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中圖分類號G3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)65-0003-02
圍繞科技館拓展科學教育功能,加強與學??茖W教育,尤其是實驗教育的銜接與結合,策劃設計并組織實施拓展性科學教育活動的理論和實踐研究,是當前的一個重要命題。
1 科技館進校園與科學教育
科學教育是一種以傳授基本科學知識為載體,關注科學技術時代的現代人所必需的科學素養的一種養成教育,是將科學知識、科學思想、科學方法、科學精神作為整體的體系,使其內化成為受教育者的信念和行為的教育過程,從而使科學態度與每個公民的日常生活息息相關,讓科學精神和人文精神在現代文明中交融貫通[1]。
1.1學校科學教育的特點
學校作為正規教育場所,擔負著培養學生科學素質的重要職責。在學校里,科學教育以一種有組織的方式進行,教師按照預先設計好的科學教學內容進行教學,這種方式對學生科學素質的培養發揮著不可替代的作用。
但學校往往需要在規定時間內完成課程,學生好奇心難以得到滿足,培養學生創新型思維不足;缺乏交流和互動,導致學生難以發現問題,不能完全激發對科學知識探索和學習的欲望。
1.2科技館科學教育的特點
在中英科技館論壇上,英國專家梅蘭妮?康指出:科技館不是一座學校,它扮演的角色是輔助教師的工作,它豐富了人們的體驗,開發了人們的科學意識,擴大學生的眼界,增進公眾理解科學,這對現代技術社會人們的思辨能力極其重要。這是科技博物館所特有的,是它的“賣點”,是它同教室里的正規教育的區別所在,是它能夠吸引教師、學生前來參觀,政府關注的原因[2]。
科技館作為社會教育場所,是對學校教育的重要補充,它將較為枯燥、抽象的課本知識以生動、直觀、互動的形式展示出來,能有效彌補學校教育的不足,解決學校課題教育不易解決的問題。
1.3館校結合的科學教育
中央文明辦、教育部、中國科協聯合開展“科技館活動進校園”工作,明確要求將科技館資源與學校教育特別是科學課程、綜合實踐活動結合起來,促進校外科技活動與學??茖W教育有效銜接,對科學教育加強前置性研究與多樣化設計,為學校探究式學習與素質教育搭建了平臺。
1995年美國政府頒布國家科學教育標準,科技博物館的教育項目開始向標準靠攏,各種服務活動主動配合學校正在進行的科學教育改革。這是世界發展趨勢,因此將科技博物館的科學資源融入到正規學校的科學教育,已成為我國科技館的戰略目標。
2科技館與學校實驗教育
2.1科技館教育重點的轉移
我們正處在創新時代,科技館務必更新觀念,將教育重點轉移為傳播科學思想和科學方法,激發人們的創造性思維和創新意識,它直接影響著科技館的展覽教育內容與活動的設置。
中國科技館三期設置了探索與發現主題展廳,展覽圍繞科學探索和科學實驗的若干重要方向搭建展覽框架,按照“問題比答案重要,過程比結果重要,方法比知識重要”的原則設計展項,參觀者通過融入科學實驗之中,享受其過程中的快樂和啟發。
2.2我國科技館實驗教育現狀
近年,國內科技館的實驗教育得到日益發展。
例如作為全國“科技館活動進校園”試點單位,浙江省科技館充分發揮非正規教育場所的教育功能,推出了內容豐富而活潑互動的“暑期趣味實驗小課堂”活動,頗受師生家長的歡迎;與省教育部門大力合作,從全省3000余所學校的層層選拔出22位選手,在科技館展廳聯合主辦了省首屆中小學科學教師實驗技能大賽決賽;與區教育局合作,把學??茖W課的課堂搬到了科技館的展廳,結合展品展項實施科學教育實驗課并進行競賽活動;還與教育出版社合作,結合展廳展項出版《趣味科學實驗》科普系列叢書,培養孩子不斷探索的精神。
重慶科技館將學生的“科學課”搬到科技館,開展情景化教學,通過詮釋某一展品在生活中的運用,剖析其科學原理,從而引發進一步的科學探究。[3]鄭州科技館把科學實驗作為實現科學教育的重要方法之一,于2010年成功舉辦“科學小實驗競賽”活動??茖W體驗活動是廣西科技館的品牌節目,在中小學《科學》課基礎上進行的延伸和拓展,學生和學校團體均可通過電話預約,免費參與科學實驗活動。
