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生物力学论文范文

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生物力学论文

第1篇

微生物学理论课程沿用我院选用沈萍和陈向东主编的《微生物学》第二版教材,该教材共15章内容,用48学时来完成教材的内容显然是不够的,面面俱到,只能是走马观花,会出现泛泛而谈,重点不突出,难点讲不透,学生听不懂的现象。为此,将教材内容整合缩减为12章,重点介绍1~7章基础微生物学的内容。突出微生物的构造和代谢,注重微生物分子生物学内容的介绍,强调微生物研究无菌技术的重要性。在组织教案时注重与先修课程的内容衔接,对先修课程已经介绍的知识,在课堂上不再重复介绍。如在介绍微生物第八章微生物遗传的内容时,遗传学课程已介绍过证明核酸是遗传物质的“三个经典实验”、证明基因突变的非对应性“变量、涂布、影印”三个实验等内容,则以问题的方式和课外自学的方式复习,不在课堂讲授,把有限的学时用在基础部分。

二、探索问题讨论式课堂教学方法,构建微生物学理论教学模式

所谓问题讨论式课堂教学法,是指教师或教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生独立思考和讨论,探求问题的答案而获得知识的方法。传统的讲授式教学方法,教师主要运用语言方式,系统地向学生传授科学知识,传播思想观念,发展学生的思维能力,发展学生的智力,教学过程几乎是教师满堂灌,学生处于被动学习状态。显然,单一讲授式教学方法不利于创新人才的培养。针对微生物学课程的开设对象他们已先修了大学化学、生物化学、植物生理学、遗传学等课程,对生物科学专业知识有一定积累的特点,教学中,在每章节开篇讲授时,将该章节的教学目的、重难点对学生提示,以问题的方式提出知识点,给学生一定的时间,带着问题浏览教材和在同学间进行交流讨论,并让学生上讲台陈述对所提问题理解、与同学讨论的结果,阐述自己的观点,教师在此基础上对知识点进行点拨,加深学生对知识的理解和掌握,成为学生学习的引导者。

如在介绍第三章微生物细胞的结构与功能和第四章微生物的营养的内容时,根据第三章内容和知识点设计了原核微生物与真核微生物的主要区别,细菌的一般(基本)构造与特殊构造及功能,革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁构造的异同,细菌细胞壁的结构与革兰氏染色结果等几个问题;根据第四章的内容设计了微生物需要吃什么(微生物的营养要求),微生物有什么嗜好(营养类型),如何给微生物做饭(培养基的配制),微生物是怎样吃东西的(营养物质进入细胞)等问题。让学生带着这些问题浏览教材,左右邻桌相互讨论,最后由学生来陈述问题的结果,教师根据学生们的表述,进行归纳提炼和小结,促进学生对知识点的理解和掌握。通过对问题讨论式课堂教学方法的探索,构建了提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式教学模式。采用问题式讨论教学法,改变课堂教师一言堂讲授式的传统教学方式,促进学生之间和师生之间的互动。以学生能力发展和素养提高为主要目标,得到学生的赞同和积极响应,促使学生由被动学习转化为主动学习,课堂教学效果也明显提高,学生在教学中多次上讲台锻炼,有利于学生早日成才。

