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二、实验员专业化、管理规范化
实验室教师必须具有良好的职业道德修养,有广泛的实验专业知识,具有科学的实验室管理知识,要会管理、会准备实验、会协助任课教师辅导实验、会维修保养仪器设备、会自制教具。《甘肃省教育厅关于加强中小学教育装备工作的意见》中指出要进一步加强教育装备队伍的建设:实验室管理人员必须是专职的,高级中学不少于3人,初级中学不少于1人,小学可有兼职人员,保证实验室管理人员的专业性。实验室管理人员必须要定期地、有计划地、有目的地进行培训,保证实验室管理人员的整体素质水平。学校在评职称等方面要把实验室管理人员同任课教师同等对待,以保证实验管理人员队伍的稳定性。实验室教师首先应该了解四个行业标准(《小学数学、科学教学仪器配备标准》《中小学理科实验室装备规范》《教学仪器管理制度》《初中实验室仪器操作规范》);其次还应该会进行实验室管理,主要包括实验室各项管理制度的建立、仪器的科学存放、仪器的保养维修及安全防范措施、仪器账目的管理及使用、实验室的整体环境及管理、实验室工作的职责分工及管理。实验室教师只有熟悉各种制度,才能做到仪器存放科学、规范、安全、美观、方便;账目清楚,仪器性能熟悉,才能更好地为实验教学服务。
三、实验室工作与实验教学相结合
1.充分利用现有实验室资源教材的多元化导致了同一实验的多样化,也就导致了实验用具的不同化。例如,在有的教材中,凸透镜成像实验是使用光具盘来做的,而我们学校只有光具座,那么用光具座来代替光具盘做透镜实验就是不二的选择。又如,教师在展示什么是凸透镜时,我们利用的是从报废的投影仪上拆下的镜头。在资源不足的情况下,充分利用现有实验室资源是新课程所提倡的。
2.多摸索实验技巧
许多实验方法不仅提供给我们化解疑难实验所需的知识和技术窍门,更重要的是还可以给我们智慧的启迪和激励,使对实验敏感、勤于思考的人获得创造性地解决问题的能力。例如,在“压缩气体做功能使物体内能增加”的实验中,利用空气压缩引火仪压缩气体体积做功来点燃棉花。这个实验一般很难做成功。经过多次实验,我们发现实验成功的关键是:用力下压时要快、脱脂棉不能放的太多、最好用撕毛的擦镜纸代替脱脂棉。又如,“固体分子引力”实验中,演示分子引力一般采用的是将两个铅圆柱体块压紧在一起后不易拉开的方法。这样一来,对实验的要求就高了。具体做法是:首先,要将两铅块接触面的氧化层用刀刮去,要注意向同一方向用力并尽量将接触面刮平,对两铅块施压时不要采用两个接触面对压的方法,而是要将两铅块慢慢相对用力推压,逐渐增大两铅块的接触面。这样压好以后,一般可以承受10N的拉力,而且拉开铅块后,从其面上的印痕可以看出,两铅块压紧时的接触面积一般都很小,因此足以说明是分子间的引力在起主要作用。
3.转变实验方式
(1)变演示实验为分组实验。在课堂教学中,学生是主体,教师只是起了引导学生自主学习的主导作用,因此只要实验室条件允许,我们就尽可能把实验器材多准备几套,把演示实验变为分组实验,使每一个学生都能参与到实验中来。
(2)变验证实验为探究实验。在物理教材中有很大一部分实验是验证性的,对于已经知道结果的实验,学生普遍没有太大兴趣,而且也存在记忆不深刻的弊病。如果把教材中的验证实验放在结论前做,变验证为探究,那么就能很好地调动学生学习兴趣。
(3)变课内实验为课外实验。由于上课时间有限,一些与常见的物理现象有关的实验和复杂的实验就没时间做,多数情况下就由做实验改为教师讲实验了。针对这一现象,我们采取的方法是面向全体学生开放实验室,学生可以利用课余时间到实验室,把课内没时间做的实验放到课外时间完成。
4.改进实验
(1)化小为大,变微观为宏观。例如,我们可以利用激光笔来演示厚木板的微小形变。把激光笔固定在木板上,当木板发生微小形变时,激光投在墙上的光斑就会发生明显移动。又如,在“光沿直线传播”实验中,光在空气和水中的传播路径一般无法观察到,为了显示出光在空气和水中的传播路径,我们采用激光笔作为光源,让激光通过充满烟雾的玻璃瓶或滴有牛奶的纯净水,这时就会看到一束笔直的光线通过空气或水中。当然我们也可利用幻灯机或投影仪把实验现象进行放大。
(2)化夷为险,变静态为动态。在保证安全的前提下,把平淡无奇的实验改为惊险刺激的游戏,或把静态的实验变为动态实验,加深学生印象。探究“平面镜成像规律”时,可让一小球慢慢滚向镜面,这时,可看到小球和球的虚像分别由透明玻璃的前方和后方以相同的速度接近镜面,并同时到达。