2.3國外科技館實驗教育
新西蘭國家博物館展廳中用鷹翅與機翼的剖面加以比對,并輔以圖像文字來說明伯努利原理;然后再讓觀眾雙臂套上特制的仿生翅膀,通過鼓風實驗親身體驗氣流產生向上的升力。澳大利亞的墨爾本科學技術博物館和學校保持長期合作關系,學校經常組織學生來館做理化實驗,內容以趣味性而吸引學生,以貼近生活而受到歡迎。
美國科技博物館的教育項目圍繞著國家科學教育標準,各種服務活動主動配合學校正在進行的科學教育改革,其中科學展示與科學實驗為其中的重要內容;新加坡科學中心的各種培訓實驗活動均圍繞教學大綱的內容,每年接待15萬名學生,真正成為青少年校外學習的課堂。這些都值得我們借鑒。
3 科技館實驗室的策劃與研究
3.1建立科技館實驗室的必要性
科學探索是科學家發現自然規律、獲取科學知識的主要過程和方法,一般包括提出和聚焦問題,設計研究方案,收集和獲取證據,分析數據、取得結論,表達和交流五個要素。中小學科學課程把把探究作為青少年學生學習科學的主要方式,強調通過親身經歷科學活動過程學習科學知識,促進科學態度的發展。
浙江省科技館在籌建新館時,曾邀請一批科學老師參加“展項設置意見征詢座談會”,各位老師表示熱烈歡迎有浙江自己的科技館,還一致提出建立可以做各種理化生實驗的綜合實驗室的建議。一些昂貴的物理、化學、生物實驗設備設施,中小學無力各自獨立置辦,由科技館統一設置,然后安排各學校到科技館做實驗,確實是一種最佳選擇。
3.2建立科技館實驗室的主要原則
既然建立科技館實驗室很有必要,接下來是討論建立科技館實驗室的原則。
科學性原則:科學性是實驗教育的最基本要求,必須保證實驗原理的科學性,實驗過程和結果力求現象明顯,直觀,以體現實驗的科學性;趣味性原則:讓學生在實驗教學中充分發揮自己的興趣,促使更加投入和專注,以達到最佳實驗效果;參與性原則:包括過程參與和結果參與,不但培養良好的動手能力,而且體現更好的教育實踐性;關聯性原則:科技館流動實驗室實驗設置要與學?!犊茖W》教程同步進程,緊密結合,還要與生活常識相關聯,以期取得更好的實驗效果;拓展性原則:不拘泥于《科學》教材的內容于范圍,可充分利用科技館科學資源,拓展與延伸實驗內容;差異性原則:考慮學生個體能力、知識水平、知識結構的差異性,做到因材施教。
3.3建立科技館實驗室的對策建議
國內外科技館在科技館科學實驗教育方面的先進經驗,我們可以借鑒如下:
1)實驗項目的選擇
中國科技館開發的“科普活動體驗箱”,結合中小學《科學》課程,配有使用說明書、課程教案及配套活動器材。例如據《科學》課中“材料”單元設計的《再生紙》實驗箱,保留古代造紙工藝,由學生動手制作一張再生紙作品,通過實驗直觀地了解造紙原理和工藝流程,并養成珍惜水資源的環保意識。
臺中自然科學博物館針對小學中年級以上的學生,設置了“奇妙的望”實驗項目,利用鏡片和筒合,制作多角度觀察潛望鏡,認識光的反射與折射原理;又通過制作簡易的溫度控制警報器,認識雙金屬片的特性及其電路應用原理。
2)實驗活動的具體實施
臺中自然科學博物館的科學教育服務活動影響廣泛,每年向各教育局發函,由教育局視轄內各校需要而提供名冊給科博館;科博館再與各學校聯系,以洽商適當的到校服務時間及內容;各校填寫相關申請表格,由教育局匯集后函送科博館,最后確定時間和內容,到校進行科學實驗服務。在日本,科技博物館是學生的第二課堂,中小學校有組織地帶領學生來上課,展區中設立若干組書寫區域,以方便學生的討論、記錄。美國新澤西自由科學中心與州教育局密切合作,充分研究每個學校使用的教材,邀請當地學生來館做實驗,集中展示學校不能展示的科學原理。
由此可見,科技館實驗室在國內外都有廣泛的需求,關鍵問題是科技館必須與教育部門經常溝通,與各校密切合作,才能開拓更廣闊的道路,使之蓬勃發展而永遠立于不敗之地。
參考文獻
[1]劉文利.科學教育的重要途徑:非正規學習.[J]教育科學,2007,1.
