时间:2022-11-15 08:59:26
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇科学实验教案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、统一思想,积极开展实验教学活动。
传统的教育思想观念影响着农村中小学教师是实验教学的薄弱点,教师陈旧的教育观念跟不上教育发展的步伐。在新课程标准颁布和实施的过程中,我校首先加强了对科学实验教师的学习培训,组织了各年级的科学教师,共同钻研教材和大纲,明确本学期的实验项目和要求,制定了实验教学计划进度表,并要求他们根据教学计划,认真备课、认真上课、课后撰写心得体会。同时,很多教师不满足于课堂上培养学生观察、探索科学的能力,有计划地组织学生到野外开展采集、捕捞等实践活动。为了更好地培养学生对大科学的兴趣,激发他们热爱科学的情感,学校成立了科学学科的兴趣小组——标本制作和无线电兴趣小组。为学生了解大科学、增进科学科学知识提供条件。
二、实验室管理制度化,促进实验教学常规化。
学校实验室在建设、发展、使用的同时,相应地制定了各项规章制度:《科学实验室管理制度》、《科学仪器管理使用制度》、《科学实验仪器损坏赔偿制度》、《科学实验室卫生制度》、《科学实验室人员岗位职责》。这些制度不仅张贴上墙,而且在平时教学中严格执行。各种实验器材的借用,都能及时做好借用、归还记录,实验室各类仪器的说明书及各类帐册齐全,并做到帐、卡、物相符。实验室仪器全部按部颁目录分类编号,并按上轻下重、里高外低、水平式或垂直式进行存放。不仅做到定定橱定位,还做到科学、整齐、美观、大方。
三、继续强化管理,改革实验教学的评估机制。
本学期,我们继续对实验室的财物进行了对应管理,确定了专人用规范帐册,按部颁目标将仪器记帐,所有仪器都定橱定柜存放,并将仪器用卡片编号,挂在橱上。本学期,我们根据学校制定的《竹箦小学科学科学教学常规实施细则》对实验教学继续落实两抓:一抓“实验教学的开展”;二抓“实验教学设备的使用效益”。将实验教学评估纳入教育工作和整体评估中。评估的内容为实验教学计划、总结、实验记录、实验效果、仪器设备的使用管理完好率、实验开出率、实验室的清洁卫生及安全防范等。并通过定期或不定期的抽查,随堂听课等形式进行评估,并将评估结果存放教师业务档案,汇总到教师月考中。通过思想引导和过程管理,学校实验教学工作已经正常有序地开展起来。
四、进一步加强实验教学研究,促进实验教学不断优化。
教学研究活动是教学的活力,因此,我们加强了对实验教学和过程研究探讨,用系统论观点,认真研究,积极开展实验试点。具体做法是积极开展探讨性的实验教学研究,举行实验教学公开课、研究课和优秀实验教学教案评比活动,总结交流心得体会,开展实验教学论文和自制教具评比活动,并且不断改进评价方式和手段,重视过程评价和多元评价,旨在提高教师科学实验研究的积极性。这一教学研究和评价措施无疑成为推动实验常规化的动力。
五、不断总结与反思,提高教师、学生科学实验研究成果。
关键词:体育学院;运动人体科学;实验教学改革
前言
运动人体科学是在全民健身的背景下兴起的,伴随着体育产业的发展,很快被作为专业高校运动,科学的实验室是体育院校开展教学的基础;运动人体科学的课程设置是否合理在体育专业中占据了重要地位。实验教学作为一种重要的教学方式,可以培养学生的实践能力以及动手能力,提高学生自主学习能力以及分析问题的能力,总之,在教学实践中实验教学非常重要。
一、运动人体科学实验教学
在教学过程中,实验教学一直作为理论教学的辅助,处于从属地位,没有独立的体系,这是有原因的。第一,运动人体科学实验教学的内容单调,过于死板不能进行及时修正,一本教案经常会连续用几年,没有得到及时的修改,内容严重滞后。第二,目前,大部分院校实验教学是在实验教师指导下完成实验,这限制了学生的思维,同时也不利于创造性的培养。在进行实验教学过程中,很难体现出学生主体作用,学生就不会对实验课产生兴趣,大大影响教学效果。第三.不能有效的对实验室进行科学有效的管理。运动人体科学的实验教学不能与实验活动进行有效结合,这就会导致实验室管理处于被动状态,对实验教学的科学健康发展不利。
二、传统运动人体科学实验教学的现状和影响因素
1. 实验教学的认识和重视程度
与理论教学相反,大部分教师都觉得实验教学次要,这种观念普遍存在,很多教师对实验教学不够重视,学校没有较为全面的实验教学体系。运动人体科学是一个比较新的学科,执教人员水平的高低直接影响实验课程的教学效果,有些授课老师是从其它体育专业转行过来的,在专业知识方面缺乏研究,不能很好的掌握实验教学理念,无法达到实验教学教育目的。
2. 实验教学模式
现在所实行的教学模式比较死板,既没有研究学生的整体特点,更没有形成系统的知识,教学形式保守,不利于培养学生创新能力。实验教学方式缺乏新意,实验主要按已经设计好的内容去做,限制了创造性思维能力的发挥。不利于学生创新精神的培养,不利于实践能力的提高。
3. 实验教学内容设置
实验教学内容分散,学科之间关联度不高,实验教学内容简单,内容设置上不系统.通过学习之后,学生难以积累知识,不利于能力的培养,实验内容过于单调也不能满足人才培养的需求。
4. 实验教学的实验室配置和教学考核体系
高校运动人体科学实验多数与理论课相适应,且实验多为验证观察类,实验室使用有限制,只有上课时间才开放,留给学生动手、思考的时间少,学生无法在有限的时间内达到熟练了解的目的,造成教学计划与教学结果的背离,影响了学生的积极主动性。
5. 教师素质和水平
作为运动人体科学的授课教师,一定要能充分认识到体育专业人才培养的目标,自己要能够熟练的掌握相关专业知识。实验教学活动中,要积极培养学生应用专业知识解决实际问题能力。
三、针对传统运动人体科学实验教学的问题采取的教学改革对策
1. 教学观念
根据运动人体科学专业的人才培养目标,使教师树立正确的教学观念,将基础实验和理论知识、创新培养进行结合,让学生能够熟练掌握实验技能;多开展内容选择具有科学性的实验教学,鼓励学生自主做实验,提高教学活动的效果。
2. 教学模式
传统的实验教学模式比较封闭,现在所倡导的引导式教学就可以打破这一弊端,根据学生的兴趣、爱好以及学习能力进行划分,有针对性的开展实验教学,可以提高教学效果。运动人体科学专业应培养技能性和应用性良好结合的人才,注重教学实践,增加实践教学的操作时间,利用好实验室,因为实验室对是课堂教学的有益补充,要充分利用实验室资源。
3. 教学方法
在教学活动中教师要明确目标,社会体育专业培养人才的目标就是服务于社会,教师要熟练掌握专业知识,实验思维、技能应能符合运动人体科学的发展需求。在实验教学中要充分结合体育专业特点,准确把握社会体育对学生素质的要求,注重培养学生进行创新的能力,立足于解决实际社会需求。
通过较为系统的实验教学将一些基础性知识传授给学生,尽可能的创造条件让学生主动的制定实验方案,创造性的安排实验进程,提高学生学习的主动性。在教学过程中,教师要善于将教学知识串联起来,有效的促进学生进行横向以及纵向的知识联系,提升学生掌握基础理论的熟练程度。
4. 加大设置和配置的投入
实验室内的设置以及配置是进行实验教学的物质基础,重视运动人体科学实验教学,应该切实改善实验室的内部环境,提高学生感官认识,使实验内容同学生兴趣密切关联,提高学生学习的兴趣和积极主动性。
教学选用的实验教材要能够与时俱进,具有实用性,体现时代性,将目前流行的一些设备、研究成果引入到教学实验中,体现出社会体育专业天生具有的社会性特点,使学生真正做到学以致用。
及时收集毕业生的社会实践经验,根据这些反馈的信息调整实验内容,优化教学方案,确定教学目标,并不断完善教学实验条件,建立以运动人体科学专业人才培养为目标,熟练掌握实验实践技能的实验教学体系。在不断优化教学内容过程中帮助学生获得知识的增长,经验的增加,使教育活动走上可持续发展道路。
5. 人员素质的提升
教师素质的高低直接影响着教育教学活动的开展,关系到教育教学质量。作为教师,首先要熟练掌握业务知识,不仅要具备较高业务水平,还要树立正确的教育理念,这是一个合格的教师所应该必备的。每个教师都应把提高教学质量和效果放在重要位置,不断总结教学方法,以诚实敬业的精神对待自己的教学行为,以科学的教学方法引导人,将培养社会需要的高素质运动人体科学人才作为自己的教学目标。
教师应熟悉了解自己的学生,根据学生的特点采取行之有效的教学授课方法,将理论知识与实验教学有效的结合起来,与学生建立密切的关系,不断激发学生的创新潜能,善于发现学生身上存在的创新火花,本着以人为本的精神,培养学生进行学习的兴趣,鼓励学生自主钻研,积极思考,培养创新能力,提高学习的能动性。
结束语:
现在的教学活动中存在一些不合时宜的问题,只有通过运动人体科学实验课程教学改革,才能改变这种落后状况,帮助授课教师树立正确的教学理念,发挥学生学习的积极主动性,不断提高学生学习的实践、创新能力,提高学生适应社会的能力。实验教学应该发挥自身的独特作用,在采用先进设施的基础上,充分利用实验器材,给学生提供更多练习机会,提高学生动手操作能力,实现社会体育专业培养学生的目标,促进实验课程改革产生实质性结果。
(作者单位:吉林体育学院运动人体科学学院)
参考文献:
[1] 刘庆山,盛蕾,于文兵,孙超.运动人体科学专业实验教学探讨[J].南京体育学院学报(自然科学版),2012(1)
关键词:信息技术 兴趣 化学教学
一、使用多媒体课件辅助教学克服了传统教学中教师上课以讲述为主的情况,化不可见为可见、化静态为动态、化抽象为直观、化复杂多变为简洁明了,同时激发了学生的学习兴趣激发学生的学习兴趣,使学生由被动学习者变为主动学习者,增大了课堂容量,优化了教学过程,提高教学质量。
(一)激发学生的学习兴趣,渗透德育
从心理学角度来说,兴趣是引发追求、获得成功的动力,是推动学生学习的一种最实际的内因。传统教学依赖于老师的语言和板书,而多媒体的引入增强了课堂的真实感和表现力,它让学生如亲临其境,有助于调动学生的学习积极性,激发学习兴趣。
(二)展示微观结构,模拟微观粒子的变化过程,剖析机理
物质的微观结构既看不见,又摸不着,且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果,因此单靠语言和文字等传统的教学手段描述,学生较难理解和掌握。通过计算机软件进行动画模拟,能生动形象地表现分子、原子等微观粒子的运动特征,变抽象为形象,让学生直观形象地认识微观世界,更容易了解化学变化的实质,理解化学原理。
(三)辅助优化化学试验,增强实验效果
实验是化学教学的基础。调查表明,课堂教学中教师四十五分钟理论说教的效率远不及一个五分钟实验展示。但是课堂的实验教学也存在着许多的问题,如部分实验的现象不明显、效果不显著;还有一些实验的可重复性差、耗时长,课堂上难以做到随时调用;另外还有一些实验的污染大,无法在教室中完成等。实验课件的广泛应用则可以有效地帮助教师克服教学中的诸多问题,提高实验的效率。
二、计算机网络在时间和空间上突破了传统教学的模式,使教和学在时间和空间上得到延伸和扩展,提高教学资源的利用,有利于学生的探究性学习。
