时间:2023-03-16 16:37:31
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力学是土木工程专业重要的学科基础课,既是基础学科,又是技术学科。其重要作用是使学生掌握土木工程类专业必备的力学基础知识和基本技能,初步具备分析和解决土木工程简单结构、基本构件受力问题的能力,为学习后续专业技能课程打下基础;对学生进行职业意识培养,使其形成严谨、敬业的工作作风,为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。在力学课程体系方面,有些内容在不同课程中表述形式不同,甚至存在冲突。应加强各力学课程授课教师的交流与沟通,合理选择教材,及时修订教材及教学大纲,优化课时分配。由于教学学时普遍压缩,每门力学课程都不能把教材内容系统完善地讲完,造成部分内容脱节。同时,相关的新知识、新技术介绍偏少,远远滞后于科技发展。在现有的理论力学教材中,力学物理基础与大学物理中的内容重复出现。理论力学教材中的平面简单桁架的内力计算与结构力学中的静定平面桁架重复,而材料力学中的平面刚架和曲杆的内力图又和上述内容有所重复。不同的是平面简单桁架中的构件都是二力杆,二力杆的内力只有轴力,而材料力学中的静定平面刚架的内力除了轴力还有剪力和弯矩。材料力学中的简单的超静定问题在结构力学中多有重复,同时在能量法和压杆稳定等内容也有较多重复。在结构力学教材中,渐进法、无铰拱的内力计算等内容实际应用较少,但是内容仍然占了一定的篇幅,而新型工程的新结构、新理论却在教材中很难找到。依据高校培养应用型和创新型人才的培养目标和“实用性、针对性、先进性”的教育特点,需要打破土木工程专业力学课程之间的界限,对教学内容进行整合与优化,重新组织课程结构,摒弃陈旧内容,加入新血液。将理论力学、材料力学、结构力学课程的教学体系、教学内容进行系统的研究,按其内容重新划分教学模块。确保主要内容不削减,避免重复;相似内容合并;新加内容既要保持先进性,又要保证整个力学体系的连贯性和整体性。通过力学课程的教学内容调整,提高教学效率,强化基础,突出重点。
二、教学方法改进
1.启发式教学学生学习力学课程目的之一就是为将来从事各种有关工程方面的工作打下良好基础。力学教材中的理论知识都是经过实践总结出来的,而又为实践所用,因此,教师在授课时尽量把抽象的概念、理论与工程实际联系起来,扩大教学信息量及知识面,给学生留出充分的思维空间,留一定的余地让学生思考、反馈或提炼出若干问题,最大程度的激发和培养学生的学习能力,培养学生的学习兴趣。经过教学内容的调整,系统的力学知识体系又为学生后续的学习留下期待和想象的空间,将教学的重点从知识的传授转移到能力的培养上。
2.多媒体教学力学课程的公式推导较多,并且有大量的图形,利用传统的教学手段可以将复杂的力学问题分析的很透彻,并且有利于教与学的互动,缺点是推导过程和绘图占用了大量时间。多媒体教学具有图、文、声并茂甚至有活动影像这样的特点,合理利用多媒体教学可以使传统教学中抽象枯燥的概念变得生动具体,能增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣,大信息量、大容量性课堂教学节约了空间和时间,提高了教学效率。但是,多媒体教学只是一种辅助的教学手段,需要与传统教学的手段有机结合,共同参与教学过程,才能达到良好的教学效果。
3.实践教学实践教学是巩固理论知识的有效途径,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要手段。通过课程实验教学或演示教学、认识实习等使学生通过实际观察获得感性知识以说明和印证所传授知识。实践教学能使学生获得生动而直观的感性知识,加深对学习对象的印象,把书本上理论知识和实际事物联系起来,形成正确而深刻的概念;能提供一些形象的感性材料,引起学习的兴趣,集中学生的注意力,有助于对所学知识的深入理解、记忆和巩固;能使学生通过观察和思考,培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。
三、考核方式
1.统一学生作业在对学生实施练习的过程中,不同的任课教师按照自己的理解,在难度和知识点覆盖面上有一定的差异。随着力学各课程习题册的出版,节省了老师和学生的大量宝贵时间,使得学生有更多的时间理解教材中的内容。但是由于习题册与教材上的内容和教师讲授的内容可能不符,甚至存在冲突。所以基于教学所选择的教材和力学课程调整后的内容,各力学课程的教师应该加强交流和沟通,共同编制各力学课程的习题册。一方面对要求学生掌握课程知识点和覆盖面有个统一的标准,为实行规范的教学质量体系奠定了基础;另一方面,又为力学课程的最终考核增加新的参考。如在新章节内容开始时,布置一些思考练习题,该章节结束后,通过课上提问、课外作业等形式进行检查。
2.考核方式考核的目的具有双重性的特点:考核既是为了检验学生对课程知识的掌握情况,帮助教师不断总结经验教训,改进教学内容和教学方法;同时也是为了对学生就该课程的学习做出客观公正的评价,并引导其学习方向,逐步适应学科课程的特点,最终起到夯实基础、强化能力的作用。但是单一的试卷考试,很难全部反映力学课程的所有知识,而且错综复杂的工程实际问题也不是简单的力学理论就可以完成的。因此对于力学课程的考核,选择过程性和阶段性相结合的方式。教学活动既有完整的过程性,又有鲜明的阶段性。重视过程性考核和阶段性考核,对检验教学质量和促进、引导学生学习都非常必要。在平时的教学活动中适当安排一些形式多样的考核,如课堂讨论、力学创新、应用力学理论分析解决工程实际中的问题等。
四、结束语
由于工业设计专业是一个偏向产品和外观设计的专业,对于学生的培养更多的是美术、色彩、人机工程等相关的设计类课程。《工程力学》作为为数不多的理工课程存在于教学大纲中。钱学森先生曾说:“力学+计算机将成为21世纪工业设计的主要手段。”这句话从根本上说出了力学在工业设计的地位。设计产品的外观,从某种意义来讲属于艺术设计范畴,工业设计指通过合理规划(外形、功能、色彩、装饰等)设计符合人们生活和生产需要的工业产品的过程。为了实现设计产品的目标,从业者需要凭借训练、技术知识经验、对材料和结构的掌握程度进行设计而不是凭空想象。
2.《工程力学》课程教学思考
2.1鼓励为主,尽量用通俗易懂的方法调动学生的积极性
根据学生的生活经验,创设学生感到亲切的情境。由于工业设计专业的特殊性,教师可以尽量在工业产品设计过程中引入力学概念,如自行车设计中的车轮设计引入运动、座椅的设计中引入拉压弯扭等材料力学概念,等等。将工业设计中的某个细节放大化,从力学角度进行讲述。让学生觉得产品设计和力学息息相关,对力学产生学习兴趣和探索欲望。2.2合理调整学习内容,适当降低学习难度
2.2合理调整学习内容,适当降低学习难度
由于力学课程的学习需要一定的数学基础,并且课程内容比较抽象,多数是在力学模型基础之上的,使学生在学习过程中存在一定的困难。在教学中应当对学习内容进行调整。
2.2.1调整学纲,减少对理论性研究性内容的学习。从课程设置来讲这些属于必须要求掌握的内容,但是对于工业设计专业的学生而言,部分内容是多余的。工业设计主要是培养一部分产品设计人员,产品设计人员大多指产品的方案设计,而具体结构设计将交付给结构设计人员进行具体设计。产品设计人员只需要在对产品整体功能和人体工程学很好地把握的基础上进行产品功能设计和产品材料选择即可。对材料力学部分的强度理论、能量法等研究性内容的学习进行简单地讲解即可,重点强化拉伸压缩弯曲扭转和压杆稳定的内容学习。2.2.2强化概念的理解和掌握,适当减少计算作业量。
3.针对工业设计专业《工程力学》教学内容的调整
包含刚体静力学(受力分析、力系简化、平衡方程、摩擦)、材料力学中的拉压弯剪扭及组合变性条件下的内力计算及强度校核的方法、一般内力图的绘制、稳定分析即可。因为在掌握这些基本知识的条件下即可进行常规设计,并且在学习理论知识的同时,需要增强学生的动手实践能力。在学校课程设置合理的前提下,可以适当介绍一些和工业设计相关的力学计算软件,尽管软件学习增加了学习难度,但是学好这些软件对于加深对课程的理解及今后产品设计都将是一种助力。
4.结语
1.1以教师为中心的传统教学模式使学生接受和消化知识产生困难在应用型本科院校,大部分学生基础薄弱,学习能力和自我的控制能力差。在传统教学模式中,工程力学课程教学更看重课程的系统性和完整性,对于数学和力学基础的要求较高,使得整个教学过程较为复杂,学生在学习工程力学课程时,产生畏难情绪,学习兴趣不浓,对知识的接受和消化存在困难。
1.2学习过程枯燥,学生缺乏学习兴趣由于工程力学课程所包含的理论力学部分和材料力学部分所涉及到的内容本身就具有抽象性和复杂性,也包含一些难以理解的内容。而且工程力学课程一般开设在第2、第3学期,这个阶段学生很少接触具体的工程问题,缺乏必要的感性认识,因此在学习中往往无法将理论与实际联系起来,出现似乎能听懂,但不知道怎么去用、用到何处的问题,这与学生所感兴趣的实际工程向去甚远,使得学生学习主动性不强,增加了学习难度。此外工程力学课程的概念多,理论性、逻辑性强。理论力学分析问题、解决问题的方法灵活多样;材料力学内容庞杂,实践性强。如果教师不采用适当的方式进行教学,则很难提高学生的学习兴趣。
