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關(guān)鍵詞:職業(yè)中學(xué) 數(shù)學(xué)教學(xué) 數(shù)學(xué)實驗
中圖分類號:G421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0197-02
對于傳統(tǒng)教學(xué),數(shù)學(xué)實驗用時較多,而中學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容多、學(xué)時少,為完成教學(xué)計劃及應(yīng)付考試,時間寶貴,所以許多教師擔(dān)心數(shù)學(xué)實驗教學(xué)花時太多,從而影響教學(xué)的進(jìn)度與質(zhì)量。事實上,開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué),不僅在于對數(shù)學(xué)知識本身的探求,還在于數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是對數(shù)學(xué)體系、內(nèi)容和方法進(jìn)行改革的一項嘗試,有利于提高教學(xué)的深度和廣度。在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)課堂上,學(xué)生自始至終保持著濃厚的學(xué)習(xí)和研究的興趣,不再把學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)看成負(fù)擔(dān),增強了學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,享受著學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣,進(jìn)而有利于誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,促進(jìn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí);學(xué)生通過親身經(jīng)歷數(shù)學(xué)的建構(gòu)過程,有利于知識的記憶和理解;通過不斷地提出問題、分析問題、解決問題,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力;通過對實際問題的研究和解決,有利于學(xué)生正確數(shù)學(xué)觀的形成。
1 要創(chuàng)設(shè)適于數(shù)學(xué)實驗的問題情境
教師在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中要善于設(shè)計問題,通過問題將學(xué)生的數(shù)學(xué)探究一步步引向深入,通過問題促進(jìn)數(shù)學(xué)實驗的順利開展和教學(xué)任務(wù)的圓滿完成。問題的創(chuàng)設(shè)首先應(yīng)遵循趣味性原則,以更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;其次,問題的創(chuàng)設(shè)應(yīng)注重量力性原則,提出的問題要適合學(xué)生的實際水平,能引起學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和新知識的認(rèn)知沖突,保證大多數(shù)學(xué)生在課堂上處于積極的思維狀念,以激發(fā)學(xué)生探求解決問題的強烈動機;最后問題的創(chuàng)設(shè)應(yīng)注重層次性原則,數(shù)學(xué)問題應(yīng)包括較豐富的內(nèi)涵,以點帶面,逐漸擴展和深入,通過對一個數(shù)學(xué)問題的探究,全面觸及知識的縱橫,使學(xué)生從一個數(shù)學(xué)問題的解決中,有層次地掌握知識和技能,使課堂教學(xué)內(nèi)容大大精煉,促進(jìn)課堂效益的提高,同時,要針對水平不同的學(xué)生,設(shè)計不同層次的數(shù)學(xué)問題,使每一個學(xué)生都能獲得學(xué)習(xí)的樂趣。如通過創(chuàng)設(shè)求動點軌跡的問題情境,可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,調(diào)動學(xué)生不斷探究的積極性,而在軌跡的不斷變化中,使所有學(xué)生體驗到成功的喜悅,同時對橢圓的概念有了一個本質(zhì)、全面的理解,為給出一個完整的橢圓定義打下了扎實的基礎(chǔ),大大提高了課堂教學(xué)的效益。
2 要做到實驗教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相補充
我們提倡數(shù)學(xué)實驗,并不是要全盤否定數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué),而是要科學(xué)、合理地使用數(shù)學(xué)實驗,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)靈活取舍,將它作為對傳統(tǒng)教學(xué)的有益補充,而不是要以數(shù)學(xué)實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的和正常的數(shù)學(xué)教學(xué)活動。如果我們過多的依賴于它,很可能會造成負(fù)面影響,事實上,數(shù)學(xué)實驗要在適當(dāng)?shù)臅r候、適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下使用,要用實驗教學(xué)彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足,做傳統(tǒng)教學(xué)不能做或做得不太好的工作,使它能更好地為數(shù)學(xué)的學(xué)和教服務(wù)。只有這樣,才能真正地發(fā)揮數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)勢,才能有效地利用好教學(xué)資源,才能更好地引導(dǎo)學(xué)生主動積極地學(xué)習(xí),從而,有利于教學(xué)和學(xué)生能力的提高,有利于學(xué)生主動性、創(chuàng)造性和協(xié)作精神的培養(yǎng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造性思維,有利于提高學(xué)生的實踐能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。如橢圓的定義可用實驗教學(xué)法進(jìn)行教學(xué),而對于橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)則需要結(jié)合傳統(tǒng)的方法進(jìn)行教學(xué),這樣,不僅有利于鞏固求曲線方程的一般步驟,還可以提高學(xué)生的運算能力和分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生自主探索的意識。
3 要做到實驗活動與數(shù)學(xué)化相結(jié)合
