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【关键词】超声检测;高职教育;教学研究
超声波检测是应用最广泛的无损检测方法之一。超声波检测是利用进入被检材料的超声波对材料表面或内部缺陷进行检测。利用超声波进行材料厚度的测量也是常规超声波检测的一个重要方面。此外,作为超声波检测技术的特殊应用,超声波还可用于材料内部组织和特性的表征以及应力的测量。它的意义的一般指超声波与工件作用,就反射、透射和衍射的波进行研究,对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用进行评价的技术。从上世纪30年明以来,由于超声检测具有安全高效,体积小,便携等特点,越来越被广泛应用于,工业,医疗等各行各业。
在高职学校开设超声检测的课程对于培养应用型操作人员有很大的优势,对于超声检测这种操作技能要求较高的行业,工作人员的培养应以实践操作为主,高职教育正好能满足这一要求。因此制定一个合理的课程规划来达到理想的目的是非常必要的。下面就超声检测这门课程在高职院校的开展进行讨论。
1、课程建设的指导思想和总体目标
在日常教学的制定中要遵循高职教育教学的规律与特点,始终坚持以“学生为主体,教师为主导”的原则,坚持以工学结合的方式开展教学,注重素质教育,注重技能教育,重视学生创新能力的培养和个性发展。让学生能学会处理各种特殊的工艺要求。通过课程建设,对传统的教学内容和方法进行改革,把超声检测新技术、新工艺、新标准恰当地引入课堂教学,使课程做到知识性与应用性的统一,使课程结构体系和教学内容得到进一步的优化。利用现代教育技术平台改革相应的教学方法和手段。
课程建设的目标是落实课程建设的措施,更加明确课程目标即培养能够进行超声检测操作的人员,遴选课程内容对理论性太强的部分加以弱化,优化课程结构,专注与实践教学,让学生多通过现场操作来学习了解这一行业。改进教学方法、丰富教学手段,加强教师队伍的建设,加强课程研究,开展技术推广、咨询和服务,建立课程资源库,改善实训条件,规范课程考核评价方式,进一步提高课程效果,加强课程管理,以保证群体教学水平稳步提高,使课程建设处于良性发展。
2、课程目标
根据学校办学定位和学生实际,明确本课程职业岗位指向和职业能力要求;高职学校的生源包括高中生,中职生,及以3+2方式培养的学生。明确了学生的实际情况就能明确课程知识目标、技能目标、态度目标,更加重视本课程在职业能力培养中所处的重要地位、作用和价值;主要目标应在加强学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。建设措施:(1)开展专业教育,让学生明确职业岗位指向和职业能力要求,让学生清楚地认识到专业课程在职业能力培养中所处的地位、作用和价值,激发学生学习兴趣。(2)课程知识模块应该有:超声检测物理基础、检测器材与设备、检测方法、检测工艺、超声检测应用、检测标准、课程设计、技能训练部分;技能目标是培养学生动手操作的能力,为行业培养初、中级无损检测技能型人才。学生学完本课程后,要求学生掌握超声检测相关理论知识,能独立完成超声检测工作。能与他人团结协作,具有一定的创新能力。毕业前取得锅炉压力容器无损检测人员UTⅠ、UTⅡ级资格证书(中专Ⅰ级、高职Ⅱ级)。毕业生经过一段时间的工作实践,向中、高级人员过渡。(3)教师在教案中交代每个知识模块学生应达到的知识目标、技能目标、态度目标,并在授课过程中明确告诉学生;教师应注重学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。
3、课程内容和课程结构
围绕为行业培养初、中级无损检测技能型人才的要求,遴选教学内容,适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准,培养了学生良好的职业道德、严谨认真的工作作风、实事求是的科学态度,强化学生安全意识;形成模块化课程结构;实践性教学内容达到50%以上。建设措施:(1)按照无损检测人员资格证考试规则和企业、行业对无损检测人员的要求,安排教学内容。(2)要求教师加强学习,不断更新知识,适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准,定期到企业作市场调研和挂职锻炼。(3)按照职业岗位和职业能力培养的要求,整合教学内容,构建以职业岗位作业流程为导向的教学模块,按岗位作业流程分小模块进行教学,形成模块化课程结构。(4)不拘束于某一个具体工件,而以多种规格、多种材质的工件作为研究对象,增加学生实训机会和实训内容,安排学生进企业实习,使实践性教学内容达到50%以上。(5)联系本地相关企业,利用企业的设备和技术人员对学生进行实践学习。让学生了解企业实际的工作生产情况,可能遇到的各种问题。(6)在与企业联系过程中,可以把优秀的学生推荐给企业,以此来与企业互利互惠,形成良好的合作关系。
4、课程教学方法与手段
课程教学方法坚持“教、学、做合一”的原则,采用现场教学、项目教学、讨论式教学、探究式教学等教学方法;高度重视实训、实习等实践性教学环节,以真实或仿真的任务为实习实训项目,将实习实训与项目结合起来,强调学生将所学知识和技能在实践中应用,积极引导学生自主学习;充分运用现代教育技术进行教学,充分利用网页资源,将课程教材、教师教案、教学大纲、检测标准、习题、实验实习指导、参考文献目录、授课录像、网络课件、在线测试等相关资料在网上公布,实现优质教学资源共享,方便学生在网络中自主学习。(1)制定教学过程规范,包括授课计划规范、理论备课规范、课堂教学规范、作业辅导规范、考试考核规范、教书育人规范,把提高群体教学质量落实到教学过程的每一个环节中。落实备课规范,提高课程授课计划质量。教师备课必须要钻研大纲,研究教材,掌握教学目的、要求和重点,研究和掌握教学方法。授课计划要体现教学目的、教学方法、教学思想。(2)建立优秀教案档案,促进群体教案水平提高。每学期每位教师提交一份优秀教案,课程组通过评定、交流后存档,逐步提高整体教案水平。(3)抓住课堂教学这个中心环节,争取最佳教学效果。课堂讲授必须执行课堂授课规范,做到内容熟练、概念准确、重点突出、结构合理、条例清楚、语言精炼、板书工整且布局合理,要充分调动学生积极性,启发学生思维,培养学生能力,要注意理论联系实际,加强教学的科学性和思想性。(4)建立学校老师与企业技术人员的技术交流来提高教学内容的质量,引入最新的理念,让学生一切从实践出发,真正做到精通。(5)以多种规格、多种材质的工件作为研究对象,以真实或仿真的任务为实习实训项目,将实习实训与项目结合起来,增加学生实训机会和实训内容。安排学生进企业实习,使实践性教学内容达到50%以上。强调学生在实践中应用中消化所学知识和技能,积极引导学生自主学习。(6)建立一体化专业教室,充分运用现代教育技术进行现场教学;引入相关的检测仪,配备完善的各种标准试块和对比试块,使教学内容丰满具体。
5、课程资源建设
课程资源建设要求拥有学校教师与现场专家一起开发的校本教材、实验实训指导书、教师教学指导书和学生学习指导书等,建成集纸质与电子、静态与动态的图书和网络资源于一体的立体化教学资源库。教学资源库包括课程标准、教学内容、实验实习实训、教学指导和学生学习效果评价方案等要素;校内实验实训室的设施设备技术含量高,有能完全满足课程教学需要的实验实训设施设备;建立真实或仿真的职业环境,有便于学生自主学习的实验实训室管理制度,管理规范;建立校外实践教学基地,与相关企业建立合作机制,校外实践基地成为课堂教学的有效延伸。
6、课程考核及措施
课程考核要求建立体现职业能力为核心的课程考核标准,建立分模块的课程考核评价方式,每个课程模块既考核学生所学的知识,也考核学生掌握的技能及学习态度,采用形成性评价与终结性评价相结合的考核方式。笔试、口试、操作、论文相结合,开卷、闭卷相结合,第一课堂考核与第二课堂考核相结合,校内老师评价与企业、社会评价相结合,学生自评、互评相结合的评价方式,各种评价有明确的比例分配。
具体的建设措施:(1)每学期至少要进行一次期中和期末考试。考试要严格要求,同一教学计划的班级,期末考试要统一命题,统一评分,统一阅卷。考试方式为:闭卷,记分方法为:平时成绩占30%(10%的作业,10%的课堂表现,10%的课堂测验),期中考试占20%,期末考试占50%,其中10%的课堂表现分数由老师评价、学生自评、互评三项各占1/3产生,加重平时学习权重,注重对学生学习过程的检查和对知识的掌握程度的考核;第一课堂考核成绩占70%,第二课堂考核成绩占30%;同时期末考试除理论考试外还有实践操作考试,根据无损检测人员资格证考试的要求,理论和实践考试都必须达到70分才认定及格。(2)建立超声检测试题库,条件成熟可以实行教考分离。(3)参加校级以上技能竞赛取得名次的给予加分。
7、课程效果
建设目标:学生学完本门课程后能掌握85%以上的知识点,完全掌握核心知识点;100%掌握课程中包涵的技能,在真实或仿真的环境中能完成检测工作;能理解本门课程在专业中的地位、作用和价值;学习目的明确,学习兴趣明显提高;理解本门课程所要求的职业素质,具有团队精神、协作精神,能够与人合作完成工作项目;学生在教师的指导下,能进行探究式、创新性学习。 建设措施:建立科学合理的教育教学质量评价体系,为学生提供优质教育服务;加强学生思想道德和职业道德教育;加强学风建设,努力提高教育教学质量;建立科学的学生学习评价体系。
8、结论
随着我国初会的不断进步,工业水平,制造能力的稳步提高,特别是我们国家制造行业在国际地位的不断提升,对制造业人才的需求与日俱增,尤其是工作一线的初、中级的优秀操作人才更是供不应求,超声检测技术在制造的生产中有着不可替代的作用,超声检测人员的市场需求不断增加,对人才的要求也在不断变化,于此相比,中、高职学校培养的的专业毕业生却非常少,现从事无损检测的人员大都是从其它岗位等转岗而来,因此,他们没有学习系统的无损检测课程,加之专业的特点和学生知识结构的原因,在校学生对本专业课程知识和内容非常的贫乏和陌生。传统的教学是“讲授+板书”方式,学生大都对课程不感兴趣,即使现在引进多媒体教学方式,学生也只能抽象的思考学,对实践中的情况一无所知。也就达不到理想的教学效果。最终的后果是,大部分的学生毕业进入岗位后连最常见的工作设备、零件不认识,最基本的工作步骤不会操作,达不到企业最起码的工作要求,因此,培养出适合企业需要的一线的优秀的无损检测专业操作人才就是当前这个专业的重点,通过课程规划的制定和实施,能够培养出合格的,生产企业要求的一线技术人员。
参考文献:
[1]刘福顺,汤明. 无损检测基础. 北京航空航天大学出版社 2002.