1、重視程度不夠。有些學校領導還沒有擺脫應試教育的影響,未能把實驗室工作放在應有的位置上,忽視實驗室工作在素質教育中的作用。有的學?!斑_標”時就有了實驗室,過后就擠占實驗用房;有的學校用舊課桌改做實驗臺,很不規格,也不安全;有的實驗室水、電不到位,消防設備簡陋等。
2、實驗人員不穩定。有一部分學校的實驗人員變動頻繁,人數不足,隊伍不穩,加之有的學校缺少專職的實驗人員,多是任課教師兼管,不少教師的實驗技術、素質、素養還有待提高。有些管理人員只能當保管員,不能對儀器設備進行維護、保養、修理等日常工作。人員的變動有時也導致儀器、設備的損失,這諸多問題增加了實驗室管理的難度,影響了實驗教學的開展,實驗室管理的緊迫性也就更加突出。
3、管理制度不規范。近幾年通過普及義務教育,儀器設備的配備速度大大加快,管理工作明顯跟不上配備速度。有些學校的實驗室工作也在做也很忙,但管理工作中出現的問題還是不少,這些問題往往是實驗員管不了,學校又管不到,分工不清,職責不明確。如:有的教師嫌麻煩不愿做實驗,有的教師做實驗不寫通知單,實驗室不及時做實驗記錄,不及時對儀器進行維修保養,借出儀器不登記等現象。究其原因是沒有建立健全一套行之有效的管理制度,未能形成制度管理。
4、部門配合不協調。某些學校存在著部門之間不夠協調現象,實驗與教學環節之間、實驗人員與任課教師之間,甚至教導處,總務處、實驗室各部門之間分家現象,造成實驗室管理工作步調不一,矛盾突出,效率不高,未能發揮儀器設備應有的教學效益和社會效益。
針對以上問題,筆者結合多年的實驗教學管理工作經驗,提出如下的對策:
一、學校領導要站在推進素質教育的高度重視實驗室工作,確立實現實驗室工作科學化、規范化、制度化、標準化的管理目標,使實驗室工作也和學校教學工作一樣跟上時代步伐。
二、各級管理部門及其管理人員應該樹立“兩個基本觀點”,并要抓實“六項管理”措施。
兩個基本觀點是:
1、服務觀點。實驗室工作的指導思想是“服務”,為學校教育教學服務,為師生服務,離開了服務就失去了實驗室工作的意義,有了服務思想,就能夠主動做好工作。實驗室管理不是一般的財產管理,它有財產保管,更有教學目的、教學任務、教學方法、教育思想等教學管理,管理好儀器設備不是目的,管理的最終目的是為了用好,通過管理給師生提供良好的儀器裝備,隨時給師生的教學研究、教學活動提供方便、支持、歡迎、鼓勵、提倡、幫助師生使用儀器設備,并要起到督促作用和保證作用??傊?,要做好服務,使實驗室最大限度的發揮作用。
2、教育觀點。學校是教育人的場所,學校的教職工都是教育者,各個部門都有教育學生的任務,學校處處要體現出教育,這是學校教育的特點。教師和學生都是實驗教學的直接參與者,實驗教學同樣是以教師為主導,學生為主體的教學活動,實驗室管理要研究老師如何教、學生如何學,還要研究人的行為,所以,實驗室管理不能單靠管理人員,領導、教師、學生都要參與,這也是現代化管理的一個重要特征。因此,要加強實驗室內外環境建設和各項工作環節的教育作用,重視發揮它的教育職能,讓師生在做實驗的整個過程都受到教育。
六項管理措施是:
1、建立健全規章制度,提高工作效率。一切工作的成敗都與管理有密切關系。要使管理工作制度化、規范化、有章可循,首先要根據實驗室管理的目標、任務和要求,遵循教學規律、實驗規律、經濟規律和分工協作規律等客觀規律,建立健全實驗室各項規章制度,合理組織實驗教學。不能只憑經驗、憑記憶、憑感覺,要靠科學靠數據來管理。要結合學校實驗室特點和學校的實際,制定出切實可行的實驗室管理制度和學生實驗守則,張貼在醒目的位置上,并要定期檢查執行情況。
2、加強財產管理,提高辦學效益。實驗室財產是學校財產的重要組成部分,是實驗教學的物質條件,是實驗室管理的重要基礎和重要環節。所謂“三分建設七分管理”,就說明了管理財產的重要性。財產管理不善,配備的越多,損失就越大。因此,管好、用好實驗室財產,盡量避免損失和浪費,是每個實驗人員的首要職責,也是評估實驗人員工作業績的基本要求,因此實驗人員和管理人員應當高度重視和不斷探討這一重要崗位的職責和管理方法。
