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物理知識是比較抽象和理性的,學(xué)生的思維往往難以介入。物理學(xué)故事就不同了,它是感性的,容易激起學(xué)生的興趣。如有關(guān)“兩個鐵球是否同時落地”的命題,如果展開一點,把伽利略對亞里士多德的懷疑,伽利略的思考論證方法,伽利略通過實驗證實兩個鐵球同時落地這些史實像講故事一樣講給學(xué)生聽,就能夠起到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。
二、梳理知識體系
沿著物理學(xué)發(fā)展歷程對物理知識進(jìn)行梳理,是對物理知識進(jìn)行體系化的一條捷徑。因為物理發(fā)現(xiàn)的歷程,常常是根據(jù)人們的認(rèn)知規(guī)律發(fā)展的,是人們的認(rèn)知規(guī)律在時間尺度的折射。認(rèn)知的發(fā)展歷程一般是從感性到理性,從直覺到實驗再到思想實驗,從定性分析到定量分析,物理學(xué)的發(fā)展同樣如此。對物理知識根據(jù)物理學(xué)史的發(fā)展進(jìn)行梳理,不僅有助于學(xué)生了解各種概念、定理、定律的來龍去脈和發(fā)展過程,而且有助于根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律來對物理知識進(jìn)行系統(tǒng)化,同時讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)動態(tài)生成的歷史過程。
三、培育科學(xué)精神
1.細(xì)致觀察的習(xí)慣
歷史上的許多科學(xué)家,都善于通過不為人所注意的平?,F(xiàn)象,細(xì)心地觀察與思考,這些事例對學(xué)生是很好的激勵。
2.懷疑和批判的精神
物理學(xué)的發(fā)展過程是一個不斷和修正前人的認(rèn)識,建立新認(rèn)識的循環(huán)過程。這就要求物理學(xué)的探究者敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,在科學(xué)事實基礎(chǔ)上提出新觀點、新理論。例如,亞里士多德從人們的日常經(jīng)驗出發(fā)得出了一個結(jié)論:力是維持物體運動的原因,此后兩千年時間里被奉為真理,而正是由于伽利略具有懷疑和批判的精神,才用理想斜面實驗了亞里士多德的觀點,提出物體運動時并不需要外力來維持。
3.嚴(yán)謹(jǐn)求實的品質(zhì)
科學(xué)不能有半點虛假,在科學(xué)問題上采取隨意甚至欺騙的態(tài)度,其后果往往是極其嚴(yán)重的。例如,歐洲粒子物理實驗室宣布,他們測量到了運動速度超過光速的亞原子粒子。這一消息曾令全球為之震撼,因為這可能會導(dǎo)致愛因斯坦的相對論被。然而事實是,他們在設(shè)計實驗裝置時的一個小失誤導(dǎo)致了這一事件。物理學(xué)史中的這類事件也有很多,在教學(xué)中適當(dāng)引述,有助于培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的學(xué)習(xí)作風(fēng)。
4.百折不撓的毅力
要從事實表象直達(dá)物理本質(zhì),單靠興趣和靈性是不夠的,必須有百折不撓的毅力,能夠始終如一的堅持,才能有所發(fā)現(xiàn)。愛迪生研究燈絲,實驗了幾千種材料;俄羅斯諾貝爾物理學(xué)獎得主康斯坦丁·諾沃肖洛為得到石墨烯,用鉛筆和不干膠撕了一萬多次。物理學(xué)史中,這樣的事例很多,對培育學(xué)生科學(xué)研究工作的毅力起到很好的作用。
四、訓(xùn)練思維和研究方法
如前所述,物理發(fā)現(xiàn)的歷程,常常是根據(jù)人們的認(rèn)知規(guī)律發(fā)展的,是人們的認(rèn)知規(guī)律在時間尺度的折射。這就決定了科學(xué)探究過程與學(xué)生的認(rèn)知過程的相似性。物理學(xué)家在發(fā)現(xiàn)、建立、檢驗、運用和發(fā)展物理規(guī)律過程中所采用和總結(jié)的思維和研究方法,也應(yīng)該成為學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的思維和研究方法,惟其如此,才能使學(xué)生學(xué)會正確思維和研究方法。例如,觀察—提出假說—邏輯論證—實驗檢驗—修正推廣,這是科學(xué)研究的普遍過程,物理學(xué)史中的許多事例都證明了這一點。我們就應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生以此為基本研究方法。再如,科學(xué)研究中使用類比、歸納、演繹的思維方法,在物理學(xué)史中都有描述,應(yīng)提示學(xué)生,對學(xué)生進(jìn)行有意識的訓(xùn)練。
當(dāng)前的教學(xué)中,往往把結(jié)論直接呈現(xiàn)給學(xué)生,卻隱去了曲折復(fù)雜的思維過程,這實際上是一種買櫝還珠的行為,因為學(xué)生對思維和研究方法的掌握的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過掌握知識。物理教師要通過物理學(xué)史的滲透,讓學(xué)生理解科學(xué)的思維和研究方式,在教學(xué)中要有意識地使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。
筆者之一曾在美國考察訪問過八所中學(xué),給筆者留下深刻印象的是:美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗。他們一般都有自己的專用教室,各班學(xué)生輪流來上課。教室里四周靠墻的桌子上,常常擺了一圈演示實驗儀器。教室旁邊還有一間準(zhǔn)備室,準(zhǔn)備室里也放滿了教師的各種教具與實驗器材。這些演示教具和實驗器材大多是教師自己設(shè)計制作的。許多自制的實驗器材構(gòu)思巧妙,結(jié)構(gòu)簡單,效果良好。例如,ROYAL中學(xué)的貝克爾先生設(shè)計的將沉重的長方木從中點水平支起來,用塑料的高爾夫桿套經(jīng)毛皮摩擦后吸引長方木一端使之水平旋轉(zhuǎn)的靜電實驗;磁鐵在豎直的銅管中緩緩下落的渦流阻尼實驗,塑料瓶中裝有界限明顯的兩色液體的模仿龍卷風(fēng)的實驗;數(shù)字顯示不同物體的溫度的實驗等;VANNUYS中學(xué)的羅伯特先生用蘋果和南瓜在教學(xué)樓頂上做的自由落體實驗;自制木頭飛機在鐵絲上滑行投彈的平拋實驗及“射擊猴子”實驗;SANFERNANDO中學(xué)的克朗代爾博士的水流反沖實驗,用玩具槍在不同角度做的斜拋運動實驗等。這些實驗器材大部分是他們自己掏腰包購買材料,不惜時間精力制作起來的,表現(xiàn)了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視和敬業(yè)精神。他們通常一天5節(jié)課,另一節(jié)用于備課和批改作業(yè)等,天天如此,還有的周課時達(dá)到30多節(jié)的。即便如此,他們也是想方設(shè)法設(shè)計各種教具及實驗器材以改進(jìn)教學(xué)。
值得一提的是“射擊猴子”問題,這在中國的中學(xué)物理課本上也有:樹上吊著一只猴子,有一管獵槍的槍口直接對準(zhǔn)猴子,獵槍開火的一瞬間,猴子從樹上掉下,問槍彈能否擊中猴子。我國的有關(guān)報刊曾專門對此問題進(jìn)行過討論,稿件幾乎全是從理論和計算方面來證明或是討論的。而在美國,筆者先后四次看到不同的美國教師用實驗回答這個問題。最精密的實驗是加州洛杉磯大學(xué)(UCLA)的霍夫曼博士設(shè)計的用激光瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)距離射擊,在猴子快要落地時命中的演示實驗。最簡單的實驗是上面提到的羅伯特先生設(shè)計的實驗:他用一根3米長的塑料管做為獵槍,用木頭削制子彈,猴子用電磁鐵吊在空中,電磁鐵開關(guān)用一導(dǎo)線連至塑料管口。他從管子另一頭瞄準(zhǔn)猴子,用嘴使勁一吹,子彈飛出管口,斷開電源,猴子落下,飛出的子彈恰好擊中下落的猴子。如此簡單的實驗,就能得到良好效果。這一“射猴”例子生動地說明了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視程度。
美國教師認(rèn)識到,實驗教學(xué)比起直接講述來,確實要花費更多的時間和精力,而且在得到結(jié)論方面常常反不如直接講述來的簡潔而明確。但物理科學(xué)是一門實驗科學(xué),學(xué)生從物理實驗中所獲得的感性認(rèn)識,探索能力和動手技巧等,不是直接講述所能給予的,而且物理實驗在增加物理教學(xué)的趣味性方面,也有它不可替代的作用。所以,雖然在美國中學(xué)物理教材中一般并沒有列舉需要作什么樣的物理實驗,教學(xué)大綱上也沒有規(guī)定這部分內(nèi)容[1],但美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗,這已成為一種風(fēng)氣和共識。
二、關(guān)于物理實驗的規(guī)范性及多樣性
在我國比較正規(guī)的中學(xué)中,學(xué)生分組實驗的規(guī)范性及實驗條件的優(yōu)越,顯然是大部分美國中學(xué)所不及的。筆者曾看過他們的一份實驗講義,上面列舉了七,八個實驗,內(nèi)容涉及力學(xué),電磁學(xué),聲學(xué),熱學(xué)等多項內(nèi)容,在實驗的規(guī)范性及與教學(xué)內(nèi)容的緊密配合方面,顯然不如我們的學(xué)生分組實驗。曾到中國中學(xué)訪問過的美國教師對中國中學(xué)中實驗設(shè)備的齊全、實驗經(jīng)費的充足感到十分羨慕。他們說:“中國的中學(xué)是很富裕的?!彼悦绹鴮W(xué)生動手做實驗的條件反而不及我國學(xué)生優(yōu)越。我們應(yīng)該重視我們在這一方面的長處,加強管理,提高儀器設(shè)備的利用率,充分挖掘?qū)嶒瀮x器在培養(yǎng)學(xué)生能力方面的潛力。
