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實(shí)驗(yàn)講義作為理論教材的補(bǔ)充,是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的重要參考依據(jù)。在總體定位上,既不能與理論教材雷同,又不能與理論教材脫節(jié)。實(shí)驗(yàn)講義應(yīng)該凝練出理論教材中與實(shí)踐操作最為相關(guān)、最為重要的知識點(diǎn),作為理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁,并圍繞實(shí)踐操作詳細(xì)展開,重點(diǎn)介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作要點(diǎn)、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋分析、實(shí)驗(yàn)中常見問題及原因等內(nèi)容,使學(xué)生既能夠迅速建立起實(shí)踐操作與理論的聯(lián)系,喚醒學(xué)生對理論知識的記憶,又能夠在實(shí)踐操作中有章可循,加深對理論知識的認(rèn)識。在編排形式上,既要展現(xiàn)知識的系統(tǒng)性和完整性,又要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次性和側(cè)重點(diǎn)。根據(jù)課時(shí)的安排,我們分別從目的基因的克隆、表達(dá)載體的構(gòu)建、蛋白的表達(dá)及純化、蛋白的定性定量和功能分析四個(gè)方面編排了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照生物技術(shù)藥物研發(fā)的過程層層深入,每個(gè)內(nèi)容中的實(shí)驗(yàn)技術(shù)各不相同,基本涵蓋了該課程的全部重要知識點(diǎn),并將這些知識點(diǎn)有序連接起來,方便學(xué)生掌握。在內(nèi)容展現(xiàn)上,既注重專業(yè)性,也注重易用性。我們選取教研室最新的藥學(xué)研究成果中的一個(gè)蛋白藥物為實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)例,在科研反哺教學(xué)的轉(zhuǎn)化中,盡量將科學(xué)前沿的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成本科生易用能懂的內(nèi)容,并注重?cái)?shù)據(jù)的完整、細(xì)節(jié)的清晰和內(nèi)容的詳實(shí)。在實(shí)驗(yàn)講義的使用中,及時(shí)收集學(xué)生的反饋意見,從學(xué)生易于接受的角度不斷修訂講義,引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的思維思考實(shí)驗(yàn)問題。
2制作一套生動的媒體課件
媒體課件的使用是課程教學(xué)中必不可少的手段,特別是在實(shí)驗(yàn)課程中,需要展示大量的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作過程等,媒體課件生動直觀的優(yōu)勢就更加明顯[3]。我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排和教學(xué)的需要,總結(jié)了生物技術(shù)藥物研發(fā)的10個(gè)實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),并拍攝制作了實(shí)驗(yàn)操作視頻,包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、目的基因與載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養(yǎng)和擴(kuò)增、包涵體的預(yù)處理、蛋白的親和層析純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、蛋白印跡雜交、考馬斯亮藍(lán)染色、蛋白定量等。實(shí)驗(yàn)操作視頻可以利用多角度、特寫放大等技術(shù)展現(xiàn)每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn),讓學(xué)生準(zhǔn)確看到操作的細(xì)節(jié),解決了教師實(shí)地操作示范時(shí)無法保證每個(gè)學(xué)生都能有最佳觀察位置的空間不足。同時(shí),有些實(shí)驗(yàn)操作中需要等待數(shù)分鐘甚至數(shù)小時(shí),在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)中無法展示全部的實(shí)驗(yàn)過程,實(shí)驗(yàn)操作視頻可以將漫長的等待時(shí)間剪輯去除,彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)操作長時(shí)間等待的時(shí)間不足。在視頻課件的制作過程中,我們首先根據(jù)內(nèi)容安排撰寫了拍攝腳本,然后召集實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、實(shí)驗(yàn)操作嫻熟的老師進(jìn)行了多次論證和修訂,確保了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、解說語言的簡潔性和視頻拍攝的技術(shù)性。每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)視頻的拍攝之前,負(fù)責(zé)操作演示的老師都要經(jīng)過至少2次的預(yù)實(shí)驗(yàn),確保視頻拍攝的順利進(jìn)行。視頻拍攝時(shí),我們根據(jù)拍攝腳本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)場景、準(zhǔn)備所需儀器設(shè)備,對于需要學(xué)生掌握的步驟和容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的步驟,從多個(gè)角度反復(fù)拍攝演示過程,確保后期剪輯制作時(shí)有足夠的素材。通過一系列精心的設(shè)計(jì)和實(shí)施,我們完成制作了實(shí)驗(yàn)操作視頻媒體課件。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,學(xué)生首先在教師的講解下觀看實(shí)驗(yàn)操作視頻,再到實(shí)驗(yàn)室觀看教師的操作示范,并自己動手操作。我們通過對比發(fā)現(xiàn),與沒有使用實(shí)驗(yàn)操作視頻媒體課件輔助教學(xué)相比,使用后,學(xué)生出現(xiàn)基本操作錯(cuò)誤的概率大大降低、更容易得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,學(xué)生提出的問題更加側(cè)重對實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的深層次思考,而不是一些淺顯的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。實(shí)驗(yàn)操作視頻媒體課件的應(yīng)用提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。
