天文學的基礎知識范文

時間:2023-12-05 17:56:57

導語:如何才能寫好一篇天文學的基礎知識,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

1、特倫斯.迪金森等編著的《夜觀星空(天文觀測實踐指南)》,針對天好者,從宇宙結構講起,詳細介紹了夜空中著名的恒星、行星、星團、星系以及彗星、流星和極光等,并介紹了各種觀測方法,既包括目視觀測,也包括使用雙筒望遠鏡和天文望遠鏡觀測;

2、馬星垣等編著的《美麗星空》,書中豐富精美的天體圖片、精確、翔實的星圖以及內容充實的星座數據和天體資料,使《美麗星空》既可作為一部星空愛好者的認星入門讀物,又是業余天文家觀星必備的觀星手冊;

3、由多位師范院校地理系教師編著的《簡明天文學教程》,介紹了天文基礎知識,包括天球、太陽系、銀河系、河外星系、總星系、行星、恒星、星系,以及宇宙學、天體起源與演化、地外文明等內容,反映了天文學的最新成就,使讀者認識地球在宇宙中的環境,同時有助于人們樹立正確的宇宙觀和人生觀。

(來源:文章屋網 )

篇2

假如你是一名天好者,還幸運有輛汽車作代步工具,這無形中拉近了你與天文學的距離。確切地說,在你的視聽范圍內天文知識可以說無處不在――

別以為只有到空曠的天文臺,把頭伸向神奇的天文望遠鏡才能真正領略宇宙的奧秘。那只能滿足感官的好奇,并不能使你獲得更多的教益。天文學與其他的自然科學一樣,要想學有所成,就必須從基礎知識開始,而汽車這個快速移動的鐵盒,正好與天文學有著千絲萬縷的聯系。因為距離和速度既是天文學的核心,也是汽車存在的理由,輕松了解以下7個知識,你無疑就是一個準天好者了。

(一)

一碰上雨雪天氣請注意,落在擋風玻璃上的雨滴或雪花似乎都來自前方某一個輻射源。你加大油門提速后,這個輻射源就會模糊,與你的目光平行。等你踩了剎車,輻射源又重新升高。這種現象叫“光行差”,即你的運動會導致你周圍物體的位置發生偏差。它是279年前英國天文學家詹姆斯?布雷德利發現的。他還同時證明,“光行差”現象也影響到對星光的觀測。正如下雨或下雪一樣,夜空里星星的位置也有偏差,這是由于地球以每秒近30公里的公轉速度運行。如此可以推算出,在地球上看到的星星的位置與其實際位置相差1/180度。

(二)

如果是生活中的有心人你會發現,救護車從你身邊飛馳而過時,尖銳的笛聲有著微妙的變化。當它向你接近時,笛聲因被空氣壓縮而顯得很高,一種刺耳的感覺傳遍你的全身;隨著救護車的遠去,笛鳴的聲音被變長了,直至最后消失,才讓你從無奈的煎熬中緩過神來。你可知道,光線也發生同樣的變化,距離得越近,它就越呈藍色;遠處觀看,它就變紅??床灰姷男行窃谲壍肋\行時會拉動可見的母恒星,天文學家正是借助顏色的這種變化,對這些看不見的行星進行跟蹤。光波的平展和變紅現象在每個星系都能發現,這暗示著宇宙正在膨脹。

(三)

即使是冬天你也會明顯感覺到,就是不開空調,駕駛一段時間后,車內的溫度逐漸在升高,特別是車內不止是你一個人時。原因何在?那是因為我們每個人都是一個熱量散發器。實驗換算證明,每個成年人平時散發的熱量相當于一個100瓦的電燈。另一個原因是陽光照進車內,而汽車內的裝飾大多具有吸附熱量的功能,反射出去的只是很小一部分。陽光被吸收的過程就是紫外線轉變為紅外線的過程,紅外線就是熱量。如上升至理論解釋,汽車玻璃窗中的原子與紅外線光波以同樣頻率振動,因此構成了一道阻止熱量逃逸的屏障。推而廣之,地球的大氣層也發揮著同樣的作用,所以能夠把地球的平均溫度保持在15攝氏度,使地球有幸成為整個宇宙可能是唯一適合人類生存的星球。

(四)

你一定有過這樣的經驗,駕車行駛中你一旦搖下車窗,車里面的報紙或塑料袋之類的東西就會被氣流急速卷出,讓你頓時感到一陣驚慌。對快速行駛的汽車而言,車外的空氣正在急速流動,其速度與車速成正比。曾經發生過這樣的空難:高速行駛的飛機的駕駛窗突然爆裂,驟然侵入的氣流將乘客和座椅等具備一定重量的東西席卷而去,速度之快甚至超過了人的思維。這是因為汽車和飛機內部與外部空間形成的巨大壓差所造成的,壓差越大形成的吸力越強。早在1738年,瑞士的科學家丹尼爾?勃魯奇便通過試驗證明,氣體或液體在快速流動時所產生的壓力就會降低。龐大而沉重的噴氣式飛機只憑兩扇翅膀便可以像鷹一樣自由翱翔,其科學內涵就是丹尼爾揭示的奧秘。憑借這個偉大的發現,飛機包括航天飛機能夠沿著跑道輕松地著陸,不會像一塊石頭那樣掉下來。而沒有翅膀的返回式座艙,在返回地面時卻和石頭落地沒有什么區別。

(五)

據說喜歡仰望月亮的人多是心澄如鏡的智者。的確,月亮給了我們太多的遐想,特別是在汽車里看月亮,那情趣尤其浪漫。但有個現象不知你是否察覺:在早晨看見月亮,發亮的總是它的左半邊;在晚上看月亮,發亮的總是在它的右半邊。它包含的天文道理其實很簡單,我們看見早晨的弦月時,月球正好位于軌道運行中的地球的正前方,也就是說,弦月下,無論你開車行駛在什么方向,你正被地球承載著,朝著地球在太空中固有的軌跡前進。而到了晚上,月亮被地球甩在了后面,所以才有了月球亮度方向的變化。

(六)

在駕車旅行的途中,打開汽車里的無線電收音機,請留意收聽效果。汽車靠近山區時,調頻節目的收聽效果顯得很差,而調幅節目信號卻會變得非常清晰。這就是衍射結果,即波在遇到障礙物時會改變方向。數百米長的調幅無線電波比只有3米多長的調頻電波更容易發生衍射現象。當然,它有時也會給我們帶來麻煩。比如在使用望遠鏡時,衍射會造成影像模糊,這是因為光波在遇到用來指向并聚焦影像的副鏡時發生了彎曲。

(七)

篇3

【輔導對象】小學一年級到高中三年級學生(個別機構校區差異輔導范圍有所不同,建議家長撥打電話了解情況)

【輔導科目】語文 數學 英語 物理 化學 生物 政治 歷史 地理 奧數 小升初 中高考

【輔導介紹】根據不同孩子的基礎知識及接受能力制定針對性的學習方案,配備輔導經驗豐富的課程老師全程指導,各機構收費標準、課程安排等方面存在一定差異,詳情請家長們撥打電話詳細了解。

【熱門輔導】

小學:小學各年級奧數拔高、舉一反三的解題思維及應變能力提升;小學語文基礎知識串講、作文框架脈絡梳理提高、閱讀理解答題技巧講解;小學數學重點難點查缺補漏等;