[2]应崇福.超声学. 北京科学出版社,1990.
摘要:初高中物理教材的衔接对于师生来说是一个非常重要的问题,本文以“司南版”初高中物理教材为例,从教材编写的理念、内容和体系的设置、教学策略的延续以及版式和栏目的安排四个方面进行了分析,发现其在传承、扩展上凸显着教材衔接的螺旋上升性。
关键词:教材:衔接:整合
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2012)2(s)-0001-4
初、高中物理教材的衔接一直是一线教师们非常关注的问题。由于近年来物理教材的选择更加自由,经常出现不同版本的教材在不同的学段使用,导致教师在短时间内很难把握教材的变化,给教学带来了一定的障碍,本文以“司南版”物理教材为例,希望从该套教材的衔接出发,为教师的教学提供参考。
1教材理念的衔接
从教材的编写理念上,“司南版”初高中物理教材以提高全体学生的科学素养、注重全体学生的发展为宗旨,贯彻以学生为本的思想,把促进学生的发展作为教材设计的出发点,从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维培养目标体现教材的设计。无论是八年级第一章“打开物理世界的大门”中,对三维目标从“走进神奇”到“探索之路”,继而“站在巨人肩膀上”一一的展示:还是必修绪论中“撩开物理学的神秘面纱”里,“物理学与自然规律”、“物理学与社会发展”、“怎样学习物理学”、“高中物理教材的特点”,无不体现着对新课程下物理课程理念的充分融人。
在教材的呈现方式上,初高中教材都体现着合作学习、自主学习和探究学习的特点,精心创设教学情境,引导学生积极参与知识的获取过程,促进着学生学习方式的转变。在初中八、九年级的教材中几乎每一章都有专门的一节以科学探究做为节名,体现着新课程下对科学探究的注重。高中教材中,虽然在节名上不再出现“科学探究”的文字,但是在对关键概念和规律的解析上,仍然凸显着对科学探究的重视,其主要以“实验探究”的段标或“实验与探究”的栏目来呈现。总的来说,“司南版”初高中教材一以贯之教学方式多样化的追求。
在教材内容的选择上,突出了物理的时代性。既融人了现代科技的内容,又讨论了技术应用所带来的社会问题,还探究了物理学进步与社会发展的相互作用,呈现着从生活走向物理,从物理走向社会的思想。如:在八年级第三章第三节“超声与次声”中,不仅有“蝙蝠发出的超声导航”,同时也包括“超声探测鱼群”、“超声诊断仪观察母体胎儿情况”等关于学科渗透、sTS的内容。同样,在高中必修2教材第五章“万有引力定律及其应用”第三节“人类对太空的不懈追求”中,就从“古希腊人的探索”、“文艺复兴的撞击”、“牛顿的大综合”、“对太空的探索”等内容设计上体现着该套教材的时代性、基础性和选择性。
总的来说,在理念上该套教材较为统一地实践着新课程对物理学科的要求,在物理知识与技能、探究过程和研究方法、创新意识和实践能力、科技进步及文化、经济和社会发展的影响、终身发展以及科学观等方面有着统一的设计和延续。
2教材体系和内容的衔接
初高中物理是一个有机的整体,高中物理的学习以义务教育物理为基础,通过必修模块对初中物理进行延伸和拓展,再通过选修模块使学生的物理学习获得螺旋式的发展,最终建构其知识框架。
在体系和内容上,“司南版”教材的衔接也很注重螺旋式的发展。初中教材根据课标按照“物质、运动和相互作用、能量”三大主题设置了“打开物理世界的大门、运动的世界、声的世界、多彩的光、熟悉而陌生的力、力与运动、密度与浮力、压强、机械与人、小粒子大宇宙、从水之旅谈起、内能与热机、了解电路、探究电路、从预测家庭电费说起、从指南针到磁悬浮列车、电从哪里来、走进信息时代、材料世界、能量和能源”等二十章。从体系来说,基本上延续了光、声、力、原、热、电的结构划分,也融人了主题式体系的特点,有一定的学科内和学科间综合。
高中阶段的物理教材在必修模块中。主要从“运动的描述、相互作用与运动规律、机械能和能源、抛体运动与圆周运动、经典力学的成就与局限”这五个二级主题来组织教材内容。包括“撩开物理学的神秘面纱、运动的描述、匀变速直线运动的研究、相互作用、力与平衡、力与运动、功和功率、能的转化与守恒、抛体运动、匀速圆周运动、万有引力定律及其应用、相对论与量子论初步”等十二章的内容。从内容来说,高中物理在知识水平、内容深度及难度方面较初中都有了很大的提高。
但是,从对初高中教材体系设置上的比较(如表1所示)可以看出,该套教材在编写体系上基本上进行了传承。从运动展开整个力学的研究,进而描述力、再将力与运动联系起来,再到机械和能量,这种初中铺开、高中升华的方式对学生的学习来说体现着认知心理学从实践到理论再到思维的飞跃过程,更能帮助学生认识问题的深人和层次。
从对该套教材知识体系的梳理可以发现。在教材内容上,初高中之间确实存在较大的差异,比如:高中扩充了抛体运动、圆周运动、万有引力定律、相对论量子论等新内容。但是这种差异依然存在着紧密连接,分层递进,高中内容是初中内容的扩充和深化。从现实对比中,可以看出该套教材在内容体系上的衔接非常自如。以牛顿第一定律为例,初高中教材都有该节内容,初中八年级以“科学探究:牛顿第一定律”为节名,包括“牛顿第一定律、惯性”两个段标的内容,主要希望学生通过探究发现物体在不受力时的运动状态。而在高中阶段则直接以“牛顿第一定律”为节名,包括“力与运动状态、牛顿第一运动定律、物体的惯性”三个段标,从段标的设置上我们不仅可以看出初高中内容的传承。也能体会到初高中内容的衔接,高中主要从运动状态变化的角度去反思牛顿第一运动定律的内容,体现着力与运动相结合的本质要求。也体现了高中物理对力的矢量性的要求。
总的来说,从对“司南版”初高中教材编排体系的研究可以看出,高中教材内容与初中教材内容之间存在一定的螺旋性,是一种往复提升的创设,而这种衔接更适应高中学生的物理学习。
3教材在教学策略上的衔接
“司南版”物理教材非常关注师生的教学策略问题,在教材的编写中体现着目标教学策略、新的教学模式以及多样化的学习策略和教学策略。
“学习是知识的建构”的观点是当前教学理
论中一个比较主流的观点,其强调知识的建构性、社会性、情境性和复杂性等。因此,在“司南版”初高中物理教材上延续着对学生问题解决与推理分析能力、记忆与构建知识的结构能力的要求。
3.1重视探究学习
科学探究是建构主义学习方式所提倡的教学方式之一,这种以问题解决为基础的学习是当前理科教学中培养学生科学素养极为重要的教学策略。在“司南版”教材中,对科学探究的关注尤为突出。在八年级教材中,几乎每一章都有专门的一节来培养学生科学探究的各种能力――“科学探究:速度的变化”培养学生进行试验与收集证据的能力、“科学探究:凸透镜成像”则以培养学生制定计划与设计实验的能力为主、“科学探究:摩擦力”以培养学生猜想与假设的能力为重、“科学探究:牛顿第一定律”培养学生分析与论证的能力……在每章节的科学探究中,教材渗透着对教学方法和策略的要求,充分体现着探究教学问题、情境的核心要素。
在高中必修物理教材中,科学探究的教学设计也非常突出,比如在“动能的改变”一节中需要通过“实验与探究”去认识“恒力做功与动能变化的关系”,教材中就以“设计实验、实验方案、记录并分析数据、由实验数据得出结论”等环节来体现探究的内涵。
虽然与初中科学探究中以探究的要素来进行设计有所差异,但是更体现着初高中教材的衔接性。高中探究的整合和深入,可以帮助学生充分认识科学探究的本质,使他们获取科学探究的能力,但是该能力的获得并非一蹴而就,需要在初中探究要素的掌握上深化,所以这种基于问题的探究学习策略,在“司南版”的教材上非常明显。
3.2重视合作学习
