生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。它不是盲目的行为,而是在理性指导下的变 革现实的实践活动。在每一个实验的过程中,从实验意念的产生到实验方案的设计,从实验结果的分析到实验 报告的完成,每一步都有思维活动,每一步都是思维的结果。所以,生物科学实验有利于把学生带入发现问题 的情境,使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。 科学的思维能力是科学素质的重要方面,而科学素质的培养又是全面实现素质教育的重要内容。本文结合 初中生物实验关于培养学生的思维能力问题谈几点看法。 一、启发学生的思维积极性 兴趣是思维活性的触发剂,求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时,就会围绕着这 个问题积极地思考起来。但是,单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的,只是直接的兴趣,如果没有更深层 次内涵的吸引,维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣,就要善于“创造”种种诱因。比如,从生产实际和 学生生活实际引出实验课题,不断明确实验目的意义,不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考,等等 。通过这些手段,及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。 思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要,或要了解某一问题时, 思维就活跃起来。实践证明,有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实 验中的〔观察与思考〕、〔讨论〕等栏目中的问题,以及在辅导实验的教学中用有启发性的问题巧妙地引导和 调动学生思维的积极性。 二、帮助学生掌握科学研究的基本过程 科学思维方法的首要问题是明确科学研究的基本过程,即解决问题的程序。 例如,〈观察鼠妇活动〉的实验设计思路。 首先,通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇?这些地方有什么特点? 其次,提出假设(对发现的问题大胆提出猜测和解释)。 1.鼠妇的活动可能与光照条件有关。 2.鼠妇的活动还可能和水分,以及其它外界因素有关,等等。 第三步,设计实验,验证假说。在这个阶段,实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确 定的。所以,实验的理论依据主要是假设(当然还有赖于学生对有关科学知识的掌握情况)。 1.先检验“光照”对鼠妇活动有无影响。 2.为了消除无关变量的干扰,突出自变量,找出自变量和因变量的因果联系,必须创造一个除“光照”以 外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中,观察鼠妇在明暗两处的数量分 布情况。 第四步,分析、讨论实验结果,推导结论验证假设的真伪。 通过“鼠妇实验”,要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程:问题→假设→实验→结论。初中所有的 生物实验几乎都体现了这条思路,这里不再重复。 需要说明一点,科学的“假设”绝不是无根据的凭空捏造,而是要有科学根据的。这种根据来源于头脑中 已有的知识,或者来源于别人的研究成果,或者来源于对客观实际的观察。例如,在研究“消化”的实验里所 提出的假设:“细胞膜只能透过小分子物质,食物中的大分子物质必须先变成小分子物质才能透过细胞膜。” 这个假设的理论根据是:①人和动物都是由细胞构成的;②生活的细胞需要从外界吸收营养物质;③营养物质 是通过细胞膜进入细胞里的;④人和动物的营养物质来源于食物;⑤食物营养成分中有大分子物质。通过生物 实验使学生理解科学研究的基本过程,经过反复训练,完全可以把这种思考问题的程序内化为学生的思维习惯 。 三、训练学生的思维操作技能 思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中要实现对某生命现象的本质 和规律的认识,就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作才能实现。 首先,是对要研究的事物进行分析。根据系统论的观点,任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。对于这样一个整体如果囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解,才能 一部分一部分地研究,深入其内部,发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析 。比如,在研究“影响鼠妇活动的外部条件”时,必须先把“外部条件”分析成光、水、化学物等单个因子, 然后逐一考查和鼠妇活动的关系;在研究“光合作用”时,也是将其分解为原料、条件、产物几部分,而这每 一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。 综合,在头脑中把生命体的各部分,把生命现象的各个方面和属性联合起来,形成对生命体和生命现象整 体的认识,这就是综合。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后,再把它们联合起来就形 成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相反相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的 基础。 比较,是把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比,并确定它们之间的异同点。这就为进一步认识生 命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如,比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点 ,比较各种种子的构造,比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况,等等,这些都是比较的过程。 抽象和概括,是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性,或找出各部分构造之间,功能与构 造之间,生物与环境条件之间的因果关系,而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。并且,把抽象出 来的本质属性,必然联系加以综合形成概念和判断,达到对生物现象的本质和规律的认识。比如,在研究了植 物的各种花之后,舍去颜色,形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的 特征,形成花的一般概念,这就是对花的抽象和概括。 分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与,紧密结合。一般说来,分析、比较 、综合是抽象和概括的基础,而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规 律,形成概念和原理,从而达到对事物理性的认识。 四、培养学生思维的逻辑性 思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中,学 生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料,对这些材料经过思维,抽象和概括出各种生命现象的本质 属性和必然联系,再以概念、判断、推理的形式表达出来或贮存起来。生物学中的各种基本概念、规律、原理 等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成了生物学的知识体系。 生物学的基本概念和概念体系是生物科学知识的基础,所以,我们必须重视基本概念的教学。但是,应该 让学生自己通过“劳动”取得这些概念,让学生通过实验、观察、思考形成这些概念,并且能够用科学的语言 把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义,让学生推导实验的结论,实际上是训练了学生思维的逻辑能力。 生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件 。 归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式。它一般又分为完全归纳、简单枚举法和因果归纳。简单 枚举法在中学生物实验中是普遍存在的。比如,一个鼠妇喜暗怕光,二个鼠妇喜暗怕光,……,从多数的鼠妇 喜暗怕光,归纳出所有的鼠妇都喜暗怕光。再比如,花、种子等许多生物学概念均是简单枚举归纳推理的结果 。 因果归纳可有求同法、求异法和剩余法等多种形式。这些方法在设计生物实验时都有所应用。例如在光合 作用实验中就应用了求异法。求异法是研究现象(a)和条件(A)的因果联系。如果当A存在的场合a现象也出 现,当A不存在时a也不出现,则可归纳出a与A有因果联系。光合作用和“光照”条件的关系推理如下表: 处理 光(A) 其它条件(B) 光合作用(a) ①光照 √√√ ②遮光 ×√× 结论 光合作用与光照条件有关 演绎推理,是从一般原理到特殊事例的推理。它有三种类型,其中以“三段论”应用最为广泛。比如,检 验光合作用产物之一——淀粉就应用了“三段论”的思维形式。 大前提 所有遇碘变蓝的物质都是淀粉, 小前提 如果光合作用产物之一遇碘变蓝
初中生物教学论文:让学生动起来要:“活动化教学”具有源远流长的理论和实践基础。但大都冠以“课外”前提。如何在生物学科课堂教学中开展活动化教学,给学生提供参与课堂教学的机会,同时为学生创造自我实现的条件,从而激发了学生主体积极性,让学生在活动中学,在快乐中学,有利于提高生物课堂教学质量,培养学生知识、技能、情感等综合素质,促进学生的全面发展。如何实现生物课堂教学活动化?我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践,通过在教学设计与实施中抓住活动中的“动点”,设计好“动法”,“激活”学生,取得了良好的教学效果。关键词:初中生物 课堂 活动化教学 动点 动法 存在问题生物活动教学是指在初中生物课堂的教学过程中,建构一些既具有教育性、创造性、实践性,又具有生活性、趣味性的学生主体活动,让学生在活动中学习,在快乐中学习,以提高学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。1、生物学科课堂教学活动化的必要性“活动教学”具有源远流长的理论和实践基础。国外早期可追溯到卢梭的“自然教育论”以及后来杜威提出的“学校及生活”、“从做中学”的教育思想。国内从两千多年前荀子的“不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之,学至于行之而止矣。”,到陶行知先生的“教学做合一”,都十分强调充分调动学生的多种感官让学生动起来,让教与学达到最好效果。我国的活动教学先后在课外活动、活动课、活动、活动类课程、科学探究课、研究性学习、综合实践等活动课程中得到充分体现和发展。但在具体学科教学过程中,这方面的研究比较欠缺。因此,初中生物课堂教学中如何设计相关的教学活动,使学生在快乐中学习,积极主动地去学习,生动活泼地去探索,积极热情地去交往,是初中生物教师面临的一个新课题。生物学科课堂教学活动化是新课程改革的需要。我国义务教育新一轮课程改革的基本理念是改变人才培养模式,倡导探究性学习,实现学生学习方式的根本变革。“充分调动、发挥学生自主、探究、合作的学习方式”成为本次课程与教学改革的核心任务。学习方式的转变离不开教学方式的改革。教学方式的改革必须实现三大转变:教学内容从过去的以教材为中心的单一书本知识转变为以教材为轴线,以活动为纽带,与现实生活紧密联系的多元化的教学内容;教学方法从以知识量为目标,讲授为基本方法的填鸭式教学转变为以能力为目标,以活动为基本方法,集中表现为“做中学”的开放式教学;教师的角色也由知识的传授者转变为学生自主、探究、合作学习活动的设计者和组织者。实现上述三个转变的核心,是能否有效地将“活动”引入课堂,让学生真正动起来。因此,“活动化教学”是实施新课程学科课堂教学较为适宜的教学方式。生物学科课堂教学活动化也是生物学科本身教学特点的需要。生物学本身就是一们实验性科学,大量的实验、观察、操作、思考、探究,讨论意味着生物学习过程的活动性,学生要获得生物学知识,既要动手,还要动脑。活动寓生物学知识于学习,探究于游戏之中,既体现生物学知识的科学性,又符合学生认知发展规律,故能大大激发学生学习生命科学的兴趣。生物学科课堂教学活动化还是初中学生心理发展的需要。初中学生活泼、好动、好奇心强,喜欢探索,不满足。“好动与不满足是进步的第一必需品。”活动符合他们的兴趣和动机,也可为学生个性的发展提供广阔的空间。2、生物学科课堂教学活动化的研究实施谈到“活动”,人们普遍想到学科课堂以外,冠以“课外”前提。即使是生物课堂中活动,为了赶进度,许多学校也多是延续到课外,学生自行开展,教学质量难以控制。我们应该让生物课堂教学也“活动”起来,进行课堂教学活动化研究,让学生用“动”的方法学习,在“动”中学,解放学生头脑、双手、眼睛、思维、空间,使我们的课堂真正成为学生主体的课堂。那么如何实现生物课堂教学活动化?我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践,取得了良好的教学效果。我们认为,实现生物课堂教学活动化关键是:在教学设计与实施中一定要抓住活动中的“动点”,设计好“动法”,“激活”学生。2.1 寻找“动点”2.1.1 “科学、人文”的氛围有利于激发学生的“动点”。“科学、人文”的学习氛围即民主、和谐、平等、合作的师生关系。给学生提供参与课堂教学的机会,为学生创造自我实现的条件是主体发展的前提。让学生享受到学习快乐,从而激发学生主体积极性,激发学生“动点”。如在探究《人的反应速度》时,我首先在前面表演了抛接硬币,一个、两个、三个,其中我有成功、也偶尔有失败。成功时,同学们为我鼓掌,失败为我叹息。此时,师生的关系已经拉近,在不知不觉中已激发了学生“动点”,当我刚停下,许多同学争着“试一试”。当即请两位同学上台比赛。课堂气氛一下活跃起来。此时自然引出课题,再顺势启发:反应速度还与哪些因素有关?你想探究反应速度在哪方面的问题?学生:“反应速度与人的性别有没有关?”“反应速度与人的高矮有没有关?”“反应速度与人的注意力有关吗?”“反应速度与心理素质有关?”“反应速度与手指长短有没有关?”等等,全班一下提出了39个不同的问题。人文、民主、平等的学习氛围,放飞学生心灵,学生的创造性思维得到极大发展。紧接着我鼓励大家以四人小组为单位选定探究课题,设计实验方案,开展探究实验。整节课大家在快乐活动中积极主动地学习。2.1.2 从学生的生活中挖掘“动点”。学生的生活与经验是接受教育、学习理解的基础,所以,要通过日常生活中具体的经验来学习,使教育与学生的生活密切相关。生物学本身就是一门生活中的科学。在教学中充分考虑学生的身心发展特点,结合他们的生活经验和已有知识设计富有情趣和意义的活动,使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习和理解生物知识,学会生活。如在讲《鸟与空中飞行生活相适应特点》时,折纸飞机是大家从小就玩的游戏,但要折得好,飞得远也不容易,有一定技巧。课堂上通过折纸飞机比赛,看谁的纸飞机飞的最高最远,研究分析飞得高远的原因:纸材质轻还是重;纸大小;飞机翅膀大或小;机头折法……最后引导得出纸飞机要飞得远,必须解决“三个力”:重力、阻力、动力。