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關鍵詞:生物醫學工程;創新能力;人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)20-0049-02
在科學技術飛速發展的今天,創新意識和創新能力越來越成為一個國家競爭力和國際地位的最重要的決定因素。改革開放以來,我國創新能力有了很大提高,特別是2015年我國藥學家屠喲喲獲得諾貝爾醫學獎,更加堅定了我國工作者在創新道路上的信念和追求。但是,我國創新能力和國際先進水平的差距較大,因此培養青少年特別是大學生的創新能力,對我國的發展具有重大意義。
生物醫學工程學是一門理工醫相結合的交叉學科,它旨在培養工程技術基礎好、醫學基礎知識扎實、具備醫學與工程技術結合能力的高級技術人才,要求學生具有生物醫學領域中的研究和開發的基本能力。而作為本專業的在校大學生,如何培養其的創新能力和動手能力,是一所大學最重要的教學改革內容之一。
一、高校生物醫學工程專業創新能力培養模式的對比
目前,我國約有110所高校設立了生物醫學工程專業[1]。很多學校依托自然科學、工程技術或醫學等方面的優勢,結合其他學科發展該專業,因此不同學校在生物醫學工程專業人才的培養上會各有側重與特色,這種特色也體現在人才創新能力的培養上。如較早開設生物醫學工程專業的東南大學最早開創了一貫制本碩連讀,并不斷探索復合型人才培養模式,采用早期獨立實驗教學去提高學生的科研創新能力和綜合實踐能力[2]。第三軍醫大學旨在培養合格的軍事生物醫學工程人才,以適應部隊衛勤保障建設需要。通過構建基本技能―綜合技能―設計技能―創新技能4個層次、基礎課程實驗―綜合實踐課程―創新性課外科技活動―實習―畢業設計5個類型的課程培訓體系培養學員的創新實踐能力,并建設了創新實驗室服務于學員專業學習階段,進一步提高其應用軍事生物醫學工程方法解決相關問題的能力和創新實踐能力[3]。華南理工大學對該專業學生的培養則體現了理工類院校的特色,形成了以生物醫學電子、醫學信息工程、生物力學為主導的培養體系,并充分利用珠江三角洲醫療器械及技術服務產業密集的優勢,開辦校企合作,為學生實踐能力和創新能力的培養提供更大的平臺[4,5]。南京醫學大學針對醫療衛生行業對工程技術人才日益增長的需求,確立了“醫用導向型”創新人才培養目標,搭建“醫工融合”式的課程教學平臺和實驗教學平臺,并實施了“認知體驗,實踐鍛煉,深化拓展”三階段遞進式創新能力培養體系,為醫療衛生系統培養并輸送適合行業需求的人才[6]。
我校的生物醫學工程專業創辦于2003年,在借鑒老牌院校辦學經驗的同時,結合我校實際情況不斷探索更適應醫學院校培養工程應用型人才的辦學經驗,并從三方面構建了本專業應用型人才的工程實踐能力培養體系[7]。首先通過理論課教學的改革,如電子類課程的改革,重點引導和培養學生運用所學知識去解決問題的能力;其次,在實踐教學改革中突出工程實踐能力的培養,如獨立開設專業課程設計,以設計某個典型的醫療儀器為主線,培養學生工程實踐能力的綜合素質和創新精神;最后,改革傳統的畢業設計方式,得益于珠江三角洲的有利條件,我們開辟了一批實習基地,學生的畢業設計將與現實的工作需要相結合,增強了面向市場的技術應用意識和學以致用的綜合能力。近年來,在培養學生工程實踐能力的基礎上,為加快培養適應區域經濟社會發展需要的拔尖創新人才,我們開始著力于學生創新能力的培養。
二、我校生物醫學工程專業創新能力培養模式的探索
1.制度保障。我校于2010年頒布了《廣東醫學院大學生創新實驗項目管理辦法》、《廣東醫學院大學生創新實驗項目實施方案》等相關章程,指導我校大學生創新實驗項目的實施。章程規定每年評審立項一批校級大學生創新實驗項目,以校級項目為基礎重點申報一批省級大學生創新實驗項目。該項目的實施激起了本校學生對創新實踐活動的熱情,并于2014年版的學生手冊中添加了“廣東醫學院大學生創新創業能力培養與素質拓展學分認證實施方案(試行)”去進一步提高學生參與該活動的積極性。同年,在本科專業教學計劃修訂中,生物醫學工程專業的培養目標及培養要求也體現了重視學生創新能力培養的精神。此外,學校配套了相關經費支持并保障項目的順利開展,開放各類實驗室與重點實驗室向參與項目的學生免費提供實驗場地、實驗儀器設備和技術服務。
2.創新實驗室建設。我專業原有基礎實驗室、綜合實驗室各3間,大型醫療設備實驗室1間,主要用于實驗教學;另有生物醫學工程研究室、生物醫學工程光電子實驗室各1間,是教師進行科研項目的場所。前者的實驗內容體系由原來的“基礎型、驗證型”擴展至“設計型、綜合性”,此種改革在一定程度上鍛煉了學生的實際動手能力,但對于學生創新能力培養的力度不夠深入,因為其只在上課期間面向學生開放。后者教師會吸收部分優秀學生參與自己的研究項目,但受眾面小,也不利于培養大多數學生的創新意識及創新能力。鑒于此,在學校及學院領導的指導和支持下,我們于2013年12月開始籌建生物醫學工程創新實驗室,并于2014年5月投入使用。
創新實驗室的一個最大特點是采取全天式開放,確保最大化地提供學生的實驗學習時間,而且它面向本專業的所有學生開放,這種模式充分調動了學生的積極性和主動性,讓每一位學生都有平臺進行工程實踐和科技創新。創新實驗室在管理上采取了“專業教師指導為前提,醫學電子協會自主管理為主,技術人員管理為輔”的方法。醫學電子協會的會員是來自于本專業的學生,其負責實驗室的日常開放管理,包括安排學生值班、出入人員的登記、儀器設備的使用管理和實驗耗材的使用登記等。技術人員每周對實驗室的設備進行檢查維修,以確保儀器的正常使用。良好的設備是培養學生動手能力、創新能力必要的物質條件,創新實驗室在創建之初配備的設備就綜合考慮了它們的實用性和先進性。另外,其他實驗室的專業實驗設備除了滿足正常的教學和科研外,也會提供給創新實驗室。
3.學生基礎。創新實驗室的使用者為本專業的所有學生,包括大一、大二、大三和大四,因此其掌握開展相關訓練項目的理論基礎,并具備一定的儀器設備使用基礎。針對一年級學生,醫學電子協會定期舉辦單片機、JAVA語言等的培訓活動,考核結束后學員將進入大二、大三學生的項目組學習,在實踐中培養其分析問題、解決問題的能力。這種方式既打消了一年級學生不自信的心理,為其獨立開展創新實驗活動打基礎,又對項目研究起到了傳承的作用,使其能往更深入的方向展開。在相關的競賽活動結束后,醫學電子協會舉辦專門的經驗交流會進行切磋學習。對于學生的創新實踐項目,我們還配備了專業教師提供指導。這些舉措培養了學生的創新意識,提高了實踐能力,吸引了越來越多的學生參與到各項競賽項目中,如每年的廣東醫學院大學生創新實驗項目、各級別(校級、省級、國家級)的大學生創新創業訓練計劃項目、信息工程學院項目設計大賽等。近年來,本專業代表我校赴賽的團隊在東莞市大學生電子設計競賽、廣東省大學生電子設計大賽等競賽中都取得了不錯的佳績。
三、結語
目前,我們對本專業學生創新能力的培養主要基于創新實驗室平臺,以參加各種活動項目為途徑去鍛煉學生的創新思維能力、自主學習能力和解決實際問題的能力,并取得了一定的經驗和成效。經過創新實踐培養的學生獲得了用人單位的廣泛認可,但在創新實踐能力培養的深度上還需進一步加強。因此,我們下一步計劃與研發力量較強的公司企業達成聯合培養協議,啟動本專業的“卓越工程師”培養計劃,構建符合我校特色、體現區域優勢的創新型人才培養模式。
參考文獻:
[1]宮照軍,顧寧,梅漢成.中美生物醫學工程專業本科教育的比較與啟示[J].現代教育科學,2011,(5):132-136.