合作学习是指学生为了完成共同的任务,有明确的责任分工的互学习,这也是当前物理教学中非常受人关注的一种学习方式。“司南版”物理教材非常重视学生的合作学习,无论是初中阶段的“交流与讨论”还是高中阶段教材中的“讨论与交流”栏目,都体现着讨论式合作学习的要求,这种让学生对某一内容进行讨论,在讨论过程中实施自我教育,以达到完成教学任务目的的教学策略在整套“司南版”教材中也反映得较为明显,比如:九年级教材中让学生交流与讨论“什么情况下蒸发快”、“晶体的熔点与凝固点”、“节水的方法”等,充分体现着对初中生创新意识、合作意识、交往意识的培养。此外,高中必修2教材中讨论与交流”重力做功与物体运动的路径有关吗?”、“跳水过程中的能量转化问题”等则从更高要求的思维角度来培养学生的归纳、推理、演绎、分析等思维能力。而这种以栏目的形式体现教学策略的方式,也体现着该套教材教学策略衔接的巧妙性。
当然,该套教材也体现着重视自主学习和STS学习策略的思路。比如:“请提问”这个栏目就体现着需要学生自我监控、自我管理的元认知培养要求,对于学生来说独立思考和解决问题是一种开放性的设计,并没有太过统一的要求,这种模糊的要求反而可以培养学生的自主学习能力。此外,丰富多彩的STS内容学习也是该套教材非常凸显的部分,比如:“能量和能源”一章中“能源与社会”、“开发新能源”;“走进信息时代”一章中“让信息飞起来”、“踏上信息高速公路”:“内能与热机”一章中“热机效率和环境保护”:“从水之旅谈起”一章中“水资源危机与节约用水”等内容无不体现科学技术社会的新理念和新策略。
总的来说,在教学策略的延续上“司南版”教材非常协调,这也为学生和教师的学和教打下了良好的基础,这种通过不同学段教学方式的衔接更能帮助学生体验新课程下对其进行三维目标培养的要求,也有助于其形成学和教的新策略,从而达成教学相长的目的。
4教材栏目和板式的衔接
教材的板式是教材的外观呈现,美观、新颖的版式设计应该体现艺术性,这样才能给学生视觉和美感的冲击,激发他们的学习兴趣。
“司南版”教材在板式设计上非常统一。首先它们都有统一的“司南”图标,模式上较为一致的精美图片,板块栏目的分割,这些都能让人感觉到从外设上物理学习的统一性。
需要强调的是在栏目的设置上,初中教材设置了如“探究点拨”、“实验探究”、“交流与讨论”、“迷你实验室”、“信息窗”、“加油站”等丰富多彩的小栏目。这些栏目的内容具有强烈的互动性质。极大地调动了学生的主观能动性和参与意识。开阔了学生的视野,从情感、态度和价值观的角度让学生更积极主动地学习有趣、有用的物理。
而在高中教材上,设置的栏目有“讨论与交流”、“方法点拨”、“信息窗”、“作业”、“迷你实验室”、“拓展一步”、“例题”“请提问”、“实验与探究”。这些栏目与初中教材中的栏目有的完全相同――“信息窗”、“迷你实验室”、“作业”、“请提问”、“例题”;有的似曾相识――“交流与讨论”、“方法点拨”、“拓展一步”。其实,这些都说明它们存在一定的传承和改革,这是因为有的栏目如“加油站”和“拓展一步”,其实从功能上较为接近,但是从语言上他们各自更具有针对性,对形象思维和逻辑思维分别占主导地位的不同学段的学生而言,他们更喜欢具有其语言风格的教材,所以这种栏目上的衔接对教材的整体性发展而言是非常有益的。总的来说,初高中物理教材的衔接是一个较为重要的课题,我们希望能够通过教材的衔接来减小学生初高中学习之间的坡度,让学生的学习更有兴趣,这不仅是新课程的要求,也是培养学生科学素养的要求。
参考文献:
[1]普通高中物理课程标准(实验)[S],北京:人民教育出版社,2008.
[2]物理8年级[M],上海:上海科技出版社,2008.
知识目标:
1.知道声音是由物体振动发生的
2.知道声音传播需要介质,不同介质传播声音的速度不同
3.知道声音在空气中的传播速度
4.常识性了解回声和利用回声可以加强原声、测量距离.
能力目标:
通过实验的观察和分析培养学生的观察能力和分析概括能力.
情感目标:
通过本节的学习,体会从实验得出结论,培养学生实事求是的科学态度;
通过本节学习,激发学生学习物理的爱好
教学建议
教材分析
本节课的内容包括以下四个方面(1)声音的发生和传播;(2)发声体在振动;(3)声音靠介质传播;(4)回声.
教材从声音是我们了解四周事物的重要渠道出发,提出声音是怎样发生和传播的问题,点明了这节知识的中心.为阐明声音是怎样产生的,教材安排了用音叉弹起泡沫塑料球用来说明“发声体在振动”的实验,同时安排了学生自己动手的实验.由实验得出结论后,又列举了人、鸟等发声器官发声时都在振动的事例,既加深对实验结论的印象,又扩展学生的知识.
教材中通过课本图3-2音叉的实验说明声音靠空气可以传播,为了解释此现象,教材类比石块激起水波讲了振动在空气中激起声波,让学生对波动这种运动形式有个初步印象.而后利用学生已有的经验,来讲解液体、固体能够传声,告诉学生“真空不能传声”,教材中没有选用真空铃的实验.
对声音的发声和传播有了基本熟悉之后,简介了回声现象,教材最后通过“想想议议”再次激发出学生探索的欲望.
教法建议
1.本节为声现象的第一节课,简要简述声音在人类社会中的作用是十分必要的.
可以从声音是我们了解四周事物的重要渠道和声现象在技术声的应用(如超声波探伤等)两个方面加以阐述.也可简介几个奇妙的声现象(如回声等),以激发学生的学习爱好和热情.
2.本节是典型的现象教学,应以实验为主.
声音是最常见,最普遍的现象.对声音,学生有比较丰富的感性熟悉.但仍要做好每一个演示实验,它是不能用其他任何教学手段所能代替的(包括现代化教学手段,计算机辅助教学不能替代实验让学生用自己的眼睛去观察、分析、判定、归纳),同时还要注重让学生参与实验,能动手时尽量让他们动手.
3.对物理现象的观察要分层次进行.
对物理现象的观察应分层次进行,首先引导学生观察最常见、最简单的发声现象,然后让学生观察不常见的物理实验,最后引导学生思考平时熟悉但又不曾认真观察过的发声物体是否在振动并用实验加以验证,从而概括出一切发声的物体都在振动.这样既能揭示现象的本质,又能引起学生的爱好.
4.利用回声现象及应用,既调动学生情趣又巩固前一章简单运动的知识.
教学设计示例
教学重点:一切发声的物体都在振动;声音的传播需要介质
教学难点:
声音的传播需要介质,在教学中如何使学生把握学习物理的方法,如何渗透物理学的研究方法,如何开发非智力因素,在启蒙教育的初二物理中提高学生的学习爱好.
教学工具:音叉、共鸣箱、铁架台、塑料小球、彩纸
教学过程:
新课引入
先用收音机播放一段音乐,大家听到了美妙动听的音乐声.
师:声音与我们生活和生产劳动有密切的联系,本节课学习声音是怎样发生的?又是怎样传到我们耳朵里的?
新课教学
声音是由物体振动发生的
教学方法:由学生对发声现象的观察,概括出上述结论.
供老师参考选择的实验如下:
用音叉和乒乓球演示
如图3-1-1,将没有敲响的音叉靠近并接触乒乓球,球不弹起.敲响音叉,缓慢移近并接触乒乓球,叉股将悬吊在铁架台上的乒乓球弹开,如图3-1-2.同时我们的耳朵听见音叉发出的声音.通过前后实验对比,引导学生思考乒乓球在什么情况下弹起?总结结论.
触摸喉头
让学生用手摸着喉头部分,分别体会不说话和说话时手的感觉,熟悉人发声时,声带在振动.
用碎纸屑和收音机演示(纸盆外露,上放碎纸屑)
请同学观察播放音乐前后,碎纸屑在纸盆上的情况.
用纸人和少先队队鼓演示
用彩纸做成高约10cm的纸人,放在少先队队鼓上,敲响队鼓,观察彩色纸人在跳动,如同少女翩翩起舞.纸人的跳动是敲鼓时,鼓皮振动,鼓皮由于振动发出声音.用手按住鼓皮,鼓皮停止振动,纸人停止跳动,声音也没有了.
用音叉和水演示(可视范围小,若有实物投影仪则可选用)
分别观察不敲击和敲击音叉,把音叉放入水中时,是否溅起水花.