1.3高校教师一职多能,教学过程无法形成有效的PDCA循环PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(处理)的第一个字母,PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理,并且循环不止地进行下去的科学程序。教学质量的提高和教学目标的完成,贯穿于整个教学过程。教学过程包括教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、教学测量、教学评价等等。在教学过程中使用PDCA循环:P-确定教学目标;D-在教学过程中所采用的教学手段和方法;C-教学效果评价;A-对教学过程中存在的问题进行改正,确保教学目标的完成。教师是整个教学过程的组织者,每个部分的完成都离不开教师,但在整个教学过程中由于高校教师一职多能的特点,导致无法有效对教学过程进行组织,在PDCA循环中缺失环节,导致无法对教学质量进行有效控制,达不到预期效果。
2工程力学课程改革的研究
工程力学课程的定位,决定了课程的重要性,作为土木工程专业学生来说需要熟练掌握。所以针对所提出的问题,提出一些改革建议,以供参考。
2.1教学内容的改革工程力学课程是一门应用性较强的课程,是土木工程专业的核心基础课程之一,是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁,是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点,其在实践教学中的作用越来越明显,但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性,而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述,并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力,拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题,应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新,增加新的教学内容,如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣,在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前,在教材编写中,由于“少而精”的要求,绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的,而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力,形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写,再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表,经典力学的发展经历的漫长的时间,期间出现了很多促使力学发展的科学家,如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍,可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性,适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点,在教学内容安排中,一方面弱化理论推导过程,另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材;例题中,应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述,在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例,以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。
2.2教学方法的改革工程力学教学方法的改革,关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别,只是将原来用在黑板上推导完成的公式,放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中,达不到吸引学生的目的,自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论,如果可以将这些力学简图和试验项目(如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构,材料力学课程中杆件的各种变形等等)用类似flas的直观方式表现出来,就可以丰富课件的内容,增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上,但目前力学的教学中,由于条件所限,工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中,如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设,能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力,但要达到力学教学的目的,还有一定的距离。为了改变这一现状,可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法,在这些课程的教学中,教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式,验证本堂课所涉及到的相关内容和原理,尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科,作为土木工程专业重要的基础课程,应该在在学期中,安排2-4个学时将教学从教室搬到现场,通过利用现场的工程实物,教会学生如何对实际工程问题模型化,并用所学的力学知识进行分析解答。
2.3教学模式的改革传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学,教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点,使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况,应对传统教学模式加以改革,形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中,应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学,教学相长,师生互动,通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识,培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题,设置相关专题讨论课。教师通过引导,教师与学生,学生与学生间通过互动交流,对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点,学生通过课后查阅文献,以小组为单位,通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示,并由教师与其他同学进行提问、讨论,最后教师进行总结和点评。此外,在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式,为了能够更好的培养学生的能力,提高学生的综合素质,可以布置一些研究型的题目,通过查阅文献,以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题,可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等,然后将这些题目布置下去,让学生查阅资料,并完成相关论文。总之,要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学,实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。
3结论和总结
相关的调研报告显示,我国力学课程教学有以下问题:
①力学基础课程的学时压缩幅度比较大;
②师资队伍情况不容乐观,主要表现在师资力量不足和学历层次较低;
③土木工程专业力学课程学分占总学分的比例较国外大学低,约为国外大学的三分之二;
