時間:2022-07-11 11:53:26
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實驗論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
誰不想做一個學習好的學生呢,但是要想成為一名真正學習好的學生,第一條就要好好學習,就是要敢于吃苦,就是要珍惜時間,就是要不屈不撓地去學習。樹立信心,堅信自己能夠學好任何課程,堅信“能量的轉化和守恒定律”,堅信有幾份付出,就應當有幾份收獲。關于這一條,請看以下三條語錄:
我決不相信,任何先天的或后天的才能,可以無需堅定的長期苦干的品質而得到成功的。——狄更斯(英國文學家)
有的人能夠遠遠超過其他人,其主要原因與其說是天才,不如說他有專心致志堅持學習和不達目的決不罷休的頑強精神。——道爾頓(英國化學家)
世界上最快而又最慢,最長而又最短,最平凡而又最珍貴,最容易被忽視而最令人后悔的就是時間。——高爾基(蘇聯文學家)
以上談到的第一條應當說是學習態度,思想方法問題。第二條就是要了解作為一名學生在學習上存在如下八個環節:制定計劃課前預習專心上課及時復習獨立作業解決疑難系統總結課外學習。這里最重要的是:專心上課及時復習獨立作業解決疑難系統總結,這五個環節。在以上八個環節中,存在著不少的學習方法,下面就針對物理的特點,針對就“如何學好物理”,這一問題提出幾點具體的學習方法。
(一)三個基本。
基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練。關于基本概念,舉一個例子。比如速度,它是表示物體在單位時間里通過的路程:V=s/t。關于基本規律,比如說平均速度的計算公式也是V=s/t。它適用于任何情況,例如一個百米運動員他在通過一半路程時的速度是10m/s,到達終點時的速度是8m/s,跑完整個100米化的時間是12.5秒,問該運動員在百米賽跑過程中的平均速度是多少?按平均速度的規律平均速度等于V=100/12.5=8m/s。再說一下基本方法,研究初中物理問題有時也要注意選取"對象",例如,在用歐姆定律解題時,就要明確歐姆定律用到整個電路即整體上,還是用到某個電阻即離單獨的某一個電阻上。
(二)獨立做題。
要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題。題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度。任何人學習數理化不經過這一關是學不好的。獨立解題,可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路。
(三)物理過程。
要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規、三角板、量角器等,以顯示幾何關系。畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的、死的、間斷的,而動態分析是活的、連續的,特別是在解關于電路方面的題目,不畫電路圖是較難弄清電阻是串聯還是并聯的。
(四)上課。
上課要認真聽講,不走思或盡量少走思。不要自以為是,要虛心向老師學習。不要以為老師講得簡單而放棄聽講,如果真出現這種情況可以當成是復習、鞏固。盡量與老師保持一致、同步,不能自搞一套,否則就等于是完全自學了。入門以后,有了一定的基礎,則允許有自己一定的活動空間,也就是說允許有一些自己的東西,學得越多,自己的東西越多。
(五)筆記本。
上課以聽講為主,還要有一個筆記本,有些東西要記下來。知識結構,好的解題方法,好的例題,聽不太懂的地方等等都要記下來。課后還要整理筆記,一方面是為了“消化好”,另一方面還要對筆記作好補充。筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業中發現的好題、好的解法也要記在筆記本上,就是同學們常說的“好題本”。辛辛苦苦建立起來的筆記本要進行編號,以后要經學看,要能做到愛不釋手,終生保存。
(六)學習資料。
學習資料要保存好,作好分類工作,還要作好記號。學習資料的分類包括練習題、試卷、實驗報告等等。作記號是指,比方說對練習題吧,一般題不作記號,好題、有價值的題、易錯的題,分別作不同的記號,以備今后閱讀,作記號可以節省不少時間。
(七)時間。
時間是寶貴的,沒有了時間就什么也來不及做了,所以要注意充分利用時間,而利用時間是一門非常高超的藝術。比方說,可以利用“回憶”的學習方法以節省時間,睡覺前、等車時、走在路上等這些時間,我們可以把當天講的課一節一節地回憶,這樣重復地再學一次,能達到強化的目的。物理題有的比較難,有的題可能是在散步時想到它的解法的。學習物理的人腦子里會經常有幾道做不出來的題貯存著,念念不忘,不知何時會有所突破,找到問題的答案。
(八)向別人學習。
要虛心向別人學習,向同學們學習,向周圍的人學習,看人家是怎樣學習的,經常與他們進行“學術上”的交流,互教互學,共同提高,千萬不能自以為是。也不能保守,有了好方法要告訴別人,這樣別人有了好方法也會告訴你。在學習方面要有幾個好朋友。
(九)知識結構。
要重視知識結構,要系統地掌握好知識結構,這樣才能把零散的知識系統起來。大到整個物理的知識結構,小到力學的知識結構,甚至具體到章節。
(十)數學。
物理的計算要依靠數學,對學物理來說數學太重要了。沒有數學這個計算工具物理學是步難行的。大學里物理系的數學課與物理課是并重的。要學好數學,利用好數學這個強有力的工具。
(十一)體育活動。
1.教師思想觀念落后
很多教師依然采取傳統的填鴨式的教學方法,根本不重視實驗教學,認為只要學生會動筆做實驗課的考題就可以了,不是在實驗課上下功夫,而是在研究考題上下功夫.經筆者走訪發現,很多蘇北的農村物理教師對實驗教學認識不夠,甚至認為講實驗比帶著學生做實驗更重要,認為做實驗會浪費課堂時間.另外,很多教師在自己的學生時代就沒有做過實驗,現在也沒有做實驗的經驗,對自己能不能做出書上的實驗效果不自信,導致很多農村教師不愿做實驗,更不要說是上實驗課了.因此,很多農村的物理教學難以達到預期的目標,妨礙了創新能力人才的培養.
2.教學模式陳舊
很多教師對物理實驗教學的認識不到位,在教學過程中很難對實驗教學下功夫.一些教師在實驗課教學上用的精力很少,教學方式單一而且枯燥,導致的結果是教師不想教,學生不想學,上實驗課變成了實現完成新課程標準規定的任務,很難引導學生去主動學習,難以發揮學生的積極性和主動性.有些教師在做實驗課時擔心學生在規定的時間內完不成任務,不給學生想象和理解的空間,甚至剝奪了學生動手和創新的機會,學生的能力當然得不到提高.另外,由于學校的器材不夠,做實驗時只能分組進行,導致很多學生沒有親自動手有機會,最后只能問問別人得出的數據是多少,然后根據數據偽造實驗過程,根本達不到實驗教學的效果.
二、對蘇北農村物理實驗教學的思考
1.加大蘇北地區農村物理實驗教學投入力度
一方面教育主管部門要高度重視,給農村中學提供相應的實驗器材,在種類上要補夠,在數量上要補足.另一方面,由于受到經費等各面條件的限制和制約,在短期內農村中學的教學條件很難和城市相提并論,為了彌補這一不足,可以讓學生自己動手,制作一些簡單的實驗工具.如在學習彈力時可以讓學生去做彈簧計,學習重力時可以讓學生去做不倒翁,通過這種方式可以加深學生對彈力和重力的理解,也可以培養學生的動手和創新能力,激發學生學習物理的熱情.
2.對蘇北農村地區的物理教師進行系統培訓
世界在不斷地發生變化,教學模式也應該隨著時代的變化而變化,不能跟上時代變革的步伐遲早會被時代所淘汰.初中物理教師也要不斷地學習,主動轉變教學模式,對實驗教學要有鉆研和創新精神,要主動對實驗教學進行研究和提高.另一方面,上級管部門對此要加強培養,給農村中學教師創造學習和進修的機會,定期對中學教師進行培訓,讓其接受新的教育理念,擁有新的教育思想.針對農村初中物理實驗教學的薄弱環節,要加強引導,對教師實驗教學要定期考核.