注重:每个实验都应对比观察,由学生总结得出结论:一切发声的物体都在振动.
简介:鸟、蟋蟀和其他一些昆虫发声也是由于振动,提高学生学习爱好.
声音的传播需要介质,真空中不能传播声音
教学方法:由实验现象概括归纳得出结论.
可共选择的实验:
演示:如图3-1-3所示,
左边音叉被敲响,右边完全相同的音叉也会发生将小球弹起.启发学生说出右边音叉的发生是靠空气传播的.
解释此实验:用石块激起水波类比振动在空气中激发声波.(可看书图3-4解释,也可做成课件)
叉股振动——压缩四周空气振动——空气发生疏密变化——形成声波——向远处传播.
敲击一次音叉,将叉股放入水中,跟没有放入水中时比较声音有什么不同.表明:液体也能传播声音.
学生随堂实验:两人一组,一位同学把耳朵贴在桌上,另一位同学在同一张桌子离耳朵较远的地方轻敲桌子,耳朵可清楚的听见敲桌声,然后两人互换.
“土电话”表明:固体也能传播声音.
真空罩演示真空不能传声.简介:月球上宇航员用无线电设备通话
结论:气体、液体、固体物质都能传播声音.真空不能传声.
声速:
引导学生回忆电视电影中看过的情景,讲解“伏地听声”的故事:人耳可伏在荒野的地上听到远处的马啼声,人耳可伏在铁轨上听到远处的火车轰鸣声.问题:其中的原因是什么?引入声速的概念,并能表明在不同介质中声速不同.
固体物质中的声速最大,其次是液体,声音在空气中的传播速度最小.不同物质传播声音的速度不同.
空气中:(15°C)340m/s
回声
引导学生展现已有感性熟悉:对着高山喊话,在大礼堂中大声讲话等出现回声现象.
提出问题:
为什么有时能听见回声,有时又听不见呢?
听到回声的条件是什么?离障碍物至少要多远?
为什么在屋里讲话比在操场上讲话听起来响亮?
回声是否能应用在解决实际问题上?你知道哪些?
结论:听到回声的条件是回声到达人耳比原声晚0.1s以上.
回声可以加强原声,可以测量距离.
通过想想议议中的问题思考物力知识在实际中的应用.
简介:回音壁、三音石、圆丘等建筑,扩展知识,激发爱好,进行爱国主义教育.
总结
声音是由物体振动发生的
声音传播需要介质,不同介质传播声音的速度不同
声音在空气中的传播速度
利用回声可以加强原声、测量距离
板书设计
探究活动
现代技术中与声有关的应用
【组织形式】个人或自由结组
【活动目的】
自古以来,人们就对有关声音的现象进行了大量的研究,发展至今,声学已是非常活跃的学科,它广泛涉及到建筑、音乐、心理、医学、地球、大气、海洋、工程技术等很多领域,形成的交叉学科多达二十几个.通过调查,了解其中的几个方面.
【活动流程】
制订计划;查阅和收集相关的材料;综合分析材料;写出论文;与其他组交流.
【备注】
关键词:跨课程项目;纺织电子产业;跨课程项目教学模式;工学结合
作者简介:刘成尧(1980-),男,安徽滁州人,浙江工业职业技术学院讲师,研究方向为嵌入式技术;韩承江(1965-),男,浙江嵊州人,浙江工业职业技术学院教授,研究方向为电气自动化技术。
基金项目:2013年绍兴市重点教学改革项目“基于纺织电子产业的电子信息专业实施跨课程项目化教学设计探索与实践”,主持人:刘成尧。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2015)08-0066-04
在一门独立的课程里实施项目化教学已成为高职教学的主要方法之一。然而,正如徐国庆在《如何理解项目课程的本质》一文中所提的项目化教学法三问:是否有好的项目用于教学?有了好项目是否有合适的教学课程?有了好项目是否有合适的教学组织形式?[1]这三个问题一直是项目化教学所要面对和解决的核心问题。结合高职人才培养的“工学结合”理念[2][3],上述三个问题的本质可以归于如何实现从以知识中心转移到以行为中心的职业教育人才培养模式。通过对传统项目化教学模式的全面反思,从项目来源、项目与课程的关系、项目与教学活动组织形式的关系等角度考虑,回归到对高职“工学结合”办学理念的再认识[4],对项目教学模式的再创新实践。
一、对高职课程项目化教学的反思
传统的项目化教学活动往往在独立的一门课程内开展,注重课程内的知识层次组织与实施。课程教学活动中关注课程内知识点的衔接与完整,技能训练上更加突出该门课程所对应的技能需求。由于课程间的教学活动独立,常常造成整体知识体系的衔接不连贯,无法实现专业人才培养方案所强调的专业知识技能体系的完整性和连贯性要求[5]。
课程内的项目化教学在实际操作过程因为课程知识点的紧密联系和部分主观原因(如,同一个老师教学,一系列教学项目由一个老师编排,等)具有了很强的内在联系性,但由于教学活动中不同课程存在教材不同、教学目的不同、教学主体(老师)变更等因素,使得一门课程项目化教学的内在紧密联系难以延续到其它课程教学活动中(尤其是有前后依赖关系的课程群)。
以高职电子类专业为例,通常将模拟电子技术、数字电子技术、电路原理等课程定位为电子专业的基础课程;将电子生产工艺与管理、电子CAD制图、电子技术实训、单片机系统应用等课程定位为专业核心技能课程;将电子产品设计、嵌入式技术应用等综合性课程定位为专业技能拓展课程,如表1所示。专业课程间知识层次清晰,逐层递进,知识体系的各个知识点静态连贯性较强。但在实际教学过程中,往往忽略了知识传授过程中的课程间知识与技能的热度联系和连贯,更多地沿袭本科制高等学校的教学思路,过于依赖学生在课后吸收和贯通所学知识的联系,这样无形中提高了对高职学生的学习能力要求,导致学生无法自如地将知识与技能融会贯通。
二、以纺织电子产品为背景实施跨课程项目化教学设计
高职学生的特点之一是学习主动性较低,学习的自我管理能力较弱,对知识技能的自主融会贯通能力较差。教学设计者应能够依据人才培养方案所建立的专业课程间联系,构架和设计跨课程的教学项目。在教学活动中应用跨课程项目教学模式,通过跨课程项目作为教学纽带,将相关课程教学活动打通,使课程间形成具有活力的知识连贯性,引导学生通过项目实施,有目的训练课程群所建立的知识技能关联网,最终构成可以牢固掌握的综合实践技能。
从教学顶层进行设计,提出课程群总体项目设计规划,并根据课程群的知识体系,设计具有知识技能紧密联系的系列跨课程项目库(简称为跨课程项目)。项目库中每个项目的实施需要相关课程群合作完成,每门课程根据项目驱动的知识技能需求完成对应教学任务。在由项目驱动完成相关课程群教学任务后,该项目也同步完成最终成品(成果)。跨课程项目教学设计的特色是跨课程跨学年的项目编排,以及跨课程项目教学模式的实施,该模式用以确保在项目实施过程中前后相关课程教学的紧密有序衔接。
依据“深化产教融合、校企合作”的高职办学指导思想,以服务地方产业经济为出发点,以培养高素质技术技能型人才为目标[6],笔者所在电子信息工程技术专业(以下简称电信专业)探索如何将绍兴纺织电子产业生产活动过程嫁接到教学活动中,引入纺织电子行业典型产品(模块)作为教学载体,探索跨课程项目化教学模式,使学生对教学内容和知识技能的学习具有更强目的性和指示性,通过多层次的项目迭代训练实现对完整的产品开发流程锻炼,更好地引导学生提高对专业技术技能的全面认知与掌握。
通过实地调研绍兴纺织电子产业,深入了解用人单位对职业技术人才的技能需求,选取典型纺织电子产品作为教学载体,引入纺织电子产业典型生产过程进入教学活动。采取以产品生命周期为主线编排教学进程,包括纺织电子产品的设计、开发、生产、销售、维护等主要周期环节。根据纺织电子产品生命周期中所涉及的岗位及岗位技能要求规划课程教学内容与目标,如设计、开发阶段的岗位包括研发工程师、助理工程师、PCB绘图员等,这些岗位要求能够熟练掌握电子电路、编程知识、CAD绘图等技能;生产、销售环节的岗位有装接工、焊接工、生产线管理员、市场销售员等,这些岗位对电子电路、编程等技能要求较低,侧重于掌握电子产品工艺、电子产品生产管理、市场销售等方面的技能。不同的产品阶段和不同的岗位职业能力要求应能够充分体现在跨课程项目设计中,使知识技能传授具有产品载体、岗位导向,使教学活动过程与产品生命周期同步。
在上述教学改革思路的引导下,以纺织电子产品为载体,将产品开发、设计、生产、销售活动所需专业知识技能和职业能力与课程体系融合,贯通专业核心及主干课程,构建跨课程项目,按照企业生产过程组织课程前后衔接与教学活动。以产品作为项目,课程教学转变为对企业生产环节的剖析与实践,环环相扣,串联相关课程教学活动,完成产品开发、设计、生产、销售的每个工作环节所需知识技能与职业能力学习。以项目实施为教学核心,导入知识技能,培养职业能力,引导学生树立团队合作意识,做中学,学中问;教师教以如何做,如何学,如何问;教与学都以项目“做”为中心,实现“教学做合一”知识技能培养与“工学结合”职业能力培养的统一。