3培養(yǎng)一支專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
實(shí)踐課程與理論課程教學(xué)過程的一個(gè)顯著差別在于,理論課的授課通常是以老師個(gè)體為單位完成的,而實(shí)驗(yàn)課的授課則需要多個(gè)老師的協(xié)作配合。我們根據(jù)以往實(shí)踐課程的經(jīng)驗(yàn),以20名學(xué)生為1組,每組配備由3名老師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì),3名老師分別負(fù)責(zé)授課的準(zhǔn)備和實(shí)施、實(shí)驗(yàn)操作過程的管理和指導(dǎo)、儀器設(shè)備和試劑耗材的保障。通過這樣的設(shè)計(jì)和安排,所有老師既分工明確、各司其職,又相互協(xié)作、通力配合,保證了實(shí)驗(yàn)課的課前準(zhǔn)備、課中實(shí)施和課后收尾工作的順利進(jìn)行。授課老師主要負(fù)責(zé)授課的準(zhǔn)備和實(shí)施,是實(shí)驗(yàn)課程的負(fù)責(zé)人。實(shí)驗(yàn)課的講授不同于理論課的講授過程,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課更注重操作技術(shù),所以授課老師在課前應(yīng)該搜集大量的圖片、動畫、視頻等生動特色的教學(xué)資源,并根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,設(shè)計(jì)教學(xué)過程、撰寫教案、制作課件,組織所有參與教學(xué)的老師進(jìn)行集體預(yù)實(shí)驗(yàn),充分了解實(shí)驗(yàn)的全部過程。在課中,講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,與其他老師一起分工負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、解決學(xué)生的問題。指導(dǎo)老師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作過程的管理和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)課的最大特點(diǎn)是在實(shí)驗(yàn)操作過程中,學(xué)生要在實(shí)驗(yàn)室中“活動”起來,因此必須通過預(yù)先的統(tǒng)籌安排維護(hù)實(shí)驗(yàn)過程的秩序井然。例如,對于低溫離心機(jī)、細(xì)胞超生破碎儀、微孔板檢測儀等需要共用的儀器設(shè)備,可以通過調(diào)整不同學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟的順序,達(dá)到錯(cuò)峰使用的目的。這就需要指導(dǎo)老師在課前明確實(shí)驗(yàn)操作過程中每一個(gè)步驟的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、安排好其他老師的指導(dǎo)崗位,確保在課中每個(gè)操作步驟、每個(gè)共用儀器設(shè)備都有老師指導(dǎo)。保障老師主要負(fù)責(zé)儀器設(shè)備和試劑耗材的保障。實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行的過程雖然只有幾個(gè)學(xué)時(shí),但各種試劑的配制、耗材的準(zhǔn)備、儀器設(shè)備的調(diào)試往往需要花費(fèi)老師幾天的時(shí)間。保障老師根據(jù)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作的需要,在課前制定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和保障手冊,包括使用哪些儀器設(shè)備、哪些可以共用、哪些預(yù)先放在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)臺面上、配制哪些試劑、配制量是多少、哪些需要分裝等問題,大到蛋白純化儀器,小到卷筒紙,每一個(gè)細(xì)枝末節(jié)都在手冊中詳細(xì)注明。根據(jù)此手冊進(jìn)行準(zhǔn)備和保障,既規(guī)范、高效,又不會遺漏。
4搭建一個(gè)完善的實(shí)驗(yàn)平臺
此外,筆者摒棄了以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依托理論教學(xué)的“依附性”、“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn),將有關(guān)儀器分析、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程原理、環(huán)境土壤學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)納入環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系,進(jìn)行單獨(dú)設(shè)課,在大學(xué)3年級開設(shè)。同時(shí),利用實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)論文等教學(xué)環(huán)節(jié),為學(xué)生提供更多自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開展科學(xué)研究的機(jī)會,鍛煉和提高學(xué)生的獨(dú)立工作能力。
