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科学发明来源于大胆的猜想和假设,而当前物理教学中,学生按照教师预设的程式学习,缺少自由想象的空间,以致学生出现不敢猜、不会猜的状况,教师要精心设计教学问题情境,引发学生产生猜想.
1.培养学生主动参与的意识.
教师要想培养学生的参与意识,就要营造平等、民主的教学氛围,放手让学生回答问题,即使回答错了,教师也不要轻易批评甚至训斥学生.对于有一定难度的问题,学生在短时间内难以独立完成,教师要让学生进行小组交流讨论,提出有价值的观点.
2.头脑风暴法教学.
部分学生生怕发表错误的观点而引来同伴的讽刺、挖苦,以至于不敢提问.教师要强化学生的发散思维训练,鼓励学生毫无顾忌地发表自己的观点,才能产生有价值的新观点、新思路.
3.为学生搭建脚手架.
有些知识远离学生生活背景,如果直接呈现就显得有些突兀,此时,教师要为学生搭建脚手架,引导学生主动猜想.因而教师设计的问题应难度适宜,符合学生的“最近发展区”,对于难度过大的问题,教师应将其转变为若干个小问题,让学生逐层深入,各个击破.教师还要在新旧知识之间、多层次知识之间、理论与实际应用的衔接处设疑,引导学生沿着有意义、有价值的方向思考问题.
二、引导学生积极参与操作实验
1.演示实验策略.
(1)改进已有的演示实验.教师要引导学生对观察效果差的实验仪器进行改造,如在“弹簧的伸长量与所受的拉力成正比”实验中,后排的学生根据看不到刻度尺上的刻度,影响了演示效果,教师可以将其投影到屏幕上,或用白纸加以放大显示,从而增强教学效果.(2)通过多媒体演示,增强效果.有一些物理实验受时间和空间的限制,往往在短时间内无法完成.教师可以借助多媒体进行实验,利用其图文并茂、交互性强的特点进行演示.
2.分组实验策略.
教师要合理划分实验小组,按组内异质、组间同质的原则划分,以确保每组都包括不同层次的学生.小组要明确每个成员的角色和任务,包括组织者、操作者、记录员等,以保证探究活动的顺利进行.当学生在操作中遇到障碍时,教师应及时给予指导,为避免造成时间上的浪费,共性问题集中解决、个性问题个别指导,当然教师指导也不是替代学生的思考,直接将结论告诉学生,而留有让学生充分思考的时间和空间,在参与学生讨论后适当予以点拨,让他们在教师的启发下顿悟,寻求到最佳的解决方案.
三、组织学生开展自评和互评活动
1.1课程建设框架
BB平台有四个独立的模块,分别为课程内容、在线交流、考核管理和系统管理。课程内容部分为BB平台建设的重点。根据课程实际需求分析,利用BB平台“控制面板”中的“管理课程菜单”设置课程导航菜单,主要包括:
(1)通知,学生进入课程平台后,第一时间了解课程的最新信息,如教师的作业布置、章节测试、假期调课、互动区的讨论话题等。
(2)课程信息,主要涉及课程的教学大纲、课程简介、教学进度,让学生及时了解课程的教学目标、教学内容、教学重点和难点、课时安排、课程的考核要求和参考书目。
(3)职员信息,简单介绍任课教师的学历、职称、成果和联系方式。
(4)课程文挡,这是课程导航菜单的核心内容。主要包括本课程每个实验项目的PPT课件、flas,学生可随时上网学习。
(5)讨论板,教师不定时上传实验过程中的实际问题,供学生在线案例交流,并反馈学生实验心得。
(6)外部链接,提供兄弟院校相关精品课程链接。
(7)章节测试,这是本课程的重要内容,教师定时上传试题库测试题,学生在规定时间在线完成测试,系统自动统计成绩。
(8)拓展阅读,主要介绍与实验有关的文献资料、生活中的化学、中外化学家成就等,激发学生的学习兴趣。综上所述,课程导航菜单的8个栏目,构成BB平台的主要框架,课程文挡和试题库建设是BB平台的核心。
1.2课程文挡和试题库建设
1.2.1紧扣教学大纲开展课程文挡建设课程文挡内容较丰富,《无机及分析化学实验》及《有机化学实验》分别上传了12个和9个实验课件,另有7个flas。课件的制作需集中课程组各位任课教师多年的教学经验,充分发挥年青教师多媒体课件制作的优势,以如何提高学生学习兴趣的效果为目标,丰富网络课程的内容,达到网络课程的共建共享,不断完善。每个课件格式基本统一,包括实验目的、实验试剂和器材、实验原理、实验步聚、实验装置、实验注意事项、思考题等。课件文挡力求:
(1)内容精炼,重点突出,如实验步聚不能是实验讲义的复述,必须简单扼要。