三、小结与讨论

第2篇

一、“自然”对“意义”的遮蔽

人生活在两重世界中,即自然本体世界与自由的意义或价值世界,人的本性到底是从人的自然世界去找寻还是应该从人的意义世界去找寻,这在哲学上一直是争执不下的问题。在伦理学中也长期存在着关于自然和意义(或价值、精神)的争论,当代生物伦理学的出现,同这些争论是分不开的。关于这个问题,主要有三种有代表性的回答:一种观点认为人的理性和精神是人之为人的关键,人的自然属性和欲望是理性限制和统治的对象。所以应从人的精神合理性本质出发,通过对人的感性肉体欲望的抑制来尽量限制感官的要求,如人的激情、冲动、欲望、需要等,以达到理性战胜感性的要求,从而实现人的道德理想、价值和德行。这一观点是建立在灵魂统治身体这一认识基础之上的。这种哲学伦理学传统从苏格拉底、柏拉图开始,后经过斯多葛学派和基督教伦理学的拓展,一直到康德的以实践理性为基础的道义伦理学的传统,他们都主张从人的理性本质出发来设定道德规范。第二种观点与之相对,它从人的自然本性出发,把人的自然需求当作人的本质,它充分肯定人的感望的正当合理性,把人的精神和理性看作满足感求的手段和工具,因此把寻求快乐幸福作为人的价值理想和人追求的最高目标,他们甚至把一切能够带来快乐和幸福的东西称之为“善”。这种学派从伊壁鸠鲁的快乐主义后经文艺复兴时期对人的感性需求的高扬一直到近代的功利主义。另外一种观点以尼采为代表,他认为身体和灵魂,人的自然与精神是人的有机体中同样有根据的、对抗的力量,他们相互挑战并激发出最高的成就。他把人的身体称为“伟大的理性”,并试图由此理解精神性的东西在自然中就有其根源,他从自然中获得其生命冲力。尼采为此援引达尔文的自然选择理论。他看到这种自然进化的过程不仅仅是通过自然进化的选择和适应机制来规定的,而且在本质上也是通过这种由自然进化而来的精神形式所规定的。他试图借用黑格尔的辩证法思想来整合达尔文的进化论,把生命体的进化作为一种身体和精神的辩证法加以理解。在这种辩证法中,自然和理性不是相互压迫,而是相互挑战。随着尼采的影响日益增长以及现代自然科学的迅猛发展,建立在上帝创造基础上的古典的人类图景终于实现了向建立在进化论基础上的进化生物学纲领的转变。这场转变从根本上说就是在对伦理学的讨论中引入了生物学,试图从生物的角度对伦理学的有关问题做出说明。建立在生物学基础上的人性论和人类图景直接构成了生物伦理学讨论道德问题的基础和出发点。这种理论对伦理学提出的一个难题是:怎样找寻人的意义和自由?既然人是彻头彻尾的的“生物人”,人是自然进化的结果,并且继续处在进化之中,他并没有作为“创化的王冠”而达到终极状态。这样人作为自然的出生不再可以被当作神圣生物的肖像,并由此也不再具有自由人格,而是被理解为从纯粹的偶然事件中演化而来的,那么,人的意义世界只有通过自身生产创造才能产生。它只有通过行动赋予它的生命以一种价值。但是,倘若他只是进化的产物,其因果机制可能完全支配着他,以至于自由只是一种纯粹的幻想。生物伦理学不仅颠覆了传统伦理学的基础和人类图景,并且在这个过程中,它还彻底埋没了人的精神和意义世界。[5](P379-380)事实上,人与一般动物不同,人不仅具有生物性,是自然世界的一部分;人还具有社会性、反思性和创造性,在自然世界的基础上,他还能创造一个意义世界、价值世界。