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调查研究表明:农村自然教学的不利因素主要是教学仪器设备少。但农村学校也有许多有利的教学条件:得天独厚的自然环境和资源为自然教学提供了丰富的、活生生的教学材料;为开展自然教学提供了观察、考察、饲养、栽培等实践活动的场所;自然课中50%以上的内容都是农村学生所熟悉的事物和现象,学生对农村的自然事物有着丰富的感性认识等等。所以,我们特别注意引导实验教师充分利用这些有利条件。
(一)因地制宜,选择适应教学需要的替代材料。
自然课中的观察、实验材料虽有一定的普遍性,但不可能覆盖所有地区和学校,对于那些当地缺乏的材料怎么办?我们采取的办法是:对教材中与自然条件结合较紧的课文进行系列梳理,列出不易得到的教学材料,选择可以达到的教学目的要求、当地易得的材料替代和补充(如用红薯藤替代天竺葵学习“扦插”,用菜青虫替代蚕学习“养蚕”等),并列成“教学材料结构表”印发给当地乡、村小学自然教师使用,以便教师课前准备和要求学生自带材料,从而使所有学生都能亲自参加观察、实验活动,直接感知各种自然事物。实践证明:这些作法是可行的,效果是好的。广大农村自然教师反映:“教学材料结构表”实用性强,易操作,便于兼职教师课前作准备,同时也改变了因缺乏教学材料,只能靠老师演示实验、学生看的状况,有效地激发了学生学习自然的兴趣,增加了学生了解家乡自然事物特点的机会,培养了学生学科学、用科学的能力。
(二)利用农村土地较多的条件,师生动手建设、管理生物园。其作用是:
1.生物园能为教学提供观察实验的材料。教师指导学生在生物园按教学需要分类、分期栽培植物,饲养小动物,为课堂教学提供丰富的、活生生的教学材料,解决了学生因缺乏实验材料无法亲自观察、实验的矛盾。
2.生物园是学生进行栽培、饲养等学习活动的基地。自然教学大纲要求尽可能创造条件,联系实际,让学生直接参与栽培、饲养等实践活动,学习自然知识,这一问题一直未能很好解决。有了生物园地,教师就可以充分利用这一有利条件,引导学生在生物园地中直接参与栽培、饲养等实践活动,如嫁接、扦插、喂养小兔等,从而能更好地在实践中学知识,学技能。
3.生物园的建设能紧密结合当地生产实际,为当地发展经济服务。在生物园的建设中,教师有意识地指导学生结合当地农业生产发展的需要,进行培植花木幼苗、果树、药材等经济作物的实验。例如,荆门市马河镇铁坪小学的实验教师指导学生在生物园扦插葡萄、石榴两万多株,种植香菇45蓬;新州县旧街小学的实验教师指导学生在生物园种植半枝莲、舌干等药材,还进行芽接板栗的实验;利川市黄泥坡小学的实验教师指导学生对珍贵树种“珙桐”、“水杉”进行繁育实验,他们还学习扦插大黄杨树苗,成活率达85%……学生在亲自参与栽培植物的实验活动中,学习兴趣得到了提高,增强了科学种田、科学饲养的意识,学习了一些实用技术,直接或间接地为参加当地经济建设奠定了初步基础。
总之,生物园不只是教学的基地,其功能和作用是多方面的。
(三)充分利用自然环境,开展环境考察和课外自然研究活动。
农村有得天独厚的自然环境,为带领学生走出教室到大自然中去进行考察活动提供了良好的场所。实验教师注意充分利用这一有利条件,带领学生到大自然这个“大课堂”去上课,自然课中凡是适合在当地自然环境中教学的内容,如水域的污染和保护、植物与环境、能源矿产、岩石、土壤等等,尽可能让学生进行实地考察,直接与大自然接触,并注意把爱科学的思想教育和改变当地自然面貌结合起来,把自然课的教学和课外自然研究活动结合起来,从而使自然课取得了综合的教学效益。
(四)结合当地农村经济发展的需要,增补一些有利于学生了解、可以利用家乡自然条件科学致富的教学内容。包括以下几个方面:
1.认识家乡的自然资源──如家乡的地形和作物、家乡的地热资源、家乡的水域、家乡的药材、家乡的茶等。
2.家乡人民对自然界的利用和改造,如柑橘的保藏。
3.科学致富的内容──如池溏的综合利用、兔的饲养、种甘蔗、种、生物防治等。
在学习这些内容时,教师把学生带到田地边、池塘旁、饲养场和农村专业户中,让学生边考察、实践、边学知识,使学生对家乡了解更全面,感情更深厚,并增强了动手能力和科学致富的意识。
二、实验的成效
我省在农村自然教学方面,经过了几年的研究与实验,已初见成效。主要表现在:
(一)提高了教师素质。
教改实验是提高教师教学水平、研究能力最好的培训班。在参与教改实验的过程中,需要教师钻研教育理论,了解教改信息,不断提高自身的素质。据不完全统计:参与实验的260多名教师90%学习了《儿童心理学》、《探究──研讨教学法》、《小学自然教学法》、《教学论》等专著,广泛搜集了有关教改的资料,特别是农村教育、教学改革的资料。至1993年11月,实验教师在市以上公开发行的刊物发表教学论文或经验总结57篇,其中在《课程·教材·教法》、《湖北教育》、《小学自然教学》等省内外刊物上发表13篇,有2篇论文参加了全国小学自然教学研究会农村小学自然教学论文评比,分别获一、二等奖。85%的实验教师承担过省、市、县(区)的公开课、观摩课任务,共100多人次,其中3人获省优秀课奖,60多人获地、市(县)优秀课奖。通过实验,除培养了一批学科带头人外,还促进了当地农村自然教研活动的开展,发现和培养了一批青年教师。据不完全统计:实验前,骨干教师仅占本地任课自然教师的12%左右,到1993年已上升到27%,其中青年骨干自然教师,由占骨干自然教师的15%上升到65%。这样,就充实了骨干教师队伍,较好地解决了困挠学校的自然教师“断层”问题。还有一些教师因在实验中乐于奉献,成绩突出,受到当地教育行政部门的表彰,仅宜昌市就有4名教师的事迹被湖北教育杂志和小学自然教学杂志刊登。
(二)提高了自然教学质量。
随着实验的深入,这些地方自然课的实验教学、实验园地的建设与利用、课外实践活动等都有了明显的提高,从而增加了学生接触社会的机会和对家乡的资源、环境、经济的了解,增强了学生学习自然、研究自然的兴趣,提高了学生观察和动手能力,还有效地激发了学生热爱农村、热爱劳动、立志建设家乡的思想感情。这些地方的“四小”活动(小论文、小制作、小发明、小实验)空前活跃,一些学生撰写的小论文在报刊上发表,自制学具被教学仪器部门推广。仅宜昌市和荆门市的小学生就撰写考察报告、观察日记和小论文800多篇,自制学具、标本几千件,40多篇调查报告和观察日记在省、市(县)一级刊物上发表。
(三)学生能运用所学的知识,为当地经济建设服务。