初中:初二物理力學、電學等重點難點基礎夯實;初中英語語法、數學基礎知識鞏固提高;初中語文作文及閱讀理解等得分點提升;中考重點難點輔導、各科基礎夯實;

高中:高考理綜、文綜重點科目得分點突破講解,針對基礎薄弱的考生給出合理的學習建議;藝考生、特長生文化課針對性輔導;高中各科重點知識點梳理,高考沖刺輔導。

【溫馨提示】家長您好,請結合所在城區位置,尋找離家就近的機構和校區,先輸入前10位總機號碼,根據語音提示輸入后5位分機號碼,稍等片刻即可接通校方顧問老師,把您孩子的學習情況跟老師詳細描述一下,老師會給您做針對性分析。

【吉林市】

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【濟南市】

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【金華市】

金華市婺城區學大教育雙龍江南校區免費咨詢電話:400 0066 911 轉分機 64054

金華市義烏市學大教育稠城校區免費咨詢電話:400 0066 911 轉分機 64054

金華市永康市學大教育永康華豐校區免費咨詢電話:400 0066 911 轉分機 64054

【晉中市】

篇4

關鍵詞:歷史教學;基本功;學科知識

所謂基本功,是指從事某種專業工作的基礎知識和必備能力。功底的深淺對做好其專業工作有極大的關系。俗話說“臺上一分鐘,臺下十年功”,更說明基本功訓練的重要性與長期性。教學基本功當然就是指做好教學工作必須具備的基礎知識和教學能力。既然把教學工作必備的基礎知識和教學能力說成是基本功,那么功底的深淺對教學工作的好壞也起著極其重要的作用。為使教學質量不斷提高,我們也應當注重訓練自己的教學基本功。

各學科的知識雖然不同,但其教學的基本功要求是有許多共同特點的。比如:都要掌握本學科的專業知識和相關的學科知識,精通本學科的教學方法,具備必要的教育學和心理學的知識,良好的道德品質,流利的口才,寫得一手比較好的字等等。

一、掌握本學科豐富的基礎知識

歷史教學基本功最重要的就是要有本學科豐富的基礎知識。它包括古今中外的歷史知識和鄉土歷史知識。還要懂得學生和教育、教學的心理,通曉各種教育教學原則,了解歷史學科的教學過程、教學方法及其操控程序。常言道“教學有法而無定法”。一般來說,主要有講授法(包括講述法、講解法、講讀法、講演法)、談話法、分析法、(教具)演示法、讀書(指導)法、參觀法、討論法、實習實驗法、問題法、習題法等。又有叫做“切塊教學法”、“分層教學法”、“目標教學法”等等。這些教學方法已有很多論著。本文只是想從輔助教學方法的功外之功的問題,探討搞好歷史教學且取得更好教學效果的更佳的方法。

歷史學科的基本功除具備上述各自學科的基礎知識和基本能力外,筆者認為還要具備更廣泛的知識和能力,才能把歷史課堂教學搞得更好。因為歷史知識包羅萬象,涉及的知識面非常廣。古今中外、天文地理、政治經濟、文化科學、文學藝術、思想軍事,無所不包其極。上課時用到的知識非常之多。加上新課程標準提倡探究式學習,還有許多活動課,鼓勵學生敢于質疑,大膽提出問題,允許、提倡、鼓勵學生發散思維,教師上課前的準備一定要充足,對學生可能提出的問題都要有所準備。如果學生提出的問題你沒有思想準備,那就看自己的知識功底了。因此我,歷史學科的教學基本功也許要比其他學科的教學基本功復雜得多。

二、除熟悉本學科和知識外,對涉及到的學科知識最好都有所了解

俗話說文史哲不分家,三科知識互相滲透相連,文學中的許多典故成語來自歷史,歷史教材中的文學方面內容又與文學相關。講到歷史上哲學家的理論又必須用哲學的觀點去解釋。不懂些文學常識和哲學理論,有些課就不好上。

歷史與地理緊密相連,講到羅馬帝國、波斯灣、絲綢之路、新航路開辟等必少不了地理知識。講到人類的進化、甲骨文等內容又涉及到考古學的知識。歷法的制訂和演變,指南針的發明和使用,地動儀、渾天儀的發明和使用,又要懂得一些天文學地學的知識。道教的作用還涉及到化學的發現、氣功的發明和中藥的炮制等知識?;鹚幍陌l明和使用又還用到化學和物理的知識。特別是近代、現代科學技術方面的內容,從蒸汽機、內燃機、火車、輪船、汽車、飛機等機器的發明和使用、電力的發明和應用、遠距離通訊工具的發明發展和普及使用、電影和照相技術的發明,到原子彈和氫彈的制造、航天科學的發展,計算機的發明發展和普及應用,都涉及到物理和化學知識。除此之外,還有許多科學家有關數學、化學、物理、生物、醫學、天文等方面的理論,思想家的主要思想成就,都會涉及到各個科學領域的知識。假如我們對這些有關的知識都有所了解,對上好歷史課是有很大幫助的。

有些知識雖然與歷史教學關系不是很大,也就是說那些知識你不知道也可以上歷史課。但是如果你有了那些知識,或許你上課的效果就不同了。例如英語,因為歷史教材有不少人名、地名或名詞術語與英語有關,用英語來講或寫這些內容會引起學生興趣并加深印象。當筆者用這些英語來提問問題或講些英語的名詞或諺語時,都會收到意想不到的好效果。

又如繪畫與書法,歷史教材中有許多有關繪畫的內容,諸如繪畫藝術的起源和發展,著名的畫家及其名作和特點,作品的欣賞評價等。假如你有繪畫方面的知識,你就能很自如地講好這些內容。假如你能在講課的同時再畫上幾筆,就會使你的講課更加直觀明白,更能引起學生興趣。另外,繪畫還能使一些難以表達的內容直觀地展示出來。例如北京人與山頂洞人的體質特征區別、二牛三人犁耕法、渾天儀、指南車、西裝、旗袍、中山裝等內容,廖廖數筆就能表達清楚,直觀明了,言簡意賅,不多費口舌又節約時間。教材中還有許多有關書法方面的內容,講到書法的形成和演變時能將篆書、隸書、草書、楷書、行書、魏書等各種書體的特征板書展示出來,總會引起學生極大的興趣。講到各家的特點時如能摹仿寫上幾個字來作對比,就更加容易理解。在學生興致正高之時鼓勵學生學些書法,也會收到不錯的效果。一些對繪畫書法有愛好的學生還自然拉近了與教師的距離,學生愛聽課,課堂紀律自然就好了。

再如音樂方面,新課程教材有古代名曲欣賞的內容,如《十面埋伏》、《公孫大娘劍舞曲》等。還有抗日歌曲聯唱的活動課,這就要求教師具備一些音樂方面的知識,假如連教師自己都不會唱,還怎么教學生去聯唱。嚴格來說,要學生會的、做到的首先要求教師會做,否則就難以為人師表。筆者有音樂這方面的知識,能唱能說,上這一課就揮灑自如、得心應手,對學生的感染力很大,課堂氣氛活潑。與不懂音樂知識者上課的效果截然不同。

