導語：如何才能寫好一篇天文學的基本知識，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

天文是學生很感興趣的主題，由于其研究對象有極大的尺度、極長的時間和極端的物理特性，普通的中小學教師常會對這個主題有畏懼感。另外，一提到天文學，很多教師第一反應就想到天文觀測。其實，天文學與物理學、數學、化學還有一些最前沿的科學技術手段緊密相連，而跨領域話題更讓教師們感到無從入手。本期編者收集了一些優秀的天文學教育資源網站，供各位老師在課內外活動中參考使用。

“宇宙之旅”網站

“宇宙之旅：科學宇宙觀的發展歷程”是美國物理研究所開發的網站。該網站分為兩大部分，一是介紹宇宙理論，二是介紹天文學儀器，從古希臘神話講到空間望遠鏡，用歷史的線索真實地呈現了天文學的發展歷程。網站的素材經過科學史專家的精心整理和編排，每一段歷史的篇幅都不長，但是圖文并茂、案例翔實、數據準確，讓用戶很好地感受和理解每一個理論和每一個天文儀器背后所包含的主要科學成就。

語言：英語

適用年級：初中以上

使用人群：科技輔導員、學生

資源使用：免費瀏覽

美國航空航天局（NASA）網站

提到天文學教育資源，美國航空航天局（NASA）的資源絕對不容錯過。從1995年6月至今，每天1幅宇宙照片并附簡短介紹，就足以讓公眾沉醉于宇宙的美麗與神奇。NASA開發了“童星”（低幼版14歲以下）和“想象中的宇宙”（青少版，14歲以上）兩個風格和內容截然不同的教育資源網站。低幼版以簡單的圖文介紹和游戲介紹太陽系、宇宙和宇航員的生活等；青少版則幫助學生了解天文學和空間科學的基本知識和概念，為教師提供教學的材料和資源支持，包括不同主題的校內外天文學課程方案，動手做活動指南、材料清單。還想了解更多的話，不妨試試網站簡便易用的搜索功能。

語言：英語

適用年級：小學至高中

使用人群：科技輔導員、學生

資源使用：免費瀏覽

“仰望天空，腳踏實地”網絡在線天文活動集

“仰望天空，腳踏實地”是史密森學會搜集的一本適用于兒童的在線天文活動集，包括影子、地球自轉、時間和年份、地圖、太陽系、月球6個章節數百項天文學教育活動。每一章節都包含天文學基本慨念、課內外實驗、數據分析工具，每一項活動都有明確的主題，并且指明了適用的年級，附有詳細的操作說明和建議討論的問題。這個在線資源集的優勢在于給出明確的探究活動組織指南，并提供了方便易用的內部鏈接，教師們很快就能用得得心應手。

語言：英語

適用年級：小學

使用人群：科技輔導員、學生

資源使用：免費瀏覽“百變空間”網站

“百變空間”是美國航空航天局（NASA）基于哈勃太空望遠鏡為普通公眾和教育者開發的空間科學網站。普通公眾可以獲取哈勃太空望遠鏡的觀測數據，查看經典的空間科學活動，了解與空間科學有關的知識，還可以參加線上與線下的趣味科學實踐活動。教師能在該網站得到課堂中講授空間科學活動的建議和相關活動材料，還能獲取關于空間科學常見問題的答案。

語言：英語

適用年級：小學至初中

使用人群：科技輔導員、學生

資源使用：免費瀏覽

太平洋天文學會網站

太平洋天文學會是一個具有超過100年歷史的非營利性組織，其宗旨是幫助教師、青少年和業余天好者了解和認識字宙。在教育方面，學會為教師和青少年設計和提供天文工具包、活動項目、出版物和教育指南、網絡資源索引，并設置獎項鼓勵天文學教育。“ASTRO”和“伽利略教師培訓計劃”是學會的2個品牌項目，它們不是成套的天文學課程，而是構建一個網絡為教師、學生與天文學家之間建立相對固定和長期的一對一聯系，共同討論和交流天文學話題。

語言：英語

適用年級：小學至高中

使用人群：科技輔導員、學生

篇2

劉潔民：首先必須承認，中小學科學課程的綜合化是一個國際趨勢。十多年來，我一直從事初中科學課程標準研制和課程實驗，正是因為我堅信這門課程有利于提高學生的科學素養，符合我國初中科學教育的需求。但是，全面實施綜合化的科學課程，需要在師資、課程資源、評價等方面有堅實的基礎，還需要全社會對新的科學教育理念有足夠的認同。2000年開始研制初中科學課程標準實驗稿時，我們希望從少量實驗區開始實驗綜合科學課程，用大約十年時間在全國大范圍推廣。現在看來，我們當時是太樂觀了。經過這十多年的努力，目前科學課程資源已經有了明顯的改善，但師資與評價等等諸多問題仍然存在，制約著綜合科學課程的發展，社會認同程度也有待提高。另一個不容忽視的因素是，中國很大，不同地區的經濟、文化和教育發展水平有較大差異，不可一概而論。因此，從我國初中科學教育現狀來看，初中科學課程究竟應該采取綜合的形式還是分科的形式，既不是單純由課程本身的價值與合理性所決定的，也沒有一個簡單的答案。隨著新課標的頒布，我們希望新的科學教育理念獲得更廣泛的理解和支持，也希望有更多的科學教育工作者在初中科學課程的師資培養、課程資源開發、評價體系的建立與完善等方面做更多的努力，為綜合性的初中科學課程在我國的健康發展創設必要的條件和機會，從而進一步提升我國中小學生科學素養。

《中國教師》：初中科學課程被確定為“以提高學生科學素養為宗旨的課程”，實驗稿并沒有明確界定什么是科學素養，但2011年版課程標準中作了明確界定，您能否對此做一點說明？

劉潔民：“科學素養”概念是西方學者于20世紀50年代提出的，是一個不斷發展的概念。2000年研制實驗稿時，國內尚沒有一個得到公認的科學素養概念，國際學術界的說法之間也有較為明顯的差異，為避免爭議，實驗稿沒有正面給出界定，但其中對課程總目標的表述實際上代表了研制組對科學素養的理解。2006年，國務院頒布了《全民科學素質行動計劃綱要(2006—2010—2020年)》，其中明確寫道：“科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。”此后國內大多數學者較為普遍地接受了這個界定。在修訂課程標準過程中，修訂組專家一致認可這個界定并將其寫入前言，作為“課程性質”第一條的主要內容，只是根據學術界較通用的說法將其中使用的“科學素質”改為“科學素養”。我認為，明確對科學素養的理解，對于讀者更深刻準確地理解課程標準顯然有直接的幫助。

《中國教師》：與實驗稿相比，2011年版課程標準關于科學本質的部分篇幅增加了一倍，請問其中的主要變化是什么，為什么會有這樣的變化？

劉潔民：科學本質是當代科學教育中的重要內容，增進學生對科學本質的理解是科學教育的重要目標之一，也是近年來各國科學教育高度關注的問題。20世紀80年代以來，西方一些科學教育家以建構主義為指導思想，倡導一種將科學史、科學哲學和科學社會學（History，Philosophy and Sociology of Science，簡稱HPS）融入中小學科學課程和教學的科學教育模式，以促進學生對科學本質的理解。《美國國家科學教育標準》、美國科學促進協會“2061計劃”叢書都有較多篇幅談科學本質，將其放在重要位置；英國國家科學課程標準中也對各個學段的科學本質教育提出了相應的教學要求。在中國，長期以來，科學本質主要是科學哲學、科學史、科學社會學等學術領域關注的話題，直到20世紀90年代才明確進入科學教育領域。2001年的實驗稿明確將對科學本質的認識作為課程基礎，并將“體現科學本質”作為課程基本理念之一。

與實驗稿相比，2011年版對科學本質的表述更為明確和詳細，增加了對科學知識基本形式和建構過程、科學探究過程以及科學倫理的描寫。全部內容分為四段：

第一段從科學知識建構的角度概述科學的性質，也是大家普遍所了解的，即科學是一個有價值的知識體系。

第二段著重談科學探究。在教育的范疇中談探究，探究往往被作為教學的手段，但在科學的范疇中，探究是本質，是人類發現知識的方法和途徑。鑒于教學實踐中大家對科學探究的片面理解甚至誤解，課程標準中給予了非常清晰的表達：科學探究是創造性思維活動、實驗活動和邏輯推理交互作用的過程，往往需要經過多次循環，不斷有新的發現和問題，在解決這些問題的過程中推動科學的發展。

第三段說明科學是開放的系統，是一個不斷發展的過程。教師可以借用一些科學史上的著名案例，引導學生理解科學的開放性和發展性。例如，根據直接的觀察和樸素的推理，世界各古代文明都曾產生過原始的地平說，并認為日月星辰都圍繞大地運轉。公元2世紀，希臘天文學家托勒密運用數學方法處理前人的觀測結果，構建了一個相當精致的地心說理論體系，代表了當時的科學認識水平。但是，隨著觀測儀器精準度的提高和新的觀測結果的積累，科學家們發現了越來越多無法用地心說解釋的現象，1543年哥白尼發表了日心說理論，其正確性直到17世紀以后才隨著其他科學理論的發展而逐漸確立。19世紀以后，人們進一步認識到太陽并不是宇宙的中心。再比如，對地球形狀和大小的認識，對物質結構的認識，對生命本質的認識，都是隨著人類科學探究能力的提高而不斷改進的。所以，科學不是僵化的、封閉的，而是在不斷發展進步中。認識到這些，對促使學生形成正確的科學觀、世界觀非常重要。