实验点的教师注意引导学生把在种植、饲养等实践活动中学到的科学知识,掌握的先进技术介绍给农民,帮助农民拓宽经济发展的路子,使庭院经济和农业生产取得良好的效益。例如:荆门市马河镇铁坪村小学地处山区,临近的8个村都有煤窑,农民的经济收入较高,生活富裕。铁坪村却一个煤窑也没有,村里虽然也挖了几口矿井,但都没有找到煤。1993年元月,实验教师在教学《能源矿产》一课时,把学生带到马河煤矿井下参观,学生对煤的形成、煤的地质环境以及开采方法有了一定的了解。回校后,他们制定了考察铁坪村两座山的计划。通过三次课外考察活动,同学们发现小林湾这个地方的岩石层分布很有规律,岩石的颗粒粗糙、均匀、表面松散,一些岩石黄中带黑,夹有闪光的黑色物质,此外,还发现了大量物化石,上面有植物叶的痕迹。学生根据这些发现,联系自然课本中关于煤的形成的知识,推想小林湾可能有煤。为了进一步证实推想,学生们把采集的黑石头和黑土带到学校,做成煤块放在炉子里烧,发现重量减少了35%,进一步证实了这些黑色土石里含有煤。同学们把这次考察的情况写成《小林湾矿产资源考察报告》交给了村委,引起了高度重视。1993年3月,村里请湖北省勘测院在这个地方进行勘探,证实这里确有丰富的煤。
这个学校的实验教师还把学生带到青峰寨上《植物与环境》这一课,通过实地考察,同学们发现流传中的山青水秀、树木参天的青峰寨,如今已名不符实,水土流失非常严重。这主要是当地农民乱砍滥伐树木造成的。同学们把考察的情况和建议写成考察报告,交给村委。村委及时采取补救措施,1993年修拦沙坝七座,并在山边种植了根系发达的树木,有效地防止了水土进一步流失。同学们还把这些情况向农民宣传,增强农民保护环境意识。
钟祥市张湾小学的实验教师带领学生到附近的林场,聘请技术员讲解植物怎样过冬的知识,并结合实际在生物园进行柑橘过冬的实验,取得了较好的效果。之后,学生及时把保护柑橘过冬的方法介绍给家长,帮助家长和邻近农民用科学的办法保护柑橘过冬。1992年冬季,邻近村因没有采取措施保护柑橘,柑橘树冻死了80%,而这个村仅冻死了17%。农民们说:“娃娃们帮了我们。”
新州县旧街小学实验教师带学生到生物园进行种植药材的实验取得成功,学生掌握了种植、管理半枝莲、舌干、白钱草三种中药材的方法。实验班51名学生有45名和家长一起在自家田地种植这三种药材,都获得成功,取得了投资少、见效快的经济效益。如今,这个村家家户户都种植了舌干、半枝莲、白钱草、药用等药材。
枝江县东林小学的实验教师在生物园和学生一道进行芽接板栗,扦插葡萄、大黄杨,嫁接梨树苗的实验,都获成功,直接经济收入一千余元。他们及时把这些技术介绍给农民,受到农民的欢迎。
在学习有关动物知识的课文时,一些实验点的教师还聘请当地兽医和饲养员给学生讲解家禽、家畜常见病的防治方法。学生通过实践,也能在家给家禽、家畜看病了。特别是春秋两季鸡、猪瘟发病季节,学生还主动到农民家协助农民为猪、鸡治病,宣传预防的方法,减少了经济损失,受到了农民的赞扬。
一些实验点的师生,还把在实验中总结的利用当地条件科学种植、科学饲养的经验,以及从报刊杂志上搜集的科技兴农信息,编成“信息小报”,印发给农民,为农民拓宽了经济发展的路子,增强了农民科技兴农的意识。仅荆门市马河镇铁坪村小学的同学,1993年就自办“信息小报”8期,提供科学种植、饲养的经验和信息100多则。
以上事例说明,尽管自然是小学教学中一门“小学科”,但只要我们认真从农村的需要出发,研究和改进教学,也是能为当地社会主义经济建设服务的。
三、几点体会
几年的农村自然教学研究与实验,有以下几点体会:
二、提高学生的学习兴趣
“兴趣是最好的老师”.一个学生只要对一门科目产生足够的兴趣,他就会自主地想去接触它.而物理教学中的演示实验恰恰能够激发学生的学习兴趣.由于教学中的一些实验具有很高的趣味性,学生在实验过程中会对物理产生浓厚的热情,长此以往,就会喜欢上物理,这样就使物理教学变得更加简单,学生能够在教学中保持着很高的积极性,教师就能够顺利地完成教学目标.例如,在讲“光的反射”时,教师可以拿来两块透明玻璃,在两块玻璃中间放一些肥皂水,将他们叠加到一起,组织学生观察,学生会发现上面会出现许多形态不一、大大小小的彩色花纹,这时再将肥皂水吹成大大小小的泡沫,就会发现泡沫上出现很多七彩的光线,由于泡沫会来回摆动,而上面的光线的形态也会随之变化.这时,学生就会产生浓厚的学习兴趣,教师就可以为学生讲解这是“光的反射”的原理.再结合现象,向学生具体阐述其中蕴涵的道理.为了使学生对这一知识点了解得更加深刻,教师也可以组织学生自己动手操作,学生就会全身心地投入到教学活动中来,对这一部分知识的了解也会更加深刻,从而提高教学效果.
三、增强学生的主动性
在传统物理教学中,教师一直都是口述知识,而物理这门学科却是在实际生活中被广泛应用的.教师只是单凭讲解,并不能使学生将所有的原理都能理解透彻,所以,一些学生逐渐对物理失去了学习兴趣,不想主动地接触这一学科,这就使得物理教学效率下降.而在物理教学中引进演示实验,学生终于不用对着枯燥的理论知识,自己也能做实验,主动性得到提高,表现出超强的积极性,物理教学变得简单、顺利.例如,在讲解“大气压”时,教师可以组织学生自己动手操作.首先,教师需要为学生准备相应的实验器材,先以身作则,向学生演示正确的实验步骤.准备两个不同大小的试管,在较大的试管中注入一些水,将较小的试管放入注入水的大试管中,然后提出疑问:如果将大试管倒立,会发生什么现象呢?学生就会做出许多猜测,有的说小试管会掉出来,有的说水会流出来,但是实际的状况却是小试管上升了,这时学生就会质疑,会自告奋勇地到讲台上亲手做实验,这时他们就会发现所有的实验结果都是这样的.在实验过程中,课堂气氛得到带动,学生表现出强烈的主动性,这有助于他们对知识的理解,从而实现了高效教学.
四、提高学生的综合能力
在物理教学中的演示实验,不仅能够提高学生的学习兴趣,还能够增强他们的自主性,从而提高学生的综合能力.通过演示实验,既能培养学生的动手操作能力,又能够培养学生的分析与解决问题的能力,还能够培养学生探索与发现的能力,促使学生将理论知识准确地应用到实际生活中,从而提高他们的实践能力.例如,在讲“电路中串联与并联的电流规律”时,教师可以带领学生进行操作实验,了解电路中的一些规律,通过实践来检验真理,加深知识在他们脑海中的印象.通过实验,使学生的动手能力和观察能力得到提高,使学生对物理的认识更加透彻.学生能充分意识到物理课堂的趣味性,就会逐渐喜欢上物理,从而提高教学效果.
