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现代建构主义学习观认为,学习过程实质上是一个构建知识系统的过程。这里“建构”有两方面的含义:第一,新知识是借助已有的经验,超越所提供的新信息而建构的;第二,改造和重组原有的知识经验以适应新知识,从而形成新的认知结构。数学中的新旧知识有一个同化顺应的过程,学生在此过程中会自觉不自觉地将旧知识的结论或方法运用到新知识上,从而根据自己现有的知识和经验建构新知识体系。
数学教学过程是以数学学习为目的的实践活动。而数学学习,正确的方法是实行“实践和再创造”。正如荷兰数学教育学家弗赖登塔尔教授所说,是由学生本人把要学的数学知识通过实践去再发现、再创造出来。学生是认知的主体,是直接参与研究、实践和探索的主体。
一、立足课堂,让学生成为研究者
毫无疑问,在国内的学校教育中,数学教学仍然以课堂为主阵地,课堂教学是使学生获取数学知识的主渠道。数学课实践教学,并非像物理、化学实验那样有专门的实验课,也并不完全体现在一定要采用“走出去”的形式,而是体现在是否真正地让每一个学生都成为获取知识的研究者,身临其境地去发掘知识。这个实践性,体现在三个方面。其一,揭示知识背景。从数学家的废纸篓里寻找实践的痕迹,让学生看到,面对一个新问题他们是如何去实践的。其二,创设问题情境。要让学生亲自去实践、去研究,教师要给学生一个形象生动的、实在的对象,使学生亲临其境,体验研究的氛围。其三,暴露思维过程。教师不仅要提供成功的范例,还应展示失败和挫折,让学生了解在实践探索中的艰辛和反复。
比如,讲述直角坐标系时,我们用两条竹竿,装上箭头,画上长度单位,让学生把这两根竹竿以互相垂直的状态平放在学生座位中,以某个学生作为原点,然后让其他学生说出自己的坐标。教师启发研究:1)不确定原点,能确定每个同学的位置吗2)不确定竹竿上的长度单位行吗3)没有箭头的竹竿,能确定那个方向吗这样,坐标系三要素也就非常清楚了。即使是三维坐标系,只要用三根竹竿,也可找出不同楼层的学生座位的坐标。这种实践教学法,比黑板上画两条、三条直线表示坐标系高明多了。可以试想一下,通过这种实践教学,整个课堂是多么的生动,学生身处其中,由被动的学习者成为问题的研究者,从而活跃了学生的思维。
数学思维的形成其实是一个很自然的过程,学生的数学知识建构也是一个自然的过程。课堂是学生获得知识的主阵地,课堂也应成为学生实践的主要场所。研究不一定非到专门的“研究室”,课堂就是学生的“研究室”。教师不必包揽学生的一切,学生自己可以做的事就让他们去做吧,尽管有时候他们是那么的幼稚,也曾走了那么一段弯曲的小道。
二、突破传统,让学生成为探索者
在传统的数学教学中,是教师先作讲解,而后让学生去做练习,尝试解答有关的习题。其潜在的假设是学和做是两个过程,通过教师讲而学,通过做来巩固学。建构主义学:习观的教学理念是,作为认识对象的知识不像实物一样,可以由教师传给学生,学生的数学知识不是由教师“教”会的,而是由学生自己“做”会的。因此,建构主义学习观以另一种路径来设计教学,即在“做”中学,在解决问题过程中学。在这个过程中,教师要帮助学生突破传统的想法和做法,让学生以“探索者”的身份积极投身到教与学的活动中。课堂上的教学活动,在师生之间应有问有答,有议论、有研讨、有质疑,有成功也允许失败。比如,在数学问题的设置中,通常是给出已知条件,求解未知结论,而且在传统中往往给出的已知条件恰好够用,不多不少。能不能在课堂的教学中,数学问题的设置给出的已知条件可以多一些,让学生去分析,删除一些多余的条件;或者少给一些条件,让学生补充;是否可以给出问题的结论要求,让学生探求结论成立的条件;甚至让学生围绕知识自己去寻找问题,自己去分析解决问题。
数学一直以来被认为是演绎科学,贯穿其中的是“定义———定理———证明———体系”,但都隐去了数学产生及数学家们创造活动过程中的其他因素,展示给学生的只是组织好了的数学系统,其结果只能是越学越走向僵化。数学实践教学,给数学教学注入了一股新的活力,当今“实验几何”“、数学建模活动”“、数学实验室”等遍地开花。通过突破传统,让学生自己去探索这种数学活动教学,有助于学生形成良好的数学经验和意识,获得灵敏的数学感觉。
三、体验生活,让学生成为实践者
引导学生学会体验生活中的数学,以实践者的身份去学习数学,这样经过实践活动进行思维的锻炼,抽象的概念就能在学生自身的体验过程中逐渐具体化,这为进一步的理性的思考打下基础。当解决一个问题看起来比较困难时,人们会想方设法寻找一种更好的办法去突破。学生们的这一体验比数学知识本身更为重要,也更有价值。
