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关键词:思辨数学;算法;概率统计;直觉思维
1思辨数学词源诠释
思辨数学一词是荷兰数学家、数学教育家弗赖登塔尔(Freudenthal,1905—1990)首先提出的。他在名著《作为教育任务的数学》中举例诠释了思辨数学与算法数学的区别:设有相同数量的白酒与红酒各一杯,取一匙白酒倒入红酒内,使之混合,再取同量的一匙混合酒倒入白酒内。试问,白酒杯中所含的红酒比红酒杯中所含的白酒多,还是正好相反?答案是:两种含量一样多。然而解题方法有两种,一种是根据其取法操作,列出算式计算...另一种是这样思考的:设想每个杯子中的白酒和红酒是分开的,那么白酒杯中的红酒正是红酒杯中所缺少的部分,而它的空缺现在正好被白酒所填补。前一种解法是算法求解,后一种解法是思辨求解]。
显然,这是两种思维风格迥然不同的解法,解法一是逻辑性的算法求解,属于算法数学;解法二主要是直觉性的思辨求解,属于思辨数学。这里举例仅仅是为了诠释概率论中思辨数学与算法数学的区别。我们认为,思辨数学就是动态地辩证地把握概念和体味推据(这里把思辨推理的理论依据简称推据),凭借对概念的直觉和数学美的启迪(而非逻辑性的推理),产生直观的解题思路方法或做出合情推理决策。换言之,在直觉领引下,围绕推据,换位思考,思维在运动中觅到解题方法的一套数学知识体系。
德国数学家、数学教育家克莱因(KleinF,1849—1925)指出:“数学学科并不是一系列的技巧,这些技巧只不过是它微不足道的方面,它们远不能代表数学,就如同调配颜色远不能当作绘画一样,技巧是将数学的激情、推理、美和深刻的内涵剥落后的产物。”[4]克莱因这一论断,对概率统计教学具有重要的指导意义,把握思辨数学与算法数学的区分,它能为教学提供重心,对于贯彻概率统计思想方法为主线的教学大有裨益。
2概率统计课程中的思辨数学内涵透析
从思维的逻辑层面透析,概率统计知识内容可以分为两类,大部分是程序性的,有一些则是思辨性的。算法是程序性的,概率统计的演算中充斥着算法;然而,在概率演算题中也会遇到思辨求解问题,虽然这类题数量不多,但解题思维中颇富有理性精神,有着方法论的教育意义。特别值得一提的是,就产生数理统计一些重要方法的思想而言,思辨因素起着关键性的作用,从本质上讲,作为数理统计核心内容的统计推断也隶属于思辨数学的范畴,即思辨数学至少包含思辨求解和思辨推断两大模块。现分述如下:
2.1思辨求解问题
若对某些概率问题的题设条件进行分析,抓住题目中的关键概念,由对这些概念的直觉和思辨,就能引发解题的思AXB路和方法。具体说来,吃透问题的条件和结论,抓住起决定性作用的思辨因素,运用发散思维或逆向思维,进行类比联想或换位思考推理,进而恰当地引入辅助事件或辅助随机变量,就会建构和洞察到所研究的数学对象中蕴涵着的事件之间或随机变量之间的某种对称性、对等性或等可能性的关系。那么,这些事件、事件关系所遵从的一般的概率法则、统计规律或一些概率原理等就构成解题思维的支点,即推据;思维一旦受到这些推据以及数学中对称美的直觉启发,就会迅速地做出判断,寻到简便的解法,或直接给出答案。
2.2.1最大似然法(以离散型随机变量为例)
2.2.2最小二乘估计
回归分析的基本思想是首先根据样本组的分布特征以及对问题的思辨认识而先验地选定一个模型类型,然后求出(估计出)模型中相应参数。至于对参数的估计,一般采用最大似然估计法,具体到回归分析上叫做最小二乘法。所谓最小二乘法系利用拉格朗日条件极值原理,对所选模型在所给样本下,保证误差最小时,求得参数估计值[6]。说到底它也是一种思辨推断模式。
2.2.3假设检验
先根据统计目的对总体提出一个统计假设0H(也叫原假设),然后再由一次抽样的结果来检验这个假设是否可信,从而做出决策:拒绝还是接受这个假设。一方面,我们先假定0H是正确的,在此假定下,某事件A出现的概率很小,比如p(A)=0.05;另一方面,进行一次试验,如果事件A出现了,就是说在一次试验中就居然发生了小概率事件,那么根据直觉:“概率很小的事件在一次试验中一般认为是不会发生的。”(小概率事件原理,即推据)我们不能不怀疑作为小概率事件的前提假设0H的正确性,因而做出拒绝0H的决策;如果进行一次试验,小概率事件没有出现,则试验结果与假设相符,没有理由拒绝0H,因而只好接受0H。进一步归结出假设检验的一般步骤(略),即是算法程序,使概念的直观具体性有了一个逻辑思维的图式,如果没有这些逻辑模式,推理将变得没有质量。从根本上看,假设检验法是以小概率事件原理为推据的思辨推断模式。概言之,最大似然估计、最小二乘估计和假设检验本质上都是思辨的产物;从思维方法上讲,它们是思辨数学与算法数学有机的统一体;“思辨”当头,“算法”自然就在其中了。
2.3概率统计中的思辨数学之特征分析
2.3.1思辨求解问题与思辨推断的异同
思辨求解问题的推据具有确定性和真理性。。然而,思辨推断的推据则具有“或然性”,比如最大似然原理中的用词:“应该是”,并非“一定是”;小概率事件原理中的用词“一般认为是不会发生”,但并非“绝对不会发生”,可见思辨推断的结论则是概率逻辑意义下的必然。比如假设检验就是概率性质的反证法。故思辨推断理属合情推理。
思辨求解与思辨推断的共同之处,都是主体基于对概率统计领域的基础知识及其结构的透彻了解,基于对整个问题的理解把握以及已有的知识背景,使主体能跨越逻辑的思考而进入直念(即数学直观,形象观念)[3],想象和直觉判断,以推据为准绳,迅速解决有关数学问题。
2.3.2思辨数学与算法数学的比较
由于思辨数学一词是相对于与算法数学的概念提出的,下面我们就其两者进行对比分析:
算法数学有具体化、程序化和机械化特点,又有抽象性、概括性和精确性;思辨数学有抽象化、模式化和直念化特点,又带有假定性、哲理性和启示性。
算法有算理,比如概率的公理、定理、性质等构成概率算法求解的基本算理。算理是算法的理论基础,算法是算理的具体体现;思辨求解和思辨推断有推据,比如对称性、对等性、等可能性、最大似然原理、小概率事件原理等构成概率思辨求解和思辨推断的推据。推据是思辨的理论基础,思辨求解和思辨推断是推据的实际表达。
与算法相比较,算法求解依据逻辑思维、逻辑推理,思维是纵向的、条理化的;思辨数学则依据认识之直觉,思维是跳跃性的、横向的和发散的。思辨求解的推理是非逻辑的;思辨推断是归纳性质的合情推理。
3提出思辨数学概念对概率统计教学具有的要义
关于思辨数学与算法数学的这种区分,在教学法上具有重要意义。传统的概率教学着眼于概率算法求解,重视运算规则和方法技巧,注重逻辑思维能力培养,忽视或根本不谈概率思辨求解,因为许多概率教材的例题与习题都鲜见思辨求解类的素材;轻视概率统计课程的基本概念教学,因而造成了概率思想、统计认识诸方面知识匮乏和直觉能力的缺失。比如统计推断是数理统计的核心,统计推断是对统计总体的未知数量特征做出概率形式表达的推理,鉴于思维上推与证的不同而分别提出了参数估计与假设检验,由此构成统计推断内容的两面。参数估计是根据样本数据对总体参数所作的“猜想”,而前提是样本与总体的同分布(即样本与总体的同质性)的假定;假设检验即对总体特征做出的一种假设,然后根据样本信息对这一假设的支持程度做出描述。前提同样都是样本与总体的同分布的假定。从哲学层面讲,它们探讨的都是共性与个性的辩证关系。