Internet网上的化学资源具有分布广泛、数量巨大、互动性强、更新快等特点,教师利用信息技术这一手段,在资源库里查找资料,了解自己教学内容中涉及到的化学科学的发现史以及当前的研究状况,然后在教学素材库中调用素材,设计制作教案。使教案的编写从手写到键盘输入,从纯文本到多媒体,从线性结构构思到超文本结构构思。不仅提高了教案的质量和实用性,还可以大大提高教师备课的质量和效率,同时也减轻了教师的负担。
三、合理使用现代信息技术辅助化学课堂教学
(一)模拟实验不能替代科学实验
尽管多媒体技术几乎可以将任何化学变化的过程逼真地模拟出来,但这毕竟只是模拟,科学是需要用事实来说话的。在科学性上,许多科学实验,其现象尽管没有课件演示那么清晰,如化学中焰色反应,但实验是真实存在的,其可信性、真实性、科学性和严密性是可以为学生所感知的。其次,在趣味性上,科学实验往往伴随着物体的运动、发光、发热、颜色及形态的变化,有时甚至是爆炸等极端现象,在完成教学的同时,也增强了课堂的趣味性,如果简单地用影片似的课件演示替代实验,其趣味性必将荡然无存。第三,在能力培养上,实验教学是培养学生探究能力,提高学生科学探索精神的最有效途径。在演示实验的过程中,需要学生运用全部的感官去观察、感知实验的现象,而后通过对现象的分析、处理,探究变化的过程和原因。计算机模拟完全是按照老师的意志、知识水平进行设计、制作的,这种实验的结果是一种理想状态下的结果。而学生亲手完成整个实验的过程,不仅可以增强学生的动手能力,而且可以使学生体验科学探索的途径。
(二)多媒体运用必须恰当、有度,防止课堂出现"信息技术满堂灌"现象。
有的教师完全抛弃了黑板和粉笔,叙述也被大段的文字课件代替,整屏整屏地展示课堂内容,让学生目不暇接,无法消化吸收,更谈不上思考。一节课基本上变成了教师只是操作事先设置好的计算机程序,课堂上没有活泼生动的气氛,更没有师生间的良性互动,学生学习疲劳、思路脱节、漏记漏画而心理不安,影响听课。运用多媒体,不在于数量的多少、媒体的先进程序,而是以适合学生的认知要求为准则,尽可能地发挥多媒体在教学中的优势。所以在教学过程中,我们要善于选择不同的媒体去呈现不同性质的教学内容,而不能单一地去呈现。教学过程不仅仅是知识的传播和学习,更是教师与学生、学生与学生之间情感的交流。
根据科学课程的教学要求,各实验室应积极配合各年级科学教学活动,做好各课的实验室准备工作,以确保实验课的顺利进行。强化科学实验探究的教学过程,开拓我校教学特色,做到开足开齐实验课,确保每位学生都有动手操作机会,让小学生在真实的科学活动中提高科学素养。力争做到规范化、标准化、常规化,充分发挥教学仪器(材)应有的作用。
二、主要任务及目标
按国家教委颁布的教学大纲开齐开足实验教学课程,引导学生基本能亲手完成各个实验,形成一定实验技能,培养科学的实践,实验,观察能力。
三、具体工作计划:
1、实验室管理员工作:
(1)全面实施素质教育, 实验室管理应规范化、制度化、科学化。实验室工作由校长及教导主任直接管理,实验员具体管理实验室工作。
(2)按照《省实施九年义务教育学科教学仪器,器材配备》要求,做好仪器、器材的补充计划。对科学实验室的实验设备进行更新、添置、维护、检查,为教学做好准备。
(3)平时教学工作中可搜集利用生活中身边的各类废旧材料的作用,结合实验室条件进行分组实验。
(4)根据教学需要,可以自制一些教具。
(5)加强安全措施,危险药品妥善保管,指导学生正确使用仪器设备,配齐消防器材。
(6)做好仪器(材)管理工作,严格履行对仪器(材)出借,赔偿,领用手续,及时做好财产登记注册工作,做到账物相符,账账相符。
(7)做好仪器、器材的常规维修和保养工作。
(8)努力做好“五防”工作(防霉、防蛀、防锈、防尘、防盗)。确保每天放学检查门窗一次;每周对室内地面、窗户水冼一次;每月对器材除尘、清冼一次,并添加防霉剂一次。环境卫生,应保持实验室环境整洁,做到专室专用,室内无杂物,无卫生死角,无蜘蛛网,桌面无灰尘,门窗及仪器橱柜玻璃干净。
2、任课教师工作:
(1)任课教师要在学期初制订出学期实验教学计划,交教导处检查,再交实验室存档,任课教师按照课程表到实验室上课。
(2)任课教师与实验教师要共同努力,积极配合,努力开齐、开好实验,开足组数,使学生有充分的动手机会。凡教材要求做的实验不得任意删减,因故确实不能开出,必须向学校分管领导报批。
(3)任课教师应认真填写“实验通知单”。 演示实验提前三天,学生分组实验提前一周交实验教师,并提前试做实验,做到心中有数。对可能发生危及人身安全的实验做好防范安排。
(4)实验教师应配合工作,按单准备实验用品,并提前一天准备好。在准备过程中,要对仪器作必要的检查、校正,使其处于完好可用状态。
(5)演示实验操作前,任课教师要备好课,熟悉实验操作步骤和注意事项,实验时做到安全、迅速,操作规范,现象明显。实验过程中,要引导学生观察、思考,达到预期效果。
(6)上学生实验课时,要组织学生排队入室,保持肃静。要把全班学生编成若干实验小组,每组选一组长防范,各组对号入座,定组定位定仪器。若是第一次走进实验室,首先由任课教师带领学习《学生实验规则》和《实验室安全守则》,然后再开始分组实验。
(7)学生要做好实验前的预习准备,实验时要积极思考,细心操作,认真观察,如实记录。要积极创造条件,使每个学生都能亲自操作,提高动手操作能力。实验教师要跟班辅导,排除仪器故障,处理有关问题。
(8)实验完毕由实验小组分工负责,按三净(即桌面净、仪器净、地面净)要求擦洗、整理好仪器,打扫好桌面、室内环境卫生,并由组长点交,经实验教师或任课教师验收后方可离去。实验教师要及时对实验仪器进行保养维护工作,收回原处保存。离开实验室时要关好水电开关和门窗。
2017小学科学实验室工作计划【2】 一、指导思想
为进一步提高小学实验的管理水平和能力,以及实验室材料实现科学化、分类、分档、档案管理,加强实验水平和实验效果,更好,更全面地实施素质教育,推进教育发展。
二、主要任务及目标
按国家教委颁布的教学大纲开齐开足实验教学课程,实验开出率达到90%以上,引导学生基本能亲手完成各个实验,形成一定实验技能,培养科学的实践,实验,观察能力。
三、具体工作措施
1、实验室工作由校长及教导主任直接管理,实验室设兼职管理员,即实验员,具体管理实验室工作。
2、实验室管理员任务,目标;
(1)实验员必须拟定科学教学计划,各年级科学教学工作须按计划进行实验教学,实验教学需填写演示实验计划、分组实验计划、演示实验单、分组实验单等表格。
(2)在进行实验教学前必须准备好实验所需仪器,材料,教师对每组实验有充分准备,精心设计实验步骤和实验过程,方法,写出相应实验方案,以保证实验的科学性,安全性及效果。
(3)在引导学生进行分组实验时,应要求学生准备好相关的实验材料,以确保学生在实验中有物可做,并指导学生观察,讨论,得出相应的结论,完成实验教学;
(4)指导学生进行分组实验后,应指导学生完成实验报告单(试验记录),并认真审阅,引导学生在实验、观察中养成科学的科学观和相应的实验能力;
(5)开学及时收取科学各年级《教学工作计划》、《演示实验计划表》、《分组实验计划表》;期末按时收取《教学工作总结》、《演示实验记录表》、《分组实验记录》
(6)在实验教学、教研方面,以全体科学任课教师为组,进行相应的科学教学与实验教学研究,以不断提高科学学科教师的教学与实验能力。
3、材料归档
(1)每学期(学年)按时将各类材料分类装订后归档,并按时填写相应试验开出数、开出率,完成实验室材料的归档管理,做到科学、规范,便于查阅;
(2)在材料归档的过程中注意材料的质量与数量应答相应要求;
4、实验室器材管理
实验室管理人员除应管理好材料收发、入档工作外,还应管理好实验室的器材及日常工作。
(1)材料(实验器材)的每日发放和收回工作,并作好相应发放,收回记录及损坏,修理等相应记录;
(2)作好相关实验器材的申报,申购等工作;
(3)每周组织学生打扫实验室,并处理好实验室,保管室的用电,设备,器具的保管、管理、安全工作,以防意外事故发生。
5、其他相关工作
(1)作好与实验室及实验室管理相关的一系列工作;
(2)如有不足之处,工作中及时调节与补充,使之日臻完善。
2017小学科学实验室工作计划【3】 坚持以《科学(3--6年级)课程标准》为指导,以培养学生科学素养、创新能力和实践能力为重点,加强教科研工作的专题化,树立教师天职是为了每个学生全面生动的发展的观念,注重校内和校际交流,努力提高全组教师的业务水平,全面推进师生的整体素质。
二、工作重点:
1、明确实验的目的意义。在提高认识的基础上,努力做到建设符合标准;装备综合配套;管理科学规范;使用注重实效。
2、组织教师定期开展教育研究活动,加强新课程标准的学习研究与讨论,精心组织好公开教学活动,突出专题,保证科学学科的教学质量,并积极撰写论文。
3、开展教师自制教具活动,以便丰富教学材料,充实实验设施。
三、具体工作
(一)实验室日常管理工作
1、对照三室布置标准,认真完善三室的各种制度,使之有据可依,有规可循。
2、按照仪器配备目录标准,进一步整理、摆放各种仪器,尽量做到合理、科学、规范,并使之与帐卡一致。同时要作好相关实验器材的申报,采购,订购仪器等工作;
3、实验员必须拟定科学教学计划,各年级科学教学工作须按计划进行实验教学,实验教学需填写演示实验计划、分组实验计划、演示实验单、分组实验单等表格。上实验课前,要求学生预习实验内容,上课要有严格的组织纪律,要加强安全意识教育和爱护仪器,节省药品的思想教育,还要加强指导,引导学生观察实验现象,做好实验笔记和实验报告,使实验顺利完成。
4、实验结束后,及时清洗、清点仪器,并填写好实验教学的“记录单”,任课教师和实验教师同时签字。每学期把“通知单”“记录单”整理装订成册保存起来。
5、严格履行借交手续。借领仪器时,并做好记载。按时归还,归还时认真检查仪器是否完损。
6、爱护仪器,妥善保管。严禁把仪器放到教室里落灰落尘,影响其精密度。
7、加强三室卫生及环境的布置。做到经常清扫、擦洗,经常通风换气,保障仪器无霉变现象。做好实验到的防火、防尘、防潮、防锈、防腐蚀、防压、防震、防碰的工作。
8、材料归档
(1)每学期(学年)按时将各类材料分类装订后归档,并按时填写实验开出数、开出率,完成实验室材料的归档管理,做到科学、规范,便于查阅;
(2)在材料归档的过程中注意材料的质量与数量符合相应的要求;
9、做好年终仪器的清查工作。
(二)科学教学工作
1、精心备课,认真上课,科学合理地安排好各项教学活动,借鉴先进经验,争取在教学上有所突破,有所创新。
2、定时,定点,定内容,形式多样的开展教育研究组活动,积极撰写札记,教后感,反思教学得失,切实提高教学水平。
3、认真做好学校要求的各项工作:及时更新完善自己的博客,积极上传各种优秀的教学资源,来充实学校的网站资源。
4、重视自身素质的提高 教育研究组要组织每位教师认真学习新课标,并充分利用好《科学课》、《科学课程标准》等专业性学科期刊,定期组织学习教育理论、教学文件和教学业务知识,注重理论对实践的指导作用,并且做好记录。每位教师要利用课余时间学习,不断提高自己的教育理论水平、专业知识水平、教学能力和教学研究水平,积极参加校级的教学评比等活动,在实践中锻炼自己;工作中,要加强同学科教师之间的交流与合作,在组内形成一种和谐、默契的同事关系,以求大家共同进步。