四、倡导合作,让学生成为参与者
数学的学习,只有通过学生自身的建构活动并转化为内在体验,才可能是有效的。因而,学生积极参与教学活动,不但参与学,还要参与教。这种参与,是全方位的。要由教师单独演绎推导,变为师生共同探求;由解题给学生看变为指导学生解题;由教师攻克难点变为指导学生攻关。让学生真正参与到教学的全过程中来,具体应包括:
1.参与教学目标的制定
2.参与教学重点的选择
让学生明确本章本节本课的中心任务,抓住核心,确定学习的主攻方向。
3.参与教学难点的突破
突破难点不是由教师单枪匹马上阵,而是在教师带领下,由学生自己去冲锋陷阵。
4.参与领悟过程
鼓励学生主动地提出问题,而不是被动地回答问题。只有学生主动地提出问题,才是学生思维深处的思考,才能深深扎根于脑海中。
5.参与练习、习题和试题的设计
布置一些由学生自编自解的问题,即某些考试可以由学生自己命题考同学,自己命题考自己。
关键词:数学课堂;教学用话;通俗易谨;比喻恰当
语言是教学思想的直接体现,是教师使用最广泛、最基本的信息载体。数学课堂教学过程就是数学知识的传递过程。在整个课堂教学过程中,数学知识的传递、学生接受知识情况的反馈,师生间的情感交流等,都必须依靠数学语言。教师的语言表达方式和质量直接影响着学生对知识的接受,教师语言的情感引发着学生的情感,所以说教师的语言艺术是课堂教学艺术的核心。数学课堂教学的语言艺术基本上体现在下述几个方面。
一、教学语言要准确规范,严谨简约
数学教师对定义、定理的叙述要准确,不应使学生发生疑问和误解。教师要做到如下两条:一是对概念的实质和术语的含义必须自己有个透彻的了解,不要影响学生表现自己的积极性。
二、教学语言要形象有趣,通俗易懂
教学语言既非书面用语,又非口头用语,要通俗明白,使学生听得有滋有味,教师应该使抽象的概念具体化,使深奥的知识明朗化,用自己深厚的文化底蕴教给学生丰富的数学素养,通过驱动学生的数学想象,来达到培养学生数学能力的目的。怎样才能实现上述要求呢?
不等式③的证明,若不利用排序不等式,则是一个较难证明的不等式,而通过这一变换过程,学生则可初步掌握这类不等式的证明方法。
当然,数学教学中培养学生的集中思维能力和发散思维能力这两者是相辅相成的,不可偏颇。集中思维的结果体现于知识的深度,发散思维的结果则表现出方法的可行性。
教学语言要幽默风趣,比喻恰当,幽默是一种较高的言语境界,它富有情趣,意味深长,数学教师的语言幽默,其作用是多方面的:一是可以激活课堂气氛,调节学生情绪。学生心情舒畅地学习与惶恐畏惧地学习,其效果是大不相同的。教师要善于借助幽默的语言去创造有利于师生情感沟通的课堂气氛。
针对学生不注意分析已知条件,忽略隐含条件而引发出错误的证题思路,结合当今中学生错别字较多的情况,笔者分析题意后说:“这位同学的思想走到牙路上去了”,故意将“邪”读成“牙”,引起学生轰堂大笑,这既提高了学生认真分析已知条件的重要性,又告诉了学生“重理轻文”的思想要不得。二是可以提高批评的效果,让课堂违纪的同学心悦诚服。教师在课堂上遇到某些特殊情况时,假如控制不住自己的情绪和理智,动辄对学生发火训斥,其弊端是众人皆知的,如果用幽默的语言来处理,其作用和效果就大不一样。三是幽默可以开启学生的智慧,提高思维的质量。课堂教学的幽默,应和深刻的见解、新鲜的知识结伴而行,教给学生理智,学生会产生会心的微笑,获得美感享受。
【关键词】医学美学;实践教学;课题
医学美学课程理论教育的研究在国内已形成一定的规模,日渐趋向正规化。但是对医学美学课程实践教学,不管是国内还是国外却少有研究。然而,对医学美容专业学生来说,医学美学课程不能仅仅停留在纯粹的理论教学,还必须加入实践教学,让学生亲自实践,才能更熟练掌握医学审美技能。为此,笔者主持了一项以“医学美学课程实践教学的创新研究”为主题的课题,对医学美学课程实践教学体系进行研究。以下是本课题研究的具体情况概述。
1.研究背景与意义
1.2课题研究对提高教学质量的作用和意义
1.2.1本课题使学生对医学美学课程的认识不仅仅停留在空洞、乏味的理论认识水平,还给他们提供了实践的机会,调动了学生学习医学美学课程的兴趣,同时实践教学反过来又有助于学生对理论知识的理解和掌握。
1.2.2本课题的一个重要研究任务就是对医学美学课程的实践教学大纲、教学计划、实践设置、课时安排、教材选用、教学方法、评估体系等进行深入研究,从而有效地促进医学美学教学质量的提高。
1.2.3本课题能使学生有效地将医学美学的理论知识运用到医疗美容临床工作中,将医学审美疗法(音乐艺术疗法、诗歌艺术疗法、书法审美疗法、芳香疗法)等自然医学疗法,以及将人体容貌形体美学测量、分析与评价技能,应用于医学美容临床,为学生的见习、实习以及就业打好基础,实现学业教育与行业教育接轨。