1.演示实验中应让学生积极的参与
传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验中,应实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。
例如:在“电磁感应”一节的教学中,演示实验为边做边讲实验,收集)给学生发实验器材(干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地得出结论。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。
2.适当运用多媒体
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而应用多媒体课件可以使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。并让学生能清楚地看到明显的现象,直观地感悟到变化的规律。
如:凸透镜成像这一实验,在课件的演示中能让学生直观地感悟到,像距与物距的变化过程。从而得出物距变小时,像距变大这一规律,并让学生直观地看到特殊点成像的规律。从而让学生得到逼真的模拟,使学生认识加强。理解透彻。
3.注意实验的整体效应
在许多的实验中,实验的分散、脱节,让学生思维不同程度的受到干扰,试验的整体效应是一个不可缺少的。
例:在“功的原理”一节教学中,我把杠杆、动滑轮固定在同一演示板上,并用红纸条标好刻度,然后演示用它们提起重物的情况。这样既增加了实验的可视性,又便于学生注意用杠杆、收集)动滑轮做功的共同点,总结出使用机械不省功的原理。排除了分散实验对学生的思维干扰,提高了课堂效率。
4.实事求是的科学态度
实事求是是观察的基础,又是观察的重要品质和方法,也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,以客观事实为依据。如实地记录实验中观察到的各种现象,甚至一个数据,一个标点符号,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。
例如,观察水沸腾的实验现象时,就明确提出以下观察目标:水开始加热杯底和杯壁上出现许多小气泡,这些小气泡将发生怎样的变化?加热的过程中,水的温度将怎样变化?随着温度升高,气泡将怎样变化?水沸腾时温度将怎样变化?将沸腾的水停止加热,水是否沸腾?引导学生明确观察目标,有目的、有秩序的进行观察,避免观察时手忙脚乱。由于温度计本身制造和环境气压的关系,水的实际沸点不一定是100℃,这时,教师应要求学生实事求是地记录数据,并分析、评估实验数据。
第二,学生实验是学生亲身去探究和体验的过程,是培养学生能力的一个重要方面,是培养学生能力的向导,通过实验可培养学生多方面的能力。能让学生在动手能力,操作能力得到提高的过程。
1.培养学生的观察能力
认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。收集)许多自然现象和实验中的物理现象,有时是稍纵即逝。只有认真、仔细地观察,才能捕捉到所要观察的现象;只有深入地观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征。物理实验的观察来不得半点马虎。如:上面说到的观察水的沸腾现象时,若不去认真,仔细的去观察,就没法总结水在沸腾过程中的规律。根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。
2.促进创新意识的形成和创新能力的培养
教师要适当引导,不使他们过多地碰壁。但是,教师也不可包办代替,要让学生经受挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥学生的创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣,并得到更多锻炼。而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径地去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。如:在做“用天平和量筒测液体的密度”实验时,收集)充分把握学生设计实验环节和选择实验仪器的过程,是培养学生思维能力的好时机。有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对学生肯动脑筋应给予表扬。在步骤上,肯定学生将盐水全部倒入的合理性,并让学生充分讨论先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法是否可取,学生通过分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,收集)由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。学生最终会找到减小误差的好办法。这个分析的过程,会占用一定的时间,但是,学生在这个思考、分析、设计、否定、再思考、再设计、再评估的过程中,增强了减少误差的意识,变思维的单向性为多向性,培养了学生收集)的创造性和发散性思维能力。
3.充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位
在学生实验中要充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用实验,发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。
根据化学教学大纲和教材,就实验内容来讲,可归纳为以下几种类型。
1、有关制取固态、液态、气态物质的实验。
2、有关阐明概念,证明基本理论和定律的实验。
3、有关研究物质的性质和各类物质之间的相互关系的实验。
4、有关定量方面的实验。
一般说来,每一类实验的原理、装置、操作等方面总有规律可循。因此我何在讲每一类实验中的第一个实验时,首先向学生分析这类实验的设计原理和内容要求。而后再指导学生亲自动手完成实验,在此基础上师生通过分析、对比,共同总结出这类实验的规律,以期达到触类旁通、举一反三的目的。如通过“粗盐的提纯”的实验,我们引导学生总结出制取纯净的晶体物质的实验原理和所需要的基础知识以及操作等方面的规律。
在实验原理和基础知识方面,让学生着重掌握:①组成混合物的各种物质的溶解度;②混合物中各类物质的性质和它们之间能否相互发生反应(若能反应,需要弄清反应条件)。在实验技能方面让学生掌握:①所用各种玻璃器皿的性能和使用方法;②有关物质的溶解、过滤、结晶、再结晶的操作方法。
二、明确选择仪器的原则,正确选用仪器
实验中,培养学生准确地选择仪器,是保证实验顺利完成的前提之一。为此,我们从下述几方面对学生进行指导。
1、根据反应物和生成物的性质、反应条件选择仪器。
中学化学教材里,讨论化学反应的条件有:常温、加热、加压、催化剂、光和电等。根据不同的反应条件、反2、根据控制化学反应速度的要求来选择仪器。
在实验室里,为了达到安全而又迅速地制取某种物质,有些反应需使反应速度加快,有些要控制生成物的量,有应物的性质来制取新物质时,所需要的仪器也就不完全相同。因此,我们在初中化学讲氧气的实验室制法时,着重向学生阐明两点:①凡是对固体物质进行加热制取气体时,均可采取制取氧气的这套反应装置;②集气的方法和操作,应根据气体的溶解度、对空气的相对密度、常温能否与水或空气中任一成分反应等因素而定。
因为我们在讲氧气时进行了上述分析,所以在讲氨气、甲烷等气态物质时,就可以从启发学生通过对反应物和生成物的性质、反应条件等因素的分析,提出实验所需要的仪器、装置,来完成制取上述物质的实验。