那“鸟是怎样解决空中飞行的这三个力?”引导大家分析讨论课本中资料,总结得出鸟适于与飞行生活相适应的特点,水到渠成。又如许多同学家养有宠物,如何解决宠物随地大小便?同学们根据经验,提出了多种解决方法,促进了对条件反射的理解。此外,利用学生关注和社会正发生的热点问题,学习相关的知识,也是调动学生学习兴奋性、激发“动点”的有效方法。如2003年我国非典的流行为我们在讲初中生物传染病和免疫提供活生生的情景和材料。总之,现实生活为生物课堂教学提供了最丰富的活动内容。只要留心,你就会发现无处不有丰富的教育环境与教育资源。2.1.3 创设生动的教学活动情景,激发“动点”。俗话说,良好的开端是成功的一半。如果我们能在活动的起始阶段多着笔墨,多动脑筋,使创设的教学活动情景具有针对性、趣味性、创造性,活动中常会起到意想不到的效果。如每节课,我会更改电脑桌面背景,将生物科技成果与生物科学家作为桌面,通过猜一猜、听一听、讲一讲,动一动活动,极大吸引学生兴趣,调动学习积极性,而且有利于培养学生的创新思维,引发很多疑问,让学生真正动起来,课堂也真正活起来。此外,我们还充分利用媒体资源,教师课前收集大量科技录象片:如基因、克隆人、病毒、试管婴儿、吸烟、吸毒的危害、人体奥秘等等,穿插在相关的课堂教学中,也为生物活动教学开展、激发学生学习兴趣,实现教学目标,提供了条件。2.2 设计“动法”。初中生物课堂活动教学旨在让学生生动活泼、愉快学习,德、智、体协调发展。根据初中生物教材内容、教学目的及初中生的心理特点,我们在初中生物课堂教学中主要设计以下几类活动:2.2.1 游戏类。人们对喜欢的东西学得最快。学生对于游戏有很强烈的兴趣。陶行知说:“学生有了兴味,就会用全副精力去做事。所以,学与乐是不可分离的。”游戏活动能充分调动学生的情感因素,使其思维和情感需求得到和谐发展,在游戏中,学生快乐学习,快乐发展。教学中我们常采用拼图游戏、竞猜游戏、填字游戏、角色扮演游戏等。如我们采用人体骨骼拼图,消化系统拼图;编制食物网和“一个也不能少”,跟我做生态球,猫和老鼠、听声音比赛,神经调节系列活动等等。通过各种活动,变具体为抽象,寓知识于游戏中,极大激发学生兴趣和参与欲望,充分调动每位学生学习积极性,促进人人动手、个个动脑,个个动起来。每次教师走进教室,学生就会上前追问,今天做什么活动?如在介绍《生态系统》一节时,我们设计两个学生参与活动:《编制食物链和食物网》,《一个也不能少》。如讲到生态平衡时我们设计了活动《一个也不能少》。事先编制好一个网,请10位同学出来分别代表生态系统中的各种成分,其中一个代表人类。让人坐在网中间,其他同学将他抬起来代表生态系统中其他成员支撑着人。当人类破坏某一环境因素如使水污染,同学分析水污染会导致其他相继污染。当说到某因素污染,代表相应的成分的同学就离开,同学一个一个离开,坐在中间的人受到的威胁越来越大,也越来越紧张,越来越害怕自己掉下来。通过学生自己体会,让他们真正感受到生态系统的各种成员是相互依存,相互影响的;人类如果不遵照客观规律,按规律办事,破坏环境,最终会遭到环境的报复影响人类自己的生存;生态系统中的成分一个也不能少,保护环境人人有责。又如:在初一《营养物质》的教学中,我们设计了《医生与病人》的游戏活动,“医生”背对黑板,“病人”面向黑板。当教师投影出某种营养物质缺乏的疾病名称,“病人”说出该病的主要症状,请“医生”诊断,并提出合理建议。课堂气氛非常好,同学们踊跃参加。通过医生与病人的扮演活动,同学们轻松、愉快地掌握了所学知识。2.2.2 制作类。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过:“儿童的智慧在他的手指尖上。”意思是说,儿童多动手操作会促进智力的发展。从脑的结构看,人的大脑皮层的各种感觉和运动部位中,管手的部位所占面积很大,所以手的运动能使大脑的很大区域得到训练。俗话说:心灵手巧。训练手就是训练脑,“十指连心”手巧才会促进心灵。在课堂上,我们设计许多制作活动,如:细胞模型、人体骨骼模型、耳模型、骨骼肌在运动中的协调作用的模型制作,环境污染课件、手抄报等等,培养学生动手动脑的习惯,同时也充分挖掘学生的创造潜能。如在学习生态系统时,我们设计《跟我做生态球》的活动,目的在使学生在制作“生态球”及观察中认识生态系统和生态平衡的真正含义。通过实验和观察提高学生学习生态环境知识的兴趣,培养实验能力、观察能力和思维能力,树立环境观念,提高环境意识。首先,老师通过展示各种各样的生态球图片和自制生态球,吸引学生兴趣,再利用FLASH 动画引导学生分析瓶中生态系统组成成分,通过讨论、提出假设、设计方案、制做生态球,观察、记录,分析讨论。每个学生都积极参与其中,学生思维活跃,气氛热烈。如果没有学生的主动参与、直接体验与感悟,是难以充分发挥活动教学的特殊功能与价值的。2.2.3 探究实验类。如光对鼠妇生活的影响,种子结构和成分的探究,种子萌发的条件探究、探测脉搏与运动关系,探究反应速度……。如在探究鱼鳍作用、观察鱼呼吸时,我们没有完全照搬教材,在实验材料、教学方法等方面都根据实际作了相应改变。在课堂上,给予学生极大的自由空间,教师只适当介绍实验内容、目的,实验器材、提出纪律要求,然后让学生根据所给材料自己设计方案,自己开展实验。实验时,因为当时季节问题,鲫鱼比较少,价格较贵,所以我们选用小金鱼,实验时发现金鱼比鲫鱼灵活很多,在观察红墨水从口入从鳃出的时候,按照教材方法将红墨水滴在鱼嘴前方时,整杯水马上变红,无法观察水进出的方向。怎么办?当时教师做了适当引导:“你们可以抓住鱼直接滴在口中观察,也可以尝试在不伤害小鱼生命情况下采用其他方法”。最后每个小组都找到相应方法观察到红墨水从口入从鳃出现象。 方法一:“让鱼在染了红墨水的烧杯里游一会,再放回清水。”;方法二:“将鱼放在桌上蜡盘,因为蜡盘面积大,水浅 ”;方法三:“用手挡住鱼不让游动”;方法四:“用桌上绑鱼鳍的塑料片拦住鱼”;方法五:“用手抓住鱼,直接往鱼口滴墨水”;方法六:“减少水,使鱼游速减慢”。并且对老师介绍的方法提出建议,认为直接滴墨水方法太粗鲁,容易伤害小鱼。学生的创造潜能是巨大的。开放性的活动为学生创造力培养提供自由空间。不仅培养了学生的动手能力,积极观察、思考能力、合作精神,同时也培养了学生珍惜生命的良好品德以及不盲从,敢于向老师、权威挑战的科学探究的精神。2.2.4 设计与创作类:我们开展了生物园设计、宠物条件反射建立设计,新的动物运动方式设计与制作、动物通讯方式探究方案设计、营养食谱设计……此外还有调查、分析讨论等等。以上的各种活动过程需经历亲身实践,记录数据,分析归纳,得出结论等综合过程,眼、脑、手、全身并用才能完成。其中动手实践是个核心环节,体现了活动的本质特点,离开这一环节即失去了活动的特点。总之,课程中生物学科的价值不只体现在它的结论中,更在于它的发现和发展过程之中。知识永远是一条河流,它在不断地演变、充实和发展。在帮助学生学习和继承人类优秀文化遗产的同时,更要帮助其学习和获得镌刻在其中的情意、态度和认知能力。这些仅靠接受和记忆学习都是不能获得的,只有通过对科学发现过程的亲身直接体验才能获得。而学生只有在实践中才能真正体验学习的过程、学习的价值,才能养成探索,追求真理的顽强精神,才能使学习成为人的生活有机的一部分。教学中通过设计丰富多彩的活动,引导学生积极用眼、用口、用脑,在活动中启动多种感官去获得直接经验,让学生在实践和体验中独立思考,提高解决问题的能力。活动化教学,激发学生学习兴趣,培养学生能力,真正减轻了学生学习负担。作为非中考科目,学生学得轻松,乐学、爱学。3.存在问题3.1 课堂组织。生物课堂活动化教学,有效地促进学生学习的积极性和主动性,激发学生学习潜能,扩大了学生的创新思维,发散思维,活动中学生情绪激昂,教师如组织不当,容易出现为了活动而活动,忽视学习目标思维内化活动。要做到形、神结合,形散而神不散。师生需要默契,老师更需要有较强组织能力。不是每个老师都能很好地控制。3.2 课堂评价。由于不同班级,不同学生,自主学习能力存在一定差异,兴趣爱好也有差异,从而导致在生物课堂活动化教学具体实施过程中,教学进度与产生效果产生一定差异。因此,在活动中如何及时、科学地评价课堂活动化教学效果,具有一定困难。3.3 教师的知识与能力。生物课堂教学内容是丰富多彩的,具有很强的时代性的,因此活动形式应该具有多样性,老师应该具备渊博的知识和不断进取的精神。但是对于新课程,教师普遍缺乏相关的教学经验和资料,在教学活动设计中会遇到很大困难,深感自己知识和能力严重不足,故往往会需要花很多精力和时间去搜集资料,不断学习,给自己充电。参考资料:1、《我国活动教育的回顾与前瞻(代序)》全国活动课程与活动教学专业委员会主任委员吴惠青2、《愉快教育》基础教育课程改革教师通识培训书系。3、《生物新课程标准解读》4、《活动教学》基础教育课程改革教师通识培训书系。二探究性学习”教学方法在生物科技活动中的应用新一轮生物学课程改革倡导探究性学习,不仅是学习方式的简单转变,更包含着促进学生素质发展的深意和期待。长期以来,我国的中小学教育,偏重于强调学生对学科知识的机械记忆以及解题的技能技巧,忽视了培养学生对知识的综合应用能力以及创造性地解决问题的技能,因而出现了所谓的“高分低能”和书呆子现象。这一现状与我国高速发展的经济和日新月异的世界科技进步很不适应。而且,枯燥的知识灌输、学了无用处的思潮,也使不少中小学生厌学情绪浓重,学习被动,充满了只为分数的功利型学习观念和“装卸型”学习方式。探究性学习正是为了改变这一现状而推出的有力措施和新的学习模式。探究性学习是学生在老师的指导下主动地去探究问题的学习模式。在探究性学习中,学生以类似科学研究的方式发现问题,主动地去获取知识、应用知识,其目的是改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生自我获取知识的能力。探究性学习这一新的学习模式,要求师生改变传统的教师、课本、教室三中心教学观念,改变传授型的教学方式,以适应以学生发展为本。笔者是一名中学生物教师,又是一位科技辅导员,除了在生物课堂上实施探究性学习来引导学生主动参与之外,近年来,为适应探究性活动的需要,我在生物课外科技活动中实施探究性学习的教学方法上也作了一些探索和尝试。1、创设探究性问题情境,拓宽探究思路创新并不神秘,这种求异思维的冲动和能力,可以说是人人都有的,是与生俱来的天赋,是人生下来能够适应环境的天然保障。而问题意识、问题能力可以说是创新的基础。早在上世纪30年代,陶行知先生就言简意赅地说,创新始于问题。有了问题,才会思考;有了思考,才有解决问题的方法,才有找到独立思考的可能。有问题虽然不一定有探究,但没有问题一定没有探究。因此,在教育过程中一定要创设好问题情境,以拓宽学生的探究思路。笔者在生物课外科技活动的辅导中就如何创设问题情境上尝试着改变一些旧的教学方法。传统的生物课外活动教学方法与一般的校内课程一样,也是传授型的。比如,教师先向学生讲解如何制作植物叶脉标本、腊叶标本、透明浸制标本、蝴蝶标本等,然后示范。接下来学生依样画葫芦,做得一丝不差的就是最好,学生不必动脑筋。其效果是学生思维呆板,活动结果都在预定之中,学生自然少有兴奋、更无创新。为改变这一状况,笔者在“探究植物叶脉标本的制作”是这样创设问题情境的:河沟里往往有一些烂叶片,捞起来用水一冲,也可得到叶脉标本,这是为什么?能否考虑用浸泡的方法来腐烂叶肉?浸泡的溶液会有哪些?浸泡的过程须多长时间?哪些植物叶片适合用浸泡的方法来制取叶脉标本?这一下,学生的思路开阔了,思维的火花闪现了,他们调动了原有的知识结构去探究该情境中的问题,并积极地从多角度去思考问题、发现问题。众说纷纭,兴奋异常!有的说用自来水来浸泡树叶、有的说用池塘水浸泡、有的说用食醋溶液浸泡、有的说用洗衣粉溶液浸泡、有的说用碱溶液浸泡等等。这些方案体现了学生思维的广阔性,体现了问题情境创设的重要性,教师应及时鼓励,以拓宽学生的思路。对于学生提出的各种制作方法,笔者不以好坏来论断,而是依据基木原理,就其可能的结果与学生一起讨论,加以分析、比较、筛选,鼓励学生用自己的实验结果来得出结论,让学生们根据自己的想法去进行制作。其制作结果当然再也不会是千篇一律的了!有的人成功了!也有的人失败了!通过探究活动,最终得出池塘水和自来水是理想的浸泡溶液(细菌可以大量繁殖,而酸碱溶液抑制了细菌的繁殖),白玉兰叶片也是理想的材料。学生对自己设计方法并通过摸索进行制作兴趣十足,对做成的标本欢喜有余。在此基础上,我又引导学生思考如何开发叶脉标本的工艺品。这样经过多次活动以后,学生体验到了探究性学习的乐趣和甜头,对探究性学习产生了兴趣,逐步养成了善于提问、勤于思考、乐于动手的良好习惯。叶脉书签、叶脉画框、叶脉花、叶脉灯罩、叶脉生肖等多种叶脉标本的工艺品应运而生,《探究用简便方法制作叶脉标本的实验》荣获第21届福建省青少年科技创新大赛优秀项目三等奖。2、塑造鲜明的探究个性从某种意义上说,没有个性就没有探究,探究过程往往表现出鲜明的个性。教师应该承认学生的个体差异,尊重学生的不同兴趣爱好,同时深入了解每个学生的性格特征、兴趣爱好及特长。在此基础上实施个性教育,引导学生发展具有探究性的人格特性,鼓励并积极创造条件帮助学生发挥特长,给学生留有更大的选择余地和自由发展空间,塑造鲜明的探究个性。2、1 只有科学方法,没有标准答案非对即错,学习只追求一个标准答案和最高得分是传统的应试教育的一大弊端,这一弊端不仅体现在学生身上,也反映在教师的教学中,严重阻碍了探究性活动的开展。笔者在生物课外探究性活动教学中,对学生们强调只有科学方法,没有标准答案。对各种问题的讨论只重视你思考问题的科学性、陈述问题的逻辑性,不强调结果的对或错。这样,打消了不少学生怕答错问题让同伴笑话的顾虑,引导学生进行独立思考,逻辑推理,把精力放在寻找论据上,广开了“言路”。学生的思路渐渐活跃起来,敢于各抒已见,慢慢地进入了主体角色。为此,笔者在课外科技活动的辅导过程中,只要学生能提出自己的想法,而不完全局限于课本,就及时予以充分肯定和鼓励,尝试塑造鲜明的探究个性。例如,柑桔是日常生活中常见的材料,用柑桔皮来喷杀蚂蚁也是小孩子常玩的游戏,在辅导科技活动时,有位同学突发奇想:能否用大剂量的柑桔油来喷杀蟑螂?在这种探究性思维的驱使下,我因势利导,先讲述柑桔油致死昆虫的原因,然后引导学生大胆尝试、大胆探究。同学们分别用类似的植物材料如大蒜、洋葱等来喷杀蟑螂,一个个兴致勃勃,没有被从书上找不到答案所吓倒。几经周折、几经苦难,消灭蟑螂的环保型材料“诞生”了,在此过程中,不仅有一次次的探究实验,还把环保型灭蟑液在小白鼠身上做实验(以防对人体有毒害作用),最后在家庭中试用成功。一系列的探究过程完全符合科学探究的基本思路,同学们的科学意识提高了,对科学家那种严谨致学的态度也有了一个新的认识,《探究消灭蟑螂的环保型材料》获第21届福建省青少年科技创新大赛优秀项目二等奖。2、2 培养学生动手动脑著名教育家陶行知指出,在用脑的时候,同时用手去实验,用手的时候,同时用脑去想,才可能进行创造。探究性学习必须给学生提供既用脑又用手的机会,让学生动脑动手亲身经历问题探究的实践过程,从而获得研究的初步体验,加深对自然、社会等各种问题的思考与感悟,激发起学生探索问题的求知欲和体现自身价值的创新精神,并养成独立思考和重视解决实际问题的学习习惯。在生物学课外探究性活动中,笔者注意让学生既用脑又用手,在课程里安排了一些小发明、小创造等既用脑又用手的活动内容。同时注意诱导他们做好用脑和用手之间的衔接,在动手的过程中培养学生的探究个性。笔者在生物科技活动中尝试让学生设计一顶适于野外捕捉昆虫用的帽子,要求该帽子集捕虫用具于一身,做到一帽多用。具体的设计方案由学生自定,其中有一个小组是这样设计的:普通的草帽用迷彩布装饰,外观大方,帽的上方装有捕虫网,捕虫网的柄还可当拐杖用,帽的下方连有雨衣,随时装卸,帽的边缘缝有五个带有拉链的口袋,内装放大镜、手电筒、指南针、地图、笔、笔记本、口罩和白纸等一些捕虫用的辅助用具,并取名为《神奇的捕虫帽》(获2003年莆田市青少年科技创新大赛三等奖)。这样,学生通过用脑—动手—再用脑—再动手反复交替,体会到有时想来很容易的操作问题,实际做起来不简单;反之,有的思考时很复杂的步骤,在实际应用熟练后,跳跃几步即可到位。强调动脑又动手、动手又动脑的教学方法,其结果不但灵活了学生们的双手,还活跃了大脑,给了他们跳跃式思维的体验,为日后的解决实际问题能力和创新能力提供了基础。通过以上教学方法不但使每个学生体验到探究性活动的魅力和乐趣,体验到思维方法和实践操作的重要性,也培养了学生细心认真、凡事要思考的良好习惯,养成尊重科学的道理和重视实践出真知的科学素质。探究性学习是一种全新的学习方式,在探究性学习中,一个好的教师要采取科学有效的教学策略,精心设计一个让学生感到无忧无虑的空间、一个可以探索、表达、分享思想的自我完善的空间,牢牢记住和把握“学生为主体,教师为主导”这一教学原则,唯有如此,才能进一步提高探究性学习的实效性,才能使探究性学习这一重要课程理念发扬光大