3.改革實驗考核力度
在物理課程考試中,目前重點是關注學生對實驗過程理論上的情況,對學生真正的動手能力不從考察,這種考察方式難以考出學生的基本技能.很多學生在教師對實驗題研究的基礎上,逐漸掌握了解題技巧,但真正動起手來卻不知所措,紙上談兵的現象非常嚴重.因此,對初中實驗課考察要改變傳統的考察方式,要重點考察學生的動手能力和創新能力,要把理論考試和實驗操作結合起來,這樣才能考察出學生的整體素質,才能督促教師重視初中物理的實驗教學,才能為學生進一步深造打下堅實的基礎.
三、結語
一、“關注實驗工具生成”的實施途徑
“關注實驗工具生成”是在建構主義的教學背景下和新課標的要求下提出的,它強調教師不直接向學生提供實驗工具,而是通過困難情境的創設,激發學生的探究熱情;同時通過困難問題的“拋錨”,引導學生進行發現和探索,學生在實驗工具的“再發明”過程中完成了相關知識和技能的建構(圖1)。
二、“關注實驗工具生成”,改變教師的實驗教學理念
在傳統教學中,科學實驗是科學課程的組成部分,這使得實驗教學始終處于從屬地位,實驗教學得不到有效開展。新課改以來,“以學為中心”的教學理念已經深入人心,但受到知識本位教育主義的影響,“以學為中心”的教學理念并沒有得到有效落實,在實驗教學中尤為突出。很多教師對于實驗教學的目的并不明確,他們認為實驗教學的目的僅僅在于結論的得出,形成了一種以邏輯為起點,以知識技能為本,以教師課堂和教師為中心的錯誤教學觀。這樣的實驗教學觀忽視了“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態度與價值觀”三維目標之間的有機融合,忽視了學生探究和思維發展的需求。“關注實驗工具生成”則要求教師在課堂教學中引導學生自主設計、改造實驗工具。它強調的是實驗工具的生成過程,這就需要教師在備課過程中認真研究實驗工具的組成部分,深刻解讀實驗工具各個部件的作用和意義,深入思考實驗工具各個部件生成的先后順序,讓教師真正做到將“問題”作為教學的起點,深入貫徹新課標提倡的“合作、自主、探究”的學習方式,逐漸形成實驗教學不僅僅是讓學生掌握知識,收獲技能,還在于培養學生的創新意識和思維能力,提升學生的科學情感的理念。
三、“關注實驗工具生成”,提升學生的科學素養
1.發展學生創新思維。學生的思維能力包括邏輯思維能力和創新思維能力。據統計顯示,中國現階段大學生創新思維能力遠低于發達國家,并且差距有逐年拉大的趨勢,其癥結在于中國現行階段的教育理念。畸形的教育理念嚴重制約著學生的思維發展平衡,導致高分低能的學生屢見不鮮。隨著新課程改革的推進和深化,實驗教學的地位和重要性也越來越明顯,但如何利用實驗教學培養學生創新思維的問題仍然有待解決。例如,在“體溫計”一節的教學中,教師往往先讓學生比較溫度計和體溫計的不同,在同中求異,找到體溫計的獨特構造,繼而引導學生思考,揭示這些特點所起的作用并學會使用方法。這樣的做法雖然也培養了學生的邏輯思維能力,但這種以實驗結果為起點,運用逆向邏輯能力推斷科學本質的教學模式嚴重違背學生認知發展的規律,更不利于學生創新思維能力的形成。提高每一個學生的科學素養是科學課程的核心理念,而借助科學課程培養一批具有非凡創造力和創新精神的人才也是時展的必然要求。創新精神源于問題和對問題的思考,在教學中不妨讓學生嘗試著將溫度計改良為體溫計,學生發現溫度計測量體溫的不足和缺陷,有針對性地進行思考和改良,建構體溫計。學生在問題和解決問題的過程中形成了用創造性眼光看待世界的思維特點。2.融合科學研究方法。教學實踐告訴我們,科學知識是“顯性”的,可以通過教學目標加以明確,而科學方法是“隱形”的,隱藏在科學知識的背后,在教學中如果沒有科學知識作為有效依托,就會造成科學方法的“游離”,學生僅僅為了方法而學習方法,也就很難完成科學方法的內化和遷移。因此,在實驗教學中必然需要尋找實驗方法的有效載體。實驗工具的制作過程融合了各種科學方法,如液體壓強計中,滲透了兩種科學方法:轉化法和放大法。我們無法直接用儀器測量液體壓強的大小,就將液體壓強的大小轉化成橡皮膜的凹陷程度,即轉化法;橡皮膜的凹陷程度變化程度并不明顯,我們就通過U形玻璃管將現象放大,即放大法。在實際教學中,教師通過引入測量水體壓強困境的情境,充分挖掘學生認知結構中已有的生活經驗,將它們轉化成科學方法,完成實驗工具的構建,從而將“隱形”的實驗方法“顯性”化,實現了科學實驗的有效教學。3.提升學生科學情感。人類對于實際的探索得益于科技的進步和發展。其實,實驗工具并不是一蹴而就的,而是通過多次改良才逐漸成熟,中間可能就會涉及到科學發展史。例如,1665年,英國科學家胡克發明了顯微鏡,在此后的幾百年時間里,很多科學家為顯微鏡發展做出了巨大的貢獻,這才使得顯微鏡的技術得以飛速發展。在實際教學過程中,許多教師直接引入顯微鏡,介紹顯微鏡的結構特點和用途,忽視實驗教學的情感教育功能,導致課堂乏味可陳。如果教師將如何改良顯微鏡作為課堂教學的主線,讓學生在改良胡克的顯微鏡的課堂教學中親歷親為,一方面可以增強學生的自我效能感。另一方面,也將科學發展的過程濃縮到課堂教學中,讓學生懂得科學發展并非一蹴而就,而是一代又一代科學人前赴后繼、努力拼搏的結果。在落實知識性目標的同時,也向學生滲透科學研究需要堅韌不拔的科學品質,引導他們正確看待學習過程中的困難,增強其信心和勇氣。
四、“關注實驗工具生成”教學模式的反思
1.實驗工具的選擇范圍。并不是所有的科學實驗工具都需要通過建構。試管、燒杯、量筒等實驗工具,學生已經掌握其原理和用途,就不必在課堂中進行探究和改進,如果勉強為之,就會造成課堂的沉冗和時間的浪費。因此,建構的對象必須滿足以下兩個條件。(1)實驗工具的生成必須和本節課的實驗教學有關,如電流表和電壓表,僅用于測量數據,就不適宜進行構建。(2)實驗工具的建構必須要在學生能力范圍之內,如顯微鏡兩個鏡頭的成像原理是學生所未知的。盲目重視實驗工具生成,難度太大,反而影響課堂教學效率。2.在實際教學中需要充分發揮教師的主導作用。實驗工具生成難度較大,學生的設計往往會偏離預設的方向,教師在備課時需要充分考慮到各種特性,針對這些現象進行有針對性的引導和評價,但是教師也不能越俎代庖,在設計困難的環節中直接告知方案。這種教學模式對教師提出了很高的要求,屬于課題性研究的范疇,究竟如何發揮教師的主導作用,仍需進一步探討和研究。
作者:占晨達 單位:浙江省衢州市實驗學校新湖校區
試驗結果
1試件破壞過程
該試驗中,與傳統節點相比較,核心區采取加強措施后,夾心節點試件的破壞過程和破壞特征并沒有明顯改變,與國內其他類似試驗研究[4-7]情況基本一致。試驗過程中最先出現梁彎剪裂縫,而后是核心區剪切裂縫出現;隨著裂縫的開展,梁縱向鋼筋與節點箍筋及部分豎向短筋、柱縱筋先后進入屈服狀態;加載后期框架梁裂縫發展緩慢,核心區裂縫迅速發展成網狀,并向上下柱端延伸,直至節點混凝土破碎、剝落。試件失效時,框架梁變形明顯,核心區破壞較嚴重,試件均為節點箍筋屈服后核心區斜壓型剪切破壞導致失效。各個試件試驗過程中核心區形成比較明顯的X形裂縫,梁端破壞也比較嚴重。后期加載過程中,核心區保護層混凝土劈裂成錐形,延伸至柱端,損傷部位基本都集中在節點核心區;但加插短鋼筋后的試件G2-G4核心區裂縫發展及柱端破壞情況要輕于傳統構件G1,試件損傷主要集中在梁端和節點區。
2試件破壞形態
反復荷載作用下,各個試件的裂縫分布圖和試件的破壞形態照片如圖2所示。
3梁外端豎向荷載-豎向位移曲線
梁端的荷載-位移滯回曲線見圖3(只列出左側梁端的曲線)。
試驗結果分析
1受壓承載力