[2]汪溪,黃寧平,孫嘯,等.東南大學與美國大學生物醫學工程專業的對比分析[J].生物醫學工程學雜志,2011,28(3):567-572.
[3]寧旭,秦明新,金貴,等.生物醫學工程本科學員創新實踐能力培養的探索與思考[J].醫療衛生裝備,2012,33(1):128-131.
[4]吳凱,吳效明.生物醫學工程專業創新性人才培養的探索與實踐[J].醫療衛生裝備,2007,28(9):80-81.
[5]郭圣文,吳效明.理工類院校生物醫學工程專業人才培養模式探索與實踐[J].中國醫學物理學雜志,2013,30(2):4084-4088.
【關鍵詞】生物教學;遷移能力
在新課改不斷推行的今天,培養學生的能力成為當前教育改革的重要目標之一。生活經驗告訴我們,會騎自行車的更容易騎摩托車,會二胡的人更容易學習拉小提琴。這就是學習中的遷移現象。根據現代教育理論,學生的一種學習活動能夠很好地影響另一種學習活動,稱之為學習遷移。教會學生學習,教會學生通過教材知識的學習,通過課堂教學過程中獲得的能力,在做題和生活中更好地應用到思考問題和解決問題中去,從而真正靈活應用知識,靈活掌握能力,即培養學生獲得遷移的本領。在知識經濟和信息激增的今天,讓學生獲得更多知識和能力,更有利于學生的終身學習和發展。本人從生物教學中培養學生的遷移能力談談自己的做法。
一、融入生物科學史
一部生物學發展史就是一部重要的人類知識和能力的遷移史,通過講述生物學歷史,可以很好地培養學生沿著科學家探索生物學的道路,去理解他們科學研究的方法,技能遷移的重要性,讓學生明白學科知識和技能的遷移實現了一系列的科學重大發現和突破,助推了一系列新學科的誕生。引導學生主張學科間的聯系,明白自然界就是一個統一體,各個學科各個知識間的方法、原理、研究內容有著千絲萬縷的聯系。加強學科間的橫向和縱向聯系,引導敘述在理解科學本質科學方法過程中,在統一的學科體系中進行知識和能力的內化、轉移、鞏固和提高,從而實現能力的真正遷移。
二、科學優化教學程序
教材中的知識結構不是學生靈活實用的認知結構,因為教材編制者在編制教材時一般充分考慮的是知識本身的特點、相互間關系和自身規律與邏輯結構。所以,教師在生物教學中,一定充分研究教材知識結構的特點和規律,把握知識的體現結構和邏輯關系;更為重要的是教師在教學設計中應充分結合學生的特點,從學生認知規律入手,更好地結合學生特點和教材本身結構,很好地進行設計和調整,設計科學合理的教學程序。
三、加強比較方法的應用
生物教學中各個知識點之間看似彼此獨立,但是它們之間都有各種各樣的聯系,教師教學中充分理清各種知識點之間的異同,把握知識之間的清晰性、穩定性和關聯性,從而更好地促進學生遷移能力的培養。
例如,學習減數分裂知識時就需要和有絲分裂知識進行綜合比較,如果要講授動脈血和靜脈血的知識,就要和動靜脈概念進行分析比較,一方面區分兩類之間的區別,另一方面,從動靜脈概念去更好地理解動脈血和靜脈血,從二者的區別和聯系中讓學生進行知識的遷移,培養學生的的遷移能力。在教學中充分利用概念的相似性和同一概念的不同表述,通過分析比較,能夠很好由一知識向另一知識遷移。
四、把握知識內在聯系,促進正遷移
在學習過程中,知識與知識之間,技能與技能之間,存在著密切的內在聯系,發掘知識和能力之間的內在聯系,幫助學生尋求知識和技能的原因和結果,培養學生觸類旁通、舉一反三的正遷移能力,是生物教學中培養學生遷移能力的一個重要方式。教學過程中,教師可以培養學生的縱向遷移能力,引導學生思維向知識深度發展和能力精度發展。
例如,學習“細胞的化學成分”,教師可以引導學生溫習以前的知識“種子的成分”和“食物的成分和作用”等知識,學習“植物的新陳代謝”知識,就可以引導學生復習此前的有關知識,再引導學生學習水分代謝、光合作用、呼吸作用等知識內容。通過復習以前的知識,鞏固已有的知識和技能,引導學生向新的知識、實驗或能力的學習中遷移,既有助于學生知識能力的拓展和提升,更有利于學生遷移能力的培養。
五、發揮教師的激勵機制
學生遷移能力的培養是一個長期的訓練過程,既需要在學科教學中結合生物學科特點進行有效案例操作,也需要進行情感激發和精神激勵。尤其是生物教學,更需要發揮教師的激勵機制,誘發學生的主動探索動力,幫助學生樹立培養能力的信心。通過教師的激勵,培養學生的遷移能力,挖掘學生的內在潛能。教師在生物教學中隨時捕捉學生的遷移表現并給予充分的肯定和表揚。教學中重視激勵的應用和效應,構建積極有效的激勵機制,把握實施激勵的機會和方式,進行多元化的激勵,能夠從精神上給予學生極大的鼓勵,從思想上強化遷移能力。從而使學生的遷移能力培養做到積極主動、持之以恒,真正實現中專生物教學的遷移能力的提升。
總之,在生物教學中,既要重視知識的傳授,更應增強能力的培養,尤其是學生終身受用的遷移能力。不能僅靠學生自發培養,教師結合學生和學科實際,多方式多舉措,全面提升學生的遷移能力,培養出真正有能力的優秀人才,在未來的社會生產實踐中更好地應用自己的知識和能力。
【參考文獻】
[1]張延利.談生物教學中學生遷移能力的培養.河南農業.2008.06
[2]劉湘慶. 中師生物開放式教學研究.陜西師范大學學報[J]. 2002. 01
一、創設寬松的質疑環境
