時間:2022-09-23 14:38:38
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篇圖像法論文,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。
信息技術在教育領域中所占比重越來越大,現在不少學校都配備了多媒體教學平臺,計算機輔助教學大行其道,就物理科而言,其突出的學科特點(以實驗為基礎的科學),決定了高中的物理課程仍然以實驗為基礎,強調實驗教學,特別是探究性實驗教學,這對全面培養學生的科學素質,形成科學的世界觀至關重要。但在教學中如能合理地運用信息技術,可使我們的教學、學生的探究活動效果更好,以下是我在這方面的一些淺見。
一、利用工具軟件構成探究學習的輔助研究工具
(一)利用多媒體培養學生非智力因素
多媒體課件課堂容量大,能極大地提高課堂教學效率,可以將聲音、圖像、文字、動畫同時并舉,刺激各種感官。鮮艷生動的圖像如臨其境;卡通人物、動物的喜聞樂見;動靜圖像的分解、移動、定格、結合;物理過程的動態表現;物理情景的模擬仿真;再加上點、線、面、體的閃爍提示,思維過程的可視性和鼓勵性語言等,使知識變得生動、有趣、思維過程清晰可見。我們還可以課件中很方便地插入體現代科技的圖片或視頻錄像,如在“失重和超重”中加一段“神六”宇航員在飛船員中做空翻的視頻,在“平拋運動”過程中加一段飛機投彈的視頻,這大大地激發了學生的濃厚興趣,喚起學生強烈的求知欲。
(二)制作動畫來展現動態的、抽象的物理過程
課堂上一些無法用實驗演示的宏觀的、微觀的極快的極慢的物理過程,如天體運動過程及規律、分子的熱運動、波的傳播與疊加、干涉與衍射、愛因斯坦的相對論時空、氫原子的發光機理等,由于條件有限難以通過實驗向學生直觀展示,學生感性認識不足,理解不深。但我們可以利用動畫進行逼真模擬,靈活地放大或縮小場景,將這些物理過程生動形象地展現給學生,使學生認識加強,理解透徹。
對一些可以用實驗演示但無法揭示其本質規律的物理過程的剖析,如帶電粒子在電場磁場中的加速、偏轉、回旋時所受力的動態分析,電感應中磁通量的變化,電磁波的產生、光電效應中光子與光電子的運動等等,這些物理過程包含了大量人眼看不到的變化因素,講解較為困難,運用動畫可以將這些不可見的因素通過形象化的仿真和模擬來展現,起到化無形為有形、化抽象為形象、降低思維難度。像螺旋測微器、游標卡尺、分光儀、萬用表、示波器等儀器在講解結構或應用時,有的刻度示數過小,有的拆裝不便,不方便課堂教學,用動畫可以把小的變大,不能拆的一點點分開,能讓學生清楚了解儀器的結構及使用。
(三)利用工具軟件能直接輔助學生進行探究活動
探究活動總有較多的數據需要處理,常用的處理方法有計算列表法、圖像法,當數據間的關系比較復雜時常采圖像法,如高一課程中的s―t圖像、v―t圖像 、自由落體中的s―t2圖像、研究牛頓第二定律的a―F圖像,a―m圖像等等,利用 電子表格(Excel)和幾何畫板(GSP)能快速準確地畫出各種圖像,在幾何畫板上畫圖還可以直接得到直線的斜率、面積、截距等,便于學生從大量的數據中現問題、研究問題并得出結論,使探究活動更有效率。
二、利用網絡資源
網上豐富的資源對教師的教與學生的學都提供了豐富的材料,教師手邊有更多的視、聽、練的材料可供選擇,學生不但可以看到聽到、看到各種信息,而且可以進入學習內容中去。我們可先給出一些探究性課題,如“摩擦力產生的原因”“ABS系統”“微重力下水滴的形狀”等,然后指導學生上相關的網站查找資料、設計實驗、整理成果,寫成小論文,使得課堂探究學習得以延伸。進一步可指導學生把自己的研究成果公布在校園網上,也可以用電子郵件、BBS等圍繞探究主題來相互交流、相互學習。
[論文摘要]目的研究cT血管造影(cTA)及容積重建技術(vR)對多發性顱內動脈瘤的臨床應用價值。方法 采用Siemens Plus 16 somatom Volume Zoom型容積cT掃描機獲得原始圖像,采用容積重建成像技術(VR)進行三維重建,并輔助運用多軸面重建(MPR)。結果 在1年間,通過3D-CTA診斷多發性動脈瘤lO例。容積重建成像CTA清晰顯示顱內動脈瘤、載瘤動脈、動脈瘤的形狀和大小及其與鄰近結構的解剖關系,在部分病例上要優于DSA。結論 容積重建成像CTA是一種可靠、無創的快速診斷顱內多發性動脈瘤的方法,為急癥手術提供了詳實的影像學資料,可幫助制定治療方案。
多角度投照的選擇性全腦血管造影(DSA)仍是診斷顱內動脈瘤的“金標準”。但全腦血管造影術是一種有創的、耗時的、需住院的檢查,同時有一定的操作相關并發癥。Roben等回顧分析了2899例腦血管造影術的情況,報告神經系統的并發癥發生率約為1.3%。因此有必要尋求非侵襲性可靠的替代方法。近十幾年來,隨著醫學影像設備和計算機技術的飛速發展,出現了多種非侵襲性的顱內血管成像方法。其中,由于多排螺旋CT的出現以及圖像重建技術的進步,使(Computedtomography angiography,CTA)在診斷顱內動脈瘤方面已經有了很高的可靠性。在多數情況下,容積重建3D-CTA提供的動脈瘤形態特性方面的信息以及等同于或超過腦血管造影提供的信息。在很多急診情況下,cTA已經取代常規血管造影,直接指導動脈瘤夾閉手術。有15%~20%的顱內動脈患者為多發性顱內動脈瘤,常規血管造影有時沒有行四血管造影,會造成漏診,同時在判斷出血動脈瘤上也有一定的困難。CTA通過一次成像就可得到全腦動脈的影像,在診斷多發性顱內動脈瘤方面有特殊的優勢。本院從2003年引進16排螺旋CT開展顱腦CTA來,共發現10例顱內多發性動脈瘤,占同期病例的22%,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
從2004年6月至2005年6月,164例患者行腦血管CTA檢查,診斷45例動脈瘤,其中有10例為多發性動脈瘤。10例多發性動脈瘤中男1例,女9例,年齡38~79歲,平均55.3歲。
1.2檢查方法
采用SIEMENS Plus 16 Somatom Volume Zoom型容積CT掃描機。先以常規headfast序列行顱腦平掃。此后,在前臂靜脈建立通道,經壓力注射器注入100~120 ml非離子型造影劑,注射速度為3ml/s,延遲掃描時間為(18±2)s。掃描范圍:從鞍底以下30 mm到其上方60 mm為止,共90 mm。所得原始數據輸入工作站(3D Virtuoso,SIEMENS),通過硅圖02圖像處理器(Silicon Graphics 02 board)進行后處理,以容積重建成像法(VolumeRendering,VR)進行三維重建,并輔助以多軸面重建法(Multiplanar Reformation,MPR)。顱骨標為白色(0~1300 Hu),血管標為紅色(80~300 Hu)。
2 結果
2.1 檢查結果
多發動脈瘤10例,其中2個動脈瘤的6例,3個動脈瘤的4例,共發現動脈瘤24個,囊性動脈瘤20個,梭型動脈瘤4個。動脈瘤位置:頸內動脈17個(頸內動脈一后交通動脈瘤11個);大腦中動脈4個;前交通動脈1個;椎基底動脈系統2個。動脈瘤最大直徑:微小動脈瘤(≤3 mm)5個;小動脈瘤(3~5 mm,包括5 mm)7個;一般動脈瘤(5~10 mm)10個;大動脈瘤(10~25mm,包括10 mm)的2個。
2.2典型病例
女性,55歲,因SAH入院。CTA顯示了雙側大腦中動脈分叉處動脈瘤,右側動脈瘤形態不規則,瘤頂處可見有兩小泡,為破裂動脈瘤。左側動脈瘤最大直徑為2.5 mm,瘤體表面光整。此前的DSA檢查漏診了左側動脈瘤。急癥手術夾閉右側動脈瘤,左側動脈瘤未處理。術后6個月復查CTA,清楚顯示動脈瘤夾,夾閉的動脈瘤未見殘留復發,左側的動脈瘤未見明顯變化,隨訪觀察。
CTA顯示了雙側大腦中動脈分叉處動脈瘤,右側動脈瘤形態不規則,瘤頂處可見有兩小泡,見圖1C,為破裂動脈瘤。左側動脈瘤最大直徑為2.5mm,瘤體表面光整。術后6個月復查CTA清楚顯示動脈瘤夾,夾閉的動脈瘤未見殘留復發。
轉貼于
3 討論
容積重建(VR)是繼最大密度投影(MIP)和表面陰影重建(SSD)后的第三種三維重建方法。由于容積重建時采用了所有的體素數據,根據CT值的變化,給予不同的灰度或色彩來清楚的顯現不同的結構,這一點是表面陰影重建所不具有的。同時容積重建保留了原有體素間的解剖關系,能夠顯示出立體的三維圖像,可以更好的解析血管間的關系,這一點是容積重建較最大密度投影要強的方面。
多層螺旋CT掃描后的重建的CTA圖像較單層螺旋CTA在診斷顱內動脈瘤有明顯的優勢。Villablanca等報道,聯合運用多層螺旋CT和容積重建技術,3D-CTA在診斷顱內動脈瘤上較DSA有更高的敏感性和相等的特異性,在診斷小于5 mm的小動脈瘤上有優勢。
多發性動脈瘤約占所有顱內動脈瘤的15%~20%。由于未能行全部的4血管全腦造影,以及由于血管之間的重疊,DSA常會漏診一些動脈瘤,特別是右側椎動脈的動脈瘤和一些微小的動脈瘤。在本研究患者中,DSA漏診了5個動脈瘤,其中4個為小于3 mm的微小動脈瘤,另一例為右側椎動脈的梭型動脈瘤。3D-CTA一次重建就可以得到全部腦動脈的圖像,在診斷多發性動脈瘤方面有特別的優勢。
由于電腦技術的進步,大數據圖像處理的速度越來越快。筆者可以在30 min內完成患者的掃描以及圖像的后處理,并作出診斷。在急癥情況下,提供信息足夠制定動脈瘤的夾閉手術計劃。
在出血的多發動脈瘤的治療中,識別出血動脈瘤是治療的關鍵。3D-CTA能夠清晰的描繪動脈瘤的大體形態、表面征象,可以識別出新破裂動脈瘤表面的小泡樣突起。在多發動脈瘤中,3D-CTA也可用于未治療的動脈瘤的隨訪,若在隨訪過程中發現動脈瘤體積增大,表面出現小囊樣突起,就應該認為有近期出血可能,應給予積極的治療。