(3)化凡为奇,使无趣变有趣。我们要改进实验设计,在实验原理不变的前提下,用有趣味的实验代替无趣的、常见的实验,以引起学生兴趣。比如,讲“水是热的不良导体”时,可演示“煮不死的鱼”(试管倾斜放置,试管底部有鱼,用酒精灯加热试管上端)。在探究“摩擦起电”现象中,可用会跳舞的乒乓球引入新课,具体操作是;把乒乓球放在一个平面上静止不动,用皮毛摩擦塑料壳钢笔杆,然后让它靠近乒乓球,移动钢笔杆,乒乓球也会跟着动,就像乒乓球伴着钢笔杆的指挥在跳舞。
二、化学实验教学中的方法改进
化学科学的每一项成就都离不开实验。化学实验教学可以帮助学生学习元素化合物知识,形成化学概念,获得理论的感性认识,并通过抽象思维形成理性认识,而通过实验又可以验证和巩固概念、理论,使之发展和深化。化学实验是培养学生自学能力的重要手段,为培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和科学方法提供了极好的机会,对促进学生非智力因素的发展、辩证唯物主义世界观的形成、陶冶思想情操都具有非常重要的作用。因此笔者认为在中学化学实验教学中应当注重以下几点。
1.培养学生的观察能力
学生的观察能力不是自发进行的,要靠教师引导、启迪,逐渐培养而成。首先在教学中要让学生明确观察在化学实验中的作用及提高观察能力的意义,要经常要求学生预先做好观察的准备,提出明确的观察任务,制定进行观察的计划,掌握所必须的具体方法。这样有助于启发学生有目的、有计划的观察,提高了观察的效率,使学生的智力技能在良好的非智力品质的配合下迅速提高;其次是教师要根据观察对象的特征,有意识的训练学生协调运用多种感官进行观察,从而提高观察质量;再有就是指导学生学会既全面、又分清主次的观察。既全面又分清主次地进行观察,就是要求既要重点观察主要现象,又不遗漏观察次要现象;既要观察到明显的现象,又要迅速地发现不易发现或容易消失的现象,经常这样要求学生,可以培养出学生敏锐的观察能力;再还有就是指导学生将观察和思维结合,提高分析和解决问题的能力。观察的目的是探索和发现问题,达到对事物及其变化规律的认识。观察能力能引起思维能力的发展。观察越丰富、越准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔。观察力同时也能提高学生的判断能力。敏锐的观察力有助于对复杂的材料进行对比、分析,提高自己判断是非、区分本质和非本质的能力。教师应有意识的设计一些课题或者针对一些实验的异常现象,引导学生将观察和思维紧密结合,从而提高学生分析和解决问题的能力。总之,良好的观察能力是在实践中经过一定的训练而形成的。实验教学为培养和发展学生的观察能力提供了良好的途径,教师必须在教学中有意识的培养和发展学生的观察能力。
2.培养和发展学生的创新能力
培养和发展学生的创新能力,最重要的是要通过实验,让学生独立思考、大胆操作,在亲自实践的活动中培养和发展自己的创新精神。但是,通过教育实习和见习的亲身体会,以及一些走上讲台的化学教师的介绍,目前中学的学生实验课中,一般做法是将实验目的、内容预先按实验报告顺序列于黑板上。这严重影响了学生思维的发挥,不利于学生创新能力的发展。如果改为根据实验特点提出课题要求,引导学生运用所学知识,根据实验目的及内容,选择仪器药品,设计实验方案,然后进行实验操作。这种教学方式有助于发展学生思维的创造性,又能获得良好的实验教学效果。
3.培养学生的辩证唯物主义观
马克思说:“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学。”可见,化学与辩证唯物主义有着密切的联系。但是在中学化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义教育经常被忽视了。在中学化学实验教学中,不管是教师的教还是学生的学都会受到一定的世界观和方法论的影响,特别是辩证唯物主义物质观、对立统一规律和量变与质变规律。对学生进行辩证唯物主义观点教育,就是要使学生把辩证唯物主义当作科学的世界观和方法论来理解,并用来指导当前的学习,以帮助他们找到解决问题的途径,指引他们沿着正确的方向前进。化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义基本观点教育,有助于提高学生对实验的兴趣,提高实验效果,培养和发展学生的能力。
参考文献:
[1]纪图雅.中等职业学校化学实验教学中学生思维训练研究[D].内蒙古师范大学,2005.