三、跨课程项目化教学设计的项目组织与实施
根据专业课程与企业生产活动要素的关联性,将《电子CAD制图》、《电子技术实训》、《单片机系统应用》、《电子产品制作》、《电子产品生产工艺与管理》、《电子产市场调查与营销》等课程教学活动以跨课程项目为纽带、以企业生产过程为主线进行有机编排。合理规划建设跨课程项目库,库中包含有单片机综合系统板、电子秤、超声波测距、浆泵控制卡、染料温度控制卡、渗透检测仪等多个电子产品项目。每个项目可拆分到对应课程中,分解成每门课程应完成的相关步骤,如:
《电子CAD制图》课程学习和完成所选取项目功能分析、电路原理图设计、PCB图设计与绘制,并进行样板加工与线路检测;
《电子技术实训》课程完成电路板(来源于《电子CAD制图》)元器件分检、初加工、电路板焊接、调试;
《单片机系统应用》课程引导学生在完成的电路板上进行软件设计开发。该阶段的教学将综合功能拆解成各个独立的小功能块(子项目),分散在单片机教学中,使教学更具有针对性和可用性。
《电子产品制作》课程教学是基于已经前面课程积累的可用电路和软件功能模块,引导学生完成一个最终的电子产品项目,即综合设计环节和设计文档编制。
《电子产品生产工艺与管理》课程衔接《电子产品制作》,以项目为背景讲解电子工艺与管理知识与技能,对已完成的项目产品进行小批量加工生产;
《电子产品市场调查与营销》课程则引导学生完成基于这些电子产品(项目)为载体的市场需求调查技能学习和营销策略的基本分析。
表2描述了以跨课程项目的开发、设计、生产、销售等流程为线索重新修订电子信息工程技术专业人才培养方案,并对跨课程项目相关课程的教学进度的具体安排与组织。
跨课程项目在课程的教学活动中采取对应的跨课程项目教学模式,引导学生边学边做,边做边问,营造企业氛围;创新考核机制,以项目完成进度作为课程考核标准,强化学习成果实物化观念;实现项目即产品,教学即生产,“教、学、做、工融合”的人才培养理念。教师教学过程中能够明确所教授课程在项目实施中的目的,教学载体具有延续性,课程教学联系具有动态性,教学要求明确,所完成的教学任务将作为后续课程教学的基础,通过教学活动将课程教学老师紧密联系起来。学生作为该教学设计的最终受益者,所获得反馈效果更加明显,直观的表述为相关课程的学习后,所完成的项目将继续用于下一门相关课程学习载体,从项目实施的角度看,课程学习的过程更像是老师指导学生完成一个大跨度(跨课程、跨学期)的综合项目设计,课程全部结束后,一个真实的电子产品也完成了,学生在完成预定知识技能学习活动的同时,设计和加工出一个(或者多个)具有实际功能的电子产品,提高了学习成就感和对专业知识、技能的认同感。
为了能够强化跨课程项目化教学设计的实践效果,作者将所在学校的“课程周、一体化”教学模式与跨课程项目教学设计进行融合,围绕教学时间、教学内容的组织、学习组织、教学环境建设、教学方法创新及教学评价构建等方面问题进行教学效果提升的建设,创新的核心是激发学生的学习积极性、主动性以及培养自主学习能力。实施以周为教学单元来组织课程教学时间,项目引领任务驱动的教学内容组织,理实一体化、教师一体化、教学场所一体化“三位一体”的教学实施。突出学生是学习的主体,开展教师、工程技术人员主导讲授、学生独立学习、小组学习的教学组织。实行开放式项目化教学方法[7],采取教学场所(教室、实验室、机房等)全天开放,教学时间全天开放,学生完成项目的方式开放,以开放的教学形式来引导学生树立项目完成和创新是第一目标的学习意识。教学场所开放与教学时间开放统一,把教学时间延伸到八小时以外,引导学生在“课外”继续开展进行项目实施。在项目实施过程中,鼓励学生自由组队,引导学生借鉴、参考、学习、消化和创新已有的成果,以达到完成自己项目的目的。
四、教学改革成效及意义
跨课程教学项目开发得到了企业的大力支持,也获得了地方企业的高度认可和积极参与。通过产品嫁接教学活动,企业积极与学校探索如何实现在教学过程中引导学生增加对企业以及产品的前期认识,提高了毕业生就业期间对企业的忠诚度。
跨课程项目化教学设计在实施过程中,充分激发了学生的求知欲望成就感。在传统的课堂学习之外,学生积极主动进行项目深入开发学习和实践,在老师引导和激励机制下,团队合作,自主管理,构建更为开放的学习管理模式和学生社团,实现了多层次的人才培养新格局。
跨课程项目化教学设计的教学改革历经三年实践,取得了较好的成效。跨课程项目化教学设计体现人文关注情怀,通过引入企业产品和企业生产活动过程进入课堂教学,培养学生对专业和未来工作行业的认可度和关注度,营造“爱一行、干一行”的职业素养氛围,突出新一代蓝领技术人才的自我荣誉感。人才培养质量得到了显著改善,就业质量明显提升。在校企深度合作培养模式的引导下,毕业生的专业技术扎实,职业素养较高,专业技能娴熟,到岗适应能力较强,深受用人企业的欢迎。
参考文献:
[1]徐国庆.如何理解项目课程的本质[J].职教论坛,2014(27):1.
[2][7]刘成尧,王海娜.高职单片机实践课程的开放式项目化教学模式的研究与实践[J].职业教育研究,2013(2):31-33.
[3]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[J].北京:清华大学出版社,2007.
[4]齐绍琼.高职校企合作、工学结合人才培养模式保障机制研究[J].教育与职业,2013(2):30-31.
按照外科学教学大纲的要求,在临床骨科教学中,骨折的类型和发生机制是骨科损伤疾病的教学重点。在传统的教学环节中,这部分仅仅通过课本上的模式图或典型的X线片来进行说明,学生在认知过程中缺乏对立体形象和发病机制的了解,仅仅掌握了一些概念性的名词术语。我们科室通过采集正常人体不同部位的CT断层影像,运用逆向工程与有限元的基本概念和理论,采用医学专用的建模软件Mimics读取原始的股骨CT图片的DICOM格式,利用阈值分割算法完成股骨的图像分割,并利用面绘制算法对股骨及其内部的髓腔进行三维仿真,然后根据股骨髓腔几何解剖状态应用CAD软件设计个性股骨假体(图1)。在骨折这一内容的教学设计中,我们还结合Mimics软件自带的有限元分析模块,计算模拟出不同应力状态下骨骼的受力情况,利用不同的颜色分布,直观地显示出各个部位的受力分布,对其中的受力情况进行分析,帮助学生理解临床椎体压缩性骨折最易发生部位背后所涉及的力学机制(图2),进一步让学生了解骨折的外科治疗。另外,还可以利用Mimics基于灰度值赋材质,实现股骨有限元模型材料正确的非均匀及各向异性描述,模拟假体材料置换后股骨的应力情况。我们还结合科室课题研究,对诸如脊柱压缩性骨折的骨水泥治疗等对椎体的生物力学改善进行了延伸。通过这些方法,学生不仅学习了临床的骨科治疗方法,更为实际临床工作奠定了基础。
通过实际教学比较,学生对理解骨折的机制和治疗方案有一个全新的认知。为了进一步满足学生对运动系统软组织的作用了解,我们还利用计算机对运动过程中复杂的肌肉和骨骼力学进行分析。Anybody是商业化软件中唯一兼与人机工程学和生物力学的分析软件,其可以通过导入完整的人体肌肉骨骼模型,用于产品的人机工程学设计。可以计算模型中各块骨骼、肌肉和关节的受力、变形、肌腱的弹性能、反抗肌肉作用和其它对于工作中的人体有用的特性等。在骨科教学中,关于骨肿瘤和骨关节炎症的发展如果只给出临床分型的图片还是不能激起学生的学习兴趣,采用动画对骨科疾病的动态显示,能够更加直观和良好地阐述疾病的演变过程。在实现方面,可以利用已经制作完成的三维影像,利用Flash等动画制作软件,合成四维的动画,插入到课件中进行播放。通过计算机仿真技术,我们让传统的教学从二维变成三维,从静止变成运动,从单一介绍结果到借助计算机分析机制,多层次地丰富了课堂教学内容。