教師必須更新教育觀念,與師道尊嚴的傳統教育觀念徹底決裂,要樹立教學相長的觀念,放下高高在上的架子,不斷豐富和完善自己的知識結構,對學生提出的疑難問題,要抱著“知之為知之,不知為不知”的坦城虛心的態度,自己一時不懂的問題,要與學生共同研究切磋。作為教師要有寬大的胸懷,對學生熱愛真理的舉動應該給予充分的肯定和贊賞。在教學中,教師要確立學生主體觀念、師生平等觀念、學術和教學民主觀念,倡導創造寬松和諧的教學和學術探討氣氛,支持和鼓勵學生對不明白的問題大膽質疑、爭論,不能采用“填鴨式”、“滿堂灌”的教學方式。在講課時,我們也不能把所有的內容都平鋪直敘地表述給學生,要給學生留有足夠的、產生疑問的時間。要培養學生不但會質疑,敢于質疑,而且善于質疑,習慣于質疑,要把質疑當作學習的一項基本功。教師要對那些善于思考、敢于大膽質疑的學生給予鼓勵和表揚,即使問錯了也不要緊。
二、挖掘知識的內在聯系
目前教材的編寫,由于各種因素的制約,很多地方不可能完整、全面、系統地展現知識的發生、發展過程。如果教師的講授僅僅停留在這種抽象知識結構的形態上,那么學生的思維就會因缺乏具體生動的新信息的支持而阻塞。在教學中,我們應該讓學生了解問題的背景、來源及在生物學中的地位和作用,即介紹一些對于課本來說是新的、更系統的知識內涵,以此激發學生的學習興趣,從而達到激活思維的目的。
學生的學習過程是他們原有的認識結構與新知相互作用的過程。在這一過程中,學生已有的觀念和意識往往難以解釋和接納新的概念和方法,此時,教師若把教學內容能動地進行加工,創設切合學生心理水平的最近發現區,則能起到誘發學生思維的作用。如問題與現實背景有關時,我們可以提供與課題相聯系的實際模型讓學生觀察;如果內容抽象難懂時,我們可以先介紹其簡單情形讓學生思考;在講授新概念、新方法時,可以在新舊知識之間適當增設層次,降低思維的坡度。創立這樣的思維最近發現區,既能激起學生認識上的不平衡,又能促使他們頭腦中新舊知識間的相互作用,從而達到新的平衡,最終促進學生思維的活躍與發展。
三、促進學生的思維訓練
我們在設計課堂質疑時要著眼于學生的“思”。我們應通過課堂教學教會學生思維的方法,有意識、有計劃地采用多種方式激起學生在思維上的波瀾,發展學生的思維能力。而創設問題的情境,激活學生的思維興趣,是我們啟發學生思維的有效手段。因此,教師要十分重視問題情境的創設,使學生進入問題探索者的角色,這就需要我們具備全方位把握課堂教學的提問藝術。
1.聯系實際設問。聯系實際引發質疑就是通過分析、比較某種觀點和已知事實現象,提出質疑。例如,教材中指出植物細胞只有在離體且適宜條件下培養,才能表現出全能性。那么,實際情況下有無特例?草莓、等的繁殖說明了什么?經過思考,學生恍然大悟,所謂“全能性”,不是科學家冥思苦想得來的,而是生活中本來就有的。斐塞司博士從貓曬太陽的現象著手,發明了日光療法,并獲得了諾貝爾獎,由此說明,對日常生活中常見現象的思考,是許多科學家成功的奧秘。
2.揭示矛盾設問。揭示觀點間的邏輯困難、矛盾,是進行質疑的又一途徑。例如,課本在講營養生殖的優點時,指出后代能保持親代性狀;在敘述有性生殖意義時,指出后代有更大的變異性。是否無性生殖沒有變異呢?――在高三的復習中對高二所學知識質疑,學生積極地各抒己見。引導學生從生殖―分裂―變異的角度,討論分析,由此得出清晰的結論。
3.據果求因設問。我們知道,尋根問底常常會引出生物的概念和生物學的規律,或能加深對知識的理解,有時還能出現意想不到的收獲。在教學中,我們要培養學生發現問題的能力,并不斷激發他們探索知識的欲望。如,根據綿羊“多莉”的培育,引導學生思考:為什么動物細胞核要體現出全能性,必須放在卵細胞質中?由此使學生悟出細胞核和細胞質關系的復雜性。
一、利用現代媒體,增強演示實驗效果
現在的中學物理實驗教學,信息技術的運用可保證學生在物理實驗教學中的主體地位。在教學中要真正體現學生的主體性,就必須認識到認知過程是一個再創造的過程,使學生在自覺、主動、深層次地參與過程中,實現發現、理解、創造與應用,在學習中學會學習。而創設問題情境,使學生產生明顯的意識傾向和情感共鳴,乃是主體參與的條件和關鍵。例如,凸透鏡成像的教學中,凸透鏡的焦距由學生給定后,用鼠標拖動“物體”,計算機就按照凸透鏡成像規律給出物體的像,其位置、大小、正倒、虛實都由機器正確地呈現出來。這類物理情境雖然是利用多媒體計算機虛擬的,但是可以豐富學生對于物理情境的感性認識,深化對于科學規律的理解。在物理實驗教學中,教師的演示實驗往往會造成學生的視覺和思維疲勞,一堂課學生上下來,只感覺看了幾個實驗,做了幾個實驗,根本不能提高學生的學習興趣和學習能力。教師在進行教學活動前,應該對學生的情況詳細了解,掌握他們的已有知識面,利用信息技術手段收集物理與實驗相關的生活與社會背景資料,激發學生對實驗學習的積極性。例如,教學《慣性》時,借助多媒體運用抽拉活動片模擬演示小車遇到障礙物阻力而停止運動,而小車上的木塊沒有受到障礙物的阻力,由于慣性保持原來的運動狀態仍向前運動,而因木塊底部與小車面的摩擦,使木塊底部受到摩擦力作用不能繼續向前運動,只好倒向前方,利用多媒體圖像再用“慢鏡頭”展示在學生面前,同時對小車、木塊及兩者之間的關系進行逐個分析,由于圖像清晰、模擬逼真,故能收到良好教學的效果。