數(shù)學(xué)作為人類的一種活動,它的主要特征就是數(shù)學(xué)化,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程就是數(shù)學(xué)化的過程。與其說學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),不如說學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)化。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)化就是學(xué)會用數(shù)學(xué)的觀點考察現(xiàn)實,運用數(shù)學(xué)的方法解決問題。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)擯棄了以往教學(xué)中過分強調(diào)形式化的邏輯推導(dǎo)和形式化的結(jié)果的弊端,強調(diào)學(xué)生自己動手實驗、觀察、比較、歸納,在親身操作中經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識的建構(gòu)過程,通過自身的“再創(chuàng)造”,使學(xué)生從原有的知識中自然“生長”出新的有效而能發(fā)展的知識。雖然中職數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)“多應(yīng)用,少嚴(yán)謹(jǐn)”,但數(shù)學(xué)實驗不能僅有活動,還要有數(shù)學(xué)化,如果認(rèn)為只要通過活動就能掌握數(shù)學(xué),不必通過深入的研究、思考就能學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),那將是舍棄了數(shù)學(xué)最本質(zhì)的東西而只能流于形式。數(shù)學(xué)要猜想,但不能止于猜想,發(fā)現(xiàn)結(jié)論提出猜想,并不代表實驗、探索的結(jié)束,證明或否定猜想是科學(xué)發(fā)現(xiàn)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,數(shù)學(xué)實驗中既要有活動又要有數(shù)學(xué)化,既要有猜想也要有證明,要做到實驗活動與數(shù)學(xué)化相結(jié)合。學(xué)生通過自主探索、動手實驗可以發(fā)現(xiàn)許多老師都未曾想到的有趣性質(zhì),然而猜想的結(jié)論具有或然性,所以數(shù)學(xué)不能僅有猜想,還需要進(jìn)行推理和證明。通過數(shù)學(xué)化和證明的過程,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì),同時還可以體驗各種數(shù)學(xué)思想和方法,提高學(xué)生分析問題、解決問題能力,進(jìn)而形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)和鍥而不舍的科學(xué)精神。
4 要做到自主探究與合作交流相滲透
在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中,我們強調(diào)自主探究與合作交流相滲透,一方面學(xué)生個體要積極承擔(dān)在學(xué)習(xí)任務(wù)中個人的責(zé)任,通過自身的探索形成自己的見解,以提供給他人借鑒與交流;同時要積極的相互支持、配合,在相互交流中不斷修正自己的錯誤和不足,從而達(dá)到共同解決問題的目的。如學(xué)生通過對直角頂點在圓內(nèi)時外心軌跡問題的自主探索,不僅發(fā)現(xiàn)了軌跡是一個圓,同時提高了自主探索的欲望和能力;而在相互交流合作過程中,促進(jìn)了思維的不斷深入和對問題本質(zhì)的認(rèn)識,又提出了內(nèi)心軌跡、重心軌跡的問題,以及直角頂點在圓上和圓外時三角形各個心的軌跡問題,從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,拓展了學(xué)生的數(shù)學(xué)視野。
我們提倡數(shù)學(xué)實驗,并不是要全盤否定數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué),而是要科學(xué)、合理地使用數(shù)學(xué)實驗,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)靈活取舍,將它作為對傳統(tǒng)教學(xué)的有益補充,而不是要以數(shù)學(xué)實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的和正常的數(shù)學(xué)教學(xué)活動。如果我們過多的依賴于它,很可能會造成負(fù)面影響,事實上,數(shù)學(xué)實驗要在適當(dāng)?shù)臅r候、適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下使用,要用實驗教學(xué)彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足,做傳統(tǒng)教學(xué)不能做或做得不太好的工作,使它能更好地為數(shù)學(xué)的學(xué)和教服務(wù)。只有這樣,才能真正地發(fā)揮數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)勢,才能有效地利用好教學(xué)資源,才能更好地引導(dǎo)學(xué)生主動積極地學(xué)習(xí),從而,有利于教學(xué)和學(xué)生能力的提高,有利于學(xué)生主動性、創(chuàng)造性和協(xié)作精神的培養(yǎng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造性思維,有利于提高學(xué)生的實踐能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
5 要做到形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合
教學(xué)評價是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,通過評價可以幫助學(xué)生正確地認(rèn)識自己在態(tài)度、能力、知識等方面的成就和問題,增加自尊和自信,改進(jìn)學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量,同時也可以幫助教師提高數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展在新課程背景下逐漸被人們所重視的一種新穎的教學(xué)方法,學(xué)生沒有相應(yīng)的經(jīng)歷和足夠的經(jīng)驗,難免在實驗活動中遇到許多問題和困難,教師在指導(dǎo)的同時若不給予正確、客觀的評價,則會影響實驗活動的正常開展和教學(xué)過程的進(jìn)一步深入。所以在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)時,教師要給予積極、客觀、及時地評價,為了充分發(fā)揮評價的積極作用,則需要注重評價的多元化。既要重視學(xué)生知識技能的掌握和能力的提高,又要重視情感、態(tài)度、價值觀的變化;既要重視實驗結(jié)果的評價,又要重視實驗過程的評價;既要重視教師對學(xué)生評價,又要重視學(xué)生的自評、互評;既要重視定量的認(rèn)識,又要重視定性的分析;既要發(fā)揮評價的甄別與選拔的功能,又要重視評價的激勵和發(fā)展的功能。
6 結(jié)語
數(shù)學(xué)教育的真諦是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到數(shù)學(xué)是一種享受。教師在教學(xué)中可根據(jù)學(xué)生的實際,結(jié)合專業(yè)特色對教材進(jìn)行加工和處理。盡管數(shù)學(xué)知識本身是枯燥的,但它的表述方式,產(chǎn)生和發(fā)展以及在實際中的應(yīng)用卻是生動多彩的。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)不是要取代其他教學(xué)方法,而是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的有益補充,在職業(yè)高中開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué),符合素質(zhì)教育和職業(yè)教育的要求,具有實效性和長效性。所以,所有教師要轉(zhuǎn)變觀念,積極地進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的嘗試,有的放失地使用實驗教學(xué),不斷探索數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的規(guī)律,提高熟練運用數(shù)學(xué)實驗進(jìn)行教學(xué)的能力。
參考文獻(xiàn)
[1]劉義江.中職數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的實施方式研究[J].文理導(dǎo)航(中旬),2011(6).