(2)表现形式灵活多样,形象直观,通过动画、文字、声音、图表、照片等,将枯燥的实验理论、实验操作变得生动形象,便于学生理解掌握。如有机化学实验,每个实验项目均有实验主要装置的照片。
(3)体现自主性学习,学生可有针对性地选择学习内容,可提前对理论课中没讲到或感兴趣的知识在网上反复学习,变“被动学习”为“主动学习”,便于学生课前完成实验预习报告,实验过程中心中有数,有条不紊。
(4)适度拓展,培养学生独立思考和知识提升的能力,设置的思考题,需学生在查阅文献的基础上才能完成解答,提高探究性学习能力。
1.2.2以教材为基础构建BB平台试题库我校的《无机及分析化学实验》及《有机化学实验》面向医学和药学专业学生,课时数一再压缩,开设的实验项目较少,大多是基础性验证性实验,少数为综合性设计性实验。因此,要设计出有较多数量同时保证一定质量,且有利于学生巩固实验知识,取得良好测试效果,帮助教师掌握学生学习状况的章节测试题题库有较大难度。课程组从三个方面构建题库,一是从本课程使用的实验教材中命题,且是主要的:二是从课程文挡列出的包括相关理论教材在内的参考书中找题目:再是从网络上查找与实验相关的资料组织题材。这样的试题库构建方式,实现了基础性与拓展性相结合,实验课程与理论课程相联系,学生不仅需学好教材知识,更要掌握书本外的知识。在智能化手机普及的今天,学生查阅资料的能力普遍较强,参考书出题和网络出题提高了学生的学习兴趣,增强了学习主动性。在试题库题型方面,以是非题、选择题等客观题为主,配有参考答案。题目数量:《无机及分析化学实验》共13套156题,《有机化学实验》共9套164题。应用BB平台的“题库管理器”,课程组可将所有题目及参考答案上传贮存于管理系统中,并复制到每个平行教学班。每项实验结束后,实验带教教师可及时快速地将每套测试题向学生网上布置,并规定学生完成做题的时间。学生在网上完成测试题目后,第一时间知道实际得分和正确答案。实验带教教师可从“成绩中心”掌握学生成绩信息,对学生易错题、失分题动态了解,并进行数据统计,以便在实验课堂上作教学调整。学期结束后,“成绩中心”自动显示学生的测试总成绩。“章节测试”的应用,虽然教师在前期做了大量的命题工作,但后期BB平台系统的自动评分,减轻了教师大量批阅题目的时间,填补了化学实验教学过程中实验知识的测试环节,为学生实验课程的最终成绩的评定提供了一个重要依据。
2BB平台建设效果与存在问题
2.1BB平台建设取得良好教学效果
2.1.1BB平台直观生动,大大提高实验演示效果开展二门化学实验课程的BB平台教学以来,学生可以多种方式随时随地上网使用BB平台,方便地从平台上获取课程教学资源,生动形象地感受实验操作的演示效果。《有机化学实验》实验装置的搭建,是有机实验的重要操作技能。教师在授课时临时示范搭建,往往需耗去较多时间。BB平台建立后,将大多数的有机化学实验装置以照片形式展示,重要的实验装置如水蒸汽蒸馏装置,BB平台以动画形式按顺序依次搭建,学生从中较好地掌握有机实验装置搭建过程中基本要点。《无机及分析实验》中的双指示剂法测定混合碱,先后应用酚酞和甲基橙指示剂,终点颜色难于判断。在BB平台上,HCl标准溶液的滴加、第一终点溶液颜色从红色变为无色、第二终点溶液颜色从黄色变为橙色等都形象生动地得到展示,学生更直观地了解混合碱滴定中的指示剂颜色变化,更好地理解滴定过程中的体积关系。
2.1.2激发学生自主性学习通过BB平台互动板块,教师根据实验情况讨论话题,学生参与讨论。对实验课上的理论知识和操作难点学生可随时提出,教师定期解惑。通过一轮的实施,从BB平台根踪的数据显示,包括章节测试在内学生人均课程访问量:《无机及分析化学实验》、《有机化学实验》均达200多次。在互动板块,教师在课后在线布置讨论题目,每门课程讨论题均达20多个,如双指示剂法测定混合碱的操作要点、配位化合物组成和稳定常数测定的原理、水蒸气蒸馏的实验条件、有机化合物折光率或旋光度测定的注意事项、索氏提取器的萃取原理、甲基橙制备实验中的低温控制技术等等。要求学生在规定时间内通过复习教材、查阅资料,自主完成答题。教师及时审阅学生答题情况,并给予回复。从实施情况看,大部分学生能结合理论课程学习,积极参与互动讨论,认真完成答题。说明化学实验BB平台已经在学生开展课外自主学习和讨论中发挥有效的作用,弥补了传统化学实验教学的局限性。