二、努力挖掘學生潛能,充分體現學生學習的主體性
物理教學中,大部份的物理概念、定律和理論都是通過實驗得出來的。但是,這些物理概念、定律并不是只有課本教學中的實驗才能得出。好多物理現象,學生完全有可能應用所學過的知識進行實驗也可以得到同一的結果。例如:“伏安法測電阻”的實驗,我們可以改變實驗器材;改電壓表為已知阻值的電阻,或改電流表為已知阻值的電阻后讓學生思考完成實驗。還有“測固體和液體密度”的實驗,我們可以把天平改為彈簧測力計,或者沒有量筒只有燒杯等等,教師盡可能的改變實驗器材或者使用不同實驗方法后,讓學生相互討論相互交流完成實驗。但在學生進行實驗之前,教師應對學生的實驗方案進行即時評價,確保實驗的可行性。同時教師即時評價對學生潛能的挖掘有一定的作用,教師即時評價作用主要體現在以下幾個方面:(1)導向作用。即時評價能夠引導學生展開思維,有利于教師及時把握學生思維的動向,有效完成本節課的教學任務。(2)激勵作用。心理學告訴我們,人們認知活動是與人的情緒、情感緊密聯系在一起的,積極的課堂教學即時評價能夠使學生獲得鼓舞、受到鞭策,,從而調動他們學習的積極性、主動性,激發其創造性思維,使課堂教學知情相融。(3)調控作用。通過即時評價,學生相互交流信息可以對學習過程進行有效調控,提高學習效率。(4)啟發作用。學生在課堂教學評價過程中可以取長補短便于搜集,補充新的信息,從而共同進步。在學生探索實驗過程中,學生始終是教學活動尤其是科學探究活動的主體,在教與學互動進行中,幾乎每一個教學環節都由教師和學生共同完成。學生在整個教學活動中處于積極主動的狀態。
三、進行分組實驗,培養學生的創造思維及合作探究能力
一、初中物理力學教學中的以生為本
力學是物理學科中重要的組成部分,在物理學科中占了很大的比例,是學生學習物理知識的基礎.目前,在實際的力學教學過程中,還存在一定的問題.比如,在學習力學的時候,有些學生不能真正地了解力學知識的重要性和力學知識包含的內容,容易產生畏懼心理,失去學習興趣;有些學生不能實現對所學力學知識的掌握和應用,達不到物理教學的要求等.在初中物理教學過程中,教師只重視講解,不重視學生對力學知識的應用和練習,不能實現預期的教學效果,教學質量較低.在新課標背景下,創新教學思想和教學方法,促進學生的全面發展,從另一種角度上說就是以生為本理念的體現.
在新課程改革過程中,初中物理教學重視對以生為本重要教學理念的應用.比如,初中物理力學的教材,強調對學生物理學習興趣的培養,加強物理知識的實踐活動和探究活動,重視對學生實踐能力和創新意識的培養,結合實際的社會和生活需要,為學生提供了豐富的素材,體現了以生為本的物理教學理念.物理學科作為一門以觀察和實驗為基礎的學科,通過對學生觀察能力和實驗能力的培養,能夠提高學生的物理知識學習和應用能力,調動學生學習的積極性和主動性.通過科學的探究,在物理教學過程中實現對知識傳承到知識積累的過程.在力學教學過程中,教師重視以生為本的教學理念,實現學生的主動學習,可以通過實驗的方式進行,重視實驗在物理教學中的作用,發揮學生的主體地位.這樣才能提高教學質量和教學水平,促進初中學生全面發展.
二、初中物理力學教學中以生為本的應用
針對以生為本的教學理念,在物理教學過程中,教師可以通過一系列的方法,實現對學生力學知識的教學.例如,在初中物理力學教學過程中,教師要重視對力學知識的實際演練,讓學生分組進行實驗,對學生的創造思維和實驗操作能力進行培養,充分重視教材中實驗的作用,經常讓學生動手操作物理實驗等,從而激發學生對物理知識的學習興趣,提高學生的物理知識學習和應用能力.
在初中物理力學教學過程中,應用以生為本的教學理念,結合物理實驗的特點和作用,充分調動學生物理學習的積極性和主動性,才能提高初中物理的教學質量.根據以生為本的教學要求和教學特點,教師可以先組織學生認真地進行教材閱讀,引導學生養成預習的習慣,逐漸培養學生的自學能力,在力學教學過程中組織一些相關的活動等.初中物理力學教學,要想提高教學質量和教學水平,就需要教師創新教學方法,合理地布置課后練習作業,結合物理教材的特點,讓學生在認真閱讀教材之后,能夠對力學知識有一定的了解,明白力學知識中所包含的內容.教師應用問題引入等方式進行教學,有針對性地設置練習作業,組織學生認真地閱讀教材,加強閱讀指導,對比較復雜的知識點進行詳細的講解,讓學生對所學的力學知識有一定的認識和理解,從而為后來的物理知識學習奠定基礎.
例如,在講“阿基米德原理”時,教師可以先組織學生認真地閱讀教材,讓學生初步地認識教材中的概念、原理和定義,了解實驗過程中可能會出現的現象,并對這些現象進行大概的分析等.在進行講解的時候,教師可以讓學生討論一些像受力物體的判斷、浮力的大小值受到什么因素的影響等問題.通過組織學生進行一定的實驗,實現對物理知識的全面掌握和應用.
總之,初中物理教學的質量和水平,受到多方面因素的影響.在力學教學過程中,教師應樹立以生為本的教學理念,充分發揮學生的主體地位,調動學生的學習積極性,提高學生的學習興趣,培養學生的思維創新能力和物理知識應用能力,促進學生的全面發展.
參考文獻
【關鍵詞】物理教學;創造力
什么是創造力?
開闊和富有深度的思維+堅韌執著的執行力。
創造力從何而來?
