物理学课程论文范文
时间:2023-03-30 00:09:26
导语:如何才能写好一篇物理学课程论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
校园网络的建立,为教学现代化以及学生的自主学习提供了坚实的硬件基础,同时网络教育的软件条件也是必不可少的,它包括网络教育资源库和网络教育支撑平台,前者提供教学内容,它包括不同层次、不同形式网上教学所需的各种材料。后者提供教学环境,它包括网络教学支持、网络教育资源库管理、教学管理与评价、系统管理等。校园网物理学主干课程教学系统平台的资源具有Internet上资源无法替代的作用,它的建成能适合本校教育教学实际需要,以广大师生物理学科的学习和科研为目的,为物理学科的教学和科研服务。
一、平台的设计原则
校园网物理学主干课程教学系统平台以课程学习的网络支持系统为目的,在各种不同的教学环节中提供灵活的、适合于多种层面的交互式教学支撑环境。它的设计遵循以下原则:
(一)服务教和学的原则
课程资源与教学管理平台的功能主要是为教师的课程教学和学生的课程学习提供教学支撑环境,所以要服从服务教和学的原则。
(二)可扩充性原则
系统必须优化体系结构,可扩充性强。因此,软件功能上应有进一步开发的计划,硬件环境的选型要考虑扩充方案的成本。
(三)简洁明了原则
版面结构设计、颜色、字体简洁明了;网站导航清晰明确;指示性图形含义前后保持一致;整体页面风格一致。
(四)易操作的原则
操作要简单,不需要进行系统应用培训;运行快捷:提示信息详尽、准确、恰当。
(五)易维护性原则
当系统上出现小的变动或出现新的需要时,要能够方便快速地进行维护。
二、课程教学资源建设的组织与实施
资源与教学管理平台是学生进行课程学习的重要资源,也是学生进行网上课程学习的基础,所以对课程资源的建设和组织也至关重要。网络教学课程资源建设分为两部分:资源内容的建设和资源管理系统的设计。
(一)课程资源内容的建设
按照课程的形式组织和呈现资源,课程资源模块是本系统的核心模块。在课程资源模块中分为:课程简介、任课教师信息、教学大纲、三基方案、教学进度安排、实验安排、PPT课件、教学录像、学习资源、学生作业、试卷试题等。
(二)课程资源内容的组织管理
课程资源具有数量大、形式多样、针对性强、教育性强等诸多特点,必须按标准规范将分散、无序的资源整合起来,使用户能够方便、高效的将其利用于自己的学习和工作之中。
1.资源组织管理:(1)成立专门的课程开发机构,由教育技术人员和学科教师有计划、有步骤地开发、制作质量高、效果佳的网络课程。(2)按课程组织所有资源。组织开课的教师按资源建设规范,提交课程建设的电子稿件,多媒体素材课件等数字材料。根据教学需要,从互联网上收集整理相关的素材、与专业有关的网站或网页录入到资源库中。(3)提供资源的详细资料说明;(4)资源下载。
2.资源上传管理:普通用户上传的资源在入库前,必须进行审核。资源的审核者通常是一些学科专家,学科专家按照网络资源的评价标准对资源数据进行评价,将合格的资源提供给终端用户使用。目前,还没有一套实用或可操作的对网络教育资源进行恰当评价的量表。资源的审核主要依靠资源审核专家从资源的科学性、正确性和技术性及规范性几个方面对资源进行审核,以主观评价为主。在本课题中资源的审核授权给创建课程的教师,即课程管理员,以及系统管理员。资源上传管理实现:资源上传功能;对上传资源的审核;对上传资源的信息修改。
(三)课程资源管理系统的设计
本系统是以课程的形式组织和呈现资源,所以资源的组织和建设是以课程为单位的。系统的部分资源是系统创建的时候提供的,但是,建设阶段添加的资源毕竟有限,要使平台不断壮大,资源不断增加,后期平台运行过程中,教师和学生对资源的不断积累是非常重要的。
在本系统中,用户可以使用所有的相关资源,也可以把自己收集的相关资料上传到服务器中供其他用户浏览和使用。课程网络教学资源系统的用户分为系统管理员、教师、学生和一般用户四类,每类具有不同的使用权限。根据用户权限不同,用户进入系统后,所呈现的课程资源相关页面内容也不一样:(1)系统管理员:浏览课程资源或信息;修改和删除课程简介、任课教师信息、教学大纲、教学进度安排、实验安排;添加和删除PPT课件、学习资源、试卷试题;管理学生作业、课程公告和课程留言。(2)教师:浏览课程资源或信息。课程管理员还可以修改和删除课程简介、任课教师信息、教学大纲、教学进度安排、实验安排;添加和删除PPT课件、学习资源、试卷试题;查看学生作业,对学生作业给出反馈信息;删除学生作业;管理课程公告和课程留言。(3)学生:浏览课程资源或信息;上传学生作业;查看教师对作业的反馈信息;上传自己积累和搜集的与课程相关的资源或自己的作品;签写课程留言。(4)一般用户:浏览课程资源或信息;上传与课程相关的资源或自己的作品;签写课程留言。
(四)系统的技术实施
网络教学资源系统在客户与资源库之间采用B/S结构模式,管理员与资源库之间采用的是B/S和C/S相结合的混合结构模式。B/S结构可以为用户提供一个友好的界面并尽可能减少用户操作的复杂性,而对系统管理员采用B/S和C/S相结合,增强了系统管理的灵活性、可靠性,提高系统的处理能力,保证系统高效安全稳定地运行。系统采用的编程语言为XML,数据库为SQLsever7.0,网页平面设计工具为DreamweaverMX,图形、图像平面设计工具Photoshop7.0,操作系统为WindowsXP,Web和FTP服务器为IIS5.0。
三、物理学主干课程网络的开发
物理学专业主干课程网络的开发是台州学院于2005年立项的校级科研项目,它包括了理论力学、量子力学、热学、光学、电磁学、数学物理方法、普通物理实验等基础主干课程的学习内容。系列网络课程由物理与电子电子学院组织力量进行开发工作,由教育技术专业课教师编写脚本,集中了所有专业课的任课教师或专家。
网络课程以面向新世纪教学内容和课程体系改革成果为依托,以先进的教育思想为指导,以现代教育技术为手段,充分体现了教学内容和教学手段的先进性和科学性。“物理学专业主干课程”网络课程的知识涵盖面广,内容丰富全面,信息量巨大,带有数量极大的文本、图形、动画等媒体素材及教学模块等,同时在教学内容上,随着时间的推移,不断更新知识内容,上传最新学科动态,有利于学生自我学习和教师辅助教学的功能。课程在功能模块之间、学科之间可以方便灵活地进行跳转,同时能较方便地浏览相应的学科网站和文件检索功能,具有良好交互性及可控性。
四、结语
物理学主干课程网络平台的开发与建设,正是适应当前国家大力推广网络课程和精品课程建设的需要,充分利用网络教学课程和教学资源库在网络教学上的优势,为师生之间提供多层次、多角度的交互平台,实现理想的学习环境,为学生进行研究、探索性学习提供了良好的条件。
参考文献
[1]岳辉麟.关于网络教学资源建设的分析[J].电化教育研究,2005,(2).
[2]赵海兰.高职高专院校网络教学资源的建设与研究[J].教育信息化,2006,(1).