[2]余跃平.试论初中学生化学思维能力培养[J].成都教育学院学报,2006.
化学是一门以实验为基础的学科。搞好实验教学,不仅可以激发学生的学习兴趣,帮助学生形成正确的化学概念,抽象总结出规律性理论,培养观察能力和实验能力,提高实验技能;还能培养学生实事求是的科学态度、科学的学习方法,启迪学生的创新思维能力。但传统的实验教学基本上上“照方抓药”,不得越“雷池”一步,缺乏对学生创新能力的培养,这与未来社会对综合型人才、复合型人才、创造型人才的需要已不相适应。因此,在实验教学中,深化实验改革,培养学生创新能力已迫在眉睫。
一、变验证性实验为探索性实验。
传统的实验模式是采用教师讲授化学知识,然后通过实验验证其正确性。例如在讲Al的两性时让学生观察这一奇特实验:一铝制的盛饮料的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入NaOH溶液,立即用胶布将罐口密封,一段时间后可能会出现什么现象?首先,易拉罐向内凹,变瘪,接着瘪了的罐体重新又鼓起来了。前面的现象一般很容易解释,这是因为学生很容易从固有的思维定势出发,即分析物质发生变化时,只从加入的物质来考虑,只分析NaOH与CO2反应,就易得出前一个变化的解释。为什么会现后面的现象?深入思考,不难得出这是因为容器本身Al与NaOH也会反应并放出H2。这样的探索活动对学生的观察能力、思维能力、实验能力和科学态度的培养并举,使学生真正“学会实验”,并为将来的“发明创造”打下良好的基础。
二、变封闭式实验为开放性实验
同其他事物一样,化学的发展不是静止的,而是无止境的。人类对化学问题的认识有一定的阶段性,对某些问题不可能有完善的答案。例如,学习Na2O2时讲到它可用于潜艇等的供氧,为什么?它解决了哪些问题?可否用已学的其他的物质替代?通过讨论,学生不仅巩固了课堂知识,又理会理论应用于实践应综合考虑各种因素。再如学习CO2性质时,可与实践生活相联系创设情境:与同学出去游玩,来到一个人迹罕至的山洞前,洞前都是枯枝败叶,这时你对这个山洞十分好奇,你是否会进去?若会,你是否要采取措施才进去?若有,采取哪些措施?引入开放性实验,其意义不在于立即得到一个明确的结论,而在于激发学生不断探索、追求,在一定条件下得到相对满意的结论,这才符合科学发展的规律。
三、由“传统型”的实验教学向“集约型”的实验教学方向发展
在实验教学中,有的教师只注重实验操作要点的掌握、实验现象的描述、实验结论的得出,较少顾及环境污染问题,使学生形成“做化学实验受毒害是不可避免的,实验室向周围环境排放有毒物质是合情合理”的错误认识。因此,必须改革传统化学实验教学方向,向“集约型”的化学实验教学方向发展。在实验教学中,尽量让学生从反应原理的选择、装置的设计、尾气的吸收、废液废渣废气的处理等方面参与实验。如在做CO还原CuO的实验时,首先预习点拨:1、CO还原CuO还要在什么条件下进行?2、反应后排出的尾气有哪些成分,能否直接排放到空气中?引导学生积极思考,认真讨论最后学生可以比较快地说出两种方法:1、把它用酒精灯烧掉;2、用一个袋子将它收集起来。
由“传统型”实验教学向“集约型”实验教学的改革,这对于培养学生的创新能力,增强学生的环保意识大有裨益。
我们还把课内和课外融为一体,把演示实验和学生实验统筹安排,把小制做、小发明、实验竞赛、专题讲座适时调整。在实验上把科学知识、生活知识全面考虑、互相渗透,把获取知识、科学观察、独立操作、培养实验技能、发挥聪明才智安排于合理的结构中,充分发挥了各部分互相联系、互相作用的整体功能。
经过几年的实践探索,我了比较优化的物理实验教学框架,下面就是这个框架的要点。