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[3]劉偉燕,王海燕.加強數(shù)學(xué)實驗教學(xué)提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量[J].湖南教育(數(shù)學(xué)教師),2009(6).
一、電源
目前在初中學(xué)校開設(shè)的電學(xué)實驗中,提供的電源通常有五種。
1.普通干電池
最接近初中教學(xué)實際,但是缺點太多,每年都需要一定的資金投入,時間長了易造成電壓降低、不穩(wěn)定,甚至變質(zhì)、腐爛,后續(xù)處理還會帶來環(huán)境問題。
2.標(biāo)準(zhǔn)電池
標(biāo)準(zhǔn)電池有穩(wěn)定度高的優(yōu)點,但是它抗振動和沖擊能力較差,不易運輸;標(biāo)準(zhǔn)電池最致命的缺點是不能短路,一旦短路就可能徹底損壞。初中學(xué)生初學(xué)電路,層次差別大,初學(xué)時發(fā)生短路現(xiàn)象在所難免。一般高中學(xué)校用得多,初中學(xué)校用得少。
3.普通型學(xué)生電源
容易造成過載保護,操作麻煩。
4.桌面型電源
將單相交流電通過實驗室電源轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成可調(diào)穩(wěn)壓直流輸出,送到各個學(xué)生實驗桌,學(xué)生實驗桌上只有兩個接線柱,相當(dāng)于電源的正負(fù)極。相對來說,這種辦法前期投資不算大,后期不需要再投資,電壓有無、電壓大小可由教師統(tǒng)一調(diào)控。經(jīng)濟、安全、操作簡單,特別適合于初中物理實驗的需要,比較實用。
5.豪華型學(xué)生電源
學(xué)生實驗臺的臺面前部裝有一體化鋼噴塑學(xué)生電源主機,體積小,不會擋住師生的視線,同時有效擴大學(xué)生的操作臺面。有單相交流輸出、低壓交流輸出、穩(wěn)壓直流輸出,電流、電壓均電表讀出,接線柱輸出,并設(shè)有漏電過載保護,是目前最豪華的學(xué)生電源。這種電源前期投資較大,條件好的學(xué)??梢圆捎谩?/p>
二、導(dǎo)線
根據(jù)使用實際,我把目前各個學(xué)校經(jīng)常采用的導(dǎo)線分成四種。
1.兩端線芯型
這種導(dǎo)線接觸性尚可,但接線要旋動接線柱上的螺帽,操作比較麻煩,而且線芯容易磨損、折斷,經(jīng)常要用剝線鉗剝出線芯,導(dǎo)線會越來越短,電線會有損耗。
2.兩端接片型
這種導(dǎo)線將兩端的線芯焊接上金屬片,省去了經(jīng)常剝線的麻煩,但接線還是要旋動接線柱上的螺帽,而且容易造成接觸不良。
3.兩端插柱型
這是近年來比較流行的新型導(dǎo)線,省去了旋動接線柱上螺帽的麻煩,只要將插柱插到對應(yīng)的插孔中,接線速度明顯加快,但這種導(dǎo)線學(xué)生在拔出時如果方法不正確,容易將導(dǎo)線拔斷,需要經(jīng)常重新焊接,尤其是內(nèi)部斷裂,眼睛看不出,造成電路不通,檢查費時,影響實驗速度和效果。
4.兩端鱷魚夾型
大學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)重、用眼頻繁,易出現(xiàn)眼疲勞等眼部疾患,是部分眼病的高發(fā)群體。我國大學(xué)生近視眼患病率高,據(jù)統(tǒng)計北京地區(qū)高三畢業(yè)學(xué)生近視眼患病率達(dá)71.22%[1],廣州市高三畢業(yè)學(xué)生中近視眼的患病率達(dá)84.83%[2],因此,大學(xué)生中近視眼的患病率是相當(dāng)高的。開設(shè)相關(guān)選修課,加強對矯正眼鏡、隱形眼鏡甚至是角膜激光手術(shù)的了解,則能增強大學(xué)生的正確用眼和合理治療的意識。
隨著信息時代的來臨,電腦等視頻終端已是當(dāng)今大學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中不可或缺的一部分,據(jù)統(tǒng)計我國已是全球網(wǎng)民人數(shù)最多的國家,而大學(xué)生則是我國網(wǎng)民的主要部分,由于頻繁、長期的面對電腦等視頻,由此導(dǎo)致的視頻終端綜合癥及干眼等眼表疾病是影響在校大學(xué)生健康的重要眼部疾病[3]。
眼外傷是成人單眼視力喪失的主要原因,大學(xué)生是體育運動和部分危險運動的熱衷群體,由此導(dǎo)致的眼部外傷在大學(xué)生中并不少見;另外,隨著醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)的深入,學(xué)生多需要進(jìn)行實驗操作,有機會接觸一些危險化學(xué)品和藥品,掌握眼化學(xué)傷的基本知識及急救處理知識對大學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和工作很有幫助。
眼部疾病與全身疾病密不可分,部分眼部疾病是全身病的重要表現(xiàn)甚至是首發(fā)表現(xiàn),如神經(jīng)系統(tǒng)疾病中約60%伴有眼部的表現(xiàn);另外,部分眼部疾病的臨床癥狀易與全身其他疾病混淆,如急性閉角性青光眼患者多以嘔吐、頭痛等為首發(fā)表現(xiàn),容易誤診為消化道疾病,臨床上常有患者在消化科誤診、遷延時日,部分全身性疾病伴有重要的眼部病變,診斷和治療眼部病變是全身性疾病治療的重要方面,如糖尿病患者伴有的糖尿病眼部病變對患者的視功能和生活質(zhì)量有重要影響,對糖尿病眼部病變的治療是糖尿病治療的重要方面和組成部分。因此,掌握一定的眼科學(xué)知識對提高醫(yī)學(xué)生知識的全面性有重要意義,但眼科學(xué)在醫(yī)學(xué)生課程安排中課時有限,通過開設(shè)選修課使部分感興趣的同學(xué)能更深入全面地掌握眼科學(xué)知識。
2學(xué)生來源、成分