些则反之。为此,在实验中,要采用适应这些要求的装置。如我们在讲实验室里制取氯气时,就着重向学生讲明教材中选用分液漏斗而不用长颈漏斗的理由。这样分析、讲解,使学生在进行实验设计时就能正确地选好仪器。
三、分析典型实验,培养学生的实际操作技能
实验操作的正确与否,不仅是保证安全和实验效果的先决条件,也是培养学生实验技能所必需的。在这方面,我们除按实验原理、要求提出有关的操作内容和要求外,还着重讲了下述几点:
1、剖析一个典型实验,讲清一类实验的操作内容:
如通过实验室里制取氧气的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:①仪器的选择、连接和固定:②装置气密性的检查;③药品的取用;④加热方法;⑤气体的净化和干燥;⑥气体的收集和放置;⑦装置的拆卸。
对这些操作,都应讲清它们的知识、理论根据。譬如在实验室里用浓盐酸和二氧化锰混和加热制取氯气时,由于浓盐酸有挥发性,水的沸点也不高,所以制得的氯气中可能混有氯化氢和水蒸汽。欲除去,只要用饱和的氯化钠水溶液洗涤,不能用水,这是因氯气与水能发生下列反应:C12+H20HCl+HC10根据化学平衡移动原理,可知增加生成物中的C1-浓度,可使平衡向左进行,以减小氯气的溶解度。又根据氯气的性质,要想干燥氯气,只能选用液体或颗粒状的酸性干燥剂,通常用浓硫酸做干燥剂。
2、通过对某些实验操作的分析,向学生阐明实验操作的要点。
我们在分析某些实验操作时,为了让学生学得会,记得牢,总是把操作要点总结成几个字或几句话,让学生便于记忆。如在配制一定体积的摩尔浓度溶液时,在分析演示的基础上我们总结出:?称(对固态溶质要称,?液态溶质要量)、溶(溶解)、洗(洗涤溶解时容器的内壁)、稀(稀释至容量瓶的刻度)四字配制法。
教学实践证明,学生根据实验内容、操作内容和要点,独立地进行实验,往往能提出一些改进某些实验的设计。如教材中关于氨气易溶于水的“喷泉”实验,若按教材中的实验要求,先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,用于燥的烧瓶收集,再接教材中“喷泉”实验装置进行实验。因为在化学实验室里,很难将烧瓶搞得十分干燥,而氨气易溶于水,所以在实验过程中实验效果往往不理想。有些同学分析了上述方法实验失败的原因,又重新研究了该实验的要求,所用药品的性质,提出了改进方法:即先在圆底烧瓶中加入2~3毫升浓氨水,然后摇晃烧瓶将浓氨水迅速倒掉,立即演示“喷泉”实验,实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。
四、根据实验内容,处理好演示实验
准确而有效地进行课堂演示实验,不仅在培养学生实验技能中起着示范作用,而且也是启发学生思维,培养学生观察、分析、综合和解决问题能力的重要方法,从而更好地揭示知识的内在联系,使知识更加系统、深化。教材中的演示实验一般可分两类,一是实验难度较大的(如实验装置比较复杂或实验中使用剧毒药品和学生操作有危险的实验),这是少数。这类实验必须由教师演示,力求操作规范化。二是实验技能难度较小,这是多数的实验。对于这类实验,有条件的学校可以改为边讲边实验的形式,实验条件较差的学校,某些课题也可以让学生到讲台上,在教师指导下去完成实验操作过程。
实践证明,对一些较简单的实验,经常在老师指导下,让学生动手去做,除了增加他们的操作机会以外,还呵以起到两个作用:①使学生对一些被认为是无所谓或被忽视的常规操作(如试剂的取用,取量的多少,试管夹持,一般加热等等)?,?及时发现错误,及时纠正,给学生以深刻的印象。②在实验过程中,向“学生恰当地提出问题,让学生在解决问题的过程中,使所学的知识更加系统化和深化,而且也能提高学生的观察问题、分析问题和解决问题的能力及实验操作技能。
五、培养学生书写实验报告的能力
写实验报告是实验的重要组成部分,是分析问题解决问题的过程,也是综合运用知识的过程。但是在教学中发现有些同学即使到了二年级也还不能较好地写出实验报告。其原因是有些学生不知道在实验中观察什么、怎样观察、记录什么。
有些学生对实验报告写什么和怎样写还不了解。因此,他们常常把实验报告写得杂乱无章,空洞无物。为此,我们从第一节化学课开始,就注意培养学生写实验报告的能力,其具体做法是:
1、在演示实验中注意培养学生观察现象的能力
为培养学生观察现象的能力,我们对现行中师化学教材中所讲到的现象进行归纳、综合。有光、热、声、态(状态)、颜色、气味、溶解、沉淀、液化、燃烧等等。在每次演示实验或学生实验中,总是要求学生根据实验内容中有无新物质的生成和上述现象内容来观察,并将观察的结果记录好,认真分析,去伪存真,填写于实验报告中。这样要求学生,不仅使学生知道在实验中要观察些什么,使学生对知识获得比较完整的概念,而且也不会漏掉某些重要的实验现象,以致得不到正确结论。
2、采取具体措施,培养学生书写实验报告的能力
“阶段性”是指根据医学教育特点和医学人才成长规律,把外科技能学分为外科基本技能、外科专科技能和外科综合技能3个依次递进、相互渗透的实验教学阶段。外科基本技能是第1阶段实验教学,包括无菌术(洗手、手术区域消毒、铺巾等)、外科基本操作(切开、分离、缝合、结扎、拆线等)、换药术、清创术、心肺复苏术等5个试验项目,旨在培养学生的无菌观念、手术基本技巧和外科初步临床能力。第2阶段实验教学内容是外科专科技能,要求学生熟悉普外科专科技能(离体肠吻合术、气管内插管、阑尾切除术、胃穿孔修补术、剖腹探查术等)、骨科专科技能(牵引术、手法复位术、固定术等)及了解其他外科专科技能(胸腔闭式引流术、外科显微技术等),此阶段教学以动物模拟手术为主,除了提高手术技巧和熟悉专科手术程序外,更强调学生团队精神与合作意识的培养。外科综合技能是第3阶段实验教学,主要在实验室开放期间的“第二课堂”时段进行,实验项目包括多发性骨折的固定与搬运,胸、腹腔开放性创伤的急救等,重点培养学生的现场急救处置和临床技能综合运用能力,以及根据疾病的“轻重缓急”做出临床决策的思维能力。从近几年的教学实践和教学效果看,“阶段性”实验教学各阶段教学目标明确,重点突出,比较好地整合了以前相对分散的教学内容,实现了外科技能从低到高、从简单到综合的递进式教学,有助于学生外科临床技能的提高和临床思维的培养。
1.2层次化
“层次化”是指在“阶段性”的基础上,进一步改建、更新试验项目,并根据教学内容和教学要求,把试验项目分为“基础性实验”、“综合性实验”和“拓展性实验”3个层次类型。“基础性实验”以验证为主,教学中强调技能培训的系统化、规范化和标准化。以无菌术为例,通过教师集中示教和学生分组练习,要求学生在规定时间内完成从洗手到患者手术区域消毒、再到铺巾、最后到穿手术衣和戴无菌手套等一整套完整的操作流程,教师在每个环节进行同步指导,强化学生的无菌观念培养。“综合性实验”主要是第2阶段的动物实验,采取模拟手术的形式开展教学。具体实施是由4~5名学生组成手术团队,在教师的指导下共同讨论、制订手术方案,然后分别承担主刀、一助、麻醉医师和器械护士等角色,共同完成一台模拟手术。“拓展性实验”相对于前2个层次实验,教学内容更突出了设计性和创新性,重在学生创新意识的培养。目前,已完成试验项目改造6个、新开试验项目3个,“综合性实验”和“拓展性实验”的比例超过70%,形成了教学内容由验证到提高、再到创新的3个层次项目群,为“阶段性”实验教学提供了有力支撑,较好地实现了外科临床技能教学的有序衔接、逐步提高。
2推行以“自主学习”为主要内容的教学方法改革