在意义世界中,人能按照自己的愿望,使自身从本能和现实环境中超越出来,通过自身创造性的实践活动打破生命本能和现实规定性的关系束缚,使自己的存在获得开放的、应然的和生成的性质,意义的存在是人之为人的根本,诚如赫舍尔所说,“人的存在从来不是纯粹的存在;他总是牵涉到意义。意义的向度(dimension)是做人所固有的,正如空间的向度对于恒星和石头来说是固有的一样”[6](P46)。如果没有意义,人只是一个客观的、有限的存在,是“一条在卵石和土地上蠕动的虫”,或是“一个在无边无际的浩渺宇宙中盲目浮游的生物”[7](P18),如果人只是生物性的生命,则与禽兽昆虫并没有本质的差异,那么这种存在不足以贵称为人的生命。只有不同于动物属性的意义世界的构建才能凸显人性的尊严。生活在意义世界中,追求价值是人不同于动物的独特的生活方式。动物是单一自然性的存在,而人具有二重化的存在结构,生活在“双向度世界”充满张力的否定性结构中。一方面,人是自然的一部分,在其身上始终禀赋“物性”,但另一方面,人的意义向度又要自身从这种自然中超越出来,做一个“真正的人”,意义意味着超越,不寻求意义的生物人只是一个“未完成的人”。正如当代政治理论家米歇尔•诺威克所说:“人是地球上唯一不盲目、本能地遵循他们自己本性规律的动物,而是愿意自由地选择遵循本性规律。只有人感到自由地做、或不做他们应当作的事情的乐趣”[8](P22)人无时无刻不为超越自身生存的动物性、有限性、偶然性和受动性的愿望所驱使,无时无刻不在内心激荡着一种趋向自由的力量、热情和憧憬,在此意义上,马克思说人“不仅仅是自然存在物,而且是人的自然存在物,也就是说,是为自身而存在着的存在物,因而是类存在物”[9](P169)。人的这种自我超越,自我创造,永远向未来敞开的本性就集结在“意义”这一概念之中,这也是人的独特的价值本性所在,在这种意义世界中,人可以在有限中达到无限,在必然中把握自由,人“虽然充满劳绩,但还诗意地安居于大地之上”[10](P91),在这种意义世界中人获得终极价值依托,获得自身安身立命的基础。人拒绝接受既定的“事实”,他总是生活在“远乡”,生活在“未来”的牵引之中,正是这种对理想和自由世界的绝对指向性,变成了人类超拔自身的强大动力,引导人走上了不断解放自身的历程,意义成为人存在的基础和本性,成如赫舍尔所说“正是意义照亮了人的存在”[11](P48),正是意义和价值对人的这种特殊功用,千百年来的文人学者一直致力于对意义世界的构建。意义不是一种客观实存,“意义意味着一种不能被归结为物质关系或不能被感觉器官感觉到的状态”[12](P50),它要求人类克服自身所固有的生物性倾向,它是人类对实存和定在的超越。生物伦理学把人看作一个纯粹生物性的存在,他们从一种生物性的人类图景出发,把人的社会属性、人的意义的存在和与此相关的价值禀赋都从其考虑中剔除掉了,把人的自然生物性看作是人的道德价值的来源和基础。似乎自然的存在涵盖了人的全部存在状态,意义世界在道德的行为方式中没有留下什么痕迹,它以人的自然本体世界性完全遮蔽了人的自由的意义世界。事实上,人的生物性非但不是作为价值的源泉和根基,相反它是被超越和扬弃的对象。包括道德在内的人的意义世界不是从人的生物属性中产生的,而是由人类超越本体的主观价值赋予的。

