時間:2023-02-06 15:28:35
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(一)教學方式單一。教學方法是實現(xiàn)教育目的、完成教學任務(wù)的基本手段,它對于教學的成敗,學生智力的發(fā)展都起著重大的作用。由于物理實驗室數(shù)量有限、教師數(shù)量不足,每學期要承擔的大學實驗物理課程的任務(wù)繁重,因此在安排實驗物理課程的先后順序時,無法遵從實驗內(nèi)容由易到難、由簡單到復雜的要求,也無法按照理論授課的先后順序科學安排實驗,并且由于條件限制,所有的實驗不分難易程度均為三個學時。這樣對于復雜的實驗而言,學生不可能在較短的時間內(nèi)充分理解實驗原理、熟悉實驗儀器的操作使用并完成實驗。導致教師在實驗教學中講授的內(nèi)容過多過細,對實驗原理、實驗步驟、儀器操作方法等都面面俱到。教師講授灌輸?shù)某煞州^多,對學生啟發(fā)、引導的內(nèi)容較少。學生基本是按照教師的講授或?qū)嶒炛v義要求進行操作、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)。學生遇到問題不認真思考就找人代勞,甚至不好好預習也能將實驗完成,應(yīng)付實驗的學生不在少數(shù)。這種教學方法陳舊、呆板,實驗操作過程簡單化和程式化,把有趣且生動的實驗物理變成了枯燥的技術(shù)訓練,不利于學生對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)實驗內(nèi)容陳舊。隨著科技的不斷進步,物理科學的發(fā)展日新月異。新的實驗方法、新的實驗設(shè)備、以及新的科學分支都在不斷涌現(xiàn),物理學時刻都在推陳出新。但是,大多數(shù)大學實驗物理教材內(nèi)容更新緩慢、實驗教學與當今高新科技聯(lián)系很少,不能反映現(xiàn)代科技的發(fā)展,并且仍以驗證性實驗為主,而設(shè)計性和綜合性的實驗很少,每一個實驗項目的目的、原理、實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)表格以及數(shù)據(jù)處理方法都寫的十分清楚,學生課前只須按照書本將上述內(nèi)容羅列在實驗報告上,預習即可完成,實驗數(shù)據(jù)處理可以按照公式計算完成,輕松地就可以完成一個實驗項目。完成實驗報告也是處于機械被動的消極狀態(tài),嚴重束縛了學生的創(chuàng)造性思維。
(三)成績考核標準偏低。大多數(shù)理工科大學實驗物理課程成績的評定方法是以平時的實驗報告作為學生成績評定依據(jù),根據(jù)學生的預習、實驗操作過程、數(shù)據(jù)處理等綜合評定一個實驗項目,一學期所有實驗項目的綜合評定即為該學生的實驗成績。這種考核方式弊端很大,學生只要寫好實驗報告或考好試卷,就能得到很好的成績。成績測評是教學手段,目的在于正確反映學生掌握知識的程度和實際水平。由于學生的實驗報告單抄襲現(xiàn)象嚴重,報告雷同,學生實際情況難以如實反映。學生把更多的心思放在實驗報告和書本上,而忽視了動手能力的培養(yǎng),這會導致學生產(chǎn)生懈怠心理,難以激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。
二、解決大學物理實驗教學法存在問題的對策
鑒于以上對大學物理實驗教學法現(xiàn)狀及存在問題的分析,為了提高大學實驗物理的教學質(zhì)量,培養(yǎng)學生各方面的能力,我們對大學物理實驗教學法提出一些思路和解決方法。
(一)教學方法改革。隨著社會對人才的需求變化,各地高校在實驗物理教學方面進行了一系列有益的探索。例如啟發(fā)式教學、討論式教學和開放式教學等,這些改革有助于全面提高學生實驗素質(zhì)和創(chuàng)造能力,在教學實踐中收到很好的效果?!芭d趣是最好的老師”,改革大學實驗物理的教學方法還需要激發(fā)學生的興趣。大學實驗物理是一門實驗學科,只有通過激發(fā)學生對大學實驗物理學習的濃厚興趣,才能創(chuàng)造條件提升對大學實驗物理的興趣。大學實驗物理競賽無疑是一種最有效的方法和手段,大學實驗物理學科競賽是在接受課堂教學的前提下,掌握基本理論知識和一定的實驗方法、技能的基礎(chǔ)上,以大學實驗物理學科競賽的方式,激發(fā)學生理論聯(lián)系實際和獨立的、協(xié)作的溝通能力,通過實踐來發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,增強學生學習和工作自信心的系列化活動。大學實驗物理學科競賽涉及對已有知識的綜合和擴展,強調(diào)思維的邏輯性、靈活性、創(chuàng)造性及創(chuàng)新性。大學實驗物理學科競賽是聯(lián)系課程教學與實踐創(chuàng)新的重要紐帶,是工科院校大學生創(chuàng)新能力提升的重要途徑及有效方法。同時大學實驗物理學科競賽也是工科院校教學過程中實現(xiàn)素質(zhì)教育、創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)之一。