坚持“以学生为中心”的教学理念,在3个阶段实验教学中均采取“小班制、小组式”教学,并积极推行以“自主学习”为主要内容的教学方法改革。首先,在学生“学”的方面。依据“分工合作、自由组合”的原则,要求每个小班内每4~5名学生组成1个学习小组,在教师指导下按照课前自学、课中讨论、课后总结的模式开展自主学习,并完成实验报告或学习手册的填写。此外,学习小组的组合形式还可以拓展到大学生科技创新项目研究、医学生临床技能大赛及医学生基层社会实践等各种活动中。根据近几年的教学体会,认为“小班制、小组式”这种以团队为基础的教学,能够较好地营造出注重沟通、协作互助的学习导向,有利于学生终身学习能力和批判性思维的培养。其次,在教师“教”的方面,坚持贯彻教师在“做中教”的教学原则。例如,在模拟手术示教中,教师与1个学习小组共同组成手术团队,教师担任主刀或一助,与小组其他成员合作完成整台手术。在这过程中,教师同步讲解手术的基本步骤、手术技巧和注意事项,引导、鼓励学生完成各自角色任务,对手术中出现的操作问题或配合问题进行启发式指出,其他学习小组现场讨论并纠正,由此形成团队分工合作、台上台下互动的良好学习氛围。“做中教”的教学形式,融合了引导式、问题式、交互式等多种教学方法,极大地刺激了学生的学习兴趣和参与性,不仅有助于学生外科临床技能的培养与提高,而且对临床思维、协作意识的养成及职业素质塑造起到了潜移默化的作用。
3完善客观结构化
临床考试培训(OSCE)OSCE提供一种客观的、有序的、有组织的考核框架,是目前公认的、先进的临床技能考核和评价方法之一。在总结本校前几年OSCE实施经验的基础上,结合《标准》要求,通过加大考核平台投入与建设,增设站点、扩充考核内容,优化评分标准并增加临床思维能力及医学人文技能的考核权重,加强考官和“标准化患者”培训等多种手段和形式,进一步完善外科学临床技能考核体系。考核结果作为独立实验课程成绩,列入学生的学分,并成为全国医学生临床技能大赛选拔的主要参考依据之一。
4加强实验教学平台建设
2006年,通过整合本校和吉首大学第一附属医院的资源,组建了吉首大学临床技能实践教学中心。中心建筑面积5000m2,仪器设备总价值1200余万元,专职教师10人。中心下设外科、内科、儿科等10余个实验室,外科实验室分为外科基本技能、外科专科技能、外科综合技能3个实验分室。在建设布局上,模仿医院和手术室配置,尽可能与真实的临床环境一致。中心于2012年成为“湖南省实践教学示范中心”,2013年成为国家级首批“临床技能综合培训中心”,是面向武陵山片区医疗卫生机构的多学科融合、多专业共享的集医学生实践教学、全科医生培训、住院医师培训和执业医师实践技能考试“四位一体”的开放式公共教学平台,为外科学实验教学体系改革奠定了基础。近几年中心在建设中,进一步加强了实验室“开放式”教学的力度。根据“课外开放、学生预约、因材施教、讲求实效”的原则,中心采取“第二课堂”、外科科技创新项目、网络教学、临床技能竞赛等多种形式,增加实验室的开放时间和开放内容,提高实验室资源的利用率,为学生技能训练和自主学习提供平台。其中,“第二课堂”除承担第3阶段实验教学外,还定期举办外科学进展和医学人文素质方面的讲座。外科科技创新项目鼓励学生自拟外科实验课题,开展动物创伤模型构建、局部解剖学与外科基本技能整合等实验,中心为自拟课题配备指导教师,并为实验提供全方位支持。通过在实验内容、实验时间和形式上的全方位开放,进一步拓展了实验教学的空间和时间。
关键词:小学数学;教研活动;创新措施;有效实践
新课标改革下的小学数学教学课堂,对教师教学水平提出了更高的要求。现阶段的小学数学教研活动仍存在很多不足,需要教师不断进行思索、加强。基于这样的教学现状,教师应当充分考虑本校的实际情况,结合小学数学教材,对小学数学教研活动的创新进行探索。笔者结合自身多年的教学经验,对小学数学教研活动的创新和实践提出以下几个方面的看法。
一、小学数学教研活动的现状
1.教研活动没有体现出教学特色
事实上,很多小学数学教师都是普通高校或是中专院校毕业的,所以教研活动的开展方式也都是延续普通高校或中专院校的教研形式。对此,小学数学教研活动多数以教材内容和教学进度为依据,很少涉及实际的数学实践以及“以学生为本”来开展教研活动,这很难体现小学数学教研活动的特色。
2.对教研活动的投入不多
现阶段,大部分小学都没有建立专门的教研活动教室,也没有设立专项的教研经费。这就使得教师缺乏合适的场所进行学习,从而很难进行小学数学教研,获得创新与实践。
二、小学数学教研活动的创新与实践
1.创新教研内容,进行有效教研
传统小学数学教研活动都是以“走过场”为主,缺乏实质性的内容,因此要开展实现小学数学教研活动的目标,就必须对教研内容进行创新。首先,在进行教研之前能明确教研活动的主题。其次,在参与研究的过程中,对于部分细节问题要慎重考虑,将教研活动中可能遇到的困难都一一进行分析。
例如,在进行小学数学“乘除法”的教学研究时,部分教师很难向学生详细分析这一知识内容,从而导致学生很难理解。而在教研活动中,全体教师可以共同探讨,加深教师对这一教学内容的印象,提高教师的讲课水平,从而有助于教师更好地进行这一知识内容的教学。
2.改革教研模式,开展教研活动
传统的教学过程中,教研模式都是以分散式教学方式为主,并没有体现出教研活动的集中性原则。在创新小学数学教研活动时,构建专门的数学教研活动小组,对小组教师进行科学合理的安排,并对小学数学备课进行有效的管理,以此改变传说教研模式。
例如,在进行小学数学“加减法”的教学研究时,学校要鼓励该年级的小学数学教师共同参与到教研活动中去,选出教研活动小组的组长,让组长对授课教师进行指导,进一步增强授课教师的教学能力。比如,教师在对等腰三角形进行教学时,直接向学生讲解三角形的概念并不能让学生充分掌握该项知识。基于这样的教学现状,教研组长要及时对该授课教师进行指导,引导教师掌握正确的教学方式,从而进一步推动小学数学教研活动的改革,促进小学教研活动更好地开展。
3.结合课例分析,实施教研活动
第二,由于一些化学药品有毒,有的会对环境造成严重的污染。在化学时,学生经常接触到一些酸碱,这些化学物质有可能腐蚀人的皮肤,在使用时存在不少安全隐患,而且,很多化学仪器都是玻璃,很容易破碎划伤皮肤。目前,我国很多大学生保护环境的意思不强,对化学实验过程中产生的废水随意排放,而且化学药品的成分复杂,累积起来对环境的污染将不容忽视。
二、大学化学实验教学的改革措施
目前,我国大学化学教学已不能适应时代的要求,对大学化学实验教学改革已刻不容缓。大学化学实验教学改革不仅能够提高学校的综合实力,也能够很好的提高大学生的自主学习能力、自主探索能力以及动手能力。下面笔者将就大学化学实验教学中存在的问题来阐述改革措施。
第一,首先应该对学生进行思想教育,加强学生对于化学实验重要性的认识。学校应该多开设化学实验课程,让学生有更多的机会去接触化学实验,让学生能够很好的体验化学实验的过程,从而在实验中提高学生的动手能力以及独立思考能力,达到提高学生综合能力的目的。老师也可以有计划的布置一些书上没有的化学实验,让学生自主设计实验,体验成功背后的成就感,从而更好的提高学生的学习积极性。
第二,加强对学生化学实验的管理。由于有时候进行化学实验时会出现实验仪器不够等现象,因此,学校有必要安排专人对仪器进行管理,达到对仪器进行统一发放和回收的目的,防止在实验过程中仪器丢失了却仍然不知道,从而影响到下一次的实验。
第三,学校多安排一些校企合作的项目,让学生体验到在工厂中对于化学实验能力的要求,让化学专业方面的人才能够更好的适应时代的需求。这样做有利于学生抛弃原来的传统的化学实验方式,让学生真正学习到对以后有作用的知识。同时加强化学实验教学的师资力量,并对其进行适应现代化化学实验教学方式的培养,让老师能够更好的培养大学生。
第四,在进行化学实验前,老师应该多对学生进行有关药品不慎粘在手上的合理处理方法,同时加强学生对于药品和仪器的合理使用,从而减少学生因做化学实验时出现安全事故的频率。同时,学校也要加强学生对环境保护的意识,教会学生如何合理处理化学实验过后的废水,尽可能减少对环境的污染。
曲式教学在高师音乐专业与专门音乐院校中由于培养对象的不同,其教材和教学方法也应该有所区别。笔者曾以黎英海《中国民歌钢琴小品50首》(以下简称《小品》)作为高师曲式辅助教材,通过教学实验取得了不少效果。