容積重建3D-CTA可以讓手術醫生更好的了解顱內動脈瘤的三維空間關系,對制定動脈瘤手術計劃時很有幫助。3D-CTA可以任意角度度旋轉,可以清楚地顯示動脈瘤的大體解剖情況,比DSA更易顯示動脈瘤的瘤頸、朝向、子瘤或動脈瘤的分葉狀表現,更能清楚顯示動脈瘤同載瘤動脈的關系,觀察有無從動脈瘤上發出的分支。3D-CTA還可以顯示動脈瘤的瘤壁鈣化,顯示動脈瘤同骨性標記物如前床突或后床突的關系。3D-CTA可以對動脈瘤進行更為準確全面的測量。
論文摘要:回顧了全息術的歷史,闡述了全息術的基本原理,然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。
我們看到的世界是三維的、彩色的,這是因為每個物體發射的光被人眼接受時,光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看,是由于各物體發射的特定的光波不同,光的特征主要取決于光波的振幅(強弱),位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征,就能看到景物逼真的三維像,這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展,已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。
1全息術的歷史和發展階段
1948年,丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法,隨后用實驗證實這一想法,即全息術,并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想,雖然未能用電子波證實其原理,但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期,全息圖制作具有以下共同特點:全息圖都是用汞燈作為光源;而且是所謂同軸全息圖,即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖,標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題,一個是再現的原始像和共軛像分不開,另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中,全息術進展緩慢。
1960年激光的出現,提供了一種高相干度光源,為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題,利思和烏帕特尼克斯(1962)提出,將通信理論中的載頻概念推廣到空域中,用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖,再利用離軸的參考光照射全息圖,使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量,其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術,這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題,并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展,但是激光再現的全息圖失去了色調信息。
科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄,而用白光再現的全息圖,在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經在很多領域的到了應用,例如:像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。
激光的高度相干性,要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變,這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是,科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現的全息圖,它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室,進入更加廣泛的實用領域。
2全息術的基本原理和特點
全息術是一種“無透鏡”的兩步成像法,它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息,即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現兩步:第一步稱為波前記錄(全息記錄);第二步物體的再現(重現)。
波前記錄依據的是干涉原理,物光波和參考光波相干疊加而產生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布,干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說,全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布,它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應當指出,任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布,而不能直接記錄位相分布,全息照相之所以能記錄位相分布,是利用了參考光波把它轉化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波,或者它與物光波不相干,波前上的位相分布是不可能記錄下來的。
波前再現的理論依據是衍射原理,照明光波(再現光)經過全息圖衍射后出現一個復雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分,即物光波(+1級衍射波),物光波的共軛波(-1級衍射波),照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現代記錄和重現的全息照相裝置中,這三種衍射波在空間彼此分離,互不干擾,便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。
全息術的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點:
(1)三維性——因為全息圖記錄了物光的相位信息,圖像具有顯著的視差特性,可以看到逼真的三維圖像。
(2)不可撕毀性——因為全息圖記錄的是物光與參考光的干涉條紋,所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現完整的被攝物形象,只是分辨率受到一些影響。
(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復曝光記錄,并能互不干擾地再現各個不同的圖像。
(4)全息圖的再現相可放大或縮小——因為衍射角與波長有關,用不同波長的激光照射全息圖,再現相就會發生放大或縮小。
3全息術的主要應用及其發展方向
全息術經過60年的發展,已與計算機技術、光電技術以及非線性光學技術緊密結合,成為一種高新技術,擴展到醫學、藝術、裝飾、包裝、印刷等領域,在一些發達國家還興起了全息產業,并且正在形成日益廣闊的市場,實用前景非常可觀。本文介紹全息術中幾個應用較為廣泛、產業化較成熟的領域并說明其發展方向。
3.1全息存儲
全息存儲是依據全息術的原理,將信息以全息照相的方式存儲起來,它利用兩個光波之間的耦合和解耦合,可以把信息存儲和信息之間的比較(相關)、識別,甚至聯想的功能結合起來,也就是可以把信息存儲和信息處理結合起來。用于全息信息存儲的記錄介質較多,可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等;可擦除重復使用的實時記錄材料有光導熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優勢,原因是:
(1)全息存儲具有存儲容量大的優勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時,信息存儲密度的數量級一般為105bit/mm2;用平面全息圖存儲信息時,存儲密度一般可提高一個數量級達106bit/mm2;如果用體全息圖存儲信息時,存儲密度可高達1013bit/mm2。
(2)全息存儲具有極大的冗余性,存儲介質的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。
(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特點,每個數據頁可包含達1Mbit的信息,寫人一頁的時間在100ms左右,讀信息的時間可以小于100μs,而磁盤的尋址時間至少需要10ms。
當前,在世界范圍內掀起了全息存儲研究的熱潮,并取得很大的進展,其主要表現在:
(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善,并逐步走向實用化。例如,1994年美國加州理工學院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖,同年,斯坦福大學的一個研究小組把經壓縮的數字化圖像視頻數據存儲在一個全息存儲器中,并再現了這些數據而圖像質量無顯著下降。1999年美國加州理工大學利用空-角復用技術,在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學實現了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖,并研制了具有緊湊結構的靈巧型全息存儲裝置。
(2)實用化的全息存儲系統逐漸推出。例如,1995年由美國政府高級研究項目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學等聯合成立了協作組織并在美國國家存儲工業聯合會(NS1C)支持下川,投資約7000萬美元,實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數據存儲系統(HDSS)項目,預期在5年內開發出具有容量為1Tbit數據,存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復寫人的全息數據存儲系統。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。
近幾年來,光電子技術和器件取得了系列重大進展,為全息存儲器提供了所必要的高性能半導體激光器、液晶空間光調制器、CCD陣列探測器等核心元器件,全息存儲的理論和方法的發展使這項技術日趨成熟然而,美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決,雖然張澤明、謝敬輝等對Ce:Fe:LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗研究,從方法上給出了記錄角度越大,光柵周期越小,熱定影所需最小離子數密度越高,存儲系統的整體性能越好,但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑,這將成為全息存儲界研究的熱門課題。
3.2顯示全息
顯示全息技術是在激光透射全息圖的基礎上來制作各種類型的全息圖,如白光反射全息圖、白光透射全息圖等,各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內裝飾、投影等;再如,以動態顯示的全息技術、層面X射線照相術、3DCAD技術、3D動畫片、雷達顯示、導向和模擬系統等,每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖,它們充分展示了全息技術創造性的魅力和藝術的美。
顯示全息目前主要有兩大類:第一類是Lippmann全息圖,制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖,這是一種透射式顯示全息圖,可在白光照明下再現立體圖像,且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化,從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質量記錄材料的發展,隨后的一些研究者和藝術家不斷追求更實用的拍攝技術,如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學學會主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀80年代都有關于這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協會主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報道有關顯示全息圖的最新制作技術和商業信息。但從這些報道情況來看,顯示全息存在不足主要表現在:
(1)視角范圍、圖像體積有限;
(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計算方法;
(3)由于全息計算數量巨大,導致動態顯示異常困難。克服以上不足,將可能成為顯示全息研究的幾個熱點。
近年來,顯示全息技術掀起一場數字化變革,數字合成全息技術為全息三維顯示開辟了前所未有的應用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調制器件的發展,利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性,在不久的將來開發出真正意義的全息電影和全息電視,為顯示全息技術創造良好的商業前景。
3.3模壓全息
模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標準件的全息拷貝而提出的,它是將全息術和電鍍、壓印技術結合起來,使全息圖的制作產業化,用白光再現時,可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像,并可通過印刷方式大批量生產,使得它在許多領域得到廣泛的應用,以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段:激光攝制原片全息圖;電成型制金屬模板;模壓復制。這三個階段生產工藝和技術要求都比較高,因此,模壓全息作為安全防偽首當其沖,是安全防偽技術的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應用在鈔票的包裝上,不能去除性、價格低廉、容易驗證等特點,使它很快占領了防偽領域。模壓全息是一種技術與藝術結合的高科技產品,無論在高檔商品促銷、名優商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀念郵票和廣告標牌等都有采用模壓全息技術,并備受使用者青睞。
模壓全息出現于20世紀70年代,80年代中期已形成了一種產業,90年代達到了鼎盛時期。本世紀初,隨著防偽技術要求的不斷提高,模壓全息技術又有了新的突破:美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數字化采集和拍攝技術;2003年,蘇州大學研制成功并已批量生產“數碼激光全息照排系統”;同年,倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術突破,使防偽功能有了提高,讓激光全息防偽技術達到新的境界。
模壓全息產業在我國起步較晚,但發展速度迅猛,目前國內已有100多條模壓全息生產線。為了使模壓全息技術健康發展,我國模壓全息產業發展必須在三個方向上引起重視:首先是開拓全息燙金材料,取代金膜和銀膜,其次開發全息包裝材料,實現立體防偽包裝,第三個方向是模壓全息技術和現代印刷術相結合,體現傳統的美術效果和現代科技的藝術魅力。
3.4全息干涉計量
全息干涉計量術是將不同物光,在不同的時間記錄在同一張全息干板上,然后利用全息術的空間波前再現原理,非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術是全息應用的一個重要方面,它能實現高精度非接觸性無損測量,比一般光學干涉計量有很多優點。一般光學計量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件,而全息計量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進行測量,測量精度為光波波長λ的數量級。目前,全息干涉計量術在方法上先后發展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法,此外,J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術的另一個新的分支-激光斑紋計量術。隨著光電技術、計算機技術、CCD器件及光纖技術的飛速發展,使得全息干涉計量技術在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠,并得以在惡劣環境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術、外差技術和鎖相技術等,可使測量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉計量在20世紀80年代美國等西方先進國家已產業化,我國在20世紀80年代初有幾所大學和科研單位的研究項目通過鑒定,其中有些達到當時的先進水平。經過近幾年的開發和研制,我國在全息干涉計量測試設備方面主要發展有:
(1)用于測試火箭發動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態激光全息測試儀;
(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀;
(3)包括記錄、再現、圖像處理三部分的瞬態激光全息干涉計量測試系統;
【摘 要】:在物理教學中,教師一定要充分利用常用的實驗和電教手段相結合,采用直觀、形象的教學方法、生動的語言,不斷創設問題的情景,引導學生探索解決問題的途徑,使學生對物理知識產生濃厚的興趣。
【關鍵詞】: 創新 探究興趣 滲透 優化環境