计算机仿真技术解决了骨科学教学中人体组织结构复杂、立体形态难于表述的矛盾。在临床教学中,从声像、文字、动画等多个角度刺激学生,对学生有较强的吸引力和感染力,极大地调动了学生求学、求知的欲望,激发了学生的学习积极性、主动性、创造性,加深学生对抽象知识的理解,促进学生综合素质的提高。计算机仿真技术的一大优势在于将传统的书本描绘的平面图片转换为仿真的三维模型,能精确地表达人体形态的各个器官、骨骼、肌肉、血管等组织,特别是关节解剖结构。它将学生置于具体真实的三维重建的多媒体环境中,学生在虚拟现实中探索、理解教学内容,从而在潜移默化中达到培养学生创新素质和能力的目的[10-12]。另外,同学普遍接受计算机技术在课堂教学的应用,对计算机仿真技术的应用尤其是动画很感兴趣,提高了课堂参与的互动性。
与传统的教学模式相比,计算机辅助教学模式存在着明显优势,在信息技术发展的今天,教师必须将传统教学经验与现代科学技术相结合,充分利用计算机多媒体的优势,制作良好的课件及视频,以更好地完善教学方法,提高教学质量[13]。计算机仿真技术(computersimulationtechnology,CST)超越了普通的多媒体技术,它利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。虚拟仿真技术应用于骨科学教学系统中后,可以对骨科的知识领域中涉及到的实物教学进行必要的补充、完善和扩展,能够保证骨科教学系统具有良好的开放性和真实感的交互,促进骨科教学模式和理念的进一步变化,也必将成为整个教学改革的一个重要的发展方向。
关键词 初中物理 实验教学 探究式方法 运用
新课程标准指出,探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具,能够在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲,让学生学会学习、学会探究,养成良好的、正确的价值观。笔者以为,初中物理学习必须在新课程改革理念的引领下,重视学生学习方法的指导,特别是在实验教学过程中,教师要运用灵活多变的教学方法引导学生在探究中学习,不断提高课堂教学质量,努力达到物理新课程改革的要求。
一、重视控制变量法运用,引导学生在科学探究中掌握知识所谓控制变量法,就是指研究两个物理量之间的关系时,要保持影响前一个物理量的其它物理量不变,从而研究变化的这个物理量与要研究的物理量之间的变化关系。这种研究方法,被称之为控制变量法。
教师在需要运用控制变量法进行解题时,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,“如何控制?如何改变?”等,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在进行导体中的电流与电压、电阻的关系实验中,如果引导学生探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化关系。在此实验中,如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻(即改变电阻),以使学生观察电流随电阻的变化情况。那么,又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。又如在研究影响动摩擦力大小因素的实验中,如果研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,就需要控制接触面的粗糙程度不改变,而要改变压力大小,就要观察滑动摩擦力与压力大小的关系。如何控制不变?办法就是要始终保持木块的底面与木板接触。如何改变压力大小?办法就是在木块上添加砝码改变压力。当然,在此实验过程中,教师还可引导学生观察掌握测定滑动摩擦力大小的方法——用弹簧测力计拉着木块在水平上木板上作匀速运动,记下弹簧测力计的示数即为摩擦的大小。再如研究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,研究压力作用的效果(压强)与哪些因素有关,研究决定电阻大小的因素,研究电功、焦耳定律、电磁铁磁性强变等等的影响因素,都可以使用这种方法。总之,控制变量法在初中物理科学探究的实验过程中经常用到,教师要重视此法的运用。
二、重视类比法运用,引导学生在逻辑推理中掌握知识所谓物理类比法,是指在物理实验教学过程中,教师引导学生将研究的物理对象与熟悉的物理对象相比较,找出它们的某些共同点、相似点或有联系的特征,从而据此推测出待研究的对象还可能具有熟知对象的另一些特征。物理类比法是一种逻辑推理的方法,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理方法。初中物理教学中,学生学会运用类比法,可以有效地把实验的对象和熟知的对象进行对比,把未知的东西与已知的东西对比,能以旧带新,启发思想的火花,实现从形象思维到抽象思维的飞跃,有效地掌握物理知识、发展智力、培养能力,从而更好地提高课堂学习的效率。如在“电压”一节教学时,教师引导学生把电路模型类比水路模型,从而引入电压的概念。在教学中,教师通过引导学生观察课本中提供的水路模型和电路中形成电流的原因,然后将两幅图进行类比分析,找出二者之间的一一对应关系,比如阀门对开关、水轮对灯泡、水泵对电源、水路对电路、水流对电流等等,进而理解水流的形成是因为有水压,那么,电流的形成是因为有电压。如此,学生就很容易通过这种类比的学习方法,理解了电压是电流形成的原因,而电源是提供电压的装置。
类比法在物理学习中的应用很多,如把声波跟水波类比,把学习电磁感应中“作切割磁感线的运动”和农民用镰刀垂直地去割水稻这样一个动作相类比……等等。教师通过精心的教学设计,可以对学生的学习起得良好的促进作用。
【关键词】物理实验;教学设计:准实验研究
物理是实验为基础的自然学科,物理实验是将理论应用于实践的实践课,实验在物理教学中占有举足轻重的地位。很多学校对物理实验教学重视程度高,实验教学改革呈现多样化趋势。实验的教学内容与教学方法仍有待不断重新审查和改进,大部分学校的基础实验教学经费仍显不足。很多学校物理实验教学也存在不足,教学内容不全且需充实现代科技成就:物理实验教学从属于物理理论的教学,学生对实验课的重视程度和积极性不够;教学中要求学生掌握的与实验相关的知识面比较薄弱;开设的设计性、研究型实验的学生容量小;近年来教师数量及教学资源的增幅远低于学生数量的增幅,影响了教学质量的改善和提高。利用信息技术弥补物理实验教学中的不足,是提升教学质量的重要途径,但是如何将技术有效整合到教学实践中,利用技术进行教学管理和模式的改革,培养学生严谨的科学素养及良好的实践习惯,掌握规范的实验分析方法等,则需要在真实具体的情境中进行设计。本文从整合技术的学科教学知识出发,对理实验教学在教学内容、教学方法进行了整合。
1.物理实验教学的内容探讨
物理学科由内容知识、教学法知识和技术知识三个基本要素组成并由三者相互作用和影响而形成的知识体。教师要有效地将学科内容、教学法和教育技术三种关键知识 整合起来,而超越三者的新兴知识形态。物理实验教学基于多媒体和网络技术,采用适当的大学物理实验教学方法,在进行大学物理实验教学内容知识传授的同时,可使学生的信息素养、协作能力、高阶思维能力等多元能力得到发展。目前现代教育技术手段在物理实验教学中的应用已不少,如在实验理论讲授中,运用电子教案、实物投影和插播录像等手段,将讲课、演示和实验结合起来。但是现代教育技术与大学物理实验教学的深层次整合尚需深入研究。
1.1分析学习者特征。物理实验教学旨在培养大学生敏锐的观察力,严谨的思维能力及实际操作能力,在教学中应注重实验内容的系列化、专题化:应结合教学实际,侧重于综合性、设计性实验的开设。将实验内容系列化、专题化。大学物理实验室众多的实验项目和实验设备及其所涉及的实验原理、实验方法、实验仪器等有某种关联,将若干相关的实验进行专题组合,使实验教学内容系列化、专题化,以便学生在不同的实验中多次涉及某种实验原理,方法或仪器,以促进学生的理解,达到举一反三、触类旁通的学习效果。开设综合性、设计性实验。综合性、设计性实验是近几年来在物理实验教学改革中出现的一种新的实验教学形式,旨在开发学生智能,培养创新思维与提高学生实践能力,是当前物理实验教学的一个发展方向。综合性、设计性实验能激发学生对实验课的兴趣,锻炼学生的动手能力,更重要的是可以提高学生的科研能力,促进学生深入研究和探索,使学生的科学实验素质和知识创新能力得到明显提高.