2.实施方案
2.1具体研究对象
本课题主要对以下几个对象进行研究:①医学美学课程实践教学的现状及存在的问题;②医学美学课程的实践教学内容;③医学美学课程的实践教学方法;④医学美学课程的实践教学手段(包括用于实践教学的设备)
2.2研究拟达到的目标
通过本课题的研究,我们将达到以下目标:①构建医学美学课程实践教学体系,使医学美学课程的实践教学系统化、科学化、规范化;②构建完善的医学美学精品课程体系。我校医学美学课程为省级精品课程、省级资源共享课程,通过构建课程的实践教学体系来完善医学美学精品课程体系,为申报国家级精品课程做准备;③推动全国高、中等医学院校重视医学美学课程的实践教学。
2.3拟解决的关键问题
2.4实施计划
本课题主要分三个阶段进行:①第1年:撰写开题报告,收集资料,调查研究医学美学实践教学的现状及存在的问题。②第2年:在对我校美容医学院专业学生开设医学美学课程中,展开医学美学实践教学内容、实践教学手段、实践教学方法的研究。建立若干个校内外的医学审美实训基地――美容生活馆或美容会所。③第3年:材料的收集,构建科学、系统、规范的医学美学课程实践教学体系,完善医学美学课程精品课程体系,申报国家精品课程。将研究成果向全国高校推广,推动全国高校医学美学课程的实践教学。
2.5研究方法
通过问卷调查、医学统计、小型座谈会、学生自身实践体验、计算机检索等途径,掌握大量丰富的感性资料和具体数据,进行科学分析、概括,构建医学美学课程实践教学体系。
3.课题研究基础
3.1课题组成员情况
3.2已具备的研究基础和环境
本课题所有成员均是长期从事医学美学理论教学和实践教学的一线教师,同时笔者所在院校已建立良好的实践教学环境,包括:①可供学生见习医学美学实践的医学美容门诊部;②配备各种医学美学实践教学器材的实验室和形体训练室;③医学美学教学实习基地。
4.结论
总之,我们希望通过“医学美学课程实践教学的创新研究”课题研究,能建立一个科学、系统、规范的医学美学课程实践教学体系,促进医学美学课程教学质量的提高,同时提高学生学习医学美学课程的兴趣,为他们将来成为一名出色的美容医师、美容技师、美容咨询师等美容医务人员打下了良好的基础。
参考文献:
[1]欧阳学平主编,医学美学概论,人民卫生出版社.
[2]周金娟,提高医学生学习医学美学课程兴趣的对策探讨,《科学与财富》2011年第7期.
关键词:一引二导三思教学模式实践与反思
一、学习目标制定
一次函数的本质是两个变量之间的一种线性增长关系,但学生理解这一本质属性有困难,因此,本课时只从其外在表现入手,从“数”的角度上认识一次函数的本质属性。所以,本课时的学习目标定为:一是会判断一个函数关系式是一次函数或正比例函数,并能说出变量之间的数值变化关系;二是能根据所给条件写出简单的一次函数表达式。
二、情境导入设计
本节课从小品《打工幼儿园》“白菜卖多少钱”视频片段播放入手,学生看完视频片段后,提出以下问题:
1.在卖白菜这一问题中,有哪些量?它们之间是函数关系吗?为什么?
2.若卖x斤白菜,需要多少钱?
以上两个问题的回答并不困难,且能起到承上启下、温故知新的作用。
三、学习过程设计
1.自主学习问题设计
阅读P182“某弹簧的自然长度为3厘米——称y是x的正比例函数”课文内容后,思考下列问题:
(1)你能解决课本中提出的问题吗?
(2)下列函数中,y是x的一次函数的是___,k和b的值分别是___;y是x的正比例函数的是___。
①y=x-6;②y=2/x;③y=x/8;④y=7-x
(3)下列说法不正确的是()。
A.一次函数不一定是正比例函数
B.不是一次函数就一定不是正比例函数
C.正比例函数是一次函数特例
D.不是正比例函数就不是一次函数
2.合作探究问题设计
你能不看解题过程解决P183课文中的例1与例2吗?能把你的想法告诉同伴吗?若不能独立解决,通过看书或与同伴交流能解决吗?你认为教材编写者通过对例1的解答想让我们掌握哪些知识?例2呢?
该环节主要解决学习内容的重点、难点或拓展性问题。问题的设计要能激发思维神经,扩展思维时空,竖起思维导向的路标,引导学生走出知识的十字路口。
3.分层检查问题设计
基础题:你能迅速做出P184“随堂练习”中的第1、2题吗?
中等题:关于函数y=kx+b(k、b都是不等于0的常数,k>0),下列说法正确的是()。
A.y与x成正比例
B.y与kx成正比例
C.y与x+b成正比例
D.y-b与x成正比例
综合题(作业):1.P186习题6.2第1、2、3题;2.选作题:能做出P186习题6.2第4题吗?