从战略上看,由样本推断总体具有归纳性质,从战术上看,最大似然估计法与假设检验的解题程式中的样本值nx,x,,x12又非具体的数值,因而具有演绎性质,所以最大似然估计法和假设检验是归纳与演绎的辩证统一。对于统计推断内容的教法,目前多数教学已落入算法化、程式化的俗套,把参数的最大似然估计和假设检验作为一套处理问题的规则或算法来教;2003年出版的《Mathematica基础及数学软件》一书,把参数的最大似然估计和假设检验按算法编程由计算机来做[7],毫无思想。诚然,数学教育不应该拒绝计算机的渗透,特别是统计推断问题常会涉及一些烦琐的数据统计和计算,借助于计算机可节省大量的时间和精力。但是,数学方法的内核是数学思想,由于意识不到统计推断是思辨数学体系,所以容易忽视产生统计推断方法所依赖的统计推断思想、策略及其思维活动过程的教学,以致学生不能目睹数学过程的形象而生动的性质,体悟不到统计推断方法中蕴涵的概率思想,更达不到思维训练之效。诚然,给学生一个可仿效的范例,就足以教会一个算法,尽管这样的教学,学生学会了套用统计推断的解题步骤,可能会做对若干道数理统计习题,但是对统计推断的思想实质和认识机制理解不深。比如,有学生在用最大似然估计法解题时,先把具体的实测数据带入似然函数的表达式,再作取对数、求导、求极值点的运算;有的学生在假设检验解题中,在写到最后一步:“拒绝H0”或“接受H0”时就搁笔了,把“即认为...”这句关键的陈述语省略了不写。不难想到,他们对样本的二重性以及最大似然法所使用的辩证逻辑思维领悟不透彻;对统计推断所表达的非决定论的因果关系规律认识不到位。一句话,对最大似然估计和假设检验方法的本质思想,缺少深层的思考。传统教学的结果只会给学生留下这样的印象:数理统计是装着一筐子的“算法”。这种只强调算法与规则的数学课程,正如只强调语法和拼写的写作课程一样,都是一种本末倒置。
任何一门数学学科都是由概念和技巧支撑的;若能区别概率统计教材中思辨数学与算法数学,区分或认识思辨数学的结构,这就意味着预先设定将它们作为思维训练来教,其意义在于强调思辨因素,强调概率统计思想方法形成的思维活动的过程,自然也是强调了以概念为本的课程教学模式。
3.1凸显以概率论为基础的统计思想以深化统计认识
毫无疑问,概率论是统计的运载工具,统计思想是统计方法的灵魂。按照思辨数学模式讲授统计推断,能够更好地揭示和表达统计思想,深化统计认识。因为贯彻三段论即:“在某种假定(假设)...之下,一方面...另一方面...,依推据则有...”的思辨推断模式,势必强调深刻理解概念和推据,充分展示换位思考中的思辨原理与辩证思维方法,这就凸显了以概率论为基础的统计推断思想。比如假设检验,如果统计假设被理解为构成概率计算的基础的话,那么,看来极不可能的某个事件发生了,那就有悖于常理,于是统计假设认为是小概率的事件的发生,将是一个反对该假设的证据,并且这种概率越小,其证据越显得强有力。又由于在统计检验的逻辑中,前提与结论之间的逻辑蕴涵不再是必然的,而是一种概率蕴涵。换句话说,概率解释中的解释前提是假说,所以得到的逻辑必然的推论是可能的概率解释。而在概率解释中,对个别事实解释的概率性与统计规律在每一个别情况下无法实现这一规律联系着,因为统计规律是大数定律,它仅在大量观察或多次试验中才能出现。因此在统计规律上所作的关于个别事实的结论,只能解释这一事实的可能性,而不是它的必然性。因此,“接受”中的“纳伪”和“拒绝”中的“弃真”这两类错误不可避免的发生充分说明了这一点。
3.2强调数学思辨对培育直觉能力具有独特功效
数学强调思辨性。弗赖登塔尔指出:“算法是好的,数学中的常规也是不可避免的。”[1]诚然,对数学来说算法具有极大的重要性,代数、微积分、概率中都有算法。当前教学的强烈趋势就是盛行算法化[1]。将一个领域算法化是更容易超越该领域的一种方式[1]。然而,现代数学之不同于古老数学,在于它强调的是思辨的因素而不是算法[1]。最引人注目的新生事物,也就是引起现代化过程发生的事物——集合论、抽象代数、分析学、拓扑——都是思辨的产物。它们是冲破算法的僵化的外壳喷射而出的[1]。同时弗赖登塔尔还指出:算法数学与思辨数学的关系是辩证的,不能把它们看作是新与旧、高与低的对立。从培养数学思维能力的层面看,算法数学与思辨数学好比“算术和几何正是作为互相的直接对立面在智力上发展起来的,但这并不表明因为喜欢其中一个就应该把另一个贬低。相反,教学应该将这种发展继续下去”[8],教学应该像重视算法数学一样重视思辨数学,但问题在于目前的数学教育现状,人们有些重算法而轻思辨的倾向。概率统计的思辨求解和思辨推断解决问题的重要策略和特点是:对具体问题作具体分析,以已有知识和经验为背景,在直觉领引下发掘问题中蕴含着的思辨因素,寻找到推据或生成推据,以推据为支点,凭借直觉展开思辨推算或推断。其思维方式是直觉的。从心理学视角看,思辨数学是直觉思辨的产物,它是思维对那种隐藏于数学对象深层的数学事物关系间的和谐性与规律性的感受,正是这种感受把知识空间投影和净化成那幅心智图像。显意识和潜意识沟通形成顿悟,进而达到直觉思维的目标。
因此,强调思辨数学,必然注重培育直觉能力。思辨求解不仅能增加和丰富学生概率解题的方法策略,而且对其直觉思维乃至创新能力的培养大有裨益。克莱因说过:“在某种意义上讲,数学的进展主要归功于那些以直觉能力著称的人多于那些以严谨证明著称的人。”
3.3透过思辨求解法感悟数学方法的奇异美
思辨求解法的产生离不开直觉,数学直觉本质上就是“美的意识或美感”。美的意识力或鉴赏能力越强,发现和辨认隐蔽的和谐关系的直觉能力也就越强。数学审美意识是产生数学直觉、爆发数学灵感的“刺激素”。
思辨求解法的思想性强,其方法直观,运算简捷,甚至用不着计算就能直接获得答案。从思辨求解法产生的心理机制来看,其思维空间是动态的;每一个具体的思辨性解法,无不联系着主体解题的思维运作:数形结合,动静联想,等价语意转换,整体性把握思考,以及受到数学美的启迪等。它把数学表达式的对称美、数学关系的和谐美、数学方法的简洁美、数学思想的思辨美发挥的淋漓尽致。奇妙的解法闪烁着智慧之光,常给人以精神上的愉悦和满足。
“奇异性与思辨性是密切相关的,奇异性的结果会导致数学的新进展,而思辨能引起人们的思索,调动人们的想象,帮助人们对未知事物作深入地理解、把握和预见,促使人们去追求数学中内在旋律。”即追求数学美的旋律。
[参考文献]
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[8]弗赖登塔尔。数学教育再探:在中国的讲学[M]。刘意竹,杨刚译。上海:上海教育出版社,1999。
一、确定教学目标是进行教学设计的基础性工作
1.依据课程标准。确定教学目标的指导文件是《义务教育生物课程标准(2011年版)》。新课标对真菌的内容规定是“描述真菌的主要特征及其与人类生活的关系”,活动建议是“调查当地食用菌的种类及生产情况”“观察酵母菌、霉菌”。
2.阅读教材目录。我们查阅教材目录知道,真菌与人类生活的关系,在后面还安排了第四节细菌和真菌在自然界中的作用和第五节人类对细菌和真菌的利用,在这两节中能较好地学习真菌与人类生活的关系。结合教学目标设置三个方面的要求,将本节课的教学目标定为:(1)能说出真菌的名称,并进行简单的分类;(2)用对比的方法叙述真菌的结构特点,并阐释它的营养方式;(3)说出真菌的孢子生殖的大致过程。
根据课程标准和教学目录来确定教学目标,能较好地体现课程标准对学生学习的要求,根据教材目录最终确定本节课所学的具体要求。达到了教学目标,就达到了课程标准规定的要求。
二、科学呈现事实是引导学生进行思考的前提
科学地呈现事实,可以是呈现图片、数据或表格。本节课主要是科学呈现图片,可以采用两种方式呈现。
1.补充事实材料。除教材上的图片外,还可以根据教学的需
要,补充相关的图片,能更方便学生思考和讲解。在让学生完成任务一列表比较酵母菌与细菌的结构时,老师在黑板上同时展示酵母菌和细菌的主要结构图。
2.将教材插图改为填充图。可以让学生对照教材上的文字来将上图中所示结构的数字代码与名称连线。在布置任务二标注青霉和蘑菇的结构图时,为了让学生便于讲解,我们还可以把书上的图画到黑板上去,可以让学生上台来默写结构名称,并问答相应的问题。
三、积极投入学习活动是学生形成重要概念的有效途径
学生在形成重要概念后,就要积极主动参与学习活动。在我校基于“五部”教学法课堂教学模式组织教学时,都能有助于学生形成重要概念。具体分析如下:
1.学生独学。指学生独立阅读教材和老师补充的图,完成所指定的学习任务的过程。这是学生形成重要概念的基础性过程。学生可以通过读图识结构,然后再填写下表,最后再进行思考作比较。学生在完成学习任务的同时,就对重要概念形成了初步的认识。如,列表比较细菌和酵母菌的结构与营养方式。
说明:根据学生的学识水平,做好难度控制:最难就只有上面一句话;稍难就是再出现上面这个表。更容易的就是在表中先填几个空做示范,然后再让学生补充完成上表。