教育培B而來。家庭、學校、社會共同擔著責任,密切配合才能完成大事。
學校教育在這一教育目標中起舉足輕重的作用。作為一名普通的物理教學工作者,我想談談物理教學對學生創造力的開發、培養。
物理學的知識不僅應用在衣食住行的生產、消費的每一個層面,而且滲透在微觀世界和宏觀世界的研究中。小到各樣無法看到的粒子,大到整個宇宙天體都是物理學的研究范疇。離開它,人們將在夜晚摸黑,因為沒有電燈。離開它,人類將永遠貼在地球上,應為沒有了飛機、飛船。如此重要的學科,當然要教好學好。更可貴的是,這門學科對培養學生創造性的品格具有獨到的作用。
一、培養細致入微的觀察力
物理研究的對象大致分為力、熱、光、電、磁五大方面。舉個小例子來說吧,探究光時,太陽光是怎樣的一種光呢?善于觀察的學生就會拿光碟表面反射五顏六色、或彩虹、肥皂泡的彩色來說事。能如此觀察是對生活的熱愛才會容易發生的。生活中有許多奇妙的地方,善于觀察,它就煥發出各樣的魅力,從中會得到很多智慧。不善于觀察,漠然視之,將會在生活中失去很多色彩和智慧。物理教學工作者對激發學生熱愛生活、觀察生活有義不容辭的責任。每一節課都是一個特別好的機會。鼓勵學生述說出他們在生活中看到的相關現象,適時地布置觀察目標,組織學生交流觀察結果和觀察的角度、方法。生活融于物理中,物理融于生活中。課堂的實驗也給學生提供了絕好的觀察機會。學生在團體中,彼此激發,彼此鼓勵,彼此學習,觀察意識、觀察方法、和描述技巧都會漸長的。
二、培養學生縝密的思維能力
觀察是為了思考、揭示事物內在、本質。觀察絕不單是為了記憶。引導學生通過繽紛多姿的事物表面現象找出各種現象的異同點、相互聯系之處。去思考,追索其本質。初中是抽象思維發展的黃金時期。抓住機會,充分挖掘學生的思維潛力。例如力的概念。抽象。現場取材,學生正坐在凳子上呢。感受自己的身體和凳子的相互作用,描述自己受擠壓的感覺和凳子的微小變化。概括出力的定義:力是物體對物體的相互作用。進而引導分析力存在的條件,影響力的作用效果的因素。
學習物理知識的過程是培養學生思維的過程。但教師教學中的注重點不同,其結果是截然相反的。若教師只偏重于知識的講解、解題技巧的剖析,其結果是學生只是記點知識而已。若教師注重引發學生設計、操作、觀察、思考、描述、歸納、推理等過程,學生收獲的就是能力和知識。
三、培養學生的探索能力
物理是一門實驗科學,加強物理實驗教學,改革物理實驗教學的模式,可以為學生的親身體驗創造更多的機會。加強物理實驗教學,要求我們首先將物理實驗教學作為物理教學的主要任務加以落實,而不只是作為物理教學的輔助手段。特別要加強探索性實驗的訓練,根據教材的特點和學生的實際情況,在學生已有的知識和初步具有實驗技能的條件下,由教師提出課題,在教師指導下,讓讓學生自己動手、動腦,在實驗中觀察現象,主動探索,然后得出物理規律。例如,在教學“影響滑動摩擦力的因素”時,我首先提出課題,讓大家猜想影響滑動摩擦力的因素。學生積極思考,提出這樣一些猜想:與壓力有關;與接觸面積有關;與接觸面的大小有關;與物體運動的快慢有關等等。然后適時讓大家針對自己的猜想,自己設計實驗,自己動手實驗,并做好觀察,記錄好數據,最后通過同學間的分析討論來驗證自己的猜想。又比如在“測量物體的平均速度”中,教師提出要探究的問題,并介紹給同學一些參考方案,如:“50米快速跑測量速度,斜面滾球的速度,百米跑的速度,球自由下落的速度”等,即使有同學選擇了相同的方案,處理的方式也會很不相同,讓學生在實驗過程中親自去感受、探索、尋找解決問題的最佳方案。讓學生通過思考、討論、實驗、再分析討論等經歷,充分發揮想象力,創造性地綜合應用已有知識,并在探索的實踐活動中獲取新的知識,同時培養了創造能力。
四、培養學生堅忍不拔、持之以恒的做事態度
靈巧的思維和豐富的知識,若不去行只是空談。落下的只是夸夸其談、眼高手低的驕傲而已。在教學中尤為注重培養學生耐心行事的品質。例,如果學生想知道晶體和非晶體熔化的特點,就由學生自己設計實驗,并細心操作,認真記錄數據、現象,獨立分析記錄結果。有些學生也很愛學習,可惜他們急功近利,只注重收獲結論,學到知識點,而不注重學習過程。很多人一看過程長,就失去耐心。教師就需要鼓勵、引導、培養學生參與知識的探究過程。并且一絲不茍按要求去行,嚴謹地完成每一個細節。培養學生操作能力,耐心、細致、堅韌的行事風格。
創造力的培養是在點滴中,是漫長的過程。我們不可能在當時看到果效,即使這樣也絕不可以存急功近利之心,即只注重知識、解題方法、技巧的教導而忽略教育的實質內容。作為我們必須本著為學生整個人生負責任、為社會負責任的態度,默默地為此堅持不懈地付出。
五、培養學生動手能力,提高創造性技能
作為學習主體的學生,在面對紛繁復雜的物理世界時,會產生無比激情的盎然的興趣,教師必須尊重學生的意愿,以開放的觀念和心態,為他們營造一個寬松、和諧、民主、融洽的學習環境,不能把上下課鈴聲當作教學的起點和終點,應引導學生聯系生活實際,向課外拓展延伸。讓學生認識自己身邊處處都有物理現象、物理知識和規律,大自然蘊涵著無窮的奧秘,培養學生形成善于觀察現象,提出問題、研究問題、解決問題、總結知識和規律的能力和習慣,為終身學習打下堅實的基礎。例如,在學習了有關力學的知識之后,我適時地布置學生這樣一個探究課題:請同學回家研究一下自己最熟悉的交通工具――自行車,試著盡可能多的舉出它在哪些方面應用了相關的物理知識。結果大家興趣盎然,一共舉出了十幾個與力學有關的物理知識。重視初中教材中小實驗的教學,既有利于鞏固知識,提高能力,還容易引起學生的興趣,這對全面提高物理教學質量具有重要的意義。比如:我講到液體壓強時吩咐學生課后將飲料瓶鉆高低不同的三個小洞,觀察里面裝水后的現象,感受液體內部的壓強隨液體深度的關系。在講到浮力時讓學生動手做這樣的小制作:將飲料瓶底部去掉,乒乓球放入飲料瓶的口部,用筆將乒乓球輕輕按住,往瓶里倒水,筆放開后,觀察乒乓球是否會上浮,然后再用手將瓶口堵住,再觀察乒乓球是否會上浮,讓學生明白跟水接觸不一定有浮力,以及水中浮力的方向――始終是豎直向上的。通過小實驗和小制作的完成,可激發學生學習物理知識的興趣,調動學生學習的積極性。
總之,創造能力不是先天具備的本能,而是需要后天獲得,即需要培養、需要學習與養成的。在新世紀的物理教學中,創新教育應成為我們實施素質教育、培養新世紀人才的重要組成部分。為了提高學生的整體素質,全面培養學生各方面的能力,特別是培養以創造性思維為核心的創新能力,是物理教學的主要教學目標,我們必須加強研究,充分發揮教育功能,使每一位學生都全身心投入到創新、創造活動中去。
參考文獻:
[1]物理課程標準[M].北京:北京師范大學出版社.