對夾心節點采取加插短鋼筋措施主要是用來解決抗壓的問題的,通過對4個試件的柱縱筋應變的研究,發現即使到了較高位移延性下,柱筋也只是個別測點才屈服,且短筋較多的G3柱筋屈服程度明顯輕于其他構件,這說明加插的短鋼筋抗壓效果比較明顯。依照國內外單調軸壓試驗的研究結果[8-11],樓蓋采用較低強度等級的混凝土時,夾心節點核心區可能出現受壓破壞;當柱與樓蓋混凝土強度比小于1.4時,夾心節點試件核心區軸向受壓承載力不低于柱端,此時受壓破壞的部位可能出現在柱端。由于我國規范有嚴格的軸壓比限值,軸向壓力作用下框架柱發生受壓破壞的可能性較小,但承受彎矩較高時可能發生偏心受壓破壞。因此對夾心節點采取一定加強措施是必要的,采取加插短筋措施的構件提高了夾心節點的抗壓能力,短筋分擔了柱筋在節點周圍的壓力,使核心區和柱端發生受壓破壞的可能性減小。該次試驗中,試件的試驗軸壓比超過0.4以上,這種情況下,沒有發生核心區軸心受壓破壞、偏心受壓破壞,也沒有出現軸壓比較高導致試件抗震性能嚴重降低的情況,夾心節點的抗壓性能并不低于傳統節點試件。因此可以看出,加插短筋是一種行之有效的解決抗壓的措施。
(1)演示實驗的現象和效果不易觀察,難以普及“每一個學生”。在物理教學中,演示實驗是實驗教學的主要方式。但在具體的演示教學中,不論是教師做實驗,還是讓學生做實驗,由于實驗置放于講臺上,效果很不理想。不要說學生坐在自己的座位上,即使學生圍在講臺邊上,也會有很多學生因為距離太遠從而不易觀察實驗,導致演示效果不佳,造成學生對實驗中的某些細節、細微之處把握不到位,直接影響到對物理現象的深度思考,甚至因為缺乏觀察,失去繼續學習的興趣。
(2)學生小組合作實驗效率不高,難以實現“1+1大于2”之效。學生在實驗中普遍以小組為單位(三至五人)共同完成一個實驗,滿足學生實驗操作的熱情,也意在培養學生交流與合作的良好素養。但在具體的操作實驗中學生合作意識的欠缺,競爭意識與個人表現欲望的強烈,導致實驗的效率不能達到理想效果,甚至是費時又低效。
(3)學生探究能力不足,為實驗造成障礙。學生在實驗過程中出現實驗差異時,不善于分析、探究出導致實驗錯誤操作的問題,只是盲目地反復進行實驗操作,或質疑實驗的科學,致使學生實驗失敗或放棄實驗,影響到學生的信心。
(4)學生實踐較少,難以滿足學生的學習求知。由于實驗器材的限制,多數老師在實驗教學方面選擇了演示,只是讓學生動手操作比較簡單或是操作需要考的實驗,難以滿足學生的實驗“欲望”,再加上考試的需要,理論課擠占了實驗課的教學時間,實驗過少的后果就是學生逐漸失去了初始的興趣,創新的意識也在演示或實驗空白的物理教學中被我們教師扼殺。
二、物理實驗教學癥結的解決策略
(1)借助先進的教學設備,增強演示實驗的可觀察性。多媒體輔助教學手段是促進教學的“利器”,能讓抽象的課堂變得直觀、形象,也能把細微之處放大展現在學生面前。在物理演示教學時,利用多媒體的實物展示功能,把演示的全過程展示在電子白板或投影幕上,放大需要觀察的部分,這樣就能讓實驗的細節清楚地呈現在每一個學生的眼中,滿足每一個學生的觀察需求。例如在演示“組成串聯電路和并聯電路”的實驗中,由于實物展示把演示的過程清楚地放大在熒屏上,學生對實驗過程一目了然,就連干電池的正負極對向、線頭的纏繞方式和方向這些細微之處學生都“明察秋毫”,讓演示實驗的直觀效果發揮到最大。另外,對于一些比較抽象的物理實驗,比如聲波、電流、磁場等,在實驗中難以直觀觀察,可通過多媒體課件動畫演示,化抽象為直觀,幫助學生理解物理現象,以取得良好的教學效果。
(2)創設條件增加學生實驗,激發學生的學習興趣。針對學生實驗機會較少的問題,為給學生創造更多的實驗機會,讓學生有參與探究的科學經歷,可借助生活中容易找到的物品進行學生分組實驗,借此調動學生學習的積極性和主動性,提高物理實驗的教學效果,也解決實現器材短缺的“尷尬”現狀。通過自己設計、操作、觀察實驗,分析實驗現象得到結論,學生更有激情、注意力更集中,并且在演示準備的過程中學到了教師演示所學不到的能力與經驗。
(3)合理明確的實驗分工,重獲高效實驗。合作的學習方式能讓學生充分參與到學習的過程中,親歷學習過程,培養探索精神,提高實驗能力,但合作的高效來自于小組成員之間的合理分工。鑒于實驗中小組合作低效的問題,我對物理實驗的組織進行科學的調整:三人一組,固定到具體的實驗臺,并擔負著保護實驗器具的重大職責;三人分工,每節課由一人主操作,一人從旁協助,一人做好記錄;每節課輪換,保證實驗的激情。例如在進行“凸透鏡成像規律”的實驗中,一人拿著預先設定好實驗操作流程在旁邊“指揮”,一人在操作臺上具體操作,一人拿著實驗報告做記錄。由于分工合理,小組實驗進行的異常順利,不到10分鐘,小組當中的三人都輪流換角色操作了一遍,并把實驗報告多次修改,還總結出許多實驗注意事項。可見,1+1>2并不在于數量的簡單相加,而在于人與人之間的相互配合,學生在實驗中能相互配合,各司其職,做到人人有事干、事事有人干,合作就能創造實驗的高效,反之則另是一番情形。
(4)變教為問,善加引導,培養學生探究精神。為了解決學生實驗中探究不足或不會探究的問題,教師要轉變教學方法,變教為導,變講為問,對學生的實驗癥結加以誘思、引導,開啟學生的探究思維,培養學生的實驗能力和創新能力。在做“探究水的沸騰”實驗時,我就對學生實驗中的失誤進行質疑引導,讓學生的實驗能力、觀察能力、創新能力在探究糾錯中得到提升。一個小組連續測了幾次沸騰狀態的水溫,都是98℃,禁不住問:“老師,我的水怎么就不到100℃就沸騰了呢?”我把問題又拋了回去:“你們覺得是什么原因導致的呢?”學生猜想水的沸點可能與天氣或者與水當中是否有雜質有關,我請他們課后去查閱相關的資料,他們知道了在標準大氣壓下,水的沸點是100℃,大氣壓低于標準大氣壓,水的沸點就會相對降低,反之亦然。看到學生興致勃勃地思考、堅持不懈地研究,我想,這才是學生喜歡的物理實驗課堂。
(5)開展興趣小組,拓展課后小實驗,豐富生活實踐。利用課外活動時間開展物理實驗興趣小組,不僅可以解決學生實驗少的癥結,還可以跨越課堂實驗時間的限制,讓課堂實驗實現向課外延伸,鞏固學生課堂上所學的知識與實驗技能,更讓學生聯系生活實際,拉近物理與生活的距離,讓學生感受“物理即生活”的現實,提升自己的實踐能力。比如學習了“機械能”后,我們的興趣小組成員對自行車進行解剖,明確了哪些部件是杠桿工作原理,哪些部件是起到增大、減小摩擦的作用,哪些部件是增大、減小了壓強,上下坡時能量是如何轉換的,學生不僅明白了自行車的工作原理,還提升了騎車的技能,參加興趣小組的這些學生的自行車維修率明顯降低,學生紛紛說:“物理有大用,知識是力量。”
在培養學生的化學實驗操作技能的過程中,教師發揮的重要作用不言自明.教師要為學生做好化學實驗演示工作,引導學生遵循化學實驗規律,做好化學實驗.具體而言,教師的操作應優美規范,操作速度要適中.毋庸諱言,教師的演示實驗為學生提供了模仿的重要依據和直接可觀的視覺形象.所以,教師的每一個演示實驗都要做到操作優美規范,熟練準確.在實驗儀器的選擇、安裝、裝置圖的繪制、基本操作等各方面都能給出規范和準確的演示.例如,持試管要三指捏,兩指靠,振蕩試管時要三指捏,兩指蜷,不能隨意抓;使用滴管給試管中加液時,膠頭滴管一定要垂懸于試管上方,切不能伸入(亞鐵離子與氫氧根反應的實驗除外).教師的演示速度要適中,使學生能夠看清每一個動作、每一個細節,對于學生第一次接觸的較復雜的化學實驗,教師更是要細心演示,先示范分解動作,然后再逐漸加快速度,連續操作實驗,這樣可以使學生在頭腦中形成較為完整的操作表象,進而有效地培養他們的化學實驗操作技能.