但從另一方面說,儀器的缺乏也激發(fā)了美國中學(xué)師生在實驗方面的創(chuàng)造性。如上所述,美國中學(xué)物理教師自制了大批的教具和實驗器材,此外他們還領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生搞各種各樣的課外實驗活動。例如,有一所學(xué)校的老師領(lǐng)著一個學(xué)生實驗小組利用儀器接收從人造衛(wèi)星上發(fā)來的信號,并以此驗證相對論的理論。筆者曾參加洛杉磯1992年中學(xué)生發(fā)明競賽的評判工作。他們中學(xué)生制作的各種各樣的參賽展品擺滿了一個體育館的偌大一周圈門廊,充分顯示了他們中學(xué)生課外實驗活動的豐富多彩。筆者在美國參加過多次學(xué)術(shù)會議,其中教師以及學(xué)生演示他們設(shè)計制作的各種實驗常常是會議的一項重要內(nèi)容。
前兩年,計算機在美國中學(xué)物理實驗教學(xué)中已開始使用,但還不是那么普遍。在筆者訪問過的八所美國中學(xué)中,有一所中學(xué)的物理教室中擺滿了一周遭黑白屏幕的計算機,學(xué)生們正在上有關(guān)的課程。他們的課本就叫做“計算機模擬物理實驗”[2],目錄如下:
實驗一統(tǒng)計規(guī)律
1.隨機事件的分布2.分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差
實驗二拋體運動
1.平拋2.斜拋3.獵人和猴子。
實驗三非勻加速運動
1.空氣阻尼2.諧振動3.非諧振動
實驗四行星運動
1.環(huán)繞一個恒星運動2.環(huán)繞兩個恒星運動
實驗五波動
1.正弦波2.波的迭加3.駐波。
實驗六電場
1.兩個點電荷2.三個點電荷3.未知電荷。
與教材相適應(yīng)有配套的軟盤。學(xué)生當(dāng)時正在津津有味地做著“獵人射擊猴子”的模擬實驗。由目錄可知,這一教材是綜合性的,并不直接配合某一部分物理教學(xué)內(nèi)容,但部分彌補了他們學(xué)生分組實驗內(nèi)容的不足,同時也能使學(xué)生獲得操作計算機的基本技能。此外,有些計算機模擬的物理實驗也是用實物實驗很難實現(xiàn)的,例如“行星運動”。所以,預(yù)計計算機模擬物理實驗以后會有大的發(fā)展。
三、對我國中學(xué)物理實驗教學(xué)中某些問題的反思
1督促學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)
物理化學(xué)實驗大多實驗步驟較多,儀器操作比較繁瑣或者數(shù)據(jù)處理過程比較復(fù)雜,學(xué)生沒有預(yù)習(xí)的結(jié)果就是實驗操作及數(shù)據(jù)處理過程中不斷出錯,甚至損壞儀器,造成時間精力的浪費和實驗室財產(chǎn)的損失[5]。因此我們在上實驗課之前要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實驗并寫好實驗報告,在上課之前要上交預(yù)習(xí)報告,教師要批閱預(yù)習(xí)報告,掌握學(xué)生對本實驗的了解程度。在講解實驗內(nèi)容過程中還要對學(xué)生進(jìn)行提問,以便發(fā)現(xiàn)學(xué)生是否只是敷衍了事,照抄書本上的實驗內(nèi)容。預(yù)習(xí)報告也將作為實驗成績的一部分,以這種方式敦促學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí),這樣學(xué)生便可以順利地完成實驗和更好地理解實驗內(nèi)容、提高實踐能力。
2實驗藥品選擇不必拘泥于教材
在全國提倡綠色環(huán)保的大環(huán)境下,我們對實驗藥品的選擇也應(yīng)盡量是無毒或是低毒的?,F(xiàn)各高校使用的物理化學(xué)教材多種多樣,但都包括經(jīng)典的實驗項目,且實驗藥品也基本相同。比如燃燒熱的測定,幾乎所有的教材都是使用萘作為測定對象,萘容易揮發(fā)和升華,吸入萘蒸氣后,可引起頭痛、乏力、惡心嘔吐,皮膚接觸后可引起皮炎。嚴(yán)重者會導(dǎo)致溶血性貧血及肝、腎損害及白內(nèi)障、視神經(jīng)炎和視網(wǎng)膜病變等[6]。從綠色環(huán)保和對學(xué)生安全的角度考慮可采用蔗糖或葡萄糖等代替萘,同樣能達(dá)到實驗?zāi)康?。再比如最大氣泡法測定表面張力的實驗,我校原來采用教材上的實驗藥品正丁醇,但學(xué)生普遍反應(yīng)此藥品氣味大,長時間實驗感覺眼睛不舒服,因此現(xiàn)改為用乙醇做實驗,盡管乙醇也稍有氣味但無毒,學(xué)生使用安全且環(huán)保,并且學(xué)生對該藥品熟悉、接觸多,還會增加學(xué)生對實驗的積極性,取得更好的實驗效果。
3全面考核學(xué)生的實驗教學(xué)成績
以往傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗成績的評定,是學(xué)生做完實驗后,將實驗記錄下來的有關(guān)實驗數(shù)據(jù),利用課后時間將實驗報告完成,老師根據(jù)學(xué)生實驗報告的好壞評定出實驗成績,這樣不能全面真實反映學(xué)生實驗水平,往往會造成有些同學(xué)實驗時認(rèn)真,動手能力強,但由于實驗報告寫得不好而成績不高;有些同學(xué)做實驗時敷衍了事甚至不動手,課后抄襲或綜合他人數(shù)據(jù)報告寫的好而得高分,出現(xiàn)“高分低能”、“低能高分”現(xiàn)象,這種隨意性和偶然性,勢必影響到實驗總成績[7]。因此對學(xué)生實驗成績應(yīng)全面考核,實驗成績的評定可包括預(yù)習(xí)報告、操作能力、現(xiàn)象及數(shù)據(jù)記錄、實驗報告等幾方面內(nèi)容,每一項指標(biāo)均在實驗總成績中占有比例,實驗教師根據(jù)學(xué)生在各個方面的表現(xiàn)給出成績,避免上述狀況的出現(xiàn),做到對學(xué)生的成績評定公平合理。
4結(jié)語
1.1實驗內(nèi)容陳舊。由于受計劃課時、經(jīng)費條件等因素限制,目前細(xì)胞生物學(xué)實驗項目多為傳統(tǒng)驗證性的,如光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造與使用、細(xì)胞凝集反應(yīng)等內(nèi)容。以上實驗內(nèi)容和遺傳實驗重復(fù)。1.2學(xué)生缺乏主動性。現(xiàn)行的實驗教學(xué)模式是以驗證理論為主,實驗方式簡單枯燥。一般實驗不要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析資料,也不要求學(xué)生設(shè)計詳細(xì)的實驗步驟,這樣的實驗教學(xué)模式很少能夠發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,不利于培養(yǎng)師范類院校學(xué)生分析問題和解決問題的能力[3]。1.3考核內(nèi)容不完善。由于細(xì)胞生物學(xué)實驗課是考察課,獨立于理論課考核,考查內(nèi)容主要以出勤、衛(wèi)生、實驗報告為主,教師主觀性較大,缺乏一定的量化標(biāo)準(zhǔn),較難反應(yīng)學(xué)生的動手能力,進(jìn)而影響了學(xué)生學(xué)習(xí)動力。
2.改善實驗教學(xué)條件,增加實驗教學(xué)學(xué)時
為了保證實驗教學(xué)改革的順利進(jìn)行,提高實驗教學(xué)改革的成效,需要進(jìn)一步加強實驗室建設(shè)。首先要建立開放實驗室,將分子實驗室、細(xì)胞生物學(xué)實驗室和遺傳學(xué)實驗室整合為現(xiàn)代生物學(xué)實驗室。從而優(yōu)化了實驗室的資源共享;其次增加教學(xué)實驗經(jīng)費,改善教學(xué)條件。
3.優(yōu)化實驗內(nèi)容,構(gòu)建實驗教學(xué)新體系
3.1科學(xué)設(shè)置實驗內(nèi)容。在細(xì)胞生物學(xué)實驗課程的教學(xué)過程中,教師需要調(diào)整課程內(nèi)容。調(diào)整的原則:一合并技術(shù)單一、重復(fù)性的實驗。如觀察細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、線粒體和液泡系的超活染色與觀察、人類X染色體的觀察等實驗,可將這些單項實驗組合為系統(tǒng)綜合性實驗。3.2建立“三性”實驗教學(xué)模式。傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容多為驗證性試驗,為進(jìn)一步深化實驗教學(xué)改革,增強學(xué)生綜合分析能力,數(shù)據(jù)處理及查閱資料能力和實踐能力,所以制定了以驗證性、綜合性、設(shè)計性為中心實驗的“三性”教學(xué)內(nèi)容。驗證性實驗是通過驗證某些已有結(jié)論使學(xué)生掌握某些探索自然事物的方法;綜合性實驗是運用本課程或與本課程相關(guān)的多種課程知識,對學(xué)生實驗技能和實驗方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實驗。
4.結(jié)語
為使細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量上一個新臺階,擁有符合實際的教學(xué)模式,以適應(yīng)新形勢下實驗教學(xué)水平的發(fā)展,所以進(jìn)行細(xì)胞實驗教學(xué)的改革是迫在眉睫的任務(wù)。通過優(yōu)化實驗內(nèi)容,改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,借助輔助教學(xué)手段等,讓細(xì)胞實驗課擺脫傳統(tǒng)模式,最大限度地增強師范類學(xué)生的自主性與參與性,以利于培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新潛能和動手能力的綜合應(yīng)用型人才。
作者:馬勇 陳秀莉 圖雅 單位:包頭師范學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]翟中和.細(xì)胞生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2008.
