時(shí)間:2022-07-07 17:01:15
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關(guān)鍵詞 :計(jì)算機(jī)科學(xué) 可視化技術(shù) 應(yīng)用
可視化這一概念自1986年提出以來(lái),在自然科學(xué)領(lǐng)域得到了快速發(fā)展,它是幫助自然科學(xué)研究者理解復(fù)雜現(xiàn)象和分析處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的重要工具。目前可視化研究成果廣泛被應(yīng)用在了航天技術(shù)、石油勘探、天氣預(yù)報(bào)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。隨著圖形、圖像等傳輸設(shè)備的性能日益提升,可視化已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展不可或缺的必備條件。
一、可視化概念
可視化是將符號(hào)轉(zhuǎn)化成幾何形狀,使研究者能夠觀察到他們研究工作的一種計(jì)算技術(shù),其改變了科學(xué)家原有的工作方式,提供給了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)事物的最新途徑,并且不斷帶給人們驚喜。
在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可視化的基本途徑一般都包括三個(gè)方面:首先,將計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、組織、交換和壓縮;其次,將處理過(guò)的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何圖元的提取,并且對(duì)幾何圖元構(gòu)建可視模型;最后,將圖形繪制并顯示。
二、可視化發(fā)展的難點(diǎn)
在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)圖形的可視化,首先是要將需要可視化的系統(tǒng)組建模型,其次分析尋找描繪組建好的模型的最佳方案,最終呈現(xiàn)可視化效果。
但在現(xiàn)實(shí)中面臨的難點(diǎn)就是很難組建需要可視化對(duì)象的模型,例如很多抽象的概念就無(wú)法進(jìn)行物理模型的組建,在計(jì)算機(jī)中也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行模擬。
三、可視化研究成果
1.流體可視化軟件
流體可視化軟件是在多個(gè)相聯(lián)系的模型下,在交互分布環(huán)境下研究暴風(fēng)雨的形成規(guī)律。這是美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心研制出來(lái)的,其工作原理是將安裝在NCSA的超級(jí)計(jì)算機(jī)CRAY-YMP與VGX工作站之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,其中超級(jí)計(jì)算機(jī)CRAY-YMP復(fù)雜模型計(jì)算,而VGX則提供用戶可接入口,進(jìn)行二維圖形和三維圖形的顯示。
2.可視化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)可視化研究成果已被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)學(xué)研究中,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)可視化。地球物理勘探過(guò)程中應(yīng)用到了可視化技術(shù)。美國(guó)SGI公司的油田開(kāi)發(fā)、油藏?cái)?shù)值模擬、石油地質(zhì)等方面都引進(jìn)可視化技術(shù),并遙遙領(lǐng)先于世界同行業(yè)中的其他競(jìng)爭(zhēng)者。
3.可視化技術(shù)在人體胚胎學(xué)中的應(yīng)用
這主要是依據(jù)美國(guó)衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)博物館的胚胎數(shù)據(jù)進(jìn)行人類(lèi)胚胎模型的重構(gòu),并將結(jié)果以三維數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn),這是醫(yī)學(xué)史上的一大進(jìn)步,預(yù)示著人類(lèi)可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)人類(lèi)形態(tài)數(shù)據(jù),并且可以對(duì)其進(jìn)行分布式計(jì)算,將醫(yī)學(xué)研究推向一個(gè)新的高度。
4.可視化技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
近代在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的CT、MRI以及PET都是醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)。這些設(shè)備能夠掃描產(chǎn)生人體病灶進(jìn)行多個(gè)方位多個(gè)剖面的圖像,使得醫(yī)生能夠清晰地判斷病人病灶的大小、位置,幫助醫(yī)生準(zhǔn)確診斷病因。而且CT與傳統(tǒng)的膠片感光成像不同的是,能夠借助計(jì)算機(jī)直接對(duì)人體器官或者組織圖像進(jìn)行重構(gòu),幫助醫(yī)學(xué)圖像實(shí)現(xiàn)二維向三維的邁進(jìn),方便醫(yī)生直接從體外觀察病人病灶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
5.可視化技術(shù)在數(shù)字博物館的應(yīng)用
數(shù)字博物館就是依靠虛擬技術(shù)對(duì)藏品進(jìn)行建模,實(shí)現(xiàn)三維可視化,在真實(shí)反應(yīng)事物數(shù)據(jù)的同時(shí),達(dá)到傳遞信息的目的。數(shù)字博物館為不同區(qū)域院校師生提供了學(xué)習(xí)平臺(tái),并且有利于全國(guó)各地的學(xué)者之間的信息互換以及信息資源共享。
6.還原修復(fù)可視化技術(shù)
這主要應(yīng)用于考古工作中,例如對(duì)于已經(jīng)破壞的古建筑場(chǎng)景以及出土的破損文物,可以通過(guò)虛擬修復(fù)進(jìn)行還原。這一過(guò)程需要將可視化技術(shù)與數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、模式識(shí)別等技術(shù)綜合應(yīng)用。
四、小結(jié)
目前,國(guó)際上可視化研究的權(quán)威機(jī)構(gòu)就是美國(guó)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心(NCSA)。早在19世紀(jì)80年代美國(guó)就進(jìn)行了大量的可視化技術(shù)研究,取得了可喜的研究成果,并且致力于將可視化技術(shù)推向更高的發(fā)展階段。隨著我國(guó)加快國(guó)際交流的腳步,國(guó)內(nèi)的清華、北大以及中科院軟件所等單位也相繼進(jìn)行可視化技術(shù)的研究。但目前,可視化發(fā)展程度較低,更高階段的可視化研究尚處于探索階段,因此,不斷完善更新計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施是促進(jìn)可視化技術(shù)快速發(fā)展的保證。
參考文獻(xiàn):
[1]韓禎祥,呂捷,邱家駒.科學(xué)計(jì)算可視化及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù),2012(2).
首先,化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課的內(nèi)容設(shè)計(jì)要抓住重點(diǎn)、突出重點(diǎn)、解決難點(diǎn)。說(shuō)課過(guò)程占用太多時(shí)會(huì)影響老師之間交流的效果,使化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課變成華而不實(shí)的“形式”。例如,在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)說(shuō)課中,老師對(duì)于實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)用具、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等都非常熟悉,在這些方面就不需要浪費(fèi)太多的時(shí)間,主要應(yīng)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題,如分組問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)操作失誤問(wèn)題等進(jìn)行重點(diǎn)闡述,并對(duì)該實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的意義、地位、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的情況等則要詳細(xì)安排、著重說(shuō)講。由此可見(jiàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課的內(nèi)容設(shè)計(jì)要分步驟、分重點(diǎn)、講策略。例如《亞硝酸鈉和食鹽的鑒別》說(shuō)課中,其重點(diǎn)內(nèi)容是物質(zhì)的鑒別,要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握物質(zhì)鑒別的基本方法,理解物質(zhì)鑒別的重要性,那么在化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)講中重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)是如何讓學(xué)生掌握物質(zhì)辨別的基本方法和認(rèn)識(shí)其重要性,而不是實(shí)驗(yàn)具體的過(guò)程和結(jié)果。其次,說(shuō)課內(nèi)容設(shè)計(jì)上應(yīng)以教學(xué)的方式方法為主。例如,如何進(jìn)行課堂導(dǎo)入,利用多媒體視頻導(dǎo)入法還是學(xué)生實(shí)踐導(dǎo)入法等,以便和同行交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn);又如怎樣引導(dǎo)學(xué)生回憶物質(zhì)鑒別的基本方法,是實(shí)例引導(dǎo)、視頻播放還是語(yǔ)言引導(dǎo)等等。以視頻導(dǎo)入法為例,在實(shí)驗(yàn)課前先讓學(xué)生觀看相關(guān)視頻,激發(fā)學(xué)生對(duì)物質(zhì)鑒別的渴望,說(shuō)課中可以將教學(xué)方法的使用設(shè)計(jì)成說(shuō)課內(nèi)容的重點(diǎn),與其他的老師進(jìn)行交流、探討。以知識(shí)回顧法進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),在說(shuō)課中就要突出“知識(shí)回顧”的內(nèi)容,如何將焰色鑒別法、試紙鑒別法、氣體鑒別法等融入教學(xué),以提問(wèn)、語(yǔ)言引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)等方法,和其他老師交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),以便選擇更有效的方法進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐。結(jié)合上述實(shí)例,化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課內(nèi)容的設(shè)計(jì)要以“怎樣教”為出發(fā)點(diǎn),系統(tǒng)、完整的表述整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程,突出重點(diǎn),重視知識(shí)內(nèi)容的拓展和深化。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課的語(yǔ)言應(yīng)用技巧
“說(shuō)”即語(yǔ)言表達(dá)是說(shuō)課的關(guān)鍵和重中之重。第一,要注意語(yǔ)言應(yīng)用的技巧和形式。如上例《亞硝酸鈉和食鹽的鑒別》說(shuō)課,在說(shuō)情景設(shè)置環(huán)節(jié)時(shí),可以結(jié)合多媒體或圖片、報(bào)紙等,用語(yǔ)言形象的描述化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中情景的設(shè)置,使其他老師看到說(shuō)課老師在化學(xué)教學(xué)中的特色,其思路能夠在說(shuō)課者語(yǔ)言的引導(dǎo)下逐漸的認(rèn)識(shí)、了解不同的教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐,以便達(dá)成化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的共識(shí)。第二,要注意語(yǔ)言應(yīng)用的節(jié)奏,如語(yǔ)言的音調(diào)、頻率等。例如,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課過(guò)程中,老師始終用一個(gè)音調(diào)、一個(gè)頻率,那么就像是唱“催眠曲”,開(kāi)始其他老師也許會(huì)打起精神聽(tīng),可面對(duì)熟悉的知識(shí),沒(méi)有新意的說(shuō)講“臺(tái)詞”,人難免會(huì)昏昏欲睡,老師之間很難達(dá)成化學(xué)知識(shí)教學(xué)的一致意見(jiàn)。如果老師能夠注意語(yǔ)言應(yīng)用的節(jié)奏,在重點(diǎn)部分提高音量、放慢語(yǔ)速,這樣有利于突出表現(xiàn)自己教學(xué)的特色和重點(diǎn),有利于與其他老師的交流和溝通。第三,注意語(yǔ)言的感染力和豐富性。應(yīng)用語(yǔ)言的幽默、唯美、情感等承載化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課中應(yīng)用幽默、風(fēng)趣的語(yǔ)言可以使其他老師產(chǎn)生“知識(shí)點(diǎn)還可以這樣理解、這樣傳授”的興趣,激發(fā)了他們聽(tīng)課的興趣,使其對(duì)說(shuō)課老師的教學(xué)模式進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究,以便給出誠(chéng)懇、科學(xué)的建議,提高教師的教學(xué)水平。