实践表明:应用“一引二导三思”课堂教学模式,学生的主体地位在课堂中得以真正实现,学生思维更活跃,口头表达能力、动手能力、创新精神明显增强。在实际操作中转变教师的观念,渗透新课改的理念,不失为一种快捷的办法,边实践边学习边探索,更有利于迅速提高教师的业务素质。
参考文献
[1]宋乃庆中国基础教育新课程的理念与创新[M].中国人事出版社,2002。
[2]朱慕菊走进新课程M.北京师范大学出版社,2002。
[3]中华人民共和国教育部全日制义务教育数学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2001,1。
【关键词】科学发展观;医疗人才;激励机制
科学发展观的主导思想是以人为本,强调的是全面发展,目标是可持续发展。全面落实科学发展观,是时展对医院建设提出的新要求。医院人才群有着学历层次高、竞争强度大、工作任务重、知识更新快等特点。我们认为一个优秀人才,可以带动一个学科,创立一个品牌;一群优秀人才,就可以带动一所医院,抓住了人才,就抓住了医院跨越式发展的命脉[1,2]。
1科学发展观对医疗人才建设的要求
医疗卫生单位既是救死扶伤、全心全意为病人服务的地方,也是医学人才聚集的地方。医院是知识密集型的服务群体,面向社会和伤病员提供的是智慧及其将知识和信息转化而成的技能。没有一流的人才就不会有一流的专科,更不会有高水平的成果。顶尖的、高层次的医疗人才是医院生存及发展的关键,而后备人才队伍的培养及阶梯式结构的形成是医院实现人才战略目标及可持续发展的根本保证。如何吸引优秀人才,留住现有人才,培养后备人才,是摆在每一所医院及管理者面前的课题。因此构建一支技术精湛、可持续发展的医疗人才队伍,也是全面落实和贯彻科学发展观的重要体现。
2构建可持续发展的医疗人才队伍
深入学习实践科学发展观,要加深大家对可持续发展的医疗人才培养的认识,形成一些对培养和构建一支技术精湛的医疗人才队伍的新思路。
2.2优秀人才的选拔:作为基层医院主要需要的是科技实用型人才,是不是人才由患者及内行评定,我院采取了科学、新颖的选拔方式:
①采取职工无记名投票推荐:因为职工接触密切、了解广泛,对彼此的综合素质、道德情操、工作能力都比较了解,能把医德高尚、务实勤奋、医学基础扎实、勇于创新、可塑性较强的人推荐给组织。从机制上剔除了那些华而不实,沽名钓誉者,达到同行认可,单位满意。②采取专家认证:医院组织专家对大多数职工推荐的技术带头人及业务尖子进行知识的广度、深度、技术操作的规范性、熟练程度、思维的敏捷性、领悟性及给医院带来的经济及社会效益等多方面进行考查论证。③组织审定:医院班子根据全院业务发展规划的战略需要,打破部门界线,择优录用。在专业平衡的基础上,分门别类确定名额并进行目标培养。
3医疗人才队伍的管理与激励
建立有效的激励机制是医疗人才队伍保持稳定的根本保证。留人必须留心,留心必须留心,医院要留住人才,必须了解人才的需求,然后为其提供弘扬个性的场所,搭建施展才华的舞台。我院主要从以下几方面对医疗人才进行激励。
3.1物质激励:实行全成本核算,对奖金及其它报酬的发放实行不同类别岗位、多层次的多元化价值分配方式,首先是临床一线医务人员、其次是医技及其它人员,在临床一线中全面实行多劳多得,按劳分配,充分肯定医疗技术的作用,鼓励冒尖,拉开分配档次。
3.2精神激励:每年对人才队伍中的皎皎者在物质奖励的同时还授予荣誉称号、颁发奖状。同时为他们提供赴国内、外学习、观摩的机会,不断学习新知识、新技能。为他们优先提供晋升更高级职称(破格晋升)、更高级职务的机会,让他们有一种成就感。
3.3感情激励:定期举行集体交流座谈会,为他们提供更多的机会进行交流、谈心,了解他们在工作上、生活上的困难,并主动协调、解决。关心、尊重他们,以情感人,使他们感到组织的温暖而激发责任感和归宿感。从而在沟通的基础上达成共识,在信任的基础上达成承诺,在自主的基础上达到有效管理。
[1]王魁英.应对医疗环境变化,开发人力资源[J].西南国防医药,2004,14(4):424-425
[2]蒋晓燕.构建创新型医学人才成才平台思考[J].医院管理杂志,2008,15(4):370-371
[3]王发强.坚持科学发展观,打造学习型医院[J].医院管理杂志,2006,13(2):199-200
[4]吴复元.以科学发展观为指导提升医院员工的学习力[J].医院管理杂志,2007,14(1):79-80
关键词:新课程理念;物理教学;生活化;导体;电阻;素质教育;实验探究;创新能力
在“导体的电阻”一节的教学中,我将白炽灯泡、铅笔芯、集成电路板等现实生活中学生很常见、很熟悉的事物作为教学用具,激励引导学生参与课堂,提高学习兴趣,探索隐藏在其中的物理规律。小小的铅笔芯也能成就大梦想,使学生深切地体会到只有源于生活,才能更好地思学物理。
一、辩一辩
出示两个形状相同、功率不同的白炽灯泡,要求同学们仔细观察灯泡,根据生活经验判断这两个灯泡接入家庭电路中,哪一个灯泡会更亮,并简单解释其中的原因,从而引出影响导体电阻的因素之一――横截面积。
这样做,不仅活跃了课堂气氛,激起了学生的学习兴趣,更重要的是可以使学生意识到“物理源于生活”,只要时时留意,常常总结,就会不断发现有利于物理学习的事物,使抽象难学的物理概念和规律变得简单易懂。
二、做一做
提出问题:请同学们动动手,设计一个实验来探究导体的电阻与长度的关系,画出电路图并简述设计思路。
在这一环节中,同学们都从七嘴八舌兴奋的状态中逐渐安静下来开始思考,有的同学能设计出两三个方案。有用电压表的,有用电流表的,还有用小灯泡的,等等。我将几个同学的设计方案投影展示,并让他们简述设计思路和原理,其他同学认真聆听,分析对比,献计献策,最后设计出了简单易行且可观性较好的实验方案――利用小灯泡和铅笔芯串联,根据小灯泡的亮度变化来判断铅笔芯的电阻随长度变化的关系。
谈到物理,有些学生觉得很难;谈到物理探究,有些学生觉得深不可测。但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,就能逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式。小小的铅笔芯也能成就大梦想。
三、思考与讨论
出示某手机的集成电路板,引发学生思考并讨论:两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,通过两个导体的电流方向如图所示,它们的电阻有什么关系?你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?