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高中生物课堂的深度教学策略论文
在个人成长的多个环节中,大家或多或少都会接触过论文吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?以下是我整理的高中生物课堂的深度教学策略论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
新课程标准下,非常有必要对高中生物课程教学进行改革,不能一味地追求教学内容上的难度,要提高教学思想高度,追寻教学思维广度,其最明显的特征表现在,学生思维训练上的深度、教学知识的深度、教学方法的深度等方面。高中生物课程教学中,深度教学不仅是一种教学策略,需要努力践行,更是一种教学理念,需要贯彻落实。
关键词:
高中生物,深度教学,教学研究
一、深度教学的本质
深度教学与深度学习紧密相连,深度学习来源于人工神经网络研究术语,最初指的就是机器学习领域中,对声音、图像等识别的一种方式,随着教育学的不断发展与深化,深度学习也被广泛运用在教学设计研究中,因此被赋予了新的含义。从教育学发展中来看,深度教学就是教师借助于一定的活动情境,带领学生超越表层知识与符号的学习,并进入知识内部的意义领域、逻辑形式之中,深入挖掘知识内在的丰富价值与内涵,并将知识体系相对完善的呈现在人们面前,深度教学追求的不是教学内容上的`难度与深度,不是说教学内容越深越好,而是针对传统知识学习的一种重新认识。深度学习是一种批判性、主动性的教育教学模式,其注重的是学习者理解性学习、批判性思维模式的建立,强调的是学生要积极注重构建知识学习框架,对知识进行迁移,从教育者角度出发,深度学习的本质就是深度教学。
二、如何开展深度教学
1.基础知识教学中的深度教学与深度学习
深度教学的开展,要将基础知识的学习贯穿其中,基础知识是书本要求必须掌握的知识,对于部分知识而言,可以被限定在预设的范围之内,所谓的预设,指的就是预先指定,并按照一定规则开展教学活动的内容,其可以被看作遵守的是“输入、产出”的运行程式。强调了教学环节中的线性、单向安排,实际的教学活动中,可以将这部分内容看作是武断性、强制性“布道”过程。是规范、秩序、控制的代表,而在这部分知识学习之后会看到,学生所获得也是相对固化符号性知识。如果教师在深度教学中,将更多的实验课程贯穿其中,从根本上提高学生的学习兴趣,运用创新、变化、发展的观点看待变化、看待教学内容,注重教学情境中,主体间的交互作用,利用内隐精神活动、思维活动、外显操作活动的方式,强调在知识获取的基础上,学生情感沟通、思想交流、分享意义等方面的积极性、主动性,则能够从根本上提高学生的知识认知水平、更正学习态度、促进良好学习习惯的培养。
2.习题教学中的深度教学与深度学习
新课程标准下,高中生物课程更加注重学生能力的培养,教材内容编写也具有一定优势,如何在习题中强调深度学习与深度教学就显得至关重要了。为此,教师要在教学中,要注重深度教学模式的建立,引导学生利用辩证唯物主义观点对生命活动的基本规律进行学习,要树立对生物学科的认识,能利用生物进化论基本观点引导学生认识生物与环境发展之间的关系,注重培养学生独自学习的能力,在提升生物知识素养的基础上,强调知识学习的重要意义。教师要转变传统教学模式,将教学内容传授、知识学习、深度教学、深度学习紧密结合起来,转变教学理念,积极探索教学方式、教学方法,注重在习题教学中积极引导学生,总结经验,激发学生的学习兴趣,促进学生学习能力的提升。生物课程学习中,习题解析是深度教学中的重要组成,其能建立知识学习、知识传递二者间的横向关系,能简化教学内容,引导学生深入学习,同时,能建立教师与学生间的纵向关系,能明确教学内容,这对于深化深度教学具有重要意义和作用。
3.疑难问题解答中的深度教学与深度学习
教育教学活动中,不仅学生会在学习中遇到各种类型的疑惑,即便是教师,也会在备课、教学中遇到问题,对于这些疑惑与问题,部分教师采取了尽量回避的态度,还有的教师采取了应付的态度,并没有深入细致的分析。但殊不知,这种疑惑却为深度教学提供了便利条件,如果对待每一个疑难问题,都有刨根问底、追究到底的态度,那么就能够激发学生独立思考的能力,同样,这些问题也是引导学生深度学习的基础。因此,教师在日常教学活动中,要研究、学习疑难问题,利用疑难问题进行课堂练习,这样不仅能及时、有效地巩固新知识内容的学习,更有助于对现有知识的认识。为此,教师还可以在教学中,按照教材学习目标和要求,设计好习题重点,做到灵活高效,以保障深度学习的贯彻落实。
结语
高中生物教学改革,更加多元化,注重的是学生学习能力的提升,对教学方式,教学理念,教学手段提出了更新、更多、更好的要求。作为生物教师而言,非常有必要在新形势下,创新教育手段和方式,促进学生深度学习,提高学生的学习能力。因此,基于这一动机,本文从当前高中生物教学现状出发,深入细致的分析研究了深度教学与深度学习的重要性,并以此为背景,提出了切实有效能促进深度教学模式发展的建议策略,以弥补现有研究成果中的不足。
参考文献
[1]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]汪忠.新编生物学教学论[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
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初中生物有效教学研究
第一章 绪论 1.选题意义 本研究结合初中生物学科特点,提出具有针对性的、合理化的策略,这些策略提倡教师在实际教学中尊重每一个学生,尊重每个学生不同的智力水平、性格、兴趣和思维方式,改变教学中重学科,忽视学生的现象。教学过程中提倡学生之间合作探究,培养学生的合作精神和探究精神。引导学生思考现实生活中的具体问题,通过参与和解决现实世界中的具体问题,来获取科学和技术的知识,拥有科学精神和科学价值观。这些策略体现并实践着生物课程标准提倡的“面向全体学生、提高学生科学素养、提倡探究性学习”的理念。此外,初中生物课堂有效教学提倡初中生物课堂贴近学生生活,让学生学得轻松,减轻学习负担,研究致力于为广大教育实践工作者开展生物教学实践提供参考,促进教师自觉追求生物教学的有效性,促进学生的生物有效学习,解决目前学生学习效率不高的问题,切实减轻学生负担。 对已有研究述评 综观前人对有效教学的研究,关于这方面的研究已非常丰富,为本论文的进一步研究奠定了基础,这些文献从有效教学理论体系的建构,有效教学标准的探讨,有效教学影响因素的研究等各个角度对有效教学进行研究。同时,有效教学研究也面临了一系列问题,为进一步的研究提供了空间。这些研究问题主要表现在:关于有效教学的含义和评价标准的研究比较多,而针对有效教学的特征的研究比较少;较多的研究引用了国外有效教学理论和实践的成果,体现我国教学实践的有效教学研究不多;关于有效教学的研究很多是在思辨性研究的基础上形成的,研究带有个人经验色彩,缺少实证性研究,研究结论缺乏说服力;另一方面有效教学理论与生物学科相结合的研究相对缺乏。有效教学研究的发展趋势是将有效教学理论与具体学科结合,指导具体学科教学。对生物课堂有效教学的研究,能够丰富有效教学理论和生物教学理论,为生物课堂教学提供了理论指导和实践指导。生物论文范文但是,有效教学在指导生物课堂教学方面的研究较少,研究更多的关注了高中阶段的生物教学,忽视了初中阶段的生物教学;忽视对生物课堂有效教学影响因素进行实证性研究,进而提出策略;研究存在交叉现象,关注点也比较多的集中在合作学习和实验教学方面,相对忽视了生物教学的其他方面;以生物课成绩的提高作为衡量教学有效性的标准,对学生的学习给予过多的关注,忽视了对教师教学行为的研究;关注初中生物课堂有效教学策略的研究,研究停留在表层,提出的策略缺乏针对性。
第二章 核心概念的界定 初中生物课堂有效教学的特征 初中生物课堂有效教学一方面要有效率、有效果和有效益。初中生物课堂有效教学的“有效果”指的是初中生物教师的教学结果和教学目标是符合的。要求教师设置的教学目标是清楚、具体和可操作的;同时教师设置的教学目标不只是浅层次的知识记忆,能够促进学生高级思维的发展。“有效率”指的是初中生物教师充分发掘课程资源,注重从学生的日常生活中寻找课程资源。同时教师能够运用各种方法使用教学资源,根据教学的需要,恰当地使用教学技术,促进学生的学习。“有效益”指的是生物课堂教学不仅要使学生“会学”,还要使学生“乐学”。学生能够在课堂上获得较多的信息和知识,这些信息和知识具有先进性和实用性。另一方面初中生物课堂有效教学应当符合初中阶段学生的学习特点和生物学科的特征。其基本特征包括以下几个方面。 初中生物课堂有效教学具有直观性 所谓直观,即感性认识,是具体的、直接的、生动的事物作用于人的感官所产生的感觉、知觉和表象。 在进行生物学知识的教学过程中,感觉器官是迅速获得知识的“门户”。学生通过感官获得生物学知识,学生获得的感性认识越丰富,越有利于知识的的深化和巩固。许多生物概念和原理是从生命活动中抽象出来的,教师只从抽象的概念和定义出发进行单一的口头传授是不合适的,只用口头表达的方式去形容动植物的形态构造及其生理过程是荒谬的。初中生物课堂教学具有直观性,教师要注重运用语言直观和模型直观等形式,使学生直接或间接感觉到他们所学习的对象或现象,获得关于生物个体和生命活动的感性认识。再者,直观教学在集中学生注意力方面有着优势,比起教师在课堂上呼吁学生:“同学们注意了,我下面讲的是 ”更加容易吸引学生的注意力,调动学生学习的主动性。此外,生物课上有许多观察和实验,这些活动需要学生主动去学习,教学的直观性具有较强的表现力,能够明显提高学生感知的速度,提高学生学习。(范文 .) 第三章 影响初中生物课堂有效教学因素的调查和分析.....................15 选择研究对象...................................................... 15 制定研究方案................................................................ 15 观察量表的采用......................................................... 15 调查问卷的编制.................................................... 15 数据的收集和处理......................................................... 16 观察量表的统计结果...................................... 16 调查问卷的统计结果................................................ 19 初中生物课堂有效教学的影响因素分析.......................................... 20 教师层面对初中生物课堂有效教学的影响................................... 20 ;学生层面对初中生物课堂有效教学的影响..................................... 21 第四章 初中生物课堂有效教学的案例分析......................................23 第五章 案例一:“能量的释放和利用——能量的释放”.............. 23 第六章 案例二:“人体内的物质运输——血液循环” ............... 26 第七章 小结................................................... 29 第五章 初中生物课堂有效教学策略探讨 提高教师的提问技巧,启发学生积极的思考 提问是教学过程中一个很重要的环节,教师能够提出问题,学生的思路就能够很好地被打开。学生的学习主动性受到很多因素的影响,如学生的好奇心、兴趣和爱好,教师要善于因势利导,通过提高自身的提问技能启发学生积极思考,使许多一时的欲望和兴趣,汇集和发展为推动学习的持久动力。其一,联系实际来设计问题,引出教学内容。教师的问题要来自学生的生活,贴近学生的生活。首先根据教学大纲的要求,明确本章节的要点,紧扣教学目标,然后从生活中找问题,找到问题和学生生活之间的联系点,精心设计问题。例如:在“人体内物质的运输”这一节中,教师可以通过家庭住宅楼里纵横交错的自来水管道,自来水通过管道运输到千家万户,供人们生活需要。以此来提出问题“人体内是通过什么将营养物质运输到身体各处”。或是从现在学生比较喜欢、比较关注的事件入手,例如:在“饮食和营养”这一节中,教师用肥胖的例子和学生每天三餐的饮食来提出问题,引出教学内容,更能激发学生的学习兴趣。其二,问题设计要循序渐进,由浅入深。教师设计“阶梯式”的问题,由易到难、由简到繁、由已知到未知。前后彼此联系的一个个、一组组问题,能够合乎逻辑和学生认知心理特点。生物形态结构的识别和生物概念的回忆,教师可以设计成简单的问题。对于需要分析比较和归纳总结的问题,由于这些问题较难,教师一方面可以把问题细化成层层递进的小问题,引导学生一步步回答问题。另一方面教师可以在提问过程中给学生提示。例如在“能量的释放”这一节中,能量的释放与呼吸之间的关系,学生很难一下子回答出来,教师通过问题串的设计,把这个问题分成了若干个小问题,包括“这三种状态哪一种感觉最累(消耗的能量最多)?哪一种最轻松(消耗能量最少)?生物论文人体在三种状态下的呼吸频率有什么不同?消耗能量的多少与呼吸频率是什么关系?”。这样的问题设计能够使学生有一个思考的过程,并且经过思考后能够回答上来。
选择合适的小组合作内容 教师要选取值得合作探究的教学内容。在每节生物课的教学中,总有需要重点解决的问题,这些问题教师可以让小组同学进行讨论。有些生物学知识,学生在理解或运用过程中,会遇到一些困难,这些困难也可以合作讨论解决。例如食物链的正确书写,很多学生存在错误的认识,让学生进行合作讨论,总结出食物链的正确书写方式,一定是按照“吃与被吃”的关系将被吃的生物排在前面,吃它的动物排在后面,并在他们之间画上箭头,箭头必须指向后面的动物。生物课堂中实验操作非常适合进行合作探究的内容,教师要选择生物实验中的合适的内容让学生以科学实验小组为单位进行合作探究。 第六章 结语 对于初中生物课堂有效教学策略,本文只是做了初步的探索和努力。本文在总结有效教学理论和相关理论的基础上,界定有效教学、生物课堂教学、初中生物课堂教学及其教学策略的内涵。在此基础上,通过调查问卷、课堂观察和集体访谈,分析影响初中生物课堂有效教学的因素,进而提出初中生物课堂有效教学的实施策略。本文得出的结论包括了:有效教学的影响因素来自教师层面和学生层面。教师层面的影响因素包括了教师的课堂管理能力、提问技能等,学生层面的因素包括了学生的学习兴趣、观察能力等。初中生物课堂有效教学的策略包括了提高教师的提问技能启发学生积极思考;组建科学实验小组培养学生的探究精神;有针对性地选用教学媒体提高教学的直观性;使用概念图帮助学生更好地概括生物学知识;注重方法指导提高学生在实验中的观察能力;设计形式多样化的作业培养学生的学习兴趣。本研究存在的不足包括以下几个方面,对初中生物课堂有效教学的特征描述得不够深入。观察量表的使用,如何尽可能保证在自然状态下得到研究结论也有许多需要思考的问题。对生物课堂有效教学影响因素的调查研究也有待进一步深入。 参考文献(略)
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,下面就是高中物理论文范文,欢迎大家阅读!