最后一段說的是科學倫理。科學家是人，科學是人類活動，科學家在從事研究和相互交往的過程中既要受到人類社會基本法律和倫理的制約，還要受到科學規范、科學倫理的制約。20世紀以來，科學技術對人類的生活方式和自身安全的影響越來越深遠，例如核能、人類基因組、轉基因等研究既可以造福于人類，也為研制大規模殺傷性武器提供了基礎，而克隆人研究則帶來一系列倫理和法律問題。正因為科學技術對人類社會的影響太大了，因此其發展必須受到全社會的關注，雖然歷史上多次發生世俗倫理和法律阻礙科學發展的事件，但必要的法律、倫理制約仍然是不可缺少的。

以上對2011年版中關于科學本質的部分作了十分簡略的解說，課程標準解讀對此有更詳細的說明。由于初中科學課程是體現科學本質的課程，因此，正確認識科學本質，對科學教科書的編寫和科學課程的教學都有至關重要的意義。

《中國教師》：實驗稿基本理念中有一條是“突出科學探究”，2011年版中改成了“體現科學探究的精神”，課程目標和課程內容中對科學探究的表述也有明顯的改變，請問主要變化是什么？對科學課程的實施將會產生什么樣的影響？

劉潔民：課程改革之前，我國的理科教學習慣于以教師講授為主，很多學校的理化生課程連學生需要完成的最起碼的理科實驗都不能保證，更談不到以科學探究的方式實施教學。針對這種情況，實驗稿對與科學探究有關的內容在表述上作了強化處理，試圖引起廣大一線教師和科學教育界的重視。經過十年來的課程改革，科學探究的理念已經較為普遍地為人們所接受，但在課程實驗中卻出現了兩方面問題：一是表面化，即看起來像是探究式的科學教學，其實不然，例如師生問答、學生活動及動手實驗等，表面上在探究，實際上學生根據教師安排好的套路作出機械反應，缺少真正的思考和理解；二是模式化，即把科學探究過程固定為一個統一的模式。為糾正表面化的傾向，2011年版強調“體現科學探究的精神”，其含義不言而喻。為糾正模式化的傾向，2011年版在表述科學探究的課程內容時明確指出，“科學探究的方式和過程是多種多樣的，沒有一成不變的模式”，并將實驗稿中明確概括的六要素改以舉例的形式表述。在教學建議中又指出，“學生的探究活動可以采用多種形式，有些探究活動是完整的，有些只包含部分要素，但無論何種形式，均須體現科學探究的基本思想和特征”，“探究教學不是科學教學中的唯一方式，它應該與其他各種行之有效的教學方式有機地結合”。

實驗稿中，關于科學探究的課程目標完全按照所謂“六要素”設定，2011年版則增加了理解科學探究過程、能開展科學探究活動的要求，并明確提出了科學探究所需要的基本技能要求，特別是對觀察、實驗獲取信息能力的要求。

從總體上看，2011年版對科學探究的要求比實驗稿更為深入、細致和全面，同時也更為務實，并且力圖糾正表面化和形式化的傾向，科學教科書的編寫和科學課程的教學應盡可能落實這些基本要求。

《中國教師》：科學課程的另一個基本特征是整合，在這方面2011年版有什么新的內容？

劉潔民：首先，“確定了科學課程應包括以下方面內容：統一的科學概念與原理；科學探究的基本過程和方法；自然科學中最基本的事實、概念、原理、觀點和思想；發展學生思維能力、創新精神和實踐能力的內容；培養學生科學精神、科學態度的內容；反映現代科學技術發展的新成果以及科學技術社會之間關系的內容”。強調“通過對內容的整合使學生從整體上認識自然和理解科學，并不刻意追求不同學科知識的綜合程度”。

其次，突出統一的概念與原理的地位和作用，例如物質，運動及其相互作用，能量，信息，系統、結構與功能，演化平衡，守恒等。在具體知識內容方面，調整、合并了部分內容，刪除了一些較難的內容，并明確提出了對學生相關技能的要求。

《中國教師》：我一直認為初中科學課程標準制定的科學態度、情感與價值觀目標非常好，凸顯了科學素養的基本要求。2011年版的課標將原來的4條科學態度、情感與價值觀目標整合為3條：對自然和社會的態度，對科學的態度，學習科學、處理事務與人際關系的態度。在教學中如何落實這些目標，仍將是初中科學教育實踐中的難點。在此，可否請您給教師們提出一些建議？

劉潔民：科學態度、情感與價值觀的培養，一定要避免表面化、形式化的傾向，忌諱空洞地講大道理。這應該是一種“魚在水中，不知有水”的教育境界，教師要采用潛移默化的方式，“隨風潛入夜，潤物細無聲”。教師首先要有科學態度、情感與價值觀教育的明確意識，將其落實在具體的教學行為之中。可以說，所有科學知識都富有科學態度、情感與價值觀的教育價值，就看教師心中是否有這類目標，眼中能否看到這些教育價值。例如，在天文部分的教學中，可以通過解釋地球是唯一的一個擁有高級生命的星球，讓學生感受珍惜和愛護地球的責任和義務；通過展示人類對地球形狀的認識過程，使學生了解人類對自然界的認識是不斷深化的；通過觀測星空，引導學生感受大自然的壯美和奧秘，激發他們對大自然的熱愛和探索熱情；通過引導學生了解人類對宇宙起源和演化的認識過程，提高區分科學理論、神話傳說、迷信及邪說的能力；通過介紹天文學家為探索宇宙奧秘不畏艱辛，甚至不惜獻出生命的事跡，激發學生探索真理、熱愛科學的情感。

《中國教師》：教師們曾經反映初中科學課程中天文學的內容過難，為什么本次課標修訂仍然保持了對天文學內容的較高要求？廣大初中科學教師應該怎樣適應這種要求？

劉潔民：天文學是自然科學的基礎領域之一。自20世紀80年代以來，歐美及亞洲的許多國家在初中科學課程中都對天文教育給予了足夠的重視。單純從實用角度考慮，對于現代人來說，天文學幾乎完全是無用的，但從全面培養學生科學素養的角度看，天文教育無疑有著十分深刻的意義：

（1）基本的天文知識是現代公民科學素養的有機組成部分。我是誰？我來自哪里？我現在在哪里？這是自蒙昧時代以來人類一直在思考的問題，也是每個有自我意識的人或早或遲必然要遇到的問題。對這些問題給出與現代科學相協調的回答，而不是歸之于臆想、神話和玄學，當然體現了一個人的科學素養。在做出這樣的回答時，天文學起著不可或缺的作用。

（2）天文學有助于培養學生對自然和科學的興趣。日月輝煌燦爛，星空神秘幽遠，每一個注視它們的人，或為之震撼，或引發遐思。古今中外，無數哲人、藝術家和科學家為之傾倒。星空對中小學生來說，既是熟悉的，也是陌生而神秘的。天文學以神秘的宇宙作為研究對象，永遠是激發人類好奇心和挑戰人類想象力的重要源泉，是一門適合培養學生對自然和科學興趣的學科。

（3）天文學有助于陶冶性情，啟人心智。學習天文，觀測星空，可以開闊人的眼界和胸襟，使人變得博大而深沉。康德曾說：“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準則，另一件是我們頭頂上燦爛的星空。”還有天文學家說：“與浩瀚的宇宙相比，塵世間那些雞毛蒜皮算得了什么？”天文學首先是一門觀測的科學。天文學的觀測，要求精細、持久、有系統，從而可以培養人們精細、耐心、有條理的心理品質。學習天文，觀測星空，可以激發人的想象力，啟人心智。

（4）天文學有助于學習科學方法。天文學首先是一門觀測的科學，它的研究對象是可望而不可及的遙遠的天體。觀測（觀察）是非常基本的科學方法。此外，天文學在其漫長的發展過程中，還產生或運用了其他一些重要的科學方法，學習天文也就同時學習了這些科學方法。

（5）天文學有助于培養科學世界觀。所謂世界觀或宇宙觀，指的是我們對世界的總的看法。天文學的研究對象是天體，是宇宙，它為我們客觀地、理性地認識世界、認識宇宙提供了科學的基礎，所謂科學的世界觀，追根尋源，來自我們對宇宙的認識。

（6）了解天文學家的探索歷程，有助于培育科學思想和科學精神。偉大的天文學家都是執著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛頓、哈雷、哈勃、霍金，這些偉大的名字，他們的輝煌業績和崇高精神，永遠激勵著后人。

關于教師在天文學教學方面遇到的困難，我想，解決的辦法，一是希望大學本科教育中加強天文學教育，例如地理系開設天文必修課，物理系開設天文選修課；二是可設計一個約30個課時的天文學培訓課程，對在職科學教師提供直接的幫助；三是進一步密切科學教育專家與一線教師的聯系，給一線教師提供更多幫助和引導。實際上，只要有較好的參考資料和好的建議，初中科學課程中的天文內容大部分都是容易自學的。

《中國教師》：2011年版課程標準將實驗稿中的“科學、技術與社會的關系”改為“科學、技術、社會、環境”，其中的主要變化是什么？

劉潔民：主要有四方面變化。

（1）增加了主題“科學、技術、社會、環境的關系”，在其中增加了環境教育的內容，并對四者關系給出了較為具體的表述。

（2）將“科學史”調整為“科學技術史”，參照“科學的本質”改寫了“科學技術史在科學課程中的地位與作用”，使其更為具體并有所深化；將“科學史進入科學課程的基本方式”改寫為“科學技術史融入科學課程的若干建議”，使之具有更明確、更具體的指導意義；刪去“科學史料舉例”，因其已包含在內容標準的有關部分。

（3）增加了對技術素養的界定，重新表述了技術設計部分的內容及要求，使之更為具體、確切和具有可操作性。

（4）重新設計了“當代重大課題”，對設置這部分內容的意圖作了更明確的表述。由于具體課題的內容目標和活動建議實質上已出現在內容標準的前幾部分，故刪去細節，僅列舉若干重大課題。