篇2
【关键词】信息技术;理科课程;整合
一、运用积件思想,寻求高层次整合方法
目前,在计算机辅助课堂教学这个领域中,市场上已有一定数量的理科教学软件,但能够真正适合教学的却不多,加上教师自制课件的水平又不是很高,很容易造成“低水平重复”的现象。因而寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子——积件思想应运而生。积件“是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体信息资源的教学软件系统”,是一个完全开放的软件系统,它包括带有学科特色的教学平台和多媒体资料库,师生可以根据教与学的情境和教学平台,选用、增删、修改已有的软件,或方便地制作新软件,为教与学服务。例如由人民教育出版社和全国中小学计算机研究中心联合从国外引进的数学几何教学平台《几何画板》,它不仅为教学几何教学提供了方便,而且也非常适用于物理中的力学、光学课程教学。又如《CSC电子备课系统》、《天翼全景多媒体辅助教学软件》等中学物理、化学、生物版都是面向师生设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学的理科教学平台,它们集众多教命令家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体,为提高教学质量、探索新的教学模式和办法提供了丰富的资料和必要的手段,它们界面简单,容易学习,直观好用,充分体现积件思想,很受师生的欢迎。
在素材资料库的建设方面,中学理科教师应该成为信息技术与学科教学整合的先行者。目前许多教师在Internet网络上已建立了自己的网站,并把自己制作的课件、教案、论文等放在该网站中,同时还把其它网站已有的课件通过链接功能融合到自己的课件里,以“搭积木”的形式,把教学实践过程中制作的每一个课件链接起来,通过长时间教学的积累,逐步建立一个完整的教学课件体系。这样其它教师和学生也可通过网络共享自己的课件,克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点,提高了课件资源的利用率,充实了网上学科资料库。教师和学生可以在任何时候、任何网络终端通过Internet网络来访问这些网站,进行教学的探讨和巩固性学习。
运用积件思想,走素材资源库和教学平台相结合的新思路,是软件开发和应用走出目前困境的有效方法,也是实现信息技术与课程高层次整合的有效手段。因此学科教师应根据教学实际,运用积件思想,充分利用现有条件下的网络、多媒体信息资源库和教学软件,从中选取适合自己教学需要的内容来制作课件,从而适应不同教与学情境的需要,彻底改变教学
软件在设计、开发和使用上的相互分离的局面,使计算机辅助教学在课内或课外的运用朝着信息技术与学科教学整合这一更广阔、更深层的方向发展。
二、构建模拟实验教学模式,发挥演示实验、虚拟实验室功能
1.信息技术与中学理科实验教学整合,发挥演示实验作用
中学物理、化学、生物三门学科均是实验科学,具有很强的实践性,实验教学和演示实验是中学理科教学的重要组成部分。但在理、化、生课堂的学生实验和演示实验中,由于受到常规实验仪器、实验材料、危害程度等条件的限制,实验效果不如人意。而采用模拟型实验教学模式,通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验,弥补常规实验的不足,提高实验的演示效果。
例如,做物理《凸透镜成像规律》实验时,若用常规仪器按传统实验方法进行演示,由于常现实验仪器和环境的限制,蜡烛在光屏上所形成的影像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显,误差较大,致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解,并产生迷惑。此时如改用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验,演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化情况,整个模拟实验过程流畅、直观、明了,从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识,利于学生对凸透镜成像规律概念的形成。
由此可见,通过信息技术与中学理利实验的整合,可以突破常规实验条件的局限,所以我们应当充分发挥信息技术的特长,对那些难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟,使之成为常规实验的补充,并与常现实验有机地结合起来,使实验教学上升到一个更高的层次,从而有助于学生发现规律、形成概念、获得新知,提高学生的科学文化素质和实验技能。
2.运用网络技术支持下的虚拟实验室,发挥学生自主探索性实验作用
在传统的理科实验室,由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,许多实验中的规章制度对学生进行了诸多限制;由于实验条件的限制,实验结果往往和理论不一致,甚至出现相反的数据;有些实验材料的选用和实验产物的排出,有悖现代环保意识。这一切无不暴露出传统实验室的弊端。
网络虚拟实验是在web中创建出一个可视化的三维物件环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象,学生可通过鼠标的点击及拖动操作,进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性操作环境,使学生在课堂上实现了虚拟世界的真实体验。信息技术与理科实验教学整合能够培养学生观察实验、自主模拟实验,归纳、总结、抽象成所需知识和技能的能力,并促使学生建立科学的世界观。
学生在网络技术环境下进行多媒体虚拟实验操作的同时,还可以通过网上人机对话,一边操作,一边网上畅游,或与其它同学交流、讨论、获取新知。让学生自主学习、自主观察。进行虚拟实验,从而掌握学习方法。
三、构建探索研究性理论教学模式,培养学生的创新思维和创造能力
探索研究性理论教学模式依托由信息技术支持的网络环境,网络为学生提供了丰富的学习资源。在教师的指导下,学生分成若干学习小组,在学习任务的驱动下小组成员相互协作地收集信息、交流讨论、总结归纳、完成学习任务,培养了学生解决实际问题的能力。
例如,生物教学中的《克隆技术对人类的影响》课题,克隆技术是生命科学研究的重大突破,是与高中生物密切相关的科学问题。克隆技术在农业、医学和社会生活各方向都有着广阔的应用前景,但问时也存在着过度和滥用的问题,以及由此所引发的一些负而的社会影响。这一研究性课题旨在提高学生关心社会、关心人类、关心未来的思想意识,并在学中利用网络资源收集和处理生物科学信息的过程中,培养其创新思维与创造能力。
四、利用网络资源,增进课堂教学效果
进入网络时代后,网络环境为师生提供了丰富的资源库,网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。网上资源具有信息量大、更新速度快的特点,例如中国中小学教育教学网()可谓是一间完整的中小学教学资源库,它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源,且处于动态的更新之中,通过了我这些优秀课件、优秀习题,再作进一步的组织加工就能设计出适合自己风格的课件,为提高课堂教学正效果服务。
例如,在物理中《浮力》的教学时,须向学生解释浮力产生的原因。先设想一个立方体浸没在水中,它的六个表面都受到水的压力,它的左右两侧面、前后两侧面,受到的压力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下两面由于深度不同,受到的压强大小不同,压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差。但如果使用语言和文字向学生讲授向上向下压力差时,学生理解起来比较抽象,对整个过程反映比较茫然。可通过中国中小学教育教学网物理课件库下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到很好的教学效果,同时为讲授下一节阿基米德原理打好理论基础,而这一切是传统教学难以做到的。总之,让学生在生动、形象的环境中进行学习,由此起到事半功倍的作用,达到提高课堂教学正效果的目的。
五、扩大信息来源,提高教师教学水平