一、进行多项实验活动,建立立体交叉体系
如前所述,物理实验教学总的效果并不等于各个要素效果的机械总和。物理实验教学的各个要素分为由课内到课外,由演示实验到学生自制教具和学具等六个方面。在实验中,我们把这六个要素进行综合,认为课堂教学、学生实验、教具学具的制做、小发明和小创造、实验竞赛、专题讲座六个要素组成的实验教学系统的总功能不是各个部门各自直接地、单独地体现出来的。而是通过它们之间的特殊联系间接地、综合地表现出来。例如,在《浮力》这一章的实验教学中,我们首先让学生自制学具——一个茶水杯,几块形状不相同的木块,一块铁皮。
在课堂教学中,教师利用演示实验,调动学生的积极性,激发学生兴趣,并根据教学进度,不断提出问题,如,形状不同的物体受到的浮力相同吗?铁皮放在水里,它一定会沉入水底吗?同一物体分别放在水里、煤油里,它露在液面上的体积相同吗?等等。课堂提出问题,要求学生利用自制的学具在课外活动分小组进行实验,回答上面提出的问题。学生通过自己做实验得出正确的结论,兴趣很高,增添了学生积极进行实验的信心。在学完了这一章以后,教师还进一步提出,浮力在生活、生产中的运用有哪些?一公斤的水能浮起二公斤的物体吗?装在船里石头,卸一部分在水池子里,水面会上升吗?等问题。要求学生通过观察生活或自己动手回答问题。这样,通过课内、课外,演示实验和自己动手做实验的有机联系,学生既学到了物理知识,又会运用于生活,更重要的是培养了学生利用物理实验解决实际问题的能力。这些效果只有通过整体结构这个实验教学体系才能取得。单靠演示实验,学生实验在有限的时间内是难以达到的。因此,每个学期,根据教材进度制定教改方案,确定总体目标,建立配套的组织和确定专人负责。
使各个部分为达到这个目的要求而采取相应的措施。从而发挥整体结构的优势。
二、抓好课堂内的实验教学,寓实验课改革于趣味之中
实验教学能否达到最优目的,系统各部分能否协调运转,关键的问题是看我们在课堂教学中能否引起学生较大的兴趣。如果学生对实验感到乏味,那是难以达到目的的。兴趣的培养必须是通过多种途径,多种形式综合进行。物科是一门实验科学,我们把中学物理的42个学生实验,700多个演示实验,逐一,在揭示物理规律的原则下,每一个实验都做一些趣味性改进。如在演示水的不善于传热的实验时,把事先准备好的小鱼放到试管底部,然后在试管上部加热使水沸腾时,鱼却在管底没有什么异样。学生感到十分惊奇。从而引起了学生的兴趣,增添了学生学习知识的积极性。为了充分发挥学生的主体作用,在演示实验时,我们吸收少数学生参加演示实验,为做学生实验时培养了一批骨干。这样在演示实验时,同学们观察十分认真,收到良好的效果。
三、以学生实验为主要,培养学生实事求是的学风
通过演示实验调动了学生的积极性,同学们跃跃欲试,但由于课堂时间限制只能吸收少数参加。在这种情况下,学生对学生实验就非常重视了。我们除了让学生做完课本上的学生实验外,还通过制做教具、学具,把许多演示实验也改成学生实验,给学生提供了自己动手动脑的机会。如演示浮力的大小,电流强度跟电压的关系等实验。在实验过程中,我们除了要求学生用的态度做好实验外,更重要的是要求学生写出实验报告,这是将感性知识上升为理性认识的一项重要工作。通过认真检查学生的实验报告,促使学生在实验过程中,正确理解原理,明确实验目的,认真设计步骤,详细记录数据,实验结果。特别是一些实验出现了误差后,要求学生认真讨论,分析产生误差的原因。使学生逐步形成了一种严肃认真,一丝不苟的学风。
四、把课外活动纳入实验教学的范围是实验教学改革的重要环节