学以致用是物理教学的一个基本原则,如果学能致用于学生最喜欢或接触最多的生活事物中,那教学效果就会事半功倍。通过对手机电路板的思考讨论,一方面加深了学生对新知识“电阻定律”的理解和应用,另一方面启发学生从物理走向生活,意识到节约资源(减少材料消耗),提高单位面积的最大功能化,这是科学技术和工业生产的发展方向,使学生深切感受到所学内容与科学、技术、社会的联系。
四、说一说
哪位同学来模仿一下北京技术质量监督局的负责人,对市场中电线电缆产品的质量进行抽查。请同学们说一说这体现了哪些物理原理。
学生有模有样的表演一下子让所有同学都跃跃欲试,使课堂气氛达到了,使学生深刻体会到物理就在身边,生活离不开物理,调动了他们主动学习物理、创新性地运用物理知识的积极性。
五、科学漫步
ppt展示“半导体材料及技术”。通过“科学漫步”使学生了解半导体技术在现代科技中的应用及发展,体会物理学是一门兼容趣味性与实用性的科学。
关键词:低成本物理实验;应用;创新
物理学是一门实验科学,物理实验是物理教学的重要环节之一,是物理概念和规律建立的基础,对于帮助学生学习物理知识和培养他们的创新精神有重要的意义。特别是学生能亲自动手的实验,更能激发学生学习物理的热情,激发其求知欲。然而,在实际教学中往往由于资源短缺、设备陈旧等种种原因物理实验教学实施得并不是很好,低成本物理实验从某种程度上增强了物理实验教学的可操作性。低成本物理实验也是国际物理教育界所倡导的一种物理教学行为,一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题,满足经济落后地区的中学开展物理实验教学的需要;另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验,可以提高学生对物理的学习兴趣,培养学生的动手实践能力和创新能力。
一、低成本物理实验的优势
1.成本低廉
低成本物理实验的器材是由教师和学生搜集身边的物品亲手制作的,这些物品在生活中很常见,比如易拉罐、保鲜袋、塑料瓶等废弃物品,或者学生常用的铅笔、橡皮、钢尺等物品,甚至我们平时的玩具,如橡皮泥、乒乓球等这些价格低廉的物品,都可以用来进行物理实验。实验器材成本低廉不仅不会额外增加经济负担,还增强了其课堂实验的可能性。
2.亲切感强
3.培养创新意识
低成本物理实验中的器材大多从瓶瓶罐罐中挑选,从构思、取材或制作结构方面都融入了自己的想法,学生根据需要以及已有知识对物品进行改进,在实际制作过程中往往会遇到一些不可预知的问题,需要自己解决或查阅资料,整个过程培养了学生创新的意识,提高了发现问题、解决问题的能力,有效地开发了学生的智力和非智力因素。从创造过程中体验科学家的艰难历程,培养对科学家的崇敬感以及对科学知识的探索精神。另外,低成本实验材料很多时候是由废品制作的,有利于培养学生的环保意识和勤俭节约的观念,符合当今社会的“低碳”生活。
二、低成本物理实验在实际教学中的应用
麦克斯韦说:“一项实验,使用的材料越简单,学生越熟悉,就越能透彻地获得所验证的结果。”开发低成本物理实验,关键是教师要善于思考,勤于动手。如,学生的文具盒中通常有铅笔、圆珠笔、橡皮、刻度尺、三角板、圆规、胶带等等,在物理课堂教学中如能很好地加以利用,就可以完成很多物理小实验,帮助学生直观感受物理现象,深刻理解物理规律。另外,还可以开展物理课外小组活动,让学生自己找身边的材料动手做一做,感受物理知识的精妙,提高学习的兴趣。下面就列举常用器材在物理实验中的一些应用。
1.利用铅笔常做的物理实验
(1)将铅笔一端用牙齿咬住,用手指轻敲铅笔另一端发声,体验一下与牙齿张开铅笔位置不变、手指敲击力度不变时耳朵听到声音的区别,可知固体(笔杆)可以传声,且传声效果比气体好。
(2)用两手食指同时挤压一端削好的铅笔两端,通过两手指的感觉不同,指腹的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)用白纸剪成一个直角三角形,在铅笔上逐圈向上缠绕,就成了螺旋,可以模拟盘山公路。