1.了解学科发展形势,及时把握教学动态。理科学科发展较快,通过Internet网络小的权威网站查看有关学科发展动态,可以做到紧跟形势,在学科教学时作出及时的调整。对于理科学科,必要的习题也是必要的,但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点;为了克服这一缺点,可以充分利用Internet网络这一信息资源,从权威网站或重点中学网站上的试题库中下载最新试卷,用来给学生作测试题和平时练习。这些题目往往题型新颖、信息准确,对于启发学生的思维,开阔学生的视野有着很大的帮助。
2.增进学习交流,提高教学水平。网络的交互性给教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用E-mail。与有关专家进行交流,学习前沿的理论知识;另一方面还可以参与网上的教师继续教育和一系列教育网站的教育论坛。如在中国名师教育网上可以与重点学校的名师专家探讨学科教育应培养怎样的人才,在中国园丁网的教育论坛可以与各地的同行探讨教学中遇到的问题以及对学科教学改革的看法,通过网上学习交流,达到提高自己教学水平的目的。
总之,信息技术应用于理科教学,对传统教育理念和课堂教学模式的冲击是非常之大的,但它并不排斥传统的理论、实验教学模式,实际运用中应把它们两者辩证统一起来,最终实现信息技术与理科课程教学的科学整合。通过整合激发学生对理科学科学习的兴趣,课堂内外参与意识会增强,对知识的理解掌握程度会加深,尤其是实验教学,学生的实验理解能力、动手能力。创新能力均会取得长足的进步。同时,信息技术与理科课堂教学的整合也能鞭策教师进一步构建新的教学模式,完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间,吸引学生的注意力,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识,发展更多的能力。
【参考文献】
[1]邓鸠洲,浅析信息技术与物理课程整合性建设研究[J]中同电化教育,2002,(8)
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[4]管长存,信息技术与学科课程整合的教学模式州探[J]。中小学电教,2002,(9)
篇3
关键词:案例探究师生互动师生互为主体
基础教育课程改革是一项系统工程,在新一轮的物理基础课程改革中,大力倡导实施“案例探究教学”,因此,许多物理教师对为何以及如何开展案例探究教学存在着一些困惑。本文试图从案例探究教学的必要性、理论基础、教学策略等方面进行探讨。
一、案例探究教学是时代与现实的呼唤
在知识经济初现端倪的时代,不再以拥有知识量的多少作为衡量一个人素质高低的唯一尺度,关键是科学创新能力的高低。因此,知识经济时代的到来对教学提出了全新的要求,要求教学活动不仅是单纯的知识接受的过程,而且是重视学生能力与素质培养的过程。实践证明,案例探究教学有利于培养学生独立思考的习惯,激发学生的创新意识,开发学生的创新潜力,全面提高学生的科学文化素养,拓宽学生获取信息的渠道。
传统的追求系统性的物理课堂教学把系统性的认识同教学材料的系统性混淆了。物理教学本应传授给学生系统性的认识,使学生掌握该学科的基本结构,各种知识间的内在联系,让他们对这门学科有一个整体观念、全局观念,从而上升为一种积极、能动地解决相关问题的能力。但传统的物理课堂教学却仅仅着眼于提高升学率,教师和书本几乎是学生知识的唯一来源,教师和书本是权威,学生只有把书本上的条条都背会就可以得到一个很好的分数,在这种情况下,学生只能苦读课本,不敢越雷池一步。殊不知物理课本中所介绍的知识只是科学的一个组成部分,而不是科学的全部,真正推动科学前进的动力是科学精神和科学方法的应用,传统的教学由于缺乏对学生这两方面的教育,学生在课堂上是看科学、听科学,而不是做科学。学生由于对科学知识的来源缺乏了解,把科学知识看得很神圣,不敢怀疑,由于对科学方法缺乏了解并对自己没有信心,导致学生缺乏科学创新的能力。
二、新课程理念是实施案例探究教学的理论基础
基础教育课程改革目标之一:改革课堂实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。同时,《标准》指出科学教育的主要目的是提高全体学生的科学素养。公民的科学素养主要包括:科学观念、科学精神、科学态度、科学知识、科学方法和科学的实践能力等方面。物理课程是自然科学课程,在培养学生科学素养方面有着重要的任务。按照传统的课程理念和习惯、以灌输为主的教学方式是难以完成这一任务的。科学是一个探究的过程,学生在物理课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。因此,课程标准提出了“倡导探究性学习”的理念,并要求学生在新课程的学习中应以探究学习作为主要的学习方式之一。
探究性学习是一种学生学习方式的根本改变,他让学生在主动参与过程中进行学习,让学生在探究问题的活动中获取知识,了解科学家的工作方法和思维方法,学会科学研究所需要的各种技能、领悟科学观念、培养科学精神。学生由过去从开始学习科学的概念、规律的方式变为学生通过各种事实来发现概念和规律的方式。这种学习方式的中心是针对问题的探究活动,当学生面临各种让他们困惑的问题的时候,他就要设法寻找问题的答案,在解决问题的时候,要对问题进行推理分析,找出问题解决的方向,然后通过观察、实验来收集事实,也可以通过其他方式得到第二手的资料,通过对获得的资料进行归纳、比较、统计分析,形成对问题的解释。最后通过讨论和交流,进一步澄清事实、发现新的问题,对问题进行更深入的研究。
三、物理新课程中实施案例探究教学的策略
科学的核心是探究,没有探究就不会有发现。作为中学生,一般不可能实现真正意义上的探究,即科学家运用科学的方法,通过探索的途径去发现人类尚未认识的科学事物及其规律的过程。因而实施案例探究的重心就在于诱导学生领会科学精神和应用科学方法,探究的本质在过程,作为基础教育的案例探究,课堂仍然是教学的主阵地。同时,在某一具体案例探究中,必将会把多种科学方法渗透其中,以学科的基本知识为载体,以能力发展为目标。
案例探究教学的基本过程具有六个要素:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流。实际上,案例探究教学过程就是在教师有目的、有组织的指导下的发现过程。而在实际教学活动中只有通过学生积极、主动地学,才能发挥作用。因此,教师在案例探究中要以“师生互为主体”为中心,最大的任务是要不断地研究学生,努力使教学设计符合学生的心理特点,积极采取多种形式的探究活动,牢固树立教学方法受制于探究过程、教服务于学的观念,使学生通过探究学习,真正从探究中学会学习。下面从三个环节的实施对案例探究教学加以探讨。
1.“教师设问”,着重启发诱导
案例探究教学是围绕某一具体案例来组织学生的学习活动,在实施的每个具体步骤中,教师要围绕该案例有针对性地进行系列问题设计,使之与学生认知结构中某些观念建立起实质性联系。在此环节里,问题的提出要充分注意培养学生的学习兴趣,因为学习兴趣是促进学生主动学习的内部动力,学生只有对所探究的案例产生浓厚的兴趣,才能想学、乐学、善学,继而获得思维发展。为此,教师要充分发挥诱导作用,在探究过程中刻意加入方法、能力的渗透式培养,以通过教师的“变教为诱”“变教为导”,来实现学生的“变学为思”“变学为悟”,而使教学深入到“以诱达思”的境界,从而调动学生探究性思维的主动性、积极性。
2.“学生探究”,注重思维发展
在确定需要探究解决的问题后,学生要进入具体解决问题的过程,其实践、体验内容包括三个部分。①搜集和分析信息资料。学生通过访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等方式获取资料,并选择有效方式获取所需的信息、资料;马上会判断信息资料的真伪、优劣,识别案例探究具有重要关联的有价值的资料,淘汰边缘资料;学生会有条理、有逻辑地整理与归纳资料,发现信息资料间的关联和趋势后综合整理信息进行判断,得出相应的结论。这时他们会反思所得结论是否充分地回答了要研究的问题,是否有必要采取其他方法获取证据以支持所得结论。②调查研究。学生应根据个人或小组合作设计的研究方案,按照确定的研究方法,选择合适的地方进行调查,获取调查结果。在这一过程中,学生会如实记载调查中所获得的基本信息,形成记录。实践过程的文字、音像、制作等多种形式的作品,同时能学会从各种调研结果、实验、信息资料中归纳出解决问题的重要思路或观点,并反思对是否获得足以支持研究结论的证据,是否还存在其他解释的可能。③表达与交流。学生通过收集资料、调查研究得到的初步研究成果在小组内或个人之间充分交流,学会认识客观事物,认真对待他人意见和建议,正确地认识自我。他们会将取得的收获归纳整理、总结提炼,形成书面材料和口头报告材料,并逐步丰富个人的探究成果,培养了科学思维与科学精神。