三、多媒體教學手段的應用技術

隨著科學的發展,多媒體教學手段已廣泛使用于課堂教學中。特別是新課程標準教材上有許多作業和活動課,要求學生上網查找資料甚至制造課件作品。這就要求教師必須也會上網查找資料并具有利用計算機制造課件和使用多媒體上課的能力。假如教師對現代化教學工具和手段的知識一概不知或者知之甚少,這顯然跟不上時代教學發展的步伐。

教師所掌握的知識廣泛,上課自然能深入淺出生動有趣,直接就能提高教學效果。由于教師多才多藝,教學水平高,也會博得學生的尊敬甚至崇拜,常會起到“愛屋及烏”的作用。學生敬其師而樂其道,從而提高了學生學習歷史知識的興趣。

教學基本功對教學的重要性和基本功訓練的長期性已經很明顯。教學的要求和時展的要求都需要我們不斷地磨練和加強教學基本功,才能使教學質量不斷提高。

當然,人無完人,教師不一定什么都懂,更不是生來就什么都懂。但筆者認為對上課涉及到的知識能知道一些總有好處。知識是靠積累的,只要我們堅持學習就一定能掌握所需的知識。俗話說“功夫不負有心人”,你的功力如何就要看你的修煉程度了。以上所論是筆者一些不成熟的看法,如有不當這處,敬請同行批評指正。

參考文獻

[1]王向紅.基礎教育教學基本功:中學歷史卷[M].北京:首都師范大學出版社,2006.

[2]徐玉珍.從基礎教育課程改革需要出發重新思考教師教學基本功[J].課程·教材·教法,2004(2).

篇5

這一解釋具有一定的抽象性,舉一個簡單的例子對其進行解釋,籃球員在賽場上能夠直接把握住整場的發展態勢,將球投進籃筐,這就是直覺思維的表現?;貧w到數學教學課堂上,當老師將一道數學題剛剛寫到黑板上的時候,就有學生能夠立即說出答案,也許這個學生的數學成績并不算太優秀,這個學生憑著自己的感覺說出了正確答案,這正是他直覺思維的表現。那么,直覺思維在初中生身上有何特點呢?我們應該如何在初中數學教學中培養學生的直覺思維呢?

一、初中生直覺思維的特點

通過上文對直覺思維的解釋我們可以發現,直覺思維是一種非邏輯思維形式,但是數學是一種極具抽象性和邏輯性的科目,兩者之間不具有一定的矛盾性,但是在這矛盾背后存在二者之間的必然聯系。

1.偶然性

直覺思維是學生在對事物進行思維的時候,憑借自己潛意識的活動對事物進行下意識地判斷的過程,在這一思維過程中靈感突至正是直覺思維的主要表現形式,正如牛頓發現萬有引力正是在突發事件中觸發無意識而產生的。蘋果砸到牛頓的腦袋不是時常發生的,牛頓由蘋果落地這一現象聯想到萬有引力是一種偶然事件,由此可以看出直覺思維具有偶然性。

2.自發性

直覺思維的主要施動者是由主觀個體構成的,這個主觀個體在不受外界的影響下,觸發自己的神經機制,對問題產生解決的方法。由此可以看出,直覺思維是思維者主動產生的,是在其思維自發運作下產生的。

初中生的直覺思維除了偶然性、自發性之后,還具有簡約性、不確定性、靈活性等特點。

二、初中生直覺思維的培養

學生的直覺思維盡管具有一定的自發性,但是這種自發性是在外界的某一基點的觸動下而發生的。因此,學生的直覺思維除了學生自身的思維之外,還需要外力的作用。教師作為教學活動的組織者、引導者和參與者,其對學生直覺思維的有意識地培養對學生的直覺思維的發展有著重要的作用。而且,教師對學生直覺思維的培養不是一蹴而就的,需要落實在日常生活、學習中,落實在點點滴滴中。因此,教師要將對初中生的直覺思維的培養落實在課堂教學中。

1.落實基礎知識

我們雖然說直覺思維具有一定的偶然性,但是偶然背后隱藏著必然。沒有扎實的基礎知識儲備,即便是有無數個蘋果砸在牛頓的頭上,那他也是無法直覺想象到萬有引力的。換句話來說,沒有知識儲備做基礎,一切的幻想都只能是空想。因此,在初中數學教學活動開展中,教師需要從基礎知識入手,利用具有理論基礎的基礎知識來引導學生對數學問題進行證明,以此為直覺思維的培養打下堅實的基礎。

2.注重課堂解題訓練

篇6

1將數學史融入教學課堂在概率論教學過程當中,介紹相關的數學史可以幫助學生更好地認識到概率論不僅是“陽春白雪”,而且還是一門應用背景很強的學科.比如說概率論中最重要的分布——正態分布,就是在18世紀,為解決天文觀測誤差而提出的.在17、18世紀,由于不完善的儀器以及觀測人員缺乏經驗等原因,天文觀測誤差是一個重要的問題,有許多科學家都進行過研究.1809年,正態分布概念是由德國的數學家和天文學家德莫弗(DeMoivre)于1733年首次提出的,德國數學家高斯(Gauss)率先將正態分布應用于天文學研究,指出正態分布可以很好地“擬合”誤差分布,故正態分布又叫高斯分布.如今,正態分布是最重要的一種概率分布,也是應用最廣泛的一種連續型分布.在1844年法國征兵時,有許多符合應征年齡的人稱自己的身高低于征兵的最低身高要求,因而可以免服兵役,這里面一定有人為了躲避兵役而說謊.果然,比利時數學家凱特勒(A.Quetlet,1796—1874)就是利用身高服從正態分布的法則,把應征人的身高的分布與一般男子的身高分布相比較,找出了法國2000個為躲避征兵而假稱低于最低身高要求的人[1].在大學階段,我們不僅希望通過數學史在教學課堂中的呈現來引起學生學習概率論這門課程的興趣,更應側重讓學生通過興趣去深入挖掘數學史,感受隨機數學的思想方法[2].我們知道概率論中的古典概型要求樣本空間有限,而幾何概型恰好可以消除這一條件,這兩種概型學生理解起來都很容易.但是繼而出現的概率公理化定義,學生們總認為抽象、不易接受.尤其是概率公理化定義里出現的σ代數。

這一概念:設Ω為樣本空間,若Ω的一些子集所組成的集合?滿足下列條件:(1)Ω∈?;(2)若A∈?,則A∈?;(3)若∈nA?,n=1,2,??,則∈∞=nnA∪1?,則我們稱?為Ω的一個σ代數.為了使學生更好的理解這一概念,我們可以引入幾何概型的一點歷史來介紹為什么要建立概率的公理化定義,為什么需要σ代數.幾何概型是19世紀末新發展起來的一種概率的計算方法,是在古典概型基礎上進一步的發展,是等可能事件的概念從有限向無限的延伸.1899年,法國學者貝特朗提出了所謂“貝特朗悖論”[3],矛頭直指幾何概率概念本身.這個悖論是:給定一個半徑為1的圓,隨機取它的一條弦,問:

弦長不小于3的概率為多大?對于這個問題,如果我們假定端點在圓周上均勻分布,所求概率等于1/3;若假定弦的中點在直徑上均勻分布,所求概率為1/2;又若假定弦的中點在圓內均勻分布,則所求概率又等于1/4.同一個問題竟然會有3種不同的答案,原因在于取弦時采用了不同的等可能性假定!這3種答案針對的是3種不同的隨機試驗,對于各自的隨機試驗而言,它們都是正確的.因此在使用“隨機”、“等可能”、“均勻分布”等術語時,應明確指明其含義,而這又因試驗而異.也就是說我們在假定端點在圓周上均勻分布時,就不能考慮弦的中點在直徑上均勻分布或弦的中點在圓內均勻分布所對應的事件.換句話講,我們在假定端點在圓周上均勻分布時,只把端點在圓周上均勻分布所對應的元素看成為事件.現在再來理解σ-代數的概念:對同一個樣本空間Ω,?1={?,Ω}為它的一個σ代數;設A為Ω的一子集,則?2={?,A,A,Ω}也為Ω的一個σ代數;設B為Ω中不同于A的另一子集,則?3={?,A,B,A,B,AB,AB,BA,AB,Ω}也為Ω的一個σ代數;Ω的所有子集所組成的集合同樣能構成Ω的一個σ代數.當我們考慮?2時,就只把元素?2的元素?,A,A,Ω當作事件,而B或AB就不在考慮范圍之內.由此σ代數的定義就較易理解了.2廣泛運用案例教學法案例與一般例題不同,它有產生問題的實際背景,并能夠為學生所理解.案例教學法是將案例作為一種教學工具,把學生引導到實際問題中去,通過分析和討論,提出解決問題的基本方法和途徑的一種教學方法.我們可以從直觀性、趣味性和易于理解的角度把概率論基礎知識加以介紹.我們在講條件概率一節時可以先介紹一個有趣的案例——“瑪麗蓮問題”:十多年前,美國的“瑪利亞幸運搶答”

電臺公布了這樣一道題:在三扇門的背后(比如說1號、2號及3號)藏了兩只羊與一輛小汽車,如果你猜對了藏汽車的門,則汽車就是你的.現在先讓你選擇,比方說你選擇了1號門,然后主持人打開了剩余兩扇門中的一個,讓你看清楚這扇門背后是只羊,接著問你是否應該重新選擇,以增大猜對汽車的概率?

由于這個問題與當前電視上一些娛樂競猜節目很相似,學生們就很積極地參與到這個問題的討論中來.討論的結果是這個問題的答案與主持人是否知道所有門背后的東西有關,這樣就可以很自然的引出條件概率來.在這樣熱烈的氣氛里學習新的概念,一方面使得學生的積極性高漲,另一方面讓學生意識到所學的概率論知識與我們的日常生活是息息相關的,可以幫助我們解決很多實際的問題.因此在介紹概率論基礎知識時,引進有關經典的案例會取得很好的效果.例如分賭本問題、庫存與收益問題、隱私問題的調查、概率與密碼問題、17世紀中美洲巫術問題、調查敏感問題、血液檢驗問題、1992年美國佛蒙特州州務卿競選的概率決策問題,以及當前流行的福利彩票中獎問題,等等。

概率論不僅可以為上述問題提供解決方法,還可以對一些隨機現象做出理論上的解釋,正因為這樣,概率論就成為我們認識客觀世界的有效工具.比如說我們知道某個特定的人要成為偉人,可能性是極小的.之所以如此,一個原因是由于某人的誕生是一系列隨機事件的復合:父母、祖父母、外祖父母……的結合、異性的兩個生殖細胞的相遇,而這兩個細胞又必須含有某些產生天才的因素.另一個原因是嬰兒出生以后,各種偶然遭遇在整體上必須有利于他的成功,他所處的時代、他所受的教育、他的各項活動、他所接觸的人與事以及物,都須為他提供很好的機會.雖然如此,各時代仍然偉人輩出.一個人成功的概率雖然極小,但是幾十億人中總有佼佼者,這就是所謂的“必然寓于偶然之中”的一種含義.如何用概率論的知識解釋說明這個問題呢?設某試驗中事件A出現的概率為ε,0<ε<1,不管ε如何小,如果把這試驗不斷獨立重復做任意多次,那么A遲早會出現1次,從而也必然會出現任意多次.這是因為,第一次試驗A不出現的概率為(1?ε)n,前n次A都不出現的概率為1?(1?ε)n,當n趨于無窮大時,此概率趨于1,這表示A遲早出現1次的概率為1.出現A以后,把下次試驗當作第一次,重復上述推理,可見A必然再出現,如此繼續,可知A必然出現任意多次.因此,一個人成為偉人的概率固然非常小,但是千百萬人中至少有一個偉人就幾乎是必然的了[5].3積極開展隨機試驗隨機試驗是指具有下面3個特點的試驗:

(1)可以在相同的條件下重復進行;(2)每次試驗的可能結果不止一個,并且能事先明確試驗的所有可能結果;(3)進行一次試驗之前不能確定哪一個結果會出現.在講授隨機試驗的定義時,我們往往把上面3個特點一一羅列以后,再舉幾個簡單的例子說明一下就結束了,但是在看過一期國外的科普短片以后,我們很受啟發.節目內容是想驗證一下:當一面涂有黃油,一面什么都沒有涂的面包從桌上掉下去的時候,到底會哪一面朝上?令我們沒有想到的是,為了讓試驗結果更具說服力,實驗人員專門制作了給面包涂黃油的機器,以及面包投擲機,然后才開始做試驗.且不論這個問題的結論是什么,我們觀察到的是他們為了保證隨機試驗是在相同的條件下重復進行的,相當嚴謹地進行了試驗設計.我們把此科普短片引入到課堂教學中,結合實例進行分析,并提出隨機試驗的3個特點,學生接受起來十分自然,整個教學過程也變得輕松愉快.因此,我們在教學中可以利用簡單的工具進行實驗操作,盡可能使理論知識直觀化.比如全概率公式的應用演示、幾何概率的圖示、隨機變量函數的分布、數學期望的統計意義、二維正態分布、高爾頓釘板實驗等,把抽象理論以直觀的形式給出,加深學生對理論的理解.但是我們不可能在有限的課堂時間內去實現每一個隨機試驗,因此為了有效地刺激學生的形象思維,我們采用了多媒體輔助理論課教學的手段,通過計算機圖形顯示、動畫模擬、數值計算及文字說明等,建立一個圖文并茂、聲像結合、數形結合的生動直觀的教學環境,從而拓寬學生的思路,有利于概率論基本理論的掌握.與此同時,讓學生在接受理論知識的過程中還能夠體會到現代化教學的魅力,達到了傳統教學無法實現的教學效果[6].4引導學生主動探索傳統的教學方式往往是教師在課堂上滿堂灌,方法單一,只重視學生知識的積累.教師是教學的主體,側重于教的過程,而忽視了教學是教與學互動的過程.相比較而言,現代教學方法更側重于挖掘學生的學習潛能,以最大限度地發揮及發展學生的聰明才智為追求目標.例如,在給出條件概率的定義以后,我們知道當P(A)>0時,P(B|A)未必等于P(B).但是一旦P(B|A)=P(B),也就說明事件A的發生不影響事件B的發生.同樣當P(B)>0時,若P(A|B)=P(A),就稱事件B的發生不影響事件A的發生.因此若P(A)>0,P(B)>0,且P(B|A)=P(B)與P(A|B)=P(A)兩個等式都成立,就意味著這兩個事件的發生與否彼此之間沒有影響.我們可以讓學生主動思考是否能夠如下定義兩個事件的獨立性:

定義1:設A,B是兩個隨機事件,若P(A)>0,P(B)>0,我們有P(B|A)=P(B)且P(A|B)=P(A),則稱事件A與事件B相互獨立.接下來,我們可以繼續引導學生仔細考察定義1中的條件P(A)>0與P(B)>0是否為本質要求?事實上,如果P(A)>0,P(B)>0,我們可以得到:

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圍繞如何更好的貫徹《基本要求》,在大學物理課程改革實踐中探索和構建新的教學環節,促進學生知識、能力、素質等方面協調發展。本文介紹了在教學過程中教學改革的探索和實踐。

【關鍵詞】 《基本要求》 物理教學 能力

【Abstract】 Center on how to carry out the “Basic Requirements" better, we explore and construct the new teaching program in the university physics curriculum reform practicing, in order to developing students' knowledge, ability and quality aspects. This paper introduces the teaching reforms in the teaching process of exploration and practice.