2改進(jìn)教學(xué)模式
通常實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備難以滿足單獨(dú)實(shí)驗(yàn)要求,或者實(shí)驗(yàn)過程多、任務(wù)重,實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限,有些實(shí)驗(yàn)須采用小組實(shí)驗(yàn)。而小組實(shí)驗(yàn)中,有些學(xué)生有惰性和依賴心,不利于對實(shí)驗(yàn)的理解和掌握,動手能力和獨(dú)立解決、分析問題的能力得不到培養(yǎng),不利于獨(dú)立科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。鑒于此,筆者在教學(xué)中將小組內(nèi)實(shí)驗(yàn)分配到個(gè)人,合理安排每位成員的任務(wù)和作用,進(jìn)行合理分工和合作,培養(yǎng)學(xué)生的合作和協(xié)作精神,同時(shí)應(yīng)盡量減少人為因素的偶然誤差,保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性。環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)每學(xué)期12個(gè)實(shí)驗(yàn),由3個(gè)教師分班教學(xué),采用10~12人/組分組進(jìn)行講解,做到每人過關(guān)。由于課程教學(xué)時(shí)間有限,教師可針對某實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)方面進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法,如活性炭吸附實(shí)驗(yàn)僅考慮了活性炭投加量對其的影響,而活性炭的制備原料和方法、孔隙大小、振蕩時(shí)間長短、不同的溫度和pH值也對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定影響,因此可以進(jìn)行進(jìn)一步研究,也可以作為本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和本科論文的選題。
3加強(qiáng)對備課和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重視程度
3.1做好預(yù)備實(shí)驗(yàn)工作
培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師做好預(yù)備實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。認(rèn)真做好預(yù)備實(shí)驗(yàn),可以確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)對操作過程中每一個(gè)細(xì)節(jié)問題,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。此外,教師應(yīng)認(rèn)真鉆研,了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理,并動手操作,結(jié)合實(shí)際進(jìn)行調(diào)查。如,筆者對照有關(guān)教材和國家標(biāo)準(zhǔn),對GB/T12496.10-1999木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法“亞甲基藍(lán)吸附值的測定”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),采用標(biāo)準(zhǔn)硫酸銅比色法,在標(biāo)準(zhǔn)條件下初步得到的吸附值約為11ml。
3.2認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告
培養(yǎng)學(xué)生科技寫作和語言表達(dá)的能力實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)與分析,是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果和寫作成果。因此,筆者改革以往當(dāng)次實(shí)驗(yàn)課上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式,要求學(xué)生做下一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)上交上一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,這樣學(xué)生有充分的時(shí)間查閱相關(guān)科研資料和分析處理數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的論斷,進(jìn)一步提高學(xué)生分析和解決問題的能力。教師認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)了對學(xué)生勞動的尊重,在批改過程中,認(rèn)真分析學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理、問題分析是否正確、語言表達(dá)能力是否準(zhǔn)確,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的態(tài)度。
4完善評價(jià)體系
考核評價(jià)既是對學(xué)生綜合能力的評定,又是促進(jìn)學(xué)生不斷提高綜合素質(zhì)的動力。傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為考核的方式,往往造成學(xué)生死記硬背或者抄襲數(shù)據(jù)和報(bào)告,大大挫傷了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。在新的考核體系中,要注意實(shí)驗(yàn)報(bào)告與操作考試、設(shè)計(jì)與操作、理論與實(shí)踐等多種形式的結(jié)合。還可以要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)以外專業(yè)知識進(jìn)行綜合運(yùn)用,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神的發(fā)展。采用平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和操作考試進(jìn)行綜合評分,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占50%(為每學(xué)期12個(gè)實(shí)驗(yàn)的平均分),操作考試成績占50%(結(jié)合儀器和藥品進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作考試,并進(jìn)行現(xiàn)場提問,要求學(xué)生回答)。