3、加強常規管理,提高管理水平。要根據教材和大綱的要求,結合學校的實際情況,制定實驗室規劃、配備標準和裝備要求,正確合理地選擇,采購、配備儀器設備,做好驗收、登記、建賬、立卡等帳冊管理工作。儀器的陳列存放要做到科學、規范、安全合理、美觀、方便取用。要建立健全實驗室計劃總結、通知單、記錄等各種資料的檔案,強化管理措施,提高儀器設備的利用率和實驗教學的開出率。充分利用學校現有條件,向學生開放實驗室,開展興趣小組和自制教具活動,提高學生動腦、動手能力,激起學生學科學、愛科學的學習興趣。
4、加強維護保養,提高設備利用率。維護保養是科學管理的重要環節和手段。在這些具體工作中,需要做大量的細致的工作才行。要按照不同儀器的不同要求,堅持不懈地做好日常維護保養,既可減輕儀器損耗的程度,延長儀器的使用壽命,同時也是提高儀器設備利用率的前提。
5、加強業務培訓,提高專業素質。實踐證明,要管理好實驗室,要開展實驗教學,沒有一支有良好素質的實驗教師隊伍是不行的,這是一個很關鍵的問題。因此,加強實驗教師隊伍建設,提高實驗教師素質,是管理的重要目標和任務,要經常開展教研活動和理論探討,提高教研理論水平。要對各學科實驗教師進行業務培訓,實行實驗教師持證上崗制度,定期對實驗教師的工作業績進行考核評定,逐步提高實驗教師的專業素質和管理水平。
【摘 要】初中物理教學是一種以實驗為基礎的學科,高效的實驗教學對物理教學具有十分重要的作用。STS教育是科學教育改革中興起的一種新型科學教育,強調科學、技術以及社會三者之間的重要關系。在初中物理實驗教學中結合STS教育,合理把STS教育滲透到實驗教學中,做到物理知識與科學技術和社會實際相結合,以提高學生的綜合應用知識能力,提升實際問題解決能力、科學評價能力、以及科學價值觀。本文研究了STS教育對初中物理實驗教學作用以及應用實施。
關鍵詞 初中物理;實驗教學;STS教育
現代科學技術影響著整個國家的發展,帶動著經濟的發展,推動著社會的進步。因此,社會需要更多的科學技術性人才,要求其具有一定的科學意識和價值觀。STS教育強調理解科學、技術和社會三者的關系,重視科學、技術以及社會生產。在初中物理教學中融合貫通STS教育,是培養未來人才的必要條件。
一、STS教育在初中物理實驗教學中的作用
STS是科學(science)、技術(Technology)、社會(Society)的簡稱,STS教育重點強調現代科學素養以及社會價值觀。初中階段對學生是一個非常重要的時期,學生智力、認知、感覺、思維、想象力以及記憶能力得到不斷的增強,理解、分析等方面的能力也在成長。而初中階段增加物理科目主要是為讓學生引起對物理的興趣,進而對生活中其他的科學技術進行關注,為今后的物理學習和科學素養打好基礎。初中階段物理教學中以實驗為主導地位。通過實驗對事物進行觀察、思考、理解總結出物理學中重要的理論。而實施STS教育在初中物理實驗教學中能有以下作用:
(一)改變傳統的重理論輕實踐應用的偏向
(下轉第23頁)
(上接第22頁)
物理教學是一門實驗和實踐性很強的學科,而初中物理教學主要目的是為了引導學生學習物理的初步知識以及應用,結合比較全面的物理理論知識,合理應用到實際生活中,并逐步了解物理以及其他與科學技術相關的學科。但是在傳統的物理教學中,比較偏向物理教學的理論知識而不注重物理實驗教學和實踐環節,缺乏實際的應用。STS教育能結合物理與科學、技術、社會的實際問題,突出物理實驗和實踐的重要性,使學生掌握物理知識的同時,還深刻的認識到這些知識的實用價值。
(二)培養解決實際問題的能力和創新能力
STS教育在初中物理實驗教學中,其體現出較強的綜合性。其所涉及到的知識和學科比較多。在學生的綜合能力測試中是以現實生活中的有關理論問題和實際問題命題,考察的知識多樣、復雜。可見,STS教育能夠培養學生用整體的、綜合的觀點來分析問題。
(三)開辟多樣化、開放式教學