關鍵詞: 質疑 物理教學 質疑能力
中學物理教學大綱中明文確定要培養學生的分析問題、解決問題的能力。我認為培養質疑能力更為重要。在此就培養質疑能力的必要性,現行學生質疑能力差的原因,以及如何培養質疑能力三個方面談談個人的看法。
一、培養質疑能力是必要的
質疑是經過較充分的分析后提出的疑問,善于發現問題,提出質疑,進行釋疑是思維的批判性的重要表現。質疑不僅是思維的開始,正確的質疑往往還是成功的開始。我國現代教育家陶行知說:“發明千千萬,起點是一問。”從人類的認識發展規律看,任何科學發明與創造往往都是從質疑開始,從釋疑入手,從無疑到有疑,再從解釋到創新。物理學史的每一個階段的進展幾乎也是從質疑開始的。例如古希臘的亞里士多德認為力是維持物體運動的原因,伽利略對此提出質疑,指出物體在沒有受到外力時可保持勻速直線運動狀態,后經過牛頓進一步研究,總結出了牛頓運動定律,從而奠定了經典力學的基礎。又如當愛因斯坦看到洛侖茲等人根據牛頓的時空觀研究電動力學遇到了極大的困難后,對牛頓的時空觀大膽質疑,并提出了相對論時空觀,從而建立了狹義相對論。再如愛因斯坦和波爾領導的哥本哈根學派間相互質疑,引發了當時世界上大批物理學家、數學家、哲學家參與的科學史上有名的“大論戰”,從而有力地推動了物理學、數學甚至哲學的發展。從以上事例可以看出質疑能力是多么重要。難怪愛因斯坦指出:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅僅是一個數字或實驗上的技能而已,而提出新的問題,卻需要創造性的想象力,而且標志著科學的真正進步。”海森堡也曾經說過:“提出正確的問題往往等于解決了問題的大半。”華裔物理學李政道對此也深有體會:“對于科研工作者來說,最重要的是自己會不會提出問題。”由此可見,在物理教學過程中,質疑的過程能激發學生的創新意識,通過培養質疑能力可以培養學生的創新能力,這正是新課程改革的一個重要目標,是現行教學的一個重要任務。
二、缺乏質疑能力的原因分析
現行的教學中,不少教師忽視了質疑能力的培養,培養出來的學生即使是“高材生”,這種能力也較差,無論是提出問題的勇氣,還是提出問題的數量與質量都不盡人意。我曾在學生中進行了一次書面調查,題目是:說說你對“提問”的看法和想法。學生的回答近似一致。有的說:可以啟發我們的……,有的說:可以了解我們的……,有的說:可以調動我們的……,不難看出,所有的回答都有一個共同的前提,即提問是老師的事,而我們只管一個字――“答”。學生沒有意識提問,沒有質疑,沒有“挑戰”,只有被動地接受,被動地作答,即使偶爾提問,也只是為了獲得標準答案,提問僵化成了“單向流程”。難怪一位著名教育家說:孩子們入學前是個“問號”,而畢業時像“句號”。究其原因,有以下兩點:
(一)從教師方面看
1.雖然我國大力提倡素質教育,但由于目前我國大部分中學迫于社會、學生家長的壓力和經濟因素等諸方面的原因,不得不片面追求升學率。物理教學圍繞著高考一張試卷轉,一部分教師僅為高考而教學,沒有認清質疑能力培養的重要性,沒有為學生提供培養這種能力的情景和途徑,使學生缺乏質疑意識和習慣,特別是對于學生問的超越“考綱”的內容一律不答,有的教師還訓斥學生浪費時間,嚴重挫傷了學生質疑的積極性。
2.有些教師教學思想、教學方法落后,喜歡采用“填鴨式”的教學方式,往往把物理概念、規律平鋪直敘地全部端給學生,從而壓抑了學生思維,很少留給學生質疑的機會和內容。
3.極少數教師由于害怕學生提出一些“古怪”的問題自己答不上來,有失面子,所以對一些愛質疑的學生敬而遠之,這必然不利于學生質疑能力的發展。
(二)從學生方面看
1.有興趣,缺乏提出問題的主動性,就不想問。
2.有興趣但怕問得不好,同學會笑話,老師會責怪,缺乏提問的信心,就不敢問。
3.有興趣又敢問但由于掌握的知識和思維能力有限,缺乏提問的方法,就不會或不善于問。
從以上內容我們可以看出,在中學物理教學過程中有意識地培養學生的質疑能力是非常必要的。
二、質疑能力的三個階段
1.“模仿”質疑
模仿提問階段是質疑的初級階段,學生對于聽課中不懂的地方,不會做的習題,敢于問同學和教師。在教師的引導下,學生初步學會按教師提問的方法來提出問題。這一階段學生提出的問題往往比較簡單,就事論事地直接提問,模仿性很強。經過培養和鍛煉,大多數學生可以達到這一階段的水平。例如,學生看到三棱鏡把太陽光分解這七色光譜,就會產生“這是怎么回事”的疑問;聽到共振音叉的響聲,又會產生為什么那個音叉沒有敲也響起來的問題等。
2.“比較”質疑
比較提問是一個較高階段的質疑。學生往往從已有的認識結構出發,有意識地思考問題,比較教師講解的內容與課本、課本參考書內容的不同,或比較同一問題的不同解答,試圖提出一些有新意的問題。這一階段學生提出的問題有一定的成熟感。例如,在電磁現象教學中,學習“磁變說”(ε=nΔΦ/Δt)時,學生會將其與初中學習的“切割說”(ε=Blv)加以比較,提出兩者似乎“矛盾”的質疑等。
3.“創見”質疑
這是質疑的高級階段。這階段學生所提的問題有一定的深度和難度,往往擊中關鍵,具有“揭示規律”、“獨創”、“發現”之特征。例如,在討論“驗證牛頓第二定律”實驗系統誤差時,就會有學生提出,既然實驗設計原理上存在系統誤差,教材中為何還選用此方法呢?有沒有其它設計方案以完善原理?若以此作為問題的出發點,必然會萌發出創造性思維的火花。
三、培養質疑能力的方法
1.建立良好的師生關系,使學生敢問。
在師道遵嚴的師生關系中,教師是知識的權威,把學生的“疑問”嚇到九霄云外,學生有問不敢問,長此以往,根本就無提問的習慣,扼殺了學生學習的主動性。良好的師生關系應以學生為學習主體,教師是學習活動的參與者、指導者、服務者,是學生的知心朋友。教師應以平等的心態對待每一個提問學生,以親切的微笑歡迎每一個學生,以寬厚的胸懷容納每一個“幼稚無理”的提問,創立這樣民主平等和諧愉悅的課堂,給學生提供了一個良好的提問環境。
2.采用豐富多彩的教育方式,使學生要問。
傳統的教學形式是“三尺講臺,一支粉筆”,教師灌輸,學生接受。教學形式單調,學生學起來枯燥無味,沒有主動性,更談不上提出問題。為激發學生提出問題,教學中應為學生提供豐富多彩的教學形式。例如盡可能采用掛圖、幻燈、錄像、多媒體課件、精彩的演示實驗或學生的分組實驗等形式,還可以引導學生跳出書本、走出教室,關注社會,去田野、去工廠嘗試現實中碰到的問題。通過采用這些形式,使學生有感而發,自然而出于內心地想提出問題。
四、培養學生的質疑能力
在物理教學過程中,教師要有意識、有目的地教給學生進行質疑的基本方法,才能盡快地提高學生的質疑能力。
1.聯系實際引發質疑
聯系實際引發質疑就是通過分析,比較某種觀點看法和已知事務現象或新的實驗事實是否矛盾,從而提出質疑。如近兩千多年以來,人們都相信亞里士多德的“圣言”,認為重的物體比輕的物體下落得快。伽利略在做單擺實驗時發現,擺線上系輕重不同的石塊,從最高點到最低點所用的時間都是相同,因此提出了質疑。后經反復實驗和研究,了亞里士多德的觀點,并建立了科學的落體定律。又如原子結構的假說,開始湯姆生提出了“棗糕”模型,后來,盧瑟福做了著名的α粒子散射實驗,發現湯姆生的“棗糕”模型和α粒子散射實驗相矛盾,于是產生了質疑并提出了核式結構學說。