(二)教學內(nèi)容改革。要從實驗項目上進行基本改革,不能按照以往的基本、驗證、綜合、設(shè)計性實驗進行簡單的劃分,要真正做到按照“增加層次、更新內(nèi)容、開放實驗、因材施教”的思路進行實驗內(nèi)容體系改革。1.預備性實驗。面向獨立學院理工科各專業(yè)的基礎(chǔ)實驗課,它主要包括測量誤差、有效數(shù)字和數(shù)據(jù)處理,物理學各分支學科的一些基本理論,物理實驗中的基本測量方法和測量技術(shù),常用儀器的物理原理等,使學生基本掌握實驗物理中的基本方法,并能夠進行常用物理量的一般測量,掌握常用實驗儀器的調(diào)整和基本操作技術(shù),為以后的實驗打下基礎(chǔ)。2.驗證性實驗。主要是一些典型的和近代相關(guān)驗證性實驗項目,而那些太過陳舊的,沒多大現(xiàn)實意義的項目要舍棄,這樣有利于培養(yǎng)學生多方面的實驗知識與技能、鍛煉動手能力和數(shù)據(jù)處理能力,培養(yǎng)塌實嚴謹、實事求是的科學態(tài)度。3.創(chuàng)新設(shè)計實驗。建立基礎(chǔ)的實驗平臺,不設(shè)具體實驗項目,主要讓學生自己動手組建相關(guān)的實驗項目。教師在授課過程中只教授基本原理這塊內(nèi)容,項目的選擇及內(nèi)容完全由學生自己選取,真正做到發(fā)揮學生的主動性和積極性,便于鍛煉學生的動手操作能力。4.研究性實驗。讓學生自己動手去設(shè)計相關(guān)的實驗項目,教師只負責提供儀器和檢驗實驗項目的可行性。有了前三個層次實驗的基本知識,學生在實驗設(shè)計和思路方面有了一定的基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上可以加大實驗難度,讓學生自行查資料并設(shè)計相關(guān)的實驗內(nèi)容,它主要培養(yǎng)學生運用各方面的理論知識與實驗知識解決實際問題、進行大膽設(shè)計與創(chuàng)新的能力,使學生成為創(chuàng)新性人才。
(三)考核方式改革。大學物理實驗教學法效果的好壞將直接影響到相關(guān)專業(yè)實踐課的開展。合理地評定實驗成績既可以提高學生對實驗課的興趣和重視程度,也可以提高實驗教學的質(zhì)量,所以建立一套科學合理的實驗考核辦法是至關(guān)重要的。健全的實驗考核方法是提高實驗物理教學質(zhì)量的重要手段。實驗考核,一方面可以檢查學生對本門課程實驗內(nèi)容掌握的程度,鞏固學生學習成果,另一方面也是對教師教學效果的檢查,為進一步改進教學內(nèi)容和方法提供有效依據(jù)。對學生實驗成績的考核,從考核方式上應(yīng)包括實驗態(tài)度、操作技能的熟練程度及探索創(chuàng)新精神等,可以通過理論考核、實驗操作、實驗論文、交流心得體會,也可以幾種方式組合進行等,每次評定成績時都應(yīng)該制定詳盡的方案和評定細則,還應(yīng)該結(jié)合平時成績以及在成績考核中加入一些加分環(huán)節(jié)。對每一節(jié)實驗課的考查,都要從預習-課堂-課后等幾方面有一套的考核方法,使學生能夠腳踏實地地學習。還可以把提出創(chuàng)新思想和作品的學生納入期末加分對象,課外自主科研活動的產(chǎn)出也可申請加分,如此一來,學生就更有動力去參與課外自主科研活動了,更是一種激勵措施。
三、結(jié)語
1.教材內(nèi)容與實驗教學。課程標準公布以后,初中地理課本中增加了演示教學、模擬實驗教學、觀察教學以及野外參考教學的內(nèi)容,還有很多知識點要求學生以結(jié)合圖表、小組討論的形式進行,還有一部分知識點需要學生能進行實地考察并撰寫調(diào)查報告。針對初中學生的年齡特征,實際教學中,我們應(yīng)當注重以下幾個方面:第一,鼓勵學生積極動手實踐;第二,引導學生進行研究型學習;第三,培養(yǎng)學生充分自主學習。新的初中地理教材中的自然地理部分,是整個地理學習當中最基礎(chǔ)的部分。要求學生掌握以下內(nèi)容:地球的形狀與大??;地球的運動;地殼的運動;氣候的形成與分布等。這些現(xiàn)象和規(guī)律都是人類生存發(fā)展過程中積累的經(jīng)驗。一方面,教學過程中,教師應(yīng)該引導學生結(jié)合日常生活,理解這些現(xiàn)象的存在和形成,使他們更為深刻地掌握這些基本的知識點,同時還培養(yǎng)了學生的實踐能力,拓展了他們的思維。另一方面,在進行實驗教學的過程中,將學生劃分為幾個小組,有利于培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作意識。