二、積極發揮正遷移的引導作用
所謂遷移,就是已經掌握的技能對于新技能的形成所產生的影響.遷移具有正遷移和負遷移之分.在化學實驗操作技能方面,正遷移主要來自操作基本相同或相似的因素,而負遷移則來自于實驗操作過程中看似相似,實則相去甚遠的元素.例如,學生學會了“液體藥品的取用”操作后,對學習“量筒量取液體”的操作有潛在的輔助作用.對于相近而實際不同的操作,教師要采用比較、分析的方法,使學生能夠加以明確地區別.
三、給予學生充分的實驗機會
現代教育理念積極倡導學生在教學過程中的主體地位.新課程標準明確提出,學生不僅是課堂的主人,也是主動建構知識的主人.培養學生的化學實驗操作技能,不可能讓教師“一手包辦”,而是要讓學生積極參與實驗操作過程,讓學生自己看、自己做,自己體會化學實驗的獨特魅力.從目前來看,演示實驗常常因為可見度問題而影響教學效果,所以教師可以根據現有條件盡可能地把演示實驗改為邊講邊實驗,增加學生自己動手做實驗的機會,培養他們的實驗操作能力.
1.講一個內容,做一個實驗.
例如,對“雜質轉化法”這部分內容,先提出討論題:怎樣除去粗鹽中的不溶性雜質?怎樣除去硝酸鉀中混有少量的氯化鈉?討論之后取得正確方法,再讓學生實驗,最后要求學生列表歸納,促使學生在實驗中加強觀察和分析.
2.做幾個實驗,然后概括比較.
例如,對“溶液結晶法”這部分內容,先指導學生閱讀課文中有關硝酸鈉溶液的內容,然后讓學生做實驗,實驗之后討論歸納硝酸鈉溶液的性質.關于其他溶液的性質也如此處理,最后概括比較.3.學生自己閱讀課文,根據需要做實驗.例如,在講“沉淀過濾法”時,教師可以讓學生一邊看課本,一邊根據教材內容設計做實驗,實驗之后讓他們自己設計表格,小結幾種過濾法的性質和使用注意點,使學生充分發揮主觀能動性.
四、指導學生認真完成實驗報告
一、觀察能力
人們天天在觀察,但觀察的結果和能力卻各不相同。培養初步的觀察能力,教學中應注意以下幾點:一是明確每次實驗的觀察目的和重點。對于那些稍縱即逝的現象和具有連續性的現象應提前做好準備。例如,空氣的膨脹對外做功,電流使保險絲熔斷,水的沸騰,萘的熔化等。二是要求嚴格,注意觀察得全面、細致、準確、敏銳。要讓學生學會看“門道”,在觀察中思考各物理現象間的聯系。如果說電流磁場的發現來自奧斯特的敏銳,那么,麥克斯韋電磁場理論的建立則是幾代科學家長期研究和全面、細致觀察的結果。三是要鼓勵學生隨時觀察,養成好的觀察習慣,而且要多質疑,像牛頓觀察蘋果落地一樣,多提出一些“荒誕不經”的問題。
二、思維能力
思維能力是一種對觀察所得信息初步加工的能力,通過思維將感性材料轉化為理性的概念、規律。思維能力是學生獲取新知識的最重要的環節。從心理學角度講,一個人思維能力的優劣主要體現在思維的品質上,即思維的廣闊性、深刻性、靈活性、獨立性和批判性五個方面。它們之間是相互聯系、密不可分的。其中思維的深刻性是一切思維品質的基礎,其余都是在深刻性基礎上形成和發展起來的。在實驗教學中,學生只有具備了深刻的思維才可能透析物理現象,從中找出其本質的規律性的東西。然而,這種學生如果其他思維品質缺乏的話,就會變得愛鉆牛角尖,抱定問題不放松,卻不能放開問題去考察其他因素,找出解決的途徑。這就是所謂的集中思維,往往是片面的,也是行不通的。與之相反,發散思維過強的人,即思維的廣闊性、靈活性表現過強者,其思緒常如天馬行空,縱橫馳騁,能發現許多問題,得出許多結論,但最終卻忘了自己在干什么。所以,在教學中應根據學生不同的思維特點對癥下藥,因材施教。
初中階段,思維能力的培養重點是初步的分析、概括能力。實驗中的分析是在頭腦中將整個實驗的整體分解為部分,從而把個別的方面與特性分解出來加以認識的過程;實驗中的概括則是在頭腦中對抽象出來的某些現象之間的共同屬性結合起來,并且推廣到同類事物上去。教學中,切記不可要求過高,應重點指導學生從認識大量的物理現象和科學事實開始,并在對其進行分析的基礎上直接進行概括。例如,在做電磁感應的實驗中,通過電路的通斷和改變導體在磁場中的運動方向,以及改變磁場的方向,形成多個物理現象,讓學生觀察,并對這些現象進行分析和取舍,從而直接概括出產生感應電流的條件以及影響其方向的因素。
教師在實驗教學中,應有計劃、有針對性地對學生進行思維方法的訓練。通過分析、綜合、抽象、概括、比較、分類、歸納、演繹的訓練,逐步養成正確的思維習慣,以達到提高能力的目的。
三、創造能力
中學時期,我們往往忽視了對學生創造潛力的挖掘,認為沒有什么是需要他們創造、發明的。其實,創造能力不是簡單地要創造東西,而是對已獲取的信息處理、反饋和具體運用的綜合能力體現。培養創造能力,主要是優秀的創造個性品質的培養。其先要解決的還是如何使學生樂于創造,敢于創造的問題。愛迪生一生發明無數,是因為他有強烈的創造欲望;牛頓能成為力學之父,是因為他對力學有著特殊的感情。教學中,首先應該讓學生了解科學家的創造成就及對人類社會的影響,在實驗中親身體會成功的喜悅,以激發其勇敢地創造;其次,頑強的意志是創造個性品質的中心要素,也是決定其最終是否成功的關鍵。法拉第研究電磁感應,十年如一日,終獲成功,便是很好的例證;最后,實事求是的態度和團結協作的精神,也是在實驗教學中應注重培養的優良品質。創造能力的提高是學生能力訓練的最高目標,它應該包括敏銳的觀察力,創造性思維能力和優秀的創造個性品質三方面要素,且相輔相成,缺一不可。
總之,初中物理實驗教學是培養學生多種能力的重要手段。廣大物理教師應倍加重視,并在實踐中科學指導,系統訓練,促進物理教學質量的全面提高。
作者:姜艷敏 單位:山東省無棣縣第二實驗學校
一、明確目的,把握整體
《動物生物化學實驗》的課程安排是由10個小實驗和1個綜合性的大實驗組成的,每個實驗從表面上看都有很強的獨立性,相互之間聯系不大,但其實不然,整個實驗的安排有內在的聯系,組成了一個統一的整體,使學生在學習實驗理論、培養動手能力的同時,對整體動物生物化學的理論課程有了更加深入的理解和認識。為了達到好的教學效果,在每次實驗前進行講解時,都要首先明確每個實驗的目的,使大家能更好的理解為什么要做這個實驗,這個實驗有什么實際或者理論上的應用。目的明確了,才能使大家理解更深,知識掌握也更全面。除了明確每個實驗的目的外,在給學生講解實驗的時候,還需要把看似獨立的一個一個的小實驗,放到實驗的整體背景下,讓學生對每個實驗存在的地位和目的有整體上的把握,盡量減少“只見樹木、不見森林”情況的出現。根據實際效果來看,通過把每次實驗的背景和意義都講解清楚,學生對實驗課的理解就更深入,減少了每個具體實驗學習的時候都明白但在整個實驗課都學完后又糊涂的現象,提升了整體的教學效果,也加深理解相關的理論知識。