5結(jié)語
1.1課程定位與目標(biāo)
課程定位為數(shù)據(jù)庫、編程語言、開發(fā)模式、開發(fā)平臺的綜合運(yùn)用課程,作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用、軟件技術(shù)、信息管理等本科相關(guān)專業(yè)高年級的專業(yè)選修課,適合在數(shù)據(jù)庫、編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及軟件工程等相關(guān)課程全部完成后開設(shè)。該課程利用企業(yè)級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺———IBMPowerSystems來直觀地呈現(xiàn)相關(guān)知識及其綜合運(yùn)用。設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)為:
(1)熟悉企業(yè)級服務(wù)器系統(tǒng)的基本操作與系統(tǒng)管理方法;
(2)掌握企業(yè)級數(shù)據(jù)庫的主要功能及應(yīng)用;
(3)了解企業(yè)級應(yīng)用的組成、模塊之間的關(guān)系;
(4)掌握企業(yè)級應(yīng)用的開發(fā)模式及開發(fā)方法;
(5)能夠開發(fā)簡單的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。
1.2案例驅(qū)動的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
圍繞以上教學(xué)目標(biāo),利用教學(xué)案例承載教學(xué)內(nèi)容,并按照案例所涉及的知識之間的內(nèi)在聯(lián)系組織課程內(nèi)容、結(jié)構(gòu)。
1.2.1案例設(shè)計(jì)
課程內(nèi)容圍繞案例進(jìn)行組織。利用案例將理論知識、實(shí)踐技能與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境結(jié)合在一起,因此課程案例設(shè)計(jì)是課程建設(shè)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。按照企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)方法來設(shè)計(jì),以案例實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)向,將其融入到整個(gè)教學(xué)過程中,并由此推動創(chuàng)新。其設(shè)計(jì)原則為:
(1)案例具有完整性。案例項(xiàng)目無論大小,應(yīng)該設(shè)計(jì)成包括前端、應(yīng)用邏輯、后臺數(shù)據(jù)庫等涉及相關(guān)課程的多個(gè)知識點(diǎn)的一個(gè)相對完整系統(tǒng),滿足課程培養(yǎng)目標(biāo)。
(2)具有擴(kuò)充和拓展性。有利于學(xué)生的拓展和完善,能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
(3)可組裝性。學(xué)生能夠按照提供的源碼和實(shí)現(xiàn)步驟組裝完成原型系統(tǒng)。
1.2.2課程內(nèi)容
主要包括案例背景介紹、實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)基礎(chǔ)、實(shí)例數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用開發(fā)方法及工具。案例背景介紹案例需求、應(yīng)用流程框架、模塊邏輯關(guān)系圖等;實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)基礎(chǔ)介紹企業(yè)級服務(wù)器(IBMi系統(tǒng))技術(shù)獨(dú)立的體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)、基于對象的管理、消息機(jī)制、工作流管理,以及系統(tǒng)安全機(jī)制;實(shí)例數(shù)據(jù)庫介紹企業(yè)數(shù)據(jù)庫(DB2fori)的主要功能及其實(shí)現(xiàn)方式;應(yīng)用開發(fā)部分介紹企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)方法、相關(guān)語言,以及集成的開發(fā)工具。
1.2.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
根據(jù)案例實(shí)現(xiàn)的要求、模塊之間的關(guān)系以及順序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)?zāi)K之間有先后依賴關(guān)系,需要學(xué)生按順序完成實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)課程案例。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括IBMi系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用邏輯設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、屏幕設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、打印報(bào)表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),以及應(yīng)用系統(tǒng)維護(hù)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)。