2.合作学习。合作学习能帮助学生形成重要概念。如在完成任务二时,学生在完成独学之后,两个同学合作,一个同学捂住结构名称,让另一个同学说出结构,能较好地引导学生去掌握青霉和蘑菇的结构。再结合任务一的学习,就可以得出真菌的结构特征了。
3.展示质疑。学生将自己的学习成果展示出来,师生进行质疑或评价。这种展示活动,能强化学生做正确的内容,纠正学生做错的内容,从而确保学生形成的重要概念是正确的。
4.练习反馈。通过练习来检测学生对重要概念的理解是否正
确、遵从事实,通过思考形成概念是学生学习的重要过程。从概念回到事实,是对所形成的概念的应用,是学习的提高过程。
四、以概念图的形式来进行课堂小结,引导学生整体领会重要概念
当一节课快要结束时,可安排学生进行课堂小结,引导他们对所学的知识进行梳理,并将本节所学的内容归到他自己的知识网络中去。我们可以采用如下概念图进行总结。
针对学情不同,我们也可以控制难度。最难的就是只布置一个任务:请设计一个概念图对本节所学的主要知识进行小结。降一点难度是列出一部分内容所指的范围,在其周围的内容由学生来补充。更容易的是画出下图,让学生填空,并填写再下一级的事实。
通过上面这个概念图的梳理,学生能较全面地掌握真菌的主要特征,包括真菌的结构特征、营养方式和生殖方式等。
围绕“重要概念”进行教学设计,能引导学生较快地掌握生物学的“重要概念”,而不必对更多的细枝末节的知识进行记忆。这对学生来说也是一个减少学习负担、提高学习效率的好事。
摘要:改革课堂教学就是要用新课程的理念指导课堂教学设计,把新型的教师观、学生观和教学观融入课堂教学,使教师的教学行为有利于学生学习方式的转变、有利于学生创新精神和实践能力的培养,让学生在学会数学知识的同时,学会探究、学会合作、学会应用、学会创新。
关键词:新课程 概念数学 教学设计
把课堂变成学生探索世界的窗口
让课堂乐意向不确定性开放
每一堂课都是师生不可重复的生命体验
这是新一轮课程改革的灵魂,这是历史赋予我们每位教师的职责。
新课标中指出:“教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从事数学活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握数学知识与技能、数学思想和方法,获得广泛的数学经验,学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者、合作者”。在教学设计上创新,应突出体现在问题提出和解决的的方法上,即:教师提出问题的方法和引导学生善于提出质疑的思维方法。概念教学的首要环节不是向学生展示概念,而是结合概念自身的特征为学生创设一系列巧妙、灵活的问题情景,极大限度地调动学生的参与意识,训练其思维能力。
本文结合对苏教版必修(一)2.1.3第二课时“函数的奇偶”一课的设计,谈点想法。
一、从学生已有认知结构出发,提出合理化问题进行研究
在学习函数奇偶性之前,已经学习了函数的概念和函数的图象,使得学生具备了利用函数解析式研究图形性质的知识基础,同时考虑到初中又学习了图形的中心对称和轴对称,由此,通过下面问题展示探究过程:
T:(教师,下同):前面研究了函数的定义和图象,图象是函数关系的几何表示。由于“数对(坐标)”与“点”是一一对应关系,从而函数与其图象也存在对应关系。于是我们可以借助函数研究图形性质,亦可以借助图形直观来研究函数性质。
已经学习了“轴对称”和“中心对称”图形,研究图形的轴对称性和中心对称性有什么好处?
S:(学生,下同):对于轴对称图形和中心对称性图形我们只要清楚了它的一半的情况就可以知道它的整个情况。
T:由此,我们可以通过研究图象的对称性来研究函数的性质,或通过函数表达式来研究图象的对称性质,你能否提出值得研究的问题?(在这里调动学生已有的知识和经验,提供他们提出他们问题的基础,让学生自然提出问题。)
S:(学生经过思考和讨论提出了这样的问题) 满足什么条件时,图象关于某直线轴对称或关于某点中心对称性?
(在这里教师只是调动学生已有的认知结构,把提出问题的权利留给学生。)
二、引导学生选择合理的方法进行研究问题
T:在初中二次函数的图象和性质是如何研究的?面对刚才的问题,你该如何办呢?
S:从简单一些的特殊问题入手,先研究函数图象的对称性。
T:对。在初中我们通过一些具体有理数的运算结果归纳出有理数的运算法则;通过一些具体的反比例函数和一次函数的图象抽象归纳出反比例和一次函数的性质。这种从一些特殊具体的例子抽象归纳出一般性结论的方法是科学研究中常用的方法。
观察函数y=x2和y=- (x≠0)的图象
S:发现 y=x2的图象关于 y轴对称,y=- (x≠0)的图象关于原点对称。
三、将研究结果进行抽象概括,形成理论
T:你能给出它的理论依据吗?
S:因为图象上的点分别关于y轴和原点对称。
T:我们现在研究的是函数的图象,你能用函数的对应思想解释它们的对称关系吗?
S:对于函数y=x2图象上右边的点(x,x2)与左边的点(-x,x2)对称,函数y=- (x≠0)图象上右边的点与左边的点关于原点对称
T:(x,x2)、(x,- )放到左边不行吗?
S:也可以。
T:通过这两个具体的函数研究,我们发现研究函数图象的对称性,就是研究函数图象上的点(x,y)与(-x,y)、(-x,y)的对称性。你们发现了什么规律?
S:图象关于y轴对称的根本原因是图象上的点关于y轴对称的点仍然在图象上,-x与x对应相同的函数值,图象关于原点对称的根本原因是图象上的点关于原点对称的点仍然在图象上,-x与x对应相反的函数值。
T:我们将符合上述条件的函数分别称为偶函数和奇函数,请同学们用符号语言概括出偶函数和奇函数的定义和性质。
四、反思研究结果,进一步完善理论
T:有没有图象关于x轴对称的函数?如果有,请举出实例,如果没有,请说明理由。
S:没有,因为图象关于x轴对称,必须(x,y)、(x,-y)都在函数的图象上,这不符合函数的定义每一个自变量只对应一个函数值y。
T:那么,从函数的定义上分析,奇函数与偶函数的定义域必须满足什么条件?
S:奇函数与偶函数的定义域必须关于原点对称。
T:是否存在函数既是奇函数又是偶函数?如果有,请举出实例,如果没有,请说明理由。
S:有,常数函数y=0
T:对。我们来分析一下:
对于定义域关于原点对称的函数f(x),如果它既是奇函数又是偶函数,必须 ,则-f(x)=f(x),得f(x)=0,即y=0。
数学概念课的教学需要通过设计富有挑战性的问题来呈现背景,通过问题的探究和自主学习来获取相关概念;教学的形式主要是通过交际合作与对话来体现,教学目标则通过“教学逻辑”与“学习逻辑”去接通“知识逻辑”与“认知逻辑”来实现。本节课,在老师创设的情境中,每个学生都积极投入探究过程,学生在疑惑中去探索,在探索中去思考,在思考中去发现。大部分学生的积极性高涨,有个别不知从何处思考的同学在小组合作学习中,通过看别人怎样观察,听别人怎样介绍,也学到了知识。课堂上教师只是适时对学生进行引导,把实践的空间都留给学生进行思考、探究、交流,关注学生在学习过程中表现出来的情感、态度和价值观。
综观整个教学过程,我们发现概念教学不仅要使学生记住概念,会用概念去解题,还应让学生了解概念建立的合理性。在教学的每个环节,都应通过启迪和引导,使学生参与到分析知识的形成过程中去,从而使学生思维能力得到有效的培养和开发。教学的开放首先需要思想的开放。为了培养学生更好地应对社会生活的能力,为了更有效地培养学生的创造性,我们需要更开放的数学教育。实践证明,要想很好地贯彻新课标的有关精神,只有把学习的主动权真正地交给学生,以实现学生的角色的转变,我们的课堂教学效益才会在更大的范围内、更深的层次上产生质的飞跃,才能保证数学教学始终在新的理念指导下获得预期的教学效果。
参考文献:
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1 高中物理核心概念教学的重要性
1.1 夯实基础知识
核心概念是物理学习和研究的基础,教师通过加强核心概念教学,能够帮助学生牢固掌握物理基础知识以及公式、原理和定理的应用法则,为他们的物理学习和实践奠定坚实的基础.