2.改變條件引發質疑
物理規律都有一定的適用范圍,在教學中可引導學生改變條件,想一想在不同條件下的表達形式。同一物理問題處理起來往往又多種方法,有時改變條件進行思考,能獲得最佳的求解方法。如在復習單擺周期公式時,筆者有意識地啟發學生改變單擺擺動條件,結果學生提出了從靜止到運動,從高空到地下深井,從單一引力到幾種力場并存等各種情況的單擺,于是很自然地引發了單擺周期公式的適用條件是什么?如何寫出上述條件下單擺的周期公式?等種種疑問。又如惠更斯電橋不平衡時,判斷橋上的電流方向問題,利用斷開橋支路,經簡單計算就能判斷出橋支路的電流方向。
3.追求因果進行質疑
我們要教育學生保持旺盛的發奇心和求知欲,腦海中要經常出現“為什么”三個字,要經常追問物理概念為什么要這樣定義?原因是什么?發現某物理現象也要經常問問產生的原因是什么?例如為什么我們乘車時會看到遠處的太陽向前走而近處的樹木會向后走?為什么眼睛會看見東西?雨后的天空為什么會出現彩虹?機油落在水面后為什么會出現五彩繽紛的斑紋?原子彈、氫彈為什么會有這么大的威力?……堅持不懈地尋根問底常常會引出物理概念和物理規律,或能加深對它們的理解,有時可能還會出現意想不到的收獲。
4.運用實驗引發質疑
實驗是物理學的基礎,也是培養學生科學素養的基礎,實驗的關鍵在于引導學生在動手中見物理,做到動中有思,思中有動,動思結合,充分利用實驗現象的變化過程來引導學生思考,這樣既達到深化、物化物理知識的作用,又能培養學生利用實驗來研究、解決物理問題的能力。例如在托里拆利實驗中,演示標準大氣壓是相當于76厘米汞柱所產生的壓強這個結論后,提問:(1)將試管傾斜;(2)將試管向上提一些;(3)將試管改為粗些或細些;(4)將試管換成彎曲的試管。則水銀柱的高度不會有變化。學生思考分析后再演示驗證,據此問題還可提問:(5)若把這實驗裝置拿上高山上做,水銀柱高度會有什么變化?(6)若不小心使水銀里留有氣泡,則水銀柱高度還是76厘米高嗎?再或者問:(7)若把水銀換成是水,則大氣壓相當于多高的水柱?從認識過程看,學生認識物理問題與科學家發現物理規律是頗為相似的,要認識的知識對他們來說都是未知的,都必須運用已知的知識去探索未知,而實驗留給了學生思考的空間,激活了他們的探索精神。
總之,學生質疑能力的培養能充分調動學生的積極性、主動性。因此,如何培養學生的質疑能力已成為當今的一個重要課題。
參考文獻:
[1]物理教學.2000年8月第8期.
一、培養求異思維能力的教學案例
人教版必修二第2章第2節《基因在染色體上》中的“基因位于染色體上的實驗證據”,摩爾根讓白眼雄性果蠅與紅眼雌性果蠅雜交,在子一代中產生了全為紅眼的果蠅;然后再讓子一代雌雄果蠅相互,產生的子二代中紅眼與白眼之間的數量比是3:1,這樣的遺傳表現符合分離定律,并是受一對等位基因控制的。所不同的是白眼性狀的表現,總是與性別相聯系(即有關基因應在性染色體上)。當問到如何解釋這一現象呢?絕大多同學都懂得用教材第29頁“圖2-10果蠅雜交實驗分析圖解”來解釋。此時,筆者鼓勵學生通過求異思維來分析:控制白眼的基因除了位于X染色體非同源區段上外,是否還有其他可能?經過思考后,就有一些學生提出:控制白眼的基因還可以位于X、Y染色體同源區段上。(見圖1)
接著學生又演繹了測交實驗。(見圖2)
結果與摩爾根等人的實驗完全一致。此時,全班學生都把疑惑的眼神投向了我,心想“難道摩爾根的解釋也有錯”。這時,筆者鼓勵學生通過求異思維來思考,提出“能通過實驗證明控制白眼的基因不能位于X、Y染色體同源區段上嗎?”經過思考、討論,學生提出:讓一只白眼雌性果蠅與一只野生型紅眼雄性果蠅雜交。若子一代全為紅眼,則控制白眼的基因位于X、Y染色體同源區段上;否則控制白眼的基因僅位于X染色體上。(見圖3)
最后有些學生通過求異思維又提出:控制白眼的基因能只位于Y染色體的非同源區段上嗎?這時,學生又分析如下:若控制白眼的基因只位于Y染色體的非同源區段上,則親本果蠅基因型為?xx和xYw,可以推出F1中雄性果蠅全為白眼,雌性果蠅全為紅眼。而實驗中F1所有果蠅均為紅眼,故可排除基因只在Y染色體非同源區段上。總之,通過這種教學方式,學生不僅理解、掌握了知識,而且求異思維能力得到極大的提高。
二、培養求異思維能力的途徑
1.正向培養求異思維
由于人們對問題的認識是隨著時間的推移而不斷得到深化的,而正向培養求異思維,就是沿相同方向由表而深,從此到彼。
例如在復習“生長素的兩重性”時,對“根向地生長一定說明了生長素作用具有兩重性嗎?”這樣的問題,許多學生頭腦中已成思維定勢,故大多回答:一定。并解釋:由于重力的作用,使得根近地側生長素濃度過高(屬抑制生長范圍),生長受抑制而長得慢;根遠地側生長素濃度低(屬促進生長范圍),促進生長而長得快。此時,筆者展示“圖4生長素與促進生長作用的關系”,并鼓勵學生分析:若根近地側生長素濃度為B點對應的濃度(2m),而遠地側生長素濃度H點對應的濃度(g),即B點對應的濃度(2m)>H點對應的濃度(g),但促進生長作用h>n,同樣可解釋根的向地性。但此時根的近地側和遠地側的生長素濃度都還屬于促進生長范圍(橫坐標的上方)。故根的向地生長可以用生長素作用的兩重性來解釋,但根的向地生長并不必然說明生長素作用具有兩重性。
因此,教師通過正向求異思維教學,可以促使學生更深入地理解知識。
2.反向培養求異思維
反向求異思維就是換一種方向來考慮問題的創新型思維。也就是當我們遇到用常規的正向思維無法解決或很難解決的問題時,不防換一種方向來考慮,問題便迎刃而解,并起到出奇不意的效果。它既能促進學生分析問題、解決問題能力,也是學生思維全面發展不可或缺的一部分。
例如:已知果蠅中,灰身(B)與黑身(b)為一對相對性狀,其基因位于常染色體上;直毛(F)與分叉毛(f)為另一對相對性狀,其基因位于X染色體上。現有基因型分別為BbxFxf和Bb xFY兩只親代果蠅雜交,求其子代表現型為灰身直毛的雌蠅中,雜合子的比例為 。
簡析:子代表現型為灰身直毛的雌蠅(B_xFx-)中,雜合子有3種,要一一計算出來較難,而純合子只有1種(BBxFxF),較為簡單。因此,我們可以換一種方向去思考,即先算出純合子的比例(1/6),再用1-純合子比例即為雜合子的比例。答案:5/6。
3.多向培養求異思維
多向求異思維就是以某一概念為中心,順著不同方向提出多種類似但又不同的問題,要求學生尋找各種途徑來解決問題的思維方法。主要體現在一題多變、一題多問和一題多解上。
(1)一題多變。
例如在復習《減數分裂和有性生殖細胞的形成》這一節時,筆者提出這樣一道題目:“基因型為AaBb(兩對等位基因位于不同對同源染色體上)的一個初級精母細胞產生的類型有幾種?基因型為AaBb的一個初級卵母細胞產生的卵細胞類型有幾種?基因型為AaBb的一個個體產生的生殖細胞類型有幾種?”