中學物理教學中實施創新教育的一個關鍵問題如何根據創新教育的特點,在物理教學的各種課型,各個環節中充分發揮教師的主導作用,打破傳統固定的教學模式,尋求實施創新教育的有效途徑和策略,創造良好的創新教育的環境,有機地將知識、方法、能力、世界觀融為一體,使學生在學習物理知識的過程中掌握科學方法,發展創新能力,提高思維效率,培養創新觀念(意識),從而樹立敢想、會想、敢做的創新精神,迅速增加聰明才智,以達到培養創新人才之目的。
1.激發探究興趣,培養創新意識。在物理教學中,教師一定要充分利用常用的實驗和電教手段相結合,采用直觀、形象的教學方法、生動的語言,不斷創設問題的情景,引導學生探索解決問題的途徑,使學生對物理知識產生濃厚的興趣。教師要教育學生,使他們懂得,偶然的一個小小的發現可能導致重大的發現,一個小小的靈感可形成燎原之勢。因此,教師要培養學生善于發現線索,善于思考問題,并盡全力追蹤它,要善于從各個可能的角度和不同側面予以觀察、思考,并將它和其他知識聯系起來,找出新東西、新方法、新途徑。教育學生理解學習不在于知識本身,而在于將知識作為創新的階梯,使能力得以攀升。
2.突出學生主體地位,培養學生的創新精神。教師要營造寬松的教學環境,敢于放手讓學生充分討論,一個問題可以有多個答案,要鼓勵學生從多角度進行回答。創新性的見解往往就在學生各抒已見之中,學生討論熱烈之時,往往正是發散最為活躍之際。教師的主導作用在于能夠設計出讓學生自由討論的題目,能夠設計出可以有多種答案,并能引發學生思考,能澄清學生模糊、錯誤認識的題目,這就是物理創新教學的藝術,我曾見過一位物理老師設計了這樣一個可供學生討論并引導他們一步步探索解決的實驗題目:要求學生用長卷尺測定兩座相距較遠的樓房間的距離。有的同學提出利用自行車來測量,先量出自行車車輪的半徑,記下自行車通過兩樓房的轉動圈數,然后通過計算可測......有的提出利用聲速和光速來測量,大家認為這一方案比較先進,物理知識含量高、有創新。接下來是學生討論怎樣測量,問題的難點是當看到發令槍硝煙和聽到聲音按秒表存在反應時間,有同學提出可先利用刻度尺的自由落體運動測量操作者的反應時間,問題一個接一個的出現,被大家一個又一個解決,終于找到比較滿意的方案。接著全班學生興高采烈地去做實驗,最后再回到教室,師生一起處理實驗數據,得出實驗結論,在整個實驗過程中,除了實驗題目是老師提出的外,實驗方案和解決問題的途徑都是由學生議論、研究出來的,學生的主體地位得到了充分的體現,同時又培養了創新精神。
3.改進教學方法,訓練學生的創新思維。創新能力的核心是創新思維,創新思維是一切創新的源泉。
創新性思維不是一種單一的思維,而主要是兩種思維(發散思維和收斂思維)新穎的,靈活的有機結合。創新思維的基礎是發散思維,發散思維表現出來的行為,代表一個人的創新能力,這種能力具備變通性、獨特性和流暢性三個特征。
對學生進行發散思維和收斂思維的訓練是培養學生創新思維的有效途徑。為培養學生的發散思維可在教學中提出一些不只是固定答案的發散性問題,立意于思維變通性、獨特性和流暢性的訓練,做一些一題多解、一題多變、一問多答、一題多聯、觸類旁通的練習,促使學生廣泛搜尋自己的記憶貯存,盡可能提取更多的信息項目來尋求答案。如用導線、副線圈與電流表相連的裝置中,問:你能想出幾種辦法使副線圈中產生感應電流?實際中采用的辦法有多種,其中可通通過開關的控制使原線圈中電流通斷;用變阻器改變原線圈中電流的大小;保持原線圈中電流大小不變,把原線圈拔出或插入副線圈中,或把副線圈從原線圈側遠離或靠近原線圈;插入或拔出原線圈中的鐵芯等等,學生在思考中完全有可能找到對他來說是獨創性或不同尋常的辦法,這對訓練學生發散思維的變通性、獨特性和流暢性是很有幫助的。
4.重視物理科學方法滲透,培養學生的科學創新能力。人們要想在實踐活動中有所創新,就必須掌握各種有關科學方法。我國著名科學家錢學森在授予他“國家杰出貢獻科學家”榮譽稱號的儀式上講話中,談到他在美國期間最后師從全世界聞名的工程力學和航空技術的權威馮卡門時說:“他是一個使我永遠不能忘記的恩師,他教我掌握丁現代科學技術的觀點和方法。”
物理學科的教學中,除了注重學科的整體分析法、等值代換法、等效法等一些特殊方法教學外,要鼓勵和引導學生用跨學科的思維方法來解決問題,如數學中的極限思維方法,求極值的思維方法及圖像法等,在物理教學中經常應用。化學中的化學反應要達平衡的思維方法,應用于核反應前后電荷數、質量數守恒等等。用哲學上的“實踐、認識、再實踐、再認識,以致無窮”的觀點應用于探索原子內部結構及原子核內部結構過程中。經常引導學生用其他學科的思維方法解決問題,有利于學生的綜合能力的提高,使學生的思維方法不單一呆板,提高綜合運用自己的知識能力,也是培養學生創新意識的基礎。
5.優化創新環境,鼓勵學生創新。有沒有良好的創新環境,是培養學生創新意識,表現創新能力的重要外因條件,在優化的創新環境中,往往能更充分地顯示創新才能。為了提供必要的創新條件,學校或班級可舉辦諸如“向科學進軍”、“身邊的物理”等以創新為主題的班會活動,使學生們堅定要成為創新人才的志向;“科學小論文答辯”、“實驗改進、科技小制作演示”班會,為學生們提供創新活動的場景和創新才能展示的機會,使許多學生大膽走上講臺,嚴肅地宣讀創新小論文,從容地進行現場答辯,一個個尖銳的質疑,一個個機智的應答,猶如在莊嚴的科學殿堂中進行學術討論。轉貼于
普照民(1988-),男,云南昭通人,云南師范大學碩士研究生,研究方向:體育人文
摘 要:三級跳遠是運動員經過助跑,沿直線連續進行三次水平跳躍的田徑項目。本文通過采用文獻資料法、二維攝像法、影像解析法和數理統計法對云南省第六屆云南省大學生運動會的決賽進行分析發現三級跳遠中由于受身體素質,以及技術的影響,比賽中進入前六名的運動員的技術也各有所長。從而得出結論云南省高校的三級跳遠水平較差,技術環節掌握的不好,尤其是對在跳躍中的擺臂技術相對較差;第一跳與第二跳的鏈接技術存在很大的問題。
關鍵詞:三級跳遠;身體傾角;擺臂技術
三級跳遠作為田徑中的一個項目它和其他跳躍項目一樣都是周期運動和非周期運動的組合。三級跳遠是運動員經過助跑,沿直線連續進行三次水平跳躍的田徑項目。本文研究的是云南省第六屆大學學生運動會男子三級跳遠比賽的進入前六名的運動員,通過對六名運動員的比賽進行錄像選取最好的一跳作為研究對象,進行分析、處理以達到對云南省高校三級跳遠技術的認識和改進。
1.研究對象與研究方法
1.1研究對象
以云南省第六屆大學生運動會三級跳遠決賽的六名運動員為研究對象。
1.2研究方法
1.2.1文獻資料法
本論文充分利用學校圖書館和計算機資源及中國體育期刊、中國期刊網等通過查閱國內外有關三級跳遠方面的文獻20余篇。為三級跳遠教學中三跳的技術分析研究提供了大量的理論依據。
1.2.2二維攝像法
用一臺SonyHDV-A1C攝像機于2011年6月30日對云南省第六屆大學生運動會前六名的比賽進行拍攝,對運動員的六跳進行錄像,攝像機主光軸距離助主跑道5米。
1.2.3圖像解析法
對云南省第六屆大學生運動會的前六名成績最好一跳錄像進行截圖并采用APAS解析系統和Dartfish4.5對錄像資料進行解析。
2.結果與分析
2.1助跑距離與三級跳遠成績分析
在三級跳遠項目中助跑的目的是為了獲得高的水平速度,并為準確、快速有力上板和起跳創造條件。三級跳遠成績與助跑的速度有著密切的關系。為了獲得高的助跑速度,必須有相應的助跑跑距離。目前優秀運動員,男子助跑距離為40到50米,女子助跑距離在30到35米。但是不是助跑的距離越長成績就越好,因為影響三級跳遠成績的因素有很多,速度只是其中最重要的一個因素。
可以看出助跑距離與成績基本上是正相關的,但是在控制其他條件比變的情況之下,單純考慮:1.助跑距離與成績的關系。2.起跳時的水平速度與成績的關系。所以在高校三級跳遠中有一定身體素質的運動員應該注重助跑練習,使得運動員意識到速度對三級跳遠的作用和主導因素。通過對上面的數據進行分析后可以給我們在提高云南省高校三級跳遠時糾正學生對助跑的幾個錯誤思想:不是助跑距離越遠越好,而是要能夠獲得和保持起跳的水平速度;不是助跑越快成績就越好,而是要在本人的可控速度范圍下才能夠跳出好的成績。
2.2起跳后身體軀干傾角特征分析
在三級跳遠運動中身體的重心也是非常重要的,三級跳遠的三跳都必須保持身體的平衡才能夠跳出好的成績,身體傾角是對維持身體平衡,重心穩的指標反映。通過對起跳后身體與水平面的傾角來判定身體的重心穩否,以及來判定身體的平衡是很科學的,三級跳遠是要在助跑后沿直線聯系進行的三次水平跳躍。所以為了使第三跳得以有更好的速度和身體的平衡運動員就必須控制好身體起跳后傾角。運動員在單足跳中的身體軀干傾角都處在83°到88°之間,跨步跳中身體傾角在72到88之間。身體傾角越大成績相對就較好,所以說身體傾角越大,身體重心就越穩定。
跨步跳的技術是在保持水平速度的同時還要保持身體的重心穩定。所以對于運動員來說為了提高三級跳遠的第二跳成績,應該多加強柔韌練習,提高肌肉的延展性,這樣為提高跨步跳提供一個條件。我們在平時的訓練和練習中應該注重對軀干力量的重視,以軀干力量為核心,以腿部力量為基礎進行全身的力量提高。
2.3三跳時間比例特征分析
我們都知道三級跳遠的成績是:S1+S2+S3=S總。我們可以看,三跳所用總時間越長三級跳遠的成績就越理想,三跳總時間達到2.08秒的陸某成績是14.88米。而用時1.8秒的張偉成績是13.74米。我們在看看國內優秀運動員李某的技術,他的三跳總用時是2.44秒,第三跳用時是0.99秒,跨步跳用時是0.74秒。李某的每一跳所用時間都比成績最好的陸某用時長。然而三跳比例只是作為一個中介,把運動員現有的運動素質轉換為真實的運動成績。
2.4擺臂例特征分析