與實驗稿相比，這部分內容變化很大，限于篇幅無法詳細說明，有興趣的讀者可進一步閱讀課程標準解讀的相關內容。

《中國教師》：在過去的十年中，初中科學課程步履維艱。接下來的幾年中，為使這一課程健康發展，需要做哪些努力？

劉潔民：任何改革都不是一蹴而就的。過去十年中，雖然科學課程實驗確實遇到了一些問題，但一些地區的實驗表明，這門課程有利于提高學生的科學素養，科學課程標準的理念、目標、內容和結構基本符合國際科學課程的發展趨勢，符合我國初中科學教育的需求。對目前實施科學課程的實驗區進行的問卷調查結果也表明，科學教師對科學課程標準的基本理念和設計思路是普遍認同的，初中科學課程改革的方向是正確的，初中科學課程標準實驗稿的基本框架和內容是值得肯定的。現在修訂過的課程標準已經由教育部正式頒布，初中科學課程未來的發展，需要教育界以及社會各方的共同努力，通力合作。

科學教育界內人士可集中力量做好三方面的工作：科學教科書的編寫、科學課程學業評價改革以及科學師資隊伍的建設。首先，初中科學教科書要充分體現課程標準的理念，充分體現科學教育的價值，為教師創造性地進行教學提供適宜的平臺，促進學生科學素養的提升。現在曾在實驗區使用過的幾套初中科學教科書正在修訂，有過去十年的工作基礎和實驗積累，我相信修訂版教科書在整體構思和細節處理上都會有明顯的提升。

評價改革一直是科學教育改革的難點。這次課標修訂，我們下了很大工夫對評價建議作出較大修改，旨在更好地指導評價實施。例如，在評價原則方面首先提出導向性原則，“評價應以本標準為基本依據，評價目標要與課程目標一致，評價的內容和方式應有利于引導教師實施真正意義上的科學教育，體現本課程整合和探究的特點，增進學生對科學的理解，提高學生的科學素養”，還包括發展性原則、科學性原則、多元化原則和公平性原則，評價內容和方式也在實驗稿的基礎上作了更為細致和準確的說明。由于目前科學課程尚未確立具有足夠針對性和權威性的評價體系，我們希望這些評價原則能為科學課程的學業評價提供一個基本的依據，使學業評價成為科學課程建設與發展的推動力量，而不是干擾與阻礙因素。

師資隊伍是目前我國實施綜合科學課程的另一個主要瓶頸。高水平師資隊伍的建設，一方面要著眼于高校本科層面的教育改革，培養優秀的準教師；另一方面要著眼于在職教師的繼續教育工作，盡快提升在職科學教師的專業素養。由于目前國內部分高師院校在本科教育中直接培養初中科學教師的模式存在爭議，其實施也遇到一定困難，所以加強繼續教育會是當前提升科學師資隊伍專業素養的主要途徑。過去十年的經驗表明，“短平快”式的培訓不能真正解決科學教師所面臨的主要困難。建議統一規劃科學教師培訓項目與內容，例如經過專家論證和實驗區調研，制定專門的科學教師專業發展規劃，將其納入常規的教師在職培訓總體方案，從而使之既具有足夠的針對性又具有足夠的穩定性；又比如為每個科學教師提供三年一階段的培訓機會，使他們在完成初中三年的科學課程教學之后，有機會交流、總結、充實和提升。培訓內容可由三大板塊組成：一是教育教學基本理論方法，二是學科基本知識，三是科學實驗與設計、科學史等專題課程，使得科學教師在學科知識、學科方法和技能、學科思想、學科文化等四個層面上全面獲得提升。

還有一些工作，則不是科學教育界所能解決的，需要整個社會的支持。例如，國家和地方政府對初中科學課程實驗區要給予足夠的政策支持，在財政上要確保科學課程的實驗經費（例如科學教師的培訓經費、科學實驗室的配備經費、購買科學圖書的經費等等），并使其生存和發展獲得一定程度的法律保障，不致因某些臨時性的動議就導致實驗區下馬，使廣大教師和科學教育工作者的多年努力毀于一旦。

篇3

一、傳統實驗室不等同于探究性實驗室

探究性實驗室是指能夠充分支持學生進行多方面探究性學習的環境，它與傳統的實驗室有著本質上的不同。在傳統的實驗室里，學生的實驗主要是按照現成實驗的步驟，來體驗前人已經完成的實驗的步驟和結果，提供的是一種演示和驗證的實驗環境。而探究性實驗室，則能夠提供各種各樣的探究設備和工具，創設一個面對事物進行探究的環境。尤其重要的是，探究性實驗室引入了多種最新的信息技術來獲得和處理實驗數據，使原來大量基于現象、定性的驗證性性實驗轉化為基于數據、定量的探究性實驗，從而大大提高科學探究的科學性和準確性。探究性實驗是由學生自己設計實驗步驟，進行實驗得出結論。因而，探究性實驗室所進行的實驗活動更能體現學生主體性，增加學生的參與度，既有利于學生基本知識技能的形成，又有利于培養學生的科學方法和精神。

二、探究性實驗室可以給孩子更多機會

新一輪的課程改革在全國已卓有成效，教育的理念、教學的結構已經發生了很大的變化。在教學理念方面，強調知識技能、過程與方法、態度情感價值觀三維的教學目標，重視學生的全面發展；在教學結構方面強調學生自主學習，合作探究，重視學生的主體性和教師主導性的發揮。這些都使傳統的課堂發生了很大的變化，取得了明顯的效果。但是，從實際的情況來看，我們仍然缺乏將理念貫徹到教學實踐中的方法和手段，即我們缺乏適當的教學技術，將教學理念和教學實踐橋接起來。而探究性實驗室的建設作為教學技術非常重要的一個方面，對我們來說是一個嶄新的課題，也是我們當前必須面對和解決的現實問題。

在小學科學課程標準中，“科學探究”是作為教學內容的一個方面，而不是把“探究”作為一種學習方式或手段，這是它與小學里的其他學科不同的地方。學科學是學生主動積極地參與的能動的過程。首先，學生們要親自動手做，而不能由別人來代勞，不是要別人做給他們看。其次，學生們還必須有“動腦”的理性體驗。學科學的過程應該是體與腦的共同活動過程。科學探究是科學學習的核心，學科學的中心環節就是探究，學生們應該在積極地參與科學探究的過程中逐漸對自然界有所認識。對從學生們所親歷的事物中產生的一些實際問題進行探究，是科學教學所要采取的主要做法，所以我們應該盡可能地提供機會讓學生在他們力所能及的范圍內從事科學探究。同時科學探究需要時間，需要器材，要為學生們提供多種機會讓他們參加一些他們感興趣的研究，要學生們有時間去試驗自己的新想法，而要做到這一切，沒有探究性實驗室的建立將無從談起。建設探究性實驗室，為學生提供必要的探究工具，創設探究的環境，研究探究性學習的教學設計，是課程改革的非常重要組成部分，是進一步深化課改的關鍵。

三、多渠道有效建設小學探究性實驗室

1、利用原有儀器進行新的探究性實驗。一般儀器只使用于某固定技能性實驗的訓練，這里是指教師提供原有儀器，形成新的探究情景，給學生發現的機會，構建解釋異常現象的原理，領悟探究的本質。如實驗室里不常用的采集工具箱，里面鏟刀等工具只到實踐課或者是野外考察才拿出來用，根據新課程的理念，將這些工具箱發給每個小組保管，開展探究性實驗，如對"土壤中各種各樣的草根的識別"這一題目，既新奇，又有挑戰性。利用工具箱中鉗子、鏟刀、剪刀等，進行挖草根、識草根、分草根等活動，及時總結表揚，學生興趣很濃，探究活動也得到保證。

2、對原有儀器進行改造和重組。科學探究性學習要求提探究的活動更貼近學生的生活，使學生更感興趣，更加靈活多樣，這就要求對各種儀器進行重組和改進。如講到電磁感應現象在生活中的作用時，教師可利用實驗室里的磁鐵、金屬線圈、發動機、鐵釘組合在一個工具箱中，演示電磁感應現象，再給學生試試，得到心靈的體驗。這樣既提高了學習興趣，又利用原有的而又不常用的資源，可謂“一箭雙雕”。

3、鼓勵師生自制教具，豐富實驗室資源。教育的本質就在于能利用低成本的資源創造出高質量的業績。科學教育也是如此，我們要和學生一起利用生活中的代用品自制教具，豐富實驗室資源。如實驗室里有關天文學方面的資源很少，教師可利用卡紙，放大鏡引導學生做大量的觀星箱，及時鼓勵優秀作品的出現，展覽在學校的櫥窗里，使他們感受到成功的喜悅。而且學生利用自己做的觀星箱初步觀察星空，既感到親切，又增加了實驗室天文學方面的資源，為以后的課堂教學及學生的項目研究奠定了基礎。

在建設過程中，我們還要注意防止將探究性實驗室的建設簡單化、形式化的傾向。探究性實驗室的建設不是一個簡單的設備的購置，它是一個包括設備建設、教材編寫、教師培訓、研究應用等一系列活動的系統工程。因此，它需要學科教師、教研員、裝備部門共同參與，才能更好的完成。因此探究性實驗室的建設，要聯合各個部門，有計劃、有步驟的進行。

篇4

一、提問要有目的性，忌東拉西扯，偏離主題

目標是新課程標準對教學的要求，是教師所預期的教學目的。課堂提問就是達到目標的重要手段之一。縱觀目前的課堂教學，課堂提問的隨意性和盲目性、偏離主題的現象時有發生。如一位教師在教《數星星的孩子》最后一段時這樣提問。

師：數星星的孩子叫什么名字？

生：張衡。

師：張衡是什么朝代的人？

生：漢朝。

師：他長大以后成了什么？

生：天文學家。

師：為什么呢？

生：因為他從小就有這個愛好。

上述案例中，單純的教師問、學生答，表面上課堂氣氛活躍。實則存在較大的盲目性和隨意生，學生沒有自主學習的動力和機會。為什么會出現這種情況，主要是因為沒有規范的目標指向造成的。