(2)一題多問。
如在學習“遺傳學的概率計算”后,布置了一道作業:某一女性色盲攜帶者(xBxb)與一色覺正常男性(xBY)結婚,求:①生一色盲孩子的概率是多少?②生一色盲男孩的概率是多少?③生一男孩色盲的概率是多少?
(3)一題多解。
如,“一對夫婦的子代患遺傳病甲的概率是a;不患遺傳病甲的概率是b;患遺傳病乙的概率是c;不患遺傳病乙的概率是d;那么這對夫婦生出只患甲、乙兩種遺傳病之一的孩子的概率的表達式是什么?”學生通過認真思考后,各抒己見,有的說是:ad+bc,有的說是:1-ac-bd,有的說是:a+c-2ac,有的說是:b+d-2bd,事實上這些表達式都是正確的。
4.對比培養求異思維
生物學中有許多概念極其相似,容易混淆。如光合作用與呼吸作用、自交與自由、物種與種群、基因頻率與基因型頻率等,這時教師就要引導學生進行對比,即通過對比來掌握概念,同時又培養了學生的求異思維能力。如有絲分裂與減數分裂對比如下表。
三、培養求異思維能力的基礎
求異思維并不是空中樓閣,它必須建立在一定的知識底蘊與長期實踐中形成的經驗和智慧的基礎上。否則,求異思維就成了無本之木、無源之水,只能是空話。例如《細胞質的結構和功能》教學時,筆者出了這樣一道題目:關于細胞器的界定,目前有兩種意見,其中之一認為,細胞器是細胞內以膜跟細胞質隔離的相對獨立的結構。根據這種界定,下列哪種結構不能稱細胞器( )
A.線粒體 B.細胞核 C.內質網 D.中心體
如果學生不懂得細胞中哪些結構是由膜構成的話,對這一道題就無從下手,更不用說進行求異思維了。所以說合理的知識結構是培養求異思維的基礎。
四、培養求異思維能力的要求
一 什么是學習遷移
學習遷移是一種學習對另一種學習的影響,即將先前已學得的經驗(如概念、原理、技能、技巧、技術、態度、方法等)改變后選用于新情景。桑代克和布魯納認為,愈具有意義和組織的經驗,愈抽象的原則和統整的經驗愈容易發生遷移。因而,對布魯納而言,學習學科的架構知識是形成學習遷移的基礎。所以除了學習學科的內容外,也應重視學科知識的建構。
一般學習遷移可有正遷移和負遷移。正遷移是指已有的經驗對新經驗生成有積極的作用和影響;而已有的經驗對于新經驗的獲得產生消極的作用和影響,則稱為負遷移。因此,我們可以了解,學習的正負遷移對于學生的學習及日后的運用產生極大的影響。一旦學生掌握了正學習遷移的能力及方法,同時注意防止學習負遷移的產生,那么學生的學習事倍功半,且具有意義。
二 物理教學中,如何促進學習正遷移的發生,防止負遷移的產生
1.建構知識、技能結構,形成遷移的基礎
學習遷移要基于正確而穩固的知識結構、技能結構。因為根據遷移規律,學生掌握基礎知識和基本技能的牢固程度是實現遷移的重要因素之一,先前的學習越扎實、雄厚,就越容易產生遷移,效果也越顯著。所以教學中教師首先要重視幫助學生建立科學穩固的知識、技能結構,使學生獲得高度概括化的知識、經驗和技能,這將大大有利于學生學習遷移能力的培養。
建立科學穩固的知識結構是將相關的知識通過一定的方式(圖表、圖解)有機的組織起來。世界上事物處于相聯系之中,物理學知識就是以有機的聯系來揭示物質的結構及其運動規律的,因此,建立知識結構是符合物理科學的特點的。建立物理學知識結構的程序是:確定知識點及其認知層次,確立點、線、面、體 的知識體系,使知識形成網絡。因此,在物理教學中,物理教師要認真鉆研新課標和新課標教材,熟悉、領會新課標的精神和要求,增強授課的目的性。例如:在學生學習力學時教師應抓住這樣的教學主線索:先介紹力的基本知識,再介紹運動的基本概念、基本規律,最后介紹力和運動的關系(牛頓三大運動定律)以及分析力學問題的一般思路。這時再安排一個階段性復習來對知識做一個歸納梳理,以幫助學生由點及線到面、體地構建動力學的基本知識體系。學生牢固建立這一知識體系后,再研究自由落體、拋體運動、圓周運動、衛星運動等等時便容易產生遷移了,而且從中又可以培養其學習遷移能力。
2.合理安排教學程序,為遷移創設有利條件
奧蘇伯爾認為:遷移是指先前的經驗對當前學習的影響,但是這種先前的經驗是累積地獲得的,它依照一定的層次組織,而且在組織上是同新的學習任務有機地聯系著的原有知識體系。在一般的課堂學習中,并不存在孤立的課題學習。所以教師在教學新知識時,要考慮怎樣有利于學生的原有知識體系發生遷移。教師的教學程序,必須有個合理的規劃,當引進一個新知識、新概念時,需考量是否適合學生目前的程度、狀態等。一般在上新課之時,先復習一下相關知識,以便學生能從知識結構上了解新學知識在已有知識結構中的衍生點,這樣有利于學生把新概念納入到已有的知識體系之中,使知識發生順向遷移。在難點教學時,要能依照的一定層次組織教學過程,尋找最優化的教學程序。比如可以先提出已有的物理認知和相同或相近的生活觀念,確立相關科學觀念――建立先行組織者,這對于化解難點,成功地發生學習遷移是個關鍵。
3.創設不同問題情境,引發學習遷移產生。