傳統教學主要以課本知識為主要的吸收工具,且教學形式比較單一。而在物理教學中實施STS教育,能將現代科技以及社會中的一些重大問題及時地滲透到物理教學之中,教學內容的選取突破了教材內容的限制,有利于更新教學內容,使物理教學緊跟時代的發展。同時,實施STS教育,將學校與家庭、社會以及課內與課外有機地結合起來,有利于形成以學生為主體的開放式的教學。
二、初中物理實驗教學中STS教育的應用
(一)STS教育的內容選取
在物理實驗教學中主要采取滲透式教學,然后選取合適的內容。由于STS教育內容較為廣泛,因此,在選擇內容時必須遵循以下原則:(1)科學性:所選擇的STS教育內容應該與物理教學內容聯系密切且相適應,應該與學生的認知水平和能力相適應,做到深度和廣度適當。(2)時效性:STS教育內容能夠及時反應科學技術的發展與科學技術相聯系的社會問題。(3)綜合性:STS教育內容應體現學科之間的綜合,促進科學教育與人文教育的融合。根據以上原則選取滲透式教學內容。
(二)STS教育的教學組織形式
STS教育的教學內容涉及到科學、技術以及社會等多方面,因此,其教學組織形式也是多樣化的。可根據編寫的STS教材和STS教案適時地開展STS活動課。具體如下:(1)以培養學生動手能力、創新能力為主的活動課系列。一是定期開展小制作、小實驗、小創新、小發明以及實驗操作活動,如引導學生利用廢舊材料制作照相機、潛望鏡、潛水艇等。二是引導學生進行一系列實踐操作,如測定爐子的效率,安裝照明電路,測定太陽的直徑等。(2)以培養學生應用知識、解決實際問題為主的活動課系列。如舉辦“生活用電知識競賽”“生活中的大氣壓知識競賽”等。(3)增長學生見識、擴大學生視野的科技講座系列。例如,超導、新興電源的發展前景、核能的利用等。(4)以培養學生初步的科學研究能力的STS報和科技小論文系列。如舉辦物理STS報和開展撰寫科技小論文活動等。
(三)STS教育的社會實踐
STS教育的社會功能主要是引導學生去接觸大自然,領會物理科學技術在社會生產以及實際生活中的應用。初中物理實驗教學教師可根據教學內容,結合本地的特色,開展社會實踐教學。如環境污染調查,圍繞環保開展社會實踐活動,讓學生分別到油漆廠、特種水泥廠、造紙廠、化工廠等地進行調查、訪問,使學生切身體會到大氣污染、水污染、噪聲污染、固體廢物污染、白色污染、光污染等給人們帶來的危害,并讓學生進行討論,探索怎樣控制、消除這些污染等。
三、加強初中物理實驗教學建議
(一)開放實驗教學內容
初中物理實驗教學的開放有兩個方面,一是內容要開放;傳統的實踐教學中主要是以課本的實驗內容為主,教師按照課本的實驗步驟進行講解并做出來,最后得出的實驗數據和實驗結果告知學生即可。實際上,這樣的實驗教學并沒有發揮其真正的作用。因此現代物理實驗教學應該不局限于課本的內容,既要將課本中的實驗,特別是演示實驗,扎扎實實地做好,以幫助學生理解有關的物理概念和規律,又要注重適當增加實驗內容,特別是探索性實驗,以培養學生的科學探索精神,幫助學生掌握科學研究方法,使學生遇到實驗現象與課本中的內容有出入時,有勇于探究的精神。
(二)改變實驗教學形式
初中物理實驗教學除了課堂上老師演示、學生操作課內實驗這些傳統、簡單的教學形式外,可以讓學生走出教室,到室外進行各種實踐教學。實驗教師可以提倡學生根據實驗教學相關物理知識,結合實際生活,設計完成一些小實驗、小制作、小修理等實踐操作。此外,學??梢越M織學生到相關電子儀器廠等進行實踐,定期組織學生到現場參觀、學習。使得學生更加深刻感受到科技創新技術的內涵和重要性。除此之外,學生可以課外到圖書館、科技館等地方閱讀學習,增加物理興趣。
(三)把握實驗教學原則
在初中物理教學實驗中,教師不僅要教授學生知識,同時還要教會學生怎么學習,使學生主動的學習,在面對問題時,能獨立的思考,積極進行探索。同時,還要根據物理知識進行實踐。但是實驗所用知識最好不要超過學生現有的知識水平和接受程度,要與教材緊密結合,對實驗所涉及的知識進行應用延伸。不要離學生的日常生活太遠,要保持學生的好奇心。實驗過程提出的要求不要太高,最好是學生經過努力后能夠達到的要求,否則學生會失去信心。