5、努力提高课堂教学效率 每位教师应严格执行课程教学计划,认真钻研新课标、教材,分析学生实际,编制教学目标,设计教学过程,确定教学方法,选择教学媒体,认真写好教案。全组教师要创造性使用教材,并讲究备课的实效;深入落实 探究--研讨 教学法,注重让学生体验科学发现、科学研究、科学创造的过程,形成自主的科学态度,发展科学素养,教师要认真组织学生参与科学实验与科学实践。
6、科学特色活动
科技教育工作是一项长期而系统的工程,科技教育必须同学科的整体工作有机结合起来。我们根据小学生的特点,积极开展具有思想性、科学性、趣味性、实践性、创造性,内容丰富、形式多样的科普教育活动。
(1)让学生制作科普手抄报,使广大学生在参与活动的过程中,学习科学知识,掌握科学方法,培养科学精神,提高科学素质。
(2)开展读科普书籍的活动,激发学生学习科学的兴趣,以达到从课外书籍上学到课本以外的知识的目的。以此来组织学生撰写科学小论文。
(3)组织学生进行创作科学幻想画的活动。为进一步发展学生对周围世界的好奇心与求知欲,以及大胆想象、敢于创新的科学态度;培养孩子成为亲近自然、珍爱生命、热爱家乡,积极参与资源和环境的保护意识。组织学生全员参与,创作出与科学有关的敢于大胆创新,有意义的画作。优秀作品颁发获奖证书。
(4)开展“明天小小科学家”的活动。为进一步增加学生的动手能力,让他们从小养成善于观察,敢于思考的能力。通过开展科学发明活动,使学生感受到科学就在身旁,是鲜活的,并把所学知识运用于发明创造中,注重培养学生运用知识解决实际问题的能力。在活动中学生可以利用身边的物品,自己设计创作,进行科学小发明。内容体裁不限。优秀作品会在全校进行展出。
(7)成立科学兴趣小组,让学生通过活动进行科学探究,实验操作,展示自己的科技才华,活动的目的不仅对学生进行科技素质教育,更是让学生通过活动体验科技带来的快乐,在活动中注重学生动手、动脑的能力培养。
7、加强自制教具在教学中的重要作用。
1 实验过程要精心设计
实验教学首先要让学生目的明确,知道在此次实验中要解决什么问题,然后学生才能有兴趣、有针对性,再按教师精心设计的步骤方法一步步地操作实验。避免顾此失彼,随意性操作。在教学“有趣的磁现象”时,实验前,根据实验的类型(演示或分组实验),将所需各种仪器与材料的名称、规格、数量列在教案本上,并带领实验助手进行组的摆放,与实验教师最后一次检查。完成分组后,实验前进行预演,对实验过程中的现象原因和结论做到心中有数。对于产生异常现象不能达到预期目的要积极、仔细分析,查找原因。实验前,用多媒体屏显实验的步骤和方法,仪器与材料的名称与数理,产生的现象和原因,应该特别注意的问题,实验成败的关键。最后进行安全纪律教育。
2 从低年级着手
小学科学课从三年级开始。第一次学生动手分组实验兴趣非常浓厚,难免有的学生急于动手提前操作,有的学生闲谈打闹,不知如何动手。因此,第一堂实验课要向学生介绍实验室的规则,进行仪器的爱护教育,明确损坏仪器的处理意见及赔偿标准,注意区分善意或是恶意的损坏。并做好仪器损坏赔偿登记,及时在班上公布。这样学生心中有数,减少怨恨情绪。第二次实验课就会小心翼翼,轻手轻脚进入实验场地,并按顺序进行实验。如果从开始进行规范性的有效实训,学生则能很快养成良好的操作习惯。
3 从每节实验课做起
学生分组实验的组织管理,没有一剂特效药,而是要注重从每节实验课做起。实验课前教师须布置学生认真预习,做好实验前的有关准备,如实验数据表格、自备实验材料等。实验前的预习能有效减少操作的盲目性、随意性,保障实验的高效进行。学生亲自操作前,教师须介绍仪器的使用方法和注意点。如在做烧杯加热时,杯底须垫上石棉网,使杯底受热均匀,尤其是在冬天避免爆杯,提醒学生严格按操作程序操作。现在一般的学校班级人数均在六七十人,分组实验编排12~15组为宜;保证每组均有实验器材;每组分五人,主持全组实验的组长1人,主实验手1人,实验助理1人,观察员1名,记录员1名,分工合作,各负其责,待下次实验依次轮换,保证做到人人动手责任到人;实验结束后管理、摆放仪器,各组长记报仪器整理情况,实验报告操做情况等。
4 指导学生认真观察分析,做好实验记录
小学生虽然大都喜欢做实验,但是不少学生只是对操作感兴趣,而对实验不详细观察。因此,教师在实验过程中引导学生观察分析实验现象并做好记录是实验教学课成功的重要环节。如做“土壤成分”实验时,把水中的土搅拌后沉降,观察粘土和沙的层次,但由于本地土壤绝大部分是粘土,砂含量很少,砂层不明显。实验教师要告诉学生砂子虽然较少,但土壤中肯定有“砂”这种成分,指导学生写好实验记录。又如在教学“小电珠”一课时,笔者一开始简单介绍了电池、电线、灯泡后,先不讲明怎样做才会让小电珠发光,而是提出疑问:“谁能让小电珠发光?”在学生认识仪器的基础上充分调动学生敢于思考,利用现成的仪器去实践,并在愉快和谐的气氛中争着去比一比谁最快让小电珠发光,既激起学生的兴趣,又培养了创新精神和实践能力。理论与实践相结合才能使学生学到比较完整的知识,保证实验目的的实现。实验完成后,教师要及时指导学生写好实验报告,分析实验结果,找出存在的问题,总结成功之处,积累学习经验。
5 仪器管理责任到人
仪器的管理有清洗、去尘、有序摆放、损坏赔偿等诸多事项。特别是仪器的损坏分正常耗损和非正常耗损,而非正常耗损是人为因素造成的。如果不严格按照规章制度办事,势必影响下次实验的顺利开展,要做到“管而不死,活而不乱”。对于易耗损仪器,应在实验前给学生以温馨提示,学生格外细心,减少损坏现象。对个别顽劣学生故意造成的仪损按照价格1~2倍赔偿,并批评教育,有效制止不良行为的影响。做好违规登记处理,这样能更好地制止不良行为的发生。由于分工明确,管理责任到人,处罚公平、公正,学生心悦诚服。这样也就有效保证了实验课堂的组织纪律。只要教师持之以恒,常抓不懈,就一定能取得显著的实验组织教学结果。
参考文献
[1]朱小娣.浅谈如何进行小学科学实验教学[J].教学仪器与实验,2010(10):52-53.
(伊犁师范学院物理科学与技术学院,新疆伊宁835000)
摘要:针对应用物理学专业的普通物理实验教学,我们在实验内容、教学方法、考核方式方面分别采取一系列的教学改革措施,改革效果初显成效。
关键词 :实验内容;教学方法;考核方式;改革
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)05—0057—02
收稿日期:2013—12—02
作者简介:李祯(1980— ),女,河南周口人。伊犁师范学院物理科学与技术学院,讲师,硕士,研究方向:粒子物理和实验教学。
随着我国高等教育规模的不断扩大和人才需求结构的变化,近年来,我国多所高校增设了一批专业方向各异的应用物理学本科专业。按照《高等学校应用物理学本科指导性专业规范》培养目标要求,应用物理学专业培养的人才应具有较强的实践能力和创新意识,能在应用物理学科、交叉学科以及相关科学技术领域从事研究、教学、新技术开发与应用以及管理工作。普通物理实验是实验技能和科学实验初步能力培养的一个主要载体。
一、实验内容多元化
普通物理实验打破了以前按力、热、光、电四部分内容授课的传统模式,采取分层次授课的方式:预备性实验、基础性实验、综合性实验、设计性实验、研究创新性实验,形成从低到高、从接受知识到培养综合能力,逐级提高的物理实验课程新体系。
(一)预备性实验
以最常用的实验仪器和常规实验为主,这部分实验一般开设4~5个。开设预备性实验是为了解决低年级学生由于受中学实验条件的限制,实验动手能力参差不齐的问题。通过基本的实验训练,使学生能初步掌握长度、质量、基本电学量和基本光学参数等物理量的测量;学会最基本仪器的使用;学习最基本的测量方法和实验数据处理,掌握必备的实验基础知识和实验基本技能,有利于提高物理实验课程的起点,激励学生的实验兴趣。
(二)基础性实验
注重物理学基本规律的验证与运用。通过这一阶段的训练,使学生掌握基本实验技能,培养学生认真、严谨、实事求是的学习态度。要求能够根据实验结果,正确地进行数据处理,并对实验方法、结果做初步的分析评价。
(三)综合性实验
该层次实验项目涉及的仪器设备较为复杂,知识综合性较强,实验内容难度较大。在实验过程中,要求学生独立完成实验步骤、数据处理、实验过程中异常现象的分析及对实验结果的分析和评价,目的是训练学生综合运用多种实验仪器的能力,培养在比较复杂的条件下,观察实验现象、采集实验数据、分析和解决实验异常现象以及综合分析问题的能力。
(四)设计性实验
在掌握基础性实验和具备综合实验知识及能力之后,为了进一步强化学生的思维能力及动手能力,尤其是为了科学实验素质的培养和提高而开设的。通过这一层次的实验,促进学生独立思考,强化对学生实验技能及实验设计思想的培养,是一个再学习、再深化的过程。
(五)研究创新性实验
充分利用学科优势,为实验教学服务。我校物理科学与技术学院现有新疆凝聚态相变与微结构实验室、新疆碳化硅复合陶瓷工程技术中心和研究生联合培养“产学研”基地,这些重要平台将学科成果及时转化为实验教学项目,使实验中心的实验项目富有特色,与时俱进。我院丰富的科研成果为实验项目提供了保证,如玻璃化转变研究实验、力学谱测量、介电谱测量、全息光学测量等。这些实验是由实验中心老师和科研课题组老师共同开发的。通过这一层次的实验,培养学生分析和解决实验中遇到的故障及异常现象等能力。
设计性和研究创新性实验为学生提供了自主、创新学习的平台。学生在这两个层次的实验中,积极思考,主动学习,充分发挥了他们在实验教学中的主体地位,并从实验教学中获得了成就感、满足感。该层次的实验在启发学生创新思维、培养学生创新能力方面起到了重要作用。
二、教学方法
在实验课的教学中,教师和学生都十分重视实验数据的获得,而对实验课的教学过程反而不够重视。但是,从培养学生实验素质和实验能力方面来看,实验课的教学过程具有举足轻重的地位。它是强化实验知识、培养实验能力及提高实验素质的过程,也是正确、合理地获得实验数据的重要保证。
首先,在实验教学中,引导学生理解实验原理、实验设计思路、实验方法及实验仪器的构造和运行机理等基本知识。这样,学生在课堂中会跟着实验教师的引导主动、积极地思考,充分调动了积极性,激发了实验兴趣,从而发挥了在实验教学中的主体作用,这也是实验课成败的关键。其次,引导学生在综合应用已学知识的基础上,学会新知识、新方法的应用,这是实验教学中的重要环节,也是教学中的难点。实验教学与相应理论课中的知识密切相关,但它们之间又没有直接一一对应的关系。在实验教学中,更多的是综合性实验,即一个实验要用到几个学科领域的知识点,而且更强调实验的方法和知识的综合应用。
在教学方法上,针对多元化的实验内容采取分层次教学方式,建立以学生为中心的“自主式、合作式、研究式”的实验教学模式。在基础实验教学中,改变了教师讲、学生做的实验教学方法,采取学生相互讨论实验目的、原理、实验步骤,教师针对学生提出的问题帮助分析和解决的方式,改变了以教师为主导的实验教学模式。设计性实验是指学生通过自己查找资料写出实验原理,根据实验室现有的实验仪器自己进行合理搭配,设计出可行的实验方案,然后通过观察实验现象采集实验数据,最后处理实验数据,对实验结果进行评价和分析,整个实验过程都由学生独立完成,教师仅做针对性的指导。研究创新性实验,是在第二课堂中进行,不占用计划学时,主要针对那些学有余力或对实验有兴趣的学生进行进一步的实践创新训练和培养的活动,同时也为学生的毕业设计和毕业论文提供服务。