3.“师生共探”,学会反思与感悟
这个环节着眼于“交流──互动”式教学的实现,通过以上两个环节的实施,学生肯定还存在某些困惑,那么教师就要在这个环节中适时引导学生进行反思与感悟,以便升华新体会的认识与观念,使每个学生都拥有一种由成功的学习而产生的健康向上的情感体验,因为反思是督查、检测、调整的重要举措。因此教师在总结案例探究过程中,就要鼓励学生不断反省自己的学习、探究活动,让他们学会发扬自身的长处,弥补自身的不足,让他们在充满信心的同时探索出适合自己个性的独特而又有效的思维方式。同时,在这一环节中,教师要善于从学生对案例探究的行为反应中获得反馈信息,以掌握学生的案例探究发展的程度,调整下一步的教学行动。
这一环节特别要强化学生的参与、投入意识,真正落实学生的主体地位,让学生在探究中学会求知、学会创造,并通过师生交流的协同作用以及与其他学生间的相互促进作用,达到发展学生自身的目的、实现学生主动发展的目标。在这个过程中,通过优化“教学互动”的方式,通过调节师生关系及其相互作用,形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动,强化学生与环境的交互影响,产生教、学协调与共振,从而切实提高教学效率。为此,在这个环节实施过程中要着力于建构师生互动模式,教师尤其要有意识地引导学生,培养和发展主动、能动、促动的意识和能力,因为主动是创新的起始点,能动是创新的突破点,促动是创新的立足点。其中,尤其应重视以下三点。①双向主动:教师的主动在于对学生的引导与启发的正向主动;相反,学生的主动在于与教师协调配合,积极思考,充分吸纳的反向主动。在此期间教师应帮助学生通过搜集相关资料,了解有关探究问题的知识水平,该问题中隐含的争议性问题,使学生从多个角度认识、分析问题。在此基础上,学生可以建立探究小组,共同讨论和确定具体的探究方案,包括确定合适的探究方法,如何收集可能获得的信息、准备调查研究所要求的技能、可能采取的行动和可能得到的结果。同时,学生要反思所确定的研究问题是否合适,是否需要改变问题。②双向能动:师生双方在教学中都应充分发挥自身的主观能动性,并对对方的主观能动性给予激发、肯定和鼓励,从而使学生对讨论的内容尽可能深化。在此期间,教师要及时了解学生开展探究活动时遇到的困难及他们的需要,有针对性地进行指导。教师应成为学生探究信息交汇的枢纽,成为交流的组织者和建议者。在这一过程中要注意观察每一个学生在品德、能力、个性方面的发展,给予适时的鼓励和指导,帮助他们建立自信并进一步提高学习积极性。教师的指导切忌将学生的探究引向已有的结论,而应提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法和线索,引导学生质疑、探究和创新。③双向促动:教师的提问、启发对学生是一种促动,使学生积极思维、深化理解和灵活运用,学生的反问和质疑亦对教师构成促动和挑战,从而促使教师进一步钻研业务理论,探索教育规律,提高教育水平。
四、物理新课程中开展案例探究教学需注意的问题
1.教师要切实更新教育观念,提高自身素质
案例探究教育作为一种新的学习方式,因此没有现成的经验可以吸取,但要防止教师仍按照传统的教学方式与观念来对待案例探究教学。为此,教师要努力学习现代教育科学理论,在平时得以不断地积累,不断地创新。同时,这种没有界限的学习,对教师的知识面要求更广;另外,教师要能公正合理地评价学生的探究性学习,对教师的科学方法、科学素养也提出了较高的要求。所有这一切都要求教师踏踏实实地学习。
2.案例探究要真正落实活动的教育价值
探究的内容有些本身并不复杂,如果仅从掌握知识的角度来看,也许只需要几分钟就能讲清楚,如果让学生通过亲自参与活动,可能要花一节课甚至更长的时间。从表面来看,似乎降低了传授知识的效率。但是,通过活动,学生获得的不仅仅是知识,而且会丰富他们的情感体验,探究能力也会得到发展。
3.案例探究活动的设计要适当
首先,活动的设计应当丰富多彩。教材中的案例探究活动可以依收集证据方法和途径的不同,而提供不同的活动建议。其次,活动的设计应以科学方法教育为重要线索。案例探究的一般方法包括观察、实验、调查等获取经验材料的方法和推理、判断、分析、综合等思维方法。最后,活动的总体设计应当具有合理的能力梯度。学生科学探究能力的培养不是一蹴而就的,需要经过模仿、练习、部分独立设计直到独立设计等阶段。
在科学技术不断地改变着我们生活、改变我们周围世界的今天,具有科学素养是每个公民必不可少的能力。一个具有科学素养的公民不一定要以科学或工程技术为职业。然而,当他面对日常生活中的科学现象、事件和观点时,他应该能够运动科学的原理和科学方法去做出判断或决策。
参考文献:
1吴永熙,张德启.试论物理教育中的课题探究教学[J].课程·教材·教法,2002(3)
篇4
所谓高中物理实验教学总的效果并非是各个要素效果的机械性总合。高中物理实验教学过程中的各个教学要素均分为由课内至课外,均由实验演示至学生自行准备实验器材等几个方面。通常情况下,在高中物理实验教学的过程中,要将这几个方面进行综合性的分析,物理课堂教学、同学们的实验、教学器材的制作、小发明、小创作专题讲座以及实验竞赛等几个要素所组成的教学实验系统的总共能不能是各个部门各自直接的、单独的体现出来的。因此,我们教师在课堂教学中提问的时候,要求学生使用自己自制的学习器材分别分成小组进行实验,并且回答教师所提出来的问题。当学生们通过自制的实验器材所得出来的结论,不仅能提升学习兴趣,还能增加薛生学习物理、进行实验的信心、积极性。接着,教师在此基础上还能反问学生一些:在日常生活、生产中,物理实验有什么样的运用呢?是否还有需要改进的地方呢等类似这样的问题。再要求学生通过对自己的生活仔细的观察或者是弓手操作的来回答这样的问题。通过这样课内课外的学习,实验演示就能有效的与自己动手操作回答问题进行联系,不仅促使学生学到了物理知识,还能将其灵活的运用于生活中,更重要的是培养学生利用物理知识、物理实验来解决学习中、生活中实际性问题的能力。
二、将兴趣融入物理实验教学中以便提升学生的积极性
学生的兴趣总是在他们自身的创造欲望得到充分的满足时候才能进入最佳的学习状态,因此,教师在进行实验教学的时候,要随着教学要求转变以往的教学模式,将创新理念引入教学,创设一些能激发学生学习兴趣的教学情境。
例如,在教学“静电屏蔽”这一章节内容的时候,首先教师可以创设一些比较有趣的教学实验进行演示,如:在一个金属的鸟笼子里面装上一直小鸟,在金属笼子的外壁使用静电感应器与之相接触,再摇动静电感应器的手柄,促使金属笼子与静电感应器之间不断的积累电荷击穿空气而放电,此时金属笼子外面课件火花飞溅,但是金属笼子里面的小鸟却是安然无恙。这一实验做了之后,在教学课堂上出现了一片哗然,无形之间就增加了兴趣,同学们开始议论纷纷:怎么会出现这样奇妙的现象呢?此时,学生们就会不断的产生各种各样的好奇心、疑问,同时也促使了学习气氛的高涨。通过这个实验充分的激发了学生的学习兴趣,并且还能取得较好的学习效果。其实,在我们的日常生活中,类似这样的教学实验是很常见的,作为物理教师的我们要善于挖掘、发现、分析,这样在教学中才能有效的调动学生的积极性。
三、为引入新课程在课堂上创设教学实验情境
现代情感心理学告诉我们:要成功的进行课堂教学,必须是要在比较良好、平等、公平、和谐的教学环境下进行,一趟轻松的课堂氛围,就要求教师需要更进一步的激励学生的求知欲望,激发学生的思考思维,促使学生的学习思维始终处于兴奋的学习状态下,最终提升课堂的教学效率。然而,在高中物理教学过程中,利用其实验演示就能达到这种教学效果,还能促使学生具备迫切的求学心境投入到知识的接受过程中。
例如,在教学“频率”这一章节内容的时候,为了要引入这章节内容,教师在引入的时候创设了一个让学生使用秒表测量出该单位时间内自己脉搏跳动的次数(也就是自己心脏的跳动频率)的教学实验,由于该问题是与学生自身有着直接的联系,因此这样很容易引起学生的亲身感受,促使学生在学习的时候更加的热情。又如在教学动量定理这节内容之后,要求学生使用自己身边比较熟悉的材料来创设一个教学情境:一个鸡蛋从高空中安全着陆的物理实验;有的同学是采用是个气球将鸡蛋夹在中间;有的学生在铁架框内使用橡皮筋将鸡蛋绑在其中间;还有的同学是采用塑料吸管将其做成羽毛球的形状,再将其鸡蛋包裹在里面;还有一些同学是在西瓜中装入鸡蛋等等,通过这些创设,完全体现了高中实验的生活化。