摘要 :物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节,是物理教学的核心之一。
本文结合笔者自身多年的物理教学经验,浅谈在物理教学中,如何搞好中学物理规律的教学。
关键词: 物理规律教学
物理规律反映了各物理概念之间的相互制约关系,反映在一定条件下一定物理过程的必然性。
它是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽.所以,物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节,是物理教学的核心之一。
怎样才能搞好规律教学呢?现结合本人多年的物理教学经历,浅谈以下几点看法:
一、创设发现问题、探索规律的物理环境
教师带领学生学习物理规律,首先需要引导学生在物理世界中发现问题。
因此,在教学的开始阶段,要应给学生创设一个便于发现问题的物理环境。
在中学阶段,主要是通过观察、实验发现问题,也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题,有时也可以从对学生已有知识的分析展开中发现问题。
另一方面,创设的物理环境要有利于引导学生探索规律。
例如使学生获得探索物理规律必要的感性知识和数据;提供进一步思考问题的线索和依据;为研究问题提供必要的知识准备等等。
创设的物理环境还应有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.
二、带领学生探索物理规律
在学生有一定的需要和积极的准备状态下,教师要利用各种适宜的方法,如实验探索、理论推导等,向学生阐明概念和规律的形成过程,建立新旧知识的链接。
如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系,得出在质量一定的条件下加速度与外力成正比、在外力一定的条件下加速度与质量成反比的结论。
在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量的关系,归纳出牛顿第二定律。
这样学生对该规律的建立就有了一个清晰的过程,才能较深刻地理解物理规律、领悟其物理含义。
另一方面,向学生呈现物理规律内容时不但要准确,而且对一些关键字词应加以突出,给予适当的说明,以引导学生足够的注意和正确理解,并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较,建立类比联系,加深对物理规律的理解。
三、要使学生深刻理解规律的物理意义
在规律的教学中,要引导学生深刻理解其物理意义,防止死记硬背。
物理规律的表达形式主要有两种:一种是文字语言,另一种是数学语言,即公式。
对物理规律的文字表述,必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行,切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”,“灌”给学生,然后再逐字逐句解释和说明。
只有这样,学生才能真正理解它的含义。
例如,牛顿第一定律“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时,要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”,还要理解“或”这个字的含义。
“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态,有时保持静止状态,而是指如果物体原来是运动的,它就保持匀速直线运动状态;如果原来是静止的,它就保持静止状态。
对于用数学语言即公式表达的物理规律,应使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系,而不能从纯数学的角度加以理解。
如,对电场中同一点而言,不能说场强E与电场力F成正比,与电量q成反比,因为场强E由电场和电场中该点的位置决定。
四、要使学生明确物理规律的适用条件和范围
物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的,只能在一定的范围内使用.超越这个范围,物理规律则不成立,有时甚至会得出错误结论.这一点往往易被学生忽视,他们一遇到具体问题,就乱套乱用物理规律,得出错误结论.因此,在物理规律教学中,要使学生明确物理规律的适用条件和范围,正确地运用规律来研究和解决问题。
例如动量守恒定律,它的成立条件是,所研究的系统不受外力或者所受外力的合力为零,这属基准条件。
如果系统受到外力F外或合力F合不为零,其动量是不守恒的,但可能有两种情形:其一,系统中物体相互作用的内力F内远大于F外(或F合),该系统的动量可看作是守恒的,其条件属近似条件;其二,选定直角坐标系后,将不在坐标轴上的外力各自沿x轴和y轴进行正交分解,若沿某一坐标轴(如x轴)的各个外力(含分力)的合力为零,则系统在该轴方向上的动量守恒,其条件属分动量守恒条件。
动量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律之一,它适用于两个物体或多个物体组成的系统;它不但能解决低速运动问题,而且能解决高速运动问题;不但适用于宏观物体,而且适用于电子、质子、中子等微观粒子。
此外,无论是什么性质的相互作用,动量守恒定律都是适用的。
五、加强应用物理规律解决实际问题的训练和指导
物理规律来源于物理现象,反过来应用于实际问题,学习物理规律的目的就在于能够运用物理规律解决实际问题,同时,通过运用,还能检验学生对物理规律的掌握情况,加深对物理规律的理解。
在规律教学中,一方面要选择恰当的物理问题,有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地进行训练,使学生结合对实际问题的讨论,深化、活化对物理规律的理解,逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法;另一方面,要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律,经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象,通过训练,使学生逐步学会逻辑地说理和表达.对于运用物理规律分析和解决实际问题,要逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法,使学生学会正确地运用数学解决物理问题。最后指出,由于物理规律的复杂性,必须注意规律教学的阶段性,使学生对规律的认识要有一个由浅入深,逐步深化、提高的过程。
只有这样,才能有效地指导学生掌握物理规律,培养学生的思维能力。
参考文献
1.人民教育出版社物理室。
全日制普通高级中学《物理教学大纲》2003
2.田世昆,胡卫平.物理思维论[M].南宁:广西教育出版社,.
3.南冲.中学物理教学研究[M].北京:海潮出版社,.
【摘要】 高考是关系到千家万户的大事,也是国家目前选拔人才的途径。认真学习和研究《教学大纲》和《考试说明》,按照教学规律科学的进行复习,及时的收集和处理信息,充分的调动学生的学习积极性,一定会取得好的成绩。
【关键词】 高考组织复习能力
为使高考复习能落到实处,使复习的过程更科学、复习的效率更高、有利于最大限度的提高学生的成绩,特提出以下几点建议:
1.强化基础知识的复习,加强学生对概念和规律的深入理解
在高中,对基本概念、基本规律的要求一贯是高考物理考查的主要内容和重点内容,主要考查考生在理解的基础上掌握基本概念、基本规律和基本方法,并要求深入理解概念和规律之间的内在联系。不少学生存在着这样的表现:概念,定义都知道,但一用就错,试卷上表现主要是选择题得分率低。这些都是基础较差,对物理概念和规律的理解不够有密切的关系。而近几年的各地高考试卷中的物理试题也都明确反映出重视基本概念、规律考查的特点。
对此,在复习中应该按照物理《教学大纲》和《考试说明》对学生五个方面的能力的加以严格要求,同时要让学生明白:理解能力是基础。只有理解能力提高了,其他能力才能较好的发展,而理解能力的前提是牢固的基础知识、扎实的基本技能和规范的基本方法,只有抓好基本知识、基本技能和基本方法的复习,对概念和规律的理解才能正确、深入、透彻。
2.加强学生的计算推理能力、论证表述能力、分析综合能力
高考物理试题度于推理能力的考查贯穿于各种题型中,从不同的角度、不同的层次,通过不同的题型、不同的情景设置来考查考生推理的逻辑性、严密性;对论证表述则重在考查能否准确地、简明地把推理过程表达出来,以此鉴别考生表述能力的高低。要克服学生思维推理过程不能严格合乎逻辑,对受力分析、运动过程分析不予重视,给解题带来盲目性;不会用物理语言表述物理过程或物理规律,使解题过程残缺不全;牛顿运动定律、动量、功能关系三条常用解题线索相互脱节,不能有机整合,使解题思路僵化、方法呆板、正确率低。
3.提高学生应用数学知识解决物理问题的能力
物理和数学是紧密联系的,数学为物理学的发展提供了强有力的工具,几乎所有的物理概念和物理规律,都是通过量化的方法用数学公式进行描述,应用数学处理物理问题的能力也是进入高校深造的考生应具有的能力,因此高考物理试题一直注重考查考生的应用数学处理物理问题的能力。
近年来,高考物理中的数学能力要求有明显的调整,主要表现在尽量回避繁杂的机械运算,而在考察方面,为此,我们一方面要求学生在平时学习中,能过一定数目的练习,掌握解决物理问题常用的数学规律及方法,在此基础上,引导学生逐步形成运用数学工具处理物理问题的基本思路,重点在于通过精讲精练使学生能熟练地将物理问题转化为数学问题。另外,要重视估算题的训练,复习时应注意引导学生逐渐掌握近似估算法,快速求出物理量的数量级。同时,提倡学生平时不用或少用计算器进行计算,因为在平时练习中,很多同学习惯于使用计算器,连非常简单的加减法都非用计算器不可,这样使得他们数学运算能力很差。
4.加强实验复习
实验是物理学的基础,实验能力在物理高考中一直占有相当重要的地位。物理高考力图通过在笔试的形式下考查学生的实验能力。
在教学中,一是要正确对待实验教材,实验复习时不应该机械地记忆教材中各个实验的目的、原理、器材、步骤、记录、结果等等,而应引导学生领悟教材中物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序和合理的实验步骤。二是要引起学生对实验的有意注意,提供更多的动手动脑的机会,让他们主动地发现问题,解决问题。老师有意地改变实验条件、设置问题,激励学生努力寻找方法,解决问题。三是从培养学生的实验能力出发,让他们学会通过实验测量和有计划的实践活动去认识自然、发现自然规律、验证假想和猜测的方法,培养他们科学的思维方式、科学方法、实际操作技能和解决实际问题的能力。四是鼓励学生大胆创新,认识到实验教材提供的做法并不是一成不变,拘泥成规的,可以对课本中的实验做一些合理的变通,或补充一些模仿性实验,增加一些设计性实验,培养学生运用所学的知识、方法解决新问题的能力。
为使复习备考工作顺利进行,努力完成学校的工作任务,特提出以下几点措施:
1.认真钻研《高考大纲》、《教学大纲》及《课本》,充分提高“二纲一本”在高考中的作用,研究“二纲”,特别是去分析每年高考大纲之间的.细微的不同的地方,显得更加的重要,同时,也要建议学生常去翻物理课本,不可只顾按资料进行复习,却脱离了高考大纲的现象的发生。
2.高三教学应以人为本因为我们的授课对象是学生,是活生生的人,不是听课的机器,这就要求我们在教学中多点人性化,与学生之间多点交流,加强与学生的沟通,树立服务意识,不可高高之上,使教与学发生脱节。
3.要让学生明明白白的学习,让学生明白:“糊里糊涂作10道题,不如清清楚楚作1道题”。也就是说,在上课时要让学生明白,为什么要这么去作而不那样去作,为什么这样作是对的而那样作是错的,也就是时时要让学生明白一个“理”字,处处要讲“理”,在这一方面我的体会是我自己讲“理”的时候多,而让学生去讲“理”的时候少,以后在可能的情况下要让学生来讲讲“理”。
4.要让学生不可走入题海中,必要的题目是要做的,但一定要精选题目,讲前一定要求学生先做,作后再讲,讲后再留时间让学生消化吸收。
5.克服以教代学的现象,教得再好,没有学生的学(理解、消化、吸收),也是徒劳的,我们在高三复习中应该定位为一是指导学生进行知识的归纳和总结,补漏,建立知识网络,二是应有服务意识――帮助学生克服学习中遇到的困难和障碍。
6.要努力提高教学效率,效率的高低不是以你今天讲了多少个知识点,讲了多少道题为标准的,面是以你上课前定下的教学目标是不是在计划的时间内完成为标准的,说通俗一点,就是以这节课学生能过教师指导,真正学到的知识是多少为标准的。
7.狠抓基础内容及重点内容,高考的追求就是区分度,一套成功的试题是通过区分度来实现的,并不是由难度来实现的,而中等题目才是真正实现区分度的手段,因为易题都会,分不出好差,过难的题几乎没有几个人会,基本上也不会区分出好差,这一点一定要让学生知道,只有重视了基础,才能有效地完成中档难度的题,要防止学生钻牛角,老师要及时加以引导。
8.抓中等生要想在明年的高考中有突破,眼睛不能只盯着为数不多的几个好学生身上,要在尖子生吃饱吃好的情况下,重点兼顾中等生或有弱门课的学生,要想法提高他们的物理成绩,而提高他们成绩的方法中最好的方法就是要设法提高他们的学习物理的兴趣,让他们动起来,这样才是最为有效的,另外要多关心他们,多提问他们,在教学中采用灵活的方法,如分层布置作业,根据各班的实际灵活的采用不同的教学方法等,以提高他们的学习的积极性。
我们坚信,只要我们努力,按照教学规律科学的进行复习,及时的收集和处理信息,充分的调动学生的学习积极性,一定会取得好的成绩。
浅议初中物理探究式教学论文
在学习、工作中,大家总少不了接触论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。写起论文来就毫无头绪?下面是我整理的浅议初中物理探究式教学论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
一、展示物理趣味,激发探究
1、挖掘教材中的创造性教育内容。在物理教学中,我们要努力挖掘教材的创造教育内容,给学生介绍科学家的发明创造、探究规律、定律的研究和发现,应注意前人的创造思维、思想方法和研究方法对学生的启迪。我们不仅要看到科学家成功的结果,还应该了解他们探究的过程,成功的历程。在初中的物理教材中,创造性教育的内容、题材不少。如阿基米德定律的发现,是“顿悟”,是细心观察,是丰富联想,是知识的积累而获得;当奥斯特发现电流的磁场后,法拉弟又经过十年的不懈努力终于发现了电磁感应现象,是坚持不懈的探索,是联想和逆向思想的结果。直流电动机的换向器,结构虽然简单,但设计巧妙。用于动能和势能互相转化实验的滚摆,稍加改进,就有了风行一时的溜溜球。利用大气压作用,做成一种皮碗挂钩。爱迪生研究白炽灯等等都是物理教材中对学生创造教育的丰富内容。
2、应用故事、生活实例等情境,激发学生的求知欲望,提高学生的兴趣。让生活走向物理,物理走向社会。对于学生在日常生活中已经积累了许多经验。但是对背后的道理并不知晓,即处于“知其然而不知其所以然”的境地。根据学生的心理状态,顺着学生的认知规律,在初二物理的引言中,我创设了以下情境:首先通过开教室的门,引入这扇门并非普通之门。它是物理学中的力学之门,我们将从这走进物理知识的`王国,去探究物理知识的奥秘。接着引入2008年北京奥运健儿拼搏夺冠的情境,分析其中的物理知识。射击——三点一线与光学有关;举重、游泳等与力学有关。
及时运用奥运健儿乒乓球队员的自信,自己战胜自己,最后达到我能的境界。在讲物理是有用的时候,引入乌鸦喝水、司马光砸缸的故事等。正是这些情境的安排,调动了学生的学习积极性,并及时鼓励了学生,从而激发了他们的探究意识。在学习“阿基米德定律”以前,首先向学生介绍“曹冲称象”这一有趣的史实,并根据这个史实揭示的吃水深度——排水量——船与石头的重量关系之间的特定联系,它在学生的视觉中形成了富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物,再演示“阿基米德实验”,这样就增强了学生对物理教学的探索欲望。
3、通过实验、实践问题,创设脑手并用的活动情境,激发学生的求知欲望,提高学生的探究能力。
通过实验创设情境,实验往往会让学生感到出乎意料,能顺应学生的“好奇、好动、好玩、好胜”心理,大大剌激了学生的感观,激发学生的学习兴趣。实验产生的新信息要遵循学生已有的认知结构,引发学生的思考。在学习《大气压强》时,先做瓶“吞”鸡蛋,覆杯实验以及利用可口可乐瓶制作的气球实验。这些实验现象会使有些学生不解,“瓶口小鸡蛋怎么进去呢?水为什么不会流出来呢?气球为什么会吹不起来呢?带着这些疑问,学生进入了良好的学习状态。
通过实验问题创设情境。实验问题情境的设置,不仅在于实验问题本身,更重要的是知识背境的铺垫以及铺垫的技巧。只有当问题情境与学生原有认知结构紧密相联,在相互作用时,实验现象、探索规律,才能转化为知识和能力。只有这样情境教学才会有一个更高层次的升华。如“浮力”教学,来自生活的经验,往往成为学生思维的障碍。学生常误认为浮力跟物体的质量、体积、密度有关,跟物体浸入液体中的深度,跟物体的运动状态,空实心以及物体形状有关,跟液体密度有关等等。
为了使学生建立正确的概念,首先通过多媒体引入海底世界的精彩片段,提出问题,为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮,而有时又小到托不起一片薄薄的铁片。一艘船从海里驶向河里,浮力怎么变化?浮力的大小究竟跟哪些因素有关?演示实验时用弹簧秤分别挂起同体积的铁块和铅块浸入水中,大家观察弹簧秤示数,并提问说明什么?要想说明物体的体积跟浮力无关,应该设计什么实验?要想说明上述提出的其它观点又应设计哪些实验?正是这样一层一层地循序渐进,让学生在实验问题设计中得到了答案。
更重要的是在实验的设计中提高了学生探究能力,从而使物理的实验教学得到了升华。学习了“家庭电路和家庭用电”这章内容后,安排学生在家中观察电路,利用家用电器辨别火线和零线,学习灯头线接法,了解保险丝的作用并会选用,还可安排学生根据家用电器的数值,算出自家各种电器每天或每月的耗电量。事实证明,问题设置好就可以带领学生以已知知识的情景为基础进入更新知识的情景,学生会随着设置恰到好处的问题不断开启知识宝库的大门,充分享受获取知识的喜悦。