二、做好預習,認真準備
學習知識的時候,預習是必不可少的一個環節,很多時候學生在學習理論課的時候,還能夠進行預習,但對實驗課的課前預習重視不夠。每次實驗結束后,筆者都把下一次要做的實驗告訴大家,在下一次實驗前需要預習,預習的重點有兩個方面:一個是實驗的基本原理,因為實驗是與理論課相結合的,所以實驗的基本原理學生基本很容易就可以掌握。預習的重點就更側重另外一個方面:實驗步驟。預習不僅僅是把實驗步驟簡單看一下,了解一下要做的實驗過程,筆者要求大家能把實驗步驟總結出來,最好能做成一個簡易的流程圖,在不看課本實驗報告的時候能夠把實驗步驟背出來。比如在《動物組織中DNA的提取》實驗中,至少讓大家總結出來實驗步驟是取組織破碎細胞去除RNA去除蛋白質和其他雜質沉淀DNA。這樣在進行實驗時,學生就會對整個實驗有所了解,有效地避免了很多學生看一個步驟,做一個步驟,最后不了解自己到底做了什么的情況出現。實際上預習可以看作是學生對實驗課理論知識的準備,除了理論知識準備外,還需要作實驗材料、實驗試劑以及器材的準備,而實驗試劑及器材的準備在實驗教學中往往容易被忽略,因為這些一般都是實驗教師提前準備好的。學生做實驗的時候基本都是按照實驗步驟,找到相應的已經準備好的試劑器材取用,往往對試劑或者器材本身的作用和特點忽略掉。筆者在上課時常常告誡大家:“做實驗和做菜很相像,做菜的功夫固然重要,但是食材的準備隱含的東西在某種程度上更為關鍵”。例如蛋白質鹽析實驗中最重要的是飽和硫酸銨試劑,大家取用的時候常常發現燒杯玻棒包括手上經常會粘上白色粉末狀物質,這個試劑筆者常常讓學生在上一個實驗結束的時候,挑兩個同學當面配置,這樣大家對飽和硫酸銨試劑的配置過程就有了了解,對于飽和硫酸銨中硫酸銨的量有了直觀認識,有助于大家理解鹽析的原理,下次取用試劑時也會注意到很多細節,比如取用過后迅速洗干凈容器等,養成一個良好的習慣,認真的實驗準備對提高實驗教學能帶來事半功倍的效果。
三、嚴謹操作,緊抓細節
記得筆者上大學實驗課的時候,筆者的老師就教導我們“實驗課最重要的不是獲得了一個好的實驗結果,也不是學會了操作一個儀器,最重要的是養成了一個好的習慣,一個科學的做實驗的習慣”。筆者對這個思路是非常認同的,實驗理論可以學習,實驗操作經驗可以慢慢積累,唯有實驗習慣很多時候一養成是陪伴終身的。那么如何培養好的實驗習慣呢?筆者的做法是從細節入手,從一進入實驗室開始,就從細節上對大家嚴格要求,從最基本的桌面整潔做起,試劑歸類放置好,并在實驗過程間隙隨時整理。整個實驗過程是由一個一個儀器的小操作集合而成的,如果僅僅籠統的要求大家認真做實驗,并不能起到很好的效果。在做實驗前,筆者會把重點儀器的實驗規范教給大家,比如移液器的用法、離心機的用法等,尤其在大家進行操作的時候,筆者會不斷巡視,發現問題及時糾正,有些共性的容易犯錯的地方,再召集大家強調一下。很多儀器在多個實驗中都會用到,這樣經過多次使用鞏固以后,基本做到了每個學生對儀器都能按照正確操作流程進行操作,養成了一個良好的習慣。
四、課后報告,完善總結
由于實驗課程的特殊性,實驗課的成績在很大程度上都是實驗報告的成績決定的。在早期的實驗教學中就發現很多學生為了實驗報告更出色,對實驗結果進行修改抄襲甚至編造,由于每位實驗教師經常要面對20~30位學生,即使把實驗結果記下來,也不能及時杜絕這種現象。筆者在教學中不斷摸索總結,提出了一個新的解決問題的思路,在每次上課前都會給學生講清楚,一定要如實記錄實驗結果,如果發現有抄襲甚至偽造數據等有違科學精神的行為,本次實驗成績一律0分。這樣從打分制度上進行了小的修改,結果是顯而易見的,學生在做實驗準備時比原來認真多了,并且也嚴格按照操作規程來進行,因此就取得了較好的實驗結果,有些偶然因素或者失誤導致的結果不理想,學生都能積極主動的要求重復實驗,有些客觀原因不能重復實驗的,就把實驗失誤的原因分析清楚,一樣可以取得好成績。通過這樣一個小小的改革,結果是顯而易見的,已經杜絕了完全追求實驗結果的現象,大家的精力被吸引到了認真準備和謹慎操作上面,同時對實驗過程及出現的結果,學會了進行詳盡的分析總結,即使沒有取得預期的實驗結果,也能從里面學到很多知識,為以后的學習打下堅實的基礎。在新的形勢下,《動物生物化學》實驗教學也面臨著新的機會和挑戰,這就要求教育工作者要不斷開拓思路,適應外界環境的改變,提出新的方法和見解,從調動學生學習的主動性入手,努力把學生培養成高素質的人才。
作者:魯維飛單位:河南農業大學牧醫工程學院
一、改變轉化反應的速度
一些化學實驗需要較長的時間才能完成,而由于受到課時的限制,教師難以將化學實驗搬進課堂,為學生演練整個實驗過程。然而,如果使用多媒體手段,這個難題就迎刃而解。比如針對“鐵生銹”這個實驗,做完整個實驗流程一般需要10天左右的時間,教師可以利用電視錄像記錄整個實驗過程,然后再加以一定的技術處理,將整個實驗過程中有明顯現象變化的部分剪輯出來,再在課堂上播放給學生看,就可以讓學生在短時間內知曉鐵生銹的過程,不僅節約了課堂時間,還可以讓學生觀察到明顯的實驗現象,增強認知感。另外,還有一部分化學實驗是在瞬間完成的,整個過程很難分步觀察,教師可以利用多媒體虛擬實驗,采用“重放”“定格”和“慢放”的技術功能幫助學生觀察。比如可以設計Flas模擬實驗室制取二氧化碳氣體的過程,幫助學生清晰觀察整個實驗反應過程。
二、扼殺危險因子
在化學實驗教學中,有許多實驗現象是無法直接感知的,而且不乏一些危險系數較大的實驗,教師不能為了加深學生對實驗的印象,而冒險用危險實驗去直接驗證結論。但是使用多媒體技術模擬這些實驗,可以將危險因子扼殺在搖籃之內,讓學生留下終身難忘的記憶。比如演練“加熱高錳酸鉀制氧氣”這個實驗,實驗結束前的最后一個步驟是熄滅酒精燈并撤走水槽。在實際教學中,對于這個過程的留心之處在于先撤走水槽,然后再熄滅酒精燈。如果順序顛倒,有可能導致水倒流,進而導致試管炸裂,傷害人體。對于這樣一個錯誤的操作過程,教師不能用實驗直接演示給學生看,而是可以通過Flas來模擬水的倒流與試管炸裂的過程,加強學生的印象,促使他們養成嚴謹的科學精神。諸如此類的實驗還有很多,比如將水倒入濃硫酸中,稀釋濃硫酸;一氧化碳還原氧化鐵時,先加熱后通一氧化碳。這類危險性實驗都可借助多媒體演練。