2.實驗教學的過程。課程標準下的實驗教學一改過去的傳統(tǒng)教學方式,除了要求學生掌握基本的地理知識,同時還要加強對學生世界觀、人生觀和價值觀的培養(yǎng),注重培養(yǎng)學生自然學科上的審美情趣,有效地促進學生在德、智、體等各方面素質(zhì)的提高。積極倡導學生自主式學習、協(xié)作式學習、探究式學習,結(jié)合實驗教學的實際,我們可以將初中地理實驗教學劃分為三個部分:第一,演示性教學內(nèi)容,教師通過實驗現(xiàn)象講述地理知識,在實驗過程中通過可觀可感的實驗現(xiàn)象來充分激發(fā)學生對地理學習的熱愛;第二,實踐實驗教學內(nèi)容,這部分內(nèi)容需要學生在充分理解相關(guān)知識的基礎(chǔ)上,利用課余時間進行實踐實驗;第三,綜合性課外實驗,這部分內(nèi)容需學生在充分掌握相關(guān)知識點的基礎(chǔ)上,在地理教師的帶領(lǐng)下,以小組或團隊的形式開展學習活動。
3.實驗教學的設(shè)置。課程標準下的實驗教學區(qū)別于一般的課堂教學,學生需要進行自主的實驗操作、實驗觀察、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析以及實驗結(jié)果總結(jié)。這對我們教師的課堂設(shè)置提出了很高的要求,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:一方面,教師需要充分考慮全面,設(shè)置好實驗教學的內(nèi)容和步驟,保證課堂學習的效果;另一方面,在課堂教學的過程中,老師要充分地引導學生思維,設(shè)置問題解決式、探究式、合作式學習,讓學生建立良好的地理學習的思路,進而形成主動學習的習慣。
二、初中地理實驗教學的原則
1.開放性。實驗教學需要充分開放的環(huán)境,能與生活實際密切聯(lián)系。以地理教材為載體,同時在教學內(nèi)容和教學方式方法上不要拘泥于教材內(nèi)容,結(jié)合生活,充分挖掘與地理實驗教學相關(guān)的教學資源。在傳統(tǒng)實驗課中,一方面教師作為課堂的主導人物,講授課本知識;另一方面,學生作為授課的客體,被動地接受老師所講授的知識。這種教學方式學生和老師之間的溝通也僅僅限于課本知識單方面?zhèn)魇?,只不過是將課本知識用實驗儀器以及實驗方案代替而已。在很大程度上限制了學生接受知識的效果,壓制了學生的學習興趣,降低了學習效率。不利于初中生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。課程標準下的實驗教學所倡導的開放性,就是要培養(yǎng)學生開放的思維方式,提高學生的創(chuàng)造能力。在課堂中,老師充當輔導的角色,引導并輔助學生自行設(shè)計實驗方案,配置實驗過程。相較于傳統(tǒng)實驗課,課程標準下的實驗教學對學生的創(chuàng)造力和獨立思考能力培養(yǎng),起到了良好的效果。
2.科學性。在進行實驗教學的過程中,也要充分遵循科學性原則。教師在課程內(nèi)容的安排,實驗內(nèi)容的安排上要多思考,結(jié)合學生實際情況,因材施教,針對不同接受能力的學生設(shè)置不同的實驗方案,實現(xiàn)最優(yōu)化的教學目標。課程標準下的實驗教學中,教師一方面是課堂教育的組織者、指揮者,更是啟發(fā)學生思維方式、帶動學生學習能力提高的領(lǐng)導者。
管理學是一門與社會經(jīng)濟發(fā)展密切聯(lián)系的學科,是一門隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學的進步不斷發(fā)展更新的學科。其主要特點就是研究人類的社會活動或社會現(xiàn)象。管理學的研究內(nèi)容既跨社會科學又屬人文學科。從研究對象來看,它是通過對社會現(xiàn)象的研究來獲取對管理現(xiàn)象一般發(fā)展規(guī)律思考的,具有很強的普遍性和適用性。在管理學中,研究對象的人分為兩類,即管理者和被管理者。不論是管理者還是被管理者,都有著各自的價值觀念、主觀偏好和情感,都是有思想的人,個性化的人。這對管理學的研究帶來了兩個難題。其一管理者的形象思維和管理情境使得邏輯思維和理性方法在管理學中的應(yīng)用具有一定的局限性;其二管理活動的發(fā)生都是在特定的情境中的,這使得管理理論和方法對現(xiàn)實問題的研究有了一定的不適應(yīng)性,同時也說明了管理研究具有其獨特性和復雜性。此外,管理學的發(fā)展必須兼顧科學與人文的共同特質(zhì),既探求人類管理活動的一般規(guī)律,又重視對人這一關(guān)鍵要素的關(guān)注,從而建立起獨特的理論體系。
2.管理學教學中存在的主要問題
2.1學生對管理學課程的定位不明確,缺乏學習的動力