1.2利用现代信息技术,设计物理实验学习环境。现代多媒体与网络技术在教学中的应用,强调信息技术与课程教学的深层次整合。利用现代信息技术,创设资源丰富、表现形式多样的现代化学习环境,拓展传统课堂容量,可有效促进大物理实验教学质量的提升。利用计算机对实验仪器、设备甚至实验室进行虚拟仿真,创建一个可视化的实验操作平台,学生可在虚拟的实验操作平台上进行各种实验,完成与真实实验相一致的教学要求和内容,获得物理实验的结果。帮助学生更有效、快速、准确地揭示实验的本质和规律,增强学生在实验中的情感体验。建设物理实验网络教学平台可以有效提高学生对实验的掌握与理解。物理实验网络教学平台包括大学物理多媒体展示平台、在线作业、在线测试等。学生可以在网上预约实验、预习实验,如遇到问题,也可在网上进行交流、答疑等.物理实验网络教学平台既可用作课堂教学的适时指导,也可用作课前课后的辅导。
1.3教学策略的研宄。传统的物理实验教学是由教师讲解与示范,之后学生再进行实验操作,这种教学模式未能给学生留下足够的探究空间,忽视了学生主体性作用的发挥。物理实验教学强调学生动手实践能力和科学探究精神的培养,因此应注重探究式教学以及基于问题的学习等教学方法的应用。开展物理实验的探宄式教学。这种教学模式是以学生的主体活动为中心,以内容、任务或问题为载体,引发学生的探究与思考。这种教学模式突出了学生在学习过程中的主体性的发挥,强调学生的动手实践能力与主动探宄精神的培养,能够充分调动学生的自觉性、主动性和创造性,提高学生的综合素质和团队意识。在物理实验教学中开展基于问题的学习,将实验的实施从问题的提出、调研及解决思路出发,到分析论证、利用设备平台解决实际问题和完成对实践过程的总结等,都围绕问题展开。
2.物理实验教学的应用
其次应用教学技术,开发了物理实验网络教学平台.该平台实现了实验室及实验设备的在线预约与管理,实现了在线的学生管理、作业管理等功能。本实验采用基于问题的学习方法。具体流程如下:“创设实验问题情境――分析实验问题――确定实验问题――制订实验解决方案一一实施实验方案――总结评价反思”,整个实验教学以问题为核心,以学生为中心,引导学生分析问题、解决问题、反思问题,充分发挥学生的主体性,激发学生的小组协作兴趣,加深对问题的理解,最终实现问题的解决及实验知识的掌握。通过整合技术的物理实验教学方法;因变量是学生的学习成绩、信息素养、协作能力;干扰变量是学生能力的自然成长。在进行整合技术的物理实验教学实验之前,对学生的学习状况(学习成绩、信息素养、协作能力)进行了两次测量,采用整合技术的大学物理 实验教学之后,对学生的学习状况进行三次测量,作为准实验研究的前测和后测,观察学生发展变化的状况。学生以整合技术的物理实验教学方法学习实验“分光计的调整与使用”、“超声光栅及其应用”和“光栅特性及光波波长测定”时,测出学习成绩,即开展整合技术的物理实验教学后所测数据的三条线段的平均斜率大于插入实验处理前的线段的斜率。结果经统计检验表明,实施整合技术的大学物理实验教学方法,使参与教学实验的学生的学习成绩、信息素养和协作能力三个方面有
较为明显的提高。分析物理实验课程的特点,将物理实验教学内容系列化、专题化,促进学生的理解与拓展;应用虚拟仿真技术,开发网络教学平台等,促进现代信息技术与大学物理实验教学的深层整合:运用探究式教学、PBL等教学理念与方法,增强大学物理实验教学的趣味性和实用性。本研究从学科内容知识、教学法知识、技术知识三个方面分析大学物理实验教学改革的策略与措施,旨在培养大学生的实践能力、创新能力及科学素养,从而促进适应社会与时代需求的创新人才的培养。当然学科内容知识、教学法知识、技术知识三者并不是相互割裂、孤立存在的,单独一方面的改善并不能实现TPACK绩效的提升。
参考文献:
[1]吴双,杨雪,黄海林.基于元认知的虚拟实验情感体验设计 研究[J].现代教育技术,2011,21(8):92-95.
关键词:病案教学法 医学影像学教学 应用 策略
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(a)-0151-01
19世纪70年代,美国哈佛大学法学院院长兰德尔首次提出病案教学法的概念,这是一种能够提高学习者实际操作能力的教学方法。我们都知道在现代形势背景下,世界各国的医学教育课程改革的目标之一就是使学生能够尽早接触临床。事实证明,病案教学法可以有效促进医学课程改革,在培养学生的医院实践能力方面起着不容小觑的作用。医学影像教学是医学生必须接触的基本课程之一,如果将病案教学法应用到医学影像学教学中,可以起到意想不到的教学效果。本文主要研究病案教学法在医学影像学教学中的应用,具有一定的现实意义和指导意义。
1 病案教学法概述
所谓病案教学法,是以“病案”为载体,注重学导式教学,以凸显学生的主体地位为核心,让学生学会自主学习和自主创新的教学法。毋庸置疑,病案教学法是使理论教学逼近临床的一种手段。其目的是:
(1)巩固知识。在病案教学中,学生从生动的病案中首先形成某一疾病的单体概念,即对某一疾病的临床表现、诊断要点和治疗原则的认识。由单体概念开始,逐步上升为复合概念,也就是逐步形成横向联系,对同类症状的不同疾病做出鉴别诊断。最后,在单体概念和复合概念的基础上形成动态概念,即能从疾病纵向联系判断其由来及发展趋势。这样,逐步掌握了疾病的规律,从而达到巩固知识的目的。
(2)发展智力。病案教学可以培养和发展学生的思维能力,包括分析、综合、比较、判断、归纳等方面的认识能力,使学生学会分析和处理问题。
(3)提高学习效率。病案教学生动有趣,加之其实用性和直观性,既能激发学生的学习兴趣,调动学习潜能,又能加深印象,有助于学生记忆。因此,可以提高学习效率。
病案教学法毕竟是为教学而服务,所以在选择病案时要注意以下几点:
(1)严密的科学性。病案书写规范,记录完善、准确。这对开始学习病案分析的医学生有重要的影响。
(2)鲜明的示教性。作为教学示范病案,首要的是应具有一定的典型性,能帮助学生顺利地理解和掌握知识。
(3)短小精悍的形式。教学病案的选择应由简到繁,逐步过渡。对于初学者应提供短小精悍的病案以利抓住重点而不至于束手无策。
(4)紧扣教材方向,围绕教学内容,以便为教学理论服务。
(5)逻辑性强。教学病案的分析是遵循疾病发展的规律进行逻辑推进的过程。所以,作为教学病案应有很强的逻辑性。
(6)结论简洁易记或暂不作结论而作为问题向学生提出,通过独立思考或讨论得出结论。
2 病案教学法在医学影像学教学中的应用
2.1 建立病案数据库
病案数据库的建立直接决定病案教学法能否在医学影像学教学中顺利实施。要建立病案数据库,必须紧密结合医学影像学教学大纲、教学目标和教学内容。随着现代计算机技术的不断发展,我们很容易通过互联网获得大量的病例资料,这为病案教学法的实施打下了坚实的基础。具体而言,系统的病例资料应该包括:医学影像学资料、临床资料和实验室检查资料,如果有病理学资料加以对比就再好不过。建立病案数据库,还应该根据检查方法进行分类,诸如超声、MRI、CT等,都应该加以明确的分类。此外,还可以根据发病率分类,如少见病、常见病和多发病等。这些分类工作必不可少,可以方便教师在实施病案教学法时紧扣教学大纲进行教学,还可以帮助教师从庞大的病例数据库中快速挑选出那些能够有效达到教学目标的影像资料实施教学。
2.2 病案教学法的准备、组织和实施过程
当教师讲完某一系统理论知识之后,而且学生已经具备了一定的读片能力,教师可以选择用病案教学法继续教学过程。由于病案教学法是以巩固学生的知识为主要目标,以培养学生的思维能力为宗旨,所以教师和学生应该一起努力,提前准备,这是病案教学法能否顺利实施的关键之处。对于教师而言,在上课前应该仔细研读教学病例,对其进行合理的教学设计,在准备方面,要熟知病例的病史、临床资料、平片和CT资料等。在教学过程中,教师要积极与学生进行互动,向学生传达自己的想法和思路,引导学生就某些问题进行思考和讨论,如病案的诊断方向、基本病变和临床表现等,特别是一种疾病与其他疾病进行比较时,更要鼓励学生牢固掌握一种疾病的影像学表现,通过与相似疾病的比较,获得更多的医学知识,提高医学能力。总之,病案教学法的实施过程应该遵循先单病、后鉴别;先典型、后疑难;先观察、后分析;先单一方法,后多种方法综合的原则,这样才能逐步提高学生的医学能力。
2.3 病案分析报告的撰写
引导学生完成病案分析之后,教师要组织学生撰写病例分析报告,这是实施病案教学法的最后一个环节,同样起着非常重要的作用。学生撰写病案分析报告过程中,教师可以检验出学生掌握知识的程度,同时以此为依据调整教学方向。与普通诊断报告不一样,病案分析报告的主要方向是分析所描述的问题,对类似性病变进行鉴别。因此,学生应该在病案分析报告中将自己的分析结果清晰地表达出来,具体表达所观察到的影像形态,这主要是为最后的结论提供可靠的依据。撰写病案分析报告的要求是报告内容必须精炼,病例分析要有足够的依据,在分析问题时尽量做到公正客观,以此增强分析报告的说服力。学生交上分析报告后,教师要尽量做到全披全阅,并及时反馈给学生,注重正面评价,积极表扬。教师可在课堂教学中集中解答学生普遍遇到的难题,将病例中涉及的知识点进行理论联系实际的分析,这样才能循序渐进地提高学生的操作能力,为他们日后的发展打下基础。
总之,在医学影像学教学中应用病案教学法,要做到准备充分,言之有据,更要结合学生的实际水平,由浅入深地传授知识,这样才能在有限的课时内最大限度地提高学生的水平。
参考文献
[1] 何和清.案例教学法在医学影像专业教学中的探索与实践[J].科技教育创新,2007(22):292-293.
[2] 秦永德.案例教学法在核医学中的应用[J].西北医学教育,2007(5):888-889.
关键词 影像诊断学 教学改革 启发式教学
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.03.051
Exploration and Practice of Curriculum Teaching
Reform in "Imaging Diagnosis"
LI Yusu
(Chengdu Sports Institute, Chengdu, Sichuan 610000)
Abstract In the treatment of the professional teaching of diagnostics of image process, combining the new tendency of orthopedic clinical imaging diagnosis and selection of teaching content, pay attention to practicality, according to different teaching contents and requirements, adopt different teaching methods and means, fully mobilize students' learning enthusiasm, effectively improve the classroom teaching effect, help students to better grasp the theoretical knowledge, improve their reading skills, especially to train students to think independently, found the problem, ask questions, the ability to analyze and solve problems has a positive role.