一、實(shí)習(xí)的目的和要求
教育實(shí)習(xí)的目的在于使學(xué)生把所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能綜合運(yùn)用于學(xué)校教育教學(xué)實(shí)際,鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作的能力,培養(yǎng)學(xué)生從事教育事業(yè)的責(zé)任感和使命感。
我對(duì)自己的要求是 :通過(guò)教育實(shí)習(xí),在實(shí)踐中接受職業(yè)道德的教育和訓(xùn)練,體驗(yàn)和感受教師職業(yè)的光榮感、責(zé)任感,自覺(jué)加強(qiáng)師德修養(yǎng),培養(yǎng)和鞏固獻(xiàn)身教育事業(yè)的專業(yè)思想; 深入教育教學(xué)實(shí)際,調(diào)查研究教育教學(xué)規(guī)律,學(xué)習(xí)中學(xué)教師在課堂教學(xué)和班主任工作等方面的經(jīng)驗(yàn),努力提高自身素質(zhì),縮短與合格中學(xué)教師之間的差距;加深理解所學(xué)的科學(xué)文化知識(shí),綜合運(yùn)用教育專業(yè)知識(shí)和技能,提高對(duì)基礎(chǔ)教育的認(rèn)識(shí),樹(shù)立正確的教育思想,初步掌握科學(xué)的教育、教學(xué)方法; 培養(yǎng)初步獨(dú)立工作的能力,在指導(dǎo)教師的幫助下,基本上能按照教育教學(xué)的理論,上好計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)課程,并能指導(dǎo)活動(dòng)課,學(xué)會(huì)做班主任工作;了解中學(xué)素質(zhì)教育現(xiàn)狀以及素質(zhì)教育對(duì)教師的要求,參與中學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的實(shí)踐。
二、實(shí)習(xí)內(nèi)容
(一)教學(xué)工作
依據(jù)相關(guān)的課程標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)展教材研究、備課、編寫(xiě)教案、說(shuō)課、試講、上課、評(píng)課、課外輔導(dǎo)、批改作業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)工作。注意探索素質(zhì)教育的規(guī)律,積累經(jīng)驗(yàn),提高從事教學(xué)工作的能力。
(二)班主任工作見(jiàn)習(xí)(如果有的話)
根據(jù)學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn),組織和管理號(hào)班集體,做好學(xué)生的思想教育和常規(guī)管理工作,開(kāi)展有益于學(xué)生健康成長(zhǎng)的各種活動(dòng)。
(三)調(diào)查研究
在努力做好教書(shū)育人工作的同時(shí),根據(jù)教務(wù)處擬定的參考題目或自己擬定題目(經(jīng)指導(dǎo)教師審批同意),結(jié)合教育實(shí)習(xí)的實(shí)際,有目的的開(kāi)展專題調(diào)查活動(dòng),了解所從事的教育工作現(xiàn)狀,研究與工作相關(guān)的理論和實(shí)踐問(wèn)題,寫(xiě)出有一定水平的調(diào)查研究報(bào)告。
三、要求
無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校生化制藥技術(shù)、藥品經(jīng)營(yíng)與管理、工業(yè)分析與檢驗(yàn)、藥物制劑技術(shù)這四個(gè)專業(yè)新生入學(xué)后所接觸的第一門(mén)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課,該課程的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),也為學(xué)生在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)上奠定了良好的基礎(chǔ)[1]。筆者在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的授課中,深深的體會(huì)到本課程在學(xué)生科研能力的培養(yǎng)上起著至關(guān)重要的作用,例如溶液配置、分析天平的使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等操作方法在任何一個(gè)科研實(shí)驗(yàn)中幾乎是密不可分的。因此,我們?cè)谑谡n時(shí),可以從一個(gè)科研人員的角度出發(fā),除了讓學(xué)生熟練儀器操作外,也要注意對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng),這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),無(wú)論是在今后的學(xué)習(xí)還是工作上都會(huì)頗有收益[2-3]。目前,從我校學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的基本情況來(lái)看,實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和理論基礎(chǔ)上仍有待提高。因此,筆者通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)其他院校同行的授課經(jīng)驗(yàn)[4-6],針對(duì)我校的實(shí)際情況,嘗試改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方法來(lái)達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。
1無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介
無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為我校大一學(xué)生所接觸的第一門(mén)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程,主要由無(wú)機(jī)和分析這兩塊內(nèi)容組成,但由于內(nèi)容上有些重復(fù),因此把無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡這四塊內(nèi)容與分析化學(xué)中所對(duì)應(yīng)的四大滴定方法相整合,這樣一來(lái),將重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行綜合后,不僅保證了知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,還能讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)中學(xué)到更多的知識(shí)。從教學(xué)目標(biāo)上來(lái)看,無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練除了讓學(xué)生熟練掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技能外,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考以及分析和解決問(wèn)題的能力,在無(wú)機(jī)分析的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生應(yīng)當(dāng)樹(shù)立嚴(yán)格、準(zhǔn)確的“量”的概念,為今后參加生產(chǎn)或科研打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。
2教改的具體實(shí)施內(nèi)容
2.1改革教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力,科學(xué)新穎的教學(xué)方法才能調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生才會(huì)愿意去學(xué),主動(dòng)去學(xué)。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法在授課的過(guò)程中偏重于理論講解,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫離了實(shí)際應(yīng)用。無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為兩部分內(nèi)容,分別是無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn),其中分析實(shí)驗(yàn)主要是以滴定分析為主,所涉及的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單重復(fù),因此傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在授課的過(guò)程中就會(huì)顯得單一化,無(wú)法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)這些情況,我們采用項(xiàng)目式教學(xué)方法,這一方法的改革大大提高了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性。我們?cè)陧?xiàng)目式教學(xué)法的實(shí)踐應(yīng)用中,首先根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需求,將生活和企業(yè)中的真實(shí)案例作為教學(xué)內(nèi)容,例如“牛奶或奶粉中鈣含量的測(cè)定”、“藥品中維生素C含量的測(cè)定”、“腌制品中亞硝酸鹽的測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)設(shè)為授課內(nèi)容,將需要掌握的理論知識(shí)隱含在這些典型的案例中,以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在案例的實(shí)施中,教師就好像是一名向?qū)Ш皖檰?wèn),幫助學(xué)生在實(shí)踐中掌握新的知識(shí),學(xué)生則作為學(xué)習(xí)的主體,在提高實(shí)操水平的同時(shí),也培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考的能力,可以說(shuō),項(xiàng)目式教學(xué)法是師生合作,共同學(xué)習(xí),共同完成項(xiàng)目的教學(xué)方法,非常適用于該實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。2.2實(shí)驗(yàn)安排上的優(yōu)化2.2.1精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容引用項(xiàng)目式教學(xué)法后,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的篩選就尤為重要,為了提高學(xué)生的興趣度,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇要貼近于生活,盡可能的和學(xué)生未來(lái)從事的工作相關(guān),適當(dāng)減少單純化合物的滴定分析,這樣,學(xué)生才會(huì)更加清晰教學(xué)目的,并且在今后的工作中才能做到真正的學(xué)以致用。與此同時(shí),也可以開(kāi)設(shè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生來(lái)擬題,最后由老師選定一個(gè)最佳的題目展開(kāi)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能在這個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)課題中學(xué)會(huì)相互合作、獨(dú)立思考、共同進(jìn)步。2.2.2合理分組小組實(shí)驗(yàn)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),而且也有利于他們之間的相互探討,尤其是進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí),小組合作更能加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度與上課的效率。但在小組人數(shù)分配上要做到合理,人數(shù)過(guò)多,則會(huì)使組內(nèi)的個(gè)別學(xué)生形成“搭便車(chē)”的心理,這樣就不能讓每個(gè)人都全身心的投入到實(shí)驗(yàn)中去。