(4)将铅笔斜插入水中,发现水中部分向上弯折,说明光从水中斜射入空气中时发生了折射。
(5)将铅笔的木材劈开抽出铅笔芯,将铅笔芯的两端分别连入电路,这时灯泡发光,调节其中一端线头在铅笔芯上的位置,即改变铅笔芯接入电路的长度,可以说明导体电阻的大小与导体的长度有关,这也正是滑动变阻器的工作原理。
2.用塑料瓶可以完成的实验
(1)在塑料瓶中放一些小纸屑,敲击塑料瓶,可观察到小纸屑的跳动,而不敲击时小纸屑不跳动,这说明声音是由物体的振动而产生的。
(2)透过盛水塑料瓶,看书本上的字,会看到字变大了,制成简易的放大镜。
(3)在塑料瓶的侧壁上的不同高度钻几个小孔,再往瓶内倒水,比较水从孔中喷出的远近,可以得出液体压强跟深度有关,深度越大,压强越大。
(4)塑料瓶中盛大半瓶水,加少许红墨水,用瓶盖盖紧,瓶盖中间插入一塑料管,再向瓶中吹气,使水沿塑料管上升到瓶口以上,在不同高度可以观察到大气压随高度而变化的情景。
(5)用手紧握竖直的瓶子而不掉来研究静摩擦力,将塑料瓶横放在水平桌面上,使其匀速拖动和滚动时拉力不同说明滑动摩擦与滚动摩擦的区别。
3.巧用乒乓球做物理实验
(1)音叉发声的时候,振动微小不能用肉眼观察到,用乒乓球来放大音叉的振动不失为一个好方法,同时还可以用不同的力度敲击音叉通过乒乓球弹开的程度说明声音的响度与振幅的关系。
(2)浮力产生的原因是浸在液体里的物体上下表面受到的压力差,若下表面无液体就不会产生浮力,用较大的可乐饮料瓶剪掉底部,留下上半部倒置,将乒乓球压在瓶颈处并注水,乒乓球不会浮起来,然后用手或瓶盖将瓶口封住,由于球和瓶之间渗水,当球下部集满水后,乒乓球会很快上浮。
(3)找一个瓶口比乒乓球略小的饮料瓶,装满水之后,用乒乓球堵住瓶口将其倒置,结果看到乒乓球不仅不会掉下来,还托住了一整瓶的水,可以演示大气压强,因为乒乓球不怕水浸,所以比用纸片有优越性。
(4)玻璃漏斗口朝下,将乒乓球置于漏斗颈处释放,球会掉下;若从上端吹气,则球会贴在颈处不会掉下。可以很好地解释流体流速大的位置压强小。
(5)让乒乓球从一定高度落下,速度越来越大,重力势能减少,动能增加,重力势能转化为动能;从表面弹起上升,速度越来越小,重力势能增加,动能减少,动能转化为重力势能。
关键词:高中生物课程;“遗传与进化”模块;逻辑体系;小进化
Abstract:Thetheoreticalsystemofmoderngeneticsisaxiomsystemwithscientifictruthasthelogicalstartingpoint.Atthesametime,thedevelopmentofgeneticsprovidelogicalbasisfortheresearchofsmallevolution.ThecontentsystemofhereditaryandevolutionmoduleinTheBiologyCurriculumStandardsinGeneralSeniorMiddleSchools(experimentaledition)isconstructedaccordingtologicalregulations.Inthedevelopmentalcoursesofgeneticsandevolutionism,scientistshaveusedmanyscientificwayswhichhaveveryhigheducationalvaluesforscientificrealization.Teachingmaterialscouldbewritteninaccordancewithlogicallinesorwithhistoricallinesofsubjectdevelopment,whichhasitsownsignificance.Andthecombinationofabstractthinkingandthinkinginimagesshowstheimportantvaluesofthinkingtraininginthismodule.