我們已開辦4學(xué)期課程,每班學(xué)生160人,合計640人。學(xué)生來自12個學(xué)院(全校15個學(xué)院)的21個專業(yè),占全校專業(yè)的70%(21/30),其中臨床醫(yī)學(xué)院(第一、第二臨床醫(yī)學(xué)院)20.9%,公共衛(wèi)生管理學(xué)院22.3%,藥學(xué)院16.8%,護理學(xué)院8.1%,人文與管理學(xué)院14.2%,生命科學(xué)院9.5%,其它學(xué)院8.2%。選課學(xué)生來源廣泛,涉及我校大部分學(xué)院和專業(yè)。且近80%的學(xué)生并非臨床醫(yī)學(xué)專業(yè),眼科專業(yè)較少或沒有,因此,開設(shè)《眼保健與眼病預(yù)防》選修課具有拓展學(xué)生知識面,開展健康教育的雙重作用。
3眼保健和眼病預(yù)防選修課的內(nèi)容
作為一門教學(xué)課程,首先必須明確講什么,即授課內(nèi)容。一般臨床醫(yī)學(xué)院校的眼科學(xué)課程較少,授課內(nèi)容側(cè)重于眼病的介紹,而對于眼病的預(yù)防與保健、日常生活中合理用眼的知識介紹較少。因此,在大學(xué)生用眼負(fù)擔(dān)越來越大的今天,加強合理健康的用眼教育和眼部相關(guān)護理知識的介紹,對大學(xué)生健康用眼有重要意義;也能拓寬分工越來越細(xì)的醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識面和思維。
授課內(nèi)容上我們開始即系統(tǒng)的介紹了眼睛的解剖和生理,使學(xué)生理解視覺形成原理;然后逐步結(jié)合臨床病例講解眼病的機制及處理,著重介紹了眼急癥尤其是眼化學(xué)傷的緊急處理原則和措施;基于屈光不正在大學(xué)生中的高患病率,我們詳細(xì)的介紹了大學(xué)生普遍關(guān)心的近視病理及各種治療方法的優(yōu)缺點和機制,包括框架眼鏡的專業(yè)知識和佩戴的美學(xué)技巧、隱形眼鏡的佩戴和護理知識,并重點解釋了近視屈光手術(shù)的原理及風(fēng)險、術(shù)前術(shù)后的注意事項。授課內(nèi)容安排盡量能系統(tǒng)的介紹眼病及其預(yù)防知識、又能滿足學(xué)生普遍關(guān)心的問題,使其能正確、健康用眼。
4眼保健和眼病預(yù)防健康知識的講授方式
運用現(xiàn)代教學(xué)手段,提高教學(xué)質(zhì)量:確定了教學(xué)內(nèi)容后,采用什么樣的授課方式,即“如何講”也是非常重要。
物理是一門實踐性和實驗性很強的自然學(xué)科,它是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。它是學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立獲得物理知識與實驗技能的活動,是手和腦、知識和能力得到綜合訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié),另外在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面,實驗教學(xué)也有著不可替代的作用。在新課程改革中打破傳統(tǒng)的物理實驗課的教學(xué)模式,營造了一個適應(yīng)學(xué)生全面發(fā)展所需要的全新物理實驗課的教學(xué)模式,這種模式倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手;培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力,獲取新知識的能力、分析和解決實際問題的能力以及交流合作的能力。以下幾點是本人在新課改實驗教學(xué)與研究中的幾點建議:
一、實驗器材應(yīng)由教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選擇,并鼓勵學(xué)生從生活中尋找器材
實驗探究是科學(xué)探究的主要方式。在實驗探究中,必須涉及選擇實驗器材的問題。在教學(xué)實踐中時常發(fā)現(xiàn)教師將實驗所需器材直接給出,而沒有讓學(xué)生經(jīng)歷嘗試自己選擇探究所需器材的過程。學(xué)生不是知識的被動接受者,而是知識的主動構(gòu)建者。對于初中學(xué)生而言,在實驗器材的選擇上,雖不能一開始就對學(xué)生要求太高,但教師應(yīng)積極地創(chuàng)造條件,幫助學(xué)生逐步領(lǐng)悟選擇條件,發(fā)展學(xué)生對實驗器材的選擇能力。
如在探究滑動摩擦力與接觸面積是否有關(guān)時,為學(xué)生提供了大長方體木塊、小長方體木塊。有的學(xué)生會選擇大小兩個木塊進(jìn)行實驗,這時就可以引導(dǎo)學(xué)生分析大小兩木塊除了跟桌面的接觸面積不同外,對桌面的壓力也不同,會影響滑動摩擦力的大小。創(chuàng)設(shè)如此情景,旨在引導(dǎo)學(xué)生理解控制變量法在物理實驗中的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)此研究方法如何確定探究步驟、選擇實驗器材。
又如在“探究音調(diào)與頻率關(guān)系”的實驗中學(xué)生預(yù)先準(zhǔn)備棉布、吸管、剪刀,課堂上讓學(xué)生快撕和慢撕棉布聽聲音的高低,還可以吹修剪過的吸管,并不斷將吸管剪短聽聲音的高低。這些器材比教材中的玩具電動機更普遍,容易收集。讓學(xué)生從生活中選擇熟悉的器材,可以使學(xué)生對實驗探究產(chǎn)生親近感,學(xué)生既學(xué)到了物理知識,又會運用于生活,還增強了實驗的可行性。
二、變演示實驗為探索性實驗,并讓學(xué)生充分地參與
在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,課堂演示實驗一般以教師為主體,學(xué)生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實驗改為探索性實驗,讓學(xué)生充分的動腦、動手、動口,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。