为了从多方面培养学生做物理实验的兴趣,在学生掌握了一些基本实验技能后,应按统一计划,组织好课外活动,配合课堂实验教学,具体措施,一是根据教材实验特点和青少年的心理要求,精心设计课外活动的内容。做到既注意内容和形式的统一,又注意活动的趣味性。保证两课的内在联系。二是抓好落实,一学期的实验内容要事先确定,建立活动小组,安排好辅导老师,以保证课外活动经常化、制度化。
例如:在液压机前,借来油压千斤顶,利用课外活动操作给学生看并让学生自己操作,在学了光学后,指导学生自制望远镜、潜望镜等等。这样把课内和课外内容衔接好,课内课外就能相互补充。
此外,利用课外活动这块阵地,我们还举行了许多别开生面的专题讲座、专题答辩会、信息讲座、小制作、小发明等,对促进实验教学起到了很好的作用。
五、举办综合性实验竞赛,将知识性、趣味性、科学性和群众性融为一体
为了巩固实验教学的质量,使课外活动具有更大的吸引力,每学期定时举办两次规模较大的实验竞赛活动。如:每学年秋季,当初三学生学完了电学知识后,举行一次“自制直流电路接线板”的竞赛活动,要求在规定的时间内,同时用串、并混联把三个灯泡接亮,?方法是以班编队,每队若干人。举行物理实验60m接力赛。分别接力领取试题,画电路图,安装,读数,优胜者给予奖励。在这一活动中,初三学生人人动手就地取材,自己设计安装,自己测试评价,当电路接通,小灯泡以各种明暗程度发光时学生们都欢呼雀跃。这样既增加了学生学好电学知识的信心,又培养了学生集体主义的思想和设计能力。特别是有自卑心理的差生,当发现自己能够设计比较合理的电路图,迅速安装电路时,一种我不比别人差,我能学好物理的自信心油然而生。除了在初三年级举行外,还在二年级和高中一年级进行“小制作”,“小发明”竞赛活动,五分钟的实验操作竞赛活动,一分钟实验题竞赛活动。
实验教学在医学教育中占有重要地位,对培养医学生理论联系实际、动手能力、分析解决问题能力、科学思维方法以及严谨的科学精神均具有重要意义,对实现素质教育和创新人才培养目标也有着不可替代的作用。医学微生物学是一门重要的医学基础课程,是医学院学生学好后续的病理学、免疫学、药理学及临床各科的感染性疾病的基础。医学微生物学实验课是该课程的重要组成部分,是充实并验证理论课教学的重要手段,使学生进一步加深对理论知识的理解,同时还担负着对微生物基本技术的学习掌握和严格规范操作的任务。因而如何培养学生的科学思维,如何培养学生的动脑、动手和操作等基本能力,如何提高学生学习的主动性及积极性,是提高医学微生物学教学质量和培养高水平人才的重要部分。本文就个人几年来教学实践谈些体会。
一、实验课教学中学生存在的主要问题
1.1对实验课准备不够充分医学微生物学实验课是课程教学的重要组成部分,做好实验有助于学生更好理解理论课讲授的内容。但是在实验教学过程中发现部分同学对实验内容并未事先预习,存在着“临时抱佛脚”的现象。由于没有充分的实验前预习.学生在实验进行过程中尤其是一些操作性实验,往往是看一步实验步骤然后再操作一步,根本做不到前后联系以及与理论课的融会贯通。究其原因,可能是目前医学院校基础教学实验学时较少,学生对实验操作不够重视;学生本身对这门实验课兴趣不大。但最根本原因是学生主观上不重视实验课,认为实验课无关紧要。
1.2无菌观念淡薄医学微生物学实验课以细菌性实验为主,要求学生具有较高的生物安全意识和无菌观念。尽管授课教师在教学中多次强调注意无菌操作,但是在实验教学中,发现仍有部分学生无菌观念淡薄,基本上属于“粗放型”操作。如个别同学手握灭菌后的接种环四处走动,对着接种细菌后的平皿说话,直接用手捡起打碎的接种有细菌的培养皿等。