1.3案例驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)方法
案例實(shí)踐教學(xué)方法突出知識的綜合運(yùn)用,將綜合能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)滲透到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。采用案例驅(qū)動、理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,并以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的多環(huán)節(jié)教學(xué)方法:
(1)課堂教學(xué)講述概念術(shù)語、基本理論、方法原理以及實(shí)現(xiàn)機(jī)制,并根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)演示操作。課堂講解力求少而精,注重啟發(fā)、引導(dǎo),并與學(xué)生互動。
(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出實(shí)驗(yàn)的目的性以及學(xué)生的主體作用,更多地實(shí)施個(gè)性化指導(dǎo)。利用案例提高學(xué)生操作技能、培養(yǎng)創(chuàng)新思維并加深和拓寬理論知識。
(3)精心設(shè)置單元練習(xí),以鞏固各個(gè)部分的知識點(diǎn)、重點(diǎn)與難點(diǎn)。
(4)最后通過期末考試促進(jìn)學(xué)生對課程知識點(diǎn)的全面復(fù)習(xí)、歸納總結(jié),達(dá)到學(xué)以致用、融會貫通的目的。在教學(xué)實(shí)施過程中,倡導(dǎo)“做中學(xué)”,教學(xué)案例將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融合,使課堂學(xué)習(xí)融“教、學(xué)、做”為一體,把知識、能力的學(xué)習(xí)過程置于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,教師則更多的是引導(dǎo)、指導(dǎo)、示范和答疑。
1.4多因素成績評定法
有效的考核方法能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、興趣,提升教學(xué)質(zhì)量。該課程采用多因素考核:
(1)上機(jī)實(shí)驗(yàn)(占總成績60%)考查學(xué)生動手能力、綜合運(yùn)用知識能力以及解決實(shí)際問題能力。學(xué)生需要按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求上機(jī)完成實(shí)驗(yàn),并上機(jī)提交包含源代碼的結(jié)果。
(2)課后作業(yè)(占總成績10%)考查學(xué)生對知識點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)的掌握程度。
(3)期末考試(占總成績30%)考查學(xué)生對整個(gè)課程基本知識點(diǎn)、知識結(jié)構(gòu)以及原理方法的掌握情況。
2課程特色
這門綜合實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)平臺選擇、課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式等方面具有特色。
(1)集成的實(shí)驗(yàn)平臺。依托IBMPowerSystems(P570),同時(shí)支持安裝AIX、IBMi和Linux3種操作系統(tǒng)。其中IBMi是一款具有獨(dú)特體系結(jié)構(gòu)的集成操作系統(tǒng),可以看成是最早的一體機(jī),具有集成的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(DB2fori)、各種編程語言環(huán)境(RPG,COBOL,C,C++,Java,PHP等)、集成的開發(fā)工具(ADTs,RDP,WDS,RDiforSOA等)以及多種應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境,包括Java、WebSphere商業(yè)智能許多軟件,這種集成式、一站式的系統(tǒng)為綜合實(shí)驗(yàn)課程提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺。
(2)案例驅(qū)動課程內(nèi)容。根據(jù)案例需求,注重知識的實(shí)用性和針對性,通過案例設(shè)計(jì)的完整性保證課程知識體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性、完整性。按照由淺入深、循序漸進(jìn)的方式直觀地進(jìn)行展示。課程內(nèi)容包括了實(shí)驗(yàn)平臺基本操作、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、相關(guān)編程語言知識、界面設(shè)計(jì)、集成開發(fā)工具的使用,讓學(xué)生在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)案例項(xiàng)目的過程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識和知識的綜合運(yùn)用。
(3)案例實(shí)踐教學(xué)方法。采用以案例為背景,融理論和實(shí)驗(yàn)一體化,并以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的教學(xué)方法。學(xué)生在好奇心的驅(qū)動下,按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)?zāi)K,實(shí)現(xiàn)課程案例。在獲得成就感的同時(shí),培養(yǎng)了學(xué)生的知識綜合運(yùn)用能力、發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題和解決問題能力,并獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作技能。