因此,在筆者的授課經(jīng)驗(yàn)上來(lái)看,每組最佳的人數(shù)安排應(yīng)該是2~3人左右。2.2.3培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生除了要掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技能外,還要注意樹(shù)立良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),不可在上課時(shí)喧嘩吵鬧,實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意臺(tái)面的整潔,儀器試劑原取原放,并且及時(shí)記錄下實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù),在實(shí)驗(yàn)完畢后要將儀器復(fù)原,廢紙廢液不亂丟不亂倒。2.3加強(qiáng)環(huán)保教育,樹(shù)立綠色實(shí)驗(yàn)觀念在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,必然要消耗大量的化學(xué)藥品,其中也會(huì)涉及到一些有毒有害的物質(zhì),倘若都直接倒入水槽中就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。所以,在實(shí)驗(yàn)課程中,向?qū)W生滲透一個(gè)綠色實(shí)驗(yàn)的環(huán)保理念尤為重要。(1)公共試劑統(tǒng)一配置。在滴定分析實(shí)驗(yàn)中,指示劑就是屬于實(shí)驗(yàn)中所必須用到的試劑,倘若每組都進(jìn)行配置的話不僅影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,而且對(duì)于那些使用過(guò)剩的指示劑來(lái)說(shuō)也是一種浪費(fèi)。因此,教師在實(shí)驗(yàn)前可以先對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要用到的試劑進(jìn)行劃分,屬于共用的試劑讓學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一配置,配置的原則做到寧少勿多,夠用就行。(2)節(jié)約用水。學(xué)生在洗滌儀器時(shí)要時(shí)刻提醒大家節(jié)約用水。(3)有害試劑統(tǒng)一回收處理。鉻酸洗液具有配置簡(jiǎn)單,使用方便的特點(diǎn),是實(shí)驗(yàn)室中常用的一種洗液。但由于鉻的毒性較大,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量減少該洗液的使用,對(duì)于用過(guò)后的鉻酸洗液要進(jìn)行回收,不能直接倒入水槽中。2.4科學(xué)考核,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作科學(xué)的考核制度不僅可以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真主動(dòng)的去學(xué)習(xí),還能規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。目前,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課程中,對(duì)學(xué)生的考核主要由三個(gè)部分組成,第一部分是平時(shí)成績(jī),即在項(xiàng)目式教學(xué)中,根據(jù)每個(gè)分組的學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況進(jìn)行打分,占單次成績(jī)的30%;第二部分是實(shí)操成績(jī),主要是依據(jù)每個(gè)學(xué)生的操作熟練度進(jìn)行打分,占單次成績(jī)的30%;第三部分是對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分,主要是針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的掌握情況以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否書(shū)寫(xiě)規(guī)范這兩方面進(jìn)行考核,占單次成績(jī)的40%。最后,實(shí)踐部分的最終成績(jī)?cè)儆擅看螌?shí)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)累加取平均值得出。這樣從多個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核,與過(guò)去單一的從實(shí)驗(yàn)報(bào)告上進(jìn)行打分相比,會(huì)更加科學(xué)。
3結(jié)語(yǔ)
蘇聯(lián)教育家巴班斯基曾經(jīng)說(shuō)過(guò):不存在教學(xué)方法上的百寶箱。的確,教學(xué)有法,但無(wú)定法,貴在得法。筆者在教學(xué)方法的探索上,根據(jù)本專業(yè)的性質(zhì),結(jié)合無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn),通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、加強(qiáng)環(huán)保教育等措施,對(duì)該課程實(shí)施教學(xué)改革,并在實(shí)踐中不斷推行,取得了良好的教學(xué)效果。其成果從無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系改革的角度來(lái)看,能夠滿足我校不同專業(yè)的教學(xué)要求,其次,從理論與實(shí)踐兩部分的考核結(jié)果上來(lái)看,學(xué)生在期末時(shí)的理論成績(jī)大有進(jìn)步,對(duì)大綱要求的基本理論知識(shí)都掌握的較好,在實(shí)驗(yàn)課上的積極性較往常也有所提高。
參考文獻(xiàn)
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在黨員教師當(dāng)中開(kāi)展“如果我是……應(yīng)該怎么想怎么做的”換位思考活動(dòng),要求每位教師思考一種角色去擔(dān)當(dāng),提出擔(dān)當(dāng)該種角色的相關(guān)措施和方案,上交黨支部。通過(guò)開(kāi)展這項(xiàng)活動(dòng),促使黨員進(jìn)行理性思考,促進(jìn)黨員的觀念轉(zhuǎn)變和思想統(tǒng)一,有利于黨員行動(dòng)上的步調(diào)一致。
(二)開(kāi)展“我為發(fā)展獻(xiàn)一計(jì)”活動(dòng)
每位黨員要以主人翁的姿態(tài),對(duì)學(xué)院、學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃、科研工作、研究生培養(yǎng)、本科教學(xué)、學(xué)生工作、隊(duì)伍建設(shè)、文明創(chuàng)建、黨的建設(shè)等內(nèi)容,提出建設(shè)性的意見(jiàn),尤其是對(duì)存在的問(wèn)題,提出解決的措施和辦法。
(三)開(kāi)展“崗位主人翁計(jì)劃”活動(dòng)
為實(shí)現(xiàn)學(xué)院可持續(xù)發(fā)展,每位黨員教師應(yīng)立足崗位,做好主人翁,在自己崗位上勤勤懇懇,兢兢業(yè)業(yè),提高自己在學(xué)院的貢獻(xiàn)度,為推動(dòng)學(xué)院新的發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。因此,學(xué)院將開(kāi)展“崗位主人翁計(jì)劃”活動(dòng),具體如下:
1、樹(shù)立“崗位主人翁”意識(shí)
(1)科研崗位:圍繞學(xué)院科研工作,每位黨員教師以高度的科研熱情,向科研要質(zhì)量,以高水平科研成果為目標(biāo)努力奮斗,提高個(gè)人的科研貢獻(xiàn)度,為實(shí)現(xiàn)學(xué)院科研工作可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
(2)本科教學(xué)崗位:黨員教師發(fā)揮主人翁意識(shí),把課堂作為實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值的舞臺(tái),提高課堂教學(xué)質(zhì)量,積極參加各項(xiàng)教改活動(dòng),加強(qiáng)師生間溝通,樹(shù)立身正為師,學(xué)高示范的優(yōu)秀教師形象,為本科教學(xué)打翻身仗做出貢獻(xiàn)。
(3)行政管理崗位:學(xué)院推行“勤奮度、滿意度、績(jī)效”三維一體的行政管理崗位考評(píng)新機(jī)制,行政管理人員(包括黨政領(lǐng)導(dǎo))要將切身利益與學(xué)院各項(xiàng)工作發(fā)展緊密結(jié)合在一起,與群眾滿意度緊密結(jié)合在一起,充分發(fā)揮工作積極性,提升自己在行政管理工作上的貢獻(xiàn)度,為學(xué)院教學(xué)科研發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。
(4)導(dǎo)師崗位:本科生培養(yǎng)方面,黨員教師要充分發(fā)揮班主任和導(dǎo)師的作用,積極參與到本科生“個(gè)人發(fā)展引導(dǎo)計(jì)劃”實(shí)施方案中來(lái),為本科生人才培養(yǎng)做出貢獻(xiàn);研究生培養(yǎng)方面,作為研究生導(dǎo)師要加強(qiáng)研究生學(xué)風(fēng)監(jiān)督,加強(qiáng)論文質(zhì)量監(jiān)控,做好引導(dǎo)職責(zé)。同時(shí)導(dǎo)師應(yīng)該給予研究生在生活及思想上的關(guān)心,給予人生觀的指導(dǎo),增強(qiáng)研究生對(duì)學(xué)院的歸屬感。
(5)實(shí)驗(yàn)人員崗位:實(shí)驗(yàn)室是教師科研、辦公的場(chǎng)所,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的管理是實(shí)驗(yàn)管理員主人翁意識(shí)的體現(xiàn),要從源頭杜絕違規(guī)操作和實(shí)驗(yàn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象,建立學(xué)院統(tǒng)一的貴重儀器共享平臺(tái),有效利用各類(lèi)資源,促進(jìn)科研工作,實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。
(6)輔導(dǎo)員崗位:學(xué)生輔導(dǎo)員要把責(zé)任心擺在第一位,關(guān)愛(ài)學(xué)生,做學(xué)生成長(zhǎng)的引路人。自主學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)并結(jié)合工作實(shí)踐開(kāi)展科研工作,積極參加各類(lèi)培訓(xùn),走職業(yè)化和專業(yè)化發(fā)展的道路,深入學(xué)習(xí)思想政治教育工作的方法和技能,積極有效開(kāi)展大學(xué)生思想政治教育工作。
2、制定“崗位主人翁計(jì)劃”
黨員教師圍繞“崗位主人翁計(jì)劃”,結(jié)合自己所在崗位的要求,重點(diǎn)提出個(gè)人兩年的發(fā)展目標(biāo)和具體措施。做到“四個(gè)結(jié)合”:即要把個(gè)人的發(fā)展目標(biāo)與學(xué)院的發(fā)展目標(biāo)結(jié)合起來(lái),與黨員先進(jìn)性要求結(jié)合起來(lái),與提高自身素質(zhì)結(jié)合起來(lái),與提升本職工作的績(jī)效結(jié)合起來(lái),要有針對(duì)性和操作性,便于自查和督查。
“崗位主人翁計(jì)劃”活動(dòng)作為我院教師開(kāi)展主人翁計(jì)劃的特色活動(dòng)之一,將成為我院實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)效活動(dòng)機(jī)制。
二、學(xué)生主人翁計(jì)劃
為了貫徹上海大學(xué)“主人翁計(jì)劃”的指導(dǎo)思想,緊密?chē)@“堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展、推進(jìn)內(nèi)涵建設(shè)”的活動(dòng)主題,充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)風(fēng)建設(shè)和學(xué)生活動(dòng)中的主體作用,我院的學(xué)生“主人翁計(jì)劃”將圍繞“努力培養(yǎng)合格建設(shè)者和可靠接班人”這個(gè)目標(biāo),以人為本,發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性,轉(zhuǎn)變觀念,讓學(xué)生以主人翁的姿態(tài)參與計(jì)劃、參與組織和參與管理,全面提高學(xué)生綜合素質(zhì),增強(qiáng)對(duì)學(xué)院的歸屬感和責(zé)任感,將學(xué)生的個(gè)人發(fā)展和學(xué)院發(fā)展緊密結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)共贏。
(一)開(kāi)展“換位思考”活動(dòng)。
在學(xué)生黨員當(dāng)中開(kāi)展“如果我是……應(yīng)該怎么想怎么做的”為主題的稿件征集活動(dòng),通過(guò)活動(dòng),促使學(xué)生深入思考,從自己的角度為學(xué)院、學(xué)校黨政管理、科研教學(xué)等提出具有可參考性、建設(shè)性的措施和方案,增強(qiáng)主人翁意識(shí)。
(二)開(kāi)展“我為發(fā)展獻(xiàn)一計(jì)”活動(dòng)
學(xué)生以學(xué)院主人翁的姿態(tài),對(duì)學(xué)生黨建、團(tuán)建、學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)生管理工作、教學(xué)安排、授課形式、管理模式等等暢所欲言,提出建設(shè)性的意見(jiàn)和建議,促進(jìn)學(xué)院發(fā)展,尤其是對(duì)存在的問(wèn)題,提出解決的措施和辦法。