科學的管理理論和方法在現(xiàn)代各行各業(yè)都是不可或缺的,但在教學過程中卻存在很多問題。管理學屬于公共專業(yè)課程,一般都是在大一年級開設(shè)。而大一學生剛剛經(jīng)歷從高中的學習方法到大學的過度,不管從心理上還是思想上都存在不同程度的適應(yīng)過程。在沒有很好地掌握大學的學習模式的前提下,對管理學課程的學習缺乏自主性和積極性,管理學的特點決定了越是具有成熟的思維模式和價值理念,掌握了一定的學習思路才更能勝任該課程的理解。它是一門綜合性很強的學科,不是單純的知識點掌握。而且,大多數(shù)同學在主觀上認為管理和自身現(xiàn)狀的差距太大,甚至認為學管理將來就是要從事管理者的工作的,這對很多同學來說是不敢想象的事情。如果只是將管理學定位在學了以后就是要做管理者的,那就大錯特錯了。管理是一切社會活動都必須遵行的規(guī)范和方法。而大一學生往往無法理解和感悟到管理的重要意義,因此在學習上沒有動力,學習效果自然會受到很大的影響。
2.2教學方法偏重理論,缺乏特色和創(chuàng)新
傳統(tǒng)的教學方法基本上是教師講授。雖然現(xiàn)在有了一定的改進,但由于任課教師大多缺乏管理經(jīng)驗和實踐,難免存在照本宣科之嫌。這樣的教學模式無疑只能偏重理論內(nèi)容而缺乏實踐指導。學生在接受新的知識的同時無法激發(fā)其對管理的興趣,不僅教師認為講授的過程枯燥無味,學生被動學習的過程也難以產(chǎn)生興趣,這極大地影響了學生的積極性。另有部分教師認為教學改革就是把板書換成多媒體的應(yīng)用,顯然這個觀點也是錯誤的。現(xiàn)代教育呼吁的是在教學內(nèi)容、方式、思路的綜合改變而不是流于形式。也有教師采用案例教學法,但由于管理學涉及的領(lǐng)域非常廣,案例的選擇、分析、討論不是可以信手拈來的。再加之教師對案例教學也沒有深入的研究,即使課堂增加了案例的內(nèi)容,但也是含糊不清,重點不明,這樣的課堂效果顯然沒有特色。
2.3教學實踐環(huán)節(jié)設(shè)計不夠合理,實踐應(yīng)用能力難以加強
管理學是一門實踐性很強的學科,在學習過程中,單純講授理論是難以讓學生真正意義上掌握什么是管理,如何懂得去應(yīng)用管理方法的。而現(xiàn)有的管理課程在設(shè)置上,仍然是以課堂的理論教學為主,見多集中在理論教學結(jié)束后安排固定的時間讓學生到實踐場所參觀學習,這樣流于形式的實踐活動效果甚微。對于學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力始終得不到鍛煉和提高,尤其是針對現(xiàn)場處理和動手實踐更是少之又少。學生沒有鍛煉的平臺和機會,想要靠課堂掌握必須在實踐中才能收獲的東西顯然是不現(xiàn)實的。
2.4理論學習相對滯后于實踐,對管理學教學增加了難度
目前大多管理學教材仍以基本原理、基本理論為主。學生如果完全自學,課本是可以看明白的。但這個明白僅局限于知道,在學習中大多學生的困惑是不知道這些原理和方法在遇到實際問題的時候怎么運用。想要做到知識的融會貫通是學習該課程最大的問題。而隨著現(xiàn)在知識爆炸,信息化、網(wǎng)絡(luò)化的時代的到來,學生通過各種渠道獲取的信息很多時候不亞于教師。如果教師的講授跟不上學生獲取知識和信息的步伐,就會出現(xiàn)教滯后于學的現(xiàn)象。另外,現(xiàn)代管理的實踐也在不斷更新以適應(yīng)社會發(fā)展的需要,如果理論教學無法跟上時代的步伐,無法做到與時俱進,那無疑學生的課堂學習和實踐活動都是滯后于實際生活中的管理的應(yīng)用的。倘若學生學的都是陳舊的理論和過時的方法,又如何能適應(yīng)社會發(fā)展的需求呢。
3.情景模擬實驗教學法在管理學教學中的重要作用
情景模擬實驗教學法是以項目活動形式開展,針對管理學中的某一個問題,收集相應(yīng)素材,將管理的實踐、案例、討論等內(nèi)容形成教學指導資料,在課堂模擬管理實踐活動。讓學生在這個模擬的過程中體驗各種管理角色,在親驗式的教學中學習體會對管理理論的理解和應(yīng)用,從而將理論和實際相結(jié)合,以此來提高學生的決策能力、組織能力、控制能力、與人溝通的能力等等。這種教學方法對于有很強的社會實踐性的課程有著積極的應(yīng)用指導作用。不僅能做到教學相長,改變理論與實踐分離的單純理論講授的弊端,更大大提高了教學效果。整個教學場景的設(shè)計以學生為主,從傳統(tǒng)的知識信息的單向傳輸?shù)綆熒巧霓D(zhuǎn)變,信息的多向傳遞,學生參與教學,成為教學的主體和主導,這不僅大大提高了學生對管理學課程的學習積極性和濃厚的興趣,也真正實現(xiàn)了以學生為主的課堂教學方式。
4.從ERP系統(tǒng)到情景模擬實驗教學平臺
ERP———EnterpriseResourcePlanning企業(yè)資源計劃系統(tǒng),是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)化的管理思想,為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。