【Keywords】“Basic Requirements", physics teaching, ability

0 引言

為了進一步推動高等教育教學改革,不斷提高人才培養質量,加強創新型人才培養,教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會、物理基礎課程教學指導分委員會編制了《理工科類大學物理課程教學基本要求-理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》(2010年版)(以下簡稱《基本要求》)?!痘疽蟆穼φn程的教學內容、能力培養、素質培養、教學過程等都提出了明確具體的要求。《基本要求》是做好大學物理教學工作的指導性文件。認真學習和貫徹《基本要求》對提高理工科類大學物理課程的教學質量,加強創新人才的培養都具有重要的意義。

本文圍繞在大學物理課程的各個教學環節中如何更好的貫徹《基本要求》,探索和構建使學生知識、能力、素質等方面協調發展的教學環節,介紹了教學改革過程中的探索和實踐。

1.教學改革的基本原則

學習方式(learning approach)是當代教育理論研究的一個重要概念。自主性、探究性、合作性是學習方式的三個基本要素,提倡自主、合作、探究的學習方式,可以逐步改變以教師為中心、課堂為中心的局面,這對促進學生的創新意識和提高學生綜合能力方面具有重要的意義。在傳統的教學模式下,課堂教學注重的是知識的傳授,把課堂教學的目標局限于此,這樣會形成在教學過程中主要以老師講授為主,而很少開展通過查閱資料、討論等方式獲取信息的教學活動。學生缺少自主探究、合作學習、獨立獲取知識的意識和途徑,并且逐漸喪失了自主探究的能力。課堂教學的本質是教書育人,它要求課堂教學不但要傳授基礎知識、訓練基本技能,而且要在師生共同探討知識的過程中激發學生學習的潛能,充分發展每個人的個性,提高學生掌握自主學習的方法和獨立研究問題的能力,培養學生終生探究的樂趣。

教育研究表明,教學方法和教學模式改革比教學內容改革對學生的培養有更重要的意義,國際上已對此做了大量的研究和探索。物理基礎課教學不只是教給學生一些后續課必需的物理基礎知識,更重要的是在大學物理課程的各個教學環節中,都應在傳授知識的同時,注重學生分析問題和解決問題能力的培養,注重學生探索精神和創新意識的培養,努力實現學生知識、能力、素質的協調發展。 所以,教學改革的基本原則是,在大學物理課程的教學過程中,應以培養學生的知識、能力、素質協調發展為目標,認真貫徹以學生為主體、教師為主導的教育理念,在課堂教學過程中教師要通過采用啟發式、問題式、討論式、小組互助式等教學方法,營造學生大膽提出問題、討論問題和探討問題的師生互動的課堂教學環境。目前,國際上培養創新思維比較有影響的訓練方法叫“奧斯本智力激勵法”, 又稱頭腦風暴(Brain Storming,BS法),它是通過集思廣益的思考和討論,互相啟發、互相激勵的一種激發人創造性思維的一種方法,把這種訓練方法引入到大學物理課堂互動教學中,將是非常有意義的嘗試。

2.教學改革的實踐

課堂教學不僅是教師傳授知識的主要方式,也是培養學生能力和素質的重要途徑。在課堂教學中,只有讓更多的學生參與到教學中來,教師才能從過去僅作為知識傳授這一核心角色中解放出來。針對這個教育理念,我們在教學實踐中結合授課內容,通過采用問題式、啟發式、討論式,合作式、探討式等教學方法,在大班課堂教學中實現師生互動、生生互動的教學過程,通過加強課堂討論交流、展示學習成果可以很好培養和鍛煉學生的探索能力、質疑能力、交流能力,可以使師生之間、學生之間知識信息的交流多樣化,改變教師課堂“一言堂”的狀況,使學生由被動地接受知識變為主動地、積極地思維和探索,提高學生學習能力和綜合素質。通過我們的教學實踐體會到,營造師生互動的課堂教學環境,提倡學生自主、合作、探究式的學習方式,是落實《基本要求》中提出的,通過大學物理課程的教學過程,達到培養學生知識、能力、素質協調發展的教學目標的有效教學手段。

為了及時了解該教學環節對學生能力培養的情況,我們在2010級部分學生中開展了課堂調查問卷,調查問卷內容如下:1) 有效的調動學生學習的積極性;2)加強了學生之間互助學習的能力;3)提高學生查閱資料的能力;4)提高了學生表達能力;5)提高了學生與教師、學生與學生之間討論問題的能力;6)培養和提高了學生的創新能力;7)對提高學習效果的影響;8)在培養學生知識、能力、素質協調發展方面的影響。評價等級分為優、良、中、差四個等級。

學生調查統計結果如表1所示。

從調查統計結果看,該教學過程不僅可以有效的調動學生學習的積極性,而且對學生綜合能力的培養也是非常有利的。主要有如下優點:

1)可以更好的激發學生學習的積極性,使學生不僅關注學習的結果,更關注學習的過程。從而促進學生由被動地接受知識變為主動地、積極地思維和探索。

2)通過互動和合作學習,使學生之間不僅是知識的交流,更多的建立了學習的自信心、體驗學習的成就感,發展學生的個性特長,在促進學生良好非智力因素的發展方面有很好的促進作用。

3)可以更好地轉變學生的學習方式,通過營造互動、合作、探究式的學習環境,使教師的外部引導轉化為學生內在學習的動力,將教與學有機的結合起來,從而實現“授之以漁”,而不是“授之以魚”。

3.教學中應注意的問題

3.1 參與的全體性。教師盡量為每個同學提供互動、合作、探究學習的環境,要特別關注那些在班級或小組中較少發言的同學,給予他們特別的關照和積極地鼓勵,使他們有機會、有信心參與到課堂討論和研究中來。為了提高學生的參與度,我們在教學中使用了同濟大學開發研究的課堂短信答題系統,取得了很好的教學效果。

3.2 小組的合作性。學習小組的組成以宿舍為單位較好,學生之間比較了解和熟悉,便于學習任務的分工和合作,對遇到的問題便于及時的交流和討論,在共同參與的過程中集思廣益、取長補短,從而達到更好的學習效果。

3.3 教師的主導性。教師在組織課堂討論過程中,教師要注意傾聽學生的想法,在傾聽學生的發言過程中,洞察他們這些想法的由來,及時發現存在的問題,引導和鼓勵學生之間進行質疑和交流,恰當的問題有助于激發學生學習積極性,并引發學生的求異思維和創造思維。

另外,2013年首批120門中國大學資源共享課通過愛課程網()上線。山東大學《物理學》作為首批上線課程之一,使學生的自主學習由可能變為成現實,通過網絡技術,使學生的學習可以不再受時空限制,使學生有了更多自主、合作、探究學習的條件,這種教學改革進程中知識化、信息化和網絡化結合的全新學習模式,可能將對學生的學習產生深遠的影響。

參考文獻

[1] 劉力. 新課程理念下的物理教學論[M].北京:科技出版社 ,2007.