無論課前教師備課預設的問題，還是課堂生成的問題，都是本節課教學目標所決定的。為了達到有效的教學目標，教師要精心選擇提問的“拐點”，不能就課本談課本，應當聯系學生的生活實際，培養學生的發散思維和創造性思維。

二、提問要抓住時機，于“憤”“悱”之際

葉圣陶指出：“教師之為教，不在全盤授予，而在相機誘導。”課堂提問要求教師看準火候，把握時機，在學生處于積極活躍的思維狀態下及時“投石”，以取得“一石激起千層浪”的效果。比如，我在教《養花》的課后小結時，設計這么幾個問題：

師：養花的樂趣是什么？

生：“養花有喜有憂，有笑有淚，有花有果，有香有色，既須勞動，又長見識，這就是養花的樂趣。”

師：“喜”“笑”當然是樂趣，為什么作者說“憂”“淚”也是樂趣呢？

對于這樣的問題，小學生不太容易理解，我就讓小組討論，學生結合課文內容發表自己的看法，課文的主題也逐漸在學生的腦海中清晰起來。這既促使學生由表及里、由淺入深地思考，又體現了《全日制義務教育語文課程標準》“積極倡導自主、合作、探究的學習方式”的教學理念。

在語文教學中，教師為了突出教學重難點，常常精心設計課堂提問，細心選擇課堂提問時機。教學實踐證明:提問時機過早，學生因對教材認識缺乏準備，只會使教師啟而不發；時機過遲，問題已解決，提問成了馬后炮。只有提問于“憤”“悱”之際。才能激發學生思考的積極性，取得超過預期的教學效果。

三、提問要設置坡度，挖掘深度

所謂坡度，就是在提問時，做到由易到難，由淺入深，由簡到繁，層層遞進，步步深入，從而有利于“難點”逐步化解。例如，教學《花瓣飄香》一課，如果在課堂一開始教師就爆出一個冷炮：“課題為什么叫‘花瓣飄香’？”學生對課文不理解，勢必無動于衷，一時難以做出回答。就是回答也是膚淺的、零碎的。針對這個問題，我設計了三個層次：

1.小女孩怎么摘花瓣的？

2.小女孩為什么只摘花瓣呢？

3.小女孩摘花瓣做什么？

憑借這三個學習的“拐棍”。我繼續追問：“課題中‘花瓣飄香’，這‘花瓣’僅僅是花瓣嗎？媽媽聞到的僅僅是月季花的香味嗎？”……這樣的教學既沒有越過學生的“最近發展區”，又激發了學生的學習興趣，深化了本文的主題。

四、問后評價要及時準確，做到收放自如

第斯多惠說：“教學的藝術不在于傳授的本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞。”因而教學評價在課堂教學就顯得尤為重要。但是當前的語文課堂上常常會看到這樣一些鏡頭。

鏡頭一：一堂課上，教師為了響應新的教學理念，拋給學生許多問題，即使相同的問題出現精彩的答案，要么沒有評價，要么是簡單的“不錯”“真棒”……

鏡頭二：《狐貍和烏鴉》的拓展想象練習環節。

師：你想對狐貍和烏鴉說點什么？

生：烏鴉今后不要只聽好話，會上當受騙的。

師：建議合理。對狐貍可以說點什么呢？

生：狐貍不費一點力氣就得到了肉，你很聰明。

師：有個性，很會思考。

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關鍵詞：GPS原理 教學內容 實踐

1 概述

GPS（全球定位系統）源于美國上世紀70年展的衛星導航與定位系統，具有全天候作業、觀測站之間無需通視、定位速度快、精度高、自動化程度高以及可直接測定點的三維坐標等優勢，已經廣泛應用于車輛導航、大地測量、資源勘查等多個領域[1，2]。基于此，近年來，國內外大多數高等院校均開設了“GPS原理”課程。然而，考慮到該課程理論與公式計算復雜，內容專業性強，涉及知識面廣泛，同時其理論、技術、方法與應用均在不斷發展更新[3]。因此，面向工程應用領域，對該課程教學方法與模式開展探討，有助于培養學生對該課程的興趣，加強課程的教學質量，并深入開展GPS的廣泛應用。

2 “GPS原理”教學目標與特點

2.1 課堂教學目標

①明確課程的定位：“GPS原理”課程屬于測繪與地理類專業基礎課，學生需要掌握基本的數學知識以及空間思維，同時也與后續專業課程具有密切聯系。另一方面，這門課程強調學生綜合能力，設計實驗、完成實驗并最終獲得獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

②培養學生空間思考的能力：“GPS原理”課程涉及到的內容不僅僅包括局部小范圍區域，同時需要學生綜合掌握地球表面、地球中心以及天球、衛星軌道面等多個嶄新的概念，對學生的空間思維能力是一種極大的拓展。

③掌握GPS工作的基本知識：本課程要求學生理論與實踐相結合，掌握GPS定位技術的基本概念、基本理論以及基本應用，理解GPS定位的基本原理，并明確GPS網的設計與實施。理論與實踐相結合。

④培養學生GPS應用的能力：GPS的基本功能在于定位，課程要求學生在定位的基礎之上，發揮創造性思維，結合GPS的發展趨勢，以面向應用，為進一步的發展夯下堅實的基礎。

2.2 “GPS原理”課程特點

①基礎理論重要，實驗技能必不可少：這是GPS課程的顯著特點之一，不僅要講授基礎理論與公式，使學生掌握定位原理、誤差來源以及數據處理等基本技能，同時要求學生在實驗方面掌握GPS基線解算、控制網的外業實施與作業以及手持GPS、差分GPS等一起的基本操作。

②多學科交叉，知識面廣：GPS技術是在理論上依托于數學、測量、地學、計算機技術、地理信息系統等學科，同時在應用上依賴于具體應用學科如導航、城市建設、交通工程等理論和技術的發展。另一方面，GPS課程的學習涉及到天文學、信號學、坐標系統與時間系統等多方面的基礎知識，這都要求教師與學生具備廣泛的知識面與扎實的基礎。

③發展迅速、內容更新快：GPS的發展歷史雖然只有30多年，然而近年來的“3S”（全球定位系統、地理信息系統、遙感）技術的蓬勃發展，以及手機GPS、車載GPS的廣泛應用，GPS已經成為人們日常生活中重要的信息來源，并在此基礎上發展出基于位置服務（LBS）等多種創新里面。基于此，GPS內容與技術的快速更新，對學科的教學方法與教學模式也提出了更高的要求。

3 當前教學中存在的主要問題

3.1 傳統教學模式的問題

“GPS原理”課程的傳統教學模式為“傳遞——接受”教學模式，主要為教師講授為主，本質上屬于教師為中心的教學模式。這種模式的優點是有利于教師主導作用的發揮，有利于教師對課堂教學的組織、管理與控制。然而把學生當作灌輸的對象、外部刺激的接受器，學生在教學過程中難以發揮主體作用，強調學生的任務就是要消化、理解教師講授的內容，并導致學生養成了不問“為什么”，甚至不知道要問“為什么”的習慣。

3.2 教學內容的問題

“GPS原理”課程教學內容、教學重點存在極大的隨意性。目前GPS原理方面的教科書種類繁多，然而不同學科存在著不同角度的理解，其內容與側重點往往存在極大的差異。同時，目前各高校上課時往往由任課教師選擇某種參考書中的某些內容組織教學，其自身的知識背景與理解均存在較大的差異，導致課程講授存在極大的隨意性，進而導致學生學習效果不佳。另一方面，GPS的發展日新月異，而目前的教學內容中仍然重點偏向于傳統GPS測量的部分，對新的GPS進展方面往往涉及不多。教師同一套教案沿用多年，這些均導致當前教學內容與時代的發展不對應。

3.3 實驗與實習中存在的問題

實踐教學是教學過程中的重要組成部分之一。GPS應用非常廣泛，涉及內容多，同時時間緊，儀器設備條件有限，往往導致學生在具體實踐與應用過程中一知半解，蒙混過關。尤其在課間上機實驗的過程中，部分學生對GPS基線解算和GPS網平差的數據處理過程完全不明白其原理，理論與實踐的脫節也是目前教學過程中存在的較大問題之一。

4 教學改革的思路與方法

4.1 結合多媒體技術，豐富教學內容

“GPS原理”課程內容包括衛星運動基礎、信號傳播理論、空間坐標與時間系統等多個方面的內容，涉及到衛星、天體、空間等抽象概念。傳統的板書難以清晰明確地展示這些內容。多媒體技術在傳播圖形、圖像以及視頻等教學內容方面具有無可比擬的優勢，可以直觀地展示抽象內容，如天球坐標系統與地球坐標系統的圖片講解，以及通過flash播放的衛星運動圖片，可以有效地提升學生對課堂學習的興趣，同時也有助于對抽象內容的深入理解。

同時，必須考慮多媒體教學過程中存在的不足。如利用多媒體技術推導偽距觀測方程公式，存在速度難以控制，學生思路易打斷等方面的不足。傳統板書的模式速度慢，條理性強，可以引導學生一起進行公式的推導，進一步加強學生的基本功。

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通過日常觀察及與學生的交流發現，學生學不好物理的原因主要有以下一些方面：