(三)開(kāi)展學(xué)生五項(xiàng)“主人翁實(shí)施計(jì)劃”活動(dòng)
充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)風(fēng)建設(shè)和學(xué)生活動(dòng)中的主體作用,我院廣泛征集學(xué)生意見(jiàn)和建議,以下是學(xué)生提出的五項(xiàng)“主人翁實(shí)施計(jì)劃”:
1、樹(shù)立五項(xiàng)主人翁意識(shí)
(1)做學(xué)風(fēng)建設(shè)的主人翁:在學(xué)風(fēng)建設(shè)方面,學(xué)生黨員要成為主人翁,帶頭遵守課堂紀(jì)律,不遲到、不早和不缺課,在學(xué)風(fēng)檢查督導(dǎo)、聯(lián)系專業(yè)教師及學(xué)習(xí)“一幫一”活動(dòng)中充分發(fā)揮作用,為實(shí)現(xiàn)我院學(xué)風(fēng)好轉(zhuǎn)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
(2)做個(gè)人發(fā)展的主人翁:積極參加學(xué)院“個(gè)人發(fā)展引導(dǎo)計(jì)劃”的系列活動(dòng),通過(guò)參加活動(dòng)深入了解本專業(yè)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài),培養(yǎng)對(duì)本專業(yè)的興趣,積極思考未來(lái)個(gè)人努力方向,為自己的職業(yè)生涯規(guī)劃做好準(zhǔn)備工作。與此同時(shí),學(xué)院鼓勵(lì)學(xué)生為將來(lái)發(fā)展早作規(guī)劃、提早準(zhǔn)備,嘗試將學(xué)生們分成考研組、出國(guó)組、工作組、困惑組,讓每個(gè)學(xué)生作自己生涯規(guī)劃的主人翁,對(duì)自己走過(guò)的每一步負(fù)責(zé)。每組由學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng),組內(nèi)成員互相鼓勵(lì)、互幫互助,及時(shí)交流信息,尋找志同道合者在前進(jìn)路上可以并肩作戰(zhàn)、結(jié)伴同行,而困惑組的同學(xué)在周?chē)瑢W(xué)的激勵(lì)下,也終將走出困惑,加入到為未來(lái)奮斗的隊(duì)伍中,未來(lái)掌握在每個(gè)學(xué)生自己的手中。
(3)做學(xué)生管理的主人翁:學(xué)生工作的對(duì)象是學(xué)生,作為主體的學(xué)生要以主人翁的姿態(tài)關(guān)注學(xué)院各項(xiàng)學(xué)生工作的開(kāi)展。在信息透明方面,將學(xué)院網(wǎng)站和樂(lè)乎論壇作為信息公開(kāi)、學(xué)生討論的大本營(yíng),由學(xué)生自主管理學(xué)院的版塊,對(duì)于學(xué)院信息、近期活動(dòng)、各類(lèi)評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)都做到信息公開(kāi)、透明,讓學(xué)生了解、參與學(xué)院學(xué)生工作的管理,讓學(xué)生有知情權(quán)、表決權(quán)。學(xué)生可以主動(dòng)獲取信息,查看自己關(guān)注的信息及時(shí)做出反應(yīng),監(jiān)督各類(lèi)評(píng)優(yōu)評(píng)獎(jiǎng)的公正性、合理性。
(4)做社會(huì)實(shí)踐的主人翁:在社團(tuán)建設(shè)和素質(zhì)拓展方面,學(xué)生結(jié)合自身各方面特長(zhǎng)的興趣愛(ài)好,博采眾長(zhǎng),大力開(kāi)展學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)、科技創(chuàng)新和素質(zhì)拓展。結(jié)合專業(yè)特色,將環(huán)保社建設(shè)成向全校師生傳播環(huán)保理念的窗口;加強(qiáng)科技創(chuàng)新實(shí)踐,把理論構(gòu)想變?yōu)榭尚械姆桨福鰪?qiáng)動(dòng)手能力和實(shí)踐意識(shí);走出學(xué)院,走向社會(huì),自己立項(xiàng)、付諸實(shí)踐,做實(shí)踐的主人翁。在活動(dòng)中各展所長(zhǎng),經(jīng)過(guò)不斷的努力和鍛煉去收獲累累碩果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)18-0191-02
無(wú)機(jī)及分析化學(xué)是如化工工藝、食品科學(xué)與工程、環(huán)境工程等工科相關(guān)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起著重要作用。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)高等院校對(duì)大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué),一直按照無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及物理化學(xué)這一順序進(jìn)行教學(xué),這種傳統(tǒng)的課程體系過(guò)于強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容完整性,且自成體系,但使得各課程間內(nèi)容重復(fù)度大,不利于目前學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此,更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化課程體系、打破學(xué)科間的壁壘、建立新課程體系勢(shì)在必行。無(wú)機(jī)及分析化學(xué)是將原來(lái)的無(wú)機(jī)化學(xué)(或普通化學(xué))和分析化學(xué)進(jìn)行改革整合而來(lái),目前已有多種版本教材可供選擇。各校在教學(xué)過(guò)程中積累了許多寶貴的改革經(jīng)驗(yàn),取得了一定的成果?,F(xiàn)結(jié)合多年理論課教學(xué)經(jīng)歷,談?wù)勥@方面體會(huì)。
一、目前存在的問(wèn)題與發(fā)展概況
目前存在的問(wèn)題有:(1)課時(shí)與教學(xué)內(nèi)容的矛盾;(2)教材編寫(xiě)純理論化;(3)大班教學(xué)忽視學(xué)生的主體性;(4)生源高中化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊。
無(wú)機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)整合的課程改革始于20世紀(jì)80年代,首先在國(guó)家一些重點(diǎn)院校中進(jìn)行,經(jīng)過(guò)近30年的探索和實(shí)踐已逐漸得到教育界的廣泛認(rèn)可,取得了一定成果,相繼出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陳榮三教授主編的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》一書(shū)是我國(guó)最早正式出版的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材,是在1975年南京大學(xué)自編講義基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。它首次將四大滴定融入四大平衡中講授。再如華東理工大學(xué)1992年出版的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材,隨后,在1995年,由華東理工大學(xué)組織的“面向21世紀(jì)理科應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究”項(xiàng)目被國(guó)家教委高教司批準(zhǔn)為首批教學(xué)立項(xiàng)課題。在教育部有關(guān)部門(mén)和高等教育出版社的大力支持下,北京大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等數(shù)十所高校教師成立了“全國(guó)高?!疅o(wú)機(jī)及分析化學(xué)’課程建設(shè)與教學(xué)研討會(huì)”,歷次研討會(huì)對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教材建設(shè)和教學(xué)中存在的問(wèn)題都進(jìn)行了廣泛深入的討論,實(shí)現(xiàn)了課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容整合、優(yōu)化和教學(xué)體系改革,《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》 (第四版)于2002年初被列為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
針對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀,我校對(duì)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程進(jìn)行了調(diào)整,并將實(shí)驗(yàn)單列為一門(mén)課程,建立了相應(yīng)的考核方式和辦法。同時(shí),隨著全校新專業(yè)的增加,開(kāi)設(shè)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程的專業(yè)增多,課程建設(shè)力度加大,為了提高《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程組的整體素質(zhì),滿足課程建設(shè)的需要,加強(qiáng)相關(guān)人才的引入力度,逐步建立了一個(gè)完整的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程組,《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》課程在2005年獲得了學(xué)院首批精品課程建設(shè)的立項(xiàng)資助,在2008年成為蘭州理工大學(xué)的校級(jí)重點(diǎn)課程,建立了精品課程網(wǎng)站。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)改革,已建立了科學(xué)、系統(tǒng)的無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程體系,并于2008年在華中科技大學(xué)出版社的大力協(xié)助下,與五校合作正式出版了《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》。
二、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)理論課教學(xué)改革探索
(一)潛心研究,整合內(nèi)容,構(gòu)建教學(xué)新體系
原無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中包括四大化學(xué)平衡,即酸堿、沉淀、配位及氧化還原平衡,而在分析化學(xué)中也涉及相應(yīng)的四大平衡體系,這樣的教學(xué)安排,既浪費(fèi)時(shí)間,又讓學(xué)生感到枯燥。在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程的教學(xué)中,將原理和應(yīng)用知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。將原無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩門(mén)課程中內(nèi)容聯(lián)系最緊密和重疊最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”兩個(gè)部分有機(jī)結(jié)合起來(lái)。濃縮精簡(jiǎn)后的課程安排,體現(xiàn)少而精的原則,使得必須掌握的理論重點(diǎn)突出。
由于無(wú)機(jī)及分析化學(xué)內(nèi)容廣泛,涉及現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)原理、溶液平衡、化學(xué)分析、元素化學(xué)和儀器分析6大部分,這教師必須熟悉教學(xué)要求,認(rèn)真鉆研教材,潛心研究教學(xué)內(nèi)容,在吃透教材的基礎(chǔ)上,合理安排教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),課程內(nèi)容還引入了無(wú)機(jī)與分析化學(xué)學(xué)科近年來(lái)所取得的最新成果,注意了知識(shí)面的補(bǔ)充和延伸,以滿足現(xiàn)代無(wú)機(jī)及分析化學(xué)對(duì)各專業(yè)人才的基本要求。
(二)多平臺(tái)教學(xué)層次滿足不同專業(yè)要求
對(duì)于不同專業(yè),教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃的安排要有所區(qū)別,為了保證基本的教學(xué)要求和整體教學(xué)水平,不同專業(yè)開(kāi)設(shè)無(wú)機(jī)及分析課程要統(tǒng)一界定基本教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)(約占整體的75%)。以多平臺(tái)教學(xué)層次編寫(xiě)教學(xué)大綱,提出各專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的基本點(diǎn)與側(cè)重點(diǎn),以及相應(yīng)的教學(xué)方式與教學(xué)環(huán)節(jié)的要求。