1.2 完善知识结构
核心概念是物理知识的概括与总结,教师通过加强核心概念教学,能够帮助学生实现认知水平由感性向理性、由直观向抽象、由分散向系统的转变,使他们更好的理清物理知识脉络,完善物理知识结构.
1.3 提高学习效率
通过核心概念教学,能够帮助学生发现物理现象和物理原理之间的内在联系,实现物理知识的联想与迁移,达到举一反三、事半功倍的学习效果.
2 高中物理核心概念教学的方法
2.1 实施趣味教学 营造良好氛围
在传统高中物理课堂上,教师往往采取“填鸭式”教学,导致核心概念知识讲解死板抽象,课堂气氛沉闷压抑,学生缺乏学习的积极性.针对这种情况,教师应该尝试开展趣味教学,从学生的兴趣入手,激发他们的学习热情,营造良好学习氛围.例如,在讲解“牛顿第三定律”的时候,教师没有采取生搬硬套、死记硬背的讲解模式,而是给学生播放了一段反映“牛顿第三定律”的动画视频,并让学生通过观察和分析视频内容体会作用力与反作用力之间的关系,变机械讲解为趣味教学,激发学生的学习兴趣,增加教学的趣味性和实效性.
2.2 实施启发教学 引发学生思考
为了响应新课标的号召,也为了满足新课改的需求,高中物理核心概念教学要本着启发性的原则,使学生通过动眼、动口、动手、动脑来获取知识,使学生在思考与实践中体验知识、建构知识、应用知识,实现知识与能力的协调发展.例如,在讲解“动量守恒定律”的时候,教师如果直接给出“动量守恒”的概念及条件,则很难调动学生学习与思考的积极性,无法通过启发引导的方式帮助学生学习知识、锻炼能力.相反,如果教师组织学生开展物理实验,并让学生根据实验现象和数据来进行小组讨论,共同总结“动量守恒”的概念及条件,则不仅可以激发学生参与核心概念学习的积极性,还能够培养学生的逻辑思维能力和合作学习能力,提高核心概念教学效率的同时,促进学生综合能力的发展.
2.3 实施迁移教学 发现内在联系
高中物理的不同模块之间看似彼此独立,实则有着密切的内在联系.在核心概念教学中,教师应该实施迁移教学,帮助学生发现不同模块的核心概念和普通概念之间的内在联系,在帮助学生完善知识结构、理清知识脉络的同时,实现知识迁移,利用已有的知识帮助学生学习和理解新的核心概念,使学生发现和总结物理学习的方法和规律.例如,在讲解“动量守恒定律”的概念的时候,教师可以引入之前学过的“机械能守恒定律”和“能量守恒定律”的概念,并引导学生将三者进行对比分析,总结三者之间的区别与联系.通过实施迁移教学,在帮助学生理解和接受新知识的同时,也巩固和复习旧知识,更重要的是,通过知识迁移帮助学生发现不同的核心概念之间的内在联系,帮助学生发现物理学习的奥妙与规律.
2.4 实施生活教学 拓宽学习渠道
关键词:生物药剂学 教学体会 教学质量
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)04(a)-0225-01
生物药剂学是药剂学的分支学科,是药学、药物制剂等专业的重要专业课。生物药剂学是研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,阐明药物的剂型因素、机体生物因素和药物疗效间相互关系的一门学科[l]。要求学生通过这门课的学习,具备合理设计制剂处方、科学评价药物制剂质量、科学制订给药方案等方面的基本理论知识和实验技能,为从事制剂研究和应用工作奠定基础。使用由梁文权教授主编的“十一五”国家级规划教材。与药物动力学合为一门课程,其教学过程涉及《药剂学》《药效学》《药理学》《生理学》《生物化学》等多门学科的内容;教材内容丰富,实用性强。传统的以讲述为主的教学模式往往是枯燥乏味且起不到很好的效果,无法调动学生的学习积极性,很难使学生达到学以致用的目的。对如何讲好《生物药剂学》这门课程[2],笔者总结了自己和同事们的教学经验,体会如下。
1 教学内容
本课程内容分为概述、药物的吸收、分布、代谢和排泄几个部分。概述部分着重介绍生物药剂学的概念,生物药剂学在药剂学科中的地位和作用及其发展。药物的吸收是本课程的重点之一[2],内容包括口服药物的吸收和非口服药物的吸收。这一部分教学中,除重点阐明的相关基本概念外,对口服药物细胞膜转运机制及口服药物吸收的影响因素进行详细讲解,非口服药物的吸收部分在口服药物吸收内容的基础上从给药途径的角度以各论的方式分别阐述,此部分对内容应进行精选,精讲了几种最常用的给药方式的吸收,如注射给药、皮肤给药、口腔给药的吸收等。药物分布的内容同样是从基本概念入手详细阐述组织分部与药效、化学结构以及药物在体内蓄积的关系,了解药物在体内各组织中分布的情况,简要阐述影响药物分布的种种因素,此部分的内容从逻辑和层次上与药物吸收的影响因素非常相似,只需简单介绍即可。药物的代谢内容相对较少,重点比较突出,首先是参与代谢的酶的种类及其在体内的分布情况。其次,代谢反应的类型只需从总体上把握即可。再次重温了前面的内容。药物的排泄重点讲药物的肾脏排泄和胆汁排泄,其中肾脏排泄的机制是学生需要重点掌握的内容。药物吸收、分布、代谢及排泄的研究方法为学生自学内容。通过对以上课程内容的精选,既保证了课程体系的完整性,又显现出各个章节间的相辅相成,让学生感觉内容丰富而不杂乱,条理清晰层次分明,有利于提高学生学习的效率。
2 授课方式
本院的《生物药剂学》课程采用PPt课件教学。该教学模式将抽象的概念直观化,复杂的作用机理简单化,同时辅以鲜明、生动的图画,总体上受到学生的广泛好评,也使教师从整堂课的“写擦”中解放出来;以往的授课方式完全采用老师边讲边写板书的教学模式,很容易造成老师和学生心理上的疲倦,由于教学过于死板,难以调动学生学习的兴趣和积极性。而多媒体教学是实现课程改革的有效途径,在学时数不断减少的情况下,要保证每一节课有足够的信息量,在课堂上须争分夺秒,改变现有的教学模式、利用现代化的教学手段。充分利用电脑扫描、数码相机拍摄等手段制作PPt图片进行授课,文字、图形、色彩甚至动画融为一体,教学效果大为改观。为此,我们把生物药剂学内容制成多媒体课件,以现代多媒体教学方式授课,深受学生的欢迎,收到良好的学习效果。
另外,除了上述教学手段的“现代化”之外,教师主观上的教学风格和方式对学生的学习效果也尤为重要。这里所讲的教师主观上的教学风格主要指教师个人的言语风格以及与学生间的互动情况,如有的人讲课热情澎湃,抑扬顿挫,风趣幽默,而有的人可能讲课如一湖春水不起波澜。虽然大学生已经具有了足够的自学能力和自我控制能力,教师与学生的互动同样必不可少。有笔者认为课堂提问是中小学生式的讲课方法,显得幼稚,对此我们不敢苟同。大学课堂也可采用问答的方式教学,在讲课过程中以集体或个人形式回答教师提出的各种关键性或者概念性问题仍行之有效,这是调动课堂学习气氛的行之有效的方法之一,提问的过程中可强化和加深学生对概念或疑难问题的思考、理解和记忆。需强调的是教师的提问需在轻松、愉悦气氛中进行,让学生毫无思想包袱,无论对错,都会给学生留下深刻印象,尤其对容易错或易模糊的概念性和疑难性问题,课堂上的问答方式尤为重要。教师与学生的互动方式很多,不仅限于此。例如,针对某一问题或事例,可让学生自己调研文献,教师组织课堂讨论或者进行角色互换,鼓励学生上台讲解,不仅活跃了课堂气氛,调动了学生学习的积极性和主动性,同时,也培养了学生的综合素质和能力。
3 建立教学效果反馈机制