5.基于ERP系統(tǒng)的情景模擬實驗教學法在管理學教學中的應(yīng)用
5.1教學思路和教學目標的設(shè)計
ERP仿真實驗平臺是一個開放的實驗環(huán)境。它是借助多媒體技術(shù)和信息操作,將教室課堂講授的理論問題,以事實、情景的形式一一展現(xiàn)。整個提問、思考、分析、解決的過程都由學生親自體驗,自己動手完成。將管理學教學中的問題加以設(shè)置場景,通過虛擬的手段和計算機操作平臺實現(xiàn)對其的應(yīng)用。這種引入式、引導式的學習顯然更能啟迪學生的思路、調(diào)動學生的學習積極性和創(chuàng)新意識,這種教學模式是一種開放式教學,學生在操作的過程中實現(xiàn)了互動,從而達到培養(yǎng)學生的綜合能力和綜合素質(zhì)。但是,要實現(xiàn)這種教學,單純依靠虛擬實驗是不夠的,實驗設(shè)計的完成,要求學生同樣具備對各種科學方法的應(yīng)用。對問題的觀察思考,調(diào)研訪談、對數(shù)據(jù)的整理分析,對文獻的學習參考等等。
5.2教學步驟與實施
步驟一設(shè)計實驗指導,提出教學任務(wù)教師根據(jù)教學計劃的安排,設(shè)計出實驗指導方案。按照方案的要求,將學生分組。每個組圍繞一個企業(yè)運作過程中的真實場景進行演練。在實施的過程中借助多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的優(yōu)勢,通過網(wǎng)絡(luò)實驗指導的要求和提示問題。步驟二接受任務(wù),分析問題教師完成了任務(wù)的下達之后,學習的重心就落在了學生身上。當學生接受任務(wù)后,必然要考慮如何順利的完成。這里需要個人和團隊的共同思考。此時,教師要根據(jù)學生對任務(wù)的接受情況,權(quán)衡學生完成的困難程度,是否需要安排專題講座,是否需要提供不同程度的輔導提示,或者根據(jù)學生的個體對知識的接收能力和作出的反應(yīng),有針對性地網(wǎng)絡(luò)交流,明確問題的處理需要借助哪個專業(yè)知識。完成了這一步,接下來就是熟悉操作平臺,通過軟件使用和實際操作熟悉每個模塊的基本知識,為后續(xù)工作做好準備。步驟三執(zhí)行任務(wù),合作完成小組成員在設(shè)計好的虛擬市場環(huán)境下,開始分別扮演不同的角色,從管理者到財會、秘書、生產(chǎn)、營銷,每個角色承擔相應(yīng)的分工。小組之間通過實驗平臺開始模擬對抗演習。學生根據(jù)自己掌握的知識,展開實際業(yè)務(wù)操作。教師同樣要角色轉(zhuǎn)換,如專家顧問,客戶,市場監(jiān)督員等等,把自己放在一個與學生平等的位置進行交流,學生可以發(fā)出求助,進行咨詢,這時,教學氛圍就變成了一個師生共同實踐的公平的業(yè)務(wù)平臺。步驟四總結(jié)評價,信息反饋通過一輪的訓練,學生大多對管理中的問題都有了親身的體驗,也思考了解決的辦法。通過對問題的正確分析,果斷決策,有的小組在運作過程中贏得市場,收獲頗豐,有的面臨較大的挑戰(zhàn),處于困境。教學活動后一個很重要的環(huán)節(jié)就是總結(jié)評價。反思在做的過程中存在的問題,分析原因,找到解決的途徑。在教師的指導下,每個小組以自評和互評的形式,不強調(diào)成績,重在過程的參與配合和知識的演練。通過評價取長補短,相互學習,發(fā)現(xiàn)自身存在的問題,及時彌補改進。以任務(wù)驅(qū)動實現(xiàn)教學質(zhì)量的提高。而教師本身也要對學生給出合理適當?shù)脑u價和建議。同時反思在實驗設(shè)計中存在的問題,不斷改進。如果說之間的步驟注重的是實操,那這個環(huán)節(jié)更多的是思維技能的訓練。培養(yǎng)學生縝密的思考,善于總結(jié),客觀地評價,這在管理學教學中是非常重要的。
6.結(jié)語
1改革現(xiàn)行教學模式的必要性
(1)現(xiàn)行教學模式中存在的問題。目前,“中學物理實驗教學法”課,都習慣于循環(huán)式分組實驗的教學模式,實驗內(nèi)容大部分為中學物理課堂教學中的實驗或?qū)嶒灲M合。這樣的教學方式存在下列一些問題:首先,學生實驗時主觀能動性發(fā)揮不夠,主要原因在于兩方面,一是實驗的研究性較弱,僅停留在能做好實驗的層次上,二是實驗量小,難度不大;其次,與中學物理教材的結(jié)合不夠,許多學生實驗前不知道該實驗在中學物理教材中的位置和實驗安排的意圖;第三,實驗內(nèi)容的范圍較窄,僅以物理實驗為主,第二課堂、實驗室管理等內(nèi)容很少。
(2)師專學生的特點。師專的生源絕大部分來自農(nóng)村中學,由于實驗教學條件較差,因此來到師專的學生不可能深刻認識到物理教學必須以實驗為基矗而且從師范??茖W校的學制看,一般僅二至三年,能用于本課程的教學時間有限,要使師專學生的物理實驗教學能力顯著提高,無疑具有一定的難度。為此,改變高師學生對實驗教學的傳統(tǒng)認識是完全必要的。