在实验教学中,应充分利用多媒体教学软件,丰富教学内容。实验中心建有自己研发的具有特色的物理实验网站,可以实现学生下载教师电子教案、实验报告、学习资料,了解教学资源、设备管理和实验项目管理等。这些资源能满足物理实验课程的教学需要,并在教学中发挥积极作用,显著提高了教学效果。
三、考核方式
实验考评采取多种考核方式相结合的综合评定方法。普通物理实验共开设四个学期,第一学期主要开设基础类实验,考核方式为平时实验成绩占50%,期末成绩占50%。其中,期末成绩为实验理论综合考试,采取闭卷形式。其余学期的实验成绩考核方式为平时实验成绩占40%,期末操作考试占30%,设计性实验小论文占30%。平时实验成绩包含实验预习、实验过程中的表现和纪律、实验仪器的正确规范使用、实验操作熟练程度、实验报告等各项指标。小论文根据实验方案的可行性和创新性、实验结果的正确性和小论文的规范性等要素进行成绩评定。操作考试让学生以抽签的形式随机抽取实验项目及试卷,考试时间为20分钟。采取上述考核方式的目的在于表明对实验成绩的考评更注重实验过程及创新,消除了以往仅根据实验报告的好坏给成绩的弊端。
四、改革效果
通过对应用物理学专业实施上述一系列的实验教学改革,学生的创新意识和研究能力有所提高。近三年,物理实验中心支撑大学生创新性实验项目18项,一名同学在“挑战杯”全国大学生课外学术科技竞赛中获自治区优秀奖。关于普通物理实验教学的改革,针对我校学生的实际情况,我们也在不断地探索和向兄弟院校学习,旨在通过不断改革,真正培养学生的实践创新能力。
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参考文献]
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关键词:电磁场;教学内容;教学方法
作者简介:朱安福(1972-),男,河南永城人,华北水利水电大学电力学院,讲师。(河南 郑州 450011)
基金项目:本文系河南省教育厅项目(项目编号:12A510017)、华北水利水电大学项目(项目编号:201027)的研究成果。
中图分类号:642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0045-01
“电磁场与电磁波”是电子科学与技术专业必修的一门专业基础课程。随着电子技术飞速发展,特别是电力电子设备密度不断增加,数据通信传输速率和信道带宽的提高,要求电子科学与技术专业学生和电气工程师必须具备“电磁场与电磁波”方面的知识储备。由于“电磁场与电磁波”理论性强,场与波的概念比较抽象,课程涉及公式的数学推导较多,课程难度较大。所以,“电磁场与电磁波”课程无论对教师的教学,还是对学生的理解掌握都有较大的难度。另外,本课程教学效果又直接影响后续专业课程的学习如微波技术、光电子技术等。[1]因此,“电磁场与电磁波”课程对于电子科学与技术专业学生是十分重要的。综合教学内容和教学方法改革,加强理论联系实践,避免了简单的理论教育,在“电磁场与电磁波”理论与实验教学方面进行了有益的探索,近年来取得了一定的教学效果。
一、“电磁场与电磁波”课程内容研究
1.完整的内容体系
“电磁场与电磁波”教学内容必须和专业培养方案保持一致。华北水利水电大学使用的教材是西安交通大学冯恩信老师的《电磁场与电磁波》。该教材是国家级规划教材,依据培养方案学时数由62学时调整到48学时。课程要求学生熟练掌握基本理论和基本分析方法,重点是理论基础和知识体系的完整性,同时尽量避开繁杂的数学推导。“电磁场与电磁波”从科学实验基础出发,总结出电磁规律,根据电磁规律,针对不同的实际情况,采取相应的求解方法来解决不同的实际工程问题。课程涉及的大多数物理量是矢量场,分布是时间的函数,而且还是空间分布函数,概念比较抽象,而电磁场与电磁波又是看不见、摸不着的。此外,课程对学生的数学知识及其应用能力要求比较高,数学知识多要用到偏微分、多重积分、矢量分析和场论等。教学内容应该根据学时进行取舍:
(1)首先补充介绍矢量分析和场论内容,使学生更容易学习电磁场,有利于学生学习矢量场的分析方法,更好地建立电磁场的概念。
(2)以科学实验的结果引出库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律,运用场论的数学工具归纳出电磁场方程,利用位移电流假设建立了麦克斯韦方程组。
(3)依次讨论静态场、时变电磁场以及电磁波的传播与辐射特性。时变电磁场是重点,归纳了麦克斯韦方程组和物理理论基础,需要掌握电磁波的数学描述、传播特性。
(4)为了保证教学知识体系的完整性,同时为后续课程微波技术打好基础,应该讲解平面电磁波、电磁波的辐射和天线。[2]
2.理论联系实际
在“电磁场与电磁波”课程教学过程中,为了提高学生的学习积极性,改善“电磁场与电磁波”的课堂教学效果,在授课内容中增加与实际生活以及电力工程相联系的工程实例。通过了解生活中应用电磁场或者电磁波知识的实际例子,使学生掌握利用电磁理论原理分析解决实际工程问题。例如利用电磁理论分析微波炉与电磁炉的原理不同之处,微波炉加热是利用微波煮饭烧菜的,这种电磁波可以穿过玻璃、塑料或陶瓷,碰到金属就会发生反射,不会消耗能量。但是微波不能透过含有水分的食物,其能量反而被吸收,转化为热量加热食物;电磁炉工作原理有所不同,电磁炉采用磁场感应的涡流加热,首先控制振荡电路产生高频交流电,变化的电流通过线圈就会产生交变磁场,交变磁场感应在金属锅底产生无数小涡流,这些涡流的热效应会使锅体发热,再加热锅中的食物,达到煮熟食物的目的。
3.实验教学环节
“电磁场与电磁波”实验教学环节是验证电磁理论、增强理解电磁理论的重要手段,由于电磁场与微波实验测试设备比较昂贵,建立实验室需要很大的投入,电磁场与微波实验课程主要通过电磁软件完成仿真实验,利用仿真软件完成相关实验是一个低成本的选择,可以做演示性的基础实验,也可以进行创新研究性的实验。使用Ansoft公司的HFSS(High Frequency Simulation Software)是利用windows图形用户界面的一款高性能的全波电磁场模拟仿真软件,它易于学习,具有仿真、可视化、立体建模、自动控制的功能,使“电磁场与电磁波”问题能快速而准确地求解。仿真实验教学内容可以根据学生的实际情况选择合适的实验项目,实验项目不受固定实验台的功能限制。这种方式适应了目前高等教育提倡的增加研究性实验的要求,特别是对于成绩较好的同学,效果较好。软件应用难度有点大,不能尽如人意,从长期来看应该建立电磁场与微波实验室。
二、“电磁场与电磁波”教学方法研究
1.启发式教学
在教学过程中采用实验启发式教学法,以实际工程问题为例启发学生思考。在教学过程中以教师讲授为主,多媒体授课并适当结合板书。对重要定理和公式,应该详细推导,用黑板手写进行讲解,这样能加深学生对知识的理解。对一些复杂繁琐的公式不做过多推导,把课程讲授重点放在物理概念、物理模型和基本分析方法上。整体教学思路在科学实验的基础上,启发学生运用电磁场理论推导,利用数学工具分析讨论,最后归纳概括电磁理论,然后介绍利用电磁理论解决实际工程问题。[3]在课程中讲一些电磁科学发展的名人轶事,如麦克斯韦在总结前人的理论基础上提出位移电流假说,预言电磁波的存在,后来赫兹怎样用实验验证了电磁波的存在。
2.培养学生的科学方法和思想
在教学过程中,不仅要学习前人的科学成果,还要引导学生学习前辈进行科学研究的方法,注重培养学生的研究科学方法和思想,如对称性与不对称性的科学思想。在很长一段时间里电学和磁学的研究是两个独立的分支,丹麦学者奥斯特真正把电和磁联系起来,他首先发现在电流线周围的小磁针发生了偏转,也就是说电能产生磁。法拉第遵循对称性的科学思想设想磁应该能产生电,拉第发现电磁感应定律。看起来,电与磁的相互联系已经相当完善,然而麦克斯韦发现磁的时间变化可以产生电,依据对称性的科学思想得出电的时间变化可以产生磁,提出了位移电流思想的假设。麦克斯韦采用了分析流速场的环量、通量、散度、旋度来描述电磁场,用精确的数学语言建立了麦克斯韦方程组,预言电磁波的存在,这正是对称性思想在电磁理论发展史上所起的作用。[4]另外也让学生认识到数学工具在科学研究中的重要地位,要求学生加强数学学习和工程应用。
3.综合利用多媒体
在教学过程中采用多媒体结合板书进行教学,一些难理解的电磁波等理论通过电子教案、录像的演示更为直观,可以利用仿真软件演示,天线的实物照片让学生容易掌握电磁理论的工程应用。授课过程中始终坚持互动教学,结合复杂背景中红外与雷达数据融合的目标识别研究项目,介绍雷达的目标识别的原理,使学生对电磁波有了感性的认识,这充分激发了学生的求知欲。多种媒体扩大了涵盖的内容,达到图文并茂,提高了学生学习的效果,提高了学生的观察能力、分析推理能力、归纳应用能力。
4.研究性学习能力的培养
授课教师结合科研工程项目给学生布置有关大作业,例如目前研究热点——物联网中关键技术射频识别技术RFID,[5]利用RFID技术完成智能停车场管理系统的汽车定位设计,安排学生查阅文献掌握RFID系统的原理和主要涉及的电磁理论知识,要求学生完成学习目标后提交一份报告,该环节还可以为毕业设计或继续深造打好基础。
三、结束语
“电磁场与电磁波”理论发展迅速,“电磁场与电磁波”课程教学方法和教学内容必须与时俱进,力求教材新颖,内容充实,还要选择合理的教学方法才能取得较好的教学效果。需要每一个教师认真探讨与研究,更需要多总结和广泛交流。电磁理论研究特别关注科学方法和科学思想,通过课程与实验内容的改进,电子课件的合理运用、因材施教,最终使学生积极主动地参与到教学活动中来,从而提高学习效果。结合课程大纲要求,引入先进的教学理念,合理选择教学模式,灵活运用各种新的教学手段,最终目标在于提高课程教学质量,使学生具备扎实的电磁理论基础知识,掌握基本分析方法,从而提高学生利用电磁理论解决实际问题的工程技能。
参考文献:
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关键词: 实验教学 教学内容和方法 教学改革 和谐发展
一、改革实验教学内容和方法的意义
实验教学内容和方法是高等院校课程教学改革的重要组成部分。它能对学生进行科学的训练,使学生加深对所学理论知识的理解和应用,通过大量科学仪器和设备的使用,能促进学生更快地探索实验科学理论的基本方法,是提高学生动手能力和创新能力的重要环节。
实验教学内容改革的重点在于改革单一的、以演示和验证为主的传统验证型教学,这是培养综合型、设计型人才的重要内容。转变教育观念,充分发挥实验教学的教育功能;改验证性实验为探索性实验,开发学生创造意识,这是对每个教育工作者的新型要求。
实验教学方法改革的重点在于激发学生参与社会实验的积极性,改变由教师安排好课题,学生只是被动操作或设计的状况,使学生可以根据社会的需要自己为自己提出任务,自主选择实施方案,确定实验步骤,自己分析判断设计和实验结果,这是培养符合社会要求人员的新模式。积极参加社会实践,在实践中丰富教师的教学经验,这是实验教学方法改革的重要基础。