④在课程体系上,国外大学已对力学课程的教学内容进行了整合,我国整合效果不理想。土木工程专业力学课程教学以单门力学课程为中心进行授课,每一门课程单独来说其理论是系统和完善的,但是人为阻隔了各力学课程之间的联系,造成在教学内容脱节或重复赘述。由于课程体系职责不清,导致知识的相互渗透不充分,难以使学生对力学课程充分理解并形成系统的力学知识体系。学生的学习积极性不高,学习起来比较吃力,导致教学效果不理想。各力学课程的授课老师交流沟通较少,课时分配不够合理。如果教材选择不合理,甚至在教学内容上存在冲突。不同课程的研究对象及研究方法各异,教师在授课时缺乏系统性,给学生造成“杂”和“乱”的印象,难以建立起完整的力学知识体系。同时,随着科学技术的高速发展,新学科不断涌现,学生需要学习的知识势必面广量大,难免要压缩其他课程的学时。力学课程是重要的专业基础课,力学课程的教学质量将直接影响和关系到土木工程专业后继课程的教学。所以,对力学课程系统性的教学改革势在必行。
2教学内容调整
力学是土木工程专业重要的学科基础课,既是基础学科,又是技术学科。其重要作用是使学生掌握土木工程类专业必备的力学基础知识和基本技能,初步具备分析和解决土木工程简单结构、基本构件受力问题的能力,为学习后续专业技能课程打下基础;对学生进行职业意识培养,使其形成严谨、敬业的工作作风,为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。在力学课程体系方面,有些内容在不同课程中表述形式不同,甚至存在冲突。应加强各力学课程授课教师的交流与沟通,合理选择教材,及时修订教材及教学大纲,优化课时分配。由于教学学时普遍压缩,每门力学课程都不能把教材内容系统完善地讲完,造成部分内容脱节。同时,相关的新知识、新技术介绍偏少,远远滞后于科技发展。在现有的理论力学教材中,力学物理基础与大学物理中的内容重复出现。理论力学教材中的平面简单桁架的内力计算与结构力学中的静定平面桁架重复,而材料力学中的平面刚架和曲杆的内力图又和上述内容有所重复。不同的是平面简单桁架中的构件都是二力杆,二力杆的内力只有轴力,而材料力学中的静定平面刚架的内力除了轴力还有剪力和弯矩。材料力学中的简单的超静定问题在结构力学中多有重复,同时在能量法和压杆稳定等内容也有较多重复。在结构力学教材中,渐进法、无铰拱的内力计算等内容实际应用较少,但是内容仍然占了一定的篇幅,而新型工程的新结构、新理论却在教材中很难找到。依据高校培养应用型和创新型人才的培养目标和“实用性、针对性、先进性”的教育特点,需要打破土木工程专业力学课程之间的界限,对教学内容进行整合与优化,重新组织课程结构,摒弃陈旧内容,加入新血液。将理论力学、材料力学、结构力学课程的教学体系、教学内容进行系统的研究,按其内容重新划分教学模块。确保主要内容不削减,避免重复;相似内容合并;新加内容既要保持先进性,又要保证整个力学体系的连贯性和整体性。通过力学课程的教学内容调整,提高教学效率,强化基础,突出重点。
3教学方法改进
力学基础课程,尤其是理论力学、材料力学、结构力学是工程类专业的理论基础。但是近年来基础力学的教学学时在大幅度减少。如果课时减少又不能采取有效的措施保证教学质量,所谓的“厚基础”也就成了一句空话。在土木工程专业力学课程的教学中,利用有限的教学学时,充分发挥教师的引导作用,真正做到以学生为主体,建立良好的教学模式,是提高教学质量的关键。
3.1启发式教学
学生学习力学课程目的之一就是为将来从事各种有关工程方面的工作打下良好基础。力学教材中的理论知识都是经过实践总结出来的,而又为实践所用,因此,教师在授课时尽量把抽象的概念、理论与工程实际联系起来,扩大教学信息量及知识面,给学生留出充分的思维空间,留一定的余地让学生思考、反馈或提炼出若干问题,最大程度的激发和培养学生的学习能力,培养学生的学习兴趣。经过教学内容的调整,系统的力学知识体系又为学生后续的学习留下期待和想象的空间,将教学的重点从知识的传授转移到能力的培养上。
3.2多媒体教学
力学课程的公式推导较多,并且有大量的图形,利用传统的教学手段可以将复杂的力学问题分析的很透彻,并且有利于教与学的互动,缺点是推导过程和绘图占用了大量时间。多媒体教学具有图、文、声并茂甚至有活动影像这样的特点,合理利用多媒体教学可以使传统教学中抽象枯燥的概念变得生动具体,能增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣,大信息量、大容量性课堂教学节约了空间和时间,提高了教学效率。但是,多媒体教学只是一种辅助的教学手段,需要与传统教学的手段有机结合,共同参与教学过程,才能达到良好的教学效果。
3.3实践教学
实践教学是巩固理论知识的有效途径,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要手段。通过课程实验教学或演示教学、认识实习等使学生通过实际观察获得感性知识以说明和印证所传授知识。实践教学能使学生获得生动而直观的感性知识,加深对学习对象的印象,把书本上理论知识和实际事物联系起来,形成正确而深刻的概念;能提供一些形象的感性材料,引起学习的兴趣,集中学生的注意力,有助于对所学知识的深入理解、记忆和巩固;能使学生通过观察和思考,培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。
3.4考核方式
3.4.1统一学生作业在对学生实施练习的过程中,不同的任课教师按照自己的理解,在难度和知识点覆盖面上有一定的差异。随着力学各课程习题册的出版,节省了老师和学生的大量宝贵时间,使得学生有更多的时间理解教材中的内容。但是由于习题册与教材上的内容和教师讲授的内容可能不符,甚至存在冲突。所以基于教学所选择的教材和力学课程调整后的内容,各力学课程的教师应该加强交流和沟通,共同编制各力学课程的习题册。一方面对要求学生掌握课程知识点和覆盖面有个统一的标准,为实行规范的教学质量体系奠定了基础;另一方面,又为力学课程的最终考核增加新的参考。如在新章节内容开始时,布置一些思考练习题,该章节结束后,通过课上提问、课外作业等形式进行检查。
3.4.2考核方式考核的目的具有双重性的特点:考核既是为了检验学生对课程知识的掌握情况,帮助教师不断总结经验教训,改进教学内容和教学方法;同时也是为了对学生就该课程的学习做出客观公正的评价,并引导其学习方向,逐步适应学科课程的特点,最终起到夯实基础、强化能力的作用。但是单一的试卷考试,很难全部反映力学课程的所有知识,而且错综复杂的工程实际问题也不是简单的力学理论就可以完成的。因此对于力学课程的考核,选择过程性和阶段性相结合的方式。教学活动既有完整的过程性,又有鲜明的阶段性。重视过程性考核和阶段性考核,对检验教学质量和促进、引导学生学习都非常必要。在平时的教学活动中适当安排一些形式多样的考核,如课堂讨论、力学创新、应用力学理论分析解决工程实际中的问题等。
4结束语
《水力学》课程以“三多一难”为特色.“三多”是指概念多、公式多、系数多;“一难”是指计算繁难.学生普遍感觉《水力学》课程难学,如何在完成课程知识目标、能力目标教学任务的同时,构建与课程特点相适应的素质教育目标及其教学体系,实现素质教育与课程教学目标契合,以水为媒,传递人文情怀,活化课程教学内容,促进课程知识目标与能力目标的全面实现.在多年教学实践的基础上,根据《水力学》课程的特点,认识到《水力学》课程素质教育的实施要点依然是创新能力、团队合作、学习习惯、审美情趣等方面.在《水力学》课程教学中,应将素质教育实施要点与课程相关教学内容关联,以“知识目标、能力目标、素质目标”三位一体的理念组织教学活动,避免将素质教育沦为空洞的说教,并通过课程素质教育实践提升学生的后续专业课程学习能力与将来的实际工作能力,力求使每一位学生从《水力学》课程学习中获得人生启迪和专业熏陶.
2素质教育实现途径
《水力学》课程的研究对象、教学内容、课程特点与素质教育实施要点之间存在关联,课程教学中素质教育目标的实现途径可以概括为以下几个方面.
(1)传授知识,培养能力,提高素质“传授知识,培养能力,提高素质”是当前大学教育中课程教学的热点话题,是教师驾驭课堂教学能力的综合反映,是全面衡量课程教学水平和质量的关键要素.传授知识是根本,培养能力是目标,提升素质是总纲,能将这三方面融于一体的便是课程教学方案.课程教学方案必须由教师构思或设计,必须与课程教学大纲相吻合,必须与课程特点相适应,必须与学生的认知水平合拍,即教学方案必须具有良好的适应性与可操作性.对《水力学》课程而言,其教学方案应具备这样的特点:以水力学基本原理的阐述为核心,实现知识目标的培养;以管道和渠道的水力设计为突破口,着力培养学生解决问题的能力;同时,注意培养学生的创新能力、自学能力、终生学习习惯等.以课程设计与实验为依托,培育团队协作精神,营造学生互助学习与融洽相处的氛围.此外,教师应做好学情分析,关注学生个性差异,注重课堂“情境”设计,关注学生协同学习,尽力营造良好的学习环境,恰当运用现代化教学手段,不断提高课堂教学效果.目前使用的《水力学》教材较好地体现了教学内容的适应性,并围绕“123教学目标”组织教学内容,优化教学方案,实现了“知识传授、能力培养、素质提升“三方面的目标.在学生能力培养方面,设立了三个层次的学习任务.第一层次为基本教学要求,针对全体学生,以掌握水力学基本概念、基本理论和水力计算的基本方法为总目标.第二层次针对部分要求较高的同学,以训练其掌握EXCEL计算表格设计与试算方法为主,适当介绍专门软件.第三层次主要针对少数优秀学生,以训练典型实际工程(如溢流坝、水闸、泄洪洞、供水管网等)的水力综合计算为手段,全面提升其水流现象分析、水力计算公式和计算方法选用等方面综合性的解决实际工程水力学问题的能力.