如“長度的測量”教學(xué)中,讓四位同學(xué)用同一米尺分別上臺測量教師講桌的長度,學(xué)生各自測量的結(jié)果暫時不公布,當(dāng)四位同學(xué)都測量完以后,讓他們四人同時上臺在黑板上寫出自己的測量結(jié)果,由于四人的結(jié)果各不相同,必然會使學(xué)生感到驚奇。這既增強了學(xué)生的興趣,同時又對多次測量取平均值教學(xué)的展開,有良好的啟迪。此外,也可以讓幾位學(xué)生同時準(zhǔn)備一個演示實驗,選一位好的在教學(xué)時演示,這樣也有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣。
學(xué)生參與演示不僅培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,而且更能引起學(xué)生的注意。例如:在進(jìn)行馬德堡半球演示時,先讓一個“大力士”來與老師拉,不能將兩個半球拉開,打開活塞,讓空氣進(jìn)入半球中,再讓一個力氣小的學(xué)生來拉,卻很輕松地拉開。兩個學(xué)生的對比實驗讓所以學(xué)生印象深刻。再例如:托盤天平的實驗、溫度計的使用、滑動變阻器的使用等基本技能性實驗,可在教師演示后,請個別學(xué)生上臺操作,其他學(xué)生找錯、評價。
三、利用投影和電腦動畫等多媒體技術(shù),增強演示實驗效果
演示實驗,就是教師利用實驗器材、儀表向?qū)W生做表演示范實驗,或創(chuàng)設(shè)必要條件將自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律等再現(xiàn)出來。這是物理教學(xué)中將理論與實際相結(jié)合的重要方法,是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)學(xué)生積極思維的重要手段,是認(rèn)識事物規(guī)律的起點,也是物理實驗教學(xué)中的一個重要組成部分。學(xué)生通過觀察演示實驗,思考總結(jié),從而找出規(guī)律性的東西,得出正確結(jié)論。但是,有的演示實驗觀察目標(biāo)小,現(xiàn)象細(xì)微,且由于條件的限制,教師只能在講桌上進(jìn)行演示。后排學(xué)生看不清楚實驗現(xiàn)象,這就增加了學(xué)生在理解過程中的難度,直接影響教學(xué)效過。利用投影器將演示現(xiàn)象放大或制作電腦動畫,使其在銀幕上清晰地顯示出來。這樣既有利于學(xué)生觀察思考,又縮短了觀察時間,從而增強了演示實驗的效果。
例如在演示托盤天平的使用時,教師要演示如何調(diào)節(jié)天平平衡,如何正確讀物體的質(zhì)量。而天平的分度盤較小,砝碼的刻度也很小,大部分學(xué)生是看不見的,教師演示天平的使用等于是在唱獨角戲。這時可利用投影技術(shù),將刻度放大,學(xué)生就容易看清。具體的做法是將天平放在實物投影儀上進(jìn)行操作,學(xué)生可在屏幕上清晰的看到?;蛘咧谱鱂LASH動畫模擬天平的使用,可以收到更好的效果。
如在演示磁鐵周圍的磁感線分布時,要將玻璃板放在磁鐵上面,將鐵屑均勻地撒在玻璃板上,輕輕敲動玻璃板,使鐵屑在磁場的作用下形成平面的磁感線分布圖形。因平面放置,學(xué)生看不清楚,教師只好端著玻璃板走到講臺下,讓一部分學(xué)生看看,這樣既浪費時間,還是有許多學(xué)生看不清楚。如果利用投影技術(shù),則完全可以改變這一局面。將現(xiàn)象投影到銀慕上,使全班學(xué)生都能清晰地看到。
利用先進(jìn)的電腦動畫技術(shù),還可模擬許多課堂上很難演示的現(xiàn)象。如對比色光的混合和顏料的混合;在講解分子運動時用課件演示布朗運動等。
四、以學(xué)生分組實驗為主要內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和合作能力
通過演示實驗調(diào)動了學(xué)生的積極性,同學(xué)們躍躍欲試,但由于課堂時間限制只能吸收少數(shù)參加。在這種情況下,學(xué)生對學(xué)生實驗就非常重視了。我們除了讓學(xué)生做完課本上的學(xué)生實驗外,把許多演示實驗也改成學(xué)生實驗,給學(xué)生提供了自己動手動腦的機會。如:在“收集分子運動的證據(jù)”實驗時讓學(xué)生把紅墨水分別滴到冷水和熱水中,觀察哪個杯中擴散得快;在學(xué)習(xí)摩擦起電現(xiàn)象時讓學(xué)生用塑料尺摩擦頭皮后吸引小紙屑;在《大氣壓》一節(jié)的教學(xué)中讓學(xué)生動手完成覆杯實驗。
在新的物理課改教學(xué)中,尤其是在實驗教學(xué)中,注意不斷對學(xué)生觀察能力、動手能力、創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。激勵學(xué)生通過觀察、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設(shè)和猜想,并通過實驗加以驗證。因此發(fā)展他們的創(chuàng)新意識就顯得更為重要。如凸透鏡的實驗教學(xué)時,有學(xué)生就大膽地提出了這樣的問題:如果用一塊不透明的薄木板擋住透鏡的上半部分,光屏上還能呈現(xiàn)一個完整的像嗎?這個像與未遮擋時的像有沒有區(qū)別?要鼓勵學(xué)生們親自動手齊心協(xié)力并充分地發(fā)揮自己的想象力去設(shè)想、驗證,直到得出正確的結(jié)論。