二“、物”对“人”的消解

人和物是两种不同的存在,物受单纯的自然法则的支配,它的运行直接为自然律所支配,动物之所以如此行动,并不是因为他们在人类生活中看到了一种必须无条件加以维护的善,而是因为它们不可能采取别的行动:他们的行动是自然规定好了的;人的存在不是完全有自然法则支配的,道德法则或“法”而不是自然法则构成人存在的法则,它现实地体现为人类所缔造的超越本体世界的意义世界。人的理性本质是意志自由,他不为一切定在所束缚,突破自然法则而使自然委质于意志,缔造自由世界是人不同于物的特性所在。康德口中传颂的名言:“两样东西,我对他们越是坚持不断地思考,越是有更新更大的讶异和敬畏充满了我的心灵,这就是在我头上星斗森罗的天空和在我心中的道德规律”[13](P16),也从侧面我们揭示了二者的不同,在康德看来,自然规律主要对物起作用,而对人起作用的规律是道德规律,但从自然规律来看,“那数不清的世界把我当作一个动物,而消灭了我的重要性,这个动物被暂时赋予了生命,谁也不知道什么时候,又把构成自身的质料归还给所居住的行星,这行星不过是苍茫宇宙中的一粒灰尘。”[14](P16-17)。而从道德规律来看“它无限地提高了我作为一个理智东西的价值。道德规律向我展示一个独立于动物性,以至独立于整个感性世界的生活。道德规律向我昭示,人的存在使命决不受这个生命和条件的限制,它将伸向无限。有理性东西的一切行动都必须以道德规律为基础,正如全部现象都以自然为基础一样”[15](P17)。虽然人在一定意义上人也必须尊重客观规律,人作为现实的存在,自然本体构成其不可或缺的前提,但正如赫舍尔所说,人在本质上不是一个纯粹客观的存在,他的本质是意志自由。人不甘为自然定在所束缚,不是被动地接受客观规律的支配,而是通过实践理性在自然基础之上缔造一个自由的意义世界,实现对现实客观定在的超越。人的自然性虽然是人存在的基础,但是它相对于人的本质而言是不自由,是人存在的有限性,是应被扬弃和否定的对象。伦理道德就是这样一种对人的自然定在进行扬弃的基本形式,它通过自由意志对自然感性的扬弃使人摆脱物的奴役和束缚,使人超越自己的客观定在而获得解放,获得自由。这正是人与物相区别的本质所在。卡西尔曾经说过,“我们绝不可能用探测物理事物的本性的方法来发现人的本性。物理事物可以根据它们的客观属性来描述,但是人却只能根据他的意识来描述和定义。[16](P8)生物伦理学好象不了解这一点,它从生物学的意义人去认识和定义人,把人看作是受自然法则趋势和奴役的纯粹客观的存在,完全抹杀和漠视人的能动性和创造性,把人看作与一般动物无异的有机组织,在他们看来,人是遵循自然法则即自然机械作用的因果律,是由本体层面的自然机械规律所主宰和支配的存在。生物伦理学也承认伦理道德的存在,但在他们那里,道德不再是人的自由意志的主观价值赋予,而完全成了人的生物机体的一种生理机能(生命伦理学),或是由人的遗传基因决定的(进化伦理学),并且断定人的一切道德责任、道德行为都是由生物学因素决定的,在这里,人的自由意志再也没有任何立足之地,人完全成了生物学因素的奴隶,所有的道德行为都被还原为“自然”,道德规律变成了纯粹的生物学规律,而不再是处在实践理性基础之上的自由规律,既然人的一切行为都是由生理规律所支配,人就是完全委身于自然的存在。这样生物伦理学完全混淆了人与动物的不同存在方式,与动物一样,人成为自然法则的载体和呈现者,在他们的视野中,真正意义上的人消失了,人完全被降低到动物的层次,这时毋宁说人就是一般的物。既然人是由无法抗拒的客观规律决定的生物性的存在,他的行为必然没有丝毫背离和偏差地遵循既定的客观规律,他永远无法挣脱自然法则的束缚而获得自由,人作为完全由生物规律所决定的客观定在,也不可能拥有任何意志自由,这样也不必为自己的任何行为负责。对意志自由的否认,就意味着对道德责任的消解。道德责任是以责任主体的自由为前提的。如果人的一切都是被某种客观的无法抗拒的因素决定的,自身没有任何选择的余地和空间,那么它就无需为自己的行为负责,这样个体就取得了道德的豁免权,再谈论道德责任就变得毫无意义了。而生物伦理学的错误正在于它在一种决定论的基础上讨论人的道德和道德责任,他恰恰是把人的道德责任置于被客观因素决定的生物基础上,这样一种立论基础和自然主义思考方法,从一开始就彰显了其实践的虚妄性,并且注定它在理论上也不可能有任何建树而只不过是为学界徒增一些聒噪罢了。

作者:高月兰

第3篇

有人可能认为培养优秀学生主要靠课外小组和个别辅导,与课堂教学关系不大,这种看法是片面的,实际上课堂教学也是至关重要的.本文着重从高中物理课堂教学这一侧面来总结取得这些成果的经验.

我们十多年来的课堂教学经验可以总结成三句话:追根寻源真一点,实验研究多一点,能力要求高一点,简称“三点”教学法,因此我们称自己的教材为“三点”法教材.

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的.因为我们面对的是全班学生,不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导,我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力,为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础.

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理,首先接触到的就是物理定律.因此,怎样搞好物理定律教学,必然是每个物理教师首先要考虑的问题.

在进行某一物理定律教学时,我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容,这就是所谓的“溯源”教学.任何一个重要物理定律的建立,都有一个艰辛而漫长的过程.探索定律的工作只所以能成功,这个定律最后只所以能够确立起来,其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式,这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西,是人类一笔宝贵的知识财富,也是我们物理教学的宝贵财富.

在讲授牛顿万有引力定律时,我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起,然后是开普勒在拥有这些数据的基础上,通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律(开普勒三定律),最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释,终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律.在学习牛顿万有引力定律的过程中,我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法.