曲式分析是从感性到理性活动的复杂过程,是视觉与听觉(内心听觉)对乐谱直观反映的感性到内心的分析过程,即是通过感性的感觉、知觉与表象对作品的认识后,到理性的概念、判断与推理的认知过程。这些过程并不是孤立片面的过程,它们之间是综合的、有机的、有序的、相互依赖的关系。
重复、变化与对比是音乐作品结构的基本要素;而感觉、知觉与表象则是感性认识的初级阶段,这两者同样是初级形式。以客体和主体而论,用感性这个主体去观察基本要素这个客体,以主观的初级形式对客观的初级形式,最容易收到事半功倍的良好效果。最后再经过理性认识的高级阶段,把初级阶段获得的素材,经过大脑的思考、分析,加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里地梳理和改造,形成概念、判断和推理,产生认识的飞跃就能反映出事物的全貌,把本质和内部有机地联系起来,很快地在脑海中形成对曲式基本要素的正确观念。
一、重复因素中感性认识与理性认识
重复(repeat)是作曲技法的第一要素,小到单音、乐汇、大到乐句、乐段等重复,它们有原样、节奏、音型、变化以及调性等各式各样的重复。作品的重复与分析曲式的心理活动过程,对感性表象同样具有事物再现的意义,前者是客观事物声音的再现,后者是主观意念中表象对对象的再现,即感知对象在头脑中形象的重复再现。两种不同的再现,对于音乐这样不能用别的方法跟踪的艺术,只有记忆才是最好的方法。
节奏是人类认识音乐的钥匙,最容易识别,由它引起的重复最能引起大脑的追踪和记忆。节奏重复有基本保留或完全保留,如《牧童山歌》的节奏重复:乐汇由一个前八后十六的音型加两个八分音符节奏组成,经四次重复构成乐句。弱拍上的同音反复除了有节奏因素的意义外,还具有调式骨干音重复的意义。这种重复以其浅显规整的节奏规律最容易被感觉识别,加上理性的认识很快就能找到作品的核心所在,完成对乐曲整体的认知过程。
旋律重复是在节奏重复基础上产生的音高变化重复,可以是不加修饰的原样重复,也可以是带有装饰的变化重复。小到主题乐思、旋律片断,大到乐句、乐段的重复。如《游铁道》的旋律重复:旋律由下往上再向下的弧线,形成旋律和节奏的重复,给视觉和听觉造成的印象最深。前后两个相同的乐思在力度上所作的对比变化,打破了单一枯燥的重复,造成了两个乐思之间的呼应情感,更符合心理上有问必答的逻辑特点。
低音重复有节奏、音型以及旋律等多种,如《小品》中的《花灯》,在低音伴奏中将和声变成分解音型的重复。整个低音声部始终在弱拍上保留了重复调式主音,和弦在一、三和五级之间进行变化,旋律声部不断发展,这种一板一眼的低音重复,犹如民族风味十足的锣鼓节奏,它与悠扬飘逸的旋律一起共同呈现出了云南花灯的舞蹈音韵,最容易引起心理共鸣。
二、变奏因素中感性认识与理性认识
曲式的第二个要素变奏(variation),音乐变奏的母体是感性识别中第一印象以后变化物的基准,音乐展开中变体的不断出现,已经出现过的原型会源源不断地再现在思维过程中,认知过程也会随之作出相应的调整,作出万变不离其宗的判断,找出变奏的原形和规律。
变奏有旋律、音型、织体、节奏、调性以及和声等,可以单独出现,甚至可在同时将几种要素集合起来。尽管变奏千变万化,但最简单的变奏却是略加变化的重复。如《小品》《摇篮曲》第二乐句中三个乐思的旋律变奏,a1、a为a的加花变奏,落音的重复出现,起到了强调调式主音(D徵)的作用。由于整个变奏仅是前一乐汇的加花变奏,后面乐汇完全相同,所以从感性的角度,马上就能察觉出这是一段三个乐思变头同尾的乐句。
又如《山歌》的乐句变奏,全曲以一个乐句为母体变奏成三个乐句(a+a1+a2)。原型乐句和第二乐句只是前面第一小节有少许装饰变化,句尾落音在织体上作了音程移位。第三乐句变化较大带有展开因素,乐句调整了结构顺序,句头一开始就出现了以原型乐句第二小节变奏而来的两个小节,接下来的变奏虽然是依序进行,但中间减少了一个小节,在结束音上却延长了一个小节,加上内声部和弦的分解琶音,加强了音乐的收束感。这个乐句既没有添加新的材料,又不拘泥于原始顺序,加上低音声部的变化,其差异比母体较大,但又未脱离原型。
三、对比因素中感性认识与理性认识
感性与理性在识别事物同异关系的思维过程中,根据一定的标准把彼此有某种联系的事物加以对照,确定其相同与相异之点,这就是比较的方法,曲式中这种方法叫对比(contrasts)。
曲式的对比手法,可以在短小的动机、乐思、乐句甚至在较大的乐段之中,更带有展开的意义。常见的对比如节奏、速度、力度、音色、旋律、织体以及调式等,由这些因素所构成的对比,有如生活语言中的问答和哲学逻辑中的因果关系。如两乐句的《舞曲》,上句在连绵起伏的旋律出来后,下句则一改前貌,半连音的下行旋律和八分音符的平行节奏,不仅形成了旋律的对比、连音与半连音的对比,还带来了节奏、力度、伴奏织体等方面的对比,众多的对比使得两个乐句性格更加鲜明,呼应关系更加强烈。
《小品》中运用对比的例子举不胜举,仅本文前面所举的例子而言,就有《游铁道》中两个相同的乐思在力度上的对比,《花灯》中上下乐句的旋律对比,《山歌》中第三乐句和前面两个乐句形成的伴奏上的织体对比。
结语
综上所述,通过《小品》探讨感性与理性对曲式分析的作用,强调主观意识的能动性,强调心理分析的调控,让学生学会在曲式分析中动脑筋、勤观察、多思考,在感知、记忆、思维的基础上认识曲式,走出死记硬背的胡同,掌握灵活多变的曲式结构即是笔者的初衷。
黎先生《小品》的曲式结构看似简单,其内容却相当丰富,笔者仅从曲式基本要素的角度,从心理认识的角度作了上述探索。对于《小品》中许多与曲式结构相关的内容,诸如调性调式结构、多乐句段式结构以及中国民歌的钢琴织体等更多方面的问题还未涉及,留在以后填补。
参考文献:
[1]黎英海.中国民歌钢琴小品50首.上海音乐出版社,1994.
[2]修金堂.音乐美学引论.黑龙江教育出版社,1996.
[3]李吉提.北京:中央音乐学院出版社,2004.
2实验室的组建原则
2.1音频信号传输使用数字化网络技术
新型音乐教学实验室充分利用网络资料交换技术的优越性,将模拟音频信号经过A/D转换(模数转换)后的音频信号或音乐数据文件,通过标准TCP/IP网络协议传送给用户终端。实验室系统运用成熟、先进的IP组播技术,能全面支持主流的数字音频格式,具有良好的音频质量,并且能同时接入多路模拟音频信号,实现语音信号和音乐信号同时传送。系统能支持网络广播,支持教学内容和文件的分发,无缝地接入高速的校园网或互联网。
2.2使用软件技术实现核心功能
传统的音乐实验室的技术核心一般有两种形式:一种是纯硬件,以数码钢琴教室为代表;另一种是专业硬件加软件。两种形式对硬件有很强的依赖性,师生使用不方便,新增内容导入复杂,维修保养难度大。一旦生产厂商破产,或该型号设备停产,实验室的整套系统则不能够保证售后服务,其结果就是设备瘫痪,实验室成为摆设的道具。
2.3实验室可开设的课程覆盖面要广
实验室可开设的课程覆盖面广将成为新型实验的最大亮点。现行国内音乐教学实验室少,其原因是多方面的,而最主要的原因是水土不服,可开设的课程较少。通过对国内多所学校进行考察,要么是没有实验教学系统,要么是从其他学科移植到音乐学科的,对音乐课程并不能很好的支持,除能开设部分音乐理论课程外,音乐技巧课程。例如,声乐、钢琴、器乐等核心课程都无法使用。而新型音乐教学实验室的组建将能实现音乐技巧类实验课程的教学。
2.4实验室要易用且有前瞻性
实验室教学环境内的设备要易学易用。在音乐实验教学中只有学会并善用现代教学工具,才能拓展和丰富新的教学手段,给学生丰富的展现空间。[1]实验室的建设应该充分的考虑用户需求,满足5~8年内音乐实验课程教学模式改革的需要。既要满足于在实验室内推广现有的成熟实验教学方法,又要有一定的前瞻性,使得教师在新型的教学环境创造出更好的实验教学方式。
3实验系统的基本原理
3.1系统的组建