①課前預習的學生人數很少，無論是理論課還是實驗課，大多數學生沒有預習的習慣；②課堂中遇到疑難時，不會主動向老師詢問，課后也不問同學和老師，更不會做深入細致的思考，導致問題越積越多，最后失去學好物理的信心。③很多學生沒有理順掌握基本知識與做好練習的關系，在課堂上聽完老師的新課講解后，就一頭扎入題海，認為只有做題才是學習，只要不斷做題就一定能學好物理，結果迷迷糊糊地做，不知不覺的錯，有些題是屢做屢錯，屢錯屢做，卻始終不去分析錯因，不去認真吃透概念、規律，沒有認識到基本知識的重要性，倒置了掌握基本知識和做練習的本末關系，從而是越學越累，用時很多，收效甚微。④上課時不積極參與自主學習、不認真思考、不注意和同學及老師交流、不做筆記；也有的是不管老師講什么一律記下，一節課的時間全花在了記筆記上；有些學生一旦老師提問，就低頭不語，怕老師提問，不能積極自主思考，只等老師給出現成的答案。⑤平時不注意聽老師分析問題的思路和方法，遇到問題后沒有正確的分析思路，茫然無措。⑥獨立解題時不能對問題進行深入細致的分析，建立正確的物理情境，不能做到解題時每一個步驟都落實到具體的知識點上，只會拼湊幾個記得住的公式。

一、做好課前預習的習慣

高中物理課與初中物理課比較起來容量大，思維方式由直觀思維轉向形象思維、抽象思維，探究式教學中學生可以結合老師編寫的導學案認真閱讀教材，自己先爭取通過努力搞懂一些自己就能學會的知識，在課堂上再通過與同學的交流搞懂更多心存疑問的知識點，實在理解不了的知識再由老師講解，這樣才能大大提高聽課效率，減少對老師的依賴，增強獨立性，改變學習的被動局面，在自主獲取知識的同時自己的能力也將得到很大的提高。認識到預習可讓學習變得主動，同時增強自學及解決問題的能力。

二、積極思考主動參與的習慣

課堂上要有一個“必須當堂掌握”的決心，如果在每節課前，學生都能自覺要求自己必須當堂掌握，那么上課的效率一定會大大提高。在實際教學中發現，有相當多的學生認為，上課聽不懂沒有關系，反正有書，沒聽懂的課下可以看書。抱有這種想法的學生，聽課時往往不求甚解，或者聽課中稍遇障礙，就不想聽了，結果浪費了上課的寶貴時間，增加了課下的學習負擔，其實這也正是一部分學生學習負擔重的原因，他們沒想到在他們利用課后時間補習的時候，聽課效果好的同學又在利用這個時間完成一些新的學習任務，長期下來，成績的差距也就越來越大了。

三、及時復習的習慣

基礎知識不牢固是學不好物理的根本原因。基礎知識牢固，學起來就像是走高速路的寶馬車，風馳電掣；如果基礎知識不牢固，學起來就像是走鄉村路上的三輪車，剛過一道溝，又是一道坎，一路的溝溝坎坎，想加速是不可能的。因此，對剛學過的知識，應有計劃地及時進行階段復習。隨著記憶鞏固程度的提高，復習次數可以逐漸減少，間隔的時間可以逐漸加長。復習鞏固要做到“趁熱打鐵”，做到“學而時習之”。切忌在學習之后很久才去復習甚或是根本不能主動及時的復習，如果這樣，所學知識會遺忘殆盡，不少學生學完一章的內容后，對概念、規律基本沒有印象，何談正確解題。孔子曰“溫故而知新”，通過復習過去的知識能得到很多新的收獲，這個新主要指的是知識達到了系統化的水平，達到了融會貫通的新層次。首先，知識的系統化，是指對知識的掌握達到了一個更高的境界，也就是從整體、全局或聯系中去掌握具體的概念和原理，使所學的概念和原理回到知識系統中的應用位置上去。其次，知識的系統化，能把多而雜的知識變得脈絡清晰，談到一個知識點就可以由此聯想到與之有關的所有知識，越是熟練掌握知識點之間的聯系，就越有利于記憶和理解，道理很簡單，孤立的事物容易忘記，而聯系著的事物就不容易忘記，同時在運用知識解決問題時也才能做到思維嚴密、思路開闊。 想做到知識的系統化，一要平時把概念和原理學好，為建造“知識大廈”備好料；二要肯于堅持艱苦的思考，學會科學地思維；三要常“回頭看”，做到及時復習，不斷強化。

四、總結歸納的習慣

總結是集大成者必備的素質，牛頓的成功之處就是把數學、力學、天文學、引力思想各個領域的成果綜合起來。學習中的總結是一個歸納、分類、比較的過程。雖然我們學習的每章每節的知識看起來是分散的、孤立的，但是實際上是有聯系的，我們要善于發現這些聯系，通過類比、歸納，形成知識體系。例如：整個高中物理知識體系中涉及的運動形式只有勻速直線、勻變速直線、平拋（類平拋）及圓周運動四種類型；力學、熱學、電磁學等都用到受力分析、牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律等知識，解題的思路、方法、知識點等都是相通的。對所學知識進行概括，抓住應掌握的重點和關鍵，對比理解易混淆的概念是非常重要的。每學習一個模塊的內容，要把分散在各章中的知識點連成線、輔以面、結成網，使知識點就像用線穿出來的珠子一樣，一提一串，而不是散落在地上的珠子，各自沒有聯系。使學到的知識系統化、條理化、完整化，這樣運用起來才能聯想暢通，思維活躍。

五、閱讀自學深入反思的習慣

自學是獲取知識的重要途徑，就學習過程而言，教師只是引路人，學生才是學習的主體，學習中的大量問題，主要應由自己去解決。閱讀是自學的一種主要形式，通過閱讀教科書，可以獨立領會知識，把握概念本質內涵，分析知識前后聯系，反復推敲，理解教材，深化知識，形成能力。學習層次越高，自學的意義越重要，高考總要選拔有學習潛能的學生，對考生的自學能力有較高的要求。較強的閱讀能力是學好物理的基礎，只有具備較強的閱讀能力才能在自主學習中正確理解概念、規律；解題時才能正確理解題意，較快地建立正確的物理情境。日常學習中在閱讀教材及讀題時應做到聚精會神，全神貫注，才能有較好的閱讀效果，長期堅持就能不斷提高自己的閱讀能力。

六、認真實驗的習慣

現在考試中的實驗題主要注重考查學生對實驗器材的使用熟練情況，以及在基本實驗原理的基礎上自主設計實驗方案解決問題的能力，絕不是教材中實驗問題的簡單復制。這就要求學生在日常實驗課上要認真做好實驗，熟練掌握器材的使用，理解實驗的原理，掌握基本的實驗方法以及處理數據、減小實驗誤差的方法，提高自己通過實驗探究問題，總結規律的能力，而不是把實驗課當成看熱鬧，擺弄器材的輕松開心的課對待，要本著研究問題的態度對待實驗課。

七、深入思考的習慣

孔子曰“學而不思則罔，思而不學則殆。”物理學習中對概念、規律及比較難以理解的物理現象、物理情境，必須經常做深入細致的思考。有些同學往往遇難而退，遇到不理解的概念、規律及習題不能做深入細致的思考，長期積累下來，就會問題成堆，也會導致畏難心理的產生。正確的做法是，只要遇到自己想不明白的問題，不放棄，抱著搞不懂不罷手的必勝信念，對問題多次不斷的思考，直到想通為止，如能長期堅持，不僅在學習中能少留疑問，自己思考問題的能力也必會有長足的提高，同時也能給自己增強學習的信心。

八、規范解題沉著應考的習慣

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力學可粗分為靜力學、運動學和動力學三部分，靜力學研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學只考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關系；動力學討論物體運動和所受力的關系。

力學也可按所研究對象區分為固體力學、流體力學和一般力學三個分支，流體包括液體和氣體；固體力學和流體力學可統稱為連續介質力學，它們通常都采用連續介質的模型。固體力學和流體力學從力學分出后，余下的部分組成一般力學。

一般力學通常是指以質點、質點系、剛體、剛體系為研究對象的力學，有時還把抽象的動力學系統也作為研究對象。一般力學除了研究離散系統的基本力學規律外，還研究某些與現代工程技術有關的新興學科的理論。

一般力學、固體力學和流體力學這三個主要分支在發展過程中，又因對象或模型的不同出現了一些分支學科和研究領域。屬于一般力學的有理論力學(狹義的)、分析力學、外彈道學、振動理論、剛體動力學、陀螺力學、運動穩定性等；屬于固體力學的有材料力學、結構力學、彈性力學、塑性力學、斷裂力學等；流體力學是由早期的水力學和水動力學這兩個風格迥異的分支匯合而成，現在則有空氣動力學、氣體動力學、多相流體力學、滲流力學、非牛頓流體力學等分支。各分支學科間的交*結果又產生粘彈性理論、流變學、氣動彈性力學等。

力學也可按研究時所采用的主要手段區分為三個方面：理論分析、實驗研究和數值計算。實驗力學包括實驗應力分析、水動力學實驗和空氣動力實驗等。著重用數值計算手段的計算力學，是廣泛使用電子計算機后才出現的，其中有計算結構力學、計算流體力學等。對一個具體的力學課題或研究項目，往往需要理論、實驗和計算這三方面的相互配合。

力學在工程技術方面的應用結果形成工程力學或應用力學的各種分支，諸如土力學、巖石力學、爆炸力學復合材料力學、工業空氣動力學、環境空氣動力學等。

力學和其他基礎科學的結合也產生一些交又性的分支，最早的是和天文學結合產生的天體力學。在20世紀特別是60年代以來，出現更多的這類交*分支，其中有物理力學、化學流體動力學、等離子體動力學、電流體動力學、磁流體力學、熱彈性力學、理性力學、生物力學、生物流變學、地質力學、地球動力學、地球構造動力學、地球流體力學等。

運動學發展簡史

運動學是理論力學的一個分支學科，它是運用幾何學的方法來研究物體的運動，通常不考慮力和質量等因素的影響。至于物體的運動和力的關系，則是動力學的研究課題。

用幾何方法描述物體的運動必須確定一個參照系，因此，單純從運動學的觀點看，對任何運動的描述都是相對的。這里，運動的相對性是指經典力學范疇內的，即在不同的參照系中時間和空間的量度相同，和參照系的運動無關。不過當物體的速度接近光速時，時間和空間的量度就同參照系有關了。這里的“運動”指機械運動，即物置的改變；所謂“從幾何的角度”是指不涉及物體本身的物理性質(如質量等)和加在物體上的力。