在歐洲大陸日德蘭半島的北部,有所鮮為人知然而生機蓬勃的新型大學(xué):建于1974年的奧爾堡大學(xué)?!白咝侣贰保ˋDNYEVEJE)三個大字赫然刻在奧爾堡大學(xué)的徽標(biāo)上,表明該校要在教學(xué)的改革與創(chuàng)新上走出一條新路的志向。奧爾堡大學(xué)的創(chuàng)新,在于它承認(rèn)大學(xué)是社會成員中一個重要的文化機構(gòu),承認(rèn)知識的進(jìn)步必須跨越森嚴(yán)的學(xué)科壁壘而面向現(xiàn)實,從而創(chuàng)造了“以問題為中心”(problem—centred)、“由課題來組織”(project—organized)的“做學(xué)問”(study)的新模式。
一、系科設(shè)置和學(xué)位
表面上看,奧爾堡大學(xué)的院系設(shè)置與傳統(tǒng)別無二樣。它有三個學(xué)院:人文學(xué)院(FacultyoftheHumanities)、社科學(xué)院(FacultyoftheSocialSciences)和科技學(xué)院(FacultyofTechnologyandScience)。人文學(xué)院設(shè)有3個系:音樂和音樂療法系、交流系、語言和跨文化研究系。社科學(xué)院有2個系:社會研究和組織系,經(jīng)濟、政治和公共行政系??萍紝W(xué)院有8個系:發(fā)展和規(guī)劃系、生產(chǎn)系、土木工程系、建筑技術(shù)和結(jié)構(gòu)工程系、物理系、電子系統(tǒng)系(含通訊技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息和圖像分析、數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)、控制工程四個系)、能量技術(shù)系、機械工程系。
各系具有研究、開發(fā)、教學(xué)以及行政和服務(wù)的功能。這個順序的功能配置,體現(xiàn)了它的“Institut”(英譯為“department”,漢譯為“系”)的本質(zhì)。從教學(xué)方面講,全校13個系提供大量單學(xué)科或跨學(xué)科的研修計劃,因?qū)W科不同,分別授與2.5—3.5年的主修學(xué)士學(xué)位,以及4—5年的主修碩士學(xué)位或?qū)I(yè)證書。為獲得同名學(xué)位,工科年限最長,文科最短,而社科界于其間。多數(shù)院系還為碩士學(xué)位設(shè)有副修計劃。
每個學(xué)年分為兩學(xué)期。每個學(xué)期20周,前18周用于教學(xué)活動,后2周用于學(xué)業(yè)評價。每周研修5天,上下午共10個教學(xué)單位時間。每個教學(xué)單位時間為3個半小時,用于講授、實驗和課題研修工作。大學(xué)的第一學(xué)年為按學(xué)院劃分的基礎(chǔ)教育年,要求學(xué)生學(xué)習(xí)寬廣的理論和方法,學(xué)會協(xié)作共事,發(fā)展問題求解能力。由于丹麥的普通教育實行13年制,因而,學(xué)生在第一學(xué)年就開始涉足人文、社科或工程的廣泛領(lǐng)域。從第二年起(人文學(xué)院從第一年的第二學(xué)期起),學(xué)生分別進(jìn)入較寬的分支領(lǐng)域。以科技學(xué)院為例,學(xué)生可在土木工程、建筑技術(shù)、機械工程、信息技術(shù)、能量技術(shù)、大地測量學(xué)、地藉科學(xué)和規(guī)劃、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和物理等七個分支領(lǐng)域作出選擇,繼續(xù)其后兩年的學(xué)業(yè)。第四學(xué)年則進(jìn)入專門化,學(xué)士和碩士學(xué)位分別要求半年和兩年的專門化。詳見下圖。工學(xué)碩士研修計劃現(xiàn)有13種:規(guī)劃、環(huán)境工程、結(jié)構(gòu)工程、室內(nèi)環(huán)境工程、機床設(shè)計、能量技術(shù)、漁業(yè)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)與管理、光學(xué)工程、通訊技術(shù)、控制工程、醫(yī)學(xué)信息與圖像分析、計算機工程。
二、教學(xué)模式的創(chuàng)新
奧爾堡大學(xué)自組建之日起,就立志改革創(chuàng)新,致力于突破以講授為主、按學(xué)科組織教學(xué)的封閉式教學(xué)體系,確立教學(xué)、研究和實踐(應(yīng)用)三者的辨證關(guān)系,大膽提出并實施以問題為中心、按課題組織教學(xué)的開放式教學(xué)體系。新模式力圖實現(xiàn)四個教學(xué)改革目標(biāo):①減少由中途輟學(xué)、延長學(xué)習(xí)年限、課程安排不當(dāng)所造成的教育資源浪費;②增強學(xué)生的自信心、靈活性和創(chuàng)造性,改善學(xué)生的交流技能和共事能力;③訓(xùn)練學(xué)生在同時考慮社會、經(jīng)濟、政治和技術(shù)因素下,全面解決復(fù)雜問題;④培訓(xùn)教師,使其不僅能講課,還會提出問題和解決問題。
這種新型教學(xué)體系的創(chuàng)新特色,集中體現(xiàn)在縱向上以課題工作貫穿于大學(xué)教學(xué)全過程,橫向上由課題工作來貫通各門課程的學(xué)習(xí),從而真正做到了按課題組織教學(xué)。在校3.5或5年中,本科生須參加6—7個課題工作,碩士生須參加10個課題工作。每個課題各持續(xù)一學(xué)期。在總學(xué)時中,學(xué)生花在課題上的時間約占50%,花在與課題有關(guān)的課程上的時間約占20—30%,而花在學(xué)術(shù)科目和選修課上的時間則占20—25%。也就是說,在校2/3以上的時間花在課題工作及其相關(guān)背景課程上。每個學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)哪些課程,先學(xué)什么后學(xué)什么,主要取決于他們所選課題的需要,而不是取決于學(xué)科的自身體系結(jié)構(gòu)。
為使按課題組織教學(xué)活而不亂,該校開發(fā)出一系列獨特有效的教學(xué)程序和管理辦法。每學(xué)期開學(xué)前,一個由教師和學(xué)生組成的計劃小組負(fù)責(zé)確定本學(xué)期的主題。這里的“主題”(theme)指的是一個由若干涉及到技術(shù)內(nèi)容和社會因素的相關(guān)問題所構(gòu)成的綜合體。它可能是一種帶來經(jīng)濟效益和就業(yè)問題的技術(shù)變革,例如某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化;也可能是一個帶有經(jīng)濟、政治或社會性質(zhì)的大問題,例如能源危機、欠發(fā)達(dá)國家的供水問題。在一個主題下,再細(xì)分出許多個相關(guān)的小問題(problem)。這些問題往往不是用以驗證理論的練習(xí)題,而是一時找不到滿意答案甚至根本沒有答案的實際問題,有些則是教師的研究項目的子課題。學(xué)生從中可選擇一個問題作為學(xué)期課題(project)。一旦某個學(xué)期的主題確定下來以后,它就是該學(xué)期所有教學(xué)活動的共同核心。除了闡釋主題外,計劃小組還要據(jù)此安排課程、確定必修課,以及與主題有關(guān)的輔助活動計劃。所有這些都是為了加深學(xué)生對主題及其問題的性質(zhì)和范圍的理解,為學(xué)生選擇課題和完成課題打好基礎(chǔ)。如下圖所示:
在主題這個綜合體內(nèi),學(xué)生自由選擇感興趣的問題。選擇了相同或相關(guān)的問題的學(xué)生經(jīng)過一二周的交往,彼此認(rèn)識,形成課題小組。在科技學(xué)院,每個年級依此方法在每個學(xué)期初先形成有50—100名學(xué)生的大組。每個大組是一個教學(xué)管理單位,負(fù)責(zé)安排人員和分配用房。大組下分若干個有6—8名學(xué)生的課題小組,每組配備兩名教師(導(dǎo)師和副導(dǎo)師)和一間小組工作室。小組成員的課程表大致相同。不上課時,他們便聚在工作室一起搞課題,因而,小組工作室成了學(xué)生的“第二課堂”。如果計劃小組安排的課程沒有滿足某個小組的特殊需要,那么,該課題小組可以要求增設(shè)特定課程。
從主題的內(nèi)容上說,主題的確定由簡到繁,由淺入深?;A(chǔ)教育年的主題一般是比較寬泛、簡單的。隨后各個學(xué)期的主題則是針對特定分支的,必須符合該分支的專業(yè)目標(biāo)。由于每個課題小組自選課題,在學(xué)期末他們在專業(yè)上的收獲往往互不相同,但也絕非迥然不同。其中主題發(fā)揮了調(diào)控作用,使得自選或?qū)iT化局限于可接受的范圍之內(nèi)。
針對課題中心式的教學(xué)組織特點,課程安排也作了相應(yīng)調(diào)整。開設(shè)的課程大多短小精悍,一門課程一般安排6周(即一個單元),每周上課一個單位時間。但數(shù)學(xué)、物理等課程可能每周上課兩個教學(xué)單位時間。在每學(xué)期的第一二個單元,每單元學(xué)生須選修4—8門課程,第三個單元則選修1—3門課程,因為學(xué)生在該單元要把精力集中在課題工作上。因此,學(xué)生每學(xué)期要選修12—16門課程,其中大多數(shù)是針對課題的。周二下午學(xué)校不安排上課,以保證導(dǎo)師和課題小組每周至少接觸一次。
由于課題工作及與課題有關(guān)的課程學(xué)習(xí)占到學(xué)生每學(xué)期75—80%的時間,因而,課題評價是整個教學(xué)評價的重心。每個課題設(shè)有一個課題評價委員會,導(dǎo)師和副導(dǎo)師是其當(dāng)然成員。第二、第五及最后一個學(xué)期的課題評價還邀請校外專家參加。課題小組必須在評價前兩周完成課題報告,打印成冊并呈送每位評價人員。課題報告正文一般有75—150頁,圖表、附錄和參考文獻(xiàn)也有50—100頁。課題評價大約需要4—6個小時。前一個小時由課題小組宣讀報告,稍事休息后,評價人員就課題的細(xì)節(jié)及與課題有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容向課題小組提問。問題多半集中在課題小組為何這樣做或為何不那樣做,要求對假設(shè)和運算結(jié)果作出解釋。最后評定報告質(zhì)量,除畢業(yè)設(shè)計分?jǐn)?shù)評等外,其它的課題作業(yè)只有及格與不及格兩級。當(dāng)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計不及格時,學(xué)校將向他說明具體原因,并允許他再過一段時間(通常是1—3個月)重新進(jìn)行答辯。在每屆學(xué)生中,將近有25%的學(xué)生第一次畢業(yè)設(shè)計答辯沒有通過。
在開放式教學(xué)體系中,教師的地位和作用發(fā)生了變化,教師的職責(zé)也需作相應(yīng)的調(diào)整。除講課這一常規(guī)任務(wù)外,教師還要承擔(dān)新的職責(zé)。例如,和學(xué)生一道確定主題,并為實施以主題為核心的教學(xué)計劃作準(zhǔn)備;每學(xué)期指導(dǎo)2—3個課題小組,幫助他們安排工作,評點他們的設(shè)想,監(jiān)督工作進(jìn)展,審閱課題報告,撰寫評語及主持課題答辯。如果導(dǎo)師對小組的課題感到生疏,他還得與課題小組一起討論研究,必要時導(dǎo)師需幫助處理課題小組內(nèi)的人際關(guān)系問題,如此等等。
三、簡評
奧爾堡大學(xué)的教學(xué)改革與創(chuàng)新,是從突破封閉式教學(xué)體系、革除傳統(tǒng)教學(xué)弊端入手的。傳統(tǒng)大學(xué)教學(xué)以學(xué)科為中心,實行分科教學(xué)。各學(xué)科有其邏輯和順序,反映在大學(xué)課程設(shè)置上,是基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課。那些被認(rèn)為對某一專業(yè)必不可少的教學(xué)科目及其知識,通過教科書和講授傳遞給學(xué)生。同時,通過證實這些知識的練習(xí),學(xué)生學(xué)習(xí)運用這些知識,最終學(xué)生掌握某些領(lǐng)域的知識和對已知問題的標(biāo)準(zhǔn)化解法。顯然,這種教學(xué)存在兩個問題:一是學(xué)術(shù)研究和專業(yè)實踐幾乎被排斥在外,不成系統(tǒng)的知識、實際問題很難進(jìn)入課堂,學(xué)生所學(xué)的只是確定的、系統(tǒng)化的甚至是陳舊過時的知識;二是分科課程把科學(xué)的完整性和有機性割裂了,而實際問題往往涉及多門學(xué)科,反映學(xué)科間的聯(lián)系,難怪學(xué)了條條塊塊知識的畢業(yè)生面對實際問題無從下手。在一個穩(wěn)定少變的社會中,這種傳統(tǒng)教學(xué)也許無可厚非,但在當(dāng)今學(xué)科交叉滲透、新技術(shù)層出不窮的情形下,倘若還固守傳統(tǒng),難免不合時宜。奧爾堡大學(xué)通過改革與創(chuàng)新,走出了一條新路。