实验教学内容和方法的研究与实践的意义在于规范化管理,其中包括对实施实验教学内容和方法人员的严格控制、分段工作检查、基本技能考核,以及“内容和方法”的开放式管理等。这些对于提高学校的教学质量,增强教师队伍的凝聚力,提升学校对外的知明度,培养社会急需人才,等等,都将起到十分重要的决定作用。使学生在各方面全面地和谐发展,让学生能够感受到知识产生发展的全过程,有利于大面积提高教育教学质量,提高学生的素质,促进智力的发展;有利于提高课堂教学效率,减轻学业负担;有利于促进教学发展,提高教师素质。
二、改革实验教学内容和方法的必要性
1.社会发展的需求
20世纪90年代以来,随着以计算机为核心的信息技术、以基因为主的高生物技术,以及纳米技术的发展,高新科技产业已成为世界各国经济的重要增长领域。具有现代思维、高新技术应用能力和国际交往能力的新一代技术应用性人才,将成为新经济增长的关键因素,验证型实验、综合型实验、探索型实验是高校教学中实验的重要体系,是培养人才的重要工具。
2.高校扩招与师资队伍的现状
从1999年以来,我国高等教育连续多年扩大招生,由此改变了长期以来我国高等教育规模偏小、严重供不应求的状况,随着升学率的提高,增大了向社会供给高学历专业人才的能力。但是,多年来高等学校的办学基本条件的改善却相对滞后,如在教学硬件设施、图书馆藏书册数、师资队伍建设等方面的指标均有不同程度的下降,因此高校改善教学条件、提高教学水平、改革教学内容和方式,处理好教与学、学与用、家庭与社会等诸多关系,使学生全面和谐发展是生存和发展的需要。
3.国家社会结构调整和经济体制转型对高校的建设要求更高
改革开放以来,随着经济、社会改革的深入,民营经济比例日渐上升;国家机关、事业单位人事制度改革,编制压缩。高校毕业生到国家机关、国营企事业单位的机会减小,到民营、外资企业的可能性增加,因此改变就业观念、培养综合型人才、符合社会需要是高校的唯一选择。学生在校学习时间对应于社会发展的一个阶段,如何保证学生在发展的社会中更新知识,高校必须有先进的教学手段才能达到这一点。
三、改革实验教学内容和方法的基本目标
以实验教学内容和方法的基本条件为前导,从概念上、结构上、原理上、技术上和方法上系统研究、培养和引导学生完善并理解知识的整体性和连续性。培养学生不但要沉着面对社会,而且要具有正确分析问题的能力,能够根据所学知识的需要选定科学仪器、设备,能按工程要求进行仪器、工具、文档的一般配置。能使学生掌握知识的基础理论、基本概念、基本技能,并能综合地、灵活地运用,真正做到从实验的结果中加深课程知识的理解和知识的扩展。
高校应从根本上分析如何提高学生解决问题的能力,以“成本”的观点考虑社会的需求,使学生具备综合使用所学知识的基本技巧。提高教师的教学水平,提高学生的自学能力,使学生适用社会的发展与知识的更新,使学校能为社会培养出大批综合型、设计型人才。
高校应与相关企业、公司进行横向和纵向联合,开创教学与实验的新型基地,为实验教学内容和方法提供丰富的素材。在教学中实施科学的管理,设计好管理模型、管理层次、管理方法和管理步骤,不断总结管理经验,提高高校整体管理水平。加强实验室的建设,为承担横向与纵向课题研究提供可靠保障,使学生从整体上掌握一个实际工程的开发过程,同时具有书写工程中各个阶段的相关文档的能力。
四、拟解决的关键问题
1.解决社会发展与知识更新的问题
高校应提高学生的思维能力和逻辑分析能力,注重基础知识与基本概念的重要性,增强学生的自学能力和分析能力。任何一个新技术、新产品的问世都依赖于基础知识与基本概念的支持,切不可盲目追求。如:在计算机的结构上,不能出现盲目追新,而是要根据自己的使用目的和使用要求确定计算机的基本结构,重点是要知道计算机的组成原理与特点;在计算机软件开发上,不能是只学新出现的软件开发平台,而是要以一个开发平台为重要研究对象,掌握开发平台的基本原理和计算机语言的内在联系,只要掌握好了软件开发平台的基本知识与基本原理,就能通过自学的方式面对任一种将出现的软件开发平台。
2.重视科学实验对更新和巩固知识的重要性
一种能力的培养,必须要有正确的实验方法作为基础,通过科学实验验证学习内容的方法将有助提高学生的兴趣和学习思路。如:计算机网络工程、嵌入式系统的设计、计算机应用软件的设计等课程只有课堂教学没有实验的支持是绝对不行的,同时学校必须根据时代的发展与变化,随时更新实验设备,这样才能有更新和巩固知识的效果。
3.解决如何做人与社会适用能力的问题
高校学生正处于世界观、正确习惯形成的重要阶段,做人与社会适用能力不是两个问题,而是一个问题的两个方面。做人要求从一些细节入手,如:有事请假,在生活环境中注意自己的言行,等等,在学习上充分认识任何一本书都能丰富自己的头脑,不会做人,根本就谈不上适用社会。
4.解决学习成绩与知识综合运用的问题
在高校学生中普遍存在学习成绩很好,但知识的综合运用能力不强,特别在实际工作中对要解决的问题不知道从什么地方下手。学校在教学中要系统安排好教学课程,保证知识的连续性,如:数、模电路的课程,编程器件的课程,计算机高、低级语言是构成计算机应用专业的主干课程。在教学中高校必须合理安排,同时在课程的相关实验中发现和培养学生的动手能力,绝不能完全以学习成绩来衡量一个学生。
5.解决提高分析能力的问题
分析能力的提高依赖于教师的教学水平和实验能力的提高,高校应让教师参加社会实验,提高知识的综合应用能力,在教学中具有处理好一般实际工程中基本问题的能力。如:下面是89C51用A51编写的初始化程序,不熟悉集成电路内部结构,则分析不出集成电路内部的工作状态,用课堂的形式讲解集成电路的内部结构,教学效果是不太好的,用实验的形式在仿真平台中让学生动手用编程的形式进行学习集成电路的内部结构,则教学效果就大不相同。另一方面在学生能正确理解这段程序后,可以鼓励学生用C51将程序进行改写。
org 0000h;开始地址
start: mov r0,#01h ;启动程序后进入一个延时过程
t1:mov r1,#10h;
t0:nop
nop
djnz r1,t0
djnz r0,t1
clr p1.0
clr ea ;清除EA-中断总允许
mov sp,#28h;设置堆栈指针
mov tmod,#26h;定时器/计数器方式
mov th1,#0fdh;定时器/计数器1(高),初值
mov tl1,#0fdh ;定时器/计数器1(低),初值
mov th0,#0ffh ;定时器/计数器0(高),初值
mov tl0,#0ffh ;定时器/计数器0(低),初值
mov scon,#50h;串行控制,RI-串行接收中断标志
mov pcon,#00 ;电源控制
setb tr1 ;位操作,TR-定时器启动标志
mov dptr,#1100h ;
mov a,#0eh;
end
实验教学内容和方法的研究与实践是一个长期的过程,在这个过程中,教育工作者将改变很多原有的教学模式,这是时代、社会的要求。在现行教学工作中要求系统修改现行的教学大纲和实验大纲,编制与教材配套的多媒体教案和实验方案,编制与实际工程相适用的一般设计方案,通过系列的配套管理制度促使教师压缩课时、增加实用、新型的基础课程,从而从根本上带动实验教学内容、实践教学方法和实践教学手段的改革,直至整个人才培养模式的改革。从学科的性质、特点出发,不求统一的方案,在实验教学内容和方法的实践中力求成功,以符合社会认同来衡量其价值与意义。
高校中的大量技术、信息资源,高校中的实验、网络资源,高校中各级领导和部门的大力支持,这些都为教学改革提供了非常好的物质基础,只要坚持正确的信心,达到实验教学内容和方法的研究与实践的要求是完全可能的。
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一、实验教学实施方案及教育理念依据
实验教学是学生进行科学实验训练、强化理解理论知识、提高实践操作技能和科技创新能力的重要环节,对于提高学生的综合素质和培养学生的创新精神具有特殊意义。“电工电子技术”实验内容涉及面广,理论性和实践性较强,同时科学技术的迅猛发展促使实验教学内容进一步扩充,使得教学内容和授课学时的矛盾日益突显,在一定程度上阻碍了实验教学质量的提升,影响了学生综合素质能力的提高。只有重视“电工电子技术”课程的实验教学环节,注重更新实验教学内容,开设出一批新的设计性、综合性、创新性实验,才能激发学生学习兴趣,促进学生将理论知识转化为实践能力,有效提高实验教学质量和效果,有助于大学生向社会所需的应用型、创新型人才转变,为奔赴高新技术人才领域夯实专业基础。(1)多元化的培养教育模式。巩固基础理论知识,培养电工电子电路分析设计能力,训练实践操作能力,激发创新意识和培养创新能力,经过反复讨论研究确定实验教学实施方案。实验课程体系的教学内容体现多层次、模块化教学,合理利用课时资源,理论与实践紧密结合,强化工程实际应用以满足学生的个性发展需要。“电工电子技术”课程实验部分十个设计实例和两个综合设计项目,与理论教学同步进行,以此强化理论知识的学习,为工程实际运用打下良好基础。学生根据实验项目来完成实验任务,使学生熟悉了解科学研究的基本过程和方式方法,在进行实验设计时就能抓住重要步骤,有助于发挥学生自我导向性研究学习和自由互协作学习,激发学生的学习热情,增强学生的创新实践能力和综合素质能力。基础知识实验以教师分析讲解指导为主,便于学生理解理论教学内容,熟悉了解电工电子仪器的使用方法和注意事项。实验技能基础实训包括元器件检测、合理布局,电路的安装、调试等,该模块帮助学生巩固基础理论知识,掌握基本实验技能,培养学生科学的逻辑思维方式,逐步掌握科学的实验设计思想。综合设计性实验以学生实际动手操作为主,拟定设计型实验项目,提出设计要求,审查实验设计方案,利用Multisim仿真软件构造虚拟环境仿真,由学生自由选择实验器材实施实际硬件实验操作,教师从侧面进行必要的指导。这部分综合设计性实验实训项目涉及多学科理论知识,项目选题应与工程实际相结合,具有知识性、灵活性、综合性与创新性,难易程度应符合大多数学生的知识水平,并融入现代科学技术成果。在这一层次教学过程中,教师应特别注意启发式教学、情景式教学和任务驱动式教学方法的运用,引导学生充分发挥主观能动性和创造性,鼓励学生发挥个性自由组队、自主选题或自定题目、自定性能指标和设计方案、自行搭建电路测试实现,对学生自主提出的具有一定水平的和前瞻性的题目要给予大力支持,着重培养学生的知识综合应用能力、信息获取能力和实践创新能力。(2)建立开放式多媒体实验教学平台,进行协作学习。规划制作开放式的“电工电子技术”多媒体实验教学平台,它由理论课件教学、交流辅导中心、虚拟实验室等系统构成。在“电工电子技术”实验教学中利用计算机多媒体教学设备将实验教学内容以文字、图像等多种模式展现给学生,从基础理论、实验内容、实训操作、教书育人等方面给予充分的考量,把教学中的实验原理、实验方法等形象地表现出来,帮助学生获得示范性实验技能教学培训。建议和指导学生查阅电子制作、电子设计竞赛、最新电子产品、日常生活电器维修、最新芯片的应用等资料,结合本门课程的学习内容,掌握先进的专业技术和实验技能。校园网内学生可随时进入理论课件教学子系统学习多媒体课件,在交流辅导中心查阅任课教师的各类教学信息。如:所留作业、习题解答、仿真软件介绍、考试通知等,或与教师在BBS上以在线或者留言方式进行交流讨论,还可以进入虚拟实验室系统进行实验课程的预习和复习巩固。总之,建立开放式多媒体教学平台,进行协作学习极大的激发了学生的学习兴趣,转变传统教学观念,培养学生的自主学习习惯,通过多种途径使他们的各种智能得到尽可能大的发挥,提升学习能力。