運動學主要研究點和剛體的運動規律。點是指沒有大小和質量、在空間占據一定位置的幾何點。剛體是沒有質量、不變形、但有一定形狀、占據空間一定位置的形體。運動學包括點的運動學和剛體運動學兩部分。掌握了這兩類運動，才可能進一步研究變形體(彈性體、流體等)的運動。

在變形體研究中，須把物體中微團的剛性位移和應變分開。點的運動學研究點的運動方程、軌跡、位移、速度、加速度等運動特征，這些都隨所選的參考系不同而異；而剛體運動學還要研究剛體本身的轉動過程、角速度、角加速度等更復雜些的運動特征。剛體運動按運動的特性又可分為：剛體的平動、剛體定軸轉動、剛體平面運動、剛體定點轉動和剛體一般運動。

運動學為動力學、機械原理(機械學)提供理論基礎，也包含有自然科學和工程技術很多學科所必需的基本知識。

運動學的發展歷史

運動學在發展的初期，從屬于動力學，隨著動力學而發展。古代，人們通過對地面物體和天體運動的觀察，逐漸形成了物體在空間中位置的變化和時間的概念。中國戰國時期在《墨經》中已有關于運動和時間先后的描述。亞里士多德在《物理學》中討論了落體運動和圓運動，已有了速度的概念。

伽利略發現了等加速直線運動中，距離與時間二次方成正比的規律，建立了加速度的概念。在對彈射體運動的研究中，他得出拋物線軌跡，并建立了運動(或速度)合成的平行四邊形法則，伽利略為點的運動學奠定了基礎。在此基礎上，惠更斯在對擺的運動和牛頓在對天體運動的研究中，各自獨立地提出了離心力的概念，從而發現了向心加速度與速度的二次方成正比、同半徑成反比的規律。

18世紀后期，由于天文學、造船業和機械業的發展和需要，歐拉用幾何方法系統地研究了剛體的定軸轉動和剛體的定點運動問題，提出了后人用他的姓氏命名的歐拉角的概念，建立了歐拉運動學方程和剛體有限轉動位移定理，并由此得到剛體瞬時轉動軸和瞬時角速度矢量的概念，深刻地揭示了這種復雜運動形式的基本運動特征。所以歐拉可稱為剛體運動學的奠基人。

此后，拉格朗日和漢密爾頓分別引入了廣義坐標、廣義速度和廣義動量，為在多維位形空間和相空間中用幾何方法描述多自由度質點系統的運動開辟了新的途徑，促進了分析動力學的發展。

19世紀末以來，為了適應不同生產需要、完成不同動作的各種機器相繼出現并廣泛使用，于是，機構學應運而生。機構學的任務是分析機構的運動規律，根據需要實現的運動設計新的機構和進行機構的綜合。現代儀器和自動化技術的發展又促進機構學的進一步發展，提出了各種平面和空間機構運動分析和綜合的問題，作為機構學的理論基礎，運動學已逐漸脫離動力學而成為經典力學中一個獨立的分支。

固體力學發展簡史

固體力學是力學中形成較早、理論性較強、應用較廣的一個分支，它主要研究可變形固體在外界因素(如載荷、溫度、濕度等)作用下，其內部各個質點所產生的位移、運動、應力、應變以及破壞等的規律。

固體力學研究的內容既有彈性問題，又有塑性問題；既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學的早期研究中，一般多假設物體是均勻連續介質，但近年來發展起來的復合材料力學和斷裂力學擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續體和含有裂紋的非連續體.

自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態物體和各種固體力學問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學有關。現代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應堆以及日用家具，其結構設計和計算都應用了固體力學的原理和計算方法。

由于工程范圍的不斷擴大和科學技術的迅速發展，固體力學也在發展，一方面要繼承傳統的有用的經典理論，另一方面為適應各們現代工程的特點而建立新的理論和方法。

固體力學的研究對象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長寬厚尺寸都不是同量級的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結構中都廣泛采用了薄壁桿件。

固體力學的發展歷史

萌芽時期 遠在公元前二千多年前，中國和世界其他文明古國就開始建造有力學思想的建筑物、簡單的車船和狩獵工具等。中國在隋開皇中期(公元591～599年)建造的趙州石拱橋，已蘊含了近代桿、板、殼體設計的一些基本思想。

隨著實踐經驗的積累和工藝精度的提高，人類在房屋建筑、橋梁和船舶建造方面都不斷取得輝煌的成就，但早期的關于強度計算或經驗估算等方面的許多資料并沒有流傳下來。盡管如此，這些成就還是為較早發展起來的固體力學理論，特別是為后來劃歸材料力學和結構力學那些理論奠定了基礎。

發展時期 實踐經驗的積累和17世紀物理學的成就，為固體力學理論的發展準備了條件。在18世紀，制造大型機器、建造大型橋梁和大型廠房這些社會需要，成為固體力學發展的推動力。

這期間，固體力學理論的發展也經歷了四個階段：基本概念形成的階段；解決特殊問題的階段；建立一般理論、原理、方法、數學方程的階段；探討復雜問題的階段。在這一時期，固體力學基本上是沿著研究彈性規律和研究塑性規律，這樣兩條平行的道路發展的，而彈性規律的研究開始較早。

彈性固體的力學理論是在實踐的基礎上于17世紀發展起來的。英國的胡克于1678年提出：物體的變形與所受外載荷成正比，后稱為胡克定律；瑞士的雅各布第一·伯努利在17世紀末提出關于彈性桿的撓度曲線的概念；而丹尼爾第一·伯努利于18世紀中期，首先導出棱柱桿側向振動的微分方程；瑞士的歐拉于1744年建立了受壓柱體失穩臨界值的公式，又于1757年建立了柱體受壓的微分方程，從而成為第一個研究穩定性問題的學者；法國的庫侖在1773年提出了材料強度理論，他還在1784年研究了扭轉問題并提出剪切的概念。這些研究成果為深入研究彈性固體的力學理論奠定了基礎。

法國的納維于1820年研究了薄板彎曲問題，并于次年發表了彈性力學的基本方程；法國的柯西于1822年給出應力和應變的嚴格定義，并于次年導出矩形六面體微元的平衡微分方程。柯西提出的應力和應變概念，對后來數學彈性理論，乃至整個固體力學的發展產生了深遠的影響。

法國的泊阿松于1829年得出了受橫向載荷平板的撓度方程；1855年，法國的圣維南用半逆解法解出了柱體扭轉和彎曲問題，并提出了有名的圣維南原理；隨后，德國的諾伊曼建立了三維彈性理論，并建立了研究圓軸縱向振動的較完善的方法；德國的基爾霍夫提出粱的平截面假設和板殼的直法線假設，他還建立了板殼的準確邊界條件并導出了平板彎曲方程；英國的麥克斯韋在19世紀50年代，發展了光測彈性的應力分析技術后，又于1864年對只有兩個力的簡單情況提出了功的互等定理，隨后，意大利的貝蒂于1872年對該定理加以普遍證明；意大利的卡斯蒂利亞諾于1873年提出了卡氏第一和卡氏第二定理；德國的恩蓋塞于1884年提出了余能的概念。

德國的普朗特于1903年提出了解扭轉問題的薄膜比擬法；鐵木辛柯在20世紀初，用能量原理解決了許多桿板、殼的穩定性問題；匈牙利的卡門首先建立了彈性平板非線性的基本微分方程，為以后研究非線性問題開辟了道路。

蘇聯的穆斯赫利什維利于1933年發表了彈性力學復變函數方法；美國的唐奈于同一年研究了圓柱形殼在扭力作用下的穩定性問題，并在后來建立了唐奈方程；弗呂格于1932年和1934年發表了圓柱形薄殼的穩定性和彎曲的研究成果；蘇聯的符拉索夫在1940年前后建立了薄壁桿、折板系、扁殼等二維結構的一般理論。

在飛行器、艦艇、原子反應堆和大型建筑等結構的高精度要求下，有很多學者參加了力學研究工作，并解決了大量復雜問題。此外，彈性固體的力學理論還不斷滲透到其他領域，如用于紡織纖維、人體骨骼、心臟、血管等方面的研究。

1773年庫侖提出土的屈服條件，這是人類定量研究塑性問題的開端。1864年特雷斯卡在對金屬材料研究的基礎上，提出了最大剪應力屈服條件，它和后來德國的光澤斯于1913年提出的最大形變比能屈服條件，是塑性理論中兩個最重要的屈服條件。19世紀60年代末、70年代初，圣維南提出塑性理論的基本假設，并建立了它的基本方程，他還解決了一些簡單的塑性變形問題。

現代固體力學時期 指的是第二次世界大戰以后的時期，這個時期固體力學的發展有兩個特征：一是有限元法和電子計算機在固體力學中得到廣泛應用；二是出現了兩個新的分支——斷裂力學和復合材料力學。

特納等人于1956年提出有限元法的概念后，有限元法發展很快，在固體力學中大量應用，解決了很多復雜的問題。

篇8

關鍵詞：大學物理；傳統教學模式；研究型教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）19-0215-02

一、引言

物理學作為一門基礎科學，其基本知識是學習自然科學和工程技術的基礎，同時物理學研究的規律和研究方法具有很大的基本性與普遍性，在其它學科和科學技術的發展中發揮著極其重要的作用。面對工科院校學生對基礎學科重要性認識的不足，積極開展研究型教學實踐的探索，突破傳統教學模式在大學物理的教學中困境，提高大學物理教學的質量和效率，發揮大學物理學在夯實學生基礎知識，提高學生科學素養和培養創新性人才中的作用。