在三級跳遠中身體的重心穩定是靠手臂和身體的合理擺動來完成的,三級跳遠中三跳中每一跳都有不同的擺臂方式,在單足跳過程中可以分為單臂擺和雙臂擺。跨步跳也分為單臂和雙臂擺,對于運動員采取什么樣的擺臂方式要根據其個人的身體條件和習慣性而言,但是目前腿部力量差一點的運動員多數采用的是單臂擺,我國多數優秀三級跳遠運動員都采用單臂擺技術。而國外很多運動員采用的是雙臂擺技術。
可以看到在第一跳中有用單臂擺的也有用雙臂擺的,第二跳跨步跳過程中第一跳用雙臂擺的運動員第二跳也用的是雙臂擺,而第三跳跳躍時所有運動員用的都是雙臂擺。通過對數據的分析,不能說明單臂擺和雙臂擺的好處和缺陷,但是我們可以通過對運用擺臂技術對重心的穩定性來對擺臂技術進行判定。
3.結論
3.1合理的助跑距離是在運動員所能達到的最大可控速度的助跑距離,而不是一味的追求速度而增加助跑距離,云南省高校三級跳遠運動員應該加強助跑技術的練習,達到能夠準確上板。
3.2在三級跳遠中起跳后身體軀干的角度是控制身體重心的主要指標,通過起跳后身體與水平面的傾角來判定身體的重心穩否,以及來判定身體的平衡是很科學的,云南省高校三級跳遠運動員對身體的控制上相對而言是比較好的,重心控制也還是做的很好。
3.3三級跳遠中三跳的比例是一個很重要的指標,通過對三跳的比例進行研究可以看三級跳遠的節奏感和技術。我們通過對三跳時間比來代替三跳成績比,通過對三跳總時間,第一跳與第二、三跳時間之比來對三級跳遠的三跳比例,節奏進行分析。三跳比例是制約云南省高校三級跳遠成績的主要因素,最主要的原因就是跨步跳技術比較差。
3.4三級跳遠中每一跳都是擺臂協同腿上動作完成的,我們常見的擺臂技術有:單臂+單臂+雙臂,雙臂+雙臂+雙臂。無論用的是那種擺臂方式目的都是為了能夠控制身體平衡,控制重心。通過上面的研究我們可以看出來擺臂技術也是制約高校三級跳遠成績的一個因素,擺臂不充分,擺臂與身體的不協調都是容易出現的問題。(作者單位:云南師范大學體育學院)
參考文獻
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【關鍵詞】混凝土介質;異常體;探查,反射波法
1、概述
由于混凝土具有經濟適用,易于成型等優點,成為了世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。據初步估計,目前全世界每年生產的混凝土材料超過100億噸。而在國內由于國家房地產的蓬勃發展和國家重點工程項目的實施建設,混凝土則是一種不可替代的建筑材料。在混凝土廣泛使用的同時,由于設計缺陷,施工質量控制不嚴,自然災害和結構老化等原因,會導致混凝土結構在使用過程中不可避免出現一些質量缺陷,如裂縫、空洞、磨損和鋼筋銹蝕引起混凝土內部開裂風化等,使得混凝土的承載力和使用壽命大幅度下降,已相繼產生了一些嚴重的老化、病害和事故,嚴重影響了建筑物的正常使用和國民經濟的安全。混凝土質量檢測和性能評估是目前建筑土木工程界迫切需要解決的問題,也是現代混凝土技術研究的一個重要課題。目前,用來進行混凝土質量檢測的方法較多,包括有損和無損等方法,對于大面積混凝土的無損檢測中主要以雷達波法為主。受技術本身條件所限,雷達波易受到金屬繞射波的干擾,其對不同測試條件下混凝土構筑物的探查效果有著一定的差別[1,2]。課題小組在研究中結合混凝土介質特征,利用反射波法進行快速勘探,試驗和討論了方法技術的有效性。
2、混凝土介質異常探查方法
2.1 探查方法技術概述
混凝土結構的廣泛使用中存在的問題已經受到人們的關注,現今國內外已經有很多種混凝土結構檢測的方法,主要包括回彈法、超聲波法、紅外成像法等種類[3-5]。
其中,回彈法是在混凝土結構或構件上測得的回彈值和碳化深度來評定混凝土構件或構件強度的一種方法,它不會對構件的力學性質和承載能力產生不利影響,在工程上得到廣泛應用。超聲波法是利用超聲波探頭進行測試,常用的檢測頻率為20-250Hz,由于在使用中要做好發射和接收探頭耦合,所以受到混凝土結構類型限制。紅外線成像法是通過測量混凝土的熱量及熱流來判斷其質量的一種方法。當混凝土內部存在某種缺陷時將改變混凝土的熱傳導,使混凝土表面溫度場分布產生異常,來達到檢測混凝土介質異常體的目的,屬于無損檢測方法,可對檢測物進行上下,左右的連續掃測,且白天、黑夜都能進行,檢測溫度-50~2000℃,分辨率可達0.1~0.02℃,是一種檢測精度較高、使用較方便的一種方法,有快速、直觀、適合大面積掃測的特點,可用于檢測遭受凍土或火災等損傷的程度以及建筑物墻體的剝離、滲漏等。沖擊回波法是一種在混凝土內部產生應力波,并且應力波在混凝土內部遇到波阻抗差異界面即混凝土內部缺陷時,將產生反射波,并通過快速傅里葉變換(FFT)得到頻譜進行分析達到檢測的目的。由于是單面測試,特別適合于只有一個測試面如路面、護坡、底板、跑道等混凝土的檢測。也可以利用超聲波CT法,即混凝土超聲波層析成像檢測方法。適合于大體積的混凝土如大壩、橋墩、承臺、及混凝土灌注樁的檢測。
2.2 反射波探測
對于混凝土介質中出現分界面即是具有不同彈性性質的兩種材料交界面,如原有混凝土結構上的混凝土補丁,混凝土介質中局部結構出現差異等;也可以具有較大的差異性,如混凝土體中空洞即是與空氣的界面,出現裂縫或是夾層,混凝土壁后注漿不密實等,其材料性質差異很大。對于層狀介質,兩種材料不同介質中每一層介質的縱波傳播速度 與密度 的乘積 ,稱為波阻抗。彈性波在不同材料組成的界面傳播時會出現不同的反射特征,這種狀態取決于該界面波阻抗Z的大小。
混凝土介質的波阻抗主要與波在介質內傳播速度和材料密度的乘積成正比,通常混凝土介質中波速為4000m/s左右,密度為2.4g/cm3。正是由于這些界面的存在,為反射地震波法提供了地球物理基礎。當兩種介質波阻抗差異越大其反射波越明顯,越容易進行探查與分辨。測試時把每一層看作是各向同性的均勻介質層,那么所研究的混凝土體異常剖面就可以看作是均勻介質層的組合。
反射地震波勘探中采用自激自收方式,即地震反射波法勘探中偏移距為零的垂直反射形式,這種反射相當于一柱狀波導體,在體積元上進行零偏移距自激自收探測,將會取得較好的效果。它是通過接收介質界面的地震波垂直反射信號,來解析計算目的層距離或厚度的。圖1為單道觀測系統波路圖,由反射波時距曲線方程:
式中時間 可由波形記錄上判讀,波速 須是一已知數,其取值準確與否,直接影響到目的層距離或厚度探測的精度。一般來說,在一定的探測區域內,混凝土介質的垂向波速較穩定,探測時可作波速調查,為探測解析提供依據[6-8]。該方法不易受到金屬干擾,且對混凝土介質表面、內部及壁后異常分辨能力較好,有利于進行大面積混凝土介質的勘探工作。
3、探查試驗與分析
(1)數據采集
探查試驗在安徽皖南某使用中的公路隧道進行,該隧道壁混凝土受到巖石地下水等影響局部產生了裂隙、壁后空洞等現象,存在不穩定的安全因素。現場反射波探查時,依據隧道壁狀況選擇了4通道地震波接收,在隧道兩幫共完成4條測線,分別為測線1至測線4。每一條測線線長均為10m,炮檢距采用50cm,道間距20cm,獲得相應的反射地震記錄。其中在測線1開始處與距起點8.3m處有連接縫,9.3m處有小裂縫。其特征外觀明顯,易于進行探查對比與分析。共完成40m的測線探查試驗工程量,獲得的數據記錄質量良好。
(2)結果分析與驗證
經過數據處理,圖2為測線1的反射偏移結果剖面。波組相位追蹤對比發現,在距測線起點0.7m和9.0m處連接縫區域,表現出不同異常特征的波阻形態,其中0.7m處對接及注漿效果較好,而7.5-9.2m處波阻不連續且出現低頻長尾特征,表明其壁后出現脫空現象嚴重。且在5.8-6.8m段表面無異常但存在壁后注漿不密實現象。圖3為探查剖面中7.5-9.2m處探查異常段的外表面,存在明顯的混凝土表壁及壁后破壞現象,這與測試剖面結果吻合,表明反射波剖面測試效果良好。
4、結論
(1)反射波組相位能夠有效反映混凝土體中不密實、空洞等異常體,對裂縫反應的程度受偏移距影響,其表現的波組異常特征不同。
(2)根據反射波異常區域的波阻相位、頻率、振幅等參數可以對異常體的橫向特征進行有效區分,縱向分辨可結合波阻及波速進行綜合判斷,確定異常體的相對區域結構異常特征。
(3)反射波法具有簡單、經濟、快速,需要投入人數少,容易操作,無破壞等優點,可以成為混凝土介質快速檢測的一種重要方法技術,且在金屬構建影響條件下測試的實用性強。
參考文獻
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——湖北拾十五”重點課題初中創新教育研究與實踐階段性總結會匯報材料
英山縣長沖中學課題組
我校“初中創新教育教學研究與實驗"課題,是2006年底申報,2006年1月正式啟動的,至今已走過了兩年半的研究歷程。在市教科院和縣教研室的指導下,回顧這兩年多的研究,應該說,取得了一些階段性成績。現在向各位作匯報,匯報的題目是《“鏈接”創新教育,“刷新”學校形象》。主要從創新教育的“著眼點”、創新教育的“著力點”、創新教育的“落腳點”,談談怎樣“鏈接”;在教育創新的觀念上、實踐創新的過程中、研究創新的效益里,說說如何“刷新”。
一、把創新教育的“著眼點”放在教育創新的觀念上
“創新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力”。教育肩負著民族創新的特殊使命,因而,創新教育與教育創新成為學校教育教學研究的主體,而能否真正培養出具有創新精神和實踐能力的學生,首先要求教師具有創新精神、創新意識和創新實踐能力。前蘇聯教育家蘇霍姆林斯基曾說過:“如果你想讓教師的勞動能給教師帶來一些樂趣,使天天上課不至于變成單調乏味的義務,你就應當引導每一位教師從事研究的這條幸福道路上來”。而教師的這種精神、意識與能力又完全取決于學校管理層的教育理念是否創新。