(3)重新認識課程的教學目標。長期以來,本課程的教學目標不夠明確:五十年代的大綱中稱為“中學物理實驗及實驗技術(shù)”,主要任務(wù)似乎是練技術(shù),與中學物理課堂教學聯(lián)系不密切;八十年代改為“中學物理實驗研究”,突出了“研究”,但是研究什么?研究方法如何?大綱中一直不夠明確;八十年代末,又改為“中學物理實驗研究及實驗技術(shù)”,要求兩者協(xié)調(diào)發(fā)展,但有效指導仍顯得不足。
我們認為,實驗研究有兩個方面,一方面是研究實驗操作問題,另一方面是研究實驗教學問題。進行物理實驗技能訓練包括:實驗操作技能、數(shù)據(jù)處理和完成實驗報告的技能、改進實驗方法和自制教具與學具的技能。而實驗教學方面的素質(zhì)包括:能根據(jù)教學要求,確定實驗?zāi)康模x擇合適的實驗內(nèi)容和實驗教學形式;在演示實驗中能配合課堂講授,引導學生觀察思考;能在學生分組實驗的預習、實驗、完成實驗報告三個環(huán)節(jié)上,進行恰當?shù)慕M織引導工作,善于對學生進實驗技能訓練;能組織好邊教邊實驗的教學活動;能組織引導學生開展生動多樣的課外實驗活動;為提高教學質(zhì)量,能設(shè)計、改進某些演示實驗或?qū)W生實驗。顯然,要全面實現(xiàn)本課程的教學目標,必須打破從普通物理實驗沿襲過來的實驗?zāi)J健?/p>
2新型教學模式的構(gòu)建
鑒于以上分析,我們將本課程的教學分成五個階段:物理實驗教學理論、基本儀器的使用、基礎(chǔ)實驗的講解與操作、難點實驗的教學與研究、教學實驗的改進與自制教具。
(1)物理實驗教學理論??刹捎弥v授與演示相結(jié)合的教學方法,教學內(nèi)容為:物理實驗教學的指導思想、中學生物理實驗?zāi)芰Φ某醪揭?guī)范、中學物理實驗教學的主要方法、誤差理論在中學物理實驗教學中的應(yīng)用、中學物理實驗教學研究。通過演示和講授,轉(zhuǎn)變學生輕視實驗教學的思想,初步理解中學物理實驗方法和實驗教學研究方法,同時通過“多看一點”、“多聽一點”,激發(fā)學生對本學科的興趣。
(2)基本儀器的使用。實驗室可展出三種類型的儀器:一是中學物理課堂演示實驗、分組實驗、課外實驗中的通用儀器,如各種電源、變阻器、電表和基本物理量的測量儀器等;二是物理實驗室常用的儀器,如萬用表、測電筆、氣壓計、濕度計等;三是常用的檢修儀器,如示波器、信號發(fā)生器等??刹捎瞄_放實驗室的方法,讓學生在一周內(nèi)通過觀察、操作、簡單使用實驗儀器完成表格式實驗報告,掌握各種儀器的使用、調(diào)節(jié)要領(lǐng),使之在后續(xù)實驗和今后教學崗位上能拿來就用。
(3)基礎(chǔ)實驗的講解與操作。實驗室展出初中物理中的基本實驗,如氣、液、固體慣性的演示,滾動與滑動摩擦的比較等,要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成全部展出實驗的操作,對實驗報告的要求可依據(jù)實驗內(nèi)容而確定重點,如有的實驗要求認清教學內(nèi)容的作用,有的實驗要求回答實驗技能訓練的作用,有的實驗要求設(shè)計演示與講解相結(jié)合的教學程序;并用抽簽的方式,抽取一部分實驗,進行教案的編寫講練。學生通過這一輪實驗,基本上已把初中物理教材瀏覽一遍,并對部分實驗進行教學設(shè)計,這對提高實驗教學能力很有幫助。
(4)難點實驗的教學與研究。這部分教學內(nèi)容可采用分組教學方式,精選初中物理中的幾個難點實驗,如靜電系列實驗、萘的熔解實驗、光學組合實驗等,引導學生進行實驗操作和研究,寫成小論文式的實驗報告。對實驗報告的要求是:著重研究實驗操作中的難點和關(guān)鍵,保證課堂演示的成功;探討實驗過程中成功的經(jīng)驗和失敗的教訓;提出改進實驗的建議及減小誤差的方法,上述要求可根據(jù)實驗內(nèi)容側(cè)重研討一兩個方面。
(5)教學實驗的改進及自制教具。要求學生預先提出初步方案,經(jīng)教師認可后,在規(guī)定的時間內(nèi)完成。教學過程中,首先要求熟悉幾項實驗技術(shù),如典型材料的加工技術(shù)、基本物理量的傳感技術(shù)和放大技術(shù)、部分材料的膠接技術(shù)等;其次要學會搜集資料,制定實驗方案;第三,要求掌握改進實驗和制作教具的技術(shù),最后在一定的范圍內(nèi)進行交流。
3新型教學模式的特點
(1)學生的思想觀點得到了轉(zhuǎn)變。通過課堂講解和演示,使學生充分認識到實驗教學的重要性;使用了開放實驗室的方法,實驗報告的要求又密切聯(lián)系了中學物理教材,因而吸引了學生的課后投入;通過實驗研究、實驗改進以及教具制作,激發(fā)了學生進行實驗教學研究的興趣。