二、探究习题,拓宽知识面,学以致用
近年来,教育对学生的能力要求越来越高,探究习题更是层出不穷。样式越来越活,其宗旨是要求学生对所学的知识要领悟透彻。为此,在教学中我们要不时引入探究习题,让学生时刻体现物理学科的特点。不时地体验物理学家的角色,体验成功的快感与喜悦。从而培养学生搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。
总之,作为一个教育者,当前的重要任务是探究如何把教者的教与学生的学、传授知识、激发兴趣和提高能力有机地结合起来。课堂改革的关键是充分调动主体--学生的主观能动性,使他们爱学、乐学、会学。作为教师,在整个物理教学过程中把自己的教法和指导学生的学法有机地统一起来。同步进行实现教学优化,才能收到事半功倍的效果。
高中物理课题研究改革实施策略论文
无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文,欢迎阅读与收藏。
摘要: 当代教育改革提倡学生的全面发展,高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现,高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人,教师要在让学生掌握知识的同时,同步推进科研素养、创造能力的培养,使学生各方面素质全面发展。
关键词 :高中物理;课题研究;新课改;
随着新课程改革的大力推进,“核心素养”一词成为教育的热点话题,核心素养的是指:学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指,在核心素养的基础上加入物理学科的元素,学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力,被归纳为四个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么,如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养,便成了当代高中物理教师新的关注点,本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例,高中物理一线教师便是这一举措的实施者,同时也是课程开发的研究者,课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力,科研和创造不应只是高等教育的代名词,科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养,高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐,提高对核心素养的培养意识,并提升相应的培养能力,为新时代培养全面发展的人。
一、高中物理新课改中教材的变化
(一)新课改中教材的变化
2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整,新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容,空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化,但每本书及部分章节内容安排都进行调整,从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面,新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题,这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面,新教材更多选取了实际拍摄的图片,突出了物理生活化和时代化的特征。
(二)新课改中课题研究的变化
2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”,2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容,而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”,分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”;2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”,2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分,并且给出了具体的实验数据和结果分析,“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案,但参考选题只提出问题,此处考查学生的类比迁移能力,因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。
二、课题研究改革分析
课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向,包含着教育改革的改革思路和育人理念,分析课题研究的改革,也是在深入贯彻体会教育改革。
(一)从教材变化分析
旧教材主张放宽眼界,摆脱教材的限制,留意观察身边社会及自然的事物,对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养,研究的内容不受教科书的限制,学生根据自己对周围的事物观察和质疑,发现并提出自己值得研究的问题,把更多的主动权给了学生,让学生自己放手去做。不仅如此,新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力,所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础,是已掌握知识的实践延伸,在一定成熟的知识体系的帮助下,让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材,不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手,研究过程也更加具体细化,旧版教材重在让学生思考已经给定的问题,自己观察并解决,而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题,在研究样例中,不仅给出了一整套的实施办法,还给出了具体的数据及完整的结论分析,如此一来,有了样例,学生便明白了探究性学习的一般程序,便可以仿照给定的程序,自行完成参考选题,或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题,进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的,也传授给了学生研究性学习的实施程序,让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。
(二)从育人理念分析
中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力,再加上繁重的课业及考试压力,导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”,而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素,研究的主题与学生已掌握的知识充分结合,内容上也更加贴近学生的生活,操作过程更加容易实现,并且教材中给出了具体的操作方法,学生可以先参透研究样例,模仿或自行完成参考选题部分,也可自行选择同类型的现实问题,进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式,这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理,却也养成了中学生的不良学习习惯,被动的接受和不懂就问,久而久之缺少了自己探索的意识和能力,而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足,极大地锻炼了学生自我探究的意识,和运用已学知识去解决问题能力。
三、研究课题的实施策略
改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题,首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标,从目标意义入手,谈课题研究的具体实施。
(一)课题研究的目标
(1)获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验,研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝,但是在实验过程中获得的科学探究素养,却会贯穿物理学习始终。与此同时,探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。
(2)培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程,期间会遇到许多意想不到的问题和困难,在这一过程中学生无法依赖教师,无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成,由此一来,学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养,久而久之,内化成自身具备的品质。
(3)培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础,具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务,教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。
(4)培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”,科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功,这些都需要点滴的渗透,需要学生从实际的情境中感悟、体会,并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的,当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境,基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够,课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步,将教育改革不仅仅停留于书面口头,而是落实于实际,真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。
(5)激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结,学生直接从书本上获得知识,由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程,知识就不能“活”在生活中,不仅仅是物理,各科学习都普遍存在这一问题,课题研究便为解决这一问题提供了平台,让学生激活各科学习中的知识储存,提高知识的相关性,使学生研究并尝试相关知识的综合运用。
(二)课题研究的实施策略
(1)教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解,并对将要用到的基础知识做回顾梳理,申述注意事项,接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法,并对这些研究方法作以详细的指导,让学生有足够的知识、技术储备,使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。
(2)制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握,此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力,根据研究样例的实验研究过程,自行制订研究计划、设计实验,设计具体实验步骤。在此阶段,教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预,充分给予学生主动权,让学生自己积极探索、积极体验。
(3)研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践,如无法得出结论,则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划,然后实施修改后的方案计划,再次研究实施,直到得出数据。
(4)处理数据,总结结论学生进行多次试验,并根据自己测得的实验数据,进行详细的分类、统计,并且分析数据之间的关系,排除误差数据,从中发现一定的规律,经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。
(5)组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果,互相讨论研究的过程。在该阶段,教师则需要对学生研究过程进行评价,并对其中的错误进行指正,带领学生总结分析成功或失败的原因。
(6)研究效果评估这一阶段是教师参与的环节,教师可以引入多元化的学生评价方式来评估,按照一定的比例来综合,评定学生课题研究部分的成果,并对本次活动的总体效果进行总结,归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题,在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透,以此提高学生的综合能力。
四、课题研究改革对现代教育的启示
课堂上的学习是学习方式的一种,但研究性学习的研究过程,将来在实际工作中所遇到的各种问题,多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育,不应该以应对考试为最高目标,应是培养全面发展的人,不仅要有过硬的文化知识功底,也要具备创新能力和科研素养,学习到的知识或许不为今后职业生涯所用,但钻研探究的意识,却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢,对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升,更需提高对各方面能力的重视度,着眼于学生的未来,培养更多能够独立解决困难的人,和具备科研精神、科研素养的人。
学习的知识也不应该仅仅只为考试服务,教师应时刻立足于核心素养的培养,随着改革的思路转变育人理念,让学生能够通过物理知识的学习,形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展,国家的发展需要科研技术的支持,科研人才的培养需靠高等教育的栽培,但科研精神和科研素养要从小培养意识,这就要依赖于基础教育,只有从小培养研究问题的意识,才能更好地具备科研精神和素养,为以后成为科研人才打下坚实基础。
五、结束语
高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程,研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化,细化研究过程,以学生为主体,给学生更多的主动权和发展空间,充分体现着新课改的育人理念,注重学生科研素养和创造能力培养,致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影,高中物理教师应紧跟教育改革的步伐,紧抓核心素养,适当调整自己的教学策略,重视对学生科研素养和创造能力培养,培养全面发展的人。
六、参考文献
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[2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42.
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[4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,下面就是高中物理论文范文,欢迎大家阅读!
摘要 :物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节,是物理教学的核心之一。
本文结合笔者自身多年的物理教学经验,浅谈在物理教学中,如何搞好中学物理规律的教学。
关键词: 物理规律教学
物理规律反映了各物理概念之间的相互制约关系,反映在一定条件下一定物理过程的必然性。
它是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽.所以,物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节,是物理教学的核心之一。
怎样才能搞好规律教学呢?现结合本人多年的物理教学经历,浅谈以下几点看法:
一、创设发现问题、探索规律的物理环境
教师带领学生学习物理规律,首先需要引导学生在物理世界中发现问题。
因此,在教学的开始阶段,要应给学生创设一个便于发现问题的物理环境。
在中学阶段,主要是通过观察、实验发现问题,也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题,有时也可以从对学生已有知识的分析展开中发现问题。
另一方面,创设的物理环境要有利于引导学生探索规律。
例如使学生获得探索物理规律必要的感性知识和数据;提供进一步思考问题的线索和依据;为研究问题提供必要的知识准备等等。
创设的物理环境还应有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.