在分組實驗中,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的合作能力。分組實驗中有幾點要注意:(1)實驗前,一定要預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容,原理,步驟,注意事項等,做到成竹在胸;(2)小組中組長帶頭,指導(dǎo)和督促組員完成實驗;(3)合作學(xué)習(xí)不僅體現(xiàn)在小組內(nèi)的合作,也體現(xiàn)在全班的交流合作。如探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)的實驗中,可將全班分成四個大組,分別探究滑動摩擦力與壓力的大小、接觸面粗糙程度、接觸面積的大小、物體運動的速度的關(guān)系。最后幾個大組的代表公布自己的實驗數(shù)據(jù),全班同學(xué)共同對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納,得出結(jié)論(4)若在交流中有的小組得出相反的結(jié)論,或提出其他見解,教師不要回避,而應(yīng)該在組織學(xué)生討論中給出明確的答案。
五、鼓勵學(xué)生做好課外小實驗、小制作
由于課外活動的時間比較充裕,形式上可靈活多樣,學(xué)生在動手完成各種小實驗、小制作過程中,思維異常活躍,參與意識增強,都迫切地希望進(jìn)一步探索問題。通過實驗,學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理知識就比較深刻、牢固。如紙盒燒水、筷子提米、制作針孔照相機、制作潛水艇模型、制作電鈴等,有很強的趣味性和知識性,十分貼近學(xué)生的生活,符合初中學(xué)生好奇、好問、好動、好學(xué)的心理特征。教師要鼓勵學(xué)生做好課外小制作、小實驗,并讓學(xué)生的制作帶到課堂上來,對于其他同學(xué)起到榜樣作用;并有意識地在教學(xué)中加以講評和演示,可以創(chuàng)設(shè)活躍的課堂學(xué)習(xí)氣氛,給學(xué)生提供參與學(xué)習(xí)的機會,并使班級中不同認(rèn)知水平的學(xué)生的求知欲都能得到滿足。
總之物理實驗是學(xué)生獲取知識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力的重要途徑。在實驗教學(xué)中教師應(yīng)以新課程理念為指導(dǎo),對實驗教學(xué)進(jìn)行大膽改革與創(chuàng)新,獲取實驗教學(xué)的最佳效果,使學(xué)生綜合素質(zhì)真正得到提高。 在以后的教學(xué)實踐中,我也將進(jìn)一步探索和研究,為完成課改實驗任務(wù)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
[關(guān)鍵詞]實驗教學(xué)示范中心;實驗教學(xué)改革;實驗教學(xué)方法;創(chuàng)新型人才培養(yǎng)
[中圖分類號] C961 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)11-0044-02
實踐教學(xué)是高等工科教學(xué)體系中的重要組成部分。實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)以其“親身經(jīng)歷與感受”的特征,對學(xué)生創(chuàng)新能力與實踐能力培養(yǎng),有著理論教學(xué)無法替代的特殊作用,在人才培養(yǎng)的過程中占有非常重要的地位。[1] [2]所謂實驗教學(xué)示范中心是以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨,以實驗教學(xué)改革為核心,以實驗資源開放共享為基礎(chǔ),以高素質(zhì)實驗教學(xué)隊伍和完備的實驗條件為保障的全面提高實驗教學(xué)水平和實驗使用效益的新型實驗教學(xué)平臺。如何利用實驗教學(xué)示范中心提高人才培養(yǎng)層次,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,并發(fā)揮其輻射示范作用,是實驗示范中心建設(shè)的一項重要內(nèi)容。
一、實驗教學(xué)體系
廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院機電實驗教學(xué)示范中心(下稱中心)在不斷總結(jié)辦學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,注意吸收其他院校的實驗教學(xué)改革成果,在體系構(gòu)建上考慮突出培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的特色,在搭建平臺上注重實踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)思路,在實施過程中形成混合一體化的教學(xué)模式,體現(xiàn)了教學(xué)體系與時俱進(jìn)的時代特征。
(一)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實驗教學(xué)體系理念
根據(jù)學(xué)院提出“面向人才市場辦學(xué)、通過市場謀求發(fā)展”的戰(zhàn)略思路,中心確立了“以有效教學(xué)見長、科研與教學(xué)并舉”辦學(xué)理念服務(wù)于學(xué)校人才培養(yǎng)的方針。中心結(jié)合實際情況,堅持“以安全為前提,以規(guī)范為基礎(chǔ),以知識創(chuàng)新、能力培養(yǎng)、高效服務(wù)為目標(biāo)”的辦學(xué)思路。中心從根本上理順了整個教學(xué)體系中理論教學(xué)與實驗教學(xué)二者之間既相對獨立,又密不可分的統(tǒng)一關(guān)系,二者之間不再是主體與從屬的地位。為了體現(xiàn)實驗教學(xué)體系的科學(xué)性,根據(jù)專業(yè)人才的培養(yǎng)定位、培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案,中心明確各實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求,擺正其在教學(xué)過程中的作用和位置,實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合、知識與能力相結(jié)合、能力與素質(zhì)相結(jié)合,同時也符合我國國情,符合我國高等院校機電類人才培養(yǎng)的專業(yè)規(guī)范。