(2)形成了能力培養(yǎng)體系。新教學模式中的幾個階段對學生進行了能力培養(yǎng),如第二階段側(cè)重于觀察能力的培養(yǎng),第三階段側(cè)重于實驗操作能力的培養(yǎng),第四階段側(cè)重于實驗教學能力的培養(yǎng),第五階段則進行實驗研究能力的培養(yǎng)??梢钥闯?,新教學模式對學生的能力培養(yǎng)形成了梯級,隨著教學過程的深入,學生的實驗教學能力由低起點到高要求,層層深化,學生通過“多聽一點、多看一點、多練一點、多創(chuàng)造一點”的活動,實驗教學能力得到了不斷提高。當然,能力的形成和發(fā)展應(yīng)具有連續(xù)性,各教學階段間也就必然有相互包容,如第二階段對儀器的調(diào)整與使用也就是操作能力訓練的一部分。
在初中生物教學中,教師要鼓勵學生自主設(shè)計并完成實驗。除了教材中給定的實驗外,教師可以設(shè)計一些課外小實驗,讓學生自行完成,或者讓學生自己設(shè)計和完成一些課外小實驗,為學生們創(chuàng)造自由發(fā)揮的空間,給予他們莫大的鼓勵,并相信他們能夠順利完成實驗,允許他們實驗失敗,但是要讓他們從失敗總結(jié)原因,直至實驗成功,以此來樹立他們生物學習的自信心。但在此過程中,教師先要讓學生明確實驗?zāi)康?,在實驗中認真觀察,然后引導學生進行總結(jié),得出結(jié)論。
如此一來,不僅發(fā)揮了教師的課堂主導作用,而且還尊重了學生的教學主體性,有利于全面提高課堂教學的有效性。例如,教師讓學生去探索濕生蟲的生活環(huán)境是如何的。這是一個典型的課外小實驗,學生必須課后到自然環(huán)境中去尋找濕生蟲,然后觀察并總結(jié)出濕生蟲的生活環(huán)境特征。這種實驗教學法形式不一,靈活多變,盡管會占用一定時間,但從長遠角度講,對學生未來發(fā)展是非常有利的。比如,美國教育就強調(diào)培養(yǎng)學生的動手能力,重過程輕結(jié)果,培養(yǎng)的學生創(chuàng)新能力強,若是脫離實際,一味采取知識灌輸教學模式,必將會挫敗學生的學習積極性。學生通過自主實驗、自主探究和自主思考所獲取的知識,要比教師純粹的理論講解印象深刻。因此,實驗教學法要比傳統(tǒng)的理論說教式教學法要強得多,對此,教師必須加以重視并付諸行動。
二、融入生活元素,拓展知識視野
在初中生物教學中,教師要將生活元素融入實驗中去,拓展學生的知識面,提高學生學以致用的能力。在實際教學中,實驗教學法的作用是毋庸置疑的,是經(jīng)過大量教學實踐證實的有效教學方法。更重要的是,生物知識全部源于生活,所以,在實驗教學法中,若是能夠融入大量生活元素,加強教學與生活的聯(lián)系,對激發(fā)學生生物學習的興趣,深化初中生生物知識的理解都具有關(guān)鍵作用??梢哉f,加強實驗教學的生活性,不僅能夠有效調(diào)動學生實驗參與積極性,而且能夠全面提高生物實驗教學的效率。例如,在“關(guān)于植物呼吸作用”的教學中,筆者將實驗條件設(shè)置為日常生活中最常見的“水果保鮮”,然后組織學生以小組形式設(shè)計實驗,引導他們結(jié)合各自生活經(jīng)驗設(shè)計最佳的水果保鮮方法,并對不同小組的保鮮效果進行對比分析,讓他們自主思考影響植物呼吸作用的因素,最后在筆者的引導下總結(jié)出水果保鮮的最佳條件為“濕度合理、低氧低溫”。
MATLAB是一種交互式的、以矩陣為基礎(chǔ)的軟件開發(fā)環(huán)境,它用于科學和工程的計算與可視化。MATLAB的編程功能簡單,并且很容易擴展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。MATLAB具有強大的Simulink動態(tài)仿真環(huán)境,可以實現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。另外,MATLAB的圖形界面功能GUI(GraphicalUserInterface)能為仿真系統(tǒng)生成一個人機交互界面,便于仿真系統(tǒng)的操作。因此,MATLAB在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用?;贛atlab平臺開發(fā)的仿真實驗?zāi)芎芎玫膹浹a實驗箱的驗證性實驗的不足,在通信原理實驗箱的硬件實驗中,主要實驗?zāi)康氖桥浜侠碚摻虒W,通過驗證掌握通信系統(tǒng)的基本原理和基本技術(shù)。而在Matlab仿真平臺上可以靈活設(shè)計通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu),完成系統(tǒng)搭建,仿真系統(tǒng)性能等問題,這些方面往往是通信原理實驗箱的硬件實驗達不到的,同時也是學生知識的掌握必不可少的。例如,在MATLAB仿真平臺上實現(xiàn)MSK調(diào)制,如圖1和圖2,可以靈活設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu),完成系統(tǒng)搭建,仿真系統(tǒng)性能,觀察仿真波形和頻譜特點。在實驗過程中可以通過對重要參數(shù)的改變,讓學生完成實驗單元的搭建、仿真實現(xiàn)和對結(jié)果的討論以及對實驗中出現(xiàn)問題的探討。