(2)以水为媒,传递人文情怀,播种水利精神《水力学》课程的研究对象是以水为代表的液体,而水在中华传统文化中的象征意义非常有利于课程素质教育的实施和拓展.通过《水力学》课程的学习,学生自然会对“上善若水”、“逆水行舟用力撑”、“源清流洁,本盛木荣”、“仁者乐山,智者乐水”、“君子之交淡若水”等人生格言有更深层次的理解.“兴利除患”是水利行业的基本任务,对水之品质的认知又是践行“献身、负责、求实”的水利精神的人文寄托.从水跃现象就能很自然地引申出“水不激不跃,人不激不奋”的道理,避免了简单的说教,也使学生对水跃现象及其相关的教学内容有了更深刻的理解,课程教学的素质教育目标也在潜移默化中得到体现.古往今来,与水相关的优美诗句成就了诸多名家的山水情怀.“细水长流”是水的品质,“滴水石穿”是水的力量,“空明澄澈”是水的美丽,“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”则是水的力与美的结合,“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复还”又给了学生另外一种人生的启迪.而《水力学》中的连续方程从物理学的角度阐释了“不积小流,无以成江海”的道理,其寓意对学生终生学习习惯的培养有鞭策和激励作用,而水之品质与精神更是诗词赞美的源泉,也是学生审美观念与审美能力培养的重要依托,其蕴含的哲学理念与人文精神对社会公德教育、世界观教育、人生观教育、劳动观念教育等素质教育内容都有很好的潜移默化影响.值得强调的是:《水力学》课程教学环节的素质教育内容必须与课程相关教学内容自然衔接.教师应结合《水力学》课程教学的相关内容,在自然科学原理、概念、规律和方法等成果的分析、推导、论述过程中,恰当地融入文化元素,自然地渗透人文情怀,体现潜移默化的素质教育效果.即课程素质教育必须以课程基本教学内容或其延伸内容为依托,以教学内容的文化延伸支撑素质教育的内容和目标,切忌将素质教育流于空洞说教和形式.实际教学过程中,实现这样的素质教育目标并非易事,教师必须把课程的具体教学内容与学生的实际情况结合起来,通过深入的思考与钻研,方能使素质教育中的人文情怀显得自然而又入情入理.
(3)关注水流现象,分析流动原理,培养创新能力创新精神是工科学生必备的专业素养,也是课程素质教育的重要内容之一,是每门课程都应该努力实践的素质教育目标.水流现象是最为常见的自然现象之一,水体流动的基本原理揭示了水流现象本身蕴含的科学道理,也为学生创新意识的培养提供了重要素材.古已有之的“水车”、“铜壶滴漏”就是水力学原理在生活实践中的创新应用,而距今二千多年的都江堰水利枢纽则是水力学原理工程实践的历史见证.为此,课程教学中应充分发掘《水力学》课程的创新思想和科技人文内涵,着力培养学生的创新能力,并指导学生开展一些基于课程教学内容的创新活动,这是创新能力培养落地生根的重要依托.比如,基于《水力学》原理的流速、流量、水位观测仪器,工程实践中广泛应用的流体机械(如水轮机、水泵、水力切割机械等)、潜艇、水抢、水炮等都是课程创新教育的重要素材,都能给学生以无限的水力学原理方面的创新启迪.量水设备的改进优化、堰型开发创新、消能形式创新、水流现象模拟等,都是课程教学重要的创新能力培养方向,蕴含着丰富的创新教学内容.水力计算中试算方法的改进为热爱数学的学生提供了广阔的创新空间,不同流动边界下水流现象研究与实验验证,又为喜欢动手试验的学生提供了创新能力培养的平台.《水力学》课程自身具备了足够多的创新能力培养素材,关键是学校教育是否具备创新成长的环境,学生是否有勇于进取和探索的热情,教师是否有积极引导学生创新的动力,这是当前素质教育面临的现实问题.换言之,素质教育理念落实到课程教学实践,需要教学管理者、教师、学生三方面的共同努力.而创新意识培养环境则是由社会、学校、用人企业、教育管理者、教师、教材、实验室以及相关管理制度等诸多因素构成.任何一个环节的缺失或不完备,都会影响到课程素质教育中创新能力培养的效果.从学校教育层面来看,学校的育人环境、人事管理、教学管理、实验室管理及其相关制度的配套与否将是直接影响创新教育运行机制的关键,需要引起学校管理者高度重视.撇开复杂的教育制度改革与学生学习环境不谈,仅从教师方面来看,创新能力的培养需要任课教师在备课方面投入大量精力,更需要教师有扎实的专业功底,有广博的与所任课程相关的科学和人文知识,具备驾驭课程教学的能力,并使没有边界的创新因教师的引导而变得妙趣横生.创新是“水无常形”的具体体现,也是《水力学》课程的优势所在.从目前的实施情况看,虽然《水力学》课程蕴含着相当丰富的素质教育题材,但由于缺少实施课程素质教育的环境,使得课程创新意识培养仍然更多地停留概念领域.
(4)依托课程实验,引导学生自学,培养团队协作精神自学能力、终生学习习惯、团队协作精神是人生必须面对课题,也是未来发展的基础,当然也是每门课程都值得重视的素质教育内容.但不同的课程对学生自学能力和终生学习习惯的影响是不一样的,在团队协作精神培养方面所起的作用也不一样.对《水力学》课程而言,其技术基础课的专业定位以及实验教学的团队协作,都非常有利于学生这几方面能力的培养.实验必须团队合作才能完成,《水力学》教学内容多且需要实际工程背景的特点使得教师往往要安排自学内容,并组织学生开展专业实习,并安排适当的文献检索主题,引导学生自我学习并掌握相关教学内容.正常水深、临界水深、共轭水深、收缩水深的计算往往具有类似的特点,是延伸学习的较好内容,关键是教师要善于引导学生自学.
3结语
【关键词】信息技术;理科课程;整合
一、运用积件思想,寻求高层次整合方法
目前,在计算机辅助课堂教学这个领域中,市场上已有一定数量的理科教学软件,但能够真正适合教学的却不多,加上教师自制课件的水平又不是很高,很容易造成“低水平重复”的现象。因而寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子——积件思想应运而生。积件“是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体信息资源的教学软件系统”,是一个完全开放的软件系统,它包括带有学科特色的教学平台和多媒体资料库,师生可以根据教与学的情境和教学平台,选用、增删、修改已有的软件,或方便地制作新软件,为教与学服务。例如由人民教育出版社和全国中小学计算机研究中心联合从国外引进的数学几何教学平台《几何画板》,它不仅为教学几何教学提供了方便,而且也非常适用于物理中的力学、光学课程教学。又如《CSC电子备课系统》、《天翼全景多媒体辅助教学软件》等中学物理、化学、生物版都是面向师生设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学的理科教学平台,它们集众多教命令家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体,为提高教学质量、探索新的教学模式和办法提供了丰富的资料和必要的手段,它们界面简单,容易学习,直观好用,充分体现积件思想,很受师生的欢迎。
在素材资料库的建设方面,中学理科教师应该成为信息技术与学科教学整合的先行者。目前许多教师在Internet网络上已建立了自己的网站,并把自己制作的课件、教案、论文等放在该网站中,同时还把其它网站已有的课件通过链接功能融合到自己的课件里,以“搭积木”的形式,把教学实践过程中制作的每一个课件链接起来,通过长时间教学的积累,逐步建立一个完整的教学课件体系。这样其它教师和学生也可通过网络共享自己的课件,克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点,提高了课件资源的利用率,充实了网上学科资料库。教师和学生可以在任何时候、任何网络终端通过Internet网络来访问这些网站,进行教学的探讨和巩固性学习。
运用积件思想,走素材资源库和教学平台相结合的新思路,是软件开发和应用走出目前困境的有效方法,也是实现信息技术与课程高层次整合的有效手段。因此学科教师应根据教学实际,运用积件思想,充分利用现有条件下的网络、多媒体信息资源库和教学软件,从中选取适合自己教学需要的内容来制作课件,从而适应不同教与学情境的需要,彻底改变教学
软件在设计、开发和使用上的相互分离的局面,使计算机辅助教学在课内或课外的运用朝着信息技术与学科教学整合这一更广阔、更深层的方向发展。
二、构建模拟实验教学模式,发挥演示实验、虚拟实验室功能
1.信息技术与中学理科实验教学整合,发挥演示实验作用
中学物理、化学、生物三门学科均是实验科学,具有很强的实践性,实验教学和演示实验是中学理科教学的重要组成部分。但在理、化、生课堂的学生实验和演示实验中,由于受到常规实验仪器、实验材料、危害程度等条件的限制,实验效果不如人意。而采用模拟型实验教学模式,通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验,弥补常规实验的不足,提高实验的演示效果。
例如,做物理《凸透镜成像规律》实验时,若用常规仪器按传统实验方法进行演示,由于常现实验仪器和环境的限制,蜡烛在光屏上所形成的影像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显,误差较大,致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解,并产生迷惑。此时如改用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验,演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化情况,整个模拟实验过程流畅、直观、明了,从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识,利于学生对凸透镜成像规律概念的形成。
由此可见,通过信息技术与中学理利实验的整合,可以突破常规实验条件的局限,所以我们应当充分发挥信息技术的特长,对那些难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟,使之成为常规实验的补充,并与常现实验有机地结合起来,使实验教学上升到一个更高的层次,从而有助于学生发现规律、形成概念、获得新知,提高学生的科学文化素质和实验技能。
2.运用网络技术支持下的虚拟实验室,发挥学生自主探索性实验作用
在传统的理科实验室,由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,许多实验中的规章制度对学生进行了诸多限制;由于实验条件的限制,实验结果往往和理论不一致,甚至出现相反的数据;有些实验材料的选用和实验产物的排出,有悖现代环保意识。这一切无不暴露出传统实验室的弊端。
网络虚拟实验是在web中创建出一个可视化的三维物件环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象,学生可通过鼠标的点击及拖动操作,进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性操作环境,使学生在课堂上实现了虚拟世界的真实体验。信息技术与理科实验教学整合能够培养学生观察实验、自主模拟实验,归纳、总结、抽象成所需知识和技能的能力,并促使学生建立科学的世界观。