三、化抽象為具體
化學概念基本都是繁雜、抽象的,諸多概念難以讓學生在短時間內接受和理解。比如對于物質的微觀結構內容,既看不到,又摸不著,很難讓學生充分把握這些化學內容。在傳統教學模式下,教師基本借助掛圖和模型,再加以一定的語言講解讓學生理解這部分知識。雖然這樣的教學方式有些許成效,但是對于微粒運動變化的過程卻無法利用掛圖與模型充分展示,這樣的教學方式固定、僵化,因而難以收到應有的教學效果。借助多媒體計算機技術可以將微觀抽象的化學內容進行二維或三維模擬,利用圖形、圖像、文字、動畫或視頻等方式為學生提供豐富的感性材料,將難以演練的實驗具體化,將難以想象的微觀世界宏觀化,使學生透過現象看本質,突破化學教學的難點與重點。比如教師可以利用多媒體動畫方式將“原子”的內容宏觀化,讓學生通過氧化汞分子的分解實驗理解原子改變,這種變小為大的演練流程可以幫助學生更好地理解化學知識。
總之,在化學實驗過程中借助多媒體技術演練實驗流程可以收到意想不到的效果,不僅可以使化學實驗直觀化,還能培養學生的觀察、推理和綜合概括能力。教師要正視多媒體的作用,促進學生的全面發展!
作者:陳嶺單位:邵伯鎮昭關中學
一、從課程標準到實踐教學
化學原本就是以實際操作為基礎的一門科學。《課程標準》指出:“化學實驗是學生學習化學、實現科學探究的重要途徑,也是全面實現化學課程目標的基本保證”。課程改革針對化學教學進行了翻天覆地的改革,強調了以實驗為主要真的的教學方式,不僅僅能提高學生的動手能力,培養化學學習的學習熱情,還能促進學生的嚴謹科學態度。化學實驗室就是一個陣地,是學生把自己學到的知識真正運用到實際操作當中去的重要陣地,只有我們把實驗室的建設和管理到位,才能為一切提供重要前提,發揮實驗室的陣地作用,它是唯一而又不可代替的。
二、實際教學過程中的實驗課程開展的思考
在課改形式下,我們要提高教師的實驗能力,把過去的書本教再動手做的模式轉變成學生產生疑問,我們再引導學生深度探究的新的化學教學模式。有一些化學實驗很難看到效果,或者效果十分不明顯的情況下,引導學生多次反復驗證,讓學生自己在實驗室中尋找問題的解決方法和結論,而不是直接告訴學應該怎么做,從而提高化學教學質量。
三、順應當今課改狀況下的實驗室使用狀況,調整實驗室建設
當今的教學模式有了很大轉變,我們面對教學的重大改革也發現了許多問題,比如,過去我們實驗室中已有的各種器材、藥品都遠遠不能滿足當前教學的需要了,大大的阻礙了實驗教學的有效性,正因為如此,我們要增加與一線教師的溝通,共同研究教材和教學大綱,制訂實驗室的采購計劃,無論是實驗儀器,還是藥品,都需要詳實確切,不能有一點馬虎,這直接影響到實驗室的有效開放和化學教學的有效開展。
四、樹立為教學服務的大局觀念
化學實驗室負責教師的素質,直接影響到化學課程改革的進程,這樣說一點都不為過,有了過硬的教師隊伍,才有了最優質的實驗室。我們要改變思想觀念,把過去只是管理的思想轉變為一種大局服務觀念,開放實驗室接受教師和學生們的監督,更好的為化學課程服務,更加人性化的管理,提升實驗室的應用效率,把課堂和實驗室有效的結合在一起,充分發揮資源的作用。實驗室教師秉持著更好的服務教學的態度,為學生和課程之間架設起一座橋梁,使化學教學走向成功成為一種必然。
五、結語
總之,在課程改革的前提下,實驗室已經越來越重要的存在于課程之中,能夠利用這一陣地,提高教學質量,讓學生真正的在學習中培養能力,都取決于我們對于實驗室的實際運用是不是有效,這一課題值得我們實驗室教師深度思考,認真研究。
作者:高揚 單位:河北省秦皇島市山海關區第二中學
思維的靈活性反映了思維過程的靈活程度。具備了這種靈活性的學生能從不同角度運用不同的知識與方法思考和解決化學問題,并得到多樣化的思維結果。課堂上,學生能否迅速地引發聯想,建立聯系,能否進行自我調節,迅速地調整原有的思維過程,是訓練學生思維靈活性的關鍵所在。換言之,聯想能力的強弱關系到思維的靈活程度。因此,在實驗教學中,教師可以有意識地將典型的化學實驗進行多角度的“變式”,有針對性地訓練學生的聯想能力,進而促使學生領悟知識間的縱橫聯系、加強演繹推理能力、豐富和發展自己的想象力,最終提高學生思維的靈活性。
1.1以問題指引探究,訓練正向聯想
正向聯想是有預定目的的,并以完成某項任務為方向的聯想。按問題所屬,執因索果,沿著隸屬關系、因果關系的途徑探索方法,進而推斷出問題的結論。案例2一次“試管版”氣體制取裝置的“展示會”在案例1的基礎上,教師向學生巧妙地設置新的“疑惑點”,明確提問:“在你所組裝的實驗裝置中,哪些適合于實驗室制取氣體?”學生們以“氣體制取裝置”為方向,迅速展開正向聯想,回憶學過的制取氧氣、氫氣、二氧化碳等典型的氣體制取裝置,對不同的氣體制取裝置進行研究,總結關鍵要素,進而根據“反應物狀態、反應條件以及氣體的性質等因素確定試管口的朝向,并從組合好的裝置中篩選或改裝適合制取氣體的實驗裝置(如圖2)。
1.2由結果領悟方法,訓練逆向聯想
教師在實驗教學中應當加強學生逆向思維的培養,引導學生從問題的相反面進行深入的探索。案例3一套試管簡易裝置的功能“開發”如果把案例2中由“實驗目的”設計“實驗裝置”的思維方法看作正向思維,那么由“實驗裝置”分析“裝置功能”則可視為逆向思維。在學生們展示完如圖2所示等實驗裝置后,教師適時向學生展示了另一套裝置(圖3)并提問:“這套裝置能否代替上述的氣體收集裝置?”此時,教師引導學生不要停留在該裝置的形態分析上,鼓勵學生自己動手將這套裝置連接到氣體發生裝置中進行探究。學生在組裝過程中發現了導管口的多種連接方法(圖4),進而通過對各套實驗裝置的探究驗證,終于得出結論:該裝置具有多項功能,可以用來收集氣體,即向上排空氣法、向下排空氣法和排水集氣法,還有洗滌氣體的功能。
1.3遷移實驗情景,訓練相類聯想
相類聯想,即從性質接近、形狀相似的同類內容入手。案例3中,教師將相同的裝置(圖3)倒過來組合到氣體發生裝置中成為新的兩套氣體制取裝置(圖5),將其與學生的實驗裝置(圖4)放在一起,引導學生再次仔細對比導管的連接方式,通過探究得出對該裝置功能的新認識。上述的聯想方法是相互貫通、相互滲透的。教師在實驗教學過程中,應該根據實驗教學內容的特點,通過化學實驗轉換問題情境和條件,因時制宜地對實驗問題進行“變式”、“類化”,以促進學生思維靈活性的發展。