結語
總之,初中物理實驗教學主在培養學生的動手、管理能力、分析能力以及創新思維。而加強初中物理實驗教學是提高學生學習物理的重要途徑,有助于增強學生的邏輯思維能力。STS教育則是主要的教學形式,提升初中物理實驗教學質量。
參考文獻
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闡明了虛擬實驗發展的狀況以及它的重要意義所在,提出了遠程教育中開展虛擬實驗的可行性以及必要性,更深層次的研究虛擬實驗的構建過程以及方法,為相關人員提供資料。
關鍵詞:
虛擬實驗教學系統;遠程教育;應用評價
在當今遠程教育不斷發展進步的現狀之下,如何依據良好的網絡信息構建的環境創建一個完善的實驗教學環境,這就是現在我們所面臨的巨大的問題,也是當今人們關注的焦點所在。
1虛擬實驗教學系統簡介
1.1虛擬實驗發展概況。虛擬體驗技術原始于20世紀,是基于虛擬現實技術和實驗模型而產生和發展的。當時,一些國內外的遠程教育機構都曾經采用了各種各樣的方法來解決遠距離實驗教學的方法。在進行實驗的過程中,有的僅僅只有少數情況符合要求,而大多數由于與理論教學的銜接不是很密切,產生的效果不是很好。直到1990年,虛擬體驗才在遠程教學中崛起,為虛擬實驗教學的發展帶來了希望。它可以讓遠程實驗教學實現完整性,解決了實驗教學模式和遠程教育地位不相容的問題。在短短十幾年的時間里,虛擬實驗室概念的提出,由于其廣闊的應用前景,并且在各國大力發展的前提下,已取得了非常大的進展。目前,虛擬實驗室的建設在發達國家已經非常流行了,越來越多的大學和研究機構正在從事著虛擬網絡實驗的工作。與西方發達國家相比,國內對于虛擬實驗方面的工作還仍然缺乏,但在最近幾年其獲得的重要性逐步增強,一些大學和研究機構還專門開發了許多更先進的虛擬實驗室。
1.2遠程教育中虛擬實驗的可行性與必要性。一個好的開發工具是虛擬實驗發展的前提。虛擬實驗的開發應當符合人類的使用習慣,應該逐步向著智能化、簡單化、多功能化的方向發展著。遠程教育技術的發展為虛擬實驗創造了另一種可能性。同時,計算機網絡技術和硬件的發展為虛擬現實技術為虛擬體驗提供了可靠的保證,確保了虛擬體驗豐富的想象力,提供了身臨其境的互動,結合Java、HTML、CSS等Web技術,使虛擬實驗具有了非常雄厚的技術支持。數據庫技術的發展提供了完整的虛擬實驗教學所需的數據,成熟的理論知識體系更是為虛擬實驗的發展提供了理論支持?,F代遠程教育為虛擬教育的進一步發展提供了必要條件?,F代遠程教育是以教育、宣傳為中心,以開發個人個性化自主學習為目的的一種遠程教育。遠程學習教育是虛擬體驗的關鍵環節,讓學生對自己進行自主管理,與現代遠程教育的發展的實驗室環境進行交互融合。學生依靠網絡,可以節省下大量的時間去學習。
1.3虛擬實驗在教育中的意義。通過網絡以及計算機,學生就可以在任何時刻做實驗,充分的帶動學生學習的熱情、提升學習效率。虛擬實驗教學主要的作用就是為異地的學習者提供一個可以自主的、自由的、可互動的實驗氛圍以及范圍廣闊的學習參考材料。學生是學習的主體部分,異地學習者可以任意時刻通過網絡開始實驗,帶動學習者的自主學習性以及良好的學習興趣,將理論教學以及實踐教學充分的結合在一起,最大程度上提高了學生的學習效率。當前我國的現代遠程教育依舊處于初步發展時段。即使在遠程教育的過程之中通過持續的實踐獲得了不小的成果,但是依舊存在很多阻礙。存在很多因素的限制,導致遠程實驗教學不能順利的發展,出現了重重的阻礙。沒有任何疑問的就是,發展遠程教學那么實現網上實驗教學就是畢竟之路,虛擬實驗教學是支撐遠程實驗教學的系統,它可以通過不同的科學技術構建一個虛擬的網絡實驗氛圍以及器材,為學生營造一種較為真實的、可相互交流的的實驗平臺,這有效的提升學生的學習興趣以及熱情,提升學生的學習效率。
2虛擬實驗系統的構建分析