(4)精品教學(xué)資源網(wǎng)站。網(wǎng)站(http://222.200.181.101/i/)內(nèi)容包括課程簡介、教學(xué)大綱、課堂教案、電子書、部分視頻、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、課后練習(xí)與答案、考試重點(diǎn)、模擬試題與答案以及相關(guān)網(wǎng)站鏈接等。課程網(wǎng)站整合了相關(guān)教學(xué)資源,為教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)、課后復(fù)習(xí)及進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)提供方便。
(5)資深專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)。綜合實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)對教師的專業(yè)知識、相關(guān)學(xué)科知識以及實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)操作等綜合業(yè)務(wù)能力有更高的要求。這門課程的主講教師長期從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,積累了豐富的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn),曾多次參加企業(yè)高校師資培訓(xùn),獲多項(xiàng)全球?qū)I(yè)技術(shù)認(rèn)證,具有專業(yè)特長。同時(shí)還邀請了企業(yè)(例如,IBM公司)資深教育專員、資深專家講授部分課程內(nèi)容,并與學(xué)生分享他們在企業(yè)工作的體會,開闊學(xué)生視野。
3結(jié)束語
物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ),沒有物理學(xué)的發(fā)展,就沒有現(xiàn)代科技和現(xiàn)代文明.但是長期以來,人們對物理學(xué)在人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)作用并沒有足夠認(rèn)識,對其特殊的教育功能缺乏深入的研究.這是因?yàn)槲锢韺W(xué)工作者的興趣往往集中在物理科學(xué)的前沿研究上.由于種種歷史原因,教育家又對物理科學(xué)了解甚少,往往不愿意直接深入到學(xué)科教育的研究中,所以物理學(xué)在教育人方面的潛在功能一直沒有被充分認(rèn)識和挖掘.一切科學(xué)作用都離不開人的行為,物理學(xué)的基礎(chǔ)作用,很重要的方面也是通過受過物理教育的人發(fā)揮其作用的.這場基礎(chǔ)教育課程標(biāo)準(zhǔn)改革促使人們從科學(xué)教育本質(zhì)上去認(rèn)識物理教育的社會功能,為挖掘物理教育的育人功能,發(fā)揮其在科學(xué)素質(zhì)教育中的基礎(chǔ)作用,提供了歷史機(jī)遇和良好的條件.
中學(xué)物理教育是科學(xué)教育,它的目的是提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì);科學(xué)教育的基本形式是動手動腦相結(jié)合的科學(xué)活動.上個(gè)世紀(jì)50年代,在我國流傳著一個(gè)非常響亮的口號:“知識就是力量”,這個(gè)口號曾鼓勵(lì)多少人去刻苦鉆研,攻克難關(guān).對于我國的科研進(jìn)步和教育發(fā)展曾經(jīng)產(chǎn)生過很大影響.但是也使有些人長期陷入科學(xué)教育等于知識教育的誤區(qū).
改革開放后,發(fā)現(xiàn)我國物理教育相對于先進(jìn)國家存在明顯差距:重理論、輕實(shí)驗(yàn),重知識、重習(xí)題、輕動手技能,重知識傳授、忽略學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動和科學(xué)情感教育等傾向相當(dāng)嚴(yán)重.這種狀況表明我們的物理教育在科學(xué)教育理念方面還停留在科學(xué)等于知識的時(shí)代.科學(xué)是由包括科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度等構(gòu)成的一個(gè)整體.《中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”,即“三維教學(xué)目標(biāo)”全面地反映了科學(xué)教育的性質(zhì)和功能.科學(xué)教育僅僅停留在科學(xué)知識教育層面上是一個(gè)歷史時(shí)期在認(rèn)識上的局限性.那種教育,是與科學(xué)技術(shù)十年、幾十年基本不變,有了一定的知識和技能就夠用一輩子的傳統(tǒng)社會相適應(yīng)的.當(dāng)今信息社會、知識爆炸、科學(xué)技術(shù)日新月異,一個(gè)人的一生要經(jīng)歷很多科學(xué)技術(shù)的劃時(shí)代變化,因而,把科學(xué)當(dāng)作知識的時(shí)代已經(jīng)過時(shí)了.回顧20世紀(jì),由于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展,人們曾一次次地歡呼進(jìn)入“電氣化時(shí)代”、“原子能時(shí)代、”、“半導(dǎo)體時(shí)代”、“激光時(shí)代”、“計(jì)算機(jī)時(shí)代”,“超導(dǎo)時(shí)代”、“納米時(shí)代”、“生命科學(xué)時(shí)代”等等.面對如此日新月異的世界,對一個(gè)人來說最重要的是學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新的思想、創(chuàng)新能力和探索未知的本領(lǐng).這就是提出這場中學(xué)物理課程改革的基本理念與三維教學(xué)目標(biāo)的背景.《中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》是我國科學(xué)教育工作者對社會發(fā)展、科學(xué)教育本質(zhì)和青少年心理特性的綜合研究的成果,是科學(xué)教育研究在理論和實(shí)踐上的重大創(chuàng)新.其基本點(diǎn)是把中學(xué)物理課程從片面地傳授知識轉(zhuǎn)變到以為學(xué)生為本,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)經(jīng)歷過程與方法,把動手動腦的科學(xué)活動作為物理教育的基本形式.