2拓展學生實驗過程的寬度,提高學生思維的批判性
傳統教學中,照本宣科多于討論研究,抑制了學生批判性思維的發展。所謂思維的批判性,就是思維活動中的獨立分析和批判程度。化學實驗思維的批判性表現為:敢于質疑實驗結果或有關結論的錯誤;敢于改進和優化實驗的操作和裝置;敢于對實驗思維過程或方法作出評價,并根據問題及時調整思維的過程和方法,善于對思維過程和結果進行檢驗反思,并從中篩選最佳的方案。案例4一套“用試管制取氣體”實驗方案的優化過程在前例中,教師選取了如圖6方案1的實驗裝置,讓一組學生向全班演示用雙氧水制取氧氣的實驗。演示結束后,教師引導:“請同學們評價一下這套裝置用于制取氣體的優點和缺點。”學生回答:“該裝置優點是操作簡便,缺點是不便添加藥品和氣體收集。”教師提問:“鑒于該裝置的缺點,你們能否將其進行改進?”學生們經過進一步討論分析后,各小組紛紛展示其改進的實驗方案。學生展示1:“我們的方案(圖6方案2)不僅便于添加液體藥品和氣體收集,還能控制反應速率。”學生質疑1:“該裝置收集到的氣體會混有空氣,不純凈。”學生展示2:“我們的方案(圖6方案3)通過多功能裝置,采用排水集氣法即可避免空氣的混入。”學生質疑2:“雙氧水分解反應后的水蒸氣也會混在收集的氣體中,該裝置收集到氣體仍會混有水分。”學生展示3:“我們的方案(圖6方案4)通過使用干燥劑來解決水蒸氣的問題。”……上述實驗方案的優化過程,實質就是學生鍛煉和提高批判性思維的過程。拓展學生在實驗過程中的思維寬度,并非是增加實驗內容和學習難度,而是通過抓住要領、質疑辨析、嚴格推斷等思維過程,找出已知知識與未知問題之間的聯系,實現思維結果的豐富和完善。
3突破教材實驗素材的限度,促進學生思維的深刻性
思維的深刻性反映了思維的抽象程度和邏輯水平,以及思維活動的深度、廣度和難度。化學實驗思維的深刻性是培養和發展化學實驗思維品質的前提和基礎,也是學生通過實驗現象的分析切實掌握有關知識的重要條件。案例5一個由“裝置氣密性檢查”衍變出的“化學多米諾實驗”檢查裝置的氣密性,常規的方法如教材介紹(圖7①),如果只靠機械背誦和記憶,難以深刻理解氣密性檢查的原理。教師在實驗教學中,可以通過增加輔助儀器(圖7②)、變換輔助儀器(圖7③)、改變裝置形態(圖7④)等方式呈現實驗問題,使學生在思考和解決各種形式的化學問題中,真正掌握裝置氣密性檢查的原理:先讓裝置密封,再通過改變溫度達到產生壓強差的目的。此外,教師還可通過“化學多米諾趣味實驗”(圖8)幫助學生加深對壓強與實驗裝置關系的認識。總之,化學實驗為學生思維的深刻性的培養和發展提供了良好的條件。教師應該深入挖掘化學實驗的教學功能,在教學中積極引導學生思考,使學生通過化學實驗的“形”養成深刻的思維,以實現能力跨越的“實”。
4立足實驗探究能力的高度,發展學生思維的獨創性
初中生的知識建構水平相對較低,不可能脫離教師的指導獨立探究,但是獨創性思維必須從入門階段就開始有意識的培養,因此,教師有必要在向學生傳授各種實驗方法、規范學生探究程序的基礎上,根據學生的具體情況給予針對性訓練,實施誘導型探究實驗教學。在探究的過程中既扶又放,逐步培養學生的探究設計能力,促使學生的獨創性思維發展。例如:根據前面五個案例,鼓勵學生自主探究新問題“試管在固體反應體系是否也有各種不同的應用呢”,或者“將木炭還原氧化銅的實驗裝置中的試管口由略向下傾斜改為試管口朝上(圖9)是否可行呢”,或者“改裝后的裝置具有什么優點”。圖9木炭還原氧化銅的實驗裝置“木炭還原氧化銅”實驗是教材中的典型反應,但按照教材的操作方法,這一實驗并不容易做成功。與其牽強地對學生解釋實驗不成功的原因和“本應該有而事實上卻沒看到的現象”,不如以此來設置問題,逐步引導學生獨立地探究這些問題。在本例中,學生的思維定勢主要源于已學的“固固加熱”裝置中,試管口必須略向下傾斜,以防止冷凝水回流到熱的試管底部而使其炸裂,據此,改裝的“木炭還原氧化銅”裝置似乎是“不可行的”,但通過實際操作卻又能順利地觀察到明顯的現象,學生由此而產生認知沖突,繼而轉變為對裝置改裝后的優點與注意事項等衍生問題的獨立思考,獲取更高層次的認知,包括:直立式裝置比平臥式裝置能在較短時間內獲得持續穩定的高溫,反應更快、現象更明顯;直立式裝置需要注意反應物的混合與用量;實驗前需必要的預熱操作等等。更重要的是,學生在這類問題的剖析過程中,開始養成敢于質疑、獨立思考的習慣,不再唯課本而論,這不僅能使學生避免進入思維定勢的誤區,更能完善學生的認知結構,對優化學生的探究思路和實驗作風,尤其是思維獨創性的發展大有幫助。正如美國心理學家哈佛大學教授布魯納所認為:應當盡可能使學生牢固地掌握科學內容,還應當盡可能使學生成為自主且自動的思想家,這樣的學生在正規學校的教育結束之后,將會獨立地向前邁進。
5結語
經濟的迅猛發展帶動科技的日新月異,網絡技術與通信技術發展迅速,微信、微博等交流媒介成為大眾知識共享的傳播平臺,而微課作為教學中的創新也備受關注,作為對傳統教學模式的顛覆,其更注重教學效率的提升與教學質量的理想化。伴隨移動學習時代的到來,微課使得當前學校教育及社會教育都發生了顯著的變化。但是我們應該看到,時代催生的網絡視頻也帶有某種弊端性,難以真實有效地滿足各個層面的學習需求[1]。焦建利教授提出:傳統的課堂實錄視頻資源已經難以實現互聯網時代人們注意力模式的匹配,因此傳統的教學方式也很難滿足師生教與學的需求。
加上網速及寬帶的硬性限制,教學資源周轉率低,優秀教育教學資源被無形浪費。基于這樣的背景,微課誕生,吸取了傳統教學視頻的弊端教訓,更注重主題的突出明確,更具有針對性與服務性,在內容設置上也趨于短小精悍,實現了自由補充與延伸[2]。對于生物細胞學科教學來說,實驗是教學的關鍵,在教學中發揮著重要的作用。不可否認的是生物學作為生命科學的前沿學科之一,無論是實驗技術方法還是理論知識闡述都實現了深度的提升與廣度的延伸,逐漸實現與遺傳學、分子生物學及發育生物學的學科融合,逐漸在生命科學研究領域占據主導[3]。因此,實現微課與細胞生物學實驗教學的結合,對學生創新能力與獨立思考能力的培養逐漸成為生物實驗教學關注的焦點,成為細胞生物學實驗教學改革的要務。