二、教学培养模式多样化
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,教学设施与软件设计平台日益完善,学生获取的知识是多样化的,而不再仅局限于课堂上。把先进的现代教育技术引入“电工电子技术”课程体系建设中,培养学生科学的设计理念,将理论、仿真和实践有机结合,从根本上转变传统的电工电子电路分析设计教学方法。当然,在实际的教学过程中不可重此轻彼,要做到理论与实践有机结合起来,引导学生更多地主动思考、主动探索、主动发现,加深对理论知识的认识,充分调动学生学习的积极性,有效提高学生的工程实践能力和创新能力。
1.计算机仿真与传统硬件实践相结合通过计算机仿真平台,由过去的简单验证实验现象、观察实验波形,转向深入分析电路设计思想,强调实验的真实性,尝试解决基本原理与工程实际相结合的难题,让学生在一个与实际工作相似的模拟环境下进行学习,培养学生科学思维、实验技能、设计能力和创新能力,增强他们走向社会的适应能力。Multisim仿真软件是ElectronicsWorkbench(简称EWB)的升级版本,它是加拿大的InteractiveImageTechnologies(IIT)公司于20世纪80年代推出的从电路仿真设计到版图生成全过程的电子设计虚拟电子工作平台,特别适合于电子电路的设计工作。[9]Multisim仿真软件最重要的特点是:(1)Multisim仿真软件中虚拟电子仪器可以对模拟、数字电路进行仿真,具有较强的电路仿真分析能力,元器件和仪器仪表与实际情况非常接近,采用内部提供的理想模型库构建电子电路,利用清晰明确的仿真过程使学生加深对基本理论知识的理解。[10](2)Multisim仿真软件提供的电路模型可以帮助学生了解电工电子技术中典型电路的实验原理和测试仪器仪表的使用,尤其是在电路仿真分析时不必担心元器件和电子仪器的损坏。学生在设计电路过程中,可以修改电路及其参数,随时观察结果进行仿真调试,同时与理论结果进行对照,还可以对电路进行故障设置,以观察故障条件下电路的各种现象,这是真实实验环境中是难以做到的。
2.教学资源信息化和网络化的建设及应用现代教育信息技术的全方位应用,如:注重网络教学资源建设,建立课程教学网站和网络实验教学平台。学生可在任何时间、地点,通过校园网络进行自主学习和交流讨论,在课程教学网站中开辟教学讨论区,开展师生之间、同学之间交流讨论并为学生答疑解惑。教师可通过网络交互平台,实时课程教学信息、教学计划、考核要求,开展网络答疑、专题讨论和教学情况调查等教学辅助工作。建立网络实验教学平台,集成了实验教材、多媒体网络实验课件、电子教案、元器件数据手册、实验教学案例等立体化教学资源。创建一个多角度学习、多方位交流的平台,为学生提供丰富的网络信息资源,满足“电工电子技术”课程教学改革的需要,也为实行开放式实验教学模式奠定基础。
三、综合能力量化考核方式
在“电工电子技术”课程的教学实施过程中教师要给学生树立一个高标准,并始终严格要求学生。“严师出高徒”这则成语是前人授徒的经验总结,也反应出大众的普遍认知:高标准严要求才能教出好学生。这种高标准严要求主要体现在以下方面:一方面体现在教学过程中严格要求学生认真听课,掌握好重要知识点和理论分析方法,做好每次作业和每个实验。另一方面是课程考试考核评估严要求,考核不合格的学生坚决不予通过。教学过程中的高标准严要求需要教师在整个课程教学过程中通过各种方法督促学生努力达到。采用综合测评成绩体现学生对“电工电子技术”课程的整体掌握情况,考核方法可多选:学习完本门课程,独立设计制作电工电子电路,实物设计完成并符合要求,该门课程考核通过;参加本门课程组织的笔试,卷面成绩参与综合成绩评定。“电工电子技术”课程采用平时成绩与卷面考试成绩相结合的考核方式,课程综合成绩评定为:平时成绩(考勤成绩+作业成绩+课堂口试)和卷面考试成绩。考勤成绩:每堂课严格考勤,杜绝迟到、早退现象;作业成绩:按时按量交作业,及时批阅,准确修改订正;课堂口试:课堂随机提问,设计重点考查内容进行测试,在这一环节中设计课堂研讨活跃度和加分奖励制度。“电工电子技术”课程实验部分独立授课,以实验结果和实验报告为主进行考核,实验课程成绩评定包含:平时成绩、综合实验操作技能、综合实验结果和综合实验论文式报告。平时实验成绩:实验操作技能、实验结果和实验报告。在综合实验操作技能考核中主要考察学生电路设计、设计搭试、调试实现、仪器设备使用等情况。综合实验结果考核中主要考察学生数据测试与处理、实验结果分析等方面的综合能力。综合实验论文式报告鼓励学生向科学研究型人才方向发展。通过电子系统综合设计、科研训练项目、电子设计竞赛等学生科学实践活动,着重培养学生团队合作精神和科学探索能力,注意发现并选拔学习优秀的学生,教师对其理论学习和实践能力等方面进行全程跟踪指导,实验方面给予积极支持,以此推动综合素质教育全面展开。四、结论“电工电子技术”课程理论与实践相结合的探索研究具有下述创新点:构建循序渐进的“电工电子技术”课程教学体系,树立以学生为本的教学理念,确定课程教学目标,对课程内容进行系统分析,优化教学内容,注重培养学生创新意识和工程实践能力;现代教育技术全方位融入教学方法中,优化教学过程,符合教育教学规律和学生的认知规律,激发学生的学习兴趣;实施学习过程全程考核,采用综合能力量化考核方式,注重学生学习过程的强化,培养学生自我导向性学习和科学实践的能力,在课程教学实践中显著提高了教学效果,有效保证了学习质量。
作者:暴琳许琳莉单位:江苏科技大学电子信息学院
关键词:菜单式教学;生物教学;实验教学
一、菜单式教学方法设计
本研究生物菜单式教学方案如下图所示:
在生物菜单式教学流程中,首先教师教学时应先以交谈(interview)或其他诊断技术了解学生已知知识,并以既有知识及生活经验为基础,应用适当教学策略以帮助学生达成有意义的学习。
其次,教师教学应以科学概念知识为主轴,注重基本科学概念了解和融会贯通;教学内容应尽量与生活经验及乡土教材相结合,不宜过于强调零碎知识的记忆。
再次,教师教学时应多以发问方式启发学生思考,积极鼓励学生参与讨论活动,以帮助学生了解教材内容,引起学生的学习动机和兴趣,并积极鼓励学生发问以促进学生的自我学习。
接下来,教师教学时除了应注重学生对科学概念知识的学习外,也应兼顾科学过程技能(如推理、预测、解释资料、提出假设、设计实验等)和科学态度(如尊重数据、慎下结论等)的培养。
然后,教师教学时应适应教材特性,适当应用教学媒体来辅助教学或实施户外教学,以帮助学生对科学概念知识的了解,并精炼科学过程技能。
最后,教师教学时应照顾到学生的个别差异,对于学习较快或较慢的学生,应该适应其学习情况适当实施充实或补救教学。
二、教学资源的使用
学校除应依教育部颁布设备标准设置专用生物实验室和生物实验准备室以及实验安全设备外,并应视需要妥善设置生物活体饲养设备等相关设施,配置适当管理人员,以利于生物教学的进行。同时,妥善充实教学必需相关设备、器材、药品和生物活体及标本(含玻片标本),并购置教学所需模型、挂图、录影带及光碟等教学媒体以配合教学外,也应提供相关材料鼓励教师自制教学媒体,以配合教学使用。
另外,实验室及进行实验活动的场所应特别注意通风及安全设施,教师应辅导学生正确使用、操作与生物学习相关的各项设备(如显微镜等),并适当维护这些仪器设备。而且,学校应尽量配合教学需求,购置与生物教学相关的书籍、期刊、杂志等参考资料供师生借阅,并作为学生学习及教学研究的参考。
三、菜单式教学评价
菜单式教学评价首先应以课程目标及教学目标为依据,并兼顾认知、技能和情感三个领域的学习,以检测学生是否习得基本的科学概念知识、科学过程技能和科学态度等。认知领域学习目标的评价除应包括知晓、了解的表现外,也应注重应用、整合等高层认知能力及批判思考等的表现。
其次,菜单式教学评价的实施应善用诊断性(diagnostic)、形成性(formative)与总结性(summative)评价的特性,采用定期与不定期考查的方式实施,希望随时诊断学生的学习困难,检测学生的学习进展,评价学生的学习成果,以作为改进教学、促进学生学习的参考。同时,它应发挥督促、鼓励和启发学生反省思考的功能,并引导学生察觉自己学习方式的优缺点,不宜仅作为评价学生学习成就的工具。
在实施菜单式教学评价时,应适时发掘有特殊学习困难或具有特殊科学性向及才赋的学生,给予适当的补救教学或个别辅导。这种教学评价应秉持真实性评价的精神,采取多元的方式实施,除由教师进行考评外,也得辅以学生自我评鉴等方式,以考查学生是否达成教学目标,希望作为改进教学策略,提升教学成效的参考。
菜单式教学评价的实施方式不宜仅局限于纸笔测验,可兼采观察、晤谈、实作、缴交报告或成品、设计实验及档案评价等方式,以期能公正、客观地评估学生的学习情况,并激发学生的学习动机,增进学习绩效。
另外,实施菜单式教学评价时,除了以常模参照评价的理念来解释学生的学习成就外,也应斟酌情况采用标准参照评价的理念来解释学生的学习成就,以发挥菜单式教学评价在检测学生学习进展状况,提升学生学习兴趣的功效。
四、关于生物菜单式教学的讨论
基于菜单式生物实验教学目标的评价主要包括知晓、了解、应用、整合等四个阶层认知能力的学习表现,这四个阶层认知能力的定义如下:
1.知晓科学知识
(1)记忆在学校课程或日常生活经验中所习得科学事实或知识
(2)区别或界定基本科学名词、术语或科学实验器材
(3)阅读图表
2.了解基本科学原理法则
(1)了解基本科学概念、原理、法则
(2)了解科学学说和定律的内容
(3)了解科学知识间的关系
3.应用基本科学信息
(1)分析及解释资料
(2)应用科学知识进行推理、推论、预测
(3)分析资料并应用资料进行推理、推论、预测
4.整合科学信息
(1)综合各项信息,指出各变项间的关系
(2)整合实验过程及数据,指出拟验证假设及提出结论
(3)整合科学概念提出结论
(4)综合各阶层科学知识以解决问题
基于菜单式教学的生物教学是以未来国民应具备基本生物学知识,以及适合全体高中学生修习程度为取舍选裁依据,教学设计采用菜单式课程的理念,菜单式生物教学内容着重在了解生命的共同性和多样性,以及探讨生物和人类与环境间的交互作用。它由生命现象的基本特性着手,探讨生物的共同性和多样性,再经由宏观的审视生物与环境以及人类与环境的关系,来了解并认可持续发展的意义及其重要性,以培养学生鉴赏生命与自然的和谐美,以及尊重生命、爱护生态环境和维持可持续发展的情操。
科学教学除了必须反映科技快速发展、知识积累以及社会需求外,更应考量教学实施的可行性。此外,教学改革不但涉及教材的更迭,还牵涉到师资教育(职前培育、师资检定和在职教育等)的配合、教学相关设备的充实及更新、评价制度的更张、人员的重新安置等配套问题。因此,这次生物菜单式教学方法的设计是以发展和渐进改革的理念来进行,除了积极纳入生物学新知外,尽可能维持必要的稳定性,以提升未来教学实施的可行性。
参考文献:
[1]应俊峰.研究性课程[M].天津教育出版社,2001.