为了更好的与学生沟通,掌握和了解学生对教师授课的意见,我们采取如下几种方法:一是建立联络人制度,每班选派一名代表(一般为学习委员),作为学生与老师间的沟通者,负责收集学生的意见和建议并及时反馈给老师;二是向学生发放不记名征求意见表,学生认真如实填写对老师授课内容及授课方法的意见或要求;三是老师经常深入到学生中与学生面对面交谈;四是通过各种通讯方式沟通,学生可通过电子邮件等方式把意见及时反馈给老师。通过采取上述方法增加了师生间的沟通渠道,缩短了师生间的距离,增进了师生间的感情,提高了教学质量,取得良好的效果。
4 考核方式
课程的考核方式与学生的学习效果直接相关。本院的生物药剂学课程是药学、药物制剂等专业毕业班的重要专业课,针对毕业班学生普遍面临考研择业等现实问题,部分学生学习注意力转移,面对多门专业课同时开课从心理上存在浮躁情绪,上课不如低年级时踏实,学习积极性也有所降低。这时采用多元化的考核方式不仅对学生从心理上产生约束,而且可有效改善部分学生学习注意力转移的现象。改变传统期末考试成绩决定一切的考核方式,建立更重视过程的成绩评价体系。除了传统的期末考试成绩外,把每次问答或课堂作业及考勤情况都计入平时成绩纳入综合成绩评价体系,期末考试成绩并不占有很大比重。笔者认为在生物药剂学这门课程中,进行上述教学模式及考核方式的改良,有利于药剂学等专业学生教学质量的提高。
参考文献
关键词:药剂学 教学体会 思考
中图分类号:G412 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0106-01
药剂学(Pharmaceutics)是研究药物配制理论、生产技术、质量控制和合理利用等内容的综合性应用技术学科。药剂学是针对药物制造的综合应用技术学科。根据药物理化性质不同、体内吸收代谢特点不同,还根据要达到治疗的效果、减少毒副作用和不良反应等要求,需要在药物的生产加工中采取合适的处方设计、合理的生产工艺、适合的剂型及给药途径,来形成药物制剂。同时,也应该满足药物本身的储存、运输的要求。进入20世纪以来,随着医学、生命科学和其他相关基础科学的飞速发展,药剂学发生了翻天覆地的变化。在基础理论方面,20世纪50年代,物理化学尤其是非平衡态物理化学的一些理论被应用在药剂学领域,产生了一些药剂学基本理论如药物稳定性理论、溶解理论、流变学、粉体学等。在药物新剂型方面,产生了缓控释制剂、靶向制剂、脉冲式制剂等新剂型。给药途径也由原来单一的口服给药和注射给药,扩展到了粘膜给药、透皮吸收给药、腔道给药等多种途径。在制剂新技术方面,也产生了脂质体技术、包合物技术、球晶制粒技术、微球技术、微囊技术、纳米技术及大分子前药技术等。在学科分支领域,也产生了工业药剂学、物理药剂学、生物药剂学、药物动力学、临床药剂学等多学科分支。综合来看,药剂学有了深刻的内涵式发展和外延式拓展。多种学科及技术的应用使药剂学的学科深度和广度有了长足的发展。笔者根据自己多年的药剂学课程教学经验,简要谈谈自己的实际教学体会。
1 实践性强
在实际的教学过程中,可以发现,药剂学是在实践的基础上发展出的一门学科。很多药剂学的知识体系都是建立在丰富的实践基础上的。中国是世界上开展药物制剂实践最早的国家之一。早在商代,古代中国就已经使用汤剂进行实际的疾病治疗。欧洲药剂学起始于公元1世纪前后,被欧洲各国誉为药剂学鼻祖的格林,在他的著作中记录了散剂、丸剂、浸膏剂、溶液剂、酒剂和酊剂等,称之为“格林制剂”。明代药物学家李时珍编著的本草纲目中,收载药物1892种,而剂型达61种,充分体现了中华民族在药剂学的漫长发展历程中做出的重要贡献。进入19世纪,法国的医师Pravas首次发明了注射器,使实际的注射给药变得速效和高效。在1886年,Limousin发明了安剖,是注射剂的实际产业化应用更为可行。随着西方科学和工业技术的蓬勃发展,制药机械的发明使得药物制剂生产的机械化和自动化程度大大加强,进一步加强了其实际应用性。除了制药机械,辅料也是药剂学的重要组成部分。在药用辅料研究方面,先后开发出用于粉末直接压片用辅料―微晶纤维素及可压性淀粉、用于片剂及固体制剂常用的黏合剂――聚乙烯吡咯烷酮、用于薄膜包衣材料――丙烯酸树脂系列、栓剂基质半合成脂肪酸等。这些功能性辅料的开发,使得药物制剂的产业化发展更加迅猛。通过对以上各方面的实际应用进展分析,在实际教学中,我们应突出药剂学课程的实践性,加强学生实际动手能力的培养,多在实践活动中加强药剂学基础知识的形成和积累。
2 知识面广、学科知识更新快
药剂学的整体知识结构包括药物制剂的基本理论、药物剂型概论、药物制剂的新技术和新剂型、生物药剂学和药物动力学。学科知识面广。药物制剂的基本理论属于物理药剂学的范畴,包括药物溶液的形成理论(溶解度、溶出速度、渗透压、表面张力、黏度等)、表面活性剂理论、微粒分散系基本理论(絮凝、反絮凝、空间稳定理论、微粒聚结动力学等)、药物制剂的稳定性(药物稳定的化学动力学基础、物理稳定性原理)、粉体学理论(粒子基本理论、粉体流动性、吸湿性、粘附性和压缩性质)、流变学理论(粘弹性、流体基本性质等)。这些药剂学基本理论是建立在物理化学基础上的。涉及到物理化学、物理学、化学、数学等学科的知识。药物制剂的新技术与新剂型主要包括固体分散体技术、包合物的制备技术、微粒分散系的制备技术、缓控迟释制剂、靶向制剂、经皮给药制剂和生物技术药物制剂。这些制剂新技术与药物新剂型的发展涉及到材料学、生物化学、药理学、医学等学科知识。药剂学所具有的广泛知识面要求授课教师除具有药剂学必备的知识外,还应具有数学、物理化学、生物学、医学等学科知识,才能胜任药剂学的实际教学要求。药剂学的另外学科特点是知识更新速度快。如药剂学的第二十二章生物技术药物制剂中,讲到关于基因药物的药物制剂发展,会提及小干扰RNA(siRNA)技术的发展。而siRNA技术是近10年才发展起来的技术,该技术还在不断的发展和更新当中。这就要求教师应关注国内外药剂学相关知识和技术的发展,积极引入前沿的知识来不断充实传统的药剂学知识,使得药剂学的授课即能使学生学习到经典知识理论,又可了解最新的学科发展动态。
3 传统式记忆与规律性记忆相结合
药剂学内容庞杂,涉及到很多理论、基本剂型、新技术等。采用传统式知识记忆方法,容易产生遗忘。应该从学科本身的规律性来加强记忆。如各类药物制剂都会涉及到概念、基本原理、分类、特点、所用辅料、制备工艺、质量评价等内容。对于各类药物制剂如片剂、注射剂、胶囊剂、软膏剂、气雾剂等,可以按照以上规律从各种角度进行总结。在总结完各种剂型后,进行对比,找出各种的异同点,进行比较,发现其内在规律,进行记忆。规律性记忆可以将不同知识体系进行串联、比较,将孤立、分散的知识点有效地集合起来,有机串联成整体,进行记忆。这种记忆具有成片性,不易遗忘。如讲到药物新技术与新剂型时,对于脂质体技术、微囊技术、微球技术、固体分散体技术、包合物技术等,可以根据其原理、发展历史、基本组成、制备方法和质量评价等方面进行总结。对于发展历史的总结会使学生对各类新技术有着整体性和脉络性的认识,使得记忆进一步生动起来。在教学中,如何利用药剂学的内在规律性来加强学生对知识的记忆和理解非常重要。在实际的教学活动中,教师应根据自己的经验,帮助和引导学生加深对药剂学知识的理解和掌握。
总的来说,药剂学是门实践性特别强的学科,其学科知识面广、学科交叉性强、知识理论更新速度快。针对这些特点,我们应该努力提高药剂学的教学技能。在传统式记忆的基础上,不断探索各种新型的规律性记忆新模式,来提升实际的教学效果。
参考文献
[1] 崔福德.药剂学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2011.