(三)結(jié)合實(shí)際,改革教學(xué)方法
根據(jù)講授與自學(xué)相結(jié)合的原則,采取了靈活多樣的教學(xué)方法,抓好課堂教學(xué),確保教學(xué)質(zhì)量;采用多媒體教學(xué),在課件中配以大量圖片,一些較難的公式推導(dǎo)通過(guò)課件可以一目了然,使學(xué)生更易理解和掌握;培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力,在部分適合自學(xué)的教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)中引入自學(xué)模式,課前給出自學(xué)提綱,并將提綱中的相關(guān)部分以提問(wèn)的方式予以檢查,了解學(xué)生完成的情況,通過(guò)輔導(dǎo)答疑方式,及時(shí)了解自學(xué)的效果,使學(xué)生由被動(dòng)向主動(dòng)學(xué)習(xí)方式逐步過(guò)渡。為進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性,在教學(xué)中課開(kāi)展“部分雙語(yǔ)教學(xué)”,對(duì)章節(jié)標(biāo)題及專業(yè)術(shù)語(yǔ)標(biāo)注英文并配以中英文講解,收到良好的教學(xué)效果。
(四)介紹學(xué)科發(fā)展的前沿知識(shí)和發(fā)展動(dòng)向,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
我們的新教材中編寫(xiě)了部分前沿知識(shí)內(nèi)容,例如稀土元素化學(xué)簡(jiǎn)論、生物無(wú)機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)論、無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)簡(jiǎn)論和化學(xué)分離方法,這有助于教師在教學(xué)中,結(jié)合該領(lǐng)域的前沿研究動(dòng)態(tài),將新方法、新成果融入教學(xué)相關(guān)部分,激發(fā)學(xué)生獲取新知識(shí)、新成果的熱情,也有助于改變以教師為中心,學(xué)生上課記筆記、考前背筆記的“授業(yè)傳道”定式,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
經(jīng)過(guò)近7年的理論課內(nèi)容和教學(xué)方法的改革實(shí)踐,已初步建立了一套適合我校實(shí)際情況的無(wú)機(jī)及分析化學(xué)理論課教學(xué)體系,實(shí)踐證明該體系能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。 今后,還需進(jìn)一步使之完善,使課程教學(xué)質(zhì)量有更大提高。
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語(yǔ)言是人們交流思想的重要工具,人們常常通過(guò)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)溝通與交流。思維是一種內(nèi)在的無(wú)聲語(yǔ)言,要想有效感知學(xué)生思維,可以引導(dǎo)學(xué)生用有聲語(yǔ)言吐露展示,通過(guò)言語(yǔ)表達(dá)出思考的過(guò)程,讓思維聽(tīng)得見(jiàn)。
為了有效傾聽(tīng)到生的思維,抓住學(xué)生思維的脈搏,我鼓勵(lì)學(xué)生踴躍表達(dá)??茖W(xué)探究活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)探究活動(dòng)的成敗,為了提高探究活動(dòng)的質(zhì)效,我精心組織學(xué)生在動(dòng)手操作前開(kāi)展方案陳述,說(shuō)說(shuō)自己的活動(dòng)設(shè)計(jì),在交流中不斷完善設(shè)計(jì)。例如,在教學(xué)《折形狀》一課中,探究物體形狀與承受力的大小的關(guān)系是本課的重點(diǎn),為了提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)效,有效達(dá)成這一目標(biāo),我在學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)了探究方案后,組織學(xué)生匯報(bào)交流?!拔覀儨?zhǔn)備先用幾張紙分別折成三棱柱、四棱柱、六棱柱和圓柱,然后往上面放書(shū)本,哪一個(gè)上面放的書(shū)本多,就說(shuō)明誰(shuí)的承受力大?!钡谝恍〗M首先亮出自己的思路?!罢f(shuō)得很好,還有哪個(gè)小組有什么要說(shuō)的嗎?”我激勵(lì)其他小組參與互動(dòng),“我們覺(jué)得要用大小、輕重、厚薄相同的紙張分別折成不同形狀?!钡诙〗M予以補(bǔ)充,“我們認(rèn)為在上面疊放的書(shū)本大小、輕重要相同,否則就無(wú)法比較。”第三小組說(shuō)出自己的想法,“大家說(shuō)得非常好,在實(shí)驗(yàn)中只能有一個(gè)變量,那就是折成的形狀可以變,其他的量都不能變化,這樣才能真實(shí)有效地探究出哪一種形狀的承受力最大?”我總結(jié)道,透過(guò)學(xué)生的發(fā)言,我讀出了學(xué)生已經(jīng)考慮到在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中要關(guān)注變量的控制,學(xué)生的思路清晰,思維嚴(yán)密,考慮得都全面周到,看到實(shí)驗(yàn)的條件基本成熟,我就宣布實(shí)驗(yàn)開(kāi)始:“下面請(qǐng)各組領(lǐng)取材料開(kāi)始實(shí)驗(yàn)吧!”
二、畫(huà)圖表――讓思維看得見(jiàn)
“思維可視化”意在借助圖示語(yǔ)言把原本不可視的思維過(guò)程展現(xiàn)出來(lái),使其清晰可見(jiàn)。小學(xué)生對(duì)圖示語(yǔ)言比較敏感,圖表的直觀形象性既能幫助學(xué)生思考理解,又能促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效建構(gòu)。圖示語(yǔ)言反映了學(xué)生的思維軌跡,讓思維看得見(jiàn),我們可以透過(guò)學(xué)生畫(huà)出的圖表,分析和掌握學(xué)生的思維進(jìn)程與深度。
譬如,在教學(xué)《探究暗盒里的電路》一n時(shí),我給學(xué)生提供了一張表格紙和一張白紙,表格紙用以記錄每次檢測(cè)的現(xiàn)象,白紙用作畫(huà)電路圖。學(xué)生在利用檢測(cè)器依次檢測(cè)了電路暗盒上的每個(gè)連接點(diǎn)之后,我沒(méi)有讓學(xué)生直接打開(kāi)暗盒觀看里面的電路,而是要求學(xué)生根據(jù)檢測(cè)到的現(xiàn)象畫(huà)出暗盒里面的電路連接情況。畫(huà)電路圖是一項(xiàng)思維要求極高的活動(dòng),學(xué)生需要根據(jù)檢測(cè)中每?jī)蓚€(gè)連接點(diǎn)之間發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行判斷,依據(jù)已有的電路知識(shí)進(jìn)行推理,電路圖揭曉了學(xué)生的思維脈絡(luò)。有一組學(xué)生在記錄單中記錄的現(xiàn)象是“A-B更亮,B-A不亮”,在電路圖中的A、B兩個(gè)觸點(diǎn)之間畫(huà)的是電池,“當(dāng)檢測(cè)器連接A、B兩點(diǎn)時(shí)燈泡更亮,是因?yàn)殡娐分性黾恿穗姵?,而連接B、A兩點(diǎn)燈泡卻不亮,說(shuō)明此時(shí)電池的正負(fù)極接反了?!庇欣碛袚?jù)的匯報(bào)展示了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維,學(xué)生在科學(xué)思維中建立了電路暗盒模型,電路圖是他們思維的見(jiàn)證。
三、做實(shí)驗(yàn)――讓思維摸得到
2 比格斯的深層式學(xué)習(xí)理論
杜威在“教育無(wú)目的”的理論中強(qiáng)調(diào),教育要使學(xué)生成為教學(xué)的積極參與者,而不是漠不關(guān)心的“旁觀者”,其實(shí)質(zhì)是強(qiáng)調(diào)教育要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),因?yàn)閯?dòng)機(jī)能激發(fā)新的學(xué)習(xí)需求,這樣的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)正是教育所期待的,也就是教育所應(yīng)得的“報(bào)酬”,比格斯對(duì)上述理論作出相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)策略緊密相關(guān),進(jìn)一步研究后,提出了深層式學(xué)習(xí)方式,即這種學(xué)習(xí)是基于內(nèi)部動(dòng)機(jī)的,其動(dòng)機(jī)指向最大限度地滿足學(xué)習(xí)者的好奇心與探究興趣,深層式學(xué)習(xí)往往包含或者導(dǎo)致復(fù)雜的、情意的滿足,而這樣的滿足也是非常重要的學(xué)習(xí)結(jié)果。
這種源于自身需求的學(xué)生方式正是我們所期待的,教育教學(xué)的任務(wù)就是要將原本基于外部動(dòng)機(jī)的淺層式學(xué)習(xí)方式引導(dǎo)到深層式的學(xué)習(xí)方式上來(lái),為達(dá)到深層式學(xué)習(xí)的目標(biāo),教學(xué)設(shè)計(jì)也要改變傳統(tǒng)的“教授——接受”模式,真正讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中去。
3 深層式教學(xué)在科學(xué)課上的實(shí)施策略
深層式學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力來(lái)自學(xué)生自身的積極的情感體驗(yàn),最大限度的滿足學(xué)習(xí)者的好奇心與探索科學(xué)的強(qiáng)烈愿望,新課程理念中強(qiáng)調(diào)《科學(xué)》教學(xué)過(guò)程是一個(gè)以“感性”認(rèn)知為基礎(chǔ)的建構(gòu)過(guò)程,科學(xué)探究活動(dòng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的直接體驗(yàn),本人之所以選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)為突破口,原因由以下幾點(diǎn):首先,是由學(xué)科特點(diǎn)決定的,科學(xué)學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)科學(xué)的基本方法;第二,它是新課程所倡導(dǎo)的一種教學(xué)方法:“要積極引導(dǎo)學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于動(dòng)手,勤于實(shí)踐的意識(shí)和習(xí)慣,切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力,”;第三,實(shí)驗(yàn)教學(xué)遵循理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)原則;第四,實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知規(guī)律,同時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)還與初中生的年齡特征、思維方式相符合,初中生還是以具體的形象思維方式為主,抽象思維能力還不十分突出,理解能力、想象能力普遍不高,需要具體、直觀的感性經(jīng)驗(yàn)的支掙它最能激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力,事實(shí)上,各種實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生具有無(wú)窮的魅力,凡是上課時(shí)有實(shí)驗(yàn),學(xué)生總是十分興奮,思維活躍,注意力高度集中,所以,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的最基本的方法,最能體現(xiàn)教學(xué)的直觀性和體驗(yàn)性,而且還能激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力,是促進(jìn)學(xué)生深層式學(xué)習(xí)、表達(dá)學(xué)習(xí)價(jià)值觀的有效方法。
3.1以“問(wèn)題式”教學(xué)法激發(fā)探究欲望
國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域有觀點(diǎn)認(rèn)為:創(chuàng)設(shè)學(xué)生認(rèn)為值得思考的“問(wèn)題”情景是最符合建構(gòu)主義認(rèn)知過(guò)程和科學(xué)推理特征的教學(xué)策略,課堂教學(xué)中可以通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)、生活的經(jīng)歷作為典型事例,制造認(rèn)知沖突,提出解決問(wèn)題的需要,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)探究新知識(shí)的欲望,而后通過(guò)學(xué)習(xí)重建自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu),
教學(xué)實(shí)例1
在探究大氣壓的存在時(shí),我設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)問(wèn)題情景。
師:我們平常利用吸管吸飲料時(shí),飲料為什么能進(jìn)入你的嘴里?