新型音乐教学实验室是在普通PC机上安装软件进行音乐教学,根据不同的课程辅助配备外置设备。例如,USB音频卡、高保真电容话筒、监听耳机、MIDI键盘、USB吹管控制器等。设计集合了计算机、网络、数字音乐设备等领域的最新技术,开发出新型的音乐教学系统。它把MIDI音乐教室、多媒体网络教室、数码钢琴教室集等功能集合成一个整体,整合丰富的多媒体音乐学习资源,学生在听到声音的同时还能感受丰富的画面效果,充分发挥了多种媒体形式的优势,给学生综合性的感官刺激。通过声像结合的形式辅助音乐学习,可以达到事半功倍的效果。实验室突破了传统的音乐教室单一的教学模式,在实验室内外师生都能进行良好的教学交流。既是对传统音乐教学模式的一种创新,同时充分利用学校既有的数字化设备,避免建设功能单一的音乐实验室,造成教学资源的浪费。
3.2联网络集成
音乐教学实验室可以支持网络协议,能够与现有的校园网络无缝连接。随着数字化校园建设和“宽带中国”战略的逐步实施,教学实验室将有更为广阔的领域和空间。师生可以随时浏览相关的网页和点播视频资源,教师的课件夹、本地硬盘等,能与学校教学资源库无缝的连接。拥有管理权限的老师或实验室管理能实时掌控学生端的动态,即使解决学生在学习过程遇到的问题。
3.3音频品质的控制
音质的处理在音乐教学实验室中尤为重要,它将关系到整套系统的成败。在音乐数字化教学实践的过程中,音频的品质有两方面因素决定的。一是声音的延时。二是声音采样率。
(1)声音的延时。声音的总延时不能超过0.1秒,即100毫秒。超过会让使用者感觉有“回声”效应,并且我们应该通过各种手段尽可能的缩减延时。声音的总延时是采样延时、处理延时、网络传送延时三方面的总和。采样延时是有音频卡的性能决定的,主板集成的音频卡一般延时在150毫秒以上,而独立的专业音频卡延时可以控制在2~10毫秒。处理延时和网络传送延时是由系统架构和网络硬件决定的。通过实验,选用现行成熟的系统架构和1000M网络设备,能将延时控制在30~50毫秒的范围。
(2)声音采样率。采样率越高,音频的品质则越好,失真也越小。除专业录音棚使用192K和96K的采样率以外,一般达到44.1K的采样率,也就是我们CD级的采样率则足以满足音乐教学的需要。主流的实时声音处理架构,如Matrix等,采用48kHz超高采样率,使声音表现更为逼真,近似于CD级的音频品质。经过测试,声音的丰满度、明亮度、颗粒感、音色感都达到了预期的目标。
4音乐实验教学与考试功能应用
音乐实验教学与考试功能是由系统的一个或多个模块共同作用完成的。音乐教学实验室系统的常用功能模块有:广播、推送、分组讨论、监控、收发作业、音视频采集、考试及阅卷等。
4.1实验教学
声乐、钢琴、器乐等音乐实验课程是高师音乐学习的骨干课程,对提高教学质量,培养应用型音乐人才具有举足轻重的作用,受到每一位音乐学习者和音乐教育者的高度重视。传统的实验室能解决音乐理论课程教学的问题,但能对音乐实验课程教学提供支持的教学实验室可谓是凤毛麟角。新型的教学实验室的设计除能完成传统理论课程的教学,它还能对音乐实验课程教学提供支持。例如,声乐课时,系统可以将多角度的视频图像、钢琴伴奏声音、演唱声音在实验室里同步、高速的广播到几十人、几百人的电脑系统中。学生可以选择同步收看和收听所有的图像和声音,也可以对具体某个角度的视频图像放大观看。而在声音的处理上更是体现出音乐教学实验室系统的专业性。音频是通过多声道技术采集传送的,学生不但可以收听伴奏和人声合成的声音,而且课后也可以单独收听教师的伴奏,方便进行演唱训练,还可以去除伴奏声音的干扰,只听老师演唱的声音。高保真的采集设计,能使学生清晰的听辨每个字的字头、字腹、字尾及呼吸换气的声音等。
4.2评阅作业
音乐实验课程作业完成的优劣对教学质量有着重要的影响。有的学生刻苦练习,每天2~3小时,有的上课前一天才在临阵磨枪。在现有的教学环境下,教师对学生实验作业的检查只能是在课堂上进行。即占用了大量的教学时间,也不能对学生的作业情况进行全面的了解。学生在作业回课时也许会受到多方面因素的影响,如心理紧张,状态不好,体育课刚刚下课等等。同时,教师对每位学生的整个学期实验作业完成情况也只能凭主观印象,缺少音像记录。而音乐教学实验室则恰恰能解决现有的问题。学生在完成好实验作业后,可以去到实验室的采集间,采集2~3次完成作业的过程,选择最好的一次提交给专业课的老师。而教师在上课前一晚能对作业进行评价,即节约上课的时间,又能建立好学生整个学期、甚至大学四年的专业学习档案。
1.意志不坚定,不能控制好自己的行为。由于小学生的年龄尚小,又顽皮好动,尤其是男孩子,总是对桌子上的实验器材充满好奇心,没有坚定的意志力,总是忍不住去触碰实验器材。
2.部分地区不够重视科学课,使科学课变成“副科”。尤其是在偏远的乡村小学,很多科学课由语文教师或者数学教师来任教,老师的科学教学知识不够专业,科学课上不教学生做实验,而是在黑板上解说实验,使科学实验课丧失了意义。
3.实验教学方法不当。部分教师习惯了在科学课堂上只顾灌输知识,让学生依样画葫芦似地跟着照做,或者因为课堂时间不够用,就以点代面,统一公布答案,草草收场。课堂气氛看似活跃,但是仔细一问学生在这节课中学到了什么,他们就会一脸茫然。
4.实验内容太过于简单或者太复杂,导致学生对实验的内驱力不足。比如在上《原来是相互关联的》这一节内容中的“各种形状的鱼在水中前进”实验,学生的手感各有不同,所以教材中的提示设计实验就很难有科学的结论,实验教学就会沦为走过场而已,无法让学生深入探究。
5.在当今社会,许多小学生都是独生子女,平时在家里许多事情都由父母包办,导致学生的生活自理能力和实践操作能力薄弱。
二、如何提升小学科学实验教学的有效性
1.培养良好的实验习惯。首先,走进实验室前,让班长组织同学排成整齐的队伍,在实验室过道安静地等待。要求同学们按时到实验室,因为科学课是一堂很严肃的课堂,如果因为其他科目的老师拖堂而造成迟到,那么科学课的老师应该和其他科目的老师沟通。按时上课是为了保证学生有充足的探究时间,科学实验需要充裕的实践时间。
2.要教会学生善于倾听。基础较好的同学一般性格有些自满,只想表达自己却不愿意听其他同学的发言,在其他同学发言时,在底下自己搞小动作,而不关心讲台上的同学在说什么。为了提高课堂的教学效率,应该及时纠正这些同学爱搞小动作的坏习惯,强调认真倾听的重要性。
3.安排学生自主分工合作。由学生根据学习任务自主分成几个实验小组,组员之间要分工明确,定期轮换组员的角色,保证每个学生都有机会发挥自己的优势,教师要特别关爱基础差的学生,鼓励基础好的学生多多帮助他们,促进班级的团结友爱,实现共同学习,共同进步的目标。
4.教会学生整理实验器材。在完成实验之后,教师应该坚持让学生正确地整理实验器材,第一节课,第二节课……持之以恒地培养学生养成整理实验器材的好习惯,对于没有完成整理材料任务就离开实验室的小组要批评,并命令其回到实验室认真整理器材。
5.选择合适的教学方法。为了使课堂更加生动有趣,根据学生的特点选择合适的教学方式。比如采用多媒体进行教学,它能够极大地促进小学科学实验教学的开展,可以有效提高小学科学实验教学的趣味性。
物理学是一门实验科学。所有物理定律的形成和发展都是建立在对客观自然现象的观察和研究的基础上,物理演示实验可以使学生加深对物理教学内容的理解、巩固记忆、激发兴趣、诱导思考、纠正错误观念,能使学生真实感地看到支配物理现象的规律如何起作用,通过对实验现象的观察分析,学习物理实验知识,从理论和实践的结合上加深对物理学原理的理解,进一步提高学生综合素质与创新能力与科学素养。华北理工大学物理实验中心作为河北省省级实验教学示范中心,一直在努力探索建立以工科为主、适用于各类别学生、具备创新和开拓特色的人才综合培养新体系。2012年12月,物理实验中心顺利通过省级实验教学示范中心验收。在此期间,物理实验中心通过一系列理论研究与实践探索,在大学物理实验课程在现有的三大平台:基础实验、综合实验、设计性实验基础上,将大学物理实验课程进行模块化。将“基础实验”作为“通用模块”,全体学生必修;将综合实验、设计性实验针对不同专业培养计划,细化成相应的“专业模块”,不同专业的学生可在相应的“专业模块”内根据自己的学习兴趣自主决定选修内容。初步形成了“大学物理模块化”的课程体系。同时为配合开放式实验教学模式,依托校园网建立了物理实验中心网站,可实现网上选课、网上预约、浏览电子教案及典型教学案例、在线预习及模拟实验。在省级实验教学示范中心建设过程中,在学校的重视以及教务处等各部门的大力支持下,物理实验教学中心成功建设了3间演示物理实验室,教学内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理各个物理学分支的,开设60多项演示实验项目。在为大学物理课程提供教学辅助的同时,每学年面向全校理、工、文、法学院各专业学生开设物理实验欣赏公共选修课程供学生选修。近年来,从大学物理演示实验教学的培养目标出发,结合我校教学实际对如何培养学生的创新思维、探索精神和实践能力等方面对大学物理演示实验教学体系进行了如下探索性改革工作。