关键词:药剂学;设计型教学法;互动型教学法;探究式教学法;案例式教学法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)24-0077-02
药剂学是一门综合性较强同时也具备较强实践性的学科,涉及的知识领域非常广,涵盖了较多的知识内容,不仅需要充分结合理论知识,还需要与实际情况紧密联系,在这样的背景下,无疑增大了药剂学教学的难度。因此,在药剂学教学中,广大教育工作者不断提出新的教学方式并进行实践,均取得了可喜的成绩。笔者就在此基础上进行综合与整理,并提出设计型、互动型教学法在药剂学教学中的应用。
一、提高药剂学教学质量的基础环节
1.教材的选定。药剂学教学质量的提高,不仅与教学方法有着直接的关系,还与教材有着紧密的联系。试想,如果教材质量不佳,那么再好的教学方法势必也无法显著提高教学质量。因此,在教材的选定时,需要保证教材中相关药剂学概念清晰准确,教材中的教学内容需要由浅至深,有着适当的坡度,便于药剂学教育工作者的教学活动有序开展。另外,教材中还需要适当穿插一些数据准确的图表,便于教育工作者在开展教学活动时有可靠数据作为依托,帮助学生掌握数据的计算方法,培养学生科学的思维方式。现阶段,药剂学专业学生在从事的工作涉及到生产、研发、制剂调配、医院临床药学等众多领域,不仅涉及到药品的生产、制备,同时也涉及到临床合理用药及用药的个体化监测。因此,药剂学教材在选定时,也需要涉及药物相互作用机理、剂量及其换算、鉴别、血药浓度监控等多领域的综合性知识,提高学生药剂学整体知识水平,使药剂学专业学生在具备较高专业知识水平的基础上并拥有一定的制剂能力。
2.教学大纲的制定。在教材选定后,需要充分结合教材内容,合理制定教学大纲。教学大纲的制定首先需要立足于药剂学教学的特点,以药物制剂的研究与开发、药物制剂的生产与质量管理作为重心。一般来说,学生就业后经常涉及到药品质量监测等实际问题。因此,可以将教学的中心侧重于药物制剂的生产与质量管理,在重视理论知识讲解的同时,紧跟药剂学发展步伐,积极引进国内外在药剂学研究领域中取得的新成果与新技术。另外,针对将来学生有可能涉及到的药品研发工作,教学大纲应制定一定的较为前言的学科发展介绍,以利于学生就业后对本专业知识的继续深入学习和深造。科学合理制定教学大纲,针对不同专业学生有目的性的开展教学活动,能够在一定程度上提高教学质量。
二、多媒体技术的应用
药剂学教学内容与实际生产联系十分紧密,但是课堂上依靠老师口述往往使得一些专业理论知识显得较为抽象,尤其是药剂学教学中,相关药剂的制剂工艺单纯依靠教师口述或图表显然无法充分让学生了解制剂工艺的核心内容。传统教学方法在药剂学教学中具有较大的局限性,无法充分引起学生共鸣,影响了学生整体知识水平的提高。针对这一现状,在药剂学教学中应用多媒体技术,充分激发学生的学习兴趣,根据不同专业学生的教学大纲制定,制作有针对性的多媒体大纲应用于教学,能够起到极佳的教学效果,让学生直观地了解药剂学中制剂工艺的流程与操作,提高学生整体知识水平。药剂学中部分知识内容较为零散,但是相互之间却有着紧密的联系,学生由于缺乏全面的药剂学知识基础,无法自行将其整合并充分串联,此时,药剂学教育工作者可以利用多媒体技术,将相关知识点串联起来,采用框架图表示。笔者通过这种方式制作了层次分明的知识点框架图,在教学中展示给学生看,学生表现出极大的兴趣,尤其是一些细微到被忽略的知识内容,却可以发散成一个知识体系。通过制作知识点框架图,帮助学生轻松地记忆药剂学中的重难点知识,促进了学生知识水平的提升。而且知识点框架图还可以帮学生巩固旧的知识点,达到了温故而知新的目的,使学生具备牢固的药剂学基础知识水平。
三、互动型教学法在药剂学教学中应用
互动型教学法一般分为两大类,即案例式教学法与探究式教学法。案例式教学法与探究式教学法主要是通过案例与论点研究与讨论,让学生彼此交流与互动,然后得出一定结果后与药剂学教育工作者进行互动分析,确立学生主体,教育工作者从旁辅助的模式,提高学生整体知识水平与综合能力。
1.案例式教学法。案例式教学法在药剂学教学中有着极为广泛的应用。案例式教学法的主要特点就是结合实际,便于学生理解,这种方法与药剂学的特点十分契合。在药剂学教学时,根据不同专业的学生应用不同的案例,在很大程度上调动了学生的学习积极性,充分发挥学生主观能动性,积极地参与案例讨论与分析过程,在思维的碰撞中培养学生合作探讨与独立思考的能力。例如:制备过程操作不规范使瓶中液体本身就带有细菌、针管消毒不彻底添加药剂时将病菌带入等。在谈到被污染注射液如果注射进入人体会对人体产生何种危害时,学生都支支吾吾地不知道从何说起,笔者便循序渐进地引导学生:①xxx细菌进入人体后人体会出现什么反应?②xxx细菌将试剂污染后进入人体后是否会使反应加强?这样,既使学生巩固了旧的知识,又帮助学生掌握了新的知识。
2.探究式教学法。探究式教学法在药剂学教学中也有着较为普遍的应用。探究式教学法,首先是通过设立一个问题,然后由学生组成小组共同探究问题的出现原因、出现的过程、处理的方法、避免该问题再次出现的对策等。探究式教学法教育工作者需要明确自身定位,确定以学生的主体教学模式,充分发挥学生合作配合、共同探究的能力,然后给予学生积极地鼓励与基本地指导,让学生在合作探究的过程中少走弯路,最终收获成功的喜悦。在探究式教学的过程中,学生对于药剂学中的一些现象往往会出现困惑。因此,药剂学教育工作者可以在教学结束后进行实验课教学,通过指导学生做实验,亲身体会相关药剂学现象的出现原因,将理论知识转化为直观的药剂学现象,帮助学生理解。让学生了解该种药剂学现象的出现原因。
四、设计型教学法在药剂学教学中的应用
设计型教学法一般分为两大类,即任务式教学法与引导式教学法。任务式教学法主要是通过任务的设计,让学生以工作的模式,逐步完成学习任务,循序渐进,帮助学生尽早适应未来进入社会后的工作模式;引导式教学法主要是通过实验的设计,引导学生了解药剂的使用、仪器与试剂的使用,并使学生具备一定的设计实验能力。
1.任务式教学法。任务式教学法首先需要药剂学教育工作者立足于教材大纲,根据现阶段教学目标,确定教学任务。一般来说,教学任务目标确定后,需要分层次、分难度地分配教学项目,让学生逐步完成工作项目,直至完成工作任务为止。任务的设计需要由浅至深,逐步深入,保证不同知识水平的学生都能从中获得提高。依靠任务式教学法,能够使不同知识水平、不同能力水平的学生都能获得提高,在药剂学教学中有着极为广泛的应用前景。
2.引导式教学法。引导式教学法不是单纯地向学生传授知识,而是培养学生探索与研究的能力。“授人以鱼不如授人以渔”,让学生掌握获取知识、探索知识的方法能够让学生终身受益,仅仅传授知识让学生死记硬背是无法实现终身学习的目标。药剂学教学中,往往会涉及众多实验分析、药剂组成分析等知识,单纯依靠板书或者多媒体课件教学显然没有学生亲身体会更为深刻。通过设计实验,激发学生的学习积极性,让学生在实验的过程中结合理论知识,了解各类药剂现象的产生原因,这样既巩固了学生的基础知识,激发了学生的学习兴趣,又锻炼了学生的动手实践能力,为其以后进入社会从事相关工作奠定了坚实的基础。
药剂学教学应用的教学方法种类繁多,如:案例式教学法、双主教学法、探究式教学法、直观教学法、设计型教学法、互动型教学法等,本文就选取上述几种教学方法进行详细阐述,探讨设计型、互动型教学法在药剂学教学中的应用价值,以供广大药剂学教育工作者参考与研究,以推动药剂学教学工作良好地开展。
参考文献:
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目的制作一套适用于药学类专业本、专科药剂学教学的多媒体教学课件。方法利用计算机软件制作多媒体教学课件,采用生产现场实地拍摄设备的外观和结构,以动画演示设备的工作原理,以录像展示生产情景。融图、文、声、像、动画于一体。结果制作完成的多媒体课件,可对药剂学教学中常用实验技术进行生动形象的动画讲解和操作演示。结论利用多媒体课件进行辅助课堂教学和指导实践教学能有效提高教学质量。
【关键词】 药剂学 多媒体课件 设计与制作
bstract:ObjectiveTo make a multi media courseware for teaching students majoring in Pharmacy.Methods We made a multi media courseware with the photo of structure made in the pharmaceutical factory. Teaching Video Recording was made to display the process of the production. Results With this multi media courseware, the experimental techniques of pharmaceutics can be explained and illustrated in computer animation. Conclusion The multi media courseware is effective for raising teaching quality of the theory and practice teaching.