二、大學物理傳統教學模式面臨的困惑

傳統的大學物理教學模式一般是通過課堂的講授或演示實驗將知識灌輸給學生。傳統教學模式雖然方式一般，但符合了物理學知識傳授規律，即通過教師知識講解和實驗演示讓學生掌握物理知識的內涵，在獲得知識和科學的世界觀的同時，獲得研究問題的不同方法。對大學低年級學生來說，灌輸式教育是中學和大學教育聯系的橋梁，這一方法符合了學生一貫以來接收知識的模式，學生應該完全適應大學物理等基礎課的學習。但實際情況是學生對大學物理不感興趣，學習效果不佳。同樣是傳統的灌輸式教學模式，為何在大學物理基礎教學中出現了問題。

首先是目標的改變。人的行為受到追求自己目的的控制，中學物理的灌輸式教學模式使學生能在高考中獲得好分數，符合了學生升學的目的和將來大學專業的選擇的要求。一旦學生進入大學后，隨著年齡和社會閱歷增長，學生的自主意識逐漸增強，許多學生認為學習目的是學好某一專業，為將來的就業或進一步學習服務。在實際教和學的過程中，學生會對像數學、物理等基礎的學科作用認識不足，學生會說我是學習某某專業的，我不是物理專業，學習這些基礎課程與將來就業又沒有什么關系，學有何用。

其次是物理教學形式的陳舊。完美經典物理內容、經典演示伴隨著一代代大學生的成長，但隨著計算機、通訊和信息科技的發展，這些內容和實驗卻似乎越來越遠離了大學生生活。大學物理教材中經典物理中的一些例題過于陳舊，練習題目純粹是為了考試而做題。題目的內容與日常生活和實際脫離，不能與學生的生活實際和專業相聯系，也不能與當前的先進的技術相聯系，使得學生感覺物理應用性不強，做作業是一種負擔。同時考評機制不健全，考試方式過于單一。目前大學物理采用的是平時成績和期末成績結合的方式進行學生的成績考核，近幾年大學擴招后，大學物理一般2到4班的大課，教師不可能關心到每一個學生，因此平時成績帶有很大的主觀性，并不能真實反映學生平時的學習情況。而期末成績也存在一定的弊端，有些學生通過考前突擊來應付考試，雖然能保證過關，但是并沒有學到真正的知識。

第三是教和學環境的改變。課程發生變化，中學階段，學生把精力放到幾門高考科目上了，老師反復的講授，其重要性不言而喻。而大學不僅課程多，知識量大，在傳統的教學模式中，教師除了課堂大容量講課及答疑外，很少有與學生接觸的機會。對于剛進入大學的低年級學生，對大學物理等基礎知識重要性的認識、所學知識的應該掌握的程度判斷、課后如何學，都要自己安排顯然是十分困難。

三、大學物理研究性教學思考

物理學是一門基礎性學科，它研究的是物質運動的基本規律。同時，物理學作為嚴格的、定量的自然科學的帶頭學科，一直在科學技術的發展中發揮著極其重要的作用。它與數學、天文學、化學和生物學等學科之間有著密切的聯系，它們之間相互作用，不斷發展。由于物理學的研究規律和研究方法具有很大的基本性與普遍性，所以它的基本概念和基本定律是很多自然科學領域和工程技術的基礎。同時物理學描繪了物質世界的一幅完整的圖像，揭示出各種運動形態的相互聯系和相互轉化，充分體現了世界的物質性與物質世界的統一性，因此它也是科學的世界觀和方法論賴以建立的基礎。試想一名本科生連基本的物理知識都不具備，就不可能具有良好的科學素質，又怎能適應信息和技術均不斷更新的世界呢？

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關鍵詞：代數學；驅動式教學法；數學建模

一、引言

代數學是數學的一個重要基礎分支，它和作為整個體系的數學一樣具有悠久的歷史。代數學（Algebra）一詞最初來源于9世紀阿拉伯數學家和天文學家花拉子米的重要著作的名稱[1，2]。原義是還原（al－jabr）與相消（almuquabalah）的科學，簡稱為“algebra”。從20世紀初以來，隨著數學的發展和應用的需要，代數學的研究對象以及研究方法發生了巨大的變革。代數學是以研究代數系統的性質與構造為中心的一門學科，是現代科學技術的數學理論基礎之一，在計算機科學、信息科學、數字通信（開關電路、編碼、密碼）、系統工程、近代物理與近代化學等方面有廣泛的應用[3-5]，例如：代數學與代數方程求解；代數學與密碼學。在大學本科的教學體系中代數學分為數學專業的基礎課《高等代數》，64學時；數學專業的專業課《近世代數》（也叫抽象代數），32學時；其他專業的必修課《線性代數》，32學時。這樣的設計體系比較完善，教學內容也較豐富，但是存在一些問題，比如：課時量不夠；理論與應用模塊不能相輔相成。就拿《線性代數》來說，筆者一直從事該課程的教學，每年都在向教務部門反映，32學時只夠用來講理論知識，根本沒時間進行知識的應用展開，理論知識與實際應用脫節，導致很多學生學得迷茫，不知道為什么學，學了有什么用。

二、代數學的教學現狀

在學校發展高水平大學的指向下，代數學的課程改革略顯滯后，很多書本知識過于陳舊，很多理論證明過于深奧，很多應用舉例只是皮毛沒有發揮真實的啟發作用。筆者在近幾年的教學過程中總結了代數學教學中存在的一些問題，具體表現如下：（1）代數學書本中的應用資源有限，無法積極培養學生的實操能力；（2）現有的教學方法落后，不能很好的和學生互動，不能調動學生的學習主動性；（3）教學過程簡單機械，無法及時檢查教學效果，導致學生討論不積極，打消學生的自主學習勁頭；（4）現有的考核方法單一，無法體現學生學習過程中的努力程度，給少數投機的學生有了投機取巧的機會。鑒于以上問題，筆者在課堂上采用了一種新的教學方法：將數學建模的思想融入代數學的驅動式教學方法中，實施以來教學效果良好，教學成績斐然，學生普遍反映教好。下面我們以一堂《線性代數》課的課堂教學為例來闡述數學建模思想在代數學的驅動式教學方法中的實踐與應用[6-8]。

三、將數學建模的思想融入代數學的驅動式教學方法中

在上一節課中我們講了線性方程組的求解，了解了線性方程組的定義、來源、求解以及應用，今天這節課我們重點講一下線性方程組在實際生活中的應用，學會如何利用課本知識解決現實生活中的問題。目前中國的超重和肥胖人數就位列美國之后，處于全球第二，有4600萬左右。這個數字比起中國的人口總數而言還不算大，但是中國的肥胖趨勢是非常明顯的。英國海外發展研究所一份最新報告顯示，1980—2008年，中國的肥胖人數幾乎翻番，簡直是“肥胖爆炸性增長”。為了讓自己更健康、更自信、更開心的生活，我們有必要科學、合理地控制自己的體重，要控制自己的體重首先要加強體育鍛煉，其次應控制飲食，將攝入的能量總量限制在1000—1500千卡/天。一個節食者準備一餐的食物A、B、C，三種食物每一盎司中所含蛋白質、脂肪、糖如下表所示。問：能否使這一餐必須精確地含有25單位蛋白質，24單位脂肪以及21單位糖？如果可以，節食者每種食物需要準備多少盎司？（每盎司為28.35g）問題分析與討論15分鐘，將班上的學生每3人分成1組，每個成員確定自己各自的任務和合作的部分。分析問題之后大部分組都可以給出問題的求解思路、應用到的基本知識和數學軟件。該問題涉及到的書本知識為非齊次線性方程組的建立，矩陣的行初等變換，優化問題的求解與應用；問題求解用到的軟件為Matlab。模型假設5分鐘：根據實際情況，很多學生都能抓住該問題的本質，做出必要、合理的簡化假設。1.假設實驗數據不會出錯。2.假設節食者每天按標準進食，不會出錯。3.假設這一餐準備蛋白質x1盎司，脂肪x2盎司，糖x3盎司。模型建立和求解25分鐘：根據實驗數據和實際要求，用數學的語言、符號描述對象的內在規律，建立包含常量、變量的線性方程組模型，并用解方程、數值計算等方法來求解該模型。該過程大部分小組都完成的很好，現以1組為例來說明情況。模型檢驗與應用10分鐘：先分析兩種求解方法，可知第一種方法簡單易懂但是適用范圍太小，第二種求解方法不用考慮未知量的個數，廣泛應用于實際計算當中。這個模型可應用于類似題干中這種需求、優化等問題。我們可以先假設結論成立或者結論不成立，但是結論必須是相對的且不能出現第三種情況；接著我們用代數學的知識求解和檢驗，若是得出的概率非常小，我們就把它視為幾乎不可能發生的事件；最后我們再按照題意要求得出結論。這個模型只是用于一般的需求模型，例如上題的減肥等相同的類型題。但是在模型假設的過程中，有些干擾的因素是否可以忽略我們要懂得分辨，盡管忽略一些假設可以使我們的題目更加簡單易解，可是有一些因素是解題的至關要點，我們必須把它列入考慮范圍內，因為如果不這樣做，很可能就造成了問題失真，以至于脫離了原題目的本質。課堂作業點評10分鐘：按照問題求解的科學思路，筆者點評了每個小組的作業完成情況與質量，當堂打分記作平時成績，此外還留下模型的延伸與重建作為課后練習。通過類似問題的學習與解決，學生們學會了如何應用書本知識解決實際問題，了解了所學知識的實用性，完美打通了理論知識與實際能力培養之間的障礙。為學生以后的工作和學習奠定了一定的實操基礎，也樹立了他們的自信心。筆者以該方法為手段實際培養了兩屆學生，總體來說效果突出，一方面學生學到了理論知識和實操能力，另一方面教師很好地掌握了學生的學習狀況，可以及時調整教學方法，積累教學經驗，培養適應社會需要的人才，增加教師的工作成就感。

參考文獻：

[1]同濟大學數學系.工程數學線性代數[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]陳小松.高等代數[M].北京:清華大學出版社,2014.