Key words image diagnostics; teaching reform; heuristic teaching
0 前言
影像诊断学是一门以影像为主要诊断依据的重要学科,临床应用非常广泛,发展快,临床地位日益突出。由于骨科影像诊断的范畴不断发展和扩大,授课内容不断丰富和更新,涵盖了普通X线诊断、CT、MRI及超声诊断等现代影像学知识,教学内容不断增加与教学学时不足的矛盾越来越突出;多媒体和网络技术的日益普及,传统的以教师为主导“满堂灌”的教学模式已经不适应当今高等教育的需要。教育追求有效,为此,教学改革从教学内容的选择、多元化教学方法的应用、考核形式的变革等几个方面入手,以提高教学效率、提高教学质量为目标,实行以学生为主体的启发式教学,在大学本科中医骨伤专业“影像诊断学”教学中取得了良好效果。
1 优化教学内容
1.1 以教材为出发点,深入了解学科发展现状与需求,合理取舍、丰富精炼教学内容
骨科“影像诊断学”主要介绍各种影像检查方法的原理、图像特点、骨肌系统伤病的影像表现、诊断原则等,是骨伤专业医学生的临床基础必修课程。影像诊断发展快,知识不断更新。同时,随着时代的进步,人民生活水平和医疗卫生条件不断提高,骨科疾病的流行病学特点也在发生变化。根据这些特点,影像诊断教学始终遵循教学内容紧密结合影像诊断的发展及动向,紧密结合骨科临床这二个原则,坚持每3~5年对讲课内容进行全面梳理和适当调整,确保教学内容的科学性、针对性、有效性。
1.2 提高教学质量体现在“两个重视、一个突出”
“两个重视”,一是重视教材中基础知识的讲授,帮助学生掌握必备知识,打牢影像诊断学的根基;二是重视培养学生独立思考,发现问题、分析问题、解决问题的能力,选用典型病例进行观察、分析、讲解,直观地将诊断思路、逻辑推理传授给学生,增强实践性。“一个突出”是指突出重点、难点。对于每一章节的重点知识、难点知识,既要讲解清楚、生动、深入浅出,又要注重理论联系实际,配合典型病例的影像资料,让学生能铭刻在心。这种加强临床实践的教学方式,最大程度地调动学生的积极性,提高课堂教学的效率和质量,学生普遍反映收获多、效果好。
1.3 钻研业务,求精求效
影像诊断学是一门临床应用非常广泛的重要学科,当今世界科学技术高速发展,新技术、新方法、新理念要求教师的知识必须不断更新。这就要求教师要把教材钻透、钻深,悟出来的道理就透彻,才有真知灼见。教师在不断提高自身素质、专业水平的同时还要学会提炼核心经验,其中最主要的是提炼教学经验和研究经验。①经验多了,与教学结合起来融会贯通,讲起课来才能精辟生动、妙趣横生,既简单、又独到,即所谓的“深入浅出”、“一语道破”,能吸引学生,教师一句精辟的总结,常使学生眼明心亮而终生难忘。
2 因课制宜、因材施教,教学方法多样化
教学方法的改革是提高教学效果的主要途径。②实现高质、高效的教学,首先要改变过去教师讲、学生听的“满堂灌”的教学模式,采用以学生为主体的启发式教学。启发式教学的实质在于正确处理教与学的相互关系,其基本要求一是调动学生的主动性;二是启发学生独立思考,培养逻辑思维能力和独立解决问题的能力;三是发扬教学民主,让学生参与到课堂教学中,实行以学生为主体的启发式教学。围绕上述基本要求,在教学中根据不同的教学内容、教学要求采用不同的教学方法,形象生动,易学易懂;以突出重点、难点,改变学生的学习方式,以启发学生的思维为核心,调动学生学习的主动性和积极性,培养和提高学生分析、解决问题的能力,让学生从“要我学”转变为“我要学”。
2.1 案例式教学
教学从临床病案入手,通过介绍典型的临床病案影像片,把学生的思维带入临床病案,并布置类似病案的作业,课后学生进行阅片分析,下次课抽问解答。这种教学方法中,教师主导了整个教学过程,掌控教学内容和时间,能有效地引导学生思考、组织讨论,并通过归纳总结,提高学生对知识的接受度。
案例教学法的最大特点是其真实性。由于教学内容是具体的实例影像,更为直观、生动,易于学生理解,且能够集思广益。教师在课堂上不再是“独唱”,而是和学生一起讨论思考;学生在课堂上也不再是“收音机”,忙于记笔记,而是和教师共同探讨问题,调动起整个课堂的集体智慧和力量,更易开阔思路,收到良好的效果。
2.2 问题式教学
将教学知识点以问题的形式提出来,启发学生思考,并与学生一起回顾所学知识,共同探讨,最后逐步引入结论。教师要引导学生“提出问题”,然后选择好的问题,以引起积极思维。设计好问题是实施的关键,根据教学内容,三学时的教学时段一般设计2个问题,并控制好时间,每个提问时间控制在5~10分钟,问题的难易程度适中,利于启发学生。
教师要引导学生“提出问题”,然后选择好的问题,以引起积极思维。③可以先让学生自问自答,老师再进行补充、纠正。通过问题式教学,对培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力很有帮助。
2.3 比较式教学
影像诊断有时会出现同病异影、异病同影的情况,如何去认识、判断它们,对许多学生来说,是学习中的一个难题。在教学过程中,教师通过对不同伤病影像的相似和不同之处进行比较分析,以影像对比或列表的形式直观地展现给学生,有助于学生抓住关键点,区别、判断相似伤病的影像特点,教学成效明显。
2.4 讨论式教学
将部分阅片实验课改变为阅片讨论课,师生共同阅病案片,平等交流探讨,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,提高教学效果。
对于教学时数少,但仍需要掌握的章节,如骨关节先天性畸形、缺血性坏死等,在课堂预留一定时间鼓励学生上台读片,分析和讲解图像,最后教师作归纳总结;对于教学时数较多的重点章节,如骨关节损伤、慢性骨关节病及骨肌CT、MRI阅片时要求每位学生都要参与阅片讨论、发言,调动学生的学习积极性,避免学生开小差,便于教师掌握了解每位学生的学习情况。
多种以学生为主体的教学方法的开展,促进了学生学习的主动性,学生从知识的被动接受者转变为主动学习者,学生学习兴趣增强的同时,临床实践技能也得到了提高。④
2.5 利用互联网课外交流互动
学院校园网开设了课程网络教学平台,利用这个平台,每月定期影像作业,学生限时完成后在网上进行批阅解答。通过互联网丰富的影像资源,与学生进行信息共享和相互交流,实现师生互动教学,延伸课堂空间,对开拓学生视野,提高学生的学习兴趣和学习效率具有重要意义。
3 突破常规,丰富考核形式
3.1 考核目标明确
根据课程的教学要求和知识点,采取不同的方式,全面、综合地考核学生,检验学生的整体学习情况,主要包括基础知识考核、阅片能力考核、综合能力考核。
3.2 考核形式多样化
考核形式上采用多种方法,避免传统的一次考试定终身现象,平时考核由1次增加到3次,分值增加到40分,期末考核分值降低到60分。课程考核总共分为4个方面,一是骨肌系统正常影像观察描述,以提问的形式进行考核;骨关节损伤阅片分析诊断,以书写阅片报告的形式进行考核;骨科常见病、多发病影像病案的分析、诊断,以分组讨论发言的形式考核;综合知识部分,以试卷的形式期末考核。
3.3 推出激励机制
现今90 后大学生具有思维活跃、个性张扬、易接受新事物的特点,为了调动学生的学习热情、激发他们的潜能,给学生提供展示自己的平台,推出激励机制,在总成绩里面增加激励分(共5分),分数直接进入总成绩。展示平台通过下面的途径实现:一是在课堂上有意识的提问,或鼓励学生发现问题、提出问题,引导学生积极思考、踊跃发言去分析问题、解决问题,在回答问题正确、分析问题逻辑清楚、语言表述准确流畅、表现突出的学生,都及时表扬和鼓励,每次可获得激励分0.5~1分。二是设立小课堂制度,选择几段讲授10分钟左右、难易适中的教学内容分组布置给学生,要求学生在课外利用多种途径查阅文献资料,准备教案、影像图片,以PPT的形式在课堂上讲授、展示,学生既是参与者,又是评分者,优胜组每人可获得激励分0.5分。将这些实践活动与精神鼓励、课程成绩挂钩,激发了学生参与教学的热情和兴趣,有助于提高教学效率。
4 结语
高质高效的教学是教育工作者追求的目标。教师在教学中要充分体现学科的特点和魅力,要能打动学生,吸引学生注意,引起学习兴趣。这样,才可能是高效的教学。教师要逐渐形成独特的教学风格。要使学生“会学、好学、乐学”,教师首先要“会教、好教、乐教”。⑤在教学设计中处处注重以学生为主体,启发点拨学生,学生能真正掌握该门课程,因而获得良好的教学效果。
注释
① 查有梁.教师要学会提炼核心经验[J].教育科学研究,2015.4.
② 曹洁,潘卫,戚中田.微生物教学改革的尝试与体会[J].中国大学教育,2003.8.
③ 查有梁.从有效教学到优质教学[J].教育科学研究,2014.10.