實踐表明,開放式教學(xué)體系是全面實現(xiàn)教育目標(biāo)的成功之路。通過以問題為中心、由課題來組織的教學(xué),學(xué)生學(xué)會了用批判性、建設(shè)性的方式討論觀點與建議,并學(xué)會了如何運用不斷掌握的技能和知識,而不是復(fù)述教科書內(nèi)容。1988年奧爾堡大學(xué)對畢業(yè)生的一次調(diào)查表明,開放式教學(xué)減少了教育浪費,提高了教育投資效益。該校有80%以上的學(xué)生畢業(yè)(丹麥技術(shù)大學(xué)只有60%的學(xué)生畢業(yè)),其中大多數(shù)學(xué)生按時畢業(yè)(丹麥技術(shù)大學(xué)很多學(xué)生必須延長1—2年才能畢業(yè))。同時,教學(xué)質(zhì)量有了明顯的提高??萍紝W(xué)院80%以上的畢業(yè)生認(rèn)為,他們離校時對專業(yè)作了好的或很好的準(zhǔn)備。土木、建筑、工業(yè)、信息、能源等分支的畢業(yè)生認(rèn)為半年內(nèi)即能勝任第一種工作的,分別為65%、80%、93%、87%和86%。畢業(yè)生認(rèn)為在工作中用到的知識主要來自于課程、課題工作、其它教學(xué)、同事和研究生教育的分別為9%、51%、4%、21%和7%,部分來自于上述各項的分別為47%、39%、7%、37%和22%。那么,接受新模式教育的學(xué)生是不是存在知識面過窄、后勁不足等問題?調(diào)查表明,科技學(xué)院不足5%的畢業(yè)生認(rèn)為技術(shù)知識、經(jīng)濟和法律知識學(xué)得不夠,有不到5%的畢業(yè)生在從事新的專業(yè)工作上感到有些困難。
可見,奧爾堡大學(xué)以問題為中心、由課題來組織的開放式教學(xué)體系具有兩大顯著優(yōu)點:一是具有很高的內(nèi)部適應(yīng)性,師生可以輕易地調(diào)整教學(xué)計劃,以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟發(fā)展的需要;二是具有很高的外部適應(yīng)性,學(xué)生通過大量的小組課題工作,使學(xué)生接受類似于雇傭狀態(tài)工作條件下的專業(yè)訓(xùn)練,從而具有較強的共事能力、解決問題能力和應(yīng)變能力。因而,該校畢業(yè)生深受工業(yè)界的歡迎。
當(dāng)然,該校教學(xué)改革和創(chuàng)新并非一帆風(fēng)順,也碰到了一些問題和困難。比如,一些教師貌合神離,致使主題確定不當(dāng),課題工作和督導(dǎo)表面化,學(xué)生的課題報告質(zhì)量不高;新的教學(xué)體系需要高水平的管理和更多的教學(xué)設(shè)備;教學(xué)計劃的不斷調(diào)整和教學(xué)內(nèi)容的不斷更新需要大量的準(zhǔn)備工作和更多的教育經(jīng)費,等等。但是,大學(xué)教學(xué)全過程以問題為中心、由課題來組織的嘗試,無疑是一種大膽創(chuàng)新,奧爾堡的“走新路”是成功的希望之路。
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與我們的日常生活息息相關(guān)、難以分割,存在于生活中,教師要將物理知識與生活相聯(lián)系,進(jìn)而挖掘其中滲透的德育素材,既可以加深學(xué)生對知識的理解,又可以培養(yǎng)學(xué)生的道德品質(zhì)。當(dāng)教學(xué)現(xiàn)代通訊技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,如微波通信、紫外線殺菌、醫(yī)療設(shè)備等信息時,教師可以讓學(xué)生了解我國的先進(jìn)技術(shù)水平,激發(fā)學(xué)生的愛國情懷,培養(yǎng)他們的民族自尊心與自豪感??梢詾閷W(xué)生講述物理史上科學(xué)家的愛國事跡,讓他們潛移默化中受到科學(xué)家刻苦鉆研精神與愛國熱情的熏陶。還可以將先進(jìn)科技產(chǎn)品與生活結(jié)合在一起,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時體會到物理給日常生活帶來的巨大改變,寄予他們希望,讓他們努力學(xué)習(xí),爭取在未來為國家科技進(jìn)步貢獻(xiàn)力量,激起他們對先進(jìn)科技的熱情,為他們?yōu)⑾聬蹏姆N子。
二、在物理實驗中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神
科學(xué)精神包含探索精神、求實精神、進(jìn)取精神、協(xié)作精神、創(chuàng)新精神等。而初中物理教學(xué)涉及的科學(xué)精神卻有其獨特的優(yōu)勢,學(xué)生在實驗過程中通過自己動手了解事物的本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的求知心。在進(jìn)行物理實驗時,要養(yǎng)成認(rèn)真、細(xì)心、謹(jǐn)小慎微的習(xí)慣,可以讓學(xué)生變得更嚴(yán)謹(jǐn),培養(yǎng)實事求是的性格。實驗是在一定假設(shè)條件下完成的,存在質(zhì)疑,存在好奇,學(xué)生在實驗時不斷思考,可以培養(yǎng)自己的批判精神、創(chuàng)新精神。多數(shù)實驗都是在學(xué)生的相互配合中完成的,沒有合作,就感受不到團隊的力量、集體的魅力,物理實驗的進(jìn)行可以讓學(xué)生學(xué)會和同學(xué)更好地合作,培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作能力。學(xué)生在探究式物理實驗中會更好地尊重事實,遇到困難時勇于挑戰(zhàn)并挖掘潛能,在與隊友的合作中取長補短、團結(jié)互助、共同進(jìn)步。總之,物理實驗為學(xué)生提供了良好的平臺,培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
三、在辯證唯物主義中培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力
我們在認(rèn)識事物、分析事物的時候,離不開辯證唯物主義思維,初中物理中處處滲透著這種思想,在教學(xué)中加強德育教育是物理教學(xué)的要求。物理教學(xué)研究的是客觀世界最基本的一些運動規(guī)律,無論是宇宙星體,還是力學(xué)、磁場、粒子,都是客觀存在的事物,都是生活中能見到的現(xiàn)象。物理教師應(yīng)將辯證思維融入對這些知識的講授中,從生活實際出發(fā),按照事物的客觀規(guī)律,實事求是地看待學(xué)習(xí)、生活中遇到的問題。力的相互作用告訴我們對立統(tǒng)一規(guī)律,物態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換中蘊含量變引起質(zhì)變的規(guī)律。教師應(yīng)該在備課時做好充足的準(zhǔn)備,在課堂上努力將這種辯證思維滲透到教學(xué)中,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力,同時讓學(xué)生形成邏輯思維能力,并在實際生活中很好地運用,達(dá)到教學(xué)目的。
四、在實踐活動中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神實踐
是最能讓人感觸深刻,并難以忘記的,要讓學(xué)生在實踐中真正融入,培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣、求知興趣。物理教師應(yīng)該在活動設(shè)計中為學(xué)生搭建平臺,讓學(xué)生親身體驗,在真切的自身感受中探索求知,培養(yǎng)學(xué)生對新知的好奇心與求知欲??梢詾閷W(xué)生舉辦科技創(chuàng)新活動,鼓勵學(xué)生積極參與,讓學(xué)生自己動手做一些小發(fā)明、小創(chuàng)造,也可以對已有事物加以改造,創(chuàng)造出新的東西。或者組織社團活動,讓學(xué)生在一個擁有共同愛好的群體中,與同學(xué)相互交流、共同合作,開闊學(xué)生的視野,增長他們的知識,并在實際操作中培養(yǎng)動手動腦能力,使學(xué)生全面發(fā)展。無論是國家還是個人都離不開創(chuàng)新,沒有創(chuàng)新就沒有靈魂,沒有創(chuàng)新就沒有進(jìn)步,因此一定要讓學(xué)生在實踐中創(chuàng)新,引領(lǐng)他們創(chuàng)新實踐,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。
五、在環(huán)保行動中實現(xiàn)和諧發(fā)展可持續(xù)發(fā)展
物理實驗教學(xué),從18世紀(jì)德國、法國建立了學(xué)校的演示實驗室,教師經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動的現(xiàn)象,從此便開始了世界上的物理實驗教學(xué),成為物理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。
近年來高考物理試卷對實驗的考查,不僅從學(xué)生實驗發(fā)展到演示實驗,而且已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理、方法的理解上,重在考查學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合分析能力。例如,1993年是用干涉法檢查平面的實驗,1994年是簡諧振動圖象的演示實驗,1995年是光電效應(yīng)演示實驗,1996年是運用靜電計研究平行行板電容器電容量的決定因素,1998年有關(guān)光電效應(yīng)的演示實驗和LC振蕩電路的演示實驗。但是實驗題的得分率都不高,反映了目前在中學(xué)物理教學(xué)中,實驗教學(xué)是一個薄弱的環(huán)節(jié)。許多物理教師都不同地只重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng),而忽視了對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。不少學(xué)校教學(xué)經(jīng)費不足,儀器設(shè)備陳舊簡陋,地方陜小擁擠,嚴(yán)重制約了實驗教學(xué)的正常開展,對于大綱規(guī)定的實驗,不僅開出率低,而且演示實驗的作用和地位還在低水平下徘徊,使學(xué)生實驗動手能力普遍較低。近幾年我國中學(xué)生實驗素質(zhì)較差。又如1990~1995年期間,國家教委儀器研究所對一萬余名學(xué)生進(jìn)行實驗?zāi)芰y試,結(jié)果是我國中小學(xué)生實驗動手能力幾乎都不及格。說明了我國中小學(xué)生實驗動手能力普遍較差。因此,為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學(xué)的思維方法,提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愛好,調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮非智力因素的能動作用,引導(dǎo)他們從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué),激發(fā)他們樹立敢于攀登科學(xué)高峰的雄心壯志,縮小與世界先進(jìn)國家實驗教學(xué)的差距,我們應(yīng)進(jìn)一步改善實驗條件,改革演示實驗教學(xué),直觀形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識。
二、怎樣改革物理演示實驗教學(xué)
1、重視演示實驗教學(xué),加強能力培養(yǎng)。
目前,學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”,其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家,他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法,如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時,但安排的學(xué)生實驗卻有20個,演示實驗有130個,并且絕大多數(shù)都是研究性實驗,基本形成以實驗為中心的課堂體系??梢?,他們的學(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多,他們學(xué)生的實驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強。因此,在當(dāng)前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中,我們對物理實驗教學(xué),必須引起高度的重視,為了研究好這些課題,教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難,并結(jié)合教學(xué)實際,研究解決的方法,努力開發(fā)一些直觀的演示,同時在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就,例如:用激發(fā)演示光的干涉和衍射,用發(fā)光二極管演示電磁感應(yīng)中機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化等。在實驗教學(xué)中,可在規(guī)定的實驗中,適當(dāng)增加相關(guān)演示項目,使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示,可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧,球的外側(cè)套上橡皮筋,平衡時,引力等于斥力;增大球距時,引力大于斥力;縮小球距時,引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣,更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的想象,而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