生:當(dāng)然是被嘴吸進(jìn)去的噦!
師:那好,我這里有一個(gè)已消毒過(guò)的錐形瓶,里面已倒人大半的可樂(lè)飲料,說(shuō)著,我把一根玻璃導(dǎo)管插入橡皮塞,把這個(gè)橡皮塞塞緊瓶口,并使玻璃管伸入液面中,然后,我提高嗓子問(wèn):誰(shuí)想喝可樂(lè)?
學(xué)生們躍躍欲試,開(kāi)心極了,但又不好意思上來(lái),這時(shí)我讓一個(gè)大個(gè)子學(xué)生上來(lái)吸,同學(xué)們驚奇地發(fā)現(xiàn),這個(gè)學(xué)生費(fèi)了好大的勁,臉頰都漲紅了,可飲料還是吸不上來(lái),學(xué)生很想知道其中的奧妙,但此時(shí),我特意不解釋其中的道理,接著我繼續(xù)演示小試管在大試管中上升的實(shí)驗(yàn)。
我將大試管裝滿水,將小試管放進(jìn)大試管內(nèi),讓三分之一的小試管露出外面,然后迅速倒置過(guò)來(lái)(圖1)。
師:小試管會(huì)掉下來(lái)嗎?
生:大多數(shù)大聲回答“會(huì)”,有幾個(gè)不敢肯定,但又不知道將會(huì)發(fā)生怎樣?
我把拿住小試管的手移開(kāi),水從大小試管的間隙流出,小試管卻徐徐上升,此時(shí)此刻,學(xué)生的好奇心和和探究欲被充分調(diào)動(dòng)起來(lái),新觀察到的現(xiàn)象與腦子里固有認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了沖突,“要我學(xué)”完全變成了“我要學(xué)”。
師:同學(xué)們想知道其中的奧秘嗎?那我們就得來(lái)探究一下大氣壓……
3.2以“行為實(shí)踐”強(qiáng)化科學(xué)概念
著名教育家馬芯蘭老師曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“兒童的智慧,在他的指尖上”,現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為,要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué),而不是用耳朵聽(tīng)科學(xué),廣泛的研究表明動(dòng)手實(shí)踐最易激發(fā)中小學(xué)生的思維能力與想象能力,通過(guò)手腦協(xié)調(diào)的直接體驗(yàn)可以促進(jìn)由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的第一次“飛躍”,新課程的理念是,科學(xué)知識(shí)應(yīng)由學(xué)生本人在科學(xué)中去發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造出來(lái)的,而不是由教師“灌輸”給學(xué)生因此,從“做中學(xué)”是激發(fā)學(xué)生深層式學(xué)習(xí)方式有效手段。
教學(xué)實(shí)例2 在學(xué)習(xí)種子的萌發(fā)所需的條件時(shí),前一個(gè)星期我就先發(fā)給每個(gè)學(xué)生二十粒向日葵種子,讓他們分別放在干燥的沙子里、潮濕的沙子里、潮濕的沙子里并放入冰箱中、水中,(農(nóng)村初中的孩子沙子容易找到,且沙子疏松里面空氣多,種子萌發(fā)容易),等到上課這一天,學(xué)生拿著自己的實(shí)驗(yàn)成果,看著通過(guò)自己精心培育后萌發(fā)的幼苗,心情非常激動(dòng),由于學(xué)生經(jīng)過(guò)親身體驗(yàn),再讓學(xué)生分析種子萌發(fā)的條件時(shí),個(gè)個(gè)學(xué)生談起來(lái)都是頭頭是道,知識(shí)掌握得非常牢固。(圖2)
在教學(xué)過(guò)程中,教師盡可能的刺激學(xué)生的耳、眼、觸角等感覺(jué)器官,強(qiáng)化科學(xué)教學(xué)的直觀性與體驗(yàn)性,如:在學(xué)習(xí)力的作用是相互的、慣性知識(shí)、壓強(qiáng)與壓力大小和受力面積大小的關(guān)系、滑動(dòng)摩擦與滾動(dòng)摩擦的比較、氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系、光的折射等,學(xué)生都可通過(guò)自己的手、筆、紙、杯子、桌面、鉛筆盒、水等身邊的物品完成一系列的實(shí)驗(yàn),教師還可讓每個(gè)同學(xué)參與密度計(jì)、潛望鏡、化學(xué)指示劑等一系列的小制作,經(jīng)過(guò)學(xué)生親身的體驗(yàn),可強(qiáng)化感性認(rèn)識(shí)的過(guò)程,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,加深對(duì)科學(xué)概念或規(guī)律的理解,同時(shí)可以減少一部分同學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的恐懼
感,使學(xué)生感覺(jué)到原來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)就在我們的舉手投足之中。
3.3以“認(rèn)知糾正”建構(gòu)新知識(shí)體系
認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的科學(xué)“前概念”,源于學(xué)生長(zhǎng)期、大量對(duì)日常生活中科學(xué)現(xiàn)象的觀察和感知,最終自發(fā)建構(gòu)于認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,由于學(xué)生的心智水平不高,認(rèn)知結(jié)構(gòu)不完善,學(xué)生從自己的角度出發(fā),通過(guò)感覺(jué)、知覺(jué)、表象等直觀、表象去感受科學(xué)現(xiàn)象,較少對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)進(jìn)行抽象與概括,極易產(chǎn)生一整套非科學(xué)概念圍繞“前概念”建立起來(lái)的一種特有的錯(cuò)誤思維,稱為“相異構(gòu)想”。
認(rèn)知中的相異構(gòu)想,在學(xué)生中具有廣泛性和普遍性,如:“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”這一相異構(gòu)想,從兩千多年前的亞里土多德到現(xiàn)代的學(xué)生,幾乎人人發(fā)生。
由于相異構(gòu)想是學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已形成的模式或是自己長(zhǎng)期生活中“切身體驗(yàn)”到的東西,也是學(xué)生最初認(rèn)識(shí)自然界所憑借的工具,很容易形成思維定勢(shì),會(huì)成為進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)時(shí)頑固障礙,如:馬拉車(chē)前進(jìn)問(wèn)題中,要糾正學(xué)生的相異構(gòu)想——“馬拉車(chē)的力大于車(chē)?yán)R的力”是十分困難的,雖然學(xué)習(xí)牛頓第三定律后,這個(gè)觀點(diǎn)有所改變,但過(guò)一段時(shí)間,又可能重新恢復(fù),相異構(gòu)想還會(huì)影響學(xué)生對(duì)科學(xué)新知識(shí)的同化和順應(yīng),甚至歪曲新知識(shí)的意義,阻礙新知識(shí)的學(xué)習(xí)和正確概念的形成,這是不少學(xué)生感到科學(xué)難學(xué)的原因之一,而科學(xué)實(shí)驗(yàn)恰好是糾正“前概念”,讓學(xué)生的概念“清”起來(lái)的最佳方法,如:伽利略的兩個(gè)鐵球同是落地實(shí)驗(yàn)有力地糾正亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
教學(xué)實(shí)例3 學(xué)生一直認(rèn)為,兩個(gè)隊(duì)拔河,贏的原因是這一邊的人的力氣大,在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)中,我叫一名體格強(qiáng)壯的男同學(xué)和一名瘦弱的女同學(xué)在講臺(tái)前進(jìn)行拔河比賽,
師:我們要求這兩位學(xué)生盡自己的水平發(fā)揮,你們猜誰(shuí)會(huì)贏?
生:當(dāng)然是男生贏!
師:那還說(shuō)不定!
接著我讓這位男生穿上旱冰鞋,說(shuō):“準(zhǔn)備好了嗎?現(xiàn)在開(kāi)始!”一會(huì)兒工夫,女生以大贏而告終,從而既講清了影響滑動(dòng)摩擦力大小因素,又糾正了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相異構(gòu)想。
教學(xué)實(shí)例4 在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)以后,下課的時(shí)候,有兩位同學(xué)跑到辦公室,帶著疑惑的神情問(wèn)我:“老師,串聯(lián)電路中的電流怎么會(huì)處處相等”?