當(dāng)前,我們國家正在發(fā)揮各級政府的領(lǐng)導(dǎo)作用,用行政力量大力推行基礎(chǔ)教育課程改革,這是具有重大意義的.但是行政命令,并不能代替科學(xué)教育理念的力量.課程改革的首要任務(wù)是全面普及科學(xué)教育的理念,要使每個(gè)教育工作者、學(xué)生、家長和方方面面都接受課程標(biāo)準(zhǔn)基本理念.首先全體教師要迅速轉(zhuǎn)變理念,要他們相信學(xué)習(xí)物理歸根結(jié)底要通過每個(gè)學(xué)生的心理活動,靠學(xué)生自己動手動腦活動才能學(xué)會.要宣傳江蘇省啟東中學(xué)采用自主學(xué)習(xí)方式,多年來在國際奧林匹克物理競賽連續(xù)“摘金奪銀”的成功經(jīng)驗(yàn).要讓人們相信科學(xué)在改變世界中具有強(qiáng)大力量那樣,相信科學(xué)教育在培養(yǎng)教育人中也具有比傳統(tǒng)教育方式更強(qiáng)大的力量,要使科學(xué)教育的理念變成一種社會文化,我們的中學(xué)物理教育才會徹底拋棄“背概念、套公式、做習(xí)題”的傳統(tǒng)教育理念,才會使大家認(rèn)識到“題海戰(zhàn)術(shù)”是扼殺青少年學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)造性的桎梏,應(yīng)該徹底予以解脫.
目前多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是教師傳授理論知識的“附屬品”,只側(cè)重于教師的實(shí)驗(yàn)演示。對學(xué)生的要求只限于了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,會用?shí)驗(yàn)儀器,記住實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)生思維只能在教師畫好的圈子里轉(zhuǎn),學(xué)生只能觀察到沿著教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)思路去完成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。做實(shí)驗(yàn)變成了講實(shí)驗(yàn),學(xué)生對實(shí)驗(yàn)認(rèn)識只停留在表面上。長此以往,學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性必然會受到壓抑,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將流于形式。因此,在物理教學(xué)過程中,更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)模式是必然的選擇。新的教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,突出學(xué)生的主體地位。讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體,自己設(shè)計(jì),自己組織,自己操作,最終由學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的“操作者”和“設(shè)計(jì)者”。由學(xué)生自主地去觀察、發(fā)現(xiàn)、搜集信息,并用已有知識對所獲信息進(jìn)行歸整,可以給學(xué)生提供更多創(chuàng)造性思維的學(xué)習(xí)機(jī)會。設(shè)法讓學(xué)生多動手做實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)成功的喜悅和從失敗中發(fā)現(xiàn)問題,獲得新知識,從而在親身體驗(yàn)中感受學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣也很好地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
二、新課程理念下,體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)回歸現(xiàn)實(shí)生活
在實(shí)驗(yàn)室和課堂上有目的地安排物理實(shí)驗(yàn),對中學(xué)生來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)驗(yàn)室和課堂上的物理實(shí)驗(yàn)不可以替代學(xué)生在自然界和生活環(huán)境中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。要把他們的物理學(xué)習(xí)和他們身邊的自然環(huán)境、社會環(huán)境及個(gè)人的日常生活結(jié)合在一起,從其中學(xué),在其中用,使學(xué)校規(guī)定的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成令學(xué)生感興趣的活的物理學(xué)習(xí),才能更有效地使學(xué)生學(xué)到物理學(xué)的方法,領(lǐng)悟到物理學(xué)與人類社會的相互關(guān)系。例如,在農(nóng)村很多家庭都在自家院子外安裝一個(gè)門燈,但是門燈的開關(guān)卻是問題,晚上經(jīng)常要摸黑開燈,很不方便。在電學(xué)部分通過對“樓道燈”原理的學(xué)習(xí),學(xué)生了解到這種電路的原理,對于院子的門燈同樣適用。因此,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在家長的幫助下對于家庭的門燈進(jìn)行改裝。對從出生就與自己相伴的自然界,學(xué)生已積累了相當(dāng)多的體驗(yàn)、了解和認(rèn)識。這對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以產(chǎn)生較大影響。諸如,看見閃電的同時(shí)是否能聽見了雷聲,空氣的流動與風(fēng)的形成,穿不同的鞋或滑板在土地、沙灘上行走的不同感覺。