2、在演示實驗中增加學(xué)生的參與。
演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示,在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué),演示實驗通常教師演示,學(xué)生看,但是很多實驗學(xué)生根本看不清,特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展,直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高。因此,在演示實驗中,應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié),甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與,讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容,多次重復(fù),加深印象,鞏固記憶。例如:在“楞次定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者變原來的課堂演示實驗為邊做邊講實驗,每兩位學(xué)生發(fā)一套實驗器材(干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線),實驗中讓學(xué)生首先觀察電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,再觀察原線圈的電流方向與磁鐵運動方向的關(guān)系,把直觀的材料作為培養(yǎng)學(xué)生知覺、觀察力的材料,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)、準(zhǔn)確地進(jìn)行觀察,然后引導(dǎo)學(xué)生討論、研究、對比、總結(jié)出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運動方向的關(guān)系,最后訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的語言描述,并解釋所觀察到的現(xiàn)象,從而順理成章地寫出楞次定律??梢姡菔緦嶒炘诮處熤笇?dǎo)下讓學(xué)生參與,不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機會,又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng),加深理解和掌握物理概念和規(guī)律,同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。
3、變驗證性實驗為探索性實驗。
中學(xué)物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗,而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證,鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識。但是,對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉,也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力,而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰敖鉀Q實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴”。
因此,在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒?。在實驗教學(xué)中,要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程,多讓學(xué)生想想:“為什么要這樣做?”“換種方法行不行?”以此滲透物理思想,啟迪學(xué)生思路。例如在“牛頓第二定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者將這個驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒?。其研究方法:①邊學(xué)邊做實驗:首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計好的實驗方案做實驗,使學(xué)生從實驗中初步認(rèn)識物體的加速度a與物體的質(zhì)量m及它所受外力F有關(guān)。然后,筆者再演示課本上的實驗,規(guī)范操作,這樣,不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法,而且讓學(xué)生觀察實驗過程,注意發(fā)現(xiàn)研究對象引起變化的原因和條件以及在實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象,使學(xué)生對a和F、m的關(guān)系獲得感知。②探索知識:指導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行具體研究,處理實驗數(shù)據(jù)、列表、畫出a-F、a-1/m的圖象。③歸納總結(jié):師生共同分析、歸納、總結(jié)出牛頓第二定律。這樣,讓學(xué)生用實驗探索和理論探研兩種方法自我進(jìn)行推證,在推證過程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律,對知識學(xué)得更扎實更牢固,同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。
4、合理運用多媒體,優(yōu)化演示實驗教學(xué)。
利用常用儀器、教具進(jìn)行演示是一種最基本的手段,而利用多媒體教學(xué),是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,是教學(xué)改革的重要組成部分。因為多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中運用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法,組織多媒體信息,形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化,使學(xué)生真正體會到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程,從而突破時間以及空間的束縛,進(jìn)行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前,使學(xué)生認(rèn)識加強,理解透徹。例如,對于“LC電磁振蕩電路”的振蕩過程分析,筆者應(yīng)用電子計算機的動畫功能,展現(xiàn)了隨著電容充放電的進(jìn)行,LC回路中的電場能和磁場能之間的周期性變化,振蕩電路的大小和方向變化的全過程,安全逼真,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中保持精力高度集中,思維高度活躍,求知欲高度旺盛的狀態(tài)。對于可見度小,不易觀察,且只能水平演示、觀察的內(nèi)容,例如水波的干涉、衍射現(xiàn)象,用發(fā)波水槽借助投影儀演示,既起放大作用,又使其有動感,使學(xué)生看到清晰的干涉條紋,對學(xué)生腦子里形成正確概念有極大的幫助。但是還有部分同學(xué)對波的疊加原理難以理解,又缺乏想象力,為此筆者又用計算機模擬制作了一條直線上兩傳播方向相反的兩列波的疊加,可十分形象直觀地表現(xiàn)波的疊加,學(xué)生也容易理解,并取得了良好的效果。
1.1實驗室教學(xué)存在的問題
(1)教師教學(xué)方法陳舊
盡管學(xué)校、系部、教研室包括任課教師在教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法等方面都一直在進(jìn)行改革創(chuàng)新,但就總體而言,單一化灌輸性教學(xué)方式仍然在實驗室教學(xué)中占有主導(dǎo)地位。師生間缺乏交流,實驗、課程設(shè)計都采用多年以來形成的傳統(tǒng)方法。在實驗設(shè)計前,教師把實驗的內(nèi)容、操作方法與步驟、報告格式都寫得一清二楚,學(xué)生按照教學(xué)大綱完成規(guī)定內(nèi)容,掌握基本原理和方法,完全是機械性地操作,缺少主動積極的思考,一旦離開了教師,學(xué)生就不知所措。
(2)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺乏
一是機械性填鴨式教學(xué)方式使學(xué)生只是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí),完全不能理解實踐教學(xué)的重要意義和對未來工作的益處,學(xué)習(xí)興趣也無從談起。二是學(xué)校實踐教學(xué)普遍時間較短、課時較少,學(xué)生尚未熟練掌握實際操作內(nèi)容,課程已經(jīng)結(jié)束,而學(xué)生在課堂之外又沒有其他渠道進(jìn)行學(xué)習(xí),久而久之,學(xué)生自然放棄。三是教學(xué)與實際脫節(jié)。學(xué)生清楚地知道實踐教學(xué)環(huán)境只是對現(xiàn)實的模擬,即使敷衍了事,也不會產(chǎn)生任何后果。因此,個別同學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度極不認(rèn)真。由于種種原因?qū)е略趯嶒炇医虒W(xué)中,教師和學(xué)生均感覺效果不甚理想。
1.2校企合作教學(xué)存在的問題
(1)開發(fā)真正有效果的實訓(xùn)基地困難重重
企業(yè)的開設(shè)根本目的是為了利潤,而學(xué)校的開設(shè)根本目的是為了教育。兩者追求的不同決定了在校企合作過程中必然存在分歧。企業(yè)需要的理想員工是不用培訓(xùn)即可直接上崗的熟練工人,而恰恰學(xué)生都是毫無實踐經(jīng)驗,需要花費大量人力時間進(jìn)行培訓(xùn)的“職場菜鳥”。此種培訓(xùn)的成本企業(yè)既不愿自我消化,又無法從學(xué)校獲得補償。所以實踐中,企業(yè)往往不愿與學(xué)校進(jìn)行實踐教學(xué)方面的合作。同時,作為企業(yè)的員工,工作的基本目的是為了獲取勞動報酬,企業(yè)也會最大限度地利用員工的勞動來為本企業(yè)的發(fā)展服務(wù)。如果企業(yè)的資深員工被學(xué)校聘用進(jìn)行實踐教學(xué)工作,必然會在一定程度上影響在企業(yè)的正常工作,這也是企業(yè)所不愿接受的。
(2)普遍教學(xué)難以實現(xiàn)
一方面,企業(yè)接受的實習(xí)學(xué)生數(shù)目有限,企業(yè)不希望在實習(xí)過程中不斷更換實習(xí)學(xué)生。所以學(xué)校只能不斷擴大合作企業(yè)的數(shù)量,來增加學(xué)生實習(xí)機會。另一方面,適宜去企業(yè)進(jìn)行實習(xí)的學(xué)生范圍有限。大一大二學(xué)生基礎(chǔ)不牢,大四學(xué)生又面臨就業(yè),只有大三學(xué)生較為適宜。因此,與企業(yè)合作開展實踐教學(xué)只能使少數(shù)學(xué)生受惠,難以實現(xiàn)普遍教學(xué)。
2物流管理專業(yè)校內(nèi)實踐教學(xué)平臺--大學(xué)生校園快遞中心構(gòu)建
2.1建設(shè)構(gòu)想
根據(jù)各個學(xué)校的實際情況,可以依托物流管理專業(yè)的學(xué)術(shù)性組織—物流協(xié)會,與物流企業(yè)合作,在校內(nèi)建立經(jīng)營性物流企業(yè),以本校學(xué)生為經(jīng)營對象,以物流管理專業(yè)學(xué)生為員工,以物流協(xié)會骨干成員為企業(yè)管理者,真正進(jìn)行物流經(jīng)營運作。實現(xiàn)學(xué)生全員參與、全過程參與,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,讓學(xué)生在物流實際運作中學(xué)到真正的實踐經(jīng)驗,為學(xué)生步入社會打好基礎(chǔ),同時也可以為在校生提供更方便的物流服務(wù),提高學(xué)生的生活水平。