[2] 教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會. 物理基礎課程教學指導分委會編制.理工科類大學物理課程教學基本要求 理工科類大學物理課程教學基本要求(2010年版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

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[關鍵詞]數學 概念 教學

概念教學是中學數學中至關重要的一項內容,是基礎知識和基本技能教學的核心,正確理解概念是學好數學的基礎,學好概念是學好數學最重要的一環。那么,如何進行高中數學的概念教學呢?

1加強對數學概念的認識

1.1什么是概念?概念是反映事物本質屬性的思維形式。正確的概念是科學抽象的結果。人們在實踐的基礎上得到了豐富的感性認識材料,經過“透過現象看本質”的過程,舍掉事物的次要屬性,保留事物的本質屬性,進而形成了概念。概念的內涵就是指反映在概念中的對象的本質屬性;概念的外延就是指具有概念所反映的本質屬性的對象。概念的內涵是概念的質的方面,它說明概念反映的事物是什么樣的;概念的外延式概念的量的方面,通常說的概念的適應范圍就是指概念的外延,它說明概念反映的是那些事物。概念的內涵和外延式來那個個密切聯系、互相依賴的因素。

1.2數學概念教學的重要性。數學的知識體系是由命題、推理、概念這幾個因素構成的,其中概念是對數學理論加以構建的基石,它的產生并不是源于人們的主觀臆斷,而是在研究空間形式和數量關系的過程中產生的。數學概念充分展示了一類對象在數量關系以及空間形式方面的本性。對數學概念的正確理解是學好數學的基礎,能否促使基本知識、基本技能以及基本方法在數學教學中落到實處,其關鍵點之一便在于能否使學生準確且深入地了解數學概念,并對之加以靈活運用。教師對數學概念的清晰講解,以及學生對數學概念的正確理解將是促進數學學習質量提高的重要條件。

2高中數學概念教學的策略

2.1合理創設情境,在體驗概念產生的過程中認識概念?!缎抡n程標準》強調:教師要通過教學情境的創設,以任務驅動學習,激活學生的已有經驗,指導學生體驗和感悟學習內容。概念是抽象的、概括的,由具體到抽象是人類認識的規律,每一個概念的產生都有豐富的知識背景,形成準確概念的首要條件是使學生獲得十分豐富和合乎實際的感性材料。因此,在數學概念的教學中,要密切聯系數學概念的現實原型,引導學生分析日常生活和生產實際中常見的事例,觀察有關的實物、圖示或模型,在感性認識的基礎上逐步建立概念。

2.2針對概念的特點采用靈活的教學方法。對不同概念的教學,在采用不同的教學方法和模式上下工夫。概念教學主要是要完成概念的形成和概念的同化這兩個環節。新知識的概念是學生初次接觸或較難理解的,所以在教學時應先列舉大量具體的例子,從學生實際經驗的肯定例證中,歸納出這一類事物的特征,并與已有的概念加以區別和聯系,形成對這一特性的一種陳述性的定義,這就是形成一種概念的過程。在這一過程中同時要做到與學生認知結構中原有概念相互聯系、作用,從而領會新概念的本質屬性,獲得新概念,這就是概念的同化。在進行數學概念教學時,最能有效促進學生創新能力的主要是對實例的歸納及辨析。通過對實例的歸納和辨析對新問題的特性形成陳述性的理解,繼而與原有的知識結構相互聯系,完成概念形成的兩個步驟。依據數學概念的形成,筆者設計概念教學的第一種模式如下:問題情景(抽象)-新概念分析內涵、外延、正(反)例]-應用-反饋,其具實施步驟是:①、構建問題情景,創設心理環境。針對新概念構建相應的問題情景,隱含新概念所描述事物的本質,觀察、認識到提出新概念的必需和合理,以形成合理心情,積極、大膽地進行思維。②、考察本質屬性,抽象形成概念。分析問題情景,概括出它所反映事物的共同屬性,由此逐步抽象而提出新概念。③、設計多向分析,深化概念理解。對新概念可從揭示內涵、外延、定義方式、合理性(和諧性)、正反例證等方面分析。

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作為全省首批31個基地之一,江蘇省天一中學STS綜合創新課程基地涵蓋了數理化生地等科學課程、信息技術與通用技術等技術課程、人生規劃與生活德育等社會課程,強調學科教學與科學技術的發展相結合,與社會生產、生活的實際相結合。

高中地理課程基地作為STS的重要組成部分,探索了以“創新實驗室”為載體,以項目學習為依托,以研究活動為平臺的創新人才聯合培養機制。本文即是在此建設實踐基礎上的一些思考與總結。

1.教學情境的空洞。

地理學作為一門研究地理環境以及人類活動與地理環境相互關系的科學,具有綜合性、地域性的顯著特點,應較多地采用探究式的方法來組織學習。傳統教學中,普通教室多存在模型、實物及現場環境等形象化要素缺失的共性,學生只能就課本中的抽象事物、原理進行簡單和機械的學習。

2.社會生活的脫節。

即便在新課標得到廣泛認同的今天,高度抽象知識的學習仍占據著高中地理課程學習的主體地位。真實情境的缺失、原始問題的離場,將學生進一步束縛在課本世界之中,粗暴地割裂了學生的學習與社會生產、生活的溝通和聯系。這不僅導致學生無法從生活中有效汲取信息和教育資源,而且會造成學生社會責任感的低下,導致其社會智能發育的不良。

3.科學精神的缺失。

作為六大基礎自然科學之一,地理學包括氣候學、水文學、海洋學、冰川學、地貌學、土壤學等十余個分支學科,是現代科學體系的重要組成部分,在解決人口、資源、環境和發展等問題中具有重要作用。受文理分科的影響,地理在高中普遍被視為文科,相關的科學原理、方法和技術,科學思維與精神等的教育活動存在嚴重不足。

地理課程基地建設的總目標是“滿足社會及人的發展需要”,這與學校STS綜合創新課程基地提出的培養具有“卓越思維、宏觀視野、積極人格、濟世情懷”等人格品質的拔尖創新人才的價值使命是一致的。

1.地理課程基地建設的具體訴求之一是營造可視化的教學情境,大量運用模型、實物、圖像、視頻或軟件等資源,借助圖形化手段來表達和傳遞信息,從而化抽象為具體、化靜態為動態。課程學習中的重難點可以通過模型建構的方式,直觀形象地呈現在學生面前,這對于調動學生的形象思維能力,提高其圖文轉換能力,加深其對抽象知識的理解與運用,實現感性認識與理性認識的轉變及統一是十分有效的。