Keywords:biologyinseniormiddleschools;hereditaryandevolutionmodule;logicalsystem;smallevolution
关于生物课程内容体系的建构,作者曾在《高中生物课程内容建构及稳态与环境模块的分析》一文中作过讨论,认为像“遗传与进化”模块的内容,可以按形式逻辑的方法,确定若干科学事实或概念作为逻辑起点,通过演绎推理构建一个公理化的体系。[1]本文拟对此做一具体分析。
一、现代遗传学理论的构建
假说虽然具有一定的事实基础和知识依据,但毕竟不同于科学理论,它带有一定的猜测性和或然性。因此,在建立起假说后,孟德尔又运用演绎推理以测交实验验证其遗传因子假说。演绎推理是进行逻辑证明的一种重要方法,是运用一般原理对具体事物进行推论并作出科学预见和发展科学理论的必要环节。
由此可见,孟德尔工作的开拓性,除了正确选择材料和采用统计方法,更重要的是巧妙地抽象出科学概念,建立假说,创造符号体系予以表达并与有计划的实验相结合。这种方法自伽利略和牛顿以来在物理学中一直被使用,但在当时的生物学中无人知晓。这可能是孟德尔的工作没有被与他同时代的最优秀的生物学家所认同的原因。但正是这种方法的建立使遗传学不断取得进展并成为一门真正的科学。
从逻辑方法来分析,遗传因子假说的逻辑起点是分离现象的自由组合现象,概括得出这两个现象时孟德尔使用的归纳方法是简单枚举法,即根据若干对象都具有某种属性而无一反例,于是推论得出该类对象都具有这种属性的结论。简单枚举归纳法得出的结论带有某种程度的或然性,不能作为科学理论来使用,只能提供尚需进一步加以研究和验证的一种假定。为了从根本上提高结论的可靠性,必须努力发现某种属性与某类对象之间的必然联系。如果能够确定某属性是该类对象所必然具有的,那么其推论就最终成立了。这样,推理方法也就由简单枚举法过渡到科学归纳法了。细胞遗传学和分子遗传学的成果,最终证明了孟德尔假说的正确性,因为它们根据对遗传现象和遗传物质之间必然联系的认识,推定分离规律和自由组合规律具有普遍性。至此,孟德尔假说才被确立为遗传学理论。
其实,经过分子遗传学的建立这一场“科学革命”后,现代遗传学的“范式”与经典遗传学已经完全不同了。现代遗传学的逻辑起点是三个方面的科学事实,一是有性生殖细胞的形成和受精作用(特别是这些过程中染色体的变化);二是DNA是主要的遗传物质,每个染色体都是由特定的DNA链和蛋白质组成的;三是遗传物质对遗传信息的储存、传递和表达(分子遗传学中心法则)。通过对这三方面所发现的科学事实的综合,建构起了现代遗传学理论。而前面所述的遗传学的发生发展过程,已经成为历史。
二、进化理论构建的科学方法
达尔文进化论包括两方面的内容,一是肯定生物是进化的,二是说明生物进化的机理。对于“生物是进化的”这个结论,达尔文在自己的环球考察和前人研究的基础上,收集了大量的材料,主要运用归纳法得出。后来,又有越来越多的发现提供了新的证据。迄今未遇到反例。因此可以说,自1859年达尔文的《物种起源》发表后,进化论取得了胜利。对“生物进化的机理”,达尔文用自然选择理论解释。现在有许多异议,但尚未有一个理论可以取而代之。对此,我们从科学方法的角度做一分析。
现代进化理论对小进化的研究,以遗传平衡定律(Hardy-Weinberg定律,1908)为基础,引进适合度(fitness)和选择系数(selectivecoefficient)的概念后,为自然选择学说提供了可靠的逻辑基础和定量概念,是自然选择学说的重要发展。现在许多生物学家接受选择理论,正是因为遗传学在这个方面的发展。然而,对现代综合论,基于种群遗传学基础之上的小进化模式是否可以解释物种形成和高级分类群起源等大进化现象,多年来一直是进化生物学中争论的一个焦点问题。特别是20世纪70年代以来,古生物学研究证明生物的大进化过程并不总是与环境的变迁相一致。例如,我国云南澄江动物群化石揭示的寒武纪大爆发之类的进化现象(还包括大绝灭现象)告诉我们,进化不是一个连续的过程而表现为阶段性的过程,最初是以迅速形成几种主要类群的方式爆发性地形成类群的阶段,然后是缓慢的物种形成和在每个类群内对不同栖息地逐渐适应的阶段,最后是衰落和绝灭阶段。因此,进化不仅是由环境的变化和生存斗争决定的,它还受生命系统内部因素的制约。特别是大进化,更是如此。
从控制论的角度看,生命系统的稳态是反馈调节的结果。生命系统可能通过负反馈调节而保持稳态,也可能通过正反馈调节打破原有的稳态,从而建立新的稳态或趋于毁灭。因此,选择并非只是自然的选择,生命系统作为自组织系统,对系统的发展也存在一定的自身干预,如作为进化单位的种群内部的性选择对基因频率的影响等。从热力学的角度看,热力学第二定律揭示的孤立系统的熵增加,是一个退化的过程。20世纪中叶诞生的非平衡态热力学,说明生命系统在本质上都是开放系统。它们的结构都是耗散结构,因而可以发生“熵减少”的个体生长发育和系统进化过程,同时其中也可以包含局部的熵增加过程。所以,任何生命系统都在大量偶然的随机因素中发展着,并不只是适应环境的变化。在生物进化的过程中,内因是变化的根据,而外因只是变化的条件。
三、“遗传与进化”模块逻辑体系的构建
(一)模块体系构建的逻辑方法