二、带领学生探索物理规律
在学生有一定的需要和积极的准备状态下,教师要利用各种适宜的方法,如实验探索、理论推导等,向学生阐明概念和规律的形成过程,建立新旧知识的链接。
如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系,得出在质量一定的条件下加速度与外力成正比、在外力一定的条件下加速度与质量成反比的结论。
在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量的关系,归纳出牛顿第二定律。
这样学生对该规律的建立就有了一个清晰的过程,才能较深刻地理解物理规律、领悟其物理含义。
另一方面,向学生呈现物理规律内容时不但要准确,而且对一些关键字词应加以突出,给予适当的说明,以引导学生足够的注意和正确理解,并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较,建立类比联系,加深对物理规律的理解。
三、要使学生深刻理解规律的物理意义
在规律的教学中,要引导学生深刻理解其物理意义,防止死记硬背。
物理规律的表达形式主要有两种:一种是文字语言,另一种是数学语言,即公式。
对物理规律的文字表述,必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行,切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”,“灌”给学生,然后再逐字逐句解释和说明。
只有这样,学生才能真正理解它的含义。
例如,牛顿第一定律“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时,要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”,还要理解“或”这个字的含义。
“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态,有时保持静止状态,而是指如果物体原来是运动的,它就保持匀速直线运动状态;如果原来是静止的,它就保持静止状态。
对于用数学语言即公式表达的物理规律,应使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系,而不能从纯数学的角度加以理解。
如,对电场中同一点而言,不能说场强E与电场力F成正比,与电量q成反比,因为场强E由电场和电场中该点的位置决定。
四、要使学生明确物理规律的适用条件和范围
物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的,只能在一定的范围内使用.超越这个范围,物理规律则不成立,有时甚至会得出错误结论.这一点往往易被学生忽视,他们一遇到具体问题,就乱套乱用物理规律,得出错误结论.因此,在物理规律教学中,要使学生明确物理规律的适用条件和范围,正确地运用规律来研究和解决问题。
例如动量守恒定律,它的成立条件是,所研究的系统不受外力或者所受外力的合力为零,这属基准条件。
如果系统受到外力F外或合力F合不为零,其动量是不守恒的,但可能有两种情形:其一,系统中物体相互作用的内力F内远大于F外(或F合),该系统的动量可看作是守恒的,其条件属近似条件;其二,选定直角坐标系后,将不在坐标轴上的外力各自沿x轴和y轴进行正交分解,若沿某一坐标轴(如x轴)的各个外力(含分力)的合力为零,则系统在该轴方向上的动量守恒,其条件属分动量守恒条件。
动量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律之一,它适用于两个物体或多个物体组成的系统;它不但能解决低速运动问题,而且能解决高速运动问题;不但适用于宏观物体,而且适用于电子、质子、中子等微观粒子。
此外,无论是什么性质的相互作用,动量守恒定律都是适用的。
五、加强应用物理规律解决实际问题的训练和指导
物理规律来源于物理现象,反过来应用于实际问题,学习物理规律的目的就在于能够运用物理规律解决实际问题,同时,通过运用,还能检验学生对物理规律的掌握情况,加深对物理规律的理解。
在规律教学中,一方面要选择恰当的物理问题,有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地进行训练,使学生结合对实际问题的讨论,深化、活化对物理规律的理解,逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法;另一方面,要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律,经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象,通过训练,使学生逐步学会逻辑地说理和表达.对于运用物理规律分析和解决实际问题,要逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法,使学生学会正确地运用数学解决物理问题。最后指出,由于物理规律的复杂性,必须注意规律教学的阶段性,使学生对规律的认识要有一个由浅入深,逐步深化、提高的过程。
只有这样,才能有效地指导学生掌握物理规律,培养学生的思维能力。
参考文献
1.人民教育出版社物理室。
全日制普通高级中学《物理教学大纲》2003
2.田世昆,胡卫平.物理思维论[M].南宁:广西教育出版社,.
3.南冲.中学物理教学研究[M].北京:海潮出版社,.
【摘要】 高考是关系到千家万户的大事,也是国家目前选拔人才的途径。认真学习和研究《教学大纲》和《考试说明》,按照教学规律科学的进行复习,及时的收集和处理信息,充分的调动学生的学习积极性,一定会取得好的成绩。
【关键词】 高考组织复习能力
为使高考复习能落到实处,使复习的过程更科学、复习的效率更高、有利于最大限度的提高学生的成绩,特提出以下几点建议:
1.强化基础知识的复习,加强学生对概念和规律的深入理解
在高中,对基本概念、基本规律的要求一贯是高考物理考查的主要内容和重点内容,主要考查考生在理解的基础上掌握基本概念、基本规律和基本方法,并要求深入理解概念和规律之间的内在联系。不少学生存在着这样的表现:概念,定义都知道,但一用就错,试卷上表现主要是选择题得分率低。这些都是基础较差,对物理概念和规律的理解不够有密切的关系。而近几年的各地高考试卷中的物理试题也都明确反映出重视基本概念、规律考查的特点。
对此,在复习中应该按照物理《教学大纲》和《考试说明》对学生五个方面的能力的加以严格要求,同时要让学生明白:理解能力是基础。只有理解能力提高了,其他能力才能较好的发展,而理解能力的前提是牢固的基础知识、扎实的基本技能和规范的基本方法,只有抓好基本知识、基本技能和基本方法的复习,对概念和规律的理解才能正确、深入、透彻。
2.加强学生的计算推理能力、论证表述能力、分析综合能力
高考物理试题度于推理能力的考查贯穿于各种题型中,从不同的角度、不同的层次,通过不同的题型、不同的情景设置来考查考生推理的逻辑性、严密性;对论证表述则重在考查能否准确地、简明地把推理过程表达出来,以此鉴别考生表述能力的高低。要克服学生思维推理过程不能严格合乎逻辑,对受力分析、运动过程分析不予重视,给解题带来盲目性;不会用物理语言表述物理过程或物理规律,使解题过程残缺不全;牛顿运动定律、动量、功能关系三条常用解题线索相互脱节,不能有机整合,使解题思路僵化、方法呆板、正确率低。
3.提高学生应用数学知识解决物理问题的能力
物理和数学是紧密联系的,数学为物理学的发展提供了强有力的工具,几乎所有的物理概念和物理规律,都是通过量化的方法用数学公式进行描述,应用数学处理物理问题的能力也是进入高校深造的考生应具有的能力,因此高考物理试题一直注重考查考生的应用数学处理物理问题的能力。
近年来,高考物理中的数学能力要求有明显的调整,主要表现在尽量回避繁杂的机械运算,而在考察方面,为此,我们一方面要求学生在平时学习中,能过一定数目的练习,掌握解决物理问题常用的数学规律及方法,在此基础上,引导学生逐步形成运用数学工具处理物理问题的基本思路,重点在于通过精讲精练使学生能熟练地将物理问题转化为数学问题。另外,要重视估算题的训练,复习时应注意引导学生逐渐掌握近似估算法,快速求出物理量的数量级。同时,提倡学生平时不用或少用计算器进行计算,因为在平时练习中,很多同学习惯于使用计算器,连非常简单的加减法都非用计算器不可,这样使得他们数学运算能力很差。
4.加强实验复习
实验是物理学的基础,实验能力在物理高考中一直占有相当重要的地位。物理高考力图通过在笔试的形式下考查学生的实验能力。
在教学中,一是要正确对待实验教材,实验复习时不应该机械地记忆教材中各个实验的目的、原理、器材、步骤、记录、结果等等,而应引导学生领悟教材中物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序和合理的实验步骤。二是要引起学生对实验的有意注意,提供更多的动手动脑的机会,让他们主动地发现问题,解决问题。老师有意地改变实验条件、设置问题,激励学生努力寻找方法,解决问题。三是从培养学生的实验能力出发,让他们学会通过实验测量和有计划的实践活动去认识自然、发现自然规律、验证假想和猜测的方法,培养他们科学的思维方式、科学方法、实际操作技能和解决实际问题的能力。四是鼓励学生大胆创新,认识到实验教材提供的做法并不是一成不变,拘泥成规的,可以对课本中的实验做一些合理的变通,或补充一些模仿性实验,增加一些设计性实验,培养学生运用所学的知识、方法解决新问题的能力。
为使复习备考工作顺利进行,努力完成学校的工作任务,特提出以下几点措施:
1.认真钻研《高考大纲》、《教学大纲》及《课本》,充分提高“二纲一本”在高考中的作用,研究“二纲”,特别是去分析每年高考大纲之间的.细微的不同的地方,显得更加的重要,同时,也要建议学生常去翻物理课本,不可只顾按资料进行复习,却脱离了高考大纲的现象的发生。
2.高三教学应以人为本因为我们的授课对象是学生,是活生生的人,不是听课的机器,这就要求我们在教学中多点人性化,与学生之间多点交流,加强与学生的沟通,树立服务意识,不可高高之上,使教与学发生脱节。
3.要让学生明明白白的学习,让学生明白:“糊里糊涂作10道题,不如清清楚楚作1道题”。也就是说,在上课时要让学生明白,为什么要这么去作而不那样去作,为什么这样作是对的而那样作是错的,也就是时时要让学生明白一个“理”字,处处要讲“理”,在这一方面我的体会是我自己讲“理”的时候多,而让学生去讲“理”的时候少,以后在可能的情况下要让学生来讲讲“理”。
4.要让学生不可走入题海中,必要的题目是要做的,但一定要精选题目,讲前一定要求学生先做,作后再讲,讲后再留时间让学生消化吸收。
5.克服以教代学的现象,教得再好,没有学生的学(理解、消化、吸收),也是徒劳的,我们在高三复习中应该定位为一是指导学生进行知识的归纳和总结,补漏,建立知识网络,二是应有服务意识――帮助学生克服学习中遇到的困难和障碍。
6.要努力提高教学效率,效率的高低不是以你今天讲了多少个知识点,讲了多少道题为标准的,面是以你上课前定下的教学目标是不是在计划的时间内完成为标准的,说通俗一点,就是以这节课学生能过教师指导,真正学到的知识是多少为标准的。
7.狠抓基础内容及重点内容,高考的追求就是区分度,一套成功的试题是通过区分度来实现的,并不是由难度来实现的,而中等题目才是真正实现区分度的手段,因为易题都会,分不出好差,过难的题几乎没有几个人会,基本上也不会区分出好差,这一点一定要让学生知道,只有重视了基础,才能有效地完成中档难度的题,要防止学生钻牛角,老师要及时加以引导。
8.抓中等生要想在明年的高考中有突破,眼睛不能只盯着为数不多的几个好学生身上,要在尖子生吃饱吃好的情况下,重点兼顾中等生或有弱门课的学生,要想法提高他们的物理成绩,而提高他们成绩的方法中最好的方法就是要设法提高他们的学习物理的兴趣,让他们动起来,这样才是最为有效的,另外要多关心他们,多提问他们,在教学中采用灵活的方法,如分层布置作业,根据各班的实际灵活的采用不同的教学方法等,以提高他们的学习的积极性。
我们坚信,只要我们努力,按照教学规律科学的进行复习,及时的收集和处理信息,充分的调动学生的学习积极性,一定会取得好的成绩。
高中物理教学中存在的问题及对策论文
物理学是一切自然科学和技术科学的基础,来源于生活实践又应用于生活实践,应该是学生们最为钟情的一门课程。然而,绝大多数的高中学生都反映,高中的物理是所学科目中最难的。为此,我总结出如下解决方案。
一、培养学生对物理的学科情感,提高学生的学习情商
首先,教师要使学生对学习物理有兴趣、有信心。“兴趣是最好的老师”,学生的学习活动最易从兴趣出发,教学中若不重视激发和培养学生的学习兴趣,学生便会失去学习的信心和动力,对概念、定理和重要定律似是而非、模棱两可,这就必然导致学生做不好题,对物理感到头痛,学习情绪低落,成绩自然无法提高。其次,注重物理实验在教学中的作用。新课改中物理实验的教学加强了,演示实验可以使他们“眼见为实”,学生实验更使他们有自己动手的机会,课外小实验又有趣,学生都比较乐于参与,简单的、生活化的实验材料可以给学生亲切感,消除对物理学科的畏难情绪。再次,加强多媒体的应用。以计算机为核心的信息技术推动社会进入了一个信息化的社会,新课改下以多媒体技术为灵魂的现代信息教育技术赋予传统教育以新的内涵。认识到学习兴趣、学科情感对物理教学的重要性并能采取相应的措施,学生就会早日进入物理学习的正轨,主动克服物理学习的'困难,教与学也就更加相辅相成了。
二、重视与加强培养学生良好的学习方法
物理教学过程,不仅是传授知识、技能的过程,更应是教会学生如何学习物理的过程。物理教学,原本就有教师的教和学生的学两个方面,当前物理教学中普遍存在着重教师教法的探讨轻学生学法的研究的现象,这对于开发学生智力,培养学生能力,提高物理教学质量,从而实现素质教育是极为不利的。实践证明:学生学物理效率的高低、成绩的好坏,很大程度上取决于学生学习方法是否科学,因此,我们不仅应重视教师教法的探讨,更应重视学生学法的指导研究。新课改更重视培养学生的科学探索过程,毕竟,科学过程是科学家们从事科学活动的智力劳动过程。把科学过程与科学思维、科学方法引入物理课程,不仅能使学生有身临其境之感,而且能领略前辈大师的研究方法、科学思想、科学精神,得其精髓,有所借鉴。