2.2建設(shè)步驟
(1)實踐教學(xué)業(yè)務(wù)種類確定
根據(jù)近年來網(wǎng)絡(luò)營銷和電子商務(wù)蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀,快遞已經(jīng)成為新興的朝陽產(chǎn)業(yè),而大學(xué)生是使用快遞的主力軍。通過對遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院學(xué)生的問卷調(diào)查,發(fā)現(xiàn)89%的同學(xué)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)購物,82%的同學(xué)每月收取快遞1次以上,46%的同學(xué)經(jīng)常使用快遞。如果針對快遞業(yè)務(wù)進(jìn)行實踐教學(xué),在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)都能夠保持可持續(xù)發(fā)展的潛力。同時,快遞是勞動密集型行業(yè),需要大量的實際操作人員,其人員流動性大的特點,也恰恰滿足了實踐教學(xué)需要學(xué)生輪訓(xùn)的要求。校內(nèi)師生希望校外快遞公司能夠提供暫存服務(wù)和代收代簽服務(wù),但由于學(xué)校的特殊性,快遞公司難以滿足此種要求,客戶的需求也為建立校園快遞中心提供了有利條件。綜上所述,在校園內(nèi)建立大學(xué)生快遞中心,模擬快遞企業(yè)實際運作,成為了校內(nèi)實踐教學(xué)平臺構(gòu)建的首要選擇。
(2)校企合作伙伴確定
遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院校園周邊分布著順豐、宅急送、申通、匯通、中通、圓通、韻達(dá)等數(shù)十家快遞公司,日均處理快遞400件左右,并以每年30%的速度增長,其中申通快遞的市場占有率在50%以上。因此,2012年6月,遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院物流管理專業(yè)與申通快遞大連分公司旅順營業(yè)部合作,共同組建遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院大學(xué)生校園快遞中心,將校企合作實踐教學(xué)新模式引入校園。
(3)實踐教學(xué)形式確定
遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院物流管理專業(yè)校內(nèi)實踐教學(xué)平臺將專業(yè)社團活動和開設(shè)專業(yè)實踐課程相結(jié)合,實訓(xùn)周期為一年。在第一學(xué)期,以物流協(xié)會的名義,組織對快遞業(yè)務(wù)實際操作有興趣的同學(xué),進(jìn)行常態(tài)化的社團活動。在第二學(xué)期,開設(shè)專業(yè)實踐課《快遞業(yè)務(wù)模擬》。課程采用理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法,由教師講授快遞業(yè)務(wù)的理論知識,著重講解快遞業(yè)務(wù)的具體運作流程。同時,采用分組輪訓(xùn)的形式,安排學(xué)生到校園快遞中心內(nèi)進(jìn)行實際操作,保證每名參與同學(xué)每星期至少有一次參與快遞業(yè)務(wù)實訓(xùn)的機會。
(4)實踐教學(xué)內(nèi)容確定
大學(xué)生校園快遞中心的業(yè)務(wù)流程與快遞企業(yè)營銷服務(wù)部完全相同,提供的是校園內(nèi)“最后一公里”的快遞服務(wù)。主要包括2類實訓(xùn)內(nèi)容:一是快遞郵件的派發(fā),從快遞的卸車與清點開始,包括快遞的短信通知與標(biāo)記,快遞的上架與排列,快遞的派發(fā)與登記,到付郵件運費和貨款的收取,快遞的信息處理以及問題件的處理等工作。二是快遞郵件的收寄,包括快遞禁寄品和限寄品的了解,快遞公司的選擇,快遞費用的計算,快遞單據(jù)的填寫,快遞郵件的包裝,快遞費用的收取,快遞郵件裝車與快遞信息錄入。在此過程中,快遞企業(yè)派遣資深員工擔(dān)任實訓(xùn)指導(dǎo)教師,定期進(jìn)入校園快遞中心指導(dǎo)工作。本校物流管理專業(yè)指派專任教師,負(fù)責(zé)該中心的日常管理。參與學(xué)生進(jìn)行分組,負(fù)責(zé)該中心的具體業(yè)務(wù)操作。
2.3實施效果
自2012年6月校園快遞中心建立以來,已對物流管理專業(yè)2011級,2012級,2013級同學(xué)進(jìn)行實訓(xùn),參與同學(xué)超過150名,此種新型實踐教學(xué)模式的學(xué)生覆蓋率達(dá)到33.7%,基本達(dá)到了預(yù)期效果。通過本實踐教學(xué)平臺,學(xué)校、企業(yè)和學(xué)生3者進(jìn)行有機結(jié)合,形成“三元共育”的人才培養(yǎng)模式。學(xué)校創(chuàng)新了實踐教學(xué)模式,更好地為學(xué)生提供了教育;企業(yè)獲得了業(yè)務(wù)利潤,又減少了運營成本;學(xué)生增強了動手能力、溝通能力和團隊協(xié)作能力,真正做到理論與實踐相結(jié)合。
3結(jié)語
物理教學(xué)必須以實驗為基礎(chǔ),實驗在物理教學(xué)中占有舉足輕重的地位。而在現(xiàn)今職業(yè)高中物理教學(xué)中,實驗仍是薄弱環(huán)節(jié)。本文在分析職業(yè)高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,闡述了促進(jìn)物理實驗教學(xué)改革的幾個配套措施。
[關(guān)鍵詞]職高物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀改革對策
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經(jīng)典物理學(xué)的建立和發(fā)展,還是現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)展都與物理實驗息息相關(guān)??梢灶A(yù)言,未來物理學(xué)的發(fā)展一定離不開物理實驗。在職業(yè)高中的各門基礎(chǔ)課程中,物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)方面起著無可替代的作用,實驗在物理教學(xué)中更是占有著舉足輕重的地位。加強實驗教學(xué),提高物理教學(xué)效果和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力,在加強素質(zhì)教育的今天,顯得更加突出,尤為重要。
1實驗在物理教學(xué)中的地位和作用
在新的職業(yè)高中物理教學(xué)大綱中,已明確指出:"觀察現(xiàn)象、進(jìn)行演示和學(xué)生實驗,能夠使學(xué)生對物理事實獲得具體的、明確的認(rèn)識,這是理解概念和規(guī)律的必要的基礎(chǔ)。觀察和實驗對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰?,培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度,引起學(xué)生興趣,具有不可代替的重要作用?quot;可見沒有物理實驗,很難達(dá)到物理教學(xué)目的。
回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識,都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。物理實驗作為物理教學(xué)的基本手段,有其特殊的教學(xué)功能。
1)通過實驗可以使物理教學(xué)理論聯(lián)系實際,引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘問題,激發(fā)其求知欲望,從而調(diào)動他們學(xué)好物理的主動性和積極性,引導(dǎo)他們熱愛科學(xué)。
2)通過加強實驗,不僅可以使學(xué)生具備一定的感性認(rèn)識,更重要的是使學(xué)生進(jìn)一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎(chǔ)上建立起來的,從而有效地幫助學(xué)生形成概念,導(dǎo)出規(guī)律,掌握理論,正確而深刻地領(lǐng)會物理知識。
3)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗方法以及基本的實驗?zāi)芰蛣邮帜芰?,并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)他們的獨立工作能力和創(chuàng)新能力。
4)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度,科學(xué)的思維方法,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),逐步學(xué)會物理研究中基本的科學(xué)方法。
鑒于實驗教學(xué)的地位和作用,我們不僅應(yīng)該重視實驗,而且應(yīng)該在理論教學(xué)中認(rèn)真貫徹以實驗為基礎(chǔ)的原則。
2職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
隨著素質(zhì)教育的進(jìn)一步深化,我們國家不少專家學(xué)者和廣大物理教師對職業(yè)高中物理實驗的重要性的認(rèn)識和感受逐步加深,物理實驗教學(xué)改革也正在密鑼緊鼓地進(jìn)行著。但是應(yīng)看到,到現(xiàn)在為止,物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀在我們國家還是不容樂觀的。
1)職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的基本情況。據(jù)抽樣調(diào)查,現(xiàn)在有些職業(yè)高中對專業(yè)課的實驗要求普遍較高,投入的資金也很足,而作為基礎(chǔ)課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學(xué)校的物理實驗數(shù)目達(dá)不到教學(xué)大綱的要求,甚至有相當(dāng)一部分學(xué)校基本上一個學(xué)生實驗都不做。即使有的學(xué)校按要求完成了,但是實驗教學(xué)的效果往往不理想。
2)學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學(xué)方法普遍采用講授法。有的老師甚至認(rèn)為學(xué)生不會動手做實驗不要緊,只要會動筆考實驗就行。由此而引發(fā)了"做實驗不如講實驗","講實驗不如背實驗"的荒謬作法。加之科技的飛速發(fā)展,多媒體進(jìn)入課堂,使得部分教師過分追求,迷戀多媒體的模擬實驗,讓學(xué)生看看了事,不重視讓學(xué)生看實物,實際操作.總而言之,目前相當(dāng)數(shù)量的教師不做或少做實驗,放棄了運用實驗的直觀教學(xué)方法,這一現(xiàn)象嚴(yán)重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才.這樣教出來的學(xué)生一遇到實物就束手無策,不知道如何動手。
3)由于認(rèn)識上的不足,教師在實驗教學(xué)的組織上、在教學(xué)過程中、在物理成績的考核上都存在著問題。例如:由于教師不愿在實驗教學(xué)方案的設(shè)計上下工夫、花時間,導(dǎo)致實驗教學(xué)方法形式單一、陳舊;單純?yōu)榱送瓿山虒W(xué)任務(wù)而安排實驗,對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統(tǒng)性。同時對?quot;引導(dǎo)學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和習(xí)慣"的指導(dǎo)思想不夠明確,教師在實驗教學(xué)中一手包辦現(xiàn)象嚴(yán)重,學(xué)生最多只是機械模仿,缺少動手和動腦的機會,能力得不到相應(yīng)的提高。[NextPage]