《标准》对“遗传与进化”模块的知识体系,没有按遗传学和进化论的发展历史线索构建,而以逻辑线索构建,形成一个公理化的体系。公理化体系的特点是先提供不容置疑的科学事实或概念作为逻辑起点,然后主要运用形式逻辑的方法,通过判断、推理、证明来建构,其逻辑形式包括逻辑起点、逻辑中介、逻辑顺序和逻辑终点四个基本环节。
1.逻辑起点。逻辑起点是形成理论的起点,它必须是:①对事物最简单和最一般的本质规定;②能构成所研究对象的基本单位;③包含事物整个发展过程中一切矛盾的“胚芽”。例如,经典遗传学中的“相对性状”“基因”等概念,就是经典遗传学理论的逻辑起点。
2.逻辑中介。逻辑中介是联结起点和终点之间由一系列的概念、模型所组成的中间环节。它具有以下特点:①起沟通和联结的作用,能把逻辑起点和逻辑终点联结起来,构成一环扣一环的逻辑整体;②以事物之间的内在联系为依据,不能任意跳跃。例如,经典遗传学中的表现型、基因型、等位基因等概念和模型,就是经典遗传学理论的逻辑中介。
3.逻辑顺序。逻辑顺序是概念、模型、原理之间前后相继或相互隶属的关系。确定逻辑顺序的方式主要有两种:①从属性的联系方式,如相对性状与显性性状、隐性性状之间,基因型与纯合子、杂合子之间的联系,按照这种方式确定的逻辑顺序主要反映客观事物内部各个组成部分之间的从属关系;②继起式的联系方式,如相对性状与分离现象、自由组合现象、等位基因与基因的分离规律之间的联系,按照这种方式确定的逻辑顺序大体上与客观事物的发展顺序以及人类认识的发展历史相一致。
4.逻辑终点。逻辑终点意味着一个特定范围内的认识上升周期的结束,也是另一个新的认识上升周期的开始。思维从起点到终点的整个上升运动,一方面是对客观事物和实际过程的反映,另一方面又具有其严密的逻辑结构。
(二)模块逻辑体系的构建
1.第一个逻辑起点──“专题1.遗传的细胞基础”
现代遗传学的第一个逻辑起点是有性生殖细胞的形成和受精作用(特别是这些过程中染色体的变化),因此,《标准》安排了“举例说明配子的形成过程”和“举例说明受精过程”这两个知识点,重点在“阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化”。
2.第二个逻辑起点──“专题2.遗传的分子基础”
其中的“总结人类对遗传物质的探索过程”“概述DNA分子结构的主要特点”这两个知识点,说明DNA是主要的遗传物质,每个染色体都是由特定的DNA链和蛋白质组成的。
3.第三个逻辑起点──分子遗传学的中心法则
围绕中心法则,“专题2.遗传的分子基础”安排了“说明基因和遗传信息的关系”“概述DNA分子的复制”“概述遗传信息的转录和翻译”等内容。
4.得出第一个理论──“专题3.遗传的基本规律”
先通过“分析孟德尔遗传实验的科学方法”,然后以上述三个逻辑起点为基础,来“阐明基因的分离规律和自由组合规律”。这里的逻辑证明和“分子与细胞”模块不同,那里是通过“使用显微镜观察多种多样的细胞”等活动来证明没有反例,而这里是通过“专题1.遗传的细胞基础”和“专题2.遗传的分子基础”,来阐明基因的分离规律和自由组合规律的内在必然性。
5.得出第二个理论──“专题4.生物的变异”
以前述三个逻辑起点为基础,再根据遗传的基本规律进行推理,便可“举例说出基因重组及其意义”“举例说明基因突变的特征和原因”“简述染色体结构变异和数目变异”。
6.从遗传学出发讨论进化问题
从遗传学出发来讨论进化机理,主要在小进化的范畴。所以安排了“用数学方法讨论基因频率的变化”的活动建议。然而小进化能否说明大进化,还有许多争议,所以《标准》只是要求通过“搜集生物进化理论发展的资料”活动,“说明现代生物进化理论的主要内容”。
至于对“生物是进化的”这个问题,因已为现代社会普遍接受,初中也已涉及,所以《标准》只在初中的基础上安排了一个知识点:“概述生物进化与生物多样性的形成”。
考虑到遗传学和进化论发展中的科学认识模式和方法所具有的教育价值,《标准》又安排了“总结人类对遗传物质的探索过程”“分析孟德尔遗传实验的科学方法”“探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”等内容。
当然,在编写教材时,可以有不同的体系。例如,对遗传学的内容,既可以根据现代遗传学理论体系构建,也可以根据遗传学发展史上的学科思想和方法构建。
四、“遗传与进化”模块的思维方式特点分析
自孟德尔开始,遗传学便使用模型来表征概念及判断和推理的过程。例如,“表现型”就是一种实物模型,相当于生物体某性状的模式标本;减数分裂图解、染色体图解等则属于模拟模型。这些都是物质模型。而DNA分子双螺旋结构模型、蛋白质合成示意图等属于具象模型,“基因型”和杂交过程图解等属于抽象模型,二者都是思想模型。基因型,其实质是“基因组成模型”,它用英文字母来表示生物体中与所研究问题有关的基因组成。杂交过程图解是理想化的过程模型,它按遗传学规律把杂交过程简化,用以反映和解释杂交试验的过程和结果,并通过演绎推理来预测某些杂交试验的结果。
在思维方式中,以科学概念为思维材料而进行的思维是科学抽象思维,以表象为思维材料进行的思维是科学形象思维。上述遗传学问题解决思维过程的特点在于抽象思维与形象思维相结合,这正是“遗传与进化”模块的重要思维训练价值之所在。
[1]余自强.高中生物课程内容建构及稳态与环境模块的分析[J].课程·教材·教法,2004,24(9):54.