学生在网络技术环境下进行多媒体虚拟实验操作的同时,还可以通过网上人机对话,一边操作,一边网上畅游,或与其它同学交流、讨论、获取新知。让学生自主学习、自主观察。进行虚拟实验,从而掌握学习方法。
三、构建探索研究性理论教学模式,培养学生的创新思维和创造能力
探索研究性理论教学模式依托由信息技术支持的网络环境,网络为学生提供了丰富的学习资源。在教师的指导下,学生分成若干学习小组,在学习任务的驱动下小组成员相互协作地收集信息、交流讨论、总结归纳、完成学习任务,培养了学生解决实际问题的能力。
例如,生物教学中的《克隆技术对人类的影响》课题,克隆技术是生命科学研究的重大突破,是与高中生物密切相关的科学问题。克隆技术在农业、医学和社会生活各方向都有着广阔的应用前景,但问时也存在着过度和滥用的问题,以及由此所引发的一些负而的社会影响。这一研究性课题旨在提高学生关心社会、关心人类、关心未来的思想意识,并在学中利用网络资源收集和处理生物科学信息的过程中,培养其创新思维与创造能力。
四、利用网络资源,增进课堂教学效果
进入网络时代后,网络环境为师生提供了丰富的资源库,网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。网上资源具有信息量大、更新速度快的特点,例如中国中小学教育教学网()可谓是一间完整的中小学教学资源库,它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源,且处于动态的更新之中,通过了我这些优秀课件、优秀习题,再作进一步的组织加工就能设计出适合自己风格的课件,为提高课堂教学正效果服务。
例如,在物理中《浮力》的教学时,须向学生解释浮力产生的原因。先设想一个立方体浸没在水中,它的六个表面都受到水的压力,它的左右两侧面、前后两侧面,受到的压力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下两面由于深度不同,受到的压强大小不同,压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差。但如果使用语言和文字向学生讲授向上向下压力差时,学生理解起来比较抽象,对整个过程反映比较茫然。可通过中国中小学教育教学网物理课件库下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到很好的教学效果,同时为讲授下一节阿基米德原理打好理论基础,而这一切是传统教学难以做到的。总之,让学生在生动、形象的环境中进行学习,由此起到事半功倍的作用,达到提高课堂教学正效果的目的。
五、扩大信息来源,提高教师教学水平
1.了解学科发展形势,及时把握教学动态。理科学科发展较快,通过Internet网络小的权威网站查看有关学科发展动态,可以做到紧跟形势,在学科教学时作出及时的调整。对于理科学科,必要的习题也是必要的,但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点;为了克服这一缺点,可以充分利用Internet网络这一信息资源,从权威网站或重点中学网站上的试题库中下载最新试卷,用来给学生作测试题和平时练习。这些题目往往题型新颖、信息准确,对于启发学生的思维,开阔学生的视野有着很大的帮助。
2.增进学习交流,提高教学水平。网络的交互性给教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用E-mail。与有关专家进行交流,学习前沿的理论知识;另一方面还可以参与网上的教师继续教育和一系列教育网站的教育论坛。如在中国名师教育网上可以与重点学校的名师专家探讨学科教育应培养怎样的人才,在中国园丁网的教育论坛可以与各地的同行探讨教学中遇到的问题以及对学科教学改革的看法,通过网上学习交流,达到提高自己教学水平的目的。
总之,信息技术应用于理科教学,对传统教育理念和课堂教学模式的冲击是非常之大的,但它并不排斥传统的理论、实验教学模式,实际运用中应把它们两者辩证统一起来,最终实现信息技术与理科课程教学的科学整合。通过整合激发学生对理科学科学习的兴趣,课堂内外参与意识会增强,对知识的理解掌握程度会加深,尤其是实验教学,学生的实验理解能力、动手能力。创新能力均会取得长足的进步。同时,信息技术与理科课堂教学的整合也能鞭策教师进一步构建新的教学模式,完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间,吸引学生的注意力,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识,发展更多的能力。
【参考文献】
[1]邓鸠洲,浅析信息技术与物理课程整合性建设研究[J]中同电化教育,2002,(8)
[2]李友兴,基于网络环境的高中物理教学模式的研究和实践[J]中国电化教育,2001,(3)
[3]秦力,网络环境下课堂教学模式的探索[J].教育现代化,2002.(6)
[4]管长存,信息技术与学科课程整合的教学模式州探[J]。中小学电教,2002,(9)
本文就信息技术与物理课程教学的整合,结合自己物理教学的实践谈谈以下几点看法。
一、“课件”向“积件”思路发展,探讨物理学科整合新方法
在计算机辅助物理教学这个领域里面,市场上已有相当数量的物理教学软件可供购买,但能够真正适用于教学的软件却不多,教师自制课件的水平又不高,容易造成“低水平重复”的现象。在此阶段上,寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路应运而生。其指导思想是:“课件”向“积件”发展,工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向,它包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件,紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用,在真正意义上,实现计算机辅助教学。。
例如在物理学科平台方面:《CSC电子备课系统》初中物理版、天翼全景多媒体教学软件高中物理版都是面向教师设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学软件,集众多教育专家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体,为教师提高教学质量、探索新的教学模式和方法提供了丰富的资料和必要的教学手段;又如《青鸟师友多媒体课件开发平台》,是一个基于Windows操作系统,集声音、图形、图像、文字于一体的多媒体课件开发工具;再如几何教学平台的“几何画板”不仅适用于几何教学,而且也适用于物理教学中的力学课程,它界面简单、容易学习、直观好用,因此这样的软件很受老师的欢迎。以上四个多媒体计算机辅助教学软件开发平台,就很好的体现了“积件”思想。
在多媒体资源处理方面,物理作为一门信息技术邻近学科,物理教师应该成为信息技术与学科整合的先行者。如今许多物理教师都在Internet上建立了自己专门的网站,并把以网页浏览的形式制作的CAI课件、教案、论文等放在该网站中,同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet的超级链接功能揉合到自己的CAI课件里,以“搭积木”的形式,把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来,通过长时间教学的积累,逐步建立一个完整的教学课件体系。反之,其它教师也可通过网络共享自己的CAI课件,克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点,提高了课件资源的利用率,充实了网上物理学科资料库,形成网上物理学科联盟,实行资源共享。此外,教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点,通过Internet网络来访问这些网站,进行物理教学的探讨和巩固性学习。
因此,运用“积件”思想,走素材资源库和制作平台相结合的新思路,是软件开发和应用走出目前困境的有效途径。学科教师应根据教学实际,运用“积件”思想,充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件,以及相关的CD、VCD资源,从中选取适合教学需要的内容来制作自己的课件,从而适应不同教学情境的需要,彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互割裂的局面,使CAI在课堂上的运用走出低谷,朝着信息技术与物理学科整合这一更为广阔的方向发展。
二、电脑模拟,发挥物理演示实验、虚拟实验室的功能
1、信息技术与物理实验教学整合,发挥演示实验作用
物理是一门以实验为基础的学科,实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点,利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤,而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中,由于受到常规实验仪器本身的限制,实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的,但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验,则可弥补常规实验仪器的不足,提高物理实验的演示效果。
如本人在做凸透镜成像规律实验时,先用常规仪器按传统实验方法进行演示,由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显,致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解,并产生迷惑。此时我改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验,演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化的情况,整个模拟实验过程流畅、直观、明了,从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合,可以突破常规实验仪器的局限性,所以我们应当充分发挥信息技术的特长,对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助,成为常规实验的补充,并把两者结合起来,使实验教学上升到一个新的层次,从而有助于学生发现规律、获得知识,提高学生的科学文化素质和实验技能水平。
2、在网络技术环境支持下,发挥学生自主探讨性实验作用