2.地理課程基地建設的具體訴

求之二是建設社會化的課程體系,通過引入真實問題、原始問題的學習研究,讓學生體驗社會生產、生活的實際,在體驗中發現知識、理解知識、掌握知識,從而運用知識去解決實際問題,讓學生的課本世界與生活世界真正互通互聯?;ネɑヂ摬粌H僅意味著整個社會都成了教育信息和資源,而且預示著學生也將對社會承擔相當程度的責任,在促進地球環境可持續發展和人類文明進步方面擔負一定的義務。

3.地理課程基地建設的具體訴

求之三是樹立規范化的研究方法,將地理課程核心知識項目化,將學生學習的過程轉變為項目研究的過程,進而指導學生發現問題、收集資料、提出假設、界定問題、研究實踐、設計成果……依托項目化的平臺,組織學生開展項目學習,不僅可以促進學生盡早發現和認識自己的優勢智能,激勵學生在適合自己的領域內進行較為深入的個性化學習與研究,而且可以引導學生掌握合理、規范、專業化的科學研究思維與

方法。

為實現以上三大訴求,STS地理課程基地以項目學習為依托,進行了多年的實踐探索,取得了一些有益的經驗。

1.搭建項目學習平臺。

在文化與制度建設層面,學校通過各類會議、材料、主題征文的形式,面向全校推出了“三類豐富課程”教學模式理論。項目學習作為其中的第三類豐富課程,也是最高層次的課型,首先在課程基地得到了廣泛的實踐與應用。為了指導和規范項目學習課型的開展,《項目學習評價表》《學生活動記錄表》《學生校本課過程性評價單》等一批學習評價文件先后編制并投入使用;為肯定和推動項目學習課型的開展,“青企獎學金”“恒豐獎教基金”等面向學生、教師的專項獎勵基金相繼設立并有序運作。

在學習環境創設層面,基于“營造可視化的教學情境”的訴求,學校改建、拓建和新建了一批創新實驗室,與地理相關的就有天文實驗室、礦石實驗室、中草藥基地、生態農場等;天一科學院E學習平臺、市中小學天文聯合會網站等在線資源庫的開通,進一步拓展了項目學習的領域,豐富了情境的可視化手段;測光儀、SID監測儀、月球儀、礦石標本、中草藥植物等設施設備的配置,為項目學習的開展提供了裝備支撐;紫金山天文臺、陽山火山地質公園、中國藥科大學等專業臺站、科普基地、高校與學校的聯合,則為項目研究提供了技術指導。

2.設立名師工作中心。

為實現“樹立規范化的研究方法”的訴求,學校通過教師自薦、教研組推薦、部門推薦等多種形式,在各創新實驗室設立了名師工作室,促成了教師特長、專業發展,學生興趣、個性發展,學校特色、優質發展三者間的緊密結合,形成了師生學習共同體關系。

如筆者領銜的天文巡星工作室,聯合地理、物理、藝術等學科的多位教師,共同出謀劃策,提供分類指導,確保了學生在跨學科項目課題(如無錫城市夜空光度監測網絡建設、月球隕石坑研究等)的學習與研究過程中,所運用的研究方法、技術原理、操作規范等方面的科學性、準確性。

名師工作室的設立,不僅是基于學生發展的需要,而且還服務于教師的專業發展。工作室以名師支撐基地,以基地培養教師,帶動了一批教師向一專多能的具備跨學科教學、項目教學能力的復合型、多元型教師轉變,成為教師專業成長的載體。

3.建構核心知識模型。

“社會化課程體系”的建設,強調與社會生產、生活的實際緊密結合,注重體驗與探究,注重實際問題的解決與學生社會責任感的增強。

要科學開展“社會化課程體系”的建設,其關鍵在于核心知識的梳理及模型的建構。

核心知識的梳理,既要考慮國家課程(如人教版高中地理必修3冊、選修5冊)中的重難點知識,也要結合地方課程與校本課程(如“中學生學天文”“礦石鑒賞”)的特性需求,甚至是與高校相關課程(如北京大學先修課程“地球科學概論”)的銜接。梳理的第二步是建立層級式的知識樹,將核心知識及其相互間的因果、從屬或并列等各種關系直觀、明了地呈現出來。第三步是購置或設計、研發教學模型,通過物態或非物態的模型建構,將抽象的概念形象化、立體化地予以表達。最后一步將是真實問題、原始問題的提出與導入,項目學習主階段的開始。

根據高中地理課程中的核心知識提出的真實問題開展的項目學習,改進了核心知識的賦存情境、表達方式與傳導方式,結合教師對規范化研究方法的指導,可以探索并形成校本化的項目學習課程體系模型架構,如項目引入方式、研究方法、操作程序、評價體系等;可以引導學生不僅獲得科學知識與技能、掌握研究精神與能力,而且養成關注社會、關愛社會的人格品質。

以“創新實驗室”為載體,結合項目學習教學理念,在對核心知識進行模型建構的基礎上,地理課程基地構建了“3+1”的課程體系,“3”指“三類豐富課程”,包括科普型、基礎型和研究型三種;“1”指北京大學先修課程“地球科學概論”。

1.科普型課程。

科普型課程指利用基地資源,以體驗為基本形式的,以培養學生學科興趣為主要目的而開設的項目體驗課程。

比如,結合人教版高中地理選修一中有關“天體與星空”“太陽系與地月系”等章節的核心知識,地理課程基地設計了野外觀星“天一觀星營”項目、“科普實驗與科技制作”項目,指導學生開展星空觀測(辨識星座與亮星、觀測日面與月面、觀測大行星與深空天體等),模型制作(活動星圖、簡易日晷、簡易望遠鏡等),實驗設計(彗星彗尾實驗、隕石沖擊實驗等);結合人教版高中地理選修一、選修二中有關“海岸”“海洋水體”等章節的核心知識,基地設計了“天文巡星夏令營”項目,利用暑期帶領學生赴浙江舟山等地開展活動,除觀星外,還指導學生觀察錢塘江口地貌,舟山群島基巖海岸、砂質海岸,舟山朱家尖島潮汐漲落規律等地理現象,基地還向上海交大“走向深藍”海洋夏令營推薦了優秀學生。

2.基礎型課程。

基礎型課程指結合學科核心知識,在普通教室或創新實驗室開設的,以夯實學生學科基礎素養為主要目的的項目學習課程。

比如,在“宇宙中的地球”(人教版高中地理必修一)一節中,基地設計了“移民外太空”為主題的項目課程。課程通過真實問題――“火星一號”移民火星計劃作為導入,探討了“火星在哪里”“火星上為何沒有生命存在而地球上為何有生命存在”“應去哪里尋找外星生命”等問題,不僅解決了課程標準中要求學生掌握的核心知識(天體系統的層次,以及地球在宇宙中的位置;說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星;分析地球的宇宙位置及自身條件,理解地球上出現生命的原因等),而且以項目為載體,營造了可視化的教學情境,引導學生學習掌握了科學的研究方法,通過引入真實問題的探討,架設了連通課本世界與生活世界的橋梁。