2.1實驗系統的構建原則。在遠程教育當中構建一個虛擬實驗系統的過程中要遵守幾種重要原則:首先是保證界面內容良好。該系統在保證具備相關實用之外還要保證界面能給使用者帶來一個溫馨舒適、快樂以及清晰的實驗氛圍,激發學生的學習興趣以及好奇心;其次是起到良好的引導作用。如果試用者在進行虛擬實驗過程當中,不能明確自己的操作方向,就很容易產生一種抵觸心理,進而失去了學習的興趣,所以具備一個良好的向導作用是非常必要的;再是要能夠及時的獲取使用者的反饋信息。只有及時的獲取使用者的反饋信息才能更好的完善這個系統,做到真正的為使用者服務,滿足使用者的合理需求。虛擬實驗教學的效果其實是因人而異的,想要取得最好的實驗效果,就要深入到使用者當中,那么及時的獲取反饋信息就是最為直接的方法之一。
2.2平臺構建的主要方法。使用者可以利用網絡進入Web服務器,不同地區的試用者通過本地的電腦對虛擬世界進行參觀以及完成相互協作或者是多地實驗,獲取有關的實驗結論。試用者利用瀏覽器對實現的狀況以及實驗的參數做出及時的觀察以及更改,以此為根本來完成整體的實驗過程。實驗設備、試用者的信息以及虛擬實驗的有關數據都將存儲與數據庫當中,本地平臺所供應的插件和瀏覽器以及硬件平臺之間都不具備相關性。
2.3構建平臺的功能模塊。虛擬實驗中包含最為重要的四個功能模塊:首先是管理模塊。主要包含虛擬實驗室軟硬件系統資料的管理、系統管理、用戶信息管理、用戶身份分類管理、用戶權限管理、實驗課題的增加和刪減管理、添或是更新虛擬實驗室的儀器設備以及實驗設備的管理;其次是實驗模塊,主要包含知識數據庫、實現課題列表、實驗過程和結果展示以及實驗過程的引導等相應模塊,其中的知識數據庫主要是為使用的師生提供相應的專著、資料以及人物等相關知識的拓展,而實驗課題列表主要是根據實驗內容的種類進行列表,實驗過程和結果展示主要包括動畫展示、視頻展示等方面;再是實驗結果評定模塊。主要包含實驗結果的上交以及評定,這一模塊的主要作用是讓任課教師通過實驗結果的評定進行相應的指導并且安排出下一次的實驗內容;師生交流探討模塊。主要是提供了一個可供師生之間進行實驗心得交流討論的一個平臺,提高了學習的效率,并且給了老師一個近距離了解學生的機會,為以后實驗的開展提供更好的服務。
3結論
成為一個支撐遠程實驗順利進行的系統,虛擬實驗技術的出現確保了遠程教育理念的完整性,同時也開啟了一個教育理念的新方向。隨著當今網絡信息技術以及虛擬實驗技術等多種科學技術的持續發展以及相應硬件設施價格的不斷下降,新型的遠程教育媒體將以一個全新的形態、無限的潛力以及不可比擬的優勢出現在遠程教育領域之中,它的發展前景是非??捎^的,有一個廣泛的應用領域。
作者:薛航 單位:北華大學
參考文獻
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關鍵詞: 物理實驗教學 職業教育 現狀 改革對策
我國的職業教育一直是以服務為宗旨,就業為導向的辦學方針,為社會的進步和發展培養優秀的技能型人才。隨著中等職業院校的教學從學科本位向能力本位轉變,培養學生職業能力已經成為重要的教學目標。而物理實驗課正是培養學生動手操作能力、科學文化素質、服務學生的專業學習和為未來發展做準備的一門基礎課。
一、實驗在物理教學中的地位和作用
實驗是物理學的根基。物理學的理論是通過觀察、實驗、抽象、假說等研究方法,并通過實踐的檢驗而建立起來的。物理學的許多重大發現都是從實驗室里開始的,物理學無疑是以實驗為基礎的科學。
實驗課是在老師指導下學生自主學習的過程,是學生之間合作學習的過程,是探究知識、學習掌握探究知識的方法的過程。實驗課和理論課一樣,應將學生置于核心地位,充分發揮學生的主體作用,教師只起到幫助、輔導作用。實驗讓學生生動地感知物理現象,加深對物理概念、物理定律的認識,更重要的是學會運用觀察和實驗的方法,掌握處理問題的基本程序和實驗技能(包括儀器的使用、測量技術、數據的讀取和分析、報告的書寫),培養觀察能力、思維能力和操作能力。從而啟迪心智,激發靈感,不斷質疑,勇于探索,進而培養嚴謹細致的科學態度和認知務實的工作作風。這種能力的培養對其他知識的學習和未來的工作是大有裨益的。