在传统物理实验室,一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,有许多实验室规章制度,对学生诸多限制;另一方面由于实验环境和实验条件的限制,实验结果往往和物理理论不一致,甚至出现相反的数据,这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。
让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作,以自主模拟实验为基础进行多媒体教学,则可以解决这一难题。如笔者在上传统电学实验课时,通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程,电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作,这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维,而有些学生自主意识很强,常常会进行一些“地下操作”,最终损坏了仪器。然而,须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下,倡导学生自主探讨性实验,既可保护仪器又能培养学生的创新能力,并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。如本人曾在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件(在线版网络软件),实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作,通过网上人机对话,学生可以一边操作一边在网上畅游,获取新知识,或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题,就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息,进行讨论,让学生自主学习,并自主观察模拟实验,从而掌握学习成果和学习方法。
这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境,使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合,能够培养学生自主模拟实验、观察实验,并归纳、总结,抽象成所需知识的能力,从而学会学习,使学生主动地获取物理知识,发展能力,并促使他们建立科学的世界观。
三、充分利用网络资源,增进教学效果
进入网络时代后,网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库,网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点,例如:中国中小学教育教学网()教育资源库物理学科、广东教育资源网()资源中心物理学科、中国物理教育网()等可谓是一间完整的中小学数字资源库,它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源,且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。
本人在进行初二第十二章第一节浮力教学时,须向学生解释浮力产生的原因。我先设想一个立方体浸没在水中,它的6个表面都受到水的压力,它的左右两侧面、前后两侧面,受到的压力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下两面由于深度不同,受到的压强大小不同,压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差,但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时,学生理解起来比较抽象,难懂,对整个过程反映比较茫然。所以我通过在中国中小学教育教学网()物理学科课件库网站下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动,同时超级链接浮力大小的推导公式录相。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到了良好的教学效果,学生很轻易就攻破这一难点,同时为讲授下一节阿基米德原理做好理论基础,而这一切都是传统教学很难做得到的。总之,让学生在生动、形象的环境中进行学习,由此达到事半功倍的作用,也就能很好地提高课堂教学效果。
信息技术作为最先进的教学媒体与物理学科整合,不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量,而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。
四、扩大信息来源,提高教学水平
1、了解物理学科发展时事形势、把握教学动态:
我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态,可以做到在时事政策上紧跟形势,在物理学科教学时作出及时调整。物理作为一门理科学科,大量的习题是必要的,但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点,这对于学生习题更新、掌握中考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点,我们可以充分利用Internet这一信息资源,从网络如中国中小学教育教学网()上的物理试题中心、中国园丁网()试题集锦栏目和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题,用来给学生作为测试题和平时练习。实际情况证明:这些题目题型新颖、信息准确,对于启发学生的思维,开阔学生的视野有着很大的帮助。
2、增进学习交流、提高教学水平
网络的交互性给物理教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流,学习前沿的理论知识,获取名教师的经典教案;另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛,如在中国名师教育网()我们可以与重点学校的名师专家探讨物理教育应培养怎样的人才,在中国园丁网()、中国物理教育网()的教育论坛我们可以与各地的同行探讨物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法,通过网上学习交流,实现资源共享,达到提高教学水平的目的。
我们通过信息技术与物理课程教学的整合,激发了学生对物理学科的学习兴趣,课堂上参与意识很强,对知识的理解掌握程度较理想,尤其是实验教学,学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。实践证明,信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间,吸引学生的注意力,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识,提高物理课堂教学的效率。
随着信息技术和物理学科教学整合的发展,将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机,但同时也应看到,信息技术和物理教学整合是一个新兴事物,还有许多问题需要我们去研究、探索。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。
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(甘肃省镇原县平泉中学刘永强744517)
摘要:数学新课改要求教学中讲背景来源,讲思想方法,注重过程,联系实际,突出应用,体现数学的文化价值;
关键词:数学新课改、更新观念、关注过程,应用、提高创新能力。
随着数学课程改革的不断深入,数学教学中对教师的教和学生的学的评价及要求也在不断地发展。数学新课程所倡导的教学理念:讲背景来源,讲思想方法,注重过程,联系实际,突出应用,体现数学的文化价值;在教材编排上也从封面设计,导引,章头图及正文的“想一想,做一做,议一议,读一读”等都体现了数学的美学价值和人文精神。通过两年多的试改,感受颇深:
1、教师观念更新,提高认识
在课堂教学中,教师一改以往的角色,成为教学活动中的参与者、合作者、组织者,而宽松、和谐、民主、生动活泼的数学课堂使学生在没有任何压力下产生强烈的求知兴趣,同时也能发现数学的文化价值。
首先,过去对于教师的“主导”地位问题,是课堂评价的一个论据,而在数学新课程改革中对我们理解更会有不同侧面和深刻程度上的差异,所以,当教师把自己变为课堂活动的一名合作者、参与者时,也将自己和学生放在了同一水平上,才能从数学学科的特点出发,考虑到每个学生的不同背景,每个学生的现实基础,认知水平等进行教学,从而发挥每个学生的最大潜能。
其次,在新课改理念下,教师对学生的地位也有了新的认识;教师与学生在教学中的关系是动态的,不再起什么“主导”与“主体”性作用,这一定位,拉近了师生的距离。过去我们评价一节课只看表象,评课者只关注教师在这节课中“戏”演得是否令观众满意,再看观众反应如何,来评这节课的成功与否,注重了数学教学的系统结构和形式化,而较少关注从“感知数学情景、体验数学本质、概括数学抽象、反思数学应用。”的完整数学学习过程,这种形式化教学搞得教师手忙脚乱,学生也无所适从,且看美国中学数学教学的一个案例:
在美国西雅图一节高二数学课上,老师讲的就是一个测量塔高度的问题,一上课,老师就把这个任务交给学生,说塔是高不可及的朵想办法测量这个塔的高度。学生听完以后就每个人拿了一个图形计算器,分成四、五个人一个小组就开始做了。看到这道题我觉得好笑,这不正是前几天才给学生上的一节课吗?是初三数学中的一道应用问题,稍微差不多的学生都很快得出答案。可问题是人家高二学生却做得津津有味,全班同学分完工以后,老师没有做任何提示,学生就开始做这件事情,且没有几个学生去努力找一个公式,绝大多数都在按分工试算:这塔多高呢?有的学生就先设它为100米,找测量点,发现凑不出准确答案,就开始分工,甲把塔放高一点,已把塔变矮点儿,丙把第一个测量点往前点,丁把测量点往后变,四个人分工做,到下课全班还不到10个学生得出结果,老师说:“我们继续去做”。
而这节课在我们教育界的评价会是怎么样呢?没效率,没结果。对比我们的评价方式,我不明白碰撞点在什么地方,如何看待这节课,曾有专家这样认为:在没有任何提示的情况下,大家分工用不同的方法来探索的过程,根据别人的信息来改进自己探索方向的过程,在他们看来比知识更重要。这就使我想到为什么美籍华人杨振宁能获得诺贝尔物理学奖;2006年相当于数学诺贝尔奖的“菲尔茨奖”获得者又是澳籍华人,年仅31岁的陶哲轩,而我们土生土长的中国人却没有,这一切不就说明教育改革,观念更新的可行性吗?