[2]马友兰,吴立人.自助式实验教学模式的探索[J].生物学教学,2001(07).
[3]朱正威,肖尧望.高中生物教案(二年级)[M].北京师范大学出版社,1999(10).
[4]汪桂清.高中生物学实验的改进[J].生物教学和实验,2001.
关键词:中学化学;化学实验;素质教育;创新精神;科学探究
中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)25-0246-02
实验是将理论回归实践最有效的方式[1],对于以实验为基础的自然学科化学而言,实验教学必然是其不可缺少的一部分,化学实验教学是真正意义上的化学教学。很多化学反应,如果不通过实验是不能够真正体验出来的。比如,氧气的制取中木条复燃现象,不做实验只是直接去看结论,对于记忆以及学习都没有很好的效果。化学的学习并非只是化学知识的学习,更有学生的组织能力、思维能力以及动手能力等多方面的培养。因此,在初中化学的学习过程中,教师应该强调实验教学的重要性,大力培养学生的动手能力。如果忽视了实验的地位,甚至是放弃这一重要的教学手段,那么对于化学教学而言,将是一项莫大的损失。本文将就实验教学在中学化学教学中的作用进行探索性研究,旨在推进中学化学教学的改革,希望在培养学生的创新精神和科学素养方面能起到一定的作用。
一、实验教学目前存在的问题
1.对化学实验教学作用重视不够。《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》指出:“科学探究是一种重要而有效的学习方式。”同时又指出“化学实验是学生学习化学、进行科学探究的重要途径,学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证”。然而从一些学校的实验室和化学教师的实验教学过程不难看出,他们要么没有实验室,要么有却不用,有些学校的化学教师甚至不能独立顺利完成一些常规化学实验,这充分说明这些学校的领导和化学教师对化学实验及实验教学不够重视,他们往往只强调成绩而忽视对学生实践能力和创新精神的培养。对于以实验为基础的自然学科而言,不能不说是一种悲哀,而化学实验的真正作用也无法实现。
2.实验内容不能与时俱进,缺少与社会生产生活的联系。经验告诉我们,身边的比较熟悉的东西往往容易被人们接受,也容易引起人们的兴趣,所以化学实验的实验内容应选择与社会生产生活紧密联系的内容。然而事实却截然相反,有些实验内容与社会生活严重脱离、过时,甚至是错误的,无法在学生面前呈现本学科的前沿知识,更无法激发学生学习化学的兴趣;还有些实验的实验内容与前后章节缺少联系,内容组织不够严谨,缺乏系统性和连贯性,无法反映科学、技术与社会的相互关系。这也导致化学实验的作用得不到真正的体现,无法培养学生的科学探究能力和创新精神。
3.滥用电化演示。随着现代化教学设备的普及和信息共享的便利,个别教师图省时省力,教案、课件从网上下载,不该用计算机的地方也要用,甚至出现了多媒体演示代替教师授课的现象。计算机、多媒体等现代化教学设备的过度使用忽视了学生的主体地位,忽视了学生的亲身体验,忽视了学生的思维重组与创造[2]。在实验教学中,适当的电化演示可以起到一定的教学效果,但是如果学生没有亲自动手实验,那么必然在能力目标,过程和方法目标,甚至在情感、态度与价值观目标上存在极大的缺失,学生得到的只是死知识,失去的则是对原理的感悟与理解,不能体验科学的探究过程和成功的愉悦,同时也将失去合作的机会,更不能培养学生对科学的探究态度等。
4.实验教学的考核、评价方式有待改革。虽然教育部早已提出要进行素质化教育,要促进学生德、智、体、美、劳的全面发展,然而目前仍无法真正走出应试教育的阴影,学生知识、能力的考核也以纸笔测试为主,以成绩高低来定优劣。尤其是对化学实验教学来说更是缺乏真正意义上的创新和实践能力的考核,这使得化学教师在进行实验教学时,忽略对实验的创新,只是照方抓药,画实验、讲实验,而学生也以背实验过程,记忆实验结果为主要任务,而不注重自身能力的提高。这些都将严重导致学生对化学实验的学习态度不积极,学习动机不纯正,创新精神和实践能力更得不到提高。
二、化学实验教学改进措施的探索性研究
1.重视和加强实验教学,并以实验教学为基础,培养学生综合能力和科学素养。教师要高度重视实验在化学教学中的地位和作用,重视和加强实验教学。在实验教学活动中要多采用“探究性学习”、“问答教学法”等新的教学模式,培养学生创造性思维能力,激发学生学习化学的兴趣。
2.注重实验教学和社会生活实际的联系性。在化学教学中,实验教学内容要面向社会面向学生。所选内容要与时俱进,反映科学、技术、社会的相互联系,更要激发学生的学习兴趣,唤醒学生已有的生活经验。只有把教学内容与学生的生活经验紧密联系起来,才能使学生的学习过程平易化,才能降低学习的难度,促进概念的同化。另外,教师要吃透教材,把握编写者的意图,对不合时宜的教材进行适当处理。比如,对于那些滞后于现实、学生生活经验,或者与本地社会实情不符的内容,教师要对其进行适当处理,使书本知识与学生已有生活经验相对接,从而实现教学内容面向学生生活。同时将教材内容与当前社会大环境以及本地区、本学校学生的小环境充分融合,实现实验内容与地方课程资源的衔接,实现实验教学面向社会生活实际。如在讲授“燃烧与灭火”课题中的“着火点”概念时,我们用一次性纸杯盛半杯水并用酒精灯加热,不一会纸杯中的水就烧开了,而纸杯却未被点着,好像火点不着纸一样。这样的现象与学生已有的生活经验是相悖的,就容易引起学生的质疑和探究欲,大大地激发学生探索科学、揭示奥秘的兴趣。另外还可以根据学生已掌握的化学、物理知识,适当布置一些家庭小实验、小制作、小发明等,并予以适当奖励,同样也能极大地激发学生的探究欲,培养共创新精神和实践能力。
化学教师在教学过程中应充分注重学生基础知识、基本技能的培养,注重教学与生活实际相联系,促进学生创新思维能力、解决问题能力以及良好学习习惯等综合素质的拓展和提升。
3.适当引入电化演示实验,把抽象的变成具体的,微观的变成宏观的。有些内容无法通过亲自动手实验来完成,或动手实验效果不理想或危害大的,可以通过多媒体的展示来完成。例如,教学“分子间有间隔”时,可以借助多媒体展示相应的动画,使学生清楚地看到固、液、气体物质分子间的间隔及其变化。教学“分子不停运动”时,把一较大的烧杯放在实物投影仪上(或者直接播放该实验视频),在大烧杯中加入适量水,然后用药勺取适量品红放入水中。开始时,品红在水中缓慢溶解,在水中向四周扩散,成丝状,水逐渐变红;片刻后扩散完成,整杯水全部变为红色。采用现代多媒体信息技术,使品红分子运动的全过程显示到屏幕上,可以使学生真实清楚地观察到放大后的品红分子运动现象,并透过现象认识分子是处在不停的运动状态中。这直接激发起学生的学习热情,加深了学生对分子概念、性质、结构的理解,有利于培养学生的观察能力,激发其学习兴趣。
4.实验教学考核方法应多样化。不可否认,传统的纸笔测试目前仍是一种重要的考核方式,但是应该把考核重点放在对化学实验原理的理解及实验基本操作技能的掌握上,考核内容也应该选择那些具有真实情景的综合性、开放性的问题。既可以是学生的参与意识、合作精神,也可以是分析问题的思路和创新精神;既可以是实验操作技能,也可以是探究能力和实践能力。评价对象既可以是学生个人,也可以是小组。另外,还可以以实验室现场考核评价代替传统纸笔测试。可以以完成课本上的家庭小实验,进行一些趣味性强且有意义的课外兴趣实验,撰写科技小论文等方式,对学生进行考核,学生还可因此补充学习一些课外知识,拓宽知识面,提高创新能力。
总而言之,创新能力是素质教育的核心,科学实验更是培养学生创新能力的有效途径,化学实验更是中学化学教学内容中不可缺少的部分。这就要求我们必须重视实验教学,并以实验教学为突破口,通过各式各样的趣味活动,充分调动师生的积极性,培养学生的创造性思维和创新能力,实现真正的素质教育。
参考文献:
在原来教学改革思想的基础上,根据园艺植物生物技术教学任务和教学内容的调整,针对教学过程中新出现的教师学生专业化差别,学生教学参与感不强,优秀学生“吃不饱”,以及实验教学量增加的问题,通过推行模块化教学,情景化教学,推行有条件的全英文教学,以及完善整体化实验教学,进一步构建和优化该课程教学的内容体系和教学模式。
关键词:
园艺植物生物技术;教学改革;模块化;情景化
生物技术是现代生命科学发展的前沿学科。生物技术在农业领域的应用已经成为广泛关注的研究领域[1]。园艺植物生物技术以园艺植物为研究对象,主要领域包括蔬菜、果树、花卉和茶学。目前,国内多所农业院校园艺专业都先后开设了园艺植物生物技术课程[2-6],其中华中农业大学开设的园艺植物生物技术国家精品课程比较具有借鉴价值[7]。通过多年比较研究和教学实践,笔者在实践原有教学改革方式方法的过程中不断发现新问题[8],进一步总结教学经验,以期为今后的教学工作提供参考和借鉴。
1课程简介与特色