(二)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實驗教學(xué)體系
創(chuàng)新性人才的必備素質(zhì)包括扎實的基本理論和基本方法、科學(xué)的創(chuàng)新思維、敏銳的觀察力、豐富的想象力、強烈的好奇心、高度的責(zé)任心、良好的樂觀自信心理素質(zhì)和積極的團隊協(xié)作精神。為此,中心注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)、個性的協(xié)調(diào)發(fā)展,從低年級開始,采用導(dǎo)師制模式進(jìn)行對學(xué)生跟蹤指導(dǎo),為其制訂個性化的培養(yǎng)目標(biāo),確立了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)計劃,并鼓勵低年級學(xué)生從進(jìn)入學(xué)校就參與導(dǎo)師科研項目或到實驗室參與工作。改變實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念,從人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),構(gòu)建以培養(yǎng)能力和綜合素質(zhì)為主線,課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和課外創(chuàng)新實踐“三位一體”,創(chuàng)新意識教育、創(chuàng)新思維訓(xùn)練、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和創(chuàng)新人格塑造“四路并進(jìn)”的“多層次、多功能、多渠道、全開放”的實踐教學(xué)平臺,形成“知識―能力―素質(zhì)―個性”協(xié)調(diào)發(fā)展的實踐教學(xué)體系。理論教學(xué)與實驗教學(xué)既有機結(jié)合又相對獨立,與科研項目設(shè)計、工程實際應(yīng)用密切聯(lián)系。
二、實驗教學(xué)方法
(一)理論內(nèi)容與實踐方法融合,現(xiàn)場教學(xué)與實踐操作結(jié)合
如何讓學(xué)生有興趣并提高教學(xué)效果,是實踐教學(xué)方法面臨的基本問題。因此,在充分應(yīng)用多媒體輔助教學(xué)手段的同時,實驗教學(xué)普遍采用“課堂講授+實物演示+學(xué)生操作”的方法,選用有工程背景的“雙師型”教師進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué),實現(xiàn)“講、聯(lián)、練、操”相結(jié)合,即教師現(xiàn)場講解示范,理論教學(xué)聯(lián)系案例和實物演示,啟發(fā)學(xué)生主動思考,然后讓學(xué)生進(jìn)行實驗練習(xí),課外還安排開放性的實踐操作。在整個教學(xué)過程中堅持理論與實踐的融合,在理論學(xué)習(xí)中密切結(jié)合實際,注重運用知識解決實際問題能力的培養(yǎng);在實踐中結(jié)合問題的思考和研究來加深理解理論知識,注重理論對實踐的指導(dǎo)作用。
(二)基礎(chǔ)實驗與專業(yè)實踐“階梯式”銜接,應(yīng)用訓(xùn)練與創(chuàng)新培養(yǎng)“兩手抓”并重
解決了教學(xué)基本方法之后,緊接是解決基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗的關(guān)系問題。傳統(tǒng)方法往往“各自為政”,導(dǎo)致基礎(chǔ)實驗與專業(yè)實驗的前后脫節(jié)、學(xué)生的自主性不強。因此,中心理順了實驗、實踐和實習(xí)的教學(xué)關(guān)系,做好基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實踐、綜合實踐和創(chuàng)新實踐之間的“階梯式”銜接。重點對實驗體系和內(nèi)容進(jìn)行改革,在基礎(chǔ)實驗中適當(dāng)減少驗證性實驗,增加綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性的實驗,以實驗類型――專業(yè)基礎(chǔ)類實驗、綜合應(yīng)用類實驗、創(chuàng)新設(shè)計類實驗來設(shè)置實驗教學(xué)模塊。其中,專業(yè)基礎(chǔ)類模塊突出實驗認(rèn)知、專業(yè)技能和實驗方法的訓(xùn)練,綜合應(yīng)用類模塊突出專業(yè)知識在工程上的綜合應(yīng)用實踐,創(chuàng)新設(shè)計模塊突出以“項目”結(jié)合來培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新系統(tǒng)能力,把應(yīng)用和創(chuàng)新貫穿于整個實踐教學(xué)過程之中。
(三)以項目課題培養(yǎng)興趣,以自主實驗互動創(chuàng)新