教师与学生都要认识到学习方法的重要,教师如果能指导学生掌握一套良好的学习方法,学生必然会喜欢物理并能够顺利适应高中的物理教学。
初高中物理教学衔接问题探讨论文
新课改政策实施之后,初中物理的教材发生改变,由浅入深地将物理现象、力学概念和电能、光能、热能等基本知识编排在一起,先简后难,删去了部分知识点,对内容的要求也有所降低。而高中物理则是从物理学知识体系延伸,将力学、热能学、光学、电子学、原子物理等知识联系起来,无论是教学内容还是教学理念,初中物理和高中物理都存在较大差异,在知识要求和评价方面也有不同,加上高考对物理的要求较高,使得初中生进入高中之后,物理学科变成了让大多数学生和家长头疼的困难科目。学生在新课改之后由初中升入高中,要想顺利的完成从初中物理的形象思维过渡到高中物理的抽象思维,必须解决初中物理与高中物理之间的衔接问题。
一、充分了解初高中物理教材和教学内容的差异,有针对性地改进教学方法
1.初中物理与高中物理教材编写差异
初中物理知识相对简单,教材内容对初中生的年龄来说通俗易懂,物理现象也很直观生动,多与生活实际相联系,方便学生观察实验。多以初中生的认知角度出发,注重开发形象思维,无过于复杂的规律,只需运用简单的数学知识和公式计算。实验的原理也相对简单,便于操作。新课改的教材多采用简单有趣的故事和现象来解释说明物理概念,吸引学生的注意力,注重科学探究。以灵活的编排寓教于乐的激发学生兴趣,以简洁明快、浅显易懂的图画解释物理概念,以轻松愉快的学习方式讲述物理规律。高中物理教材的章节内容明显增多,常用较长的篇幅严谨的叙述物理概念和理论,抽象的物理知识比较难理解,需要学生多个角度思考,多方面动态的研究与生活实际切合的不是很紧密,抽象思维应用较多。对力学、电学、热能学、光学、原子物理等知识比初中物理更加深入,知识难点提高,相比初中物理内容枯燥,缺乏趣味性。常常需要用到复杂的文字、图像、图表、数学模型、力学模型、实验设备等综合解答物理现象。学生的学习难度加大,要求学生不仅能对物理概念和规律熟练掌握,还要会灵活运用。解答物理习题时,需要综合分析物理运动过程,建立正确的方程式求解。
2.初中物理与高中物理教学内容差异
初中物理教学内容并不多,以简单介绍常见物理现象和物理结论为主,各个章节之间的知识点联系不紧密,所研究的对象多以客观存在的物体为主,研究的过程也比较简单,所用到的物理知识相对容易理解,对物理概念和规律只要求定性理解即可,无需论证。学生学习初中物理只需要形象思维感性理解就可以轻松掌握。高中物理研究的内容较抽象,知识点复杂,旨在研究各种物理现象的本质,重视理论方面的分析推导,对数学知识的应用明显增多,系统化的学习物理体系,研究多维空间的物理状态,从宏观物理深入到微观、宇宙中,通过逻辑推理验证并得出物理规律。要求学生设计物理模型并定量描述,物理研究转变为复杂的动态过程,经常需要考虑到限定模式下的运行状态,甚至要求计算临界状态下的运行轨迹,计算难度大大增加,对学生来说理解难度很大。
3.充分了解教材差异,加强认识,提前打好基础
首先,初中物理教师适当了解高中物理内容,将基础知识深入透彻的传授给学生,适当的扩宽知识范围。高中物理是对初中物理知识的进一步学习和扩充,初中物理教师如果能提前了解到高中物理教材内容,提升知识水平,适当的将初高中物理之间的差异和联系渗透到教学内容中,对初高中物理之间的衔接会有很好的促进作用。其次,高中物理教师应研究初中物理教材,引导学生注意两者之间的知识衔接点。高中物理教学尤其是高一的物理,做好新旧知识之间划分,强调差异和区别,帮助学生改变初中物理学习中的思维定式,用旧知识同化新知识,对于容易混淆的物理概念和规律进行深入、系统、复杂的剖析,让学生明白其中的差异和联系。再次,适当加强初高中物理教师之间的`交流。如果可以适当的组织初中物理教师与高中物理教师之间的学习交流,将初中物理和高中物理的基础知识与内容差异做深刻对比,让初高中物理教师之间多一份理解和包容,对双方的学习和工作都大有益处。
二、做好物理教学方法与学生学习方法之间的衔接
1.初高中物理教学方法的差异
从教师方面分析,由于现在的初中高中大都是分开单设的,初中物理老师和高中物理老师之间几乎没有什么交集,相互的教学工作也了解不多。初中物理重点关注在升学率,学习的物理知识停留在应对中考层面上,一些公式定律都是靠死记硬背。而到了高中物理,同样的定律却有很多限定条件,学生容易混淆。高中物理老师更多关注高考,讲授知识点时忽视学生在初中阶段养成的一些根深蒂固的固定思维方式,同一物理概念和规律在不同的阶段定义不完全相同,教师如果不引导学生区分要素,学生就会不知所措,从而导致学生接受新知识时衔接不上。受到教师本身知识水平和教学能力的限制,初中物理教学以反复做题强化训练来提高分数,常常忽略学生思维能力的培养。进入高中之后,教师缺乏与学生之间的沟通交流,对学生初中时养成的学习方法和思维习惯不了解,使学生变得被动,一味听老师讲解,机械式的记忆并不利于学生学好高中物理,遇到题海战术对战高考,很容易使学生产生厌学情绪,导致学生对高中物理失去兴趣。从学生方面分析,初中物理无论是理论概念还是公式计算,都相对简单易懂,大部分学生都能轻松应对。学生只需记住公式,按部就班就能解决问题。这种机械式的学习方式并不适用于高中物理。初中物理简单无需预习和复习,听教师正常上课就能学会,使学生养成对物理教师的依赖性,很少主动独立思考。到了高中物理,抽象的概念和繁多复杂的知识点,单纯依靠课堂教师讲授的方式很难完全消化理解。
2.加强初高中物理课程标准的学习,调整初高中物理教学方式
要想更好的衔接初高中物理,就要按照新课改的理念和要求,彻底贯彻执行初高中物理的教学标准,有的放矢地调整好初高中物理教学方式,真正的将教师和学生联系起来。初中物理教学过程可以适当鼓励学生自学,拓宽知识面,提前为高中物理打好坚实基础,做好铺垫工作。高中物理教师尤其是高一教师,首先应充分了解学生在初中时学习物理的方法和状态,及时地调整教学方法,归正学生的学习方式,做好引路人,让学生顺利完成从初中到高中的转变过渡,养成正确的思维方式和学习习惯。教师在教学时,注重培养学生的逻辑推理分析能力,培养学生的自学能力,系统的引导学生分析解题,帮助学生掌握更多更有效的学习技巧。教师应与学生多沟通交流,及时了解学生的学习状态,根据学生的认知水平,及时帮助他们答疑解惑,尽可能地发挥每一个学生的潜力,让学生都能积极主动地学习物理,采用有效的学习方法学好物理。
三、结语
新课改下初高中物理之间的联系越来越紧密,做好衔接工作,及时解决相关的问题,不仅给初高中物理教师提供了更广阔的空间,扩宽了教师的教学思路和研究范围,还提高了学生独立学习的能力,引导学生对物理这门课程产生浓厚兴趣。教师需要不断改进教学方法,及时地沟通交流,根据不同阶段学生的基础知识和认知水平来施教,让学生发自内心地喜欢上物理课程,师生共同努力,提高物理教学质量。
参考文献:
[1]潘四军.建立初高中物理衔接教学的绿色通道[J].河南科技,2014,(01):281.
[2]吴炳光.初高中物理衔接教学策略初探[J].中国民族教育,2012,(05):30-32.
生物医学工程对现代医学的发展进步具有促进作用,我国各级医院要明确划分医学工程部门的工作范围,提高医学工程部门的地位,完善医疗设备的管理制度,加强专业人才的培养,促进生物医学工程的建设与发展。接下来是我带来的生物医学工程毕业论文,希望对你有所帮助~
摘要:生物医学工程,是综合了工程学、物理学、生物学、医学等学科,以预防和治疗疾病、保障人体健康为主要目的的新兴学科。生物医学工程致力于研发新的生物学制品和生物学材料,改进医疗技术,在现代医学领域中占有重要的地位。本文将追溯我国生物医学工程学科的发展历程,提出发展过程中存在的一些问题,为解决这些问题提供一些可行的策略。
关键词:生物医学工程;学科发展;学科建设
电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展,对现代医学产生了极大的促进作用,生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究,分析疾病的机理,从而制定有效的治疗措施,极大提高了现代医学的治疗水平。但是,我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中,也遇到了一些问题,必须对这些问题加以解决,才能够促进生物医学工程学科的发展。
1生物医学工程的发展历程
生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代,起源于美国。这一学科一经产生,就迅速受到世界各国的重视。1965年,国际医学和生物工程联合会建立,后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视,是因为具有广阔的应用前景,能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来,极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家,在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门,负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚,而且应用范围比较窄,仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面,生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。
2我国生物医学工程存在的问题
我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚,应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先,历史遗留的体制问题。我国的各级医院,负责生物医学工程的科室没有统一的名称,也没有明确的职责范围,各级医院都是根据自己的理解,设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况,具有很大的随意性。有些医院的生物医学工程部门只负责医疗设备和物资的采购,对医疗设备进行维修,而另一些医院的类似部门,不仅要负责医疗设备和物资的采购,还要负责生活用品的采购;有些医院的生物医学工程部门由医务处来管理,而另一些医院却将其列为后勤保障处的管理范围。这种学科建设上的混乱,极大程度地妨碍了生物医学工程的'发展,导致人们对其产生了偏见,没有意识到生物医学工程的重要意义。其次,人员编制问题。我国很多医院在设立生物医学工程的相关部门时,为了方便医疗设备的维修,聘用了一些电工、钳工等专业维修人员。然而随着现代医疗技术的发展,医疗设备越来越精密,这些维修人员的水平已经远远不能满足生物医学工程的需要。如果医院不能够加强对员工的培养,建立起一支理论知识扎实、实践能力强、能够规范应用现代医疗技术的人才队伍,就会导致人员冗余,许多专业能力不足的人占据岗位,真正的人才难以被引进,不能对生物医学工程的发展起到促进作用。
3我国生物医学工程的发展策略
明确生物医学工程的职责范围
在一些生物医学工程发达的国家,医疗、护理、医学工程已经成为了医院发展的3个主要方面,这3大部门共同构成了现代医学的技术体系[2]。而在我国,医学工程的地位远远没有达到与医疗和护理平齐的地步,应用范围还比较狭窄,医学工程的作用还没有得到充分发挥。为了改变这种现状,我国的医院必须调整观念,强化对生物医学工程的建设和管理,明确地划分医学工程部门的工作范围,不仅要负责医疗设备的采购、安装、维修保养,还要做好下列工作。首先,医疗设备的安全性能调试。比如,目前我国医院所运用的先进医疗设备大多数依靠国外进口。但是,医院在引进设备的时候,往往只关注设备的技术水平和价格高低,忽视了医疗设备的插头问题。由于国内外医疗设备的插头标准不同,所以忽视插头问题,很容易导致花费大量资金引入的先进医疗设备无法在国内应用。另外,还有医疗设备的安全等级控制、设备之间的相互干扰问题,这些都是医学工程部门的工作内容。其次,医疗设备的保养。医疗设备的保养包括静态保养和东泰保养两个方面。静态保养就是建立医疗设备的维护保养制度,对设备的存放环境进行整顿;而动态保养则是根据设备的使用、消耗、故障情况实时进行的保养,比如检查设备的运行状况,及时进行故障诊断和维修,更换损害严重的部件等等。
完善医疗设备的管理制度
在我国很多大型医院,都具备各种先进医疗设备,其固定资产的总额甚至能达到几百万、几千万。但是,这些医院当中,都存在一个共同的问题:只重视医疗设备的采购,而忽视了医疗设备的管理,医疗设备的管理制度不够完善,难以发挥医疗设备的最大性能,导致医疗设备闲置或者损坏。对此,我国的医院应当积极完善医疗设备的管理制度,以便能够最大程度发挥医疗设备的性能。比如说,将医院所有的医疗设备集中起来进行管理,而不是将医疗设备分属于各个科室,在各个科室需要使用设备的时候进行租赁。通过这种方式,就能够有效避免医疗设备的闲置状况,而且方便了医疗设备的统一维修与保养。
加强专业人才培养力度
生物医学工程具有极高的科技含量,与众多高新科学技术成果都具有密切的联系。所以生物医学工程的从业人员也要具备相当高的科学素质,在具备应有的医学理论知识的同时,也要能够对各种先进医疗设备进行正确、规范地操作,制定针对患者身体健康状况的分析报告[3]。为了满足生物医学工程的发展需求,医院必须加强人才队伍的建设,着力培养生物医学工程的专业人才。医院要与各大高校进行合作,建立人才的引进机制,同时加强对内部员工的培养,制定激励制度来提高员工的学习热情。
4结论
生物医学工程对现代医学的发展进步具有促进作用,我国各级医院要明确划分医学工程部门的工作范围,提高医学工程部门的地位,完善医疗设备的管理制度,加强专业人才的培养,促进生物医学工程的建设与发展。
参考文献
[1]于璐,苏娟,王颖,等.中国生物医学工程类科技论文近期发文的计量研究[J].生物医学工程学杂志,2014(6):1342-1345.
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[3]司清海,董旭.生物医学工程专业人才培养的几点建议[J].实用医药杂志,2014(12):1151-1152.