西北农林科技大学园艺学院开设园艺植物生物技术课程较早,是园艺学专业的基础选修课,同时也是设施农业工程专业的专业选修课。笔者所在教学团队领衔开展的园艺植物生物技术课程具有比较突出的特点,包括拥有自主编写的规划教材,学校公共资源拥有丰富的课外学习资料,具有优良的实践教学平台和知识、年龄结构搭配合理的师资队伍,以及拥有良好的网络教学环境等[8]。这些条件保证了园艺植物生物技术课程教学的顺利进行。近年来,经过不断优化本科教学培养方案,现已将笔者所在教学团队纳入园艺学院基础教研课程组,将园艺植物生物技术归类于园艺专业的通识性教学课程。该课程的设课时间已由原来的本科第7学期[8]调整为本科第5学期,是直接承接西北农林科技大学公共基础课生物化学和遗传学的后续专业课程。为了进一步加强现代生命科学基本理论的培养,学院同时在原第7学期设置园艺植物分子生物学课程,对园艺专业的学生进行深入教学。这种教学顺序和教学对象的调整势必带来一些全新的教学问题。
2目前存在的问题
2.1课程设置早于专业分配,出现教师分专业授课而学生
无差别听课现象按照课程设置计划,学院在本科教学阶段共设置园艺学和设施园艺学2个专业方向,在园艺学方向下又设置蔬菜学、果树学、茶学和观赏园艺学4个模块,园艺学方向的学生可以根据自己的兴趣喜好,结合综合考核成绩,在第5学期中期进行专业选择。另一方面,园艺植物生物技术课程设置于第5学期之初,这也就意味着学生选课时还没有选定专业方向。因此,学院在设置该课程时无法考虑专业选择,即只能实行无差别教学方式。在具体教学中,仍然以自然班为教学单元进行教学。在教师安排时,授课的课程组来自蔬菜学系和果树学系,具有不同的研究背景。由于生命科学的发展非常迅猛,体现在生物技术领域的高速发展尤为突出,新技术、新方法的涌现速度非常快,使得专业教师不可能及时更新所有领域的新兴研究成果,仅可能专注于自己的研究方向。这一特点在教学活动中就会表现出教学的侧重点不一致,在进行实例教学时不能够协调统一。例如,果树学科的教师比较重视植物组织培养方向的内容,而蔬菜学科的教师对于分子标记方向的讲解比较多。在讲解基因克隆方法时,果树学方向的教师会在同源克隆方向上列举较多实例,而蔬菜学方向的教师则在图位克隆方向上有较多的展开空间。这种教学方向,甚至教学内容的差异,对于园艺植物生物技术课程教学的统一很不利。在具体教学活动中,还表现出考试试题、成绩评定标准不一致的现象,这一点对于不同班级学生争取综合测评成绩排名,进而争取研究生报送名额的矛盾尤为突出。
2.2学生的教学参与感以及课程兴趣不足
园艺植物生物技术课程的知识特点就是过于抽象,特别依赖于生物化学、分子生物学的理论知识,很多知识内容属于“不可见”科学,更多的时候需要学生通过想象进行理解和推演。因此,有一部分学生会选择直接跳过理解和思考的过程,回归传统的死记硬背的学习方法。有部分学生对于教学内容、概念、方法还多停留在背诵的层面上,缺乏主动理解,对课程的学习仍以应付考试为主,真正能够通过学习对科学研究产生兴趣的学生人数还比较有限。
2.3部分优秀学生的知识诉求未得到满足
近年来,笔者在教学中发现部分学生存在求知欲望较强,而常规课堂教学不能满足其需求的现象,而且这种类型的学生数量近年来增加很快。西北农林科技大学由于特殊的地理、历史和政策条件的原因,每年有大量学生有出国深造的需求和机会。根据现阶段学科的发展特点,这部分学生中的绝大多数将会直接使用生物技术的相关知识,并且对于该学科的相关英文知识也有要求。针对这部分学生和部分早期规划考研深造的学生,学院从2015级学生开始成立实验班,进行更加专业化的辅导。根据学院的教学计划,需要对园艺植物生物技术课程进行精细教学改革,尝试进行全英文教学。
2.4实验教学内容仍需扩展
针对园艺植物生物技术课程长期存在的教学内容繁杂、实验课程设置不足的问题,学院于2017年开设园艺植物分子生物学与该课程进行互补教学,前者重点强调实验教学,计划再设置32课时实验教学内容。因此,如何整合2个课程的实验内容,需要进一步探究。
3教学改革的方向
3.1进一步整合教学内容,推行模块化教学方式
针对授课教师专业化问题,经学院教学办公室、教研室研究,并报请学校教务处批准,计划整合所有教学内容,打破原有教研室限制,成立园艺植物生物技术教学课程组,将原隶属于果树学、蔬菜学的教师重新组合,以教学内容为指导,分配教学任务,形成不同的教学内容模块。同时,学生不再分班级教学,而是整合成一个课程班级(视选课学生人数情况,再划分为平行的教学班次),接受所有课程组教师的授课。这样可以真正做到教师“讲有所长”,而学生可以充分学习到较为全面的专业知识。这种集体教学的方法以往多用于研究生教学中的研究进展讨论类课程,在本科教学中并不常见。针对园艺植物生物技术这门内容发展非常迅猛的技术型课程的教学,在多年研究教学方法的基础上,逐渐摸索尝试新的教学方式,可以尝试类似于进展讨论课式的模块化教学。在具体实施过程中,预先设定课程组长,由常年从事第一线教学、经验丰富的教授专家担任。课程组长负责召集具有不同专业背景的授课教师,按照教学大纲集体编制教学内容,分解形成不同的教学模块。这些模块包括园艺植物生物技术的背景与发展历史、分子生物学基础知识、基因文库基本知识、分子标记基本知识、基因克隆基本方法、载体基本知识、植物遗传转化基本知识、基因修饰植物基本知识等若干模块。课程组长协调授课教师领取各自的教学模块,授课教师编制具体教案和教学课件初稿。所有模块的教案和课件初稿编制完成后,课程组集体讨论各教学课件之间的衔接与过渡内容,形成最终的定稿。按照设计,课程组长不进行具体的授课工作,仅负责召集、协调各专业教师的教学内容以及各教学模块之间的衔接工作,组织安排教学进度,并有目的地进行听课考核和教学监督。作为组织者,教学组长具有明显的行政化特点,而非传统意义上的主讲教师。
3.2进一步推行情景化的教学方法
推行情景化教学方法是笔者所在教学团队于2012年提出的针对园艺植物生物技术课程特点的教学尝试。其主要思路是,针对某一特定技术和知识点,带领学生回到实现这些创新的时代,说明当时的技术背景,提出发明人的技术思路,展示最初的实验结果,推导新产生的理论。这种带入式教学可以激发学生对于所学习的知识,特别是对于科学研究的兴趣,使学生能够在当时的技术条件和知识背景下,独立推导出所要讲授的内容,同时让学生切实感受到科学研究工作并不遥远,自己通过努力也可以做到。几年的教学尝试表明,这种教学方法效果很好,很容易抓住学生的注意力,开发兴趣点,提高学习热情。更有甚者,有的学生会提出个性化的见解,引发更深层次的思考。在下一步教学改革研究中,将增加情景化教学的范例,系统分析具体教学内容的关联性,将每一项相关的技术内容串联起来,利用情景化将其讲述成为一个连续的科学研究故事,以激发学生的兴趣。这方面的一个实例是:DNA结构的发现与证明,半保留复制与核酸杂交,Southern技术与RFLP分子标记等几个内容可以通过连续的研究故事加以讲解。
3.3尝试推行有条件的全英文教学模式
针对学院组建的实验班和部分有出国深造意愿的学生,计划开设全英文的园艺植物生物技术课程。全英文教学使用小班授课形式,使用英文原版教材,全英文PPT演示和英语讲授。课程教学内容与正常园艺植物生物技术教学大纲要求相同,重点加强课程预习、自学内容。课堂授课兼顾讲解和答疑,讲解内容适当压缩,以阐述知识要点为主,进行适当的内容拓展,鼓励学生课堂提问和讨论。这种教学模式的目的是为了与国外高水平大学的研究生教育相衔接,尽力缩小国内外关于生物技术知识教学方式的差异,使学生提前适应未来的学习方式。另一方面,生物技术的最新研究成果往往以英文作为科技语言进行发表,让学生尽早接触专业科技英语,也可以培养他们的科研阅读、交流、写作能力,更容易对科学研究产生兴趣。
3.4完善整体化实验教育思想
随着学院不断加强生物科学实验课程教学,加大经费支持力度,增加实验教学课时,目前的园艺植物生物技术实验课程内容与指导已经不能够满足今后的需求。基于此,组织所有课程组的教师共同编写了《园艺植物生物技术实验指导》(试用本,以下简称为《实验指导》)。在编写过程中,全面贯彻整体性实验教学原则,以连续性实验为设计目标。目前《实验指导》已完成DNA相关实验内容的编制,主要围绕植物DNA的提取、检测、克隆、载体构建、分子标记等系列实验展开。实验之间互为顺承关系,前一个实验的结果(产物)是下一个实验的前体(供试材料),使所有实验设计以一个整体的形式呈现给学生。该实验指导已在2016年秋季学期发放给学生试用,学生反映情况良好。
4结语
生物技术是迅猛发展的现代科学,其与植物科学、农业科学的结合创造出大量新知识、新技术和新研究领域。关注于生物技术的课程教学也必须与时俱进,不断调整教学方式方法,以培养紧跟科学技术发展的专业本科毕业生。通过近几年对于园艺植物生物技术课程教学改革的思考、研究、探索与实践,不断总结经验,在原有教学改革思想的基础上,针对目前教学要求和教学内容的调整拟定了新的教学改革方向。核心思想是提高学生对于课程知识的兴趣,激发学生对于探索现代生命科学知识的研究热情,培养学生的动手能力。通过个性化和差别化教育,为专业化深造教育输送人才。总之,园艺植物生物技术的教学改革是必要的,同时也需要不断关注、调整,以适应不断发展的对高素质、全面性、创新型农业人才的需求。
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