為了更好地提高實驗效果,實驗室實行開放教學(xué),提出了“動生奇、奇生趣、趣養(yǎng)學(xué)”的實踐教學(xué)理念,采用“(教師)布置實驗課題+(學(xué)生)仿真實驗+(實驗室)實物實驗”方法,引導(dǎo)學(xué)生在布置實驗課題和了解實驗任務(wù)后,通過計算機進(jìn)行仿真的“動手”實驗來產(chǎn)生“好奇”,把學(xué)生從過去“好奇”玩游戲吸引到仿真實驗上,進(jìn)而對實物實驗產(chǎn)生“興趣”,在“興趣”的實物實驗過程中逐步“養(yǎng)成”自主學(xué)習(xí)實驗的習(xí)慣。為了把學(xué)生的興趣更好地引導(dǎo)到創(chuàng)新實踐上,還采用“學(xué)生項目1(個)+1(位)產(chǎn)品導(dǎo)師”的實驗教學(xué)方法。例如對綜合性的課程設(shè)計項目、大學(xué)生創(chuàng)新項目、各類競賽課題、學(xué)生自主課題等,都根據(jù)項目指定專任教師進(jìn)行全程指導(dǎo),直至做出產(chǎn)品。在“學(xué)生項目1(個)+1(位)產(chǎn)品導(dǎo)師”實踐過程中,以學(xué)生的自主實驗為主,以教師現(xiàn)場實驗指導(dǎo)和課余答疑為輔,要求“項目”都是來自企業(yè)應(yīng)用和創(chuàng)新的課題,以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
(四)學(xué)生下放企業(yè)“練實戰(zhàn)”,工程師走進(jìn)校園“教謀略”
在取得企業(yè)合作辦學(xué)信任和支持下,中心實施了“外掛式實踐基地實踐+業(yè)界導(dǎo)師項目指導(dǎo)+中心導(dǎo)師跟蹤指導(dǎo)”的實習(xí)教學(xué)方法。中心分別與廈門金龍旅行車有限公司、西門子公司等簽訂“帶項目實習(xí)”協(xié)議,讓學(xué)生盡早走上工作崗位,在企業(yè)和學(xué)校的共同指導(dǎo)下,真實去體驗和實現(xiàn)生產(chǎn)過程。同時,中心還聘請一批企業(yè)技術(shù)骨干走進(jìn)校園給學(xué)生介紹實踐經(jīng)驗、課題研究方法以及科技最新成果的應(yīng)用,拓展學(xué)生的視野和科研途徑,讓學(xué)生有更多機會了解和接觸實際,力求做到學(xué)習(xí)和應(yīng)用結(jié)合、應(yīng)用與項目結(jié)合、項目與產(chǎn)品結(jié)合、產(chǎn)品與市場結(jié)合。
(五)以賽代練促學(xué)促創(chuàng)新,平臺支撐全開放實驗
中心以三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計協(xié)會(簡稱CAD協(xié)會)、大學(xué)生科創(chuàng)中心和學(xué)生會的學(xué)生組織為群眾基礎(chǔ),以開放實驗室為硬件保障,以教師指導(dǎo)團隊為服務(wù)支持,以系(中心)鼓勵大學(xué)生科技活動的政策為激勵引導(dǎo),以科研課題為項目需求,形成一個強有力的開放創(chuàng)新實踐支撐平臺。實施“實驗中心平臺+學(xué)會組織+教師團隊”相結(jié)合,組織學(xué)生通過全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、福建省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、飛思卡爾杯全國大學(xué)生智能車大賽、機械設(shè)計大賽和大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目、挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等系列的學(xué)科競賽和科技實踐活動,強化了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。開放性的競賽和實踐創(chuàng)新活動在一定程度上彌補了課堂實踐教學(xué)的局限,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情和思維,同時也提高了他們的自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新能力。
三、實驗條件與平臺建設(shè)
實驗教學(xué)示范中心擁有23000平方米實驗室,設(shè)備總值約5200萬元。其中設(shè)有電機拖動、機電一體化FMS實訓(xùn)室、電力電子實驗室、傳感器與檢測技術(shù)實驗室、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、激光加工與快速成型室、儀表及過程控制實訓(xùn)室、機器人實訓(xùn)室、電加工實驗室、先進(jìn)制造實驗室等32個實驗室,建成了集研發(fā)、設(shè)計、制造、測試于一體的實驗平臺。
四、教學(xué)成果
近幾年來,有一大批機電類專業(yè)學(xué)生經(jīng)過創(chuàng)新人才實驗教學(xué)體系的培養(yǎng),綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到了極大的提高,其中有數(shù)以百計的學(xué)生在參加各類大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、智能車大賽、機器人大賽、數(shù)學(xué)建模競賽等賽事中獲得佳績,其中省級及以上獎勵80多項、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目92項、專利21項等。
五、結(jié)束語
廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院省級實驗教學(xué)示范中心經(jīng)過近幾年的建設(shè),已經(jīng)取得了明顯的建設(shè)效果,為機電類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了良好的實驗教學(xué)條件保障,也為其他兄弟院校提供了可借鑒的建設(shè)經(jīng)驗,起到了較好的實驗教學(xué)示范輻射作用。
[ 注 釋 ]
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