3.研究型課程。

研究型課程作為最高層次的項目研究課程,以培養學生的問題意識、創新思維及能力為主要目的,僅面向少數對地理及其交叉學科的項目研究感興趣的學生開設。

比如,中英天文合作“月球隕石坑研究”項目是在人教版高中地理有關“太陽系小天體”“太陽系的演化”“月球概況”等核心知識的學習基礎上,面向部分學生開設的。在此項目研究中,學生使用美國宇航局近月飛行器拍攝的月面圖像,分析了月球隕石坑的類型(簡單型撞擊構造、復雜型撞擊構造、多環盆地)、分布(正反面、不同緯度)、形態特征(深度、直徑、結構特征)等,合作撰寫的《Practical Measuring the depth of simple craters》等兩篇論文順利發表。比如,“無錫城市夜空光度測量”項目組在人教版高中地理有關“城市化與城市環境問題”一節教學的基礎上,使用Sky Quality Meter-L對無錫市區光污染的地區分布、地平高度及方位分異、時間變化等方面進行了實地測量與數據分析,據此撰寫的論文《無錫城市夜空光度測量研究》不僅順利發表,而且還產生了較大的社會影響,國際天文學會普及辦公室向學校發來函件,邀請項目組師生加入國際夜空光度監測網絡Globe at Night-Sky Brightness Monitoring Network項目。

4.大學先修課程。

大學先修課程指學校參與的北京大學先修課程(APUC)項目,主要面向學有余力且有意向報考高校地學專業(地質學、地球物理學等)的優秀學生開設。

篇10

對70名中國的中學生、中學老師來說,這絕對是難忘的一課。課堂設在中科院卡弗里理論物理研究所的3層大廳。講桌上的道具,是一堆網球、乒乓球、小黑球,還有聽裝的雪碧。站在講臺上的授課人,名叫肯尼思·切奇雷(Kenneth Cecire),這名語速平緩、始終面帶微笑的男子是美國圣母大學的教育專家。他想讓孩子們知道,用扔小球的辦法,可以探測出一個未知物體的大小。

上述的這一課,發生在7月16日“KITPC2012拓展項目”的第一天?!癒ITPC”是中國科學院卡弗里理論物理研究所,也是該活動的聯合舉辦方之一。

始于“扔小球”的好奇心

肯尼思設計了一個實驗。很快,孩子們就分組開始了測試。

幾名來自北京四中、北京八中的同學,組成了一隊。他們將一塊邊長為55厘米的地板磚劃定為目標區域,在其中隨機擺放了3聽飲料;之后,一名男生在距離目標區域165厘米的地方,閉上眼睛、僅憑著感覺,向目標區域扔出網球。同組的一名女孩則在旁邊記錄:每扔10次網球、有幾次會擊中飲料瓶。結果出來了,這個男孩子擊中了5次。他比前一個隊友少擊中了1次。扔球的人在不停地輪換著,同樣的測試進行了8回。

之后,網球被換成了直徑較小的乒乓球、直徑更小的黑球。隨著統計數據的累積,一個關鍵的問題開始困擾這些孩子了——究竟怎樣才能利用這些數據、計算出目標區域中“未知物體”的大小。

美國費米國家實驗室的教育項目牽頭人羅伯特·彼得森(Robert Peterson)博士一度走入孩子們中間。他觀看孩子們做實驗,也告訴他們“現階段,最重要的就是獲得大量的數據”。但很顯然,孩子們的好奇心越來越為這個關鍵問題糾纏著。

如果不是肯尼思提醒,也許孩子們都不會注意到已經到了午飯時間。他們強烈的好奇和種種疑問只能留到下午的課上再探討和揭曉了。

“我不是來教你們”

“美國科學家想通過實驗告訴孩子們,對于一個已經發現、但還不知道大小的粒子,可以通過撞擊的方法去探知它的大小。這也是確定新粒子的一個步驟。”北京四中老師黃振說。

在中國傳統的課堂上,往往是老師先講解基礎知識。比如,探測器是什么樣子、怎么工作、工作原理是什么、數據如何處理等。一開始,學生并不知道這些知識如何應用;之后,才應用它解決問題。而在這個課堂上,孩子們并不要求一開始就了解相關的基礎知識,他們只要像科學家作研究一樣模擬科研的過程,和科學家一起處理數據。其間,他們會發現各種問題,再有針對性地進行解惑。

“美國科學家給孩子們的感覺,并不是‘我來教你們’,而是‘我們一起來作這個研究、一起工作’?!秉S振說。

毫無疑問,這是一次個性化很強的教學。不同的小組得出了不一樣的實驗數據。于是,在處理數據時,大家不得不先討論“為什么數據不同”??夏崴伎隙撕⒆觽優樘綔y飲料瓶大小所建立的數學模型;當然,他也告訴大家,也許在將來的某一天,新的科學發現會認為今天的推導是錯誤的。不過,這絲毫不影響孩子們探究新知的熱情。

卡弗里所的一個許諾

“KITPC2012拓展項目”的開展來自于一個許諾。

2006年,中國科學院得到美國卡弗里基金會的捐贈基金,成立了一個國際性的科研與學術交流合作研究機構——KITPC。它是全世界16所卡弗里研究所之一。

中科院數理學部副主任歐陽鐘燦院士曾在美國一個卡弗里研究所,見到了這樣的拓展活動。在美國,年輕人步入科學殿堂,被給予了極大的重視。半年之前,在創新人才教育研究會的成立會上,KITPC所長吳岳良院士向與會的老師們許了一個愿:卡弗里研究所愿與研究會一起,為創新人才的培養提供支持。于是,KITPC聯合理論物理國家重點實驗室、美國費米國家實驗室夸克網絡中心、北京青少年科技俱樂部等機構,舉辦了這一項目。

和科學家一起作科研

“KITPC2012拓展項目”主要面向的是高校和中學的學生、教師。

項目中,授課的老師是國際知名的物理學家,他們來自美國費米國家實驗室、中科院理論物理研究所等機構。在2周的時間中,孩子們要與科學家一起,學習和探討“大型強子對撞機和宇宙線,真實的粒子和真實的數據”。

美國的科學家帶來了宇宙射線探測器的實驗。這讓孩子們有機會利用真實的宇宙線探測器,與物理學家一起研究宇宙射線。來自歐洲日內瓦的強子對撞機的數據,也會出現在課堂上,科學家將帶領孩子們進行分析。通過體驗實驗觀測,孩子們還將學習到如何探測和發現基本粒子。在課堂之外,他們會參觀北京正負電子對撞機。

“從這些活動和日程安排就可以看出,把學習、教育和實驗聯系在了一起?!眳窃懒颊f,在美國,這個拓展項目開展得極為成功。彼得森博士介紹說,老師和學生們幾乎可以在一起工作,進行整個研究。大家一同測得數據、分享數據,一些公開的數據可能來自于全美以及德國、加拿大等前沿研究。

新模式顛覆了傳統課堂

其實,不少科學家都在致力于青少年教育。著名的天文學家王綬琯院士,一直以來都在幫助有志于科學的高中生走進科學、認識科學。不過,在各種科學中,物理方面的難度太大了?!笆冀K沒有能夠滿足對這方面感興趣的同學們的需要。而物理學是現代科學的基礎,這樣的現實,非常令人遺憾?!边@一個項目的進行,讓王綬琯院士發自心底地叫好。

在拓展期間,“中微子物理”、“加速器和探測器”、“宇宙線物理”等若干科普報告,也在同時拓展著孩子們科學視野的廣度和科學思維的深度?!皬目淇说接钪妗保怯蓞窃懒荚菏繋Ыo孩子們的第一講。