让我们思考我们的数学教育尤其是农村中学数学教育现状,从评价体系的导向上就决定了我们的数学教育是为“应试”而备的,从小学到中学,全部是模块化的:考什么,教什么。而对数学的发展,她的文化价值大概问起来没几个人会知道,对现行新课程知道的又有多少呢?教师为了完成上级下达的任务,在拼时间,讲题型,抓训练,学生为了一个“愿望”,在这个“愿望”的奴化下,麻木的、机械的、毫无生机的学习,我曾经做过一个调查,我所在地方的农村初三学生每周周内学习数学的时间至少在800分钟以上,而其他国家和地区平均是217分钟,我们的代价是多么的大啊,可效果怎么样,我只能用少得可怜来说。
在学习了“中美高层教育交流”研讨后,我对自己八年的数学教学作了回顾,深感自己只不过是个知识的“二道贩子”不停地学习,再将我知道最多,自认为最好的、最得意的东西传授给学生,并告诉他们“量积累到一定程度才能引起质变”并举了数学家苏步青当年为了考取国际上有名的日本帝国大学,对解析几何、微分两门课做了近万道题,结果以双百的优异成绩被录取;传说中王羲之练干了三缸水,若非如此若练,他岂能丰为书圣。可是我们学生苦了,力也出了,成绩怎么样,全县5000多学生参加高考,几年才培养出一个清华学生,而有关部门就认为质量可观,大力宣扬。
2005年新课程改革在全国轰轰烈烈开展,农村中学数学教育也受到影响,但波动不大,广大农村教师只是从课本上的变化中感觉到了课改的气息,因为受各种因素制约,我们绝大多数都没有外出学习和培训的机会,这就使的我们的课改还要加大力度。
2、关注数学过程,培养创新能力
这是数学课程改革中的“重中之重”,中国教育学会副会长,东北师范大学校长史宁中反复强调“归纳与创新”,学生思维的过程远比简单的数学结果重要。2006年9月6日和7日,“中美数学教育的高层交流”在北京举行,美国学者介绍了他们的数学课上教师讲得很少,主要是学生进行合作交流探索,在我国偏远的农村学校,数学课堂上仍是教师讲为主,学生的自主性很难发挥,他们自小就养成被动接受的习惯,而新课标下的教材在情境创设、培养学生创新意识和实践能力方面为农村数学教育提供了方便,给学生给了更多的思维空间。
在课程改革中,教育理念的更新,必然带来教学行为的变化,只要我们时时做个教学有心人,了解数学发展方向,数学价值,不失时机地反思自己的教学,就可积极稳妥地解决好新与旧的关系。
参与文献:
关键词:隐性课程;心理方式;作用
隐性课程是建立在人们的认识是有意识的心理活动和无意识的心理活动相统一的心理学基础之上的。早在19世纪,心理学家弗洛伊德就已对这个方面进行过探索。保加利亚心理治疗医生洛扎诺夫在20世纪50年代中期成功利用无意识心理活动,创立了“暗示教学法”。
20世纪60年代,美国著名教育学家杰克逊在《班级生活》中,首次提出“隐性课程”这一概念。隐性课程在教育中的独特作用证明了它是课程体系中不可缺少的一部分。国内学者从20世纪80年代中期开始关注和研究隐性课程,随着对隐性课程的深入研究,更多的教育者意识到,隐性课程广泛存在于学校之中,不论是从时间上还是空间上,隐性课程都具有十分重要的教育功能。隐性课程的优势就在于它可以利用周围环境中的各种教育因素去开发学生的潜力。作为隐性课程,不论以何种方式影响受教育者,都通过无意识发生作用。人在作为隐性课程的文化环境、道德环境中生活就会不知不觉地接受其感染、暗示,或对其进行模仿,实现着文化心理积淀[1]。
隐性课程的特征决定了其功能的多样性,决定了隐性课程的功能具有两面性,即正功能和负功能。如今,学校德育实效性低下的现状使更多学者们把目光放到了如何发挥隐性课程的正功能上。隐性课程是通过人类无意识、易受暗示等心理特性发挥作用的,这正是隐性课程正功能与负功能产生的内在机制。挖掘隐性课程发挥作用的心理方式可以为我们更好地发挥隐性课程的正功能、避免负功能提供帮助。
隐性课程发挥作用的心理学方式主要有感染、暗示、模仿、从众、内化。
一、感染
感染是个体在无压力的情况下,通过语言、表情、动作等其他方式引起的与别人相同的情绪和行为。感染有两种形式:一是情绪感染,二是行为感染。情绪感染是指一群人的情绪统一起来,使个人放弃平常抑制其行为的社会准则,于是,每个人的行动便主要由自己的情绪发动。情绪感染在所有参与者都有相同的态度、信念和价值的情况下极易发生,它们会促进个体间的模仿过程。行动感染是指一个人的行为方式向另一个人乃至许多人传播。隐性课程的感染作用表现在许多方面。例如,要想形成一个积极向上、团结奋进的班风,离不开集体中各个成员的努力,每个成员的行为都在相互感染,不仅包括着情绪间的感染(“我是班级的小主人”观念在每个学生中形成),还包括行为的感染(课堂上积极回答问题、主动打扫教室、参加班级活动等等)。
尽管感染是在个体无意识的情况下发生的,但是我们可以有意地通过具体活动或者情境来影响学生的情绪和行为,通过校园物质文化和精神文化建设,使学生受到熏陶、感染。如舒适、整洁、安静的环境会形成优良的校风、班风和团结友爱、和谐融洽的人际环境,同时约束学生的行为,使其形成正确的行为习惯。美好的校园环境不仅可以陶冶学生的情操,激发学生对美的追求,而且能培养学生爱班、爱校、爱国的情感。通过组织课外活动、健康的文艺活动使学生从音乐、文学、影视等艺术活动中受到感染,促使学生养成健康的品德情感。
二、暗示
暗示是在受暗示者无对抗、无批判、无抵制的基础上,通过议论、表情、手势、服饰、环境等有利条件,从侧面间接地刺激受暗示者的潜意识,从而对受暗示者的心理和行为产生影响。暗示作为一种心理现象,是环境和人之间不断进行交流的一种形式。心理学研究表明,普通人群中大约有三分之一的人具有较强的心理暗示接受能力。在某些信息的刺激和暗示下,人的潜意识中会在一定程度上不自觉地用这种信息支配自己的思想和行为。每个人在生活中都会或多或少的接受暗示,对于处在成长期的中小学生来说,接受暗示的可能性就更大。在教育中运用暗示手段,通过转变学生的内在需求和激发学生的心理潜力,可以减轻学生在课堂上的心理负担,达到高速、有效地传递教学信息的目的。但是,暗示也是有两面性的,有些暗示是积极的,有些暗示则是消极的。对于个性心理还不成熟的学生而言,他们的可塑性极强,不管是积极的还是消极的暗示都很容易对他们的行为和心理产生影响,所以在教育过程中我们要避免消极的暗示,采取积极的暗示。积极暗示有两个作用:一是对学生的优良品行起积极作用;二是对不良品行起到抑制克服作用。
与其他课程相比,隐性课程可以通过一系列间接的、不被人察觉的方式对学生施加影响,发出信息,以此来调整和规范学生的行为。在课堂教学中暗示包括以下几种形式:(1)语言暗示。语言暗示是通过语言方式对学生加以暗示。在教学中,教师的教学语言往往含有丰富的信息,不管是音调的高低、还是语气的轻重和节奏的急缓,学生都可以从中获取某些暗示。(2)体态暗示。体态暗示是指教师用自己的眼神、表情、姿势、手势等非语言行为对学生加以暗示。体态暗示是最常用、最基本的暗示方法。适当的体态暗示能起到激励、调节的作用。如在学生回答问题时给以鼓励和赞许的眼光,减轻学生的紧张情绪,会让学生感受到莫大的鼓舞。(3)环境暗示。我们每个人都生活在一个充满暗示的环境中,在学校中学习的学生更是如此。如在教学中,教师可以充分利用现代化的教学技术和手段创设生动活泼的课堂情境,引导和刺激学生。教师通过创设特有的教学环境,能对学生提供积极的信息暗示,调动学生情绪。(4)自我暗示。根据暗示信息的来源,心理暗示可以分为他人暗示和自我暗示。教师的语言和行为暗示、周围的环境暗示对学生施加影响的同时,还促使学生进行自我暗示。如教师对学生语言上进行暗示,“你很聪明,你能行”,这种暗示就会引导学生进行自我暗示,学生就会认为:老师说我很聪明,看来我只要努力就能做到。正如美国学者卡尔•施米歇尔所言:如果你认为学习另一种语言很困难,你就会感到困难。但是如果你真的把精神放松,相信你的老师,并且懂得学习是你头脑要做的最自然的事情之一,事情就会比你可能想到的情况还要容易。