一、微課簡述
1.微課的起源。微課最早由美國愛荷華大學LeRoy A. McGrew教授提出,初衷是針對化學課程總結的60秒概述,設置了三大主體部分,分別為總體介紹、解釋說明及舉例分析。后來英國學者T.P.Kee在此基礎上提出了一分鐘演講,所謂的一分鐘演講就是突出演講的精練傳神,要求具有縝密的邏輯結構及真實生動的案例闡述。在經過上述兩個階段的發展后,微課由美國新墨西哥州圣湖安學院大衛.m.彭羅斯提出并創建實施。其包括15到30秒的介紹及結論,服務與上文的關鍵概念導引。然后錄制上述內容并限制時間為3分鐘內,在微課程指引下提出書面作業要求,學會借助課外閱讀或者實踐活動完成關鍵知識的學習。目前最具代表性的當屬Educause的微課理念,不是指微觀學習中的微內容,而是以建構主義學習理論為支撐的在線教學或格式化教學中的教學實際。
2.我國微課發展現狀。我國微課依然是新興事物,起步晚,發展相對緩慢,目前涉及領域也有部分處于空白。基于微課的發展現狀,當前學術界也未就微課理念達成共識。學者焦建利[4]認為,微課是對某一知識點的集中闡釋,主要特點就是短小精悍,在線教學視頻是其主要表現形式。學者祝智庭[5]則認為微課應該就某個教學主題展開延伸,組織精細化的課堂教學設計,時間限度最好控制在10分鐘以內。而學者胡鐵生[6]則認為微課程注重的是視頻的微小,因此在針對單一學科或者單一知識點組織教學時應注重教學情景的融入,突出在線學習與自由學習。這一概念也逐漸被大眾所認可。資源建設方面,我國微課也尚未成型,目前的應用研究還相對零散,評價模式也有待完善。實現微課程的規范化發展還有很長的路要走。
二、細胞生物學實驗教學存在的問題
1.內容更新緩慢,亟待加強。我國的細胞生物學實驗教學一直處于教學滯后階段,僅僅作為理論教學的補充或者教學附屬而開設,缺乏關注上必然影響教學的創新與跟進,加上該實驗教學項目單一化趨勢嚴重,時代氣息不足,技術手段及知識的綜合運用十分缺乏,內容更新十分滯后。
2.教學方式單一化,學生自主性不足。細胞生物學實驗的基本流程就是提前由教師準備好實驗材料、實驗儀器及實驗試劑,學生在教師的示范引導下按部就班地進行實驗操作,整個操作過程趨于程式化、簡單化。學生不僅無法在實驗準備階段有所參與,更挫傷了學生創新與研究的積極性。
3.教學方法貧乏,缺乏對學生創新能力培養的關注。傳統的細胞生物學實驗教學受有限的教學時間的限制,因此實驗內容與要求也大多提前限定,教師單純地演示講解,學生被動地參與學習,雙方互動交流不足,教師也無法引導學生進行實驗的創新。
4.教學技術陳舊,現代教育技術參與較少。細胞生物學作為生物教學的前沿學科,理應注重教學的創新,特別是積極加入現代教育技術的創新元素,以信息技術為核心推動實驗教學。但是我國細胞生物學的教學現狀卻是現代教育技術十分欠缺,傳統實驗教學維度單一化趨勢嚴重。
三、微課在細胞生物學實驗中如何應用
1.微課的特性和優勢,傳統多媒體教學的弊端:伴隨多媒體技術的迅猛發展及教學融入,部分教師開始嘗試運用多媒體輔助教學,但是當代大學生自由散漫的個性也成為多媒體輔助教學實施的制約因素,學生難以集中精力聽取教師講課,精品的視頻資源難以得到高效率的運用。應用于課后學習的視頻資料也難以受到學生的關注與重視,多數處于閑置。微課則突破了視頻教學的局限,具有普通視頻教學資源不具備的教學優勢。首先,其教學內容濃縮,教學時間較短,借助移動端操作更為便捷,學生學習積極性顯著提升。其次,其教學主題十分明確,學生能夠迅速找到自己感興趣的點,從而獲得啟發教育或者延伸學習。最后,微課視頻的教學容量相對較小,符合學生的接受能力,學生更積極主動地參與到微課學習中去。
2.細胞生物學微課設計,把握10分鐘原則:注意力10分鐘。10分鐘內有明確的教學目標,內容短小,集中說明一個問題的小課程。微課設計ADDIE模型:A,分析;D,設計;D制作;I應用;E,評價。通常來說,微課設計要想保證自身的完整性必須具備6個基本環節,分別為教學主題的明確、前段分析、微課基礎知識點的切割與劃分、微課資源要素的重點設計、微課視頻錄制及后期加工處理、微課的最終終端輸出與展現。6個環節緊緊相扣,推動微課的高效開展。
四、微課引入實驗教學的意義與應用前景
微課具有廣闊的教育應用前景。2011年,手機將取代個人電腦成為個人信息中心。學生自帶設備BYOD,包括個人電腦、手機、上網本、平板等越來越普遍化。這為微課的實施提供了必備的硬件前提。調查中發現,84.44%的被調查者認可微視頻在微課教學中的核心地位與作用,并且70%以上的人認為配套的教學設計與課件也是不可忽視的部分。縱觀當前的教育改革,多數一線教師已經充分認識到微課教學的魅力與優勢,開始在課堂教學中嘗試微課教學。其中范福蘭等人在基于交互式微視頻教學資源教學應用效果的調查顯示,70.5%的學生認為交互式微視頻資源能夠激發他們對課程學習的興趣,單一的圖文及音視頻資源則受關注度一般,這也從側面說明隨著流媒體技術的發展成熟,微視頻的教學前景將是廣闊而光明的。
五、一些值得思考的問題
1.有關微課適用性,微課程在全國范圍內展開,帶來教學思想、教學模式的重大轉變,各個領域、各種培訓、不同學科對于微課程應用的嘗試存在“泛用”、“濫用”現象。微課程適用于哪些領域、哪些課程、哪些內容以及熒光怎樣設計、怎樣制作、怎樣使用才是最科學合理的成為今后科學研究的新課題。
2.細胞生物學實驗微課應用存在問題,我國針對該專業的微課理論研究及實踐演練依然不足,多數高校在微課開展實施的過程中存在建多用少的資源浪費現象。因此必須將微課作為校本研修資源,對其加強引導宣傳,讓教師認可微視頻教學的優勢并拓展專業發展的新途徑。此外微課程應奠定創新型教學模式的資源基礎,以期為學生提供更實用的教學資源,做好教學輔助。當然微課作為新興教學理念,應該在移動學習與泛在學習的基礎上實現教學需求與教學實踐的同步發展,最大限度提升微課程的開展利用率。
六、總結
微課作為新興的教學模式理應受到關注,了解微課的本質內涵,在梳理其優勢與缺陷基礎上綜合當前的運用實際,科學預測并規劃后期發展,實現微課在設計開發與應用上的創新完善。本文就微課教學的幾點問題進行了歸納分析,以期為微課教學的拓展應用提供有效思路,讓微課的魅力更多地展現出來,服務于高校教學。