此時(shí)我不急于回答他們,反問(wèn):
師:那按你們自己的理解應(yīng)該是怎樣的?
生:應(yīng)該是逐漸減少的!
師:為什么?
生:你上課說(shuō)過(guò),電流可比作水流,我們學(xué)校食堂里的洗手槽里有許多水龍頭,我們把水龍頭比作是用電器,它們排在一起可看作是串聯(lián),在打開(kāi)所有的水龍頭時(shí)我們發(fā)現(xiàn),后面的幾個(gè)水龍頭流出來(lái)的水要比前面的幾個(gè)要少,所以我們認(rèn)為在串聯(lián)電路中,隨著用電器的工作,電流從正極出發(fā),流進(jìn)負(fù)極時(shí),電流應(yīng)該逐漸減少。
師:不好這樣去理解電流,因?yàn)樗谑褂眠^(guò)程中,隨著水的消耗,水壓在發(fā)生改變,而用電器在使用過(guò)程中,消耗的是電能而不是電流,電流只是起傳遞電能的作用,好比圖3,水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程中,流入水輪機(jī)的水與流出的水輪機(jī)的水是相等的,減小的是水的勢(shì)能,但水的流量并沒(méi)有減少,
學(xué)生這時(shí)已基本上搞清串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn),為了進(jìn)_步證實(shí),我與這兩個(gè)學(xué)生按照?qǐng)D4連接好電路圖,把電流表分別放在A、B、C,測(cè)出這三處的電流值,用實(shí)驗(yàn)來(lái)糾正學(xué)生腦海中“前概念”,讓學(xué)生心服口服。
3.4以“自主實(shí)驗(yàn)”培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)
教學(xué)實(shí)踐表明,“濃厚的興趣能補(bǔ)智能的不足,持久的興趣會(huì)導(dǎo)致發(fā)明創(chuàng)造”,即所謂的“實(shí)踐出真知”,心理學(xué)家布魯納認(rèn)為:“學(xué)習(xí)最好的動(dòng)機(jī)是對(duì)所學(xué)的東西感興趣”,用學(xué)生自己創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣,不僅尊重了學(xué)生的人格,活躍了學(xué)生的思維,而且是把學(xué)生的學(xué)習(xí)方式引導(dǎo)到深層式的學(xué)習(xí)方式上來(lái)的最佳方法,中學(xué)生正處于身心迅速發(fā)展的階段,他們思維能力十分活躍,創(chuàng)造性強(qiáng),學(xué)生在平時(shí)的生活或玩耍中,自發(fā)或不自發(fā)地構(gòu)建許多知識(shí)、技能,一旦得到開(kāi)發(fā),就能強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn),并將知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性的發(fā)揮,
【背景】九年級(jí)科學(xué)在講《物體的內(nèi)能》時(shí),課本中設(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)用于說(shuō)明“氣體對(duì)外做功,內(nèi)能減少”,實(shí)驗(yàn)用一了吸濾瓶,瓶?jī)?nèi)裝入少量的水,并滴人幾滴酒精;用氣筒往瓶?jī)?nèi)打氣,當(dāng)塞子跳出時(shí),瓶口出現(xiàn)濃霧以此達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,但我和其他科學(xué)老師做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)多次,發(fā)現(xiàn)成功的幾率較少,如果瓶塞沒(méi)塞緊,它跳出來(lái)時(shí)瓶口霧氣就較少或根本看不到現(xiàn)象;如果把瓶塞塞得太緊,并讓別人幫忙把瓶塞壓一會(huì)兒,又怕里面的氣壓太大,使瓶子炸裂,造成傷害,總之,教師都是怕做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的,但又想不出好的方法來(lái)替代它,轉(zhuǎn)眼到了上課時(shí)間,我只好又按課本中的辦法給學(xué)生演示,等我在學(xué)生的幫助下,做了幾次實(shí)驗(yàn)才勉強(qiáng)成功,準(zhǔn)備向?qū)W生解釋其中的能量變化的時(shí)候,只見(jiàn)一個(gè)男生舉手并站起來(lái)說(shuō):“老師,這個(gè)實(shí)驗(yàn)我有更好的辦法”,“好,那你就上來(lái)試試”,只見(jiàn)他手里拿了一個(gè)喝剩的純凈水瓶,里面只剩少量的水,走上講臺(tái),先把瓶蓋擰好,然后一只手握瓶身的上半部分,一只手握瓶身的下半部分,像擰衣服一樣,將下半部分瓶身往一個(gè)方向擰,只見(jiàn)上半部分越來(lái)越鼓,擰到一定程度,他將瓶口對(duì)著天花板,上面的手用手指在瓶蓋上順著開(kāi)瓶的方向用力快速地一刮,“砰”一聲巨響,瓶蓋沖出去了,瓶口迅速升起一股濃濃的白霧,效果非常明顯(圖5),全班同學(xué)都為他的精彩表演不由自主地鼓起掌來(lái),接下來(lái),學(xué)生與老師一起來(lái)分析其中的能量轉(zhuǎn)化時(shí),全班同學(xué)的學(xué)習(xí)氣氛特別輕松活躍,這位男同學(xué)也更加認(rèn)真地參與。
3.5以“多媒體”手段豐富課堂體驗(yàn)元素
多媒體信息技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是能提供大量的圖象、圖形、動(dòng)畫(huà)、視頻以及各種音頻信息,為教學(xué)創(chuàng)設(shè)仿真的或虛擬真實(shí)的情境,在科學(xué)課堂上能迅速引起學(xué)生的高度注意力,有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維、判斷和推理的能力,使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)者變成始終高度學(xué)習(xí)積極性的主動(dòng)參與者,從而避免了抽象的解說(shuō)和枯燥的練習(xí),極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)教學(xué)不可或缺的有機(jī)組成部分。它在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能,深入掌握化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神與能力上發(fā)揮著重大作用?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的重要組成部分,它擔(dān)負(fù)著幫助學(xué)生查缺補(bǔ)漏、鞏固提升的使命。
學(xué)校及教師都高度重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課,但傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課存在許多不足。教師演示、學(xué)生分組復(fù)習(xí)全部學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):1)復(fù)習(xí)用時(shí)多,工作量大;2)缺乏針對(duì)性,學(xué)生不能有效地查缺補(bǔ)漏、鞏固提升;3)浪費(fèi)資源,不夠環(huán)保,存在安全隱患。
針對(duì)以上問(wèn)題,筆者立足學(xué)?,F(xiàn)代教育技術(shù)資源,充分發(fā)揮信息技術(shù)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、超時(shí)空性等優(yōu)點(diǎn),積極探索實(shí)踐信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課整合的“專題網(wǎng)站+仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”模式,著力給予克服,切實(shí)提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的效率與質(zhì)量。
2 搭建化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)專題網(wǎng)站,拓寬復(fù)習(xí)時(shí)空
復(fù)習(xí)網(wǎng)站設(shè)有復(fù)習(xí)專題、達(dá)標(biāo)檢測(cè)、中考題集三個(gè)內(nèi)容模塊,用戶登錄、留言板兩個(gè)功能模塊。
2.1 復(fù)習(xí)專題
復(fù)習(xí)專題下設(shè):1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練(一);2)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練(二);3)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液;4)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì);5)探究燃燒的條件;6)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì);7)酸、堿的化學(xué)性質(zhì);8)溶液酸堿性的檢驗(yàn);9)粗鹽中難溶雜質(zhì)的去除;10)金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)子模塊。
每個(gè)子模塊下設(shè):
1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。以?jiǎn)明的語(yǔ)言幫助學(xué)生學(xué)習(xí)或再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)、觀察及操作部分所應(yīng)達(dá)到的具體要求,減少?gòu)?fù)習(xí)活動(dòng)的盲目性和隨意性。
2)實(shí)驗(yàn)用品。以文字與圖片相結(jié)合的方式給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)用儀器、藥品及其他用品,生動(dòng)直觀地幫助學(xué)生為實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
3)實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié),使用二維表格展示。①實(shí)驗(yàn)步驟,準(zhǔn)確有序地展示出實(shí)驗(yàn)操作指令。為規(guī)范學(xué)生的操作行為、增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識(shí),在必要處給出溫馨提示,提示內(nèi)容可鏈接演示動(dòng)畫(huà)、圖片等。如在講解用高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí),制好氧氣后,先將導(dǎo)管移出水面后熄滅酒精燈,順序不能顛倒。為加深學(xué)生印象,用Flash演示先熄滅酒精燈,由于熱脹冷縮,水被倒吸入試管中,導(dǎo)致試管破裂這種危險(xiǎn)、失敗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。③分析與結(jié)論。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況,從實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥、實(shí)驗(yàn)拓展、生活中的實(shí)驗(yàn)幾個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行畫(huà)龍點(diǎn)睛、提升拓展,使學(xué)生知其然還要知其所以然,以達(dá)到能夠遷移應(yīng)用的目標(biāo)。②③這兩部分內(nèi)容初始設(shè)為空白,放置按鈕,點(diǎn)擊彈出答案窗口,供基礎(chǔ)好的學(xué)生自我檢查、基礎(chǔ)差的學(xué)生學(xué)習(xí)。
4)達(dá)標(biāo)檢測(cè)、中考試題鏈接按鈕。點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的檢測(cè)與中考題,以使學(xué)生通過(guò)習(xí)題及時(shí)得到復(fù)習(xí)反饋。
5)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)用品、實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)分別配上視頻講解。每一部分的腳本組織全?;瘜W(xué)教師共同編寫(xiě),安排綜合素質(zhì)高的教師在學(xué)生熟悉的學(xué)校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行講解、演示操作并錄制,以增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)同感,增加視頻講解的親和性。
這樣每一個(gè)復(fù)習(xí)專題在內(nèi)容呈現(xiàn)上實(shí)現(xiàn)圖文并茂、動(dòng)態(tài)靜態(tài)互映的最佳狀態(tài),既能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者多種感官施加影響以提升復(fù)習(xí)效果,又能給不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生提供可選擇的復(fù)習(xí)途徑;內(nèi)容的編排上有學(xué)有練,練習(xí)有基礎(chǔ)有提升,復(fù)習(xí)導(dǎo)向明確,反饋及時(shí)。