[3]張凱院,徐仲.數值代數[M].西安:西北工業大學出版社,2000.

[4]楊曙光.“問題解決”教學法的探索與實踐[J].大學數學,2008,(6).

[5]M.HMELO,C.E.FERRARI,TheProblembaselearningtuto-rial:Cultivationhigherorderthinkingskills[J].JournalfortheEducationoftheGifted,1997,20(4):401-422.

[6]姜啟源,謝金星,等.數學模型[M].北京:高等教育出版社,2003.

[7]王庚,王敏生.現代數學建模方法[M].北京:科學出版社,2008.

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關鍵詞：信號檢測與估計；教材編寫；配套資源；教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）25-0256-02

一、引言

信號檢測與估計以數理統計中貝葉斯統計決策的理論和方法研究隨機信號的檢測和估計問題，是隨機信號統計處理的理論和方法，是現代信息理論的一個重要分支，廣泛應用于電子信息系統、自動控制、模式識別、射電天文學、氣象學、地震學、生物醫學工程及航空航天系統工程等領域。它是“信息與通信工程”學科的重要基礎課，是電子信息工程、通信工程、電子信息科學等專業的基礎選修課。為了提高信號檢測與估計課程教學質量，需要不斷提高該門課程所使用教材的質量。下面筆者結合《信號檢測與估計》教材編寫的實踐，談談對高等院校教材編寫的一些體會與思考。

二、注重能力和統計觀念的培養

信號檢測與估計與概率論、數理統計及隨機過程（隨機信號分析）并駕齊驅地支撐著隨機現象規律的研究，共同構成了科技工作者研究隨機現象的完整知識結構。信號檢測與估計課程的目的是使學生掌握知識和獲取知識的方法，培養學生分析問題和解決實際問題的能力，培養學生的包含統計觀念的素質和創新能力。教材應該授人以“魚”的同時，授人以“漁”。同時，教材的編寫應注意體現素質教育、創新能力及實踐能力的培養，為學生知識、能力、素質協調發展創造條件。此外，教材也應重視并有意識地增加產生和形成新概念、理論和方法的思維過程的介紹，分析前人為什么要這樣處理，使學生“知其然”，還要“知其所以然”，啟發和引導學生的創新思維。通過精心設計思考題，拓寬學生考慮問題的思路，培養學生的創造性素質。通過增加貝葉斯統計的內容，可以充分展現信號檢測與估計的精髓，使學生對信號檢測與估計所采用的統計處理方法進行有效歸納提煉，形成其條理清晰地統計處理方法和處理過程的一般步驟，有利于學生對知識的系統把握和統計觀念的培養。對于具體的分析方法，一定要交代清楚前提條件和適用范圍，使學生會用所學的知識，掌握信號檢測與估計領域未來發展的空間，有利于提高學生解決實際問題的能力。通過增加信號檢測與估計課程的計算機模擬實驗，讓學生通過獨立編程掌握信號檢測與估計的統計處理過程，使理論與實踐相結合，以培養學生應用統計處理方法解決實際問題的能力和統計觀念。

三、優化教材內容結構體系

為了保證學生掌握必要的和系統的基本知識和基本技能，從而正確地指導實踐工作，需要對教材的內容、結構和體系進行一定的優化，從而實現本課程與其他課程的有機銜接；既符合學科內在的邏輯關系，又符合學生的認識規律；既要有經典的比較深入的基礎知識，又要有比較廣闊的前沿知識；既形成合理的知識結構，又符合學生的接受能力和知識水平，有利于學生自主學習能力和獲取知識能力的提高。隨著學生知識積累速度的逐步加快，自然形成了學生有限的教學時間與大幅增長的知識之間的矛盾，而又由于教只能在規定的時間內給學生傳授有限的知識和技能。再加上教材內容也會受到教學時間的限制，導致教材的篇幅是有限的，而學生需要掌握的知識和技能卻是快速增加的。如果把教材先進性簡單視為是在原教材內容的基礎上不斷地、大量地補充新信息，從而導致教材篇幅越來越大。因此，在保證內容的完整性與系統性的前提下，教材的篇幅需要有效限制，并使基礎知識和前沿知識合理平衡，深度和廣度合理平衡。為了實現和其他課程有效地銜接，信號檢測與估計教材增加了貝葉斯統計的內容。因為信號檢測與估計的基礎是數理統計中貝葉斯統計決策的理論和方法，而其他課程未涉及貝葉斯統計方面的內容，合適的貝葉斯統計方面的參考書也缺乏。信號檢測與估計教材內容分為匹配濾波、信號檢測及信號估計三個模塊，使基本概念和理論更清晰，使統計處理的思維方法及觀念更直觀，使內容的邏輯性更合理，符合學生認識規律的順序。教材的結構體系按照縱橫兩條線布局，以被分析處理的對象作為縱線，以所采用的分析處理方法作為橫線。對于縱或橫線上的內容體現由淺入深，由簡到繁，由具體到抽象，循序漸進的過程。信號檢測與估計的被分析處理的對象是依照信號的統計特性、信號的多少和信號參量是確知的還是隨機的這三個因素進行分類。依照信號的統計特性由簡單到復雜，信號的數量由少到多，信號的參量由確知到未知，在教材的縱線上布局，從而使教材從形式上能夠給學生提供正確的思考方法和學習方法。

四、加強實驗教學

信號檢測與估計作為一門理論性和應用性都很強的課程，實驗教學是不可缺少的一個環節。對于學生鞏固和掌握所學知識，教學質量的提高，學生解決問題的能力、創新能力及綜合素質的培養，實驗發揮著至關重要的作用。為了兼顧教材的篇幅不過大，將精簡的實驗指導書有機地融入到教材中，將詳細的實驗指導書的電子板放在出版社網站供讀者下載。為了解決學時少的問題，信號檢測與估計會采用計算機模擬實驗的形式，以達到實驗目的和有效的效果。計算機模擬實驗可以避免用實物器材做實驗的局限性，不受器材和環境條件限制，不受時間、地點限制，可以利用課余時間方便地開展實驗。為了實現理論教學與實驗教學統籌協調和有機結合，將信號檢測與估計實驗分為兩個層次：驗證性實驗和設計研究性實驗，實現從簡單到綜合、從基礎到前沿、從鞏固知識到培養素質和創新能力的循序漸進實驗教學過程，逐步鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，使學生能夠學以致用，同時也可以提高教師實驗教學的效果和質量。設計研究性實驗給出題目和問題，由學生根據所學知識并結合實際的需求設計實驗方案，通過編程解決問題，研究實驗過程中發現的問題，側重于學生綜合能力和素質的培養。驗證性實驗通過信號檢測與估計仿真軟件隨時驗證理論教學內容，使理論教學與實驗密切銜接，加深理解和鞏固所學知識，豐富課后學習的手段，調動學生的積極性，為設計研究性實驗奠定基礎。因此，開發和應用信號檢測與估計仿真軟件對于提高教師的教學質量是十分必要的。

五、改革教材語言

教材語言一般采用嚴謹的書面語言。在語言風格上，教材語言具有較強的學術性、專業性、規范性，比較生硬刻板。為了追求嚴謹，語言論述往往比較晦澀，不夠通俗、不易理解。因此，教材語言需要創新，體現教材與使用者之間的交流，而不是單一的說教。教材語言的創新就是要將過去教材的專業性學術語言與課堂語言結合，使教材語言盡量避免抽象枯燥的闡述，通俗易懂、自然流暢、輕松活潑，富有親和力，便于組織教學，使學生易于理解且能激發學生的學習興趣。書面語言的形式很嚴謹，完全符合語法，比較抽象。口頭語言的形式比較放松，語法結構不嚴格，比較形象。課堂語一般是在不失準確性的前提下，融合面語言和口頭語言，既嚴謹又通俗，既準確又精練。

六、豐富教材配套Y源

隨著計算機、網絡和信息技術在教學中的應用，教學手段和教學方式有了很大地發展，提高了教學效率和教學質量，激發了學生的積極性，有助于學生自主學習能力的培養，促進學生素質的培養。教材配套資源一般有電子教案、電子課件、仿真軟件、習題集，習題詳解、實驗指導書、實驗參考程序、試題庫及答案，并以此為基礎可以方便地建設教學網站或網絡課程。配套資源應與教材同時規劃、協調發展，形成一個教學資源的有機整體，充分發揮不同媒體的特點，實現優勢互補，以適應教學個性化、互動性和多樣化發展的需要，為教學提供多元化、立體化的教學素材，提供教學資源的整體解決方案，推進教學改革，提高教學質量。教材與豐富的配套資源的有機結合可以將課堂教學與自主學習有機地統一起來，將理論教學與實踐教學有機地統一起來，促進以學生為主體、教師為主導教育理念的實現，使教與學都進入了一個更高的水平。

參考文獻：

[1]曲長文，，李炳榮，等.信號檢測與估計[M].北京：電子工業出版社，2016.

[2]孫靜.對當前高校教材工作的幾點認識[J].中國電力教育，2009，（4月上）：133-134.

[3]張勇.電子線路實驗教材編寫研究[J].實驗科學與技術，2008，6（4）：100-101.

[4]湯方霄，周旭，張貴珍.論高校國際化教材建設[J].甘肅科技縱橫，2013，42（8）：113-115.

Experience and Thought on the Textbook Writing for Signal Detection and Estimation

QU Chang-wen，ZHOU Qiang，SU Feng，LI Jian-wei

（Department of Electric and Engineering，Naval Aeronautical and Astronautical University，

Yantai，Shandong 264001，China）