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财务管理是一项综合性的管理工作,既要组织企业的财务活动,又要处理在组织财务活动过程中与各有关方面的财务关系。这就要求财务管理人员要能用简明的文字清楚地表述工作要求,并能用极强的说服力说服有关部门对财务管理工作的支持和配合,同时财务管理人员还要具备良好的沟通能力和团队协作能力。而在企业日常经营活动中,常常需要财务管理人员能进行重大投资项目的决策和融资决策,因此财务管理人员的决策能力也是不可或缺。
由于我校的大部分毕业生服务的对象是中小企业,就如何满足中小企业对财务管理人才的需求,提出从业务技能培养入手的财务管理课程改革:
(一)加强案例教学的比重
案例教学法是财务管理教学中作为有效的教学方法,能将抽象的理论知识,通过真实的企业情景来理解和掌握。在案例教学中,需要做如下改革:
1.案例内容的撰写
由于目前大多数关于财务管理的案例都是基于大型企业,缺乏专门针对中小企业财务管理特点而设置的案例,因此财务管理案例的选择方面,应借助厦门中小企业网站,与合作的实习实践基地联系,通过实地调查、交流访谈等方式来了解企业的基本财务状况和基本财务信息,将收集的财务信息进行整理汇总成教学案例,来保证教学案例的仿真性、时效性以及可操作性。案例内容应充分考虑到启发式的教学效果,案例分析的内容应让学生有自主思考探索的能力,鼓励学生多角度提供案例中的解决方案。
2.案例教学的组织
由于案例教学需占用大量的课时,目前我校财务管理课程的学时已缩减为48学时。这需要高效率地进行案例教学的组织。案例教学法是一种提倡学生为教学主体的教学法,要充分调动学生的主动性。对于案例分析中需要的理论知识、案例资料的说明、案例分析的基本要求作为课前预习的内容,案例的完成和讨论以小组团队为基本形式,各小组成员利用课堂外的时间,通过互联网查阅案例问题解决中需要的数据,并以案例分析报告来展示学习成果。在课堂内主要是小组团队间对案例讨论成果的分享,要求每个团队以5分钟PPT演示的形式来演讲并接受其他小组的提问,培养学生能以简明清晰的沟通方式阐明自己的观点,为了培养学生的倾听能力,要求其他小组能对正在演讲的团队提出1-2个问题。最后教师应对本次案例交流进行点评,在点评过程中,应对本次案例分析运用的理论知识进行重点和难点的讲解,对案例讨论中表现进行褒贬分析,肯定有拓展性思考的团队,同时就案例分析中应注意的职业道德,环保理念,社会责任予以强调。
3.案例教学队伍的建立
为了保证财务管理案例教学的实施,应建立一支结构合理的专业案例教学队伍。改变我校在案例教学以任课教师承担的弊端。案例教学的实施不一定局限于课堂教学,可以扩展到实验室或校外企业。若在财务管理的案例教学中建立一支以专业教师、企业界人士和专任教师组成的案例教学团队,将大大提升案例教学的效果,能让学生置身于更为真实的案例中去观察和思考案例中的问题。
(二)完善校内校外实习实践教学环节
1.加大对财务管理校内实践性教学环节的投入
课堂内的案例教学只能解决财务管理基本原理实训的问题,对于财务管理岗位对学生业务技能的要求,需要通过大量的综合模拟实训课程来满足。在校内实训中,常见的是通过ERP沙盘模拟对抗实训和仿真企业综合实训。就目前我校财务管理课程的校内实训环节,仿真企业综合实训较为适宜。在一个仿真实践环境中亲历企业的工作流程,在其中承担实际的财务管理人员的角色,对企业运营中涉及的筹资管理、投资管理、营运资金管理、收益分配管理、财务预算与控制、财务分析进行操作,以此培养学生胜任财务管理岗位的职业能力。
2.完善校外实践教学条件
借助学校已建立的校外实训基地,充分发挥实训基地的作用,可以在财务管理课程的教学环节中,允许任课教师带学生到企业参观实习、通过案例教学进行认知实训。完善校企合作的途径,聘请企业财务经理或财务总监为学生进行专业培训。培训地点就设在企业内部,在培训过程中辅之对业务流程的观摩。每次培训结束后,让企业财务经理或财务总监、会计师和骨干工作人员与学生互相交流,就学习和培训中的问题进行专业的解答。
除此之外,应鼓励学生尽可能利用寒暑假时间,参加社会实践,对相关企业财务管理工作进行了解,完成有关的社会实践报告。总之要通过多种形式的实践教学,让学生对实践性强,涉及面又广的财务管理工作,能有一定的认知,并能提高学生的实践操作能力。
(三)建立综合的教学评价模式
在学生的培养环节中,考试是衡量教学质量和教学效果的主要标准之一。对于教学评价模式如何适应应用型人才培养的目标,建议可以适当放宽对期末综合考评成绩评定的标准,将期末考试的成绩比例降低到50%,提高日常实践教学环节中的成绩比例,鼓励和引导学生多多在实践环节投入学习。例如课内实践环节的案例分析报告和案例讨论成绩,占期末成绩的20%的比例,对于学生利用课余实践参加的社会实践或社会调查,或者学生在校外实训中参加培训后,提交的培训成果,占期末成绩的20%,学生平时学习过程中的考勤及作业提交状况占期末考试的10%。这样学生在日常的学习过程中,将注重实践能力,职业技能的学习,由被动学习改为主动学习,真正体现重视学习过程的教学理念。
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1. 1 结合专业需求,精简内容
经典的物理化学内容博大精深, “广而博”的教学思想对化学化工类重点院校来说尚且可以,但对于普通院校非化学专业来说要做到面面俱到基本不可能。我校制药工程专业的培养定位是应用型人才,导致的必然结果是理论学时的压缩,实践学时的增加。在“课时少、任务重”的情况下,“少而精”是必然选择。但“少而精”也不是随意的删减,而应紧紧结合专业需求,科学、合理地删减。
如减少热力学、电化学的内容,重点讲解相平衡、化学动力学、表面化学与胶体等与制药专业后续课程密切相关的部分。其实要做到物理化学与制药专业课程之间的完美融合并不是一件容易的事,需要化学教师通过多种渠道提高自身的药学知识储备,只有对制药专业课程有较深的认识,才有可能在教学中灵活把握,更好地有的放矢,使物理化学在后续课程中充分发挥作用。
1. 2 强化应用,弱化推导
物理化学公式推导繁琐是学生畏学的一个重要原因。对于化学专业学生来说,掌握这些理论公式的来龙去脉毋庸置疑,但对于制药专业学生来说,学习物理化学的目的不是从事理论研究,而是应用物化知识去解决药学领域中的专业问题,对结果的应用才是重中之重。因此,教学中应淡化公式推导,重点强调如何运用这些结论去解决实际中的问题。如热力学部分中,理想气体绝热可逆过程的过程方程式,熵函数( S) 、吉布斯函数( G) 和亥姆霍斯函数( A) 的定义,不同物质化学势的表达形式等都无需推导,直接给出即可。重点放在对这些公式和概念的应用上。特别像熵函数的引入是公认的教学难点,传统讲法都是从热机效率开始,由卡诺循环到卡诺定理,最后引出熵函数。对制药专业学生来说,只需给出熵函数的定义式即可,重点应放在如何计算ΔS 和应用熵判据判断变化方向。
1. 3 重视新内容,避免旧内容
在学时有限的情况下,教师要学会“做减法”,对在先行课程中学过的内容要少讲,避免重复。如适当删减无机化学中的化学平衡内容,大学物理中的热机内容。同时也要学会“做加法”,增加与专业结合紧密的物理化学内容,为后续课程做足准备。如,增加相图在药物分离及提纯中的应用介绍。利用低共熔相图原理改良药物剂型,当药物与载体以低共熔比例共存时,制成的药物具有均匀的微细分散结构,可大大改善其溶出速度,提高药物的吸收效果和生物利用度。再如,增加表面化学和胶体化学的介绍,这些内容虽然在物理化学课程体系中所占比例较小,但对制药专业至关重要,可为药物新剂型的开发提供理论指导。如微乳给药系统因其有增溶,促进吸收,提高生物利用度等优点,被广泛用于多种药物制剂的开发,因此在授课时增加有关微乳内容的介绍,使学生充分了解其形成原理和性质,以便将来在工作中去应用。
2 加强理论与生产生活的联系
制药专业学生对物理化学产生畏学的另一个原因就是不知道学习物理化学有何用途。这说明教学内容与实际应用之间的融合还不够,尤其是专业之间的融合不够。加强理论联系实际,不仅可以让学生轻松享受学习的乐趣,也可让学生明白学有所用的道理,这样才有可能将“要学生学”变为“学生要学”。