2.2 達(dá)標(biāo)檢測(cè)與中考題集
達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容按復(fù)習(xí)專題設(shè)置,其目的在于檢測(cè)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的達(dá)成度,題型有選擇、填空與簡(jiǎn)答,難度在中等以下;中考題集有針對(duì)專題的內(nèi)容也有綜合性的,精選一些中考試題,檢測(cè)學(xué)生復(fù)習(xí)效果,指引復(fù)習(xí)方向。每一檢測(cè)頁(yè)面由表單把學(xué)生完成情況提交給服務(wù)器,供教師了解學(xué)生知識(shí)與技能掌握情況,以指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí),同時(shí)打開(kāi)給出答案的檢測(cè)題頁(yè)面供學(xué)生核對(duì)。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)與中考題集單獨(dú)設(shè)置是為了讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生能直奔主題,快速地了解知識(shí)與技能掌握的程度,以有針對(duì)性地進(jìn)行復(fù)習(xí)。
2.3 用戶登錄
用戶登錄,能使教師了解學(xué)生復(fù)習(xí)活動(dòng)的大致情況;留言板用于師生、生生之間解疑答難,交流情感,相互激勵(lì)。
此網(wǎng)站的目標(biāo)在于讓基礎(chǔ)較差的學(xué)生盡快從認(rèn)知層面掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并為進(jìn)行仿真與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)備原型;幫助基礎(chǔ)較好的學(xué)生快速重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能,鞏固相關(guān)化學(xué)知識(shí),提升應(yīng)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能解決問(wèn)題的能力。
網(wǎng)站搭建在學(xué)校服務(wù)器上,通過(guò)學(xué)校網(wǎng)站主頁(yè)鏈接打開(kāi),學(xué)生可以在校內(nèi)外隨時(shí)訪問(wèn),開(kāi)展復(fù)習(xí)。這樣學(xué)生可在課余時(shí)間自主復(fù)習(xí),學(xué)生可以在復(fù)習(xí)課上以此為藍(lán)本進(jìn)行復(fù)習(xí)。為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生復(fù)習(xí)的指導(dǎo),教師有計(jì)劃地開(kāi)放復(fù)習(xí)內(nèi)容,每次開(kāi)放2個(gè)專題內(nèi)容,讓基礎(chǔ)差的學(xué)生能夠跟上,基礎(chǔ)好的學(xué)生也能吃飽。
3 走進(jìn)化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室,打開(kāi)廣闊探究空間
中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
文件編號(hào): 1003 - 7586(2016)11 - 0005 - 03
學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)主要指學(xué)生應(yīng)具備的,能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。“圍繞核心素養(yǎng),發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)力”將被設(shè)定為“后課改時(shí)代”的核心目標(biāo),在知識(shí)以加速度更新的時(shí)代,要擁有可持續(xù)發(fā)展能力,“學(xué)力”當(dāng)然要比“學(xué)歷”更重要!幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取這種比“學(xué)會(huì)多少知識(shí)”更為重要的能力的方法很多,思維可視化就是其中的一種方法。
思維可視化概念是由華東師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所思維可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心劉濯源主任首先提出,“思維可視化”是指運(yùn)用一系列圖示技術(shù)把本來(lái)不可視的思維(包括思考方法和思考路徑)呈現(xiàn)出來(lái),使其清晰可見(jiàn)的過(guò)程?!氨豢梢暬乃季S”更有利于理解和記憶,因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能。學(xué)習(xí)力是把知識(shí)資源轉(zhuǎn)化為知識(shí)資本的能力,是指接受新知識(shí)、新信息并用所接受的知識(shí)和信息分析問(wèn)題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題、解決問(wèn)題的智力,主要包括感知力、記憶力、思維力、想象力等。筆者將以人教版《必修1?分子與細(xì)胞》第四章“光合作用”一節(jié)為例,探討如何基于思維的可視化提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力。
1 建構(gòu)模塊思維導(dǎo)圖,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科觀念
生物學(xué)知識(shí)的前后內(nèi)容具有連續(xù)性、邏輯性,整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)相對(duì)系統(tǒng)和完善,但學(xué)生對(duì)于生物學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是在經(jīng)過(guò)自我內(nèi)化后才形成的,其知識(shí)結(jié)構(gòu)可能沒(méi)有一定的邏輯性和條理性。為了讓學(xué)生理解每個(gè)模塊所呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)材料的邏輯結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系,在每個(gè)模塊學(xué)習(xí)前,教師可讓學(xué)生根據(jù)教材目錄繪制思維導(dǎo)圖。在此基礎(chǔ)上,教師著重強(qiáng)調(diào)章與章之間的內(nèi)在聯(lián)系,從整體上理解每個(gè)模塊內(nèi)容,以幫助學(xué)生理解知識(shí)之間的相關(guān)聯(lián)系。以人教版《必修1?分子與細(xì)胞》為例,該模塊是以“細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)”為主線構(gòu)建知識(shí)體系的,學(xué)生根據(jù)教材目錄可繪制如圖1思維導(dǎo)圖。
在開(kāi)始第四章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”學(xué)習(xí)之前,把上述思維導(dǎo)圖再次呈現(xiàn),這樣可以讓學(xué)生不斷強(qiáng)化該模塊的知識(shí)結(jié)構(gòu),定期提醒學(xué)生及時(shí)將所學(xué)的內(nèi)容納入該模塊中,以此構(gòu)建更大的知識(shí)組織構(gòu)架,形成一個(gè)總體的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
2 建構(gòu)章節(jié)結(jié)構(gòu)圖,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效能
在進(jìn)行章節(jié)學(xué)習(xí)之前,教師讓學(xué)生根據(jù)本章節(jié)目錄,分析本章教材各節(jié)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,簡(jiǎn)要畫(huà)出本章節(jié)知識(shí)的結(jié)構(gòu)圖,如圖2所示。
本章是貫穿全書(shū)的主線,前幾章探討了細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、同外界的物質(zhì)交換,本章探討細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)能量的供應(yīng)和利用。后續(xù)章(第六章)探討細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的發(fā)展變化規(guī)律。本章的邏輯起點(diǎn)是細(xì)胞生命系統(tǒng)的維持需要從外界輸入能量;中心問(wèn)題是外界能量如何輸入細(xì)胞及如何被細(xì)胞所利用。當(dāng)本章學(xué)習(xí)結(jié)束后,在學(xué)生自主、小組合作或教師引導(dǎo)下繪制本章較為復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖(圖3)。
在章節(jié)學(xué)習(xí)中,雖然各節(jié)具體內(nèi)容不同,但都圍繞一個(gè)主題,知識(shí)結(jié)構(gòu)化有利于知識(shí)的鞏固和記憶。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)信息被聯(lián)系到了一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)上時(shí),就會(huì)有更多的回憶路徑,從而比較容易得到恢復(fù);網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)愈好,所需記憶的信息就愈少,因?yàn)閷?duì)個(gè)別部分的記憶可以來(lái)自對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的記憶。
3 建構(gòu)圖群讓新知識(shí)在原有知識(shí)上生長(zhǎng),培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念
“光合作用”一節(jié)在整個(gè)第四章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”乃至整個(gè)高中教材中都處于重要地位。有關(guān)光合作用的知識(shí)是整個(gè)高中教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。學(xué)生在初中生物課中已學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)光合作用的知識(shí),在生活實(shí)踐中也對(duì)光合作用有所了解。在“分子與細(xì)胞”模塊的前幾章,學(xué)生已學(xué)習(xí)了與光合作用相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)(葉綠體)和物質(zhì)(ATP、酶)等。在教學(xué)過(guò)程中,教師要為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供必要的指導(dǎo)和知識(shí)鋪墊。在學(xué)習(xí)光合作用一節(jié)開(kāi)始時(shí),教師可呈現(xiàn)如圖4、圖5從宏觀到微觀、變抽象為具像的一組圖片促進(jìn)學(xué)生建立細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一,生物體部分和整體相統(tǒng)一的生物學(xué)科核心素養(yǎng)的“生命觀”。這樣學(xué)生已有的正確知識(shí)就會(huì)被學(xué)生順利提取,可以顯著提高對(duì)原有知識(shí)的激活和應(yīng)用。
就學(xué)習(xí)而言,學(xué)生不斷地將新學(xué)習(xí)的知識(shí)聯(lián)系到頭腦中原有的知識(shí)圖式之中,利用原有的圖式對(duì)新知識(shí)進(jìn)行組合,使其與原有圖式發(fā)生聯(lián)系,以便對(duì)新知識(shí)進(jìn)行理解。把新知識(shí)與學(xué)生原有圖式進(jìn)行聯(lián)系的過(guò)程,就是學(xué)生理解知識(shí)的過(guò)程。新知識(shí)一旦與學(xué)習(xí)者頭腦中原有的知識(shí)聯(lián)系起來(lái),有意義學(xué)習(xí)就發(fā)生了,學(xué)生理解了新的知識(shí),包含新知識(shí)的圖式更新了原有的圖式。從學(xué)習(xí)的一般過(guò)程看,學(xué)習(xí)是新的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)相互作用,形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程。已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)影響著后續(xù)的學(xué)習(xí)。
4 構(gòu)建概念模型突破學(xué)習(xí)重難點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的理性思維