4)實驗教學(xué)模式僵化,物理實驗教學(xué)的基本原則沒有得到充分的體現(xiàn),教學(xué)方式呆板.從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間.就分組實驗來說,教材從實驗?zāi)康?、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到.然而每次實驗課教師還要花相當(dāng)長的時間根據(jù)教材講實驗?zāi)康?、原理……,然后學(xué)生照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數(shù)據(jù),實驗就算完成了.這樣做實驗,收獲不大.再說,現(xiàn)階段往往是一個班的學(xué)生同一時間做同一個實驗,用同一種方法、相同的儀器,都要在規(guī)定時間內(nèi)做完,得出同一結(jié)論,這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做,自己就怎么做,特別是兩人合做時,有極少數(shù)學(xué)生只看不動手,也不留心實驗觀察,不記錄有關(guān)數(shù)據(jù),更談不上去思考.這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢這個思維障礙,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成,不利于學(xué)生智能的發(fā)展。
以上實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,極大地影響著物理教學(xué)質(zhì)量,與物理教學(xué)目的、教育改革的要求和物理實驗教學(xué)重要地位很不相稱,與時展對人才的要求很不適應(yīng)。
3促進(jìn)實驗教學(xué)改革的幾個配套措施
我們應(yīng)當(dāng)看到當(dāng)前職業(yè)高中物理實驗教學(xué)薄弱,是有很多方面的原因。在分析問題、解決問題的時候也應(yīng)從這些方面進(jìn)行,應(yīng)針對職業(yè)高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀,從素質(zhì)教育的高度,從這些制約因素出發(fā),進(jìn)行職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革,使實驗教學(xué)能充分發(fā)揮其在素質(zhì)教育中的特殊作用。那么要加快實驗教學(xué)改革的步伐,首先要抓好幾個配套措施:
3.1轉(zhuǎn)變觀念
職高學(xué)校上至領(lǐng)導(dǎo),下到學(xué)生,對基礎(chǔ)課普遍不夠重視,認(rèn)為可有可無。職業(yè)高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀在很大程度上與觀念有關(guān),要促進(jìn)實驗教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變觀念是關(guān)鍵問題。
教育是培養(yǎng)人的一種社會大行動,應(yīng)該要從家庭、學(xué)校、社會來統(tǒng)一考慮。我們不能把物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀單單的歸咎于物理教師,其實不少教師是深知物理實驗的重要性,而且也曾經(jīng)設(shè)想或嘗試采用較好的教學(xué)方法,但迫于各方面的壓力,教學(xué)課時上的限制,最后不得不放棄。因此要轉(zhuǎn)變觀念,就要轉(zhuǎn)變整個社會的觀念。要讓學(xué)校和教師,特別是社會上的人們認(rèn)識到教育不能追求暫時的表面的效果,不能急于求成,而要著眼于未來,特別要著眼于學(xué)生在未來社會的作用與價值。教育不能帶有功利性,而要為社會培養(yǎng)真正的人才。
學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)樹立了新觀念,觀念端正了,才能在課程設(shè)置、經(jīng)費投入、師資調(diào)配和其他相關(guān)方面充分考慮到物理實驗教學(xué)的實際需要,并在一定程度上對實驗教學(xué)改革給予保證。同時也只有讓學(xué)生、家長知道素質(zhì)教育的重要性,使他們從以前單單追求短期學(xué)生成績和升學(xué)率的片面認(rèn)識中轉(zhuǎn)變過來。這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發(fā)揮才干的空間,使他們能自由地投身于物理實驗教學(xué)改革中去,充分發(fā)揮主觀能動性,在教學(xué)中大膽采用創(chuàng)新教學(xué)方法。只有這樣得到各方面的大力支持,物理實驗教學(xué)的改革才能大步向前邁,才能改進(jìn)現(xiàn)狀。在物理實驗教學(xué)上,以教師為中心的教育觀,把物理實驗教學(xué)作為教師傳授知識、學(xué)生鞏固和理解知識的輔助教學(xué)手段。于是,有的時候會出現(xiàn)忽視實驗教學(xué),或出現(xiàn)認(rèn)為可有可無的情況。以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)觀,則把物理實驗教學(xué)作為整個物理教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié),啟發(fā)學(xué)生主動地獲取知識,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力。因此,改變傳統(tǒng)的教育觀,樹立新的教育觀念,實施素質(zhì)教育,就要不斷提高對實驗教學(xué)基礎(chǔ)地位的認(rèn)識,從提高實驗教學(xué)的效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的能力出發(fā),認(rèn)真改進(jìn)、大力加強實驗教學(xué),把實驗教學(xué)真正移到以實驗為基礎(chǔ)上來。職業(yè)高中物理教師樹立了這個教育觀后,教師就會千方百計地重視實驗教學(xué),努力做好實驗。
3.2改革教材。
要推進(jìn)實驗教學(xué)的改革,應(yīng)改革現(xiàn)行的教材。改革的主要思想是,教材應(yīng)重視學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),應(yīng)體現(xiàn)以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特色。在物理教學(xué)中,注意讓學(xué)生通過自已動手實驗學(xué)習(xí)物理知識。[NextPage]
1)現(xiàn)行有關(guān)實驗的教材甚少,有關(guān)教育部門集這方面的專家學(xué)者根據(jù)各種實驗教學(xué)類型編出相應(yīng)的物理實驗教材,供學(xué)生用書,并作為教師教好實驗的參考用書。編成一個由正規(guī)的學(xué)生實驗、實驗練習(xí)題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材。當(dāng)然還要適當(dāng)增加一些能提高學(xué)生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。
2)對于學(xué)生實驗應(yīng)有一套專門的正規(guī)的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來,有培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力和自學(xué)能力,提高實驗技能,掌握科學(xué)思維方法等功能。這一教程的編寫應(yīng)注意以下幾個方面:
一)要讓學(xué)生上好實驗課,預(yù)習(xí)是非常重要的環(huán)節(jié)。教程應(yīng)根據(jù)實驗內(nèi)容布置一些預(yù)習(xí)思考題,讓學(xué)生在閱讀中思考,加深對原理的理解。例如:在"研究勻變速運動的規(guī)律"實驗中可提出:1)根據(jù)紙帶上的點,能判斷小車的運動性質(zhì)嗎?什么情況下作勻速運動,勻加速運動,勻減速運動?什么情況下作加速運動,減速運動?2)為什么我們不一定從運動物體剛剛運動時打出的點作為起點,而從中間某一個作為起點?這樣做有什么好處?在紙帶上可以把任一個點選作起點(不一定從第一個點選起),為什么?3)兩個連續(xù)的記數(shù)點怎樣選擇?是不是選兩個相鄰的點?為什么我們常用打點計時器打五個點的總時間為時間間隔,而不是逐點選???4)通過紙帶上打下的點怎樣計算加速度?怎樣計算即時速度?學(xué)生通過預(yù)習(xí)能做到實驗前心中有數(shù)。只有讓學(xué)生先動腦筋,課上才會動手。
二)實驗教材應(yīng)突出學(xué)生的主體地位,教程應(yīng)在實驗的各個階段(實驗前、實驗中、實驗后)對提出一系列富有啟發(fā)性的問題,或根據(jù)需要,提出學(xué)生不易回答的問題。同時啟發(fā)學(xué)生提出問題,問題一經(jīng)提出,實驗的目的也就很清楚了,學(xué)生也會帶著問題做實驗,在實驗時分析、解決問題。
三)教程在介紹實驗器材不要像"抓方"一樣羅列在學(xué)生的面前,讓學(xué)生機械地搬用;而是應(yīng)該用"開方"的方法引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘韥磉x取實驗器材。使學(xué)生明白為什么要選用這些器材進(jìn)行實驗以及除了老師提供的器材外還可以選用哪些器材來代替。同時可以用例子來鼓勵學(xué)生自制儀器進(jìn)行實驗,可以讓學(xué)生收集我們?nèi)粘I钪谐R姷奈锲?,來替代原有的器材做各種實驗。
四)現(xiàn)在很多學(xué)生很希望能親自參與設(shè)計實驗。教程要特別注意處理好統(tǒng)一要求與學(xué)生的個性化發(fā)展的矛盾沖突。在規(guī)定學(xué)生完成一定的實驗計劃和要求的前提下,教程可以鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教程中的做法,可以進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn),或自己另外設(shè)計不同的方案或者自己提出實驗研究課題,設(shè)計實驗方案,獨立或與同學(xué)合作進(jìn)行實驗。
五)教材應(yīng)對學(xué)生實驗提出明確、具體的要求,要讓學(xué)生帶著一定的任務(wù)來做實驗。有了具體要求,學(xué)生實驗時才有矩可循。當(dāng)然提出的要求要循序漸進(jìn),在不同階段,提出的要求應(yīng)有所不同,在剛開始做實驗時可以只提出簡單要求,循序漸進(jìn),然后逐步提高。當(dāng)然教程在編寫實驗時也應(yīng)注意分出層次:開始幾個實驗可以詳細(xì)的給出實驗的各個環(huán)節(jié),例如:實驗原理、實驗?zāi)康摹嶒灢襟E、數(shù)據(jù)表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學(xué)生打好基礎(chǔ),養(yǎng)成按一定程序有條不紊地進(jìn)行實驗的習(xí)慣;以后的實驗就不再這樣,而是逐步引導(dǎo)學(xué)生在理解實驗原理和內(nèi)容的基礎(chǔ)上,自己獨立地列出實驗步驟、自制實驗表格等,從而提高學(xué)生的實驗?zāi)芰退仞B(yǎng)。
3)利用多種有效渠道增加實驗在教材(區(qū)別于上述的實驗教程)中的比重,盡可能的增加學(xué)生動手實驗的機會。例如:在教材中可以適當(dāng)增加一些有趣的實驗來引入課題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愿望;或增加一些簡便易做的課堂實驗,使學(xué)生利用手邊的學(xué)習(xí)用品或生活用品就能自己動手實驗,觀察現(xiàn)象。這樣既可以使學(xué)生多動手做實驗,又有利于學(xué)生理解理論知識。又或者在各章節(jié)后面的閱讀材料或開?quot;小實驗"欄目介紹有趣的實驗等,這也會大大提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)積極性,加深對知識的理解。多數(shù)學(xué)校儀器設(shè)備不足,物理實驗教學(xué)受到限制。為了在儀器設(shè)備不足的條件下加強實驗,。教材也可重點安排不必使用專門儀器、簡單易做的課堂實驗、實驗性習(xí)題和課外小實驗、小制作,并把一些過去由教師演示的實驗,改為既可以演示又可以由學(xué)生自己動手做的實驗,供教師選擇。還可鼓勵學(xué)生結(jié)合所學(xué)物理知識自己設(shè)計一些實驗。不要單單采用陳述性的語言,而應(yīng)該多一些啟發(fā)性,比較生動的言語或問題來編寫實驗。例如在編寫時可以通過設(shè)置一些類?quot;看一看"、"問一問"、"想一想"、"做一做"等環(huán)節(jié)來促使和引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多發(fā)問、多動腦、多動口、多動手,逐步培養(yǎng)學(xué)生能力。[NextPage]
4)由于我國地域遼闊,人口眾多,各地區(qū)經(jīng)濟文化發(fā)展不平衡的國情,試圖只有一個大綱,一套教材的做法是行不通的。所以國家教委提出"在統(tǒng)一基本要求、統(tǒng)一審定的前提下逐步實現(xiàn)教材的多樣化,以適應(yīng)各類地區(qū)、各類學(xué)校的需要。"因此,對于我們的實驗教材也可采取這樣的做法,即經(jīng)批準(zhǔn),各地區(qū)可以根據(jù)本地區(qū)的具體情況,分別制定出實驗教學(xué)計劃并編寫與己相適應(yīng)的實驗教材。這樣就給予了不同地區(qū)學(xué)校一定的自由度,使他們因地制宜地搞好實驗教學(xué)。