Key words:Pharmaceutics; Multi media Courseware; Design and making
药剂学是医药院校药学类专业的主干必修课, 是一门涉及多学科的综合性的应用技术学科。药剂学的课程内容与制药企业生产实践密切相关。结合课堂教学,将制药企业的生产实践及部分设备的运行原理通过多媒体教学产品展示出来,能使学生感性地、深入地理解授课内容,取得良好的教学效果,部分解决目前学生直接进入药厂实习存在的现实困难。同时,对学生将所学药剂学理论知识应用于实践,较快地适应毕业后工作岗位的需要也有极大的帮助。
我们制作的药剂学教学多媒体课件,根据教学大纲要求,集文字、声音、图像、动画为一体,化静态为动态,化难为易。既可以辅助课堂教学又能指导实践教学,改变了传统教学单调的模式,填补了药剂学实践教学的空白。该多媒体课件在教学实践中取得了良好的教学效果。现将此课件的设计制作情况介绍如下。
1 课件的设计与制作
1.1 课件的结构设计和内容设置根据药剂学教学大纲的要求设计出多媒体课件的基本结构和内容,使之实现的各种功能达到教学的要求。本教学课件的结构为:①课件的封面、标题,呈现课件总体结构。②根据课件的主体框架及教学功能,确定课件的主菜单和各级子菜单。③将教学内容划分成若干知识单元,并确定每个单元的知识点构成及所达到的教学目标。内容设置根据药剂学教材和药剂学实验教材的内容顺序,把整个课件分成5个部分:①药厂GMP车间总体设计介绍和洁净室设计、物料、人员管理等;②介绍液体制剂生产工序和各类生产设备;③灭菌制剂生产工艺,按其工艺流程分别介绍各类生产设备及操作;④介绍固体制剂生产工艺及设备,按工序介绍了各类生产设备及主要设备的工作原理;⑤其它制剂生产介绍了软胶囊、栓剂、丸剂、乳膏的工艺及其制备,并根据各种剂型的不同特点加以较为详细地阐述,全课件多以图片、动画、演示、现场录像等手段加以展示。
1.2 课件制作素材的收集、编辑①用数码相机拍摄实验设备、生产设备、装置、仪器仪表的图片。②用数码摄像机拍摄及网上下载实验操作和生产过程的影像。③对于一些主要生产设备及难于理解的知识点,用Flash制成动画。
1.3 课件的制作本课件以 Authorware 7.0 为平台,内插FLASH动画(SWF文件)、视频(WMV、MPG、 MOV格式)、将教学内容与其表现形式如文字说明、动画演示等一一对应起来,最终生成可脱离平台运行的执行文件。这部分工作主要由计算机专业人员完成,并完成课件的调试和评价修改。
2 课件内容
药剂学是实践性很强的学科,多媒体演示实践教学是为了加深学生对药剂学理论课的理解和知识的应用,使教学活动形象、生动,激发学生学习兴趣,能有效提高教学质量。课件内容根据药剂学教材及药剂学教学大纲进行编制,包括5个部分:车间总体设计、液体制剂生产、固体制剂生产、灭菌制剂生产和其它制剂生产。
2.1 GMP车间总体设计介绍介绍制药企业经过GMP认证后厂区的规划、厂房设计要求和进入生产车间的物料、人员管理等。
2.2 液体制剂制备说明中药液体制剂(口服液、糖浆剂)的车间布局和工艺,按其工序分别介绍了洗切药、提取、 浓缩、配料、灌装等各类生产设备及相关知识和原理。
2.3 灭菌制剂制备说明灭菌制剂(包括水针剂、输液剂)的车间布局和工艺,按其各自的工艺流程分别介绍了洗瓶、灌封、灭菌、包装等各类生产设备及注射用水整套设备的相关知识和原理。
2.4 固体制剂制备[1]说明固体制剂车间(颗粒剂、片剂、胶囊剂)布局和工艺,按工序介绍了粉碎、混合、制粒、干燥、整粒、压片、包衣、包装的各类生产设备及胶囊剂灌装设备的相关知识和原理。
2.5 其它制剂制备其它制剂生产介绍了软胶囊、栓剂、中药丸剂、乳膏的工艺及其制备的操作录像。
3 课件特点
药剂学实践教学多媒体课件结合药剂学教材和药剂学实验,既可以辅助课堂理论教学,使学生感性地、深入地理解授课内容,又能指导实践教学,利于学生实践能力的培养和提高。本教学课件有如下特点。
3.1 图像直观,易于理解,激发兴趣本课件采用构图、色彩、文本、动画、音频、图片等多种方式表现课程内容,使学生全面感受制药生产实践,增加“现场感”。 多媒体课件中鲜活的音频、动画利于学生注意力的集中,使教师更好地把握课堂教学,改善了课堂氛围,降低了学生学习的难度,加深了学生对于这门课程的理解。如反渗透制水原理,采用动画演示,并配以简单的文字说明,学生看起来一目了然,在愉悦的感受中接受了知识。由于印象深刻,达到了过目难忘的效果。通过调查表明,这种授课方式表现力强,具吸引力,学生思想集中,兴趣提高,大大强化了对知识的理解和记忆,起到事半功倍的效果。
3.2 打破时空限制,知识更新及时近年来制药工业高速发展,制剂企业实施了GMP规范管理,工厂对外来参观和实习的人员有严格的限制和管理,由此带来了学生参观实习的困难。针对这种情况,在制作本课件时,我们在制剂企业的大力支持下,深入制剂车间现场拍摄生产设备照片、录制了许多现场动态生产操作影像,并插以生动形象的设备工作原理动画, 结合课堂教学,将制药企业的生产实践通过多媒体教学展示出来。同时,作为教材内容的补充,课件中介绍了部分新颖、先进的制剂设备,有助于学生及时了解制剂设备的发展动态,拓展视野。
3.3 降低教学成本,实用性强药剂学与其它学科相比,实践教学课时比例大,而学生又缺乏药物制剂生产实践的感性认识,对制药设备内部结构及工作原理很难弄懂,如压片机的压片过程。我们在课件中用照片表现设备的整体与关键部位,用录像展示设备联动情景,用动画演示设备工作原理,将这些CAI课件在课堂上或实习前反复给学生演练,通过演练,模拟培养训练了学生的生产实践技能。这种模拟实践教学,可部分替代实验和实习,使学生进一步理解了理论,头脑中形成清晰完整的实践概念,既巩固了知识,又为下一步生产实习做好了准备。
该课件紧密配合《药剂学》这门课程的教学,密切联系制药生产实际,进一步完善了传统的教学模式,促进了教学目标的实现,有助于培养符合现实需要的合格人才。同时,也顺应了当前各类药学院校对本门课程教学、实践的迫切需要。本课件已在我院2003~2005三个年级167多名本、专科生的药剂学及制药相关专业教学课中应用,取得了良好的教学效果,具有创新性和良好的推广价值。
探索建设学生满意的药剂学精品课程的方法。通过结合人才培养目标制订课程教学大纲、建设双师型师资队伍、改革教学内容和方法、工学结合加强学生实践能力培养、现代技术手段辅助教学以及不断地进行学生的信息收集与反馈等方法提高课程教学质量,效果较好。
【关键词】 药剂学 精品课程 持续改进 课程建设 师资队伍建设
Abstract:In order to build pharmacy excellent curriculum based on students satisfaction, the author took measures, such as drawing teaching outlines, building "double certificates" teaching staff, reforming teaching content and technique, strengthening the students' practice ability, combining multimedia technology with blackboard writing in classroom teaching and collecting students' feedback in practice to elevate the teaching quality.