其实每一个新药的研发过程步步都离不开物理化学知识的指导。首先合成路线的选择,工艺条件的确定离不开热力学和动力学的指导; 其次药物的分离和纯化又需要相平衡的理论知识; 药物剂型的设计离不开表面和胶体知识的指导; 而药物在体内的代谢,合适的给药时间,药物的有效期等离不开动力学知识的指导,可以说药物从原料到产品到应用就是一个完美运用物理化学知识的过程。因此教学过程中,可以给出一个具体药物做合成目标,指导学生运用物理化学知识去设计合成路线,通过这些教学内容让学生切身体会到物理化学对本专业的重要性,从而摆脱物理化学对制药专业“无用”的帽子。同样,在教学过程中还可穿插一些生活中应用物理化学原理的实例,如冰上撒盐化冻,人工降雨等,通过对这些实例的介绍和分析,不仅可以强化学生对教学内容的理解,扩宽思路,提高分析解决问题的能力,还可以极大地提升学生的学习兴趣。
3 加强理论与科学前沿的联系
教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教学,没有灵魂的教学。坚持教学与科研相结合,是培养学生创新能力的主要途径,也是理论联系实际的重要环节。同时,教学与科研紧密结合,教研相长,也是提高教学效果的重要举措。
( 1) 热力学部分与科学前沿的结合。讲热力学部分测定化学反应热效应时,可以向学生介绍目前常用的量热技术在药学领域的应用。量热法可测定药物、赋形剂的稳定性,药物与赋型剂之间的兼容性,分析药物中无定形态的含量等。还可以定量地研究药物与细胞间的相互作用,获得药效、抑制率等方面的信息,对于药理学,临床医学、药物的合成与筛选等方面均具有重要的理论意义与实际价值。特别是采用微量热技术可以对肿瘤细胞的生长代谢进行研究,可探讨它的生产特点并找出其代谢规律,广泛用于药物对肿瘤的抑制以及肿瘤热疗新方法的研究。
( 2) 动力学与科学前沿的结合。讲动力学部分的阿仑尼乌斯公式求活化能时,可将其与现代热分析技术相联系,前者是将反应分别设置在多个不同固定温度下进行实验来获取活化能,后者是在程序升温或降温的条件下由一条或多条不同升温速率下实验得到的热分析曲线来求取动力学三因子,即活化能、指前因子、最可几机理函数。后者获得的动力学模型适用于定温和变温条件,适用范围比前者更广。
( 3) 相平衡与科学前沿的结合。讲单组分相图临界点时,可以介绍超临界萃取技术在药物提取方面的应用。它是集萃取与分离于一体的新型提取分离方法,利用物质在临界点附近的奇妙特性,将超临界流体做萃取剂,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来。该方法由于具有不破坏被提取成份活性的特点使其在纯天然有效组分的提取方面具有重要作用。
4 加强理论与人文科学的联系
物理化学理论深奥、晦涩难懂也是学生感觉物理化学难学的一个重要原因之一,如何才能深入浅出地讲好这门课是每一位物理化学教师都应不断思考的问题。通过多年的物理化学教学,笔者深切地感受到物理化学的许多观点都蕴含着丰富的人生哲理,教师在教学中应该把这些观点和体会引入课堂,这样不仅会营造轻松愉快的学习气氛,而且能传播人文精神,传递正能量,进而激发学生的学习兴趣。
例如在讲述热力学定律时,应该让学生明白,第一类永动机不能制成的原因是想不劳而获; 第二类永动机不能制成的原因是想一劳永逸,在现实中这两种思想都是要不得的。又如讲表面现象中的亚稳态时,过冷水没有结冰,过热水没有沸腾其原因是由于缺少晶种或汽化核心,因为在一个新相中形成一个旧相是不容易的。任何新生事物出现的初期都会面临很多质疑,就像阿仑尼乌斯在提出电离理论之初,曾受到许多科学泰斗的质疑和嘲笑,被认为简直是天方夜谭,但其最后成功了,所以新事物的出现都需要承受很多压力。作为新时代的年轻人,就应该要有这种敢于质疑,敢于冲破枷锁,不断探知新领域的精神。
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关键词:问题意识;学习;学生;探究
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2012)13-027-1
近年来,有学者专门就中美两国的基础教育进行比较,发现中国的基础教育使学生越学越没问题,而美国学生从小学到高中问题越来越多、越来越富有创意。随着我国教育改革的逐步深化,越来越多的教育者认识到中国这种传统教学(也称没问题教学)的弊病——扼杀了学生的想象力和创造力。随着新课程教学的开展,把培养学生的创新精神和实践能力作为课程改革的重点已形成共识。而对培养学生创新精神“切入点”的问题意识的培养逐渐成为教学研究的一个热点问题。
物理教学实践表明,教师只有在教学过程中想方设法增强学生的问题意识,调动学生提出问题的积极性,方可让学生变被动接受“静态”的物理结论为主动探索、研究“动态”的物理过程,从而真正成为学习的主人,成为知识的探索者和发现者。因此,要引导学生自主学习,就必须培养学生的问题意识,因为问题是教学的心脏,有了问题,思维才有方向;有了问题,思维才有动力;有了问题,才会有主动探究的愿望;有了问题,才会有创新和发现。因此,在物理教学中培养学生的问题意识是调动学生积极性、主动性和创造性最直接、最有效的方法。那么,如何培养学生的问题意识呢?
一、精心保护学生的好奇心
好奇心人皆有之,每一个学生都会对不同的问题表现出不同程度的好奇。强烈的好奇心会增强人们对外界信息的敏感性,对新出现的情况和新发生的变化及时作出反应,发现问题,并追根溯源,激发思考,从而进一步形成旺盛的求知欲和探索欲。问题意识是基于好奇心而又高于好奇心的心理品质,它需要教师对学习者好奇心的精心保护。为此,教育者必须悉心保护学生创新求异的本能和欲望,不能教条地、机械地用同一标准、同一模式去衡量他们,而应当从改革教育思想和教育方法入手,积极培养和保护他们的好奇心和探索欲,鼓励他们独立思考、大胆质疑、勇于探索,赞赏他们的奇异思想,允许他们出错,给他们创造广阔的驰骋想象的空间,使其充满“?”。只要这样,创新能力才能水到渠成,呼之欲出。
二、注重培养学生“每事问”的习惯
教师要指导学生做到每事问,问天地,问书籍,问师友,问自己。其中问自己最为重要。为了使学生养成勤于思考的习惯,教师可以采用“问题卡”,鼓励学生思考,使之形成“每事问”的习惯,使提出问题成为自己的自觉行为。提问卡可以设计“姓名”、“班级”、“时间”、“问题所属类型”、“问题及要求”、“教师回答”和“学生追加提问”等内容。学生有问题就可以领卡填写,教师针对所提问题可以单独解答,也可以通过讨论等各种形式融在课堂教学中。同时教师针对学生能否提出问题,能否提出科学的、有探究价值的问题,能否提出问题并有解决方案等不同层次给予不同的加分,以激发学生的提问热情。这样,时常把学生置于“问题情境中”,不仅使学生体会到生活中处处有物理学,也使学生养成了思考的习惯。
三、注重培养学生的批判性思维能力
疑问从何而来?北宋著名哲学家张载认为疑问来自思考,思考才能做到“心悟”。“学贵心悟,守旧无功。”读书必须想到质疑,敢于质疑。要质疑必须思考,思考才能“濯去旧见,以求新意。”思考才能提出新的见解,开拓新的思路,才能有新的成果。没有对牛顿经典力学的质疑和超越,就没有爱因斯坦的相对论;没有对亚里士多德的落体理论和对人们普遍接受的常识的怀疑就没有伽俐略的落体理论;没有对“热质说”的批判人们就无法认识热其实是物体内部的一种能量。培养问题意识就是要鼓励学生质疑,激励学生思考,鼓励学生挑战权威、挑战书本、挑战老师,敢于怀疑已成之见。
四、注重创设问题情境,留给学生发现问题、提出问题的时间和空间
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关键词:本科生毕业论文(设计);课程设置体系;学科前沿;团队
作者简介:李春先(1977-),女,湖北黄冈人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师;王成志(1974-),男,山东潍坊人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系湖南省教改课题“探索物理学专业本科毕业论文(设计)教学新模式,培养创新型人才”(批准号:湘教通[2011]308号)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0177-02