二、職校物理實驗課的教學現狀
物理實驗課在許多職校教學中一直是被忽略的,得不到重視,甚至有些院校并沒有開設此課程。這其中有著諸多實際困難,包括課時不夠,資金不足,實驗器材缺乏和老化等客觀因素。同時學校及教師在對待學生實驗的問題上觀念存在偏差,普遍存在著重理論輕實驗的思想。簡單地認為,課堂上口頭描述實驗裝置,給出實驗結果,同樣能達到教學目標。隨著多媒體進入課堂后,部分教師過分地使用多媒體的模擬實驗,不重視讓學生看實物,進行實際操作。放棄了運用實驗的直觀教學方法,再加上學生基礎差,知識面窄,缺乏自主的學習意識和耐心,沒有良好的學習習慣,造成學生遇到實物束手無策,不知如何動手的現象,這很大程度妨礙了學生創新能力的培養。
三、物理實驗教學的幾點改革對策
1.增加實驗的趣味性。在教學中設計有趣味性的實驗能夠提高學生學習物理的興趣,是學生能夠自主學習的強大動力。在實驗器材的選取上可以采用簡單的,生活中常見的物品來進行實驗,加強實驗的可視性,讓他們在家里隨時隨地都可以做。這對學生有很大的吸引力,也符合學生的認識規律。例如:講解“慣性定律”時,用一個硬幣(或螺母)和一個氣球就可以驗證慣性定律。把硬幣放在氣球里吹大系緊,然后拿著氣球給硬幣一個順時針(逆時針)的力,就會發現硬幣在里面就會一直沿著力的方向勻速前進。這就是慣性讓硬幣一直保持原來的運動狀態,再加上重力的影響產生了向心力,所以硬幣會一直在里面轉動。講解“大氣壓”時,可以做“會吞雞蛋的瓶子”的實驗。這樣簡單又有趣的演示會讓學生感到科學實驗并不神秘、高不可攀,在我們的周圍隨處可見。
還可以通過游戲、表演、多媒體演示等其他的方式和手段來增強實驗的趣味性,再配合教師講解,針對職業院校學生學習沒有主動性、懶惰的特點,這樣輕松有趣的課堂對他們來說更容易理解并接受新知識,更重要的是激發了學生的好奇心和求知欲。
2.進行開放式實驗教學。職業教育是培養技術型人才為目標的,開放式實驗對培養學生的創新能力和動手能力提供了充足的空間。這里談到的開放式實驗有兩層含義:首先是“時間和空間”開放,在學時有限的情況下,不能滿足所有學生的動手欲,一部分學生在課堂上往往扮演著旁觀者的角色或自身動手能力不強,如果實驗室在課余時間能定期開放,提供給學生提高實驗能力的場所,就能夠補上這一不足得到鍛煉。其次是“設計理念”開放,一些學生對實驗有自己的設計想法,可以根據興趣愛好組織專題的研究和探討,不拘泥于教材中的方法,做一些自己設計的小實驗。教師也可以布置一些開放式的作業,例如:學習了摩擦力知識后,設計一個實驗驗證“在相同的條件下,滾動摩擦遠小于滑動摩擦”來說明這一結論的準確性;探究“壓力的作用效果與那些因素有關”的實驗時,可以提供:橡皮泥、氣球、小木塊、細線、彈簧測力計。讓學生猜想結論。再利用鉛筆盒里的工具設計實驗,運用控制變量法進行探究;還可以用一次性塑料杯、易拉罐制作水平儀等小實驗。在這種環境下學習理論和實驗操作,能夠在很大程度上增強學生的動手能力和學習物理的興趣,有利于創造能力的培養。
3.開展課外探究活動。課堂之余定期組織學生結合本專業的特點開展一些物理課外活動,進行一些科技小實驗、小制作、小發明等。還可充分利用網絡資源,仿真軟件,應用多媒體虛擬實驗來彌補課堂實驗的不足??膳e辦發明創造、科普知識的講座,學生發明創造作品的展覽或科技小論文的評比等活動,激發學生的創新意識,增強創造能力。
總之,加強學生職業技能的培養,物理實驗教學是不可忽視的。中職院校的物理實驗教學要注重實際的應用與操作,調動學生主動參與學習過程,培養主觀能動性。當然,改革中職物理實驗教學也是職業教育需要長期探索的課題。
參考文獻:
[1]宋大衛.物理應用基礎(第2版).人民衛生出版社,2010,6.
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