Key words:Pharmacy; Excellent curriculum; Continuous improvement
2003年,教育部发出《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》,在全国高等学校中启动精品课程建设。部分高校通过四年的省级和国家级精品课程的评选,创建了一批有影响力的具有较高质量的示范性精品课程。与此同时,对精品课程建设的研究,也受到国内外学者的普遍关注。国内学者通过精品课程建设的研究与实践,从课程体系方案、教学内容、教材建设、教学方法、多媒体教学等方面,形成一整套适应我国学校实际的建设思路,制定了相应的评价指标体系、建设方案及相关政策,同时搭建了支持课程建设的网络平台。
笔者在《药剂学》的教学实践过程中,基于学生满意的目的进行精品课程的建设与持续改进探索,使学生参与精品课程的整个建设过程,以全面提升精品课程的质量。
1 本研究中的核心概念及其界定
持续改进(Continuous Improvement),是质量管理的一个概念,定义为“致力于不断增强满足质量要求的能力”。从过程的角度来看,持续改进就是不断提高过程的有效性和效率。就精品课程而言,就是要对精品课程的建设与运用过程、精品课程的组织管理进行循环不断的改进,是一种“增强精品课程满足要求能力的循环活动”。精品课程的持续改进就是主动、积极寻求改进机会,进行内容全面的、渐进的、全员参与的质量改进,不断地追求质量的更高境界,不断提高学生对精品课程的满意度。
2 高职精品课程建设中存在的主要问题
优秀的精品课程应该体现高质量、新理念的特征,具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点。高职精品课程建设是各种教学资源的开发与整合,是学生掌握理论知识和技能要点、了解本专业发展状况、开发学生潜能、进行自主学习的窗口,是实施素质教育的新途径[1]。但在实际执行过程中,存在着一些薄弱环节亟待改进[2]。
2.1 忽略学生在课程建设中的主体作用精品课程的建设应将以教师为主导,以学生为主体的现代教育思想贯穿始终,从学生的就业需求出发营造课程建设内容,学生全程参与建设过程,教学过程充分调动学生学习的积极性、主动性,并以学生的满意程度作为衡量课程建设质量的重要指标。然而,在实际运行过程中,存在着忽视学生的需求及作用的现象:在教学内容的选择上不针对不同层次的学生现状照本宣科;不征求学生对教学效果的反馈意见及时调整教学方法;课程建设过程全部由教师们操作完成,没有学生的参与,忽视学生的主观能动性和创造力。
2.2 忽略了精品课程建设的持续性精品课程建设不单纯是教学方法、教学模式、教学成果的展示和评比,而是一个包括多复杂的系统工程,需要对教学内容、教学梯队、教学大纲、教学方法和教学手段等进行长期的规划与建设,使之能持续不断地发挥作用,更好地服务学生。然而有的精品课程建设只是暂时的短期行为,只重视网上展示材料的形式,不重视内涵建设,将精品课程建设当作一项任务来完成,忽略了精品课建设的持续性和对人才培养工作的深远意义。
2.3 实践性教学环节的建设力度有待提高高职的课程具有显著的实践性特征。教学过程要使理论与实践紧密结合,教学内容应该尽量多地选取生产实例,以此为研究对象让学生观察、实践与训练。但是受主、客观因素的制约,这样的实践性教学环节在部分精品课程中所占的份额严重不足。
3 《药剂学》精品课程持续改进的实践
我院化学制药技术专业的《药剂学》为省二类精品课程,在课程建设的过程中,我们从社会的需求、学生的利益出发对课程的运作改进进行了一些尝试。
3.1 结合人才培养目标制订课程教学大纲在课程建设过程中,我们首先明确涉及到本课程的岗位(群),聘请药物制剂的生产、应用与科研第一线的技术管理专家,组成教改工程专家顾问委员会;聘请药剂学、药学等教育界专家,组成教改教育专家顾问委员会。工程专家顾问委员会通过工作岗位(群)的任务分析,明确本课程的职责,确定本课程应达到以下能力目标:通过课程学习要求学生能够初步掌握药物剂型和制剂的制备、生产及质量控制等方面的理论和技能,为日后从事药剂的生产、销售、管理和临床合理用药奠定基础;教育界专家指导,根据职责任务,组织全体教师进行教学分析和教学开发,确定课程方案,制订教学大纲。教学大纲内容尽量体现 “知识、能力、素质”并重的人材培养模式,以药剂学课程内容为主体,以药剂学延伸课程和相关知识为辅助,基础知识与技能训练有机结合,准确把握课程内容的基础性与实用性,引导学生注重药剂学经典知识和技术在现代药剂学研究与应用中的作用。
3.2 双师型师资队伍的建设把传统的“学术型”教师队伍改建成与高职教育相适应的“双师型”教师队伍,是发展高职教育的关键之所在,也是本课程发展的动力。担任我校药剂学课程的教师大都是由普通高校毕业直接来到教师岗位,未在工厂、企业、生产一线岗位上任过职,缺乏实际经验和专门技能。为适应教学的需求,我们采取鼓励教师积极参与科研生产和技术开发、聘任企业的工程技术人员兼课、吸纳社会上具有专业知识和实践经验的专家及工程技术人员加盟我们的教学、科研和生产队伍等一系列措施加强“双师型”队伍建设。经过几年的努力,本课程的教师都成为了双师型教师。
3.3 采用适宜的教学方法与手段,形成有特色的高职课程教学体系药剂学是研究药物配制理论、生产技术以及质量控制等内容的综合性应用技术科学。综合和应用,是药剂学最重要的外在特征,同时药剂学具有学习内容多而分散,记忆性、背诵性强的特点,难以系统掌握。为了改变这种局面,我们在教学方法上改革以教师讲课为中心的传统教学模式,采用以“学生为主体、教师为主导”的因材施教模式,积极组织教学内容,结合处方和典型工艺以药物制剂流程为主线将相关知识系统化,在教师理清教学主线的前提下,课堂教学侧重讲练结合、讨论启发,鼓励学生独立思考,激发学习的主动性,培养学生的创新意识和良好的个性,使学生在有限的学时内能较好地掌握本课程的主要内容。而在教学内容上参照药剂师的资格考试内容,使课程更具有针对性和实用性。为配合本课程的教学,我们使用的教材为孙耀华主编的《药剂学》。其为高职高专专用教材。实验教材是我们自己编写的实验讲义。该讲义内容经过充实后,将于200709由化工出版社出版发行。
3.4 工学结合,加强实践性环节教学利用校内外工学结合生产型实训基地加强课程实践训练。目前我系有两个投资主体多元化,功能多样化的校内实训基地——连云港树人科创化工公司和连云港格兰特化工公司,多个校外实训基地,如正大天晴药业股份有限公司、康缘药业股份有限公司、恒瑞药业股份有限公司等国内知名制药企业。学生在实训基地的实习指导老师的指导下,可以结合实际生产进行课程综合技能训练并承担简单的生产任务,训练内容包括医药化工单元操作、常见剂型生产车间实践和社会药房的实践。这种全真的生产过程不仅有利于学生提高操作技能,而且可以体验和感受企业生产、企业管理的真实氛围,对于学生的职业道德和职业习惯的养成都具有十分重要的意义。
3.5 现代技术手段辅助教学[3]药剂学课程牵涉面广,专业性强,与生产实际联系密切,但是药剂工业生产设备与实验室设备相关性较差,受药物制剂环境的限制,学生很少有机会到工厂进行现场教学。采用传统的板书、投影等教学手段很难将抽象的理论、制剂生产工艺和复杂的制药设备讲清楚,而运用现代教育技术手段授课,制作多媒体课件,充分利用药剂学教学素材包括文本、图像、视频、动画等模拟生产过程,则可以直观生动地解决这一课程难点。如在片剂生产工艺的教学中,我们采用Flash软件制作一个动画影片,模拟压片的全过程,学生很快就理解了压片机的工作过程。
3.6 不断地进行学生的信息收集与反馈进行精品课程建设的最终目的是要让学生满意。“学生满意”就是以学生为中心、满足学生的需求。不断地征求学生对该课程的意见,有利于我们及时调整课程教学方案,提高课程建设的效率。我们认为,学生的反馈信息源很多。从教学环节看,有课堂反馈、质疑反馈、作业反馈和考试反馈等;从课型来看,有新课反馈、复习课反馈等;从内容来看,有疑难问题反馈、学法反馈和教学意见或教学建议反馈等[4]。面对如此多的反馈信息,教师需要合理地收集、梳理与利用。我们的处理方法是对有价值的信息及时捕捉,记录下来,并科学分类,整理成档。这对于加强教师和学生之间沟通、提高本课程的教学质量具有重要的意义。
我们在精品课程的改进上进行了初步的探索与尝试。实践证明,课程建设只有以学生为本,从学生和社会对知识、技能的需求出发展开教学工作,才能真正建设好精品课程,才能使精品课程有持续改进的动力。
参考文献
[1]何国清. 高职院校的精品课程建设[J].职业技术教育(教学版),2006, 27(23): 31.
[2]李银芳. 高校精品课程建设中应注意的几个问题[J].中国高教研究,2007,1: 91.