5)教材改革是一個長期過程,隨著社會、教育形勢的發(fā)展,舊的矛盾解決了,新的矛盾又會產(chǎn)生。知識不斷在更新,教育也應(yīng)該要有新的內(nèi)容、新的知識,因此,不斷研究教材在使用中存在的問題,隨時注視國外教材的最新動向,每隔一定時間對教材作一次較大的修訂,可以使教材不斷更新、不斷適應(yīng)新的教學(xué)要求。例如:教材改革要對于一些陳舊過時,或者說明問題不夠直觀,又或者在說明問題時出現(xiàn)漏洞的演示實驗必須剔除或者改進(jìn),添加一些已經(jīng)解決了困難的物理疑難實驗等。同時在改革教材添加與生活、科技的聯(lián)系緊密的實驗課題,應(yīng)反映物理科學(xué)的變革,讓學(xué)生多了解近、現(xiàn)代物理方面的重大實驗成果,知道這些成果對人類發(fā)展的重大作用從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的極大興趣,并且重視物理實驗。同時也讓學(xué)生知道多一些新的知識。
3.3提高教師自身素質(zhì)。
戰(zhàn)斗在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者,要真正運用好物理實驗,使之對提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮出獨特的作用,需要教師具備的實驗教學(xué)的素質(zhì),既要有物理學(xué)理論和實驗知識,又要有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識,還必須腳踏實地親手實踐。
科學(xué)在發(fā)展,教育也要發(fā)展,沒有一成不變的。作為一名物理教師要通過不斷的學(xué)習(xí)使自己的實驗教學(xué)能力和知識水平提高,使自身具備良好的實驗?zāi)芰蛯嶒灱寄?;要有鉆研和創(chuàng)新精神,例如對物理中的疑難實驗進(jìn)行專題學(xué)習(xí)和研究、改進(jìn)一些實驗等;也應(yīng)接受新的教育理論、新的教育思想,指導(dǎo)自己的教學(xué)實踐。同時各地區(qū)教育部門應(yīng)組織力量定期對在職教師進(jìn)行培訓(xùn)或組織在職教師進(jìn)修。其他教育教學(xué)方面的培訓(xùn)在有些地區(qū)已經(jīng)開展,但針對物理實驗方面的相對較少??梢赃M(jìn)行針對物理教師在物理實驗中對實驗的設(shè)計,實驗測量的操作技巧,設(shè)計、改進(jìn)實驗以及排除故障的創(chuàng)造性能力,實驗考核的命題能力等方面的培訓(xùn),此外通過舉行各級研討會,提供物理教師間交流與探討的機會,從而相互促進(jìn)。
3.4重視實驗教學(xué)目標(biāo)的實施
1)確定實驗教學(xué)指導(dǎo)思想,強化實驗教學(xué)目標(biāo)
在職高物理實驗教學(xué)過程中確定以實驗為基礎(chǔ),用實驗來展開激發(fā)學(xué)生的實驗興趣,發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)的主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生操作實驗、設(shè)計實驗的實踐能力和創(chuàng)造能力.加強實驗教學(xué)的研究,盡量把驗證性實驗改為探索性實驗,把演示實驗改為邊講邊實驗,通過挖掘教學(xué)內(nèi)容的學(xué)術(shù)性,有機地把課內(nèi)探索延伸到課外??傊?,尊重科學(xué),實事求是,面對群體,以實驗創(chuàng)新教育為前提,使學(xué)生達(dá)到掌握物理實驗技能和科學(xué)方法,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,學(xué)會運用實驗手段解決物理問題的能力為指導(dǎo)思想,強化實驗教學(xué)目標(biāo),要求學(xué)生在實驗的全過程中自始至終抓好"七個正確":其一,選擇儀器正確;其二,安裝調(diào)試實驗裝置正確;其三,操作規(guī)程正確;其四,觀察方法正確;其五,測量讀數(shù)正確;其六,處理數(shù)據(jù)正確;其七,實驗結(jié)論正確。
2)探索改革實驗教學(xué)模式,發(fā)揮主導(dǎo)、主體功能
大力探索改革不適應(yīng)新時期形勢的職高物理實驗教學(xué)模式,建立起按科學(xué)設(shè)計實驗教學(xué)程序、優(yōu)化實驗教學(xué)過程、指導(dǎo)實驗方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的"引導(dǎo)-探索-實驗-掌握"教學(xué)模式。這種教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位。教師充分相信學(xué)生,使學(xué)生主動參與實驗.課本讓學(xué)生看,實驗讓學(xué)生做,思路讓學(xué)生想,疑難讓學(xué)生議,錯誤讓學(xué)生析。讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗,利用物理實驗,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用,最大限度地調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流,教師在課內(nèi)講重點、關(guān)鍵點和注意點,發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用.主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現(xiàn)象、動手操作等.在實驗中,加強對學(xué)生實驗方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[NextPage]
按教學(xué)大綱規(guī)定必做的分組實驗,采用一人一組,總體安排,并將學(xué)生分成三種類型:第一類是理解能力差,反應(yīng)較慢,動作緩慢;第二類是思維敏捷,動作粗糙;第三類是獨立思考,動手能力強。不管哪類學(xué)生整個實驗過程全部由學(xué)生自己獨立完成,教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫,實驗報告不要求統(tǒng)一的格式,只要求與物理教學(xué)相聯(lián)系,寫出本實驗成功的關(guān)鍵、有何不足。
3)改革考試方法,加大實驗考核力度
以前我們在物理考考試中,在檢查學(xué)生實驗部份的掌握情況時,基本上只局限于書面考試,關(guān)于實驗?zāi)芰?、特別是實驗操作技能的考試很少,導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)生背實驗、紙上談實驗的狀況實驗考核極不全面。職高物理實驗考試總體要求是把考理論和考操作結(jié)合起來,全面反映學(xué)生實驗課的基本要求;不論哪類學(xué)生考試的原則都是把考實驗和做實驗結(jié)合起來??荚嚦煽冇善綍r考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成,三者的比例為2∶2∶6。平時考核內(nèi)容包括上課到位率、認(rèn)真程度、實驗報告的書寫等三個方面;理論考試可全面考查學(xué)生掌握實驗基礎(chǔ)知識的廣度與深度;方法是在期中、期末考試卷中加大實驗理論題的比例。操作考試是根據(jù)教學(xué)大綱的要求把實驗操作能力要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)加以分解,并按實驗內(nèi)容難易程度將考試分解為考基礎(chǔ)實驗,一般以大綱中規(guī)定必做的實驗為主,時間一般安排在每學(xué)期期中、期末前兩個星期內(nèi)。另外對2)中第二、三類學(xué)生還要增加綜合性和設(shè)計性實驗的考試,所謂綜合性實驗考試是將不同的實驗進(jìn)行組合,綜合解決較復(fù)雜的問題,要求學(xué)生利用本實驗手段去解決新的問題??荚O(shè)計性實驗時,根據(jù)教師提出的實驗?zāi)康囊?,學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,完成實驗,時間安排在課外科技制作課上進(jìn)行,它主要考察學(xué)生的創(chuàng)造能力。
3.5開展豐富多彩的第二課堂活動
1)把課外活動納入實驗教學(xué)的范圍是實驗教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié),為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生做物理實驗的興趣,在學(xué)生掌握了一些基本實驗技能后,應(yīng)按統(tǒng)一計劃,組織好課外活動,配合課堂實驗教學(xué),具體措施,一是根據(jù)教材實驗特點和青少年的心理要求,精心設(shè)計課外活動的內(nèi)容。做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一,又注意活動的趣味性。保證兩課的內(nèi)在聯(lián)系。二是抓好落實,一學(xué)期的實驗內(nèi)容要事先確定,建立活動小組,安排好輔導(dǎo)老師,以保證課外活動經(jīng)?;?、制度化。把課內(nèi)和課外內(nèi)容銜接好,課內(nèi)課外就能相互補充。此外,利用課外活動這塊陣地,我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發(fā)明等,對促進(jìn)實驗教學(xué)起到了很好的作用。
2)舉辦綜合性實驗競賽,將知識性、趣味性、科學(xué)性和群眾性融為一體。為了鞏固實驗教學(xué)的質(zhì)量,使課外活動具有更大的吸引力,每學(xué)期定時舉辦規(guī)模較大的實驗競賽活動。
3)引導(dǎo)學(xué)生日制學(xué)具、教具,參加"小發(fā)明、小制做"活動,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造,參加自制學(xué)具、教具的活動,一方面可以鞏固課內(nèi)實驗所學(xué)的知識和初步掌握的基本實驗技能,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。在這個活動中,學(xué)生們大膽設(shè)想認(rèn)真設(shè)計,精心操作,這是傳統(tǒng)的教學(xué)過程無法達(dá)到的。引導(dǎo)他們自做學(xué)具、教具,鼓勵他們創(chuàng)新。在這一活動中,應(yīng)始終堅持真(原理科學(xué))、新(設(shè)計新穎,采用新技術(shù))、美(設(shè)計簡單合理,主次分明),在整個活動中自然形成以學(xué)生為主體,并由一批骨干隊伍帶動,發(fā)展到全班學(xué)生紛紛動手,大大提高了學(xué)生的實驗技能和理論水平,豐富了學(xué)生的課外活動的內(nèi)容。
3.6實現(xiàn)兩個保證
職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革,還有賴于一個教育系統(tǒng)目標(biāo)、各方面的政策、經(jīng)費投入等的保證。例如:改變實驗室的管理方式,經(jīng)常性地對學(xué)生開放實驗室,提供第二課堂陣地,鼓勵學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)的需要或教材中的"小制作"等自行設(shè)計一些驗證性或探索性實驗??墒菍嶒炇乙?qū)W生開放,是有一定的困難的。困難在于支付包括有關(guān)人員工資、水電等等在內(nèi)的一切費用,沒有足夠的經(jīng)費去支持實驗室向中學(xué)生開放。因此,資金的保證很重要。國家要設(shè)立專門經(jīng)費來支持特別是經(jīng)濟落后地區(qū)學(xué)校的實驗室建設(shè),支持實驗教學(xué)。同時我們也看到在不少地方學(xué)校由于實驗儀器、設(shè)備問題,基本實驗還做不全,卻撥大量資金用于大興土木、用于購買電教設(shè)備,去提高表面的教育設(shè)施。例如有的學(xué)校的物理實驗樓裝修得很漂亮,實驗室的外在硬件設(shè)施都很好,可?quot;內(nèi)在"--實驗器材卻很缺少,很落后。因此學(xué)校應(yīng)把有限的經(jīng)費用在最基本的教學(xué)需要上為好,給實驗教學(xué)的順利開展提供一定的保證,少一些形式上的東西。[NextPage]
還有,教學(xué)上學(xué)生實驗的時間太少,學(xué)生能夠用于自由支配,根據(jù)自己的愛好去做些小實驗搞些小發(fā)明并進(jìn)行思考鉆研的時間被學(xué)校設(shè)置的課程和布置的作業(yè)充斥掉了。因此,物理實驗教學(xué)改革的推動還有賴于學(xué)校對學(xué)生在這方面時間上的保證,增加實驗的比重。
結(jié)束語可以相信,只要切實地抓好制約物理實驗教學(xué)改革的幾個配套措施,通過廣大物理教師、教育研究工作者的共同努力,職業(yè)高中物理實驗教學(xué)改革的步伐將進(jìn)一步加快,實驗教學(xué)的現(xiàn)狀將得以改變。
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