1演示实验课程紧密结合理论课程教学
物理课程教学是离不开实验课程教学的,而演示实验做为实验教学中的重要一环,既能增强学生对物理知识、物理现象的感性认识,又能培养学生的观察能力、思维能力和逻辑分析能力,因此,物理演示实验的教学在物理学课程的教学中有着非常重要的作用。首先,通过物理演示实验的教学方式,原本枯燥、抽象的物理概念和公式,经过一个动态的物理过程,变得生动、具体。其次,我们尝试改变传统的由教师演示、学生观看的课堂教学模式,在教学过程中引入启发式教学模式,增强与学生的互动,不仅可以大大调动了学生参与课程的积极性,而且还可让学生在思考的过程中领略物理学思维方法的魅力,培养严谨求实的科学态度与精神。最后,在课堂演示教学后,我们往往将相关知识点进行拓展,广泛与生活与实际应用相联系,启发学生思考相关物理现象对科学技术以及人类社会进步的影响与作用,从而起到良好的教书育人效果。在课堂教学过程中,我们将一些比较便携的实验设备直接带入课堂,直观的演示给学生们观看,如我们针对角动量守恒这一知识点,将角动量守恒演示仪带入课堂演示给学生观看;针对单缝、光栅衍射等比较抽象的知识点,直接将半导体激光器以及单缝、双逢、光栅片代入课堂,在课堂讲授相关知识点的同时,直观演示给学生观看。对于体积较大,结构比较复杂,不便于运输的实验项目,我们采取了录像给学生观看的方式,如针对波动中驻波的气体火焰柱演示,针对磁学中超导的超导小火车演示,我们在课堂教学中都在讲授相关知识点的同时,同步播放视频录像给学生观看,使得知识点更加形象具体,学生学习兴趣浓厚,教学效果良好。此外,为了给学生自学提供方便,打破课堂教学时间、空间的限制,我们将演示实验项目的视频开放提供在物理实验中心网站上,全校学生可自由观看,随时随地对自己感兴趣的内容进行自学。
2开展演示实验探究性学习
我们将大学物理演示实验分为验证性实验和探究性实验两大类。验证性实验是对一些物理定律的直观展示,而探究性实验则包含更广泛的物理原理与更多值得讨论的物理内涵。相对与验证性实验,其更能使学生通过演示物理实验课程的学习而得到思维方法与创新能力层面的锻炼,也更有利于培养学生的科研能力,为学生向更高层次迈进打下良好基础。在每学期我们安排有兴趣的学生走进演示实验室,观看相关理论课程的实验演示。此外,在演示实验课程教学中,教师精心地为每个实验设计了探究性思考题,鼓励学生参与动手实践,引导学生通过查阅资料、理论探究、实验探究、改进性探究、拓展性探究和应用性探究等多方面开展实验的科学探究。实验室全天开放,相关实验室均配备专职实验教师,可以对学生感兴趣的实验的提供深入的指导。在开展探究性学习的过程中,我们广泛鼓励学生自由结组,以校级、省级大学生创新实验项目为依托,对自己感兴趣的问题,自主选题,在有教师指导下自由申报创新项目,开展相关课题研究工作。如针对电磁感应现象,学生在观看了相关演示实验后,提出能不能将电磁感应的原理用于为鼠标提供电能,在教师的鼓励下,几名学生组成研究团队,申报了校级创新实验项目,并成功获得资助,此后通过查阅资料,设计方案,反复试验等环节,成功设计完成了自供电鼠标原型,相关项目也顺利通过验收结题。学生们在完成研究工作后,反映通过对课题的系统研究,全面锻炼了自己的动手能力、创新能力,为自己进一步发展,向更高层次迈进打下了基础。再如,学生观看了傅科摆的演示后,提出能不能将太阳能供电与傅科摆演示相结合,做成太阳能驱动的环保演示实验,在教师的帮助支持下,相关几个学生组成的研究团队也成功申报了校级创新实验项目。
3构建大学生科技创新实验室
在教学改革中,我们构建大学生科技创新实验室,在整合物理实验室现有多余的实验仪器或旧仪器,收集旧设备、旧散件、旧材料的基础上,添置多功能温控焊台、教学实践用组合电动工具等,结合学校每年举办的创新设计大赛,建设创新实践基地,面向全校学生开展创新竞赛,对富有创新性的项目给予软硬件支持。学生可以自行安排时间到创新实验室进行创新实践并有实验室教师给予针对性的指导,好的获奖作品针对性的予以陈列展示,启发学生的思维,结合我校现有3个演示实验室和现有实验室,逐步建立科技演示室、创新实验室、作品展示陈列室等。最大限度发挥基地为学生提供充分发挥潜力和创造力的平台的作用。促进学生学习的积极性,也培养学生的科研能力和合作精神。学生参与创新活动,推动和促进基地的建设和发展。实施过程中师生合作共同参与项目研究的全过程,创建“项目探究式学习”模式。同时采用“学生负责制”的方式进行“,学生负责制”是指学生自己负责提出项目的研究内容与实施方案,然后由教师组织学生讨论,论证实验项目的可行性。如项目可行,学生及自己组成的研究团队将主导整个研究过程。在实践过程中,我们的指导教师在学生的创新项目中择优进行推荐,成功申报立项全国大学生创新创业训练计划项目一项、河北省大学生创新创业训练计划项目一项、校级大学生创新创业训练计划项目十余项。
4引入启发式教学模式
面对不同专业、不同学科层次组成的学生,物理实验欣赏课程中我们引入了启发式教学模式。传统的演示实验课程往往是通过教师机械的操作实验仪器,讲解实验原理,学生被动接受知识的过程来完成的。而我们所采取的启发式教学模式,首先由教师带领学生观察实验仪器,分析仪器设备构造,这使得对于机器设备没有相关操作经验和基础的文科类学生也能了解一些基本的仪器设备知识,为进一步自己动手操作演示实验设备打下基础,在此基础上由教师提出问题,学生们动手操作演示实验仪器观察实验现象,在师生互动讨论过程中总结实验现象,分析其中物理机制。通过演示实验课的教学实践与不断改进,不仅提高了学生的动手能力,培养了学生的参与意识,增强主观能动性,而且让学生能自主发挥想象力,不受实验教材中条条框框的限制,真正实现了理论联系实际。开课以来,学生兴趣浓厚,经常是下课后还在实验室流连忘返,不是在观看实验演示,就是在探讨实验中的现象,或者思考在实践中的应用。他们普遍反映,演示实验仪器种类多、内容新,既有古老的经典演示实验,又有新的融合多种现代科学技术的演示实验,通过演示实验课的学习,大学物理的理论知识不再那么抽象、枯燥、平淡难懂了,变得直观、生动、有趣,对培养学生的创新能力有很大的帮助,且与现实生活联系紧密。
5结语
总之,通过演示实验进课堂,开放大学物理演示实验室,构建创新实验室的手段,实现理论与实验课程的精确衔接,我们探索构建了一套具有工科院校学科特色的课程体系。籍此培养学生主动学习精神,分析问题、解决问题能力,加强学生创新思维能力,锻炼学生社会实践能力,提高学生的社会核心竞争力。对通识教育体系下创新应用型人才的培养具有重要意义,并可为其他基础学科与专业课程教学改革提供相关经验与参考,探索出一条适合工科为基础的综合性大学基础课程体系改革之路。
作者:薄惠丰 魏 环 张占新 王凤鸣 胡鸿奎 单位:华北理工大学理学院
【参考文献】
[1]兰明乾.大学物理演示实验教学研究[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2007,S2:190-192.
[2]汪文明.大学物理演示实验教学研究[D].华中师范大学,2006.