自2006年底接題以來,我校就形成了“向教育科研要質量,靠教育科研上臺階”的共識,明確提出了“把課題研究作為提升辦學水平的階梯、把課題研究作為培養教師隊伍的機制、把課題研究作為落實新課程改革的手段、把課題研究中的創新作為學校教育的核心目標”的研究口號。把創新教育的“著眼點”放在教育創新的觀念上。
一是理念,學校辦學理念的的創新;二是觀念,教師教學觀念的創新;三是信念,學生求學信念的創新。
1、學校辦學理念的創新:力爭提升一檔品味
在思維上創新
學校能否與時俱進,辦學理念很關鍵。學校如何在新形勢下與時俱進?我們覺得過去的辦學理念缺少特色,于是將辦學理念創新為與教育方針緊密吻合的十六個字。即:修德為先、啟智為要、強體為本、成才為上。德、智、體渾然一體,構成辦學主體行為。"德",要修;"智",要啟;"體",要強,缺一不可,而"成才"是目的,有鑒于此,我們于2006年底就把當時有著32年辦學歷史的長沖中學的辦學理念作了大膽創新,集中為八個字:修德、啟智、強體、成才。
在運行中創新。再好的辦學理念不付諸實踐不行,如何在實踐中應用辦學理念?我們主要采用了"三合一"的辦法來強化師生的理念。
一是"天天看"——將八個大字的辦學理念鑄成兩米見方的大紅烤漆字,高聳在教學樓頂上,醒目、耀眼,師生無時不在關注它、談論它、踐行它。
二是"時時唱"——我們把辦學理念寫進了《民族興旺我擔當》的校歌。通過對兩小節歌詞的反復吟唱,強化師生的理念行為。如:畢升故里大道旁,青紗環繞碧羅帳--長沖中學我的向往,長沖中學我的希望--清晨的陽光,傍晚的燈光--莘莘學子書聲瑯--修德、啟智、強體、成才--民族的興旺,我擔當!國家的富強,我擔當!并把她作為初一新生進校必學歌曲,五四或十一、元旦歌詠的必唱歌曲,藝術人才選拔必測歌曲。可以說,在長沖中學近2000師生中,第一會唱的是國歌,第二會唱的就是校歌了。
三是"周周講"——我們規定國旗下講話內容,無論哪個領導講話,必須緊緊圍繞辦學理念的八個字來拓展,結合校本實際去生發,并收集整理編印成冊,使辦學理念的觀念意識不僅物化為資料、更內化為行為。
此外,我們還在"校園之聲"廣播臺開辟了"化理念為行動"的專欄,在《山茶花》文學社刊內設置辦學理念實踐專頁。
總之,近兩年,我校的辦學理念不僅有形可見,有聲可聽,而且有更多的人在用心內化,努力踐行。
2、教師教學觀念的創新,徹底消除三個誤解
一是科研創新“神秘論”。他們雖然向往上進,也崇尚創新,羨慕別人的成果,同時又覺得創新神秘莫測,高不可攀,徘徊在創新的門口。
二是創新“冒險論”,他們認為,科研創新是形式,有違常規,是“花拳秀腿”,“好看不好吃”,他們貪圖安逸,墨守陳規
共5頁,當前第1頁1,不會用心去思考如何教會學生上課,復習,也不懂得如何用科學,正確的方法去應考,更不會考慮怎樣全面提高學生素質,這種人是抵制創新的。
三是常規與創新“沖突論”,持這種觀點的教師不懂常規與教研是一體兩面的關系,他們認為科研影響日常教學,創新破壞常規秩序,不可否認,科研創新需要花一定時間和精力,創新必然要打破傳統,然而“磨刀不誤砍柴功”,創新會讓教師從新的高度去審視常規,提高效益。
為了從根本上消除教師的誤解,學校不斷借助外力、挖掘內力,利用外派參觀學習,利用周六舉辦創新論壇、創新實踐、創新反思講座,校長、副校長帶頭講創新理論、教研組長、實驗教師跟班談認識,兩年來,已舉辦講座9期,54人為創新進行了講析,外派學習63人次,印發創新學習資料16期,基本上消除了教師對創新教育的誤解。
3、學生求學信念的創新,必須樹立四種信念。
雖然好奇心是創新的首要成分,自信心也是創新不可或缺的因素。不少研究成果和經驗表明,一個人將來創造力的水平如何,在很大程度上取決于中學階段創造力發展的狀況,而學生求學過程尤為關鍵的是四種與信念直接相關的內容。一是自信的求學信念,學會說“我會”;二是自愛的求學信念,學會說“我愿”;三是自覺的求學信念,學會說“我能”;四是自主的求學信念,學會說“我敢”。既要從本質上培養學生的智力創新能力,讓他們獲取成功的學習經驗;更要從道德層面上讓他們體驗成功的喜悅,感悟失敗的痛苦,培養創新意識和能力。
二、把創新教育的“著力點”放在實踐創新的過程中
我們認為:創新教育的“著力點”應該是在實踐過程中堅持創新。立項時的“實驗”二字在去年10月的市教科院會議上,改為了“實踐”,這就意味著,初中創新教育應全方位,大面積地投入到實踐之中,在實際的教育教學中踐行創新,不讓實踐過程的每一個環節落空,針對實踐中的“實”字,我校課題組明確提出了“五不空”,一是在實踐的時空上不留空白;二是在實踐陣地上不放空炮;三是在實踐的機制上不說空話;四是在實踐的關鍵處不掛空檔;五是在實踐的進程中不行空路。
1、在實踐的時空上不留空白
我校實踐創新教育的時段,大至分為四個階段
(1)開題起步階段(2006.12~2006.7)
我們以學科課堂教學為突破口申報立項,當時確立了六個學科共8個子課題為創新研究項目,并確立了在六個班開展實驗,還成立了科研處,確定雙周六上午為創新教育學習研究固定時間,形成了系統的實驗方案。
(2)實驗運行階段(2006.3~2007.7)
根據學科與課型的不同,不斷地實踐,反復地探索,創新了不同的課堂教學模式,如語文學科的個性化作文指導:啟發——激趣——引導——動筆——互評,精讀課文教學的“導——悟——創——評”;數學課思維為主線的“準備——發現——探究——質疑——應用——延伸”;物理課的八步教學模式:設疑——操作——觀察——小結——質疑——討論——解疑——歸納;化學課的問(激活思維)——動(多維互動)——探(探索求知)——導(歸納引導)——創(應用遷移);音樂課的興趣感知——模仿感悟——參與體驗——創新展現等。課題實驗涵蓋了大多數學科,涉及到絕大多數教師。
(3)全面實踐階段(2007.9~2006.7)
是全面推行、全員參與,全方位實踐階段。即在全體教師中推廣模式,通過講、說創新研討課,寫創新實踐、創新反思論文,召開學科創新說課聽課研討會,舉辦創新論壇、創新實踐、創新反思講座,不斷調整完善各學科課堂教學的基本模式,全面摸索新的創新策略。
(4)攻堅結題階段(2006.8~12),隨著實踐的深入,借助研討會召開,利用省級新課題立項,我們發現學科創新中的國家級課程、地方性課程和校本課程以及活動性課程、展示型課程、研究性課程之間是有共性的,相對學科型課程內容而言,完全可以打破教材的束縛,最大限度地體現學生的自主性和創新性,這三類課程均以活動貫穿始終,并注重學生的探究與嘗試過程,為此,我們一方面加大這三類課程特別是綜合實踐活動課程的研究力度,另一方面以綜合實踐活動課帶動學科課的研究,努力尋找兩者之間的結合點,隨著創新課題深入開展,開放性學習的教學理念給了“自主、合作、發展”課堂教學模式的發展空間,我們相信,到結題時,教學內容的開放性,獲知過程的開放性,教師評價的開放性,師生關系的開放性,會成為創新性課堂教學的評價主體。
我校實踐創新教育的空間可謂面面俱到:
共5頁,當前第2頁2 一是科科有課題。語文有“作文個性化與閱讀個性化”、“生活源泉與個性化發展。”數學有“探究式學習研究與實驗”、“課堂教學中求異思維研究”、“英語課閱讀能力的培養與研究”、“物理合作學習研究”、“政治實踐途徑研究”、“音樂地方特色研究”、“美術鄉土教材研究”等。
二是班班有研究。開題之初,我們只確定在三個年級共六個班中開展實驗;實驗運行階段,就擴大到八個班;到今年初,已發展到全校24個班。
三是人人都實踐。創新教育教學的研究與實踐,我校107個任課教師都參與其中,人人都有自己的子課題,個個都有整套的方案計劃、實踐過程記錄、階段總結與反思,呈現在與會者面前雖然難免有些粗糙、簡單,但仍能反映出我校實踐創新教育教學的整體狀況。
2、在實踐的主陣地上不放空炮。
勿庸置疑,創新教育教學的主陣地在課堂。如何在課堂教學中突出創新能力的培養,不讓創新實踐在主陣地上放空炮,我們的主要作法是三條:
(1)以課堂教學為中心培養創新能力。
如文科教師巧用“三境”培養創新:
一是在課堂教學中創設質疑情境,鼓勵學生自主質疑去發現問題,大膽提問;二是在課堂教學中創設交流情境,有計劃地組織學生討論;三是在課堂教學中創設想象情境,變“單一思維”為“多向拓展”思維。
又如理科教師培養創新學生的“三性”:有的采用“一題多解”培養學生思維的流暢性,有的采用“一題簡解”培養學生思維的變通性,有的采用“一題優解”培養學生思維的獨特性。
(2)以創造性思維為核心培養創新能力
主要是在教學中訓練學生的三類創新性思維:
如理科主要采用“大腦激蕩法”、“反問法”、“分散法”訓練學生發散思維;文科主要采用“圖像法”、“變換法”、“情境法”訓練學生形象思維;綜合學科主要采用“設想法”“追蹤法”“類比法”訓練直覺思維。
(3)以個性化發展為重心開發學生創新能力
如學科課堂教學中的作文個性化,閱讀個性化,理科實驗個性化,信息技術個性化,綜合實踐個性化,體音美特長個性化訓練等都收到了較好效果。
3、在實踐機制上不說空話
(1)增設保障機制。首先是組織保障。自2006年春季起,學校增設了科研處,配備了一名主任,落實一名副校長專門分管;其次是時間保障。常規教學本來就時間緊,要使課題研究扎實有效,必須合理安排時間,為此,我們將周六定為課題研究時間,平時每周一次,忙時間周一次,要么“充電”:集中學業務,舉辦專題講座;要么“放電”:說課、評課、寫論文、搞制作。三是資金保障。除了圍繞科研課題增設文本論文、報告,電子課件、演示等獎勵項目外,還對周六參加專業學習的給予補助。
(2)完善管理機制。學校過去對課題研究停留在表面說教狀態,沒有從管理上真正落實,自申請立項創新教育后,我們充實了對教師綜合考核的指標,增設了課題研究項目,分配了過程量化分數。