本科毕业论文(设计)(以下简称“毕业论文”)是学生在系统学习完本专业的基础课后,按照科学的思维方法和规范化的研究进程,系统完成一项具有综合性和创新性的科研活动。它是本科教育的最后一个环节,其目的是总结、消化在校期间的学习成果,使学生能够初步掌握运用所学知识分析问题和解决问题的方法以及学会科学研究的基本程序,培养学生的科学研究能力和创新实践能力。毕业论文要求具有一定的创见性,能够较好地解决学科领域中不太复杂的问题,立论要科学,观点要创新,论据要翔实严密。由此可见,毕业论文是本科教育中很重要的一个实践环节,但近年来高校本科毕业论文的质量受到诸多因素的影响,出现了一定的下滑,并引起了学术界关于毕业论文是否有必要存在的争议。因此分析影响本科毕业论文质量的因素,探索提高毕业论文质量的有效方法与措施,确保毕业论文的质量,应是当前高校教学研究工作中的重要课题之一。[1]近几年,毕业论文课题组把毕业论文的改革与课程设置体系的改革有机地结合起来,对如何提高本科毕业论文质量进行了有益探索,取得了较好的效果。近几届本科毕业论文的质量显著提高,在学校检查中名列前茅,并且取得了一系列学术成果,本科生以第一作者分别在《物理学报》[2-5]等权威期刊上发表多篇学术论文。这些成果不仅为学生进一步科学研究奠定了基础,同时也说明只要改革得当,研究的质量会显著提高,产生高水平的成果是可能的。以物理学专业为例,下面对提高毕业论文质量的做法和体会进行阐述。
一、 改革课程设置体系,大力开设前沿选修课是提高毕业论文质量的前提
根据教师科研方向,把教师划分为六个科研团队:分子器件科研团队、光电信息物理科研团队、凝聚态物理科研团队、空间物理科研团队、量子光学和量子信息科研团队、电子信息技术科研团队。在传统必修基础课的基础上,大力增加前沿选修课,规定每个科研团队开展1~2门具有前沿性且与科研相结合的选修课,例如“石墨烯分子器件物理基础”、“光电检测技术”、“太阳能电池”、“光信息处理”、“凝聚态物理前沿专题”、“空间物理现象的物理基础”、“量子光学导论”、“量子信息基础”、“电子设计和制作”等选修课,一般为48个课时。由于选修课具有新颖性和前沿性,因此深受学生的欢迎。
对于这些选修课,在教学方法上与传统基础课不同,采取讨论和探索式教学的方式,手段灵活多样,不拘一格。针对物理课概念性强的特点,在讨论中加深了对课程内容的理解和基本方法的掌握,形成了“勤于思考,乐于探讨”的学术氛围。在课堂上教师只讲解要点,其他内容和相关问题留给学生。把学生分成几个组,给予每组相应的内容和问题,几个人一组通过查找文献完成给定的任务,然后教师要求学生在课堂上展示自己的答案。另外,课程的内容和要求要与该课程的相关科研手段和方法匹配,这样学生不但学到了基础知识和基本技能,而且学到了与该课程相关的科研方法和手段,为今后的毕业论文奠定了基础。因此,在该前沿方向中选择一些问题作为本科毕业论文题目,不但具有可行性、前沿性、新颖性和专业性,而且有利于锻炼学生利用知识解决问题的能力以及创新能力,这正是毕业论文的目的所在。
二、选题是提高毕业论文的基础
选题就是指导教师确定毕业论文的研究内容。一个好的选题,要充分锻炼学生利用本专业知识理论解决问题的能力以及创新能力。选题是毕业论文的第一个环节,也是毕业论文的基础。课题组可从以下几个方面进行选题:
第一,与本专业相结合,即在本专业范围内选题。
第二,与科研结合,与学科前沿结合,做到选题新颖。将本学科的前沿、热点问题融于毕业论文之中,把科研中遇到的问题转化为毕业论文的课题。只有题目新,才能有创新的空间,只有内容新,才能有新的结果和结论。从学生选题来看,学生对科研型题目的选择热情逐年增高,使得这些题目具有较好的需求基础。特别是计划考研的学生很愿意接受一次科研训练,从而为以后从事科研工作提供一定的基础。
第三,可行性。选题难度要适中,既要考虑学生的学识水平,又要考虑学生潜能的最大发挥。前沿选修课为学生提供了一定的基础,只要选题得当,本科生同样能对学科前沿问题进行深入研究。例如,量子相干态两个正交分量在相空间的几何表示是椭圆,但教材和文献上没有给出系统的证明,但是只要理解了《量子光学基础》的一些定义和物理意义就可以利用学过的数学知识给出完整的证明。
第四,实行双向选择。指导教师把题目放在网上,实行双向选择。在过去,选题方式一般由教师给学生单方面定题,学生缺乏主动性,限制了学生的主观能动性,学生对导师的研究方向和进行的课题缺乏了解,在选题方面存在被动接受的情况;在选题过程中,留给学生选题的时间过少,普遍存在着“指导教师报题随意、学生选题盲目”等问题。目前教师把题目、内容和要求详细显示在网络上,给出足够的时间让学生选。在选题的过程中,师生可以通过网络充分交流使学生对课题有充分的了解。在教学网络上学生确定题目,然后出题教师与选定该题目的学生进行面试或者交流,双方满意即可确定指导和被指导的关系。这样既避免了选题的盲目性,也有利于因材施教。
三、指导方式是提高毕业论文质量的关键
为了加强对毕业论文的指导可实行团队指导。如前所述,有六个科研团队,研究方向相同的学生归到相应的团队内,实行分类指导和团队指导。团队内的资源共同利用,学生统一管理,集体答疑,定期对学生毕业论文进行答疑和检查,了解和解决学生遇到的困难,提出每一阶段的要求和任务,确保论文的质量和进度。共同组织针对选题的学术讲座、学术交流会和论文写作交流会,组团可大大提高指导效率,节约成本。指导教师之间密切协作,充分利用了教师资源,大大提高了指导效率,节约了资源。团队内的学生各有所长,共同讨论问题,发现对方的长处,取长补短,还可以培养学生团队合作的精神。
四、学院和教研室强有力的管理与监管是提高毕业论文质量的保障
根据学校的有关精神,实行学院、教研室两级管理,学院制定制度和措施,教研室负责具体执行。
1.成立院毕业论文领导小组及答辩领导小组
院毕业论文领导小组负责全院毕业论文工作的领导和指导,包括拟订毕业论文工作计划、向全院教师布置毕业论文任务、选配毕业论文指导教师、组织毕业论文题目的审定并报学校审批。
2.物理学专业教研室成立毕业论文指导小组
毕业论文指导小组负责毕业论文的具体工作,包括组织毕业论文题目审查、确定毕业论文指导教师,并报院审核;组织学生选题;组织毕业论文指导教师向学生下达任务书;负责毕业论文进行过程的管理、检查并及时整理有关材料;设立毕业论文答辩小组,具体负责各组的论文审查、论文答辩。
3.课题实行两级审评制度,严把课题关
物理学教研室组织指导毕业论文丰富的教师对所报题目进行审批,不符合学校和学院要求的题目要撤掉,或者通知出题者进行修改,直到满足要求为止。教研室把评审符合要求的题目汇总,交给学院毕业论文指导小组评审,检查是否有不符合要求的课题,合格的课题方可进入选题系统供学生选择。
4.对毕业论文的各个环节进行检查和监控
组织指导教师开会,明确指导教师的任务。指导教师需提出论文应达到的目的与要求;介绍主要参考文献;指导学生制订论文撰写计划;检查学生论文撰写的进度质量,并给予及时指导帮助;指导学生修改论文初稿;审阅毕业论文并提出论文答辩资格及给出成绩评定建议;参加论文答辩;撰写指导总结。在论文指导过程中,指导教师应注重对学生勤奋、严谨、求实的科学态度和勇于创新的精神的培养。教研室在整个毕业论文期间担负着管理和监督的职责,应进行严格管理,组织毕业论文中期检查或抽查,并对检查工作进行认真总结。
五、结束语
近几年采取把毕业论文的改革和课程设置体系的改革有机结合、把科研前沿融入毕业论文中、团队指导、强有力的行政监管等措施对如何提高毕业论文进行了初步改革和探索,取得了较好的效果,学生和教师的积极性提高了,论文质量大幅提高,学生的创造性得到了增强,不仅使本科生取得了一系列学术成果,发表了一些有价值的学术论文,而且得到了学校主管部门与学生的一致好评。
参考文献:
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篇9
[论文摘要]物理学与计算机科学关系密切、互相促进、共同发展,对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求,物理学的教学内容可以结合计算机教学作一些思考和尝试,以适应新形势的要求。
一、物理学与计算机的密切关系
电子计算机是因解决物理问题的需要而产生的,二次大战期间为了快速计算弹道,被公认为世界第一台电子计算机ENIAC于1946年研制成功[1],万维网的出现是因欧洲核物理学家们进行学术交流的需要而设计出来的。由此可见,计算机与物理学的关系是非常密切的,物理学的发展促成了计算机的产生与发展,计算机的出现是二十世纪最伟大的科学技术成就之一,它延伸了人们的思维能力,成功地解决了很多物理、数学等方面的难题,没有计算机就不可能准确计算出火箭和卫星的轨道位置、就没有今天的航天成就,计算机应用跨越各个学科,在工业技术、企业管理、情报信息处理、国民教育等领域引起深刻的变革,在今天几乎没有哪一个学科能够离开计算机的应用。