讓學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行類似幾乎不用什么工具就可在生活中完成的實(shí)驗(yàn),可對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生很好的輔助作用。但是,學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有時(shí)可能讓學(xué)生形成一些錯(cuò)誤的認(rèn)識。如自行車不蹬不動,門不推不開,會使學(xué)生誤以為力是物體運(yùn)動的原因;拋出的石子總比紙片落下得快,讓學(xué)生誤以為重物就是比輕物下落快;燈一開就亮,讓學(xué)生誤以為導(dǎo)線中的電流也是以光速運(yùn)動的。教師需要正確分析這些體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的真面目。鼓勵(lì)學(xué)生從對自然界、社會環(huán)境的了解中,從自己親身體驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)中,提出需要研究的問題,最大限度地拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間。
三、新課程理念下,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師角色的轉(zhuǎn)換
新課程提倡的是要讓學(xué)生主動參與、發(fā)現(xiàn)、探究知識,在探究中掌握知識,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在新課程理念下,要求教師的角色不再只是知識的傳授者,而是學(xué)生發(fā)展的組織者、引導(dǎo)者和參與者;強(qiáng)調(diào)教師“教”的本質(zhì)是在于幫助和引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”,引導(dǎo)學(xué)生主動參與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生主動富有個(gè)性的學(xué)習(xí);倡導(dǎo)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中形成一個(gè)師生互動交流的學(xué)習(xí)過程,教師要把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和放的力度,在學(xué)生自主體驗(yàn)的同時(shí),加強(qiáng)引導(dǎo)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并給予指導(dǎo),使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主人。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,教師是學(xué)生的引路人,適當(dāng)提一些引導(dǎo)性問題,會起到有益的作用。如在用漏斗拾起乒乓球的實(shí)驗(yàn)中(流體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)),抓住學(xué)生因出乎意料而“目瞪口呆”的時(shí)機(jī),提出一個(gè)引導(dǎo)思路的問題,就更為需要,這樣可以促使學(xué)生的思維走到正確的方向并向縱深發(fā)展。讓學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,產(chǎn)生質(zhì)疑甚至爭論,讓學(xué)生自己感受從問題的提出到解決的整個(gè)過程,就充分突出了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動中的主體地位,也體現(xiàn)了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的指導(dǎo)和點(diǎn)撥的作用。
四、新課程理念下,組織多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織形式是多樣的。要建立開放的實(shí)驗(yàn)室,充分開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)室的豐富課程資源,盡快改變實(shí)驗(yàn)室的封閉式管理狀態(tài);要發(fā)揮教材中小實(shí)驗(yàn)的作用。課本中“紙盒燒開水”“小風(fēng)輪”“電鈴”“樓梯開關(guān)”等小實(shí)驗(yàn)、小制作,有很強(qiáng)的趣味性和知識性,要很好地利用;要有效利用多媒體,通過多媒體向?qū)W生展示多種多樣的新技術(shù),使學(xué)生對于這些新技術(shù)有所認(rèn)識和了解;要多開展科技創(chuàng)新、小發(fā)明、小制作等物理競賽和興趣小組活動。如小火箭、簡單計(jì)時(shí)器、兩用卷尺、自制潛望鏡、密度計(jì)等制作活動的開展,使學(xué)生置身于科學(xué)的海洋和有趣的物理情境中,擴(kuò)大學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的動手能力。
五、結(jié)語
實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)論文 實(shí)驗(yàn)調(diào)查報(bào)告 實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例 實(shí)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)室精細(xì)化管理 實(shí)驗(yàn)技術(shù)論文 實(shí)驗(yàn)探究論文 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理 實(shí)驗(yàn)技術(shù) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