(3)調整評價機制。一是對教師的評價:由剛性變成彈性,課題內容由缺失到充實,由只以考試成績定論到既有定論又有評論,即每學期在學生中進行一次教師教育教學綜合情況調查,反饋情況分析評價;二是對程序的評價:由輕過程重結果到過程與結果和諧統一,分值上統籌兼顧;三是對學生的評價:由單一走向多元,由只重視顯性到顯性結合,既重視直觀顯性的考試成績,又重視隱性的品德行為的成長過程,設成長記錄袋,填綜合素質卡,上文明進步榜,如胡自琴,吳又紅等一批教師長期重視學生隱性評價,一月一次紅榜表彰,形成了班風好,學風純的班務特色。
4、在實踐的關鍵處不掛空檔
(1)外派學習時不放過每一次機遇。近兩年,我們先后派出86人次赴北京、武漢、黃岡、武穴、羅田、孝感、黃梅、蘄春觀摩學習,參加研討會。
(2)內部培訓時不遺漏每一個環節。從講課、說課、評課到撰寫論文、舉辦講座,環環相扣。
(3)巧借東風時不吝惜每一回投入。創市級示范時,添置了多媒體;申報立項后,購置了攝像機;最近又全部上了網。另外還從北京郵購教學光盤,到省教所購置創新專業書,每年為閱覽室訂圖書近萬元。
(4)說課評時不停留在恭維奉承狀態。
(5)教學反思時不固步自封在經驗成績里。
5、在實踐的進程中不行空路。
無論是學校層面、實驗班級
共5頁,當前第3頁3還是參與實踐的每一位教師,自開展創新教育教學研究與實踐以來,一路上不斷地從認識——實踐到再認識——再實踐,內化創新認識,外化創新方法,物化創新成果。沿途拾起一串串“創新”果實:方案、報告、論文、案例、記錄、反思、總結、證書。
三、把創新教育的“落腳點”放在研究創新的效益里。
科研創新教育研究給我校帶來了勃勃生機,學校聲譽不斷提升,學校影響不斷擴大,教師素質得到全面提高,學生素質得到全面培養,會學習,會探究,會創造,會展現自我的優秀學生在不斷涌現。
1、學校創新氛圍越來越濃。
近幾年來學校理念創新,育人環境創新,教師教法創新,學生學法創新,可謂與時俱進。
2、學校影響越來越大。
2006年初立項實驗以來,學校步入快速良性發展軌道,2006年底學校步入黃岡市第23所、英山第一所農村示范初中行列。去年底,學校還被評為黃岡市普通初中先進單位,技術裝備同時還獲得黃岡市人事局、教育局頒發的先進單位。
圖片新聞、《推管理經驗,展示范風采》的辦學事跡多次上了《黃岡報》、《鄂東晚報》。
3、學校科研成果越來越多。
兩次參加全市創新教育階段總結會并作發言,三月又申報并立項省級“綜合實踐活動”課題,去年四月接受市教科院專家視導時推出一批階段資料與成果,獲良好評價。去年在縣教研室組織的初中教學檢查中,獲得三項先進單位:一是綜合的教學工作先進單位;二是學科競賽先進單位;三是教研教改先進單位,
4、教師整體素質越來越高。
隨著創新教育的不斷深入,教師的觀念也在不斷更新。觀念的創新帶來了教學方法的創新,方法的創新帶來了水平的提高。校長獲全省優秀教師和全縣“十佳校長”稱號,20多名教師獲省市級骨干教師稱號,1人獲得全省綜合實踐先進個人,3人奪得黃岡說課一等獎,教師的論文在刊物發表和評獎的36篇,優質課、課件獲市以上級獎的22節、件。
5、學生創新能力越來越強
學生的創新精神與實踐創新能力在新的大環境中得到熏陶和感染,課堂教學氛圍中主觀能動性得到發揮,潛能得到釋放,聰明才智得以充分展示,學生健康向上,樂觀的天性也得到自由發展。近兩年來,學生在各級各類競賽中獲國家級獎6人次,省級獎54人次,去年全市優秀藝術人才比賽,我校獲獎占全縣三分之一,學生彭湃等多篇作文發表在《中學生優秀作文遜上,尤其是在最近的第十四屆茶葉節《茶鄉放歌》全市征文中,一(8)學生王爽奪得初中組唯一一等獎(獎金500元),學生屢屢在全縣運動會、藝術節、演講賽等多項活動中獲獎。
幾點困惑
困惑之一:創新課題研究與實踐在農村初中受到一定的局限,它需要高素質的教師隊伍和較為先進的教育教學設備設施作為后盾支撐,由于財力上的困難,難免受到限制。
困惑之二:現行的教育評價體制和中考壓力對“創新”課題實踐勢必有一定的沖擊和影響,如何合理解決這一矛盾?需要作較深層次的研究。
困惑之三:由于目前正處于學生高峰期,班額過大,也是制約開展課題全方位研究的一大因素,因而如何加強教師的調控能力也是必須面對的一大課題。
“創新決定未來”。在知識經濟迅速崛起的今天,創新精神和創新能力成為經濟和社會發展的決定性因素。提高民族創新能力的關鍵是人才,基礎在教育,時代需要創新教育,創新是教育的希望所在。只有打破傳統教育的禁錮,建立全新的教育創新體系,才能為創新教育的發展注人生機和活力,大力實施創新教育又會進一步推動教育創新。從創新教育走向教育創新,是時展的必然要求。我們有理由相信,在各級教育行政業務部門指導和兄弟學校共同努力下,我校的創新教育必將開出燦爛之花。
附:
1、課題主要承擔人:詹宇意王萬利胡建議蕭本初岳伯成舒克章潘峰孫教育余盛國劉斌楊李程文斌沈立新余榮新姜文惠王林汪鵬夏運貴鄭倫松張長生畢朝暉許松華張泉王富林胡自琴方超吳又紅黃偉張梅香
2、參考文獻:葉瑞祥等主編《創新學習能力論》
周慶林著《課題研究》
董奇譯編《有效的學生評價》
李祖超、劉青春等主編湖北省教育科研成果選集》(2006.03)
執筆:蕭本初
關鍵詞:課外科技活動;目標;方法;策略
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2013)1(s)-0009-4
物理作為一門科學學科,課外科技活動是其重要的教學輔助環節。新一輪課程改革為中學物理課堂教學帶來很多新鮮嘗試。“自主學習,引導探究”成為一種主流教學模式,更是追求高效課堂的必然途徑。新課程總括起來有這樣一些理念:突破學科本位的思想,注重學生的全面發展;貼近學生的實際生活;注重科學探究,提倡學習方式多樣化;注意學科滲透,關心科技發展;倡導人文精神,關注學生終生發展;改革評價體系等。但要將課程標準落到實處。這需要教師真正內化新課改理念,創造性地“教”與“學”,還要進行必要的課外科技活動,和學生共同學習、探討與應對。在教學和、活動中引導學生建立物理思維程序,領悟前人在物理學發展過程中的物理思想和觀點,探討物理學所具備的科學思維方法,進行課外科技活動課可以很好地實現三維教學目標。
1、問題提出
在高一年級。我校物理教師結合學校實際情況和周邊環境。組織了三次較大的課外科技活動:“參觀隔河巖大壩GPS自動化監測系統”、“參觀五爪觀水電站引水工程”和“在高一年級的兩個班之間開展《關于力和運動關系》的大辯論”。通過以上三次大型的課外科技活動,我們物理組教師集體討論總結,對物理課外科技活動目標以及具體的實施策略做了深入的思考和探討。如何確定目標?確定怎樣的目標才算合適?針對這些目標該如何設置具體的實施策略?我們做了初步總結。
2、課外科技活動的目標
2.1 情商教育
“情商”在現代教育理念中是一個受人關注的亮點。崇尚科學精神。擁有合作意識是現代社會健康的社會化人格的重要組成部分。具有良好的心理素質、優秀的情感品質,勝不驕、敗不餒,不急不躁,時刻保持良好的心態是一個合格的社會人所應具有的基本素質。課外科技活動的自身特點決定了它可以很好地對學生進行這些方面的培養和鍛煉。“情商教育”是課外科技活動課的目標。
2.2 生本教育
“做學習的主人”是現代素質教育觀念中的首要一環。所有從事基礎教育的教師都有一個共同的認識:在基礎教育過程中應盡可能地使學生形成、發展學習興趣,并且保護他們的學習興趣,變“要他學”為“他要學”。然而在平常的物理課堂教學中學生對學習內容和學習過程顯得比較吃力,極易產生厭學情緒。物理學習興趣的形成和培養本來就難,而興趣的保護就顯得更難了!在課外科技活動中,可以很容易從活動的成功方面去形成、培養和保護學生學習物理的興趣,增強學習物理的熱情:同時還可以提高他們對其它學科學習的興趣。“生本教育”是課外科技活動課的目標。
2.3 方法教育
“方法”對于中學生而言顯得尤為重要。中學物理教與學的活動中,常涉及到思維的方法、操作的方法、處理的方法以及總結的方法。而在平常的課堂教學過程中,往往受到時間、條件的限制,而不能對學生進行足夠的科學方法的引導和培養。例如學習和思維方法的合理性、有效性和科學性,以及勤于動腦、動手,善于查找資料、進行集體討論等。由于課外科技活動的形式是靈活多樣的,過程是開放型的,對象是客觀實在的。所以在課外科技活動中,對于學生認識自然、理解自然以及探索自然的途徑和方法更容易得到鍛煉和培養。“方法教育”是課外科技活動課的目標。
2.4 促進學生個性發展
“個性”是現代多元化社會所必備的基礎環節。它也是現代教育觀念中提得最響亮的口號。促進每個學生的發展,使每個學生得到發展,因材施教,以人為本,發揚學生的個性和特長,為學生一生的發展做準備。課外科技活動的教學方法、教學手段以及教學評價都建立在每個學生“個性”基礎上。具體體現在教師對學生的分組、工作的分工、個別指導,以及活動后的總結。所以促使每個學生的個性發展是課外科技活動課中必須實現的目標,也是最能實現的目標之一。
2.5 知識和能力目標的實現
知識和能力目標能否順利實現也是衡量一次科技活動成功與否的重要標志。它包括對活動所涉及的知識的理解及應用能力:多學科知識的橫向和縱向聯系與發展;腦、口、手活動的協調一致和準確性等等。由于課外科技活動前期準備、活動過程以及活動后的總結都要以知識、能力為出發點和歸宿。所以說知識和能力目標必須是課外科技活動課的重要目標,但是它相對于前幾個目標而言,在平常的課堂教育教學中是比較容易去實現的。
3、具體實施策略