三、模仿
模仿是在没有外界控制的条件下,个体受他人刺激或影响而仿效其言行,并使自己的言行与之相同或相似。模仿分为无意识模仿和有意识模仿两个层面。无意识模仿不考虑行为的原因和意义,在不知不觉中仿照别人的样子,是低层次的模仿。它可能是简单的瞬间动作,也可能是比较复杂的长期活动。有意识模仿则是自觉地仿照他人的行为、动作进行活动,模仿者了解行为的意义,并经过一定的思考,这种模仿常常是有目的、有选择地去进行的,是积极的、高层次的模仿。无意识模仿和有意识模仿可以互相转化。模仿在儿童心理的形成和发展上,特别是在儿童的动作、语言、行为习惯、个性品质等方面的形成和发展上起着重要作用。正如教育家苏霍姆林斯基所说:“儿童的心灵是敏感的,它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样,鼓励仿效一切好的行为,那么,儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地、不觉难受地逐渐消失。”[2]
隐性课程中包含的许多因素都可以影响学生的模仿,青少年学生爱好学习,勤于模仿,越是他们喜欢、崇拜、感兴趣的人,他们越容易模仿。人们常说,“榜样的力量是无穷的”,为学生提供好的榜样来模仿,可以激发他们的上进心,鼓励、引导他们朝正确的方向发展。青少年学习模仿的榜样有很多,在学校里,教师和同学是离学生最近的榜样,他们的影响最直接、最有效。教师的言行常常比说教更能对学生产生巨大作用,他对学生的影响是潜移默化的。相同的学习环境、相似的生活经历和相近的年龄,使得优秀生也成为学生模仿的对象,这是最具有说服力、感召力的榜样。
例如,某校“你为小凯做些什么”的活动开展后,班上同学间的关系格外融洽,大家开始领悟到了“关心他人”、“助人为乐”的深刻含义。有的同学说:“我们遇事应像雷锋那样先替别人着想,为别人做完一件好事之后才安心。”同学们的思想感情变了。近一年来,做值日不用老师带头,同学们就把教室和卫生区打扫得干干净净;周岩同学每天用墩布擦大厅,常常累得满头大汗;王洪同学的脚摔伤了,同学们自动组织起来用自行车接送他上下学;傅东升脚上长了个瘤子,不能上体育课,他就主动给上课的同学打洗脸水;一位老师患高血压病仍然坚持工作,同学们知道后便买来山里红悄悄地放在他的抽屉里。
事实告诉我们,榜样的力量是无穷的。引导学生学习英雄,就是使体现在榜样身上的道德要求转化为同学自身的品质。这种转化尽管需要一个长期的过程,但只要采取生动的教育形式去诱发同学心灵深处潜在的上进因素,总是可以收到成效的[3]。
四、从众
从众是个体因受到群体的影响或刺激,引起自己在知觉、判断、意见和行为上的变化,表现出与群体中大多数人一致的现象。从众是一种较为普遍的心理现象。影响从众的主要因素有个体因素、群体因素和刺激物因素。
青少年的心理发展程度决定了他们从众心理较强。对于青少年而言,同伴群体的价值观念、行为规范时时刻刻在影响着他们的一言一行。从众现象表现在学生中主要有:一是学习上的从众,如学生在一个班级中会受到这个班级学风的影响,学风好的会促使那些以前不努力学习的学生树立正确的学习态度。二是生活上的从众,主要体现在生活习惯上,如消费习惯,从名牌运动鞋和衣服、MP3、手机等在学生当中的受欢迎程度就可以看出学生们的消费倾向。同学之间过生日互请吃饭,送昂贵的生日礼物,尤其是在过洋节时送礼物等等这些现象早已在学生中间形成了一种不成文的规定。三是行为习惯上的从众,主要体现在学生在遵守校规校纪上,如考场上的作弊、上课迟到、课堂上说话睡觉,在我们看来只是个别学生的行为,但是时间长了就会影响一大批学生。
隐性课程主要是通过集体的力量对学生产生影响,使学生在潜移默化中接受集体的价值观念和行为习惯,因此,建设良好的校风和班风,形成健康向上的校园文化和团结求实的学生集体对学生的个性品质发展会起到促进作用。
五、内化
内化是个体通过学习将社会文化、规范、价值观念等转化为稳定的心理品质的过程。
隐性课程实施的根本目的就在于,通过学校教育使学生把学校中习得的知识和经验、社会规范、价值观念等转化成个人的观念、态度和价值观,促使学生思想品德的发展。而在人的道德品质的形成和发展过程中,外部条件和内部条件的统一起着决定性的作用。从外部到内部的转化需要经过一系列的过程。人的内化反映到人的道德发展中就是指个体把一定的道德规范和观念纳入到自己的思想品德结构之中,使之变成自己的观点和信念,成为支配、控制自己思想、情感、行为的内在力量。
内化的发生规律要求教育者制定的教育目标和教育内容适应社会发展需要,符合受教育者的心理特点。教育施加的影响只有通过受教育者积极内化吸收才能成为自身的思想品德。内化是一个复杂的心理活动过程,对于学校德育来说,内化是社会道德观念转变为个体思想品德的心理通道和中间环节,它不仅是受教育者主体作用的集中表现,还是学校德育目标是否实现的标志之一。因此,在德育中要加强对受教育者主体因素的研究,强调在德育实践中从受教育者实际出发,发挥主体的积极能动作用,因势利导,促其内化。
“学校的一切教育行为都不可避免会传授给学生好的或坏的价值观标准,无论是书本课程还是行为课程中的规则、角色和关系都或多或少地对学生的价值观念和品格具有潜在影响,且这种影响既有正面的也有负面的,问题不是怀疑价值观标准本身,而是怎么将这种教育做得更好”[4]。对隐性课程发挥作用的心理学方式的研究,让我们在日常的教育工作中更加注意隐性课程的作用,在教育过程中积极促进隐性课程正面功能的发挥。创造和谐的教育环境,能大大增强隐性课程的渗透能力,使学生更容易接受隐性课程中所传达的积极的信息。
学校应该注意营造出一个有利于学生接受隐性课程信息的良好环境。可以从三个方面入手:其一,学校物质环境的建设,如优美整洁的校园环境、人性化的教学设施等。舒适整洁的校园会使学生在心理上感到和谐宁静,陶冶他们的性情。其二,互动层面,良好的人际关系,不仅包括民主平等的师生关系,还包括教师之间的关系、学生之间的关系。只有民主、完善的人际关系才有利于学生接受隐性课程传递的各种信息。其三,积极奋进的文化氛围,比如健康向上的校风、团结友爱的班集体气氛等等。积极的校风班风促使学生奋发向上,使学生在潜移默化中接受到健康向上的道德观和价值观。教师应该在班集体中树立团结进取、友爱互助的风气。
参考文献:
[1]班华.隐性课程与个性品德形成[J].教育研究,1989(12).
[2]苏霍姆林斯基.要相信孩子[M].北京:教育科学出版社,1981:6.