在学习库仑定律的过程中,我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念,使他们明白:1.库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验,而未做两个异种电荷互相吸引的实验,因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的.库仑是用电摆来完成后一实验的;2.无论是扭秤还是电摆,精确度都是很有限的,根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比,更不是和距离的1.98次方或2.02次方成反比.当年的库仑(实际上还有更早的卡文迪许),以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高,直至今天的2±3×10-16,终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一.结合库仑定律的建立过程,我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法.

在学习欧姆定律的过程中,学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的,只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可.可是我告诉他们,在欧姆那个年代,非但没有电流表、电压表等仪器,连电压、电流和电阻的定义和单位都没有,欧姆所面临的困难之大是可想而知的.他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢?学生顿时产生了浓厚的兴趣.在学习欧姆定律诞生过程的同时,我们还结合欧姆的实践,介绍了用图线探究新规律的方法.

此外,我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法,结合气体定律介绍了“分析法”,结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”.使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法.有的同学深有体会地说:物理定律是宝贵的,但研究物理定律的科学方法更宝贵.谁掌握了这些方法,谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘.

在物理定律的教学中,我们在课堂上经常采用设问的方法,不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的,而是不断地提出问题让学生去思考,摆出困难让学生去克服,提出任务让学生去完成,制定目标让学生去实现.这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力.

我们要求学生在课外进行大量自学.早在公元前4世纪,古希腊苏格拉底明确强调过:“好的、正确的教学不是传递,而是对学生的自学辅导”.我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究.我教的优秀学生,学得的物理知识,最多只有一半是在课堂上听我讲的,其它一概由他们自学.到一定阶段,我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课.每次课分两部分,前半部分由主讲同学讲,后半部分由全体同学提问、讨论.像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座,杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外.

我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后.获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后,有机会还回来给小同学谈自己的体会.例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月,来学校给95、96届学生讲了10次课.他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题,使听课的学生大受裨益.1996年暑假,谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课.他们既讲物理知识,又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹,使小同学们大开眼界.

这样的训练方法也得到了权威人士的肯定.1992年10月,在上海召开的全国物理特级教师会议上,原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说:“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况,我认为这个经验倒很值得推广.他们说他们的老师不是采取灌输的办法,而是启发引导,要求他们给同学讲课,这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助.我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一.”

那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢?从心理学角度来看,自学与听课可能有以下两点不同:

(1)人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程.一个学生在自学某一个新的物理内容时,少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作,这里面充满了分析、综合、比较等过程.因此相对听课而言,自学对学生的思维活动提出了更高的要求,从而使他们得到更大的锻炼.

(2)人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种.事先没有预定的目标,也不需要作意志努力的注意叫做无意注意;有预定的目标,在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意.一个学生在自学的时候,他的目的一定是十分明确的,而且需要一定的意志努力(否则难以坚持),因此学生在自学时,可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态,这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的.有的学生在自学中往往会十分投入,进入一种旁若无人的境地,而相对来说,这种情况在听课时就比较少.一个学生坚持自学一段时间之后,便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意,即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上.有意后注意是一种高级类型的注意,它既有明确的目的,又不需要用意志努力来维持,是人类从事创造性活动的必需条件.学生一旦进入这种状态,他们的物理学习效率就会大大提高,学习成绩就会有明显进步.

二、实验研究多一点

物理学是一门实验科学,物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验.因此,在高中物理教学中加强学生实验方面的训练,无疑是提高物理教学质量的一条必由之路.

目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验,不难发现,这些实验存在着某些不足,主要表现在下面几个方面:

第一,教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的,目的是帮助学生加深对所学内容的理解,因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法.

第二,课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚,学生只需按部就班地完成实验操作即可.这样的实验只能增加学生的感性认识,锻炼学生的动手操作能力,而对学生创造性思维的训练是不够的,也无法培养学生解决问题的能力.

第三,目前课本中的实验大多是验证性实验,学生只要学懂了书上的定律,一般都能轻而易举地完成实验.这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则,对培养学生的能力是不利的.

针对以上不足,我们对实验教学内容和教学方法进行了改革,使实验教学为发展学生的智力,提高学生的素质服务.在实验内容的改革方面,我们主要采取了以下三条措施:

(1)增加实验数量.

不论是在课堂演示实验,还是在学生实验或小实验方面,平均增加了60%的实验.其中有一部分新实验,学校没有现成的仪器,安排学生自己制作,对学生有较高的要求.