①“情商教育”目標的實現要以科學精神和合作意識的培養為實施方向。非智力因素在現代教育觀念中越來越受到重視。“人”的教育是現代教育理念的中心環節。因而能否促使每個學生健康、完整的社會化人格的形成是“情商教育”培養實施策略成功與否的標志。教師在課外科技活動中應注重學生的情感和培養他們堅強的意志。活動課的主角應是學生,教師的作用在于引導、肯定、鼓勵和糾正。例如在三次活動中,我們教師只是出面為學生聯系活動的地點以及學生活動中必要的參與者(專家、相關的工作人員),為活動做出合適的安排(分組、內容、注意事項等等),提供必要的安全措施和物質保障以及相關的資料等等。而在活動前期的資料收集,中期的數據采集,信息收集和后期的整理、總結過程中教師卻更多的只是“旁觀者”。這樣就給予學生足夠的空間和充足的精力去主動、熱情地投入到活動中去,讓他們樂觀的情緒帶動整體去共同高質、足量地完成活動的各項任務。活動課中教師要積極正確地面對學生在活動過程中的各種情緒反應,及時準確的為學生解決思想上的困難,為學生解決一切不良的思想因素。例如在“參觀隔河巖大壩GPS自動化監測系統”的活動中,開始學生對這一高科技產品的興趣相當高,而在具體面對時,初步聽取工作人員的講解后卻仍有大部分學生不能輕易明白這一系統的T作原理,在這種情況下明顯出現學生情緒回落的現象,而此時也正是教師作用得到體現的時刻。首先穩定學生的情緒,讓他們明了要想有所收獲就不能懼怕閑難,要有信心,要堅信自己能找到正確的解釋讓自己明白。其次讓他們知道為何不能更好地明白(原因是前期資料的收集和閱讀不夠造成的),讓他們知道活動前準備工作的必要性和重要性。再次引導他們大膽地向工作人員提問,并且可以向工作人員索要相關的信息資料。當時,在我們的積極引導和鼓勵下學生的情緒在工作人員的一次次回答中得到了回升。最后還要告訴他們必須發揮集體的力量共同研究、共同努力來尋求問題的答案,創建良好的群體關系,增強他們的合作意識。
課外科技活動開放式的學習內容和交流環境有助于幫助學生學會交際和合作,課外科技活動輔導教師不應該僅僅停在“教”學生開展活動。“管著”學生開展活動,而應該在活動中與學生建立一種合作、平等的關系;同時幫助學生之間也要建立一種合作、平等的關系。學生的角色地位也不只是求知者,而是集體中的一員、活動的主人、同學的朋友。在開展課外科技活動中要盡量發揮學生的主體作用,讓他們學會與他人合作,品嘗在與他人合作中獲得成功的歡樂,體驗1+1>2的合作力量。例如在“參觀隔河巖大壩GPS自動監測系統”活動中,我們就充分地放手讓學生去與技術員交談,同學之間相互討論;回學校后分工去查找相關資料,同桌合作撰寫科技小論文相互交流等等。例如在“《關于力和運動關系》的辯論”中充分發揮集體的力量,大家共同收集、整理資料,群策群力,讓師生都有很大的收獲。活動課后的總結也是一個必要的“情商教育”環節。在總結中應更多地對學生的付出給予充分的肯定,對他們活動的總結給予認可,促使他們自信心的形成和升華。例如在“參觀五爪觀水電站引水工程”活動后的總結會上就特別提到所有同學能一鼓作氣地登上近一千級臺階。并且在相當辛苦的條件下還能不折不扣地完成各項科學考察任務;另外對一部分同學測量引水橋高度的方法給予贊許和肯定。而在“《關于力和運動關系》的辯論”的總結中,對于正反兩方學生的表現都給予極大的表揚,肯定他們嚴謹的科學精神、良好的合作意識以及機敏的反應。
活動課中更要注意適當地對學生進行挫折教育。這便于他們發現和認識自身的不足,以至在今后的學習和生活中更好地調整自己的情緒,減少非智力因素對學習和生活的負面影響。
②對于學習興趣,主要從培養、發展和保護三個角度去把握,從這三個角度,以課外科技活動為載體去具體實施。
活動成功的一個關鍵環節,是要實現學生興趣的培養。這就要求組織者千方百計地促進學生探究興趣的提高,以保證活動的成功。
活動的內容和時間的選取要符合學生現階段的知識水平和理論基礎。切不可太簡單,也不可太難。讓學生“不能伸手就夠得著,也不可跳起來還夠不著”。例如《力與運動關系》的辯論活動的選取時間應放在牛頓運動定律還未學,但是即將要學習的時候(《力》、《直線運動》兩個基礎單元學習之后)。
活動的方式要以“開放式”為主導,盡可能人人都參與,重視每個學生的能力,發揮每個學生的作用,體現“生本教育”理念。這就要求教師在活動的布置和安排上特別細心,學生的分組要相互搭配、合理,任務的布置要以學生為本(每個學生的實際情況:特長、愛好、不足等等),設計出最合適的活動方案。
教師要熱心地參與活動,在活動中與學生打成一片,做他們的朋友、聽眾和一個平等的參與者。通過活動,讓學生“親其師,進而信其道”。參加活動的所有教師要嚴格而細致地分工,在活動中體現良好的合作意識,為學生做榜樣。在活動課開始之前,要有更多的教師參與進來,討論和制定切實可行的活動策略和詳細的活動方案。我們物理組的教師在組織幾次大型的課外科技活動課時,都將其當作一次組內的教研活動去開展,因而要求每一位物理教師都必須參與,力爭讓每一次科技活動課都能成為師生快樂而難忘的記憶。
通過課外科技活動課發展和培養起來的學習興趣要進行保護。一方面存活動中對學生參與活動的積極性和熱情要給予足夠的保護:另一方面在平常的常規教育教學活動中也要注意對學生學習興趣的保護,讓他們能夠體驗到學習的快樂和成就。
③在課外科技活動中教師應通過積極引導來幫助學生形成和完善科學的認知手段和認知方法,通過培養學生應用所學知識解決實際問題的能力來達到提高學生的認知水平,從而實現對學生的“方法”教育。
開展課外科技活動的目的是為了促進學生綜合素質和綜合能力的鍛煉和提高,參加課外科技活動的教師就應該盡可能讓學生通過自己解決問題,來尋求解決問題的科學方法和手段。例如在“參觀隔河巖大壩GPS自動化監測系統”的活動中,活動前指導學生去查找與GPS相關的資料,作好充分的準備,以便在他們直接面對GPS自動化監測系統實物的時候,能初步尋求它的基本原理。而在碰到難以解決的問題時義放手讓他們通過恰當的方法去尋求問題的答案。他們可以向系統管理員詢問,可以上網查閱相關資料,還可集思廣益,發揮大家的合力來共同解決問題。這樣既充分調動他們尋求問題答案的積極性,又引導他們對解決問題的方法進行探討,避免了學生對教師形成一種依賴思想,通過對問題的解答,從而真正地了解GPS自動化監測系統各個方面的知識,促成他們科學方法的良性形成。既培養學生發現問題的方法和能力,又培養其分析問題、解決問題的方法和能力。具體在活動中要注意這樣一些環節。一是在平常的教育教學活動中(特別是常規課堂教學)要注意對學生進行多種科學思維方法和研究方法的闡述和點撥,例如物理學中常見的一些方法:建立模型、理想實驗、控制變量、圖像法處理數據、假設法等;二是在具體活動開展之前針對這次活動的內容要有明確的與之相關的實驗方法、研究方法、數學處理方法的專題講座;三是在每次活動中都會有部分學生能提出非常有創造性和新意的方法,這種情況下無論學生的方法是否正確。教師都要給予足夠的重視并且要給予鼓勵;四是在活動的總結中要將“方法”作為一個重要的方面來進行總結,可以在活動后的板報中專門刊出某些學生的新方法,使學生在活動中形成的方法進一步得到完善,同時也讓他們在以后的學習中更加注重方法。
④“個性”目標是給予每個學生展示自我、發展和進步的機會,并實現之。十個指頭不可能一樣長,但一定要讓學生在活動中各顯所長,各盡其能,都有收獲。
在學生“共性”的前提條件下,實施“個性”培養。活動的主題只有一個,要始終保持良好的集體行為。這就要求參與活動的教師時刻保持注意。防止活動中出現一盤散沙的現象,而使活動不能達到預期的目標。在活動中我們提倡每個學生可以有自己獨特的活動方案,可以嘗試多種途徑和方法,但活動的中心卻只有一個,所有學生都必須圍繞它轉。一次課外科技活動所涉及的內容是多個方面的,各個學生可以根據自身喜好和能力自由選擇課題,自主設計方案,但都必須服務于活動課的總體任務。
在活動中教師要特別注意那些表現突出的學生。這類學生主要分為兩部分:一部分在活動中積極主動,熱情很高,樂于投入,并且常有很精彩的觀點閃現。對于這部分學生教師要重視他們的個人能力和優勢,發揮他們在集體中的作用;另一部分學生卻總是出現在某些不被人注意的角落,不喜歡出現在人多的地方,其行為方式多為單獨活動,總是在活動中表現的默默無聞,很難引起教師和同學的注意,也就很難獲得來自外界的幫助。對于這部分學生教師要通過一些面向全體學生的活動來幫助他們,例如發資料、做記錄等等;或者讓這樣的幾個學生來組成一個組,使他們的依賴性不能發揮作用,迫使他們不得不去做、去想。
在活動中教師要及時、準確、多方地聽取意見(包括學生和同事兩方面),由此不斷地對活動的進程進行有益的修正,這樣既促使活動的圓滿進行,又尊重了每個學生的意見和想法。便于他們在活動中提出更多的積極意見。教師要關心每個學生各方面的需求,創設一個平等、友愛、民主的群體關系,讓每一個學生都融入其中,使每個學生的個性都得到充分的展示和發展。教師要認真聽取每個學生提出的任何問題和要求,以提高他們的學習興趣。培養他們自尊、自信、自強和自律的品質。此外還要盡可能地為每個學生提供展示自我的舞臺和機會,具體到每次活動分組時組長的選舉,活動的分工(活動方案的設計、記錄、總結等)等。
⑤知識和能力目標的實施策略:注重融合多學科、多個方面的知識。方案的設計要體現出各個學科之間的聯系,讓學生在活動中盡可能地展示和調動自己在平常學習活動中所掌握的各個方面的知識和技能。把各個基礎學科的基本概念、規律和實踐的過程有機地聯系起來,使學生在課外科技活動的過程中提煉多個方面的知以,做到融會貫通,促進知識和技能的橫向聯系和縱向遷移。例如在“參觀隔河巖大壩GPS自動化監測系統”的課外科技活動中。讓學生了解衛星的相關知識(物理),數據處理的原理和方法(數學),應用此自動監測系統所帶來的效應(經濟和社會)。這樣可以使學生將頭腦里的基礎學科知識進行橫向聯系;將所學的理論應用到身邊的實際生活中,加深對所學內容的理解,促進知識的縱向發展;讓學生在活動中理解學習基礎學科的意義和作用,有助于提高學生廣泛學習各個方面基礎知識的積極性,幫助學生建立起一種合理的認知結構,最終發展學生的綜合能力。