作为孕育计算机诞生与发展的物理学,如果说早期物理学应用计算机主要解决人们的计算速度、强度的技术问题,那么到了今天,计算机已在更深刻的层次上促进物理学的发展,由于在物理学很多领域中能够找到精确解的理论问题已经不多了,剩下的是大量的复杂的非线性问题,对这些问题的分析、预测和求解离开计算机,人们几乎无能为力了。另外一个方面,在计算机出现之前,人们只能够通过真实的实验来验证物理理论的正确性、工程中也往往需要耗费巨额资金做实验来探测某些数据和验证方案的可行性。而今天很多实验可以通过计算机仿真实验来完成,达到与真实的实验完全相同的效果,成本低廉且安全环保,用计算机来进行科学实验是科学技术史上革命性的变化。
物理学与计算机科学互相促进、共同发展的情况对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求,物理学的教学内容、教学手段和教学方法必须与时俱进,适应新形势的要求。
二、物理教学中结合计算机教学的一些思考
大学物理课内容很多,结合不同的专业,在保证教学大纲的基本要求的前提下,内容上作一些必要的取舍,针对计算机科学技术和应用等相关专业,教学内容上适应地向专业倾斜,使基础课更好地为专业课服务,明确基础课的服务目标,让学生明了物理课程对后续专业课程的重要性,提高学习的积极性和主动性,以取得良好的学习效果,具体做法以下几方面进行:
(一)精选典型物理问题用计算机编程求解
大学物理课程一般在大一的下学期和大二的上学期进行,而大多数专业的计算机程序设计课程也恰好在此阶段展开,这就为物理课与计算机程序设计课相结合创造了有利条件。根据物理教学的不同阶段,可以精选一些典型的物理问题用计算机编程进行数值求解。例如在力学部分讲抛物运动时,先按教材讲授忽略空气阻力时的运动方程,求出精确解,然后补上空气阻力二次项,方程就变成非线性的了,让学生体验含有空气阻力时实际问题求解的难度,再介绍计算机数值计算的方法与思路,给出编程示范,作为综合习题让学生完成程序设计与调试,并与计算机程序设计课教师协商,程序调试可利用计算机上机课时间完成,通过这种方式,理论联系实际,既培养锻炼了学生解决实际问题的能力,又提高了学生学习物理课和学习计算机程序设计课双方面的积极性。又例如在振动学章节用计算机演示单摆大角度强迫振动的混沌效应;在热力学章节用计算机模拟二维布朗粒子运动;在电磁学章节用计算机编程求解一般位置的电场和磁场分布情况,像载流圆形线圈,根据毕粤--萨伐尔定律和对称性,教材上只给出了求线圈轴线上点的磁感应强度,但对其它位置的磁场分布情况计算就很难了,因此可在课堂上简单介绍计算机积分法,要求学生在此基础上利用计算机完成求解圆形电流非轴线上点的磁场分布情况,巩固和加深对物理定律及其适用范围的理解与把握,学习和体会计算机编程的方法与技巧。 转贴于
通过精选少量典型物理习题利用计算机编程进行数值求解,以小论文或综合作业的形式布置练习,具体实施中充分征求计算机相关教师的意见并请求协助和参与实施,加强不同学科、不同课程之间的交流与协作,达到事半功倍的双赢的教学效果,充分体现大学物理课的基础地位与作用,体现计算机对物理学习和研究的重要性,知道这两门课程关系如此密切,学习的认真态度和积极性自然就得到了加强和提高。
(二)部分物理实验利用计算机仿真课件来进行
随着计算机仿真技术的迅速发展,大学物理的计算机仿真实验也得到普遍的关注与认同,成为大学物理实验的一个新的重要手段和工具,一些院校已开发出很多有特色的大学物理仿真课件,为我们在实验方面实施物理教学与计算机教学结合创造了另一个有利条件。可将全部物理实验内容分成三个部分:一部分按原计划实施,一部分实验由计算机仿真实验取代,还有一部分作为对比实验,既按真实实验进行,又做仿真实验进行对比。将仿真实验课件安装在机房和校园网上,方便学生操作。仿真实验虽然不可完全替代真实实验,但真实实验仪器因结构复杂精密、价格昂贵,不允许学生反复操作、随意拆装,以剖析仪器性能结构。仿真实验恰好在这方面能弥补真实实验仪器的不足,丰富了物理实验的手段与方法,拓广了学生的视角,也为以后计算机的应用开发掌握一些基本概念。
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新的世纪,国家加大了改革强军的步伐。军队院校面临着尽快实现转型发展的现实问题。《大学物理学》是军校培养各类军事人才的必修基础课程,在军校的课程设置中居于非常重要的地位。本文从一名军校物理课教员的角度探讨将物理学在军事中的应用引入军校大学物理课堂的可行性。
1军校大学物理教学的现状
最近几年,很多军事院校对大学物理课程的课时一减再减,而物理学的内容却在不断的丰富,内容越来越多,难度越来越深。大多数物理教员着眼于向学员讲清知识点,学会计算、应付考试,抓紧时间赶进度,广大学员则疲于应付处于被动学习的状态,理论与实际联系不紧密。如何顺利实现大学物理教学跟部队的实际情况相结合,这需要我们教员树立正确的科学的教学观念,把握教学规律,真正实现教育理念的转变,从而实现教学方法和教学效果的提高。
2古今军事装备中的物理学
2.1军队武器装备的技术,包含着丰富的物理学的基本原理
阿基米德曾经利用的远、近投石器打退敌人的多次进攻,汉代大面积装备的弩机都是对杠杆原理的充分认识。阿基米德根据利用梳妆镜反射太阳光点燃罗马军队的战船是对光的认识。我国在春秋战国时期就在城墙根下埋设空水缸来探听敌人是否挖掘地道、利用空心的羊皮袋做枕头探听敌人进攻的脚步声都是对声学原理的灵活应用。秦朝时箭只的设计蕴含有丰富的空气动力学原理。原子弹、氢弹等核武器的研制成功,爱因斯坦的相对论和质能方程功不可没。人造卫星发射升空,其理论来源是牛顿的万有引力。美国的全球定位系统、中国的北斗导航系统都离不开对力学、电磁学等理论的综合应用。由此可见,物理学的基本原理在军队的武器装备技术中有着非常广泛的应用。
2.2历史上武器装备对战争的影响
优秀的军事指挥虽然重要,但武器装备的作用也举足轻重。吴越争霸中的青铜剑的锻造能力、秦始皇统一六国的箭簇生产和武器生产的管理水平有重要的作用。汉击匈奴,威震西域,环首刀、弩机、铁质箭簇的贡献突出。唐朝军队大量装备唐陌刀,威服四夷,奠定了繁荣稳定的基础。一代天骄成吉思汗,在征服新的城市后,首先搜寻当地的能工巧匠,为其生产攻城武器。
中,英国人使用的火炮与100多年前英国使者进献给清乾隆帝的火炮是相同的款式。英国人将它作为开疆拓土的杀手锏,而乾隆皇帝叫人锁入仓库。军事羸弱的宋王朝虽然也重视军工科技,某些方面还领先于周边国家,但是没有对敌方的快速机动的骑兵优势提出切实有效的应对策略,以至于在与游牧民族的军事较量中败多胜少。
3物理学的军事应用如何适应大学物理课堂
3.1日常教学中加入物理学在军事领域应用的知识
指挥类的军事院校几乎只招收男学员。从认知结构去分析,大多数男孩子对军事、历史都比较感兴趣,那么大学物理的课堂就可以增加一些军事应用方面的知识。但是我们必须清楚,我们在这里所谈的军事应用,不是罗列军事装备,因为可能有的应用不是装备层面的,有可能只是在执行军事任务方面的应用。例如军队宿营应当考虑防火、防雷的因素。结合物理学在军事领域的应用,可以扩展学员的知识视野。
3.2以学生为中心,强调“做中学”
大学物理教学不仅要充分展示物理学知识本身在其他自然学科中的基础性和生产技术领域中的应用性,更要体现物理学家探索未知的方法和思想在科学研究中的指导性和通用性。授课过程不仅关心学生对知识的获取和应用,更关注学生对科学的研究方法和思想的领悟以及对物质世界基本规律的感悟,注重学生科研素质的培养和创新心灵的启迪。为此,要实现这个目标,广大物理课教员应当转变教育理念,强调学生“做中学”。笔者认为可将创新性的小论文作为大学物理课程平时成绩的一种考查方式。其论文形式可以没有具体的要求,只要求学员在一学期的物理课程的学习中,通过查阅资料获得具有创新性的观点就可以。创新性的观点可以是物理学某个原理在军事技术中的某种应用、可以是物理学的思想对个人、对国家的发展的影响等方面,没有严格的规定范围。期望通过这种形式来推动大学物理课程的教与学,推动教员在课堂教授过程中开展启发式、研究式的教学,推动学员参与研究式的学习,学会提出问题、分析问题、解决问题的能力。
3.3开展学术探讨和军事应用的小课题研究
军校教员除了在课堂上增加一些军事应用知识的介绍,还可以结合物理学在军事应用中的学术探讨。这个学术探讨指的是在课堂上针对当时的物理学的内容与学员展开的关于军事应用的课堂讨论,扩展学员的知识视野,使学员发现研究课题。这些课题一般为物理学在军事中应用的综述性内容。例如,某军队院校的一些老教授就曾对低年级本科学员指导过的小课题“激光干扰技术及其发展现状”、“激光物理与激光隐身技术”分别发表在《红外与激光工程》、《激光与红外》杂志上。