随着计算技术和生物技术的进步,当前生物医学文献正在以前所 未有的速度增长。这些文献中蕴含着最新的研究进展和丰富的生物医学知识,对于生物医学研究者具有重要意义。然而数以千万计的文献使得研究者追踪和整理自己 需要的知识和信息变得越来越困难。文本挖掘技术可以解决这一问题,帮助生物医学研究者提高从文献中获取知识和信息的效率。因此针对生物医学文献的文本挖掘 研究具有重要的应用价值。判别式模型是一类直接利用特征来预测目标变量的发生概率的机器学习模型,本文中主要用到的判别式模型有最大熵模型和条件随机域模 型。相对于产生式模型,判别式模型降低了特征之间的独立性假设的要求,并且与很多文本挖掘任务的需求相一致,因而更有可能取得好的效果。本文主要研究如何 利用判别式模型来解决生物医学文献挖掘中的问题。具体地,我们研究了生物医学文本挖掘中的三个任务:生物医学名实体识别、生物医学实体规范化以及生物医学 语义关系抽取。在这3任务中,第二个任务是第一个任务在语义处理上的延伸,前两个任务是第三个任务的基础。本文的主要内容包含以下4个方面。生物医学名实 体识别的目标是确定一个给定的文本集合内的某一类型的实体的名字的所有实例,它是进行深层次文本挖掘的必要步骤之一。本文在考察了生物医学领域实体识别的 特点和难点,分析了目前已有的生物医学实体识别方法的优缺点的基础上,提出了利用条件随机域模型结合丰富特征集来进行生物医学实体识别的方法。这些特征包 括:构词法特征、上下文特征和句法特征。其中,浅层句法特征是首次被引入到条件随机域模型中,同时用来进行实体的边界检测和类别判断。实验表明,这一特征 可以有效地提高名实体识别的效果。有监督的机器学习方法需要大规模的标注语料。大量的电子文献使得在生物医学领域获取未标记的语料已相当容易,但是对语料 进行标注仍然是一件昂贵的工作。针对在生物医学名实体识别中有监督学习所需的大规模训练语料比较难以获取的问题,本文提出了基于最大熵模型的协同训练的半 监督学习方法。该方法可以利用大量的未标注语料来提高在较少的标注语料的基础上学习到的分类器的名实体识别性能。为了进一步提高半监督学习的效果,本文将 主动学习引入到半监督学习的过程中。实验表明,基于最大熵模型的协同训练方法可以有效地提高初始分类器的识别性能。灵活的生物医学实体命名方式使得生物医 学实体具有严重的歧义。这已成为对生物医学文献进行深层自动文本挖掘的主要障碍之一。生物医学实体规范化的提出就是为了解决这一问题。生物医学实体规范化 就是把生物医学文献中表达同一概念的不同变体映射到统一的概念标识符。本文提出了一种用于生物医学实体规范化的多层歧义消解框架。实体规范化过程中不同阶 段有不同的歧义情形,在本文提出的框架中,针对这些情形采用了有针对性的解决策略,包括:基于词典的实体名字检测,基于机器学习方法的候选选择以及基于知 识的歧义消解。在BioCreAtIvE2006基因名字规范化任务的测试集上的实验表明本文提出的框架可以有效地解决规范化过程中的各种歧义。生物医学 语义关系抽取是生物医学文本挖掘的主要研究内容之一,是从无结构的生物医学文献中抽取出生物医学知识的重要手段。在实际应用中,生物医学语义关系的定义有 宽泛和具体之分。本文将宽泛定义和具体定义的生物医学语义关系抽取分别看作二分类和多分类问题,提出基于最大熵模型的生物医学语义关系抽取的方法。针对不 区分类别的蛋白质相互作用这种宽泛定义的关系抽取,提出了一种基于最大熵的二阶段蛋白质相互作用关系抽取方法。针对多类别的蛋白质相互作用这种具体定义的 关系抽取,提出使用最大熵模型结合词特征的抽取方法,该方法在一个具有10种蛋白质相互作用类别的数据集上取得了的总体精确率。同样的方法应用 到疾病与治疗方式关系抽取任务中,也取得了很好的实验结果。此外,本文还通过理论分析和实验对比,从理论和实践两个方面说明了判别式模型比产生式模型更适 合生物医学语义关系抽取问题。参考文献 [1] 王浩畅,赵铁军. 生物医学文本挖掘技术的研究与进展[J]. 中文信息学报. 2008(03) [2] 于中华,陈蓉,胡俊锋,陈源. 基于加权投票K—近邻法的生物医学缩略语消歧[J]. 中文信息学报. 2008(02) [3] 龙军,殷建平,祝恩,赵文涛. 主动学习研究综述[J]. 计算机研究与发展. 2008(S1)
生物医学信息检索论文
当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。下面是生物医学信息检索论文,请参考!
生物医学信息检索课程中双语教学研究
摘要: 本文探讨了双语教学在生物医学信息检索课程中的应用,小结了医学信息检索课程双语教学的方法和技巧,并基于教学实践,对潜在的问题提出了相应的解决方案。
关键词: 生物医学信息检索;双语教学;高等教育
0前言
21世纪全球经济一体化,科学技术飞速发展,英语作为国际上的全球化通用语言,其重要性不言而喻,它发挥的马太效应已经愈来愈明显。而我国传统的英语教育更侧重于理论知识的学习,对更为实际的语言应用能力则有所忽视,尤其是专业英语的教育存在较大的空白,导致相当多的学生在专业领域内英语的实际运用能力有限。但是现如今,无论是各类型企业还是科研机构,对同时具备良好的专业知识和高水平的英语应用能力的人才的需求非常大。可以说,作为高层次的人才,仅仅具备专业知识,而英语应用能力存在短板会极大地限制专业水平的进一步提高,降低国际交流与协作的效率,对职业生涯造成无法低估的伤害。高等教育应从多方面入手,努力培养有国际视野的“专业+英语”复合型人才,满足这一需求。双语教学作为一种与国际接轨的教学模式,一方面有利于提高学生的英语学习能力,另一方面可以更快速更全面地获取专业相关的科技进展,有利于提升学生的专业水平。而生物医学信息检索是一门关于信息获取、知识更新的课程,只有当学生具备良好的英语能力,才能更高效更全面地获取最前沿的信息,学习最先进的知识,更好地服务于生物医学行业。将双语教学应用于生物医学信息检索,是一个事半功倍的方法。①②笔者在生物医学信息检索的双语教学实践中,总结了一些方法与技巧,并对其潜在的问题提供相应的解决方案。
1方法与技巧
精选教材且及时调整课程难度
“工欲善其事,必先利其器”,双语教学的首要问题便是双语教材的选择,教材选择的好与坏,直接影响着教学效果的好坏。教育部高等教育司曾提出:“在有条件的高等学校的某些信息科学和技术课程中推动使用国外优秀教材的影印版进行英语或双语教学,以缩短我国与国际先进水平的差距,同时也有助于强化我国大学生的英语水平。”原版外文教材在内容上更具有前瞻性、专业的前沿知识也更加规范和优越,更利于学生接触到新知识,选择原版外文教材也是营造全英文环境的一个有利措施,可以高效率地学习专业词汇的使用、专业内容的表达。但是,到目前为止,我国的生物医学信息检索的双语教材选择比较少。而直接采用美国等发达国家的生物医学信息检索原版教材,其课程内容并不一致,而且由于国外教材是按照英文的思维方式编写的,对于学生来讲难度较大,会对学生造成很大的学习压力。综合以上原因,我们在授课中参考了国外的一部分原版教材以后,自编了适合学生全英文的教材和练习。该教材兼顾学生按教学大纲要求掌握专业知识和基本技能,重点强调与现行的生物医学前沿进展的联系。最后在教学实践过程中,根据学生的学习和掌握情况随时进行修改和调整。
多媒体教学结合上机实践
现代计算机和网络的普及大大减轻了双语教学中的困难。随着网络技术的发展和网络信息资源的大幅度增长,生物医学信息检索也更多地在网络上进行。为了配合这一现实的应用现状,我们在教学中采用了教师多媒体讲授和学生上机实践相结合的方式,旨在让学生们能摆脱纸上谈兵的桎梏,充分地将字面的知识固化为自己掌握的本领,能利用网络进行生物医学信息的检索。教师在教学中利用课件控制,对临场情况做出及时的响应调整教学策略和学习内容,以适应动态教学环境所带来的变化。在多媒体演示教学环境中,老师可将操作过程和所得到的结果展现在学生面前,让学生亲自动手操作,以使学生对知识的理解更加具体透彻。上机实践使得整个教学环境由静态向动态转变。这个方式一则是充分发挥学生的积极主动性,从老师“教”转化为学生“学”,二则有利于学生将理论学习和技能提升有机地结合在一起。这一方式在没有增加学时的情况下,本科生的生物医学信息检索课程的教学质量有了比较大的提升,得到学生的普遍好评。
小班教学增强师生交流
双语教学要考虑到学生之间的水平差异,采用小班教学的模式。我们在教学中发现双语教学的最大困难在于学生之间存在专业英语水平的差异,尤其是对于生源来源广泛的民族院校,这种情况尤其突出,教师如何平衡这种差异、并且及时调整教学的进度和难度是重中之重。而小班教学的方式能够保证信息的充分交流和师生的顺畅沟通,有利于增进学生对专业知识的理解和应用,也可以给授课老师及时反馈。小班教学可以营造一个良好的每个人都可以参与其中的双语氛围,获得更好的教学效果。
2问题与对策
加强专业英语学习
笔者在双语教学实践中发现,教学效果的好坏很大程度取决于学生自身的英文水平,尤其是专业英文水平。当学生的专业英文水平有限的'时候,会出现不能理解关键词的准确含义、无法阅读摘要的主要内容,进而不能获得所需要的信息。在这种情形之下,无论老师如何讲授信息检索的原理,介绍信息检索的方法,对于学生来讲,都会出现茫然不知所措的状态。比如说指定检索癌症相关信息,部分同学只知道cancer可以表示癌症,不知道还有tumor、carcinoma也可以表示癌症,并且词义在医学领域存在差异。再比如,在表述胃癌的时候,可以用stomachcancer,也可以用gastricCancer。针对这一情况,笔者在授课之初会详细讲解MeSH(MedicalSubjectHeadings),即由美国国家医学图书馆建立的一套完整详细的生物医学领域的主题词库。同时,笔者也建议先导课的专业课老师在授课的过程中,尽量采用全英文幻灯片展示,中英文对照学习的方式。上述措施可以有意识地帮助学生扩大专业词汇量和帮助学生理解专业描述,进而帮助学生克服双语教学中的最大障碍。这是从根本上解决双语教学对于学生来说较为困难的方式,也唯有真正具备良好的专业英语水平才可以从本质上掌握生物医学信息检索的方法,才能够满足今后的学习和工作的需求。另一方面,对于生物医学数据库的英文界面不熟悉才会增加学生学习的难度。笔者比较困惑的是,在上课之初,一部分同学不太理解starmenu的含义,对于全英文界面的数据库NCBI(NationalCenterforBiotechnologyInformation),ScienceDirect,Highwire,以及软件Endnote初次接触的时候更是如同看天书。这本身并不困难,但是会极大地增加学生的心理压力,所以这需要授课老师对界面进行详细的讲解和介绍,并给予学生足够的时间去熟悉界面,达到能够熟练掌握的水平,消除学生的畏难心理。
循序渐进
为了避免在学习过程中,学生出现习得性无助的情况,双语教学一定要采用循序渐进的方式进行。切忌一开始就加重学习任务加大学习难度,这样的结果是多数同学会跟不上老师的进度,产生严重的厌学心理,进而会完全放弃这门课程的学习。教师授课以前需要对学生的英文水平和专业覆盖面有一个大概的了解,和学生沟通交流他们的学习兴趣、需求和困难所在,并根据获取的信息结合教学大纲及时调整授课的内容、重点和难点。当学生第一次接触到该门课程的双语学习时,教师需利用其最初的新奇感和参与意识激发同学们的学习兴趣,从简到难的学习进度中,让同学们自主地参与到课程的学习中来,收获到成功的喜悦是进一步深入学习的强大动力。教师在课堂讲授中要循序渐进地增加英语表达的比例,在遇到部分专业词汇时需要做详尽的中文解释;在遇到英文表意较为复杂的情况也需要辅以中文指导,全场和学生保持沟通顺畅,把握教学难点和内容。双语授课不能单纯为了英文表达而表达,忽视了学生在课堂上专业水平的提升。同时也可以让学生自发组成学习小组,让英语基础比较好的同学带动其他同学的学习,同学之间互相促进互相合作,形成一个良好的互动氛围,从教师的“教”彻底转变为学生的“学”,让所有的同学参与到这个过程中来,避免个别同学落后于集体学习进度的情况。
3结语
双语医学信息检索这门课程既有利于学生英语应用能力的提高,同时也有利于学生专业知识的扩展和深化,可以极大地增强学生在今后的深造和就业中的竞争力。虽然这门课中还存在很多问题有待我们做进一步思考与改进,但是只要我们勇于拓新,这门课一定会发挥其作用、展现其价值。随着高等教育中教育理念的更新,双语教学在医学信息检索教学课中的运用会真正服务于学生,服务于社会。
生物医学工程回顾与展望生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门生物、医学和工程多学 科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新仪器设备 ,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。 生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步 、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国著名 的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。 显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来,其意思是用 刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向 微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。 普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构 、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm )级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。 影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域 之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于X线CT技术的出现 和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量,远远大于普通X线照片观察所得的信息。目前,螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世,能快速扫描和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的CT, 提高了诊断准确率〔1〕。医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI),它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾 病在早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步,促进了医学诊断学 向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态MRI、MRA、FMRI、MRS发展。 根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18F,11C,13N)的原理,创造 的正电子发射体层摄影(PET),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史,但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值〔2〕。影像学诊断水平的不断提高 ,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。 介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治 疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(Interventional Radiology),这是医 学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 Gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩 张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎 。20世纪80年代随着生物医学工程的发展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(DSA)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世,使介入性诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、 非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的临床医学新领域--介入医学〔3,4〕。 人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏瓣膜病的治疗,除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难修复改善,不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材料、新技术的结果〔5〕。 肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生 命,肾病治疗学也因此有了很大进步。 现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。 可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。 此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上可见,20世纪生物医学工 程的发展,显著提高了医学诊断和治疗水平,有力地推动着医学科学的进步。 21世纪生物医学工程展望 纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现X线到今天X射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的 广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世,从赫斯费尔德发明CT到今天C T成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术 。循着20世纪医学发展的轨迹,我们有理由预测21世纪新的医学诊疗技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新: (1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信 息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。〔6〕 (2)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。 (3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着PET的问世和应 用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。 (4)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人 工器官将在临床医疗中广泛应用。 (5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效缓释材料,药 物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有 新突破。 (6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此,用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器,康复保健装置,以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应 用。 (7)除继续努力加强生物源性疾病防治外,对精神、心理、社会源性疾病的防治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发,研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。 (8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型创伤防护装置、生命急救系统是未来生 物医学工程的重要课题。 (9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代,有关分子生物学的诊疗新技术将快速发展,遗传 、疾病基因诊疗技术,生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。 (10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康,研究和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。 1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定,提出了奋斗目标:“到2000年,基本实 现人人享有初级卫生保健”,到2010年国民健康的主要指标在经济发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平,在欠发达地区达到发展中国家的先进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术战略研讨会”,国家工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等,对推动生物医学工程产业发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争,在医学诊疗技术上取得了重大成就;但面向21世纪的巨大挑战,我们要动员起 来,调整政策,制定规划,改革医学研究教学的旧模式,发挥现代科学多学科交叉合作的优势,创建全新的生物医学,为人民造福。