2.1.3完善学生过程学习评价体系化学实验我校为考查课程,以往主要考核学生实验态度、实验操作技能、实验数据的准确度与精密度、实验讨论和实验报告等,按一定比例计分。但由于实验课程教学班班级人数较多,教师无法保证掌握每位同学的操作情况,难于确保每位同学有课堂参与讨论的机会,实验报告也存在个别抄袭现象,因此对每位同学进行过程学习评价相对困难,重定性难定量。开展BB网络教学后,在传统学生课程考核评价的基础上,增设了章节测试和互动板块,计10分,占总成绩20%。虽然比例不高,但对总成绩影响较大。如《有机化学实验》共12周8个实验项目,每个实验项目按5分制计分,满分40分,但有机化学实验过程中对学生实验态度、实验操作等难有较客观的评价标准,实验现象、实验结果差异性相对不大,教师对每位学生每项实验难于较准确客观地进行5分制评价。增设章节测试和互动板块较客观的BB平台分后,调动了学生学习积极性。教师在评价学生实验过程的同时,将学生网络章节测试的完成次数、测试成绩、在线讨论等给予综合评价,使学生学习评价体系更加完善。
2.2BB平台建设的不足和对策
2.2.1教师建设BB平台的差异性我校以BB平台辅助开展化学实验教学仅进行一轮,尚处于探索阶段。大部分青年教师对BB平台接受能力强,能够熟练应用计算机及网络技术拓展教学资源。对年长的教师,他们有丰富的教学经验,但对计算机网络的管理应用、课件的制作、测试题的上传、讨论板块的参与、成绩的统计反馈等方面有一个学习适应过程。在课件制作、题库建设等教学资源的准备上,需要投入较多的时间和精力。课程组充分发挥教师特长,青年教师侧重于课件制作和系统维护,年长教师主要承担擅长的题库建设,二者相得益彰。同时我校多次开展BB平台操作技能培训与交流,共同分享BB平台应用经验,提高了教师应用网络技术的能力。
2.2.2对大多数学生而言,BB平台为学生创造了自主学习、共享教学资源的条件。但对少部分学习有惰性的学生,存在如下的不足。
(1)实验报告照抄课件。教学课件内容完整,实验步骤等简明扼要,因此,部分学生预习报告或实验报告大部分内容雷同。
(2)智能化手机能方便地下载教学课件,实验过程中学生看着手机做实验不是个别,这有违于学校所倡导的“课堂中不能使用手机”的课堂规范。
(3)部分学生注册上网后,请人代做章节测试题,“成绩中心”没有体现学生实际学习状况。
(4)讨论互动板块学生参与度不一,有的学生一学期发帖数达到几十次,广泛且有深度地参与课外讨论,少数学生完不成教师要求的有效发帖量。对学生应用BB平台中的种种不足,笔者认为不能因噎废食。需倡导学生自主学习、诚信学习,教师面向全体、关注个体。在后一轮的化学实验BB平台建设中,将进一步对教学内容进行改革,充实教学资源,完善题库建设,使BB平台辅助教学取得更好实效。
3结语
近年来,全国各所高校大规模扩招,每所学校的入学人数每年都在增加,而学校教学设施的更新却跟不上这种速度。以我校为例,10年前我校每年的招生人数为300人左右,而如今每年的入校新生超过2000人。很多院校的实验教学出现“捉襟见肘”的现象,特别是医学院校的物理实验教学,多位学生共用一台实验仪器,甚至有的学生根本不参与实验。
2、仿真技术在医用物理实验教学中的应用及优势
2.1仿真技术改变以教师为中心的“填鸭式”教学模式
随着计算机和网络的普及,将计算机仿真实验软件放入校园网络或计算机实验室中,能使实验教学走出课堂,在时间和空间上得到延伸。由于仿真软件的可视性和可操作性,学生可以提前结合实验教科书进行预习、学习和探究,大大激发了学生探索和创新的兴趣。到上实验课时,学生不再被迫接受“填鸭式”灌输,而是主动提出问题和想法,并在实验过程中予以解决和验证。
2.2仿真技术增加了合理的实验内容
2005年,我校购买了中国科技大学的大学物理仿真实验软件,此软件包含了大量的基础物理实验,其中核磁共振、原子光谱分析、核衰变的统计等实验,解决了由于资金不足无法开设和现代医学相关的近代物理实验的问题,开阔了学生的视野,使学生进一步认识到物理学的重要性,提高了学生学习物理学的热情。除此之外,该套软件里的分光计实验、偏振光的研究等降低了光学实验调节步骤的复杂性,节约了购买昂贵光学仪器的费用。
2.3仿真技术缓解了实验场地不足的情况
由于学校扩招,学生人数大量增加,导致实验场地不足。引入仿真软件,再结合学校机房的计算机就可缓解实验场地不足的情况。由于学校机房的计算机数量较多,学生可以每人一台,这样就解决了多人共用一台实验仪器的问题,使每位学生都参与到实验的过程中。
3、仿真实验和实物实验的关系