(2)重视实验误差讨论.

物理实验离不开测量,测量是实验科学最本质的东西.从某种意义上讲,结果准确的实验就是成功的实验,反之就是不成功的实验.因此在培养优秀学生的过程中,应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识.在设计实验方案时,要求学生们尽量消除实验的系统误差;在选择实验器材时要考虑它的精确程度;在处理实验数据时,要采用尽量科学的方法.

(3)加强重要实验方法教学.

在实验领域中有一些重要的方法,比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等,这些方法不是在个别实验中,而是在许多实验中都有应用,因此具有一定的普遍意义,这些方法一定要让学生很好地掌握.在必要时,我们甚至根据实验方法来安排实验内容,集中安排几个某种方法体现比较典型的实验,这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法.

在实验教学方法改革方面,我们做了以下尝试:

(1)在课堂上创设一些实验问题让学生研究.

在高中阶段,每周至少有4节物理课,充分利用物理课中碰到的各种各样问题,可设计一些供学生讨论的实验题目,并引导他们一步一步地探索、解决.

我在讲功率一节时,设计了这样一个实验题目:要求测定一个人骑自行车的功率.在自行车由静止启动的过程中,人做的功除了增加人和车的动能之外,还要克服空气阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?学生根据自己骑自行车的经验,认为空气阻力是很明显的,不能忽略,而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小,可以忽略.接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功?学生都有这样的体会:顶风骑车时,骑得越快风的阻力越大,因此可以设风的阻力和车的速度成正比.车的速度怎样测?风的阻力和车速成正比的比例因数是多少?问题一个接着一个地出现,被大家一个又一个地解决,终于找到了一个大家都比较满意的实验方案.接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验,最后再回到教室里,师生一起处理实验数据,作出图象,得出实验结果.在整个实验过程中,除了实验题目是由老师提出的外,实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的,因此他们都觉得很有意思,收获很大.

(2)对课本中一些重要实验进行深入研究.

物理课本中有大量现成的实验,有时可以对这些实验进行一些讨论和改进.

在做直流电路的实验时,我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究.用简单的伏安法电路,不论是采用电流表内接还是电流表外接,都有系统误差.结合这个问题,我给学生介绍了补偿的思想,然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路.补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差,但这个矛盾解决了,电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾.怎么办?经过进一步研究改进,大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表,再辅以灵敏度很高的电流表,便可以明显提高实验结果的准确度,这就是常用的惠斯通电桥.接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻,比较测量结果,可以证实先前的想法.在历史上,从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的,而在我们这堂实验课中,学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程.这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的.

(1)和(2)实际上都是不断地给学生提出新的目标,诱导他们提高实验水平,我们有时称之为“目的诱导法”.

(3)给特优学生安排一些特殊实验.

我校有一批进口物理仪器,性能比较好,涉及的实验内容面也比较广.这批仪器的说明书是英文或日文的,我指定一名学生准备某一个实验,要求他先翻译好说明书,准备好器材,然后带领其他同学做实验.这个主讲的学生还要准备好一些讨论题,在实验后供同学们讨论.学生对这样的实验非常感兴趣.此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系,但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处.

三、能力要求高一点

物理习题教学是物理教学的重要组成部分.不论是教师还是学生,都在解习题上花费了大量的时间,因此,习题教学的改革是一个很重要的问题.

就本质来说,物理习题是人们编制的一些假想物理场景.毫无疑问,物理学家是不会去做物理习题的,而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律.同样,发明家也是不会去做物理习题的,他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题,那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题?目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力.所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行.

我们常用以下两种方法来进行习题教学:

(1)按照解题方法组织习题教学

一般的习题都是按力、热、电、光的顺序来讲授的,但我们比较倾向于按照解题方法来讲解物理习题.例如理想化法、整体法和隔离法、等效替代法、小量分析法、叠加法、对称法、图象法等,这样比较有利于学生掌握一些重要的解题方法.到学习的某一阶段,集中将一批用解决方法相同的习题安排给学生练习,使他们由不会用到会用这种方法.在以后的学习中,每隔一定阶段让这种方法再出现一次,以加深这种解题方法在大脑中的印象,达到牢固掌握,应用自如的目的.

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