2SystemView在通信原理實驗中的實例
SystemView[4]是ELANIX公司推出的一個完整的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、分析和仿真的可視化環(huán)境。它是信號級的系統(tǒng)仿真軟件,主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真,是一個強有力的動態(tài)系統(tǒng)分析工具,能滿足從數(shù)字信號處理、濾波器設(shè)計、直到復雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計、仿真要求?;赟ystemView的實驗?zāi)芎芎玫膸椭鷮W生加深對理論知識的掌握,如DQPSK調(diào)制,圖3所示,用SystemView仿真,可以直接看到調(diào)制后輸出波形。要對系統(tǒng)模型進行分析,在SystemView中必不可少的工具就是接收計算器,這個工具也是SystemView中的一個獨特的區(qū)別于其它仿真軟件的功能之一。利用接收計算器可以繪制信號的功率譜、覆蓋圖、星座圖等。圖4為已調(diào)DQPSK信號的功率譜。綜上,軟件仿真用于通信原理實驗教學方便靈活,既可以在實驗室也可以在學生宿舍進行,且在仿真器上可以任意作參數(shù)調(diào)整,體現(xiàn)了仿真實驗的靈活性;拓展了學生的思維,有利于引導學生進行更復雜的系統(tǒng)分析,使以往不敢觸及的問題得到擴展和深入,提高了學生實際解決問題的能力。
3結(jié)束語
1.1改革實驗教學形式
改革后的發(fā)酵工程實驗將傳統(tǒng)兩周一次課的頻率改為每周一次課,將全學期實驗壓縮到半學期進行,同時采用“一條龍”式實驗教學形式,即在規(guī)定8周教學時間內(nèi),學生根據(jù)課程要求和微生物培養(yǎng)需要,系統(tǒng)且連續(xù)地安排實驗時間,實驗環(huán)環(huán)相扣、同學分工協(xié)作,共同完成實驗方案的任務(wù)。這種教學形式改變以往只遵循上課周期而不顧微生物培養(yǎng)特點的弊端,培養(yǎng)學生合作意識和團隊精神,增強學生實驗積極性和主動性,增強實驗教學效果。
1.2優(yōu)化實驗教學體系
以往發(fā)酵工程實驗開設(shè)的項目主要針對發(fā)酵工程基本操作及菌種篩選等,實驗內(nèi)容相對孤立,學生對發(fā)酵過程的整體認知不夠全面。改革后結(jié)合我校特點,采用“一條龍”式實驗體系(自然界中產(chǎn)酶微生物的選育、發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵產(chǎn)酶及酶的提取、酶學性質(zhì)研究及改性、酶的應(yīng)用等),在此實驗中,涉及微生物、發(fā)酵工程、生化分離工程、酶工程等實驗方法和技術(shù),形成連續(xù)而系統(tǒng)的實驗,實現(xiàn)從驗證性實驗到綜合性、設(shè)計性實驗的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)化的實驗教學體系有利于培養(yǎng)學生發(fā)酵工程研究基本思路和方法,使學生全面了解某一發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用的特點與關(guān)鍵環(huán)節(jié),整體掌握發(fā)酵工程的系統(tǒng)實驗知識。
1.3整合實驗教學內(nèi)容
按照我校生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案,改革后我們在教學內(nèi)容的選擇上力求具有系統(tǒng)性、科學性、實用性和先進性,結(jié)合生產(chǎn)實際,以學生熟悉的典型發(fā)酵產(chǎn)品、酶制劑產(chǎn)品生產(chǎn)為主,將發(fā)酵實驗設(shè)為發(fā)酵產(chǎn)酶模塊、紅曲米固態(tài)發(fā)酵模塊和自釀自飲(風味酸乳及糯米甜酒的釀制)模塊,共八個實驗項目,包含液態(tài)發(fā)酵和固體發(fā)酵、好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵,按照基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計三個層次編制實驗內(nèi)容,將整個發(fā)酵實驗內(nèi)容,優(yōu)化后的實驗教學內(nèi)容更為豐富,更有利于培養(yǎng)動手能力、綜合運用知識的能力和創(chuàng)新能力。
2.結(jié)語