1.3缺乏团队合作精神在实验课中我们还常常观察到部分学生缺乏团队合作精神,分组实验效率不高。例如由于实验课人数较多,个别同学用完器材后随意摆放,不仅不雅观而且影响了其他同学的使用,造成课堂秩序混乱。在分组实验时,往往组内分工不明确,时间安排不合理,实验进程不顺利,往往需要更多的时间才能完成实验内容。
1.4独立分析问题能力欠缺临床医生诊断病情时需要将病人的临床表现及实验室检查结果等综合分析,才能做出合理的诊断及治疗方案。这要求医学生在基础学习阶段就要养成良好的思考和分析问题的习惯。但实验教学中,发现相当一部分同学对实验内容缺乏思考,对实验结果分析无从下手,甚至出现个别学生抄袭他人结果的现象。这些问题的出现一方面因为学生对课本知识掌握不熟练,并且没有进行必要的实验预习,另一方面也与现有的教学和考核模式有关。
二、进行教学改革探索
在教学中,学生始终是学习的主体,教师对学生的学习过程主要是起合理的引导作用。为了改进教学质量,提高学生分析问题、解决问题的综合能力,我们从教学内容、教学方法及考核方法等方面进行了一些有意义的探索。
2.1调整实验课内容。增加综合性设计性实验传统的医学微生物学实验教学体系大多以验证性实验为主,各个实验内容之间相互独立,缺乏必要的联系。针对实验教学内容分散、相互不连贯的问题,我们调整了教学内容,增设综合性实验,将原来一些分散的验证性实验有机结合起来,形成一系列实验,提高了实验的系统性、完整性。同时,学生参与了从实验准备到最终检测的整个实验过程,极大提高了学生的学习兴趣和积极性,收到了满意的效果。例如,我们在部分班级授课中尝试开设了肠道杆菌检测的综合性实验,从标本的采集、培养基的制备、培养基的高压灭菌、细菌的划线分离培养、革兰氏染色及生化反应、血清学反应以及最后的实验结果分析及讨论均由同学自己完成,提高了他们的积极性。
2.2改进教学方法,提高实验教学质量实验教学的目的是使学生掌握该学科实验研究的主要方法和手段,了解基本原理,并且通过实验技能的培养,形成良好的思考问题、解决问题的能力,提高学生的综合素质。但传统的教学过程中,往往是以教师讲授为主,学生操作为辅,教师讲授时间过多,使学生学习积极性、主动性降低,只能被动按照教材步骤操作,其分析问题、解决问题的能力得不到有效的锻炼。针对此问题,要求教师有必要对教学方法进行改革,合理安排教学过程中示教时问,及时发现学生学习中存在的问题,提高学生的综合素质。
2.2.1督促学生做好充分的课前预习医学微生物学是一门实践性很强的学科,充分的实验预习发挥着重要的作用。为此,教师应当在每学期开始时将教学历公布于学生,并且在每次实验课结束时告知学生下次实验课内容及预习侧重点,或者提出几个思考题。这样可以有效调动学生的学习积极性,并且在听讲时做到有的放矢,提高实验课的教学质量。如在实验标本复习之前,预先将各个标本有何观察要点之类的问题布置给同学,在上课时让其主动讲解,提升了学生学习的主动性。
2.2.2注重课堂教学过程,注意学生能力的培养学生初次接触医学微生物学实验内容,实践经验不足,难免存在操作不规范、认识不足、不注意无菌操作等问题。这就要求教师在教学过程中,必须具有高度的责任感,督促学生严格按照操作规范进行实验,保证实验结果的准确性。对于注意事项较多的实验,教师要做好合理的示教。在示教操作时,语言要简练,动作要稍慢一些,保证学生有充足的时间去理会操作要领,尽快掌握基本操作技术。如革兰染色实验,由于学生第一次进行微生物学实验,应该对涂片、干燥、固定及染色过程等各个环节注意事项一一讲解,保证实验顺利进行。教师在实验教学中,要注意多放手,让每个学生尽可能多动手,多参与整个实验过程。也要注意引导学生在分组实验中,注意相互协作,形成良好的团队意识。
同时实验教学中要注意锻炼学生的理论联系实际的能力以及观察能力,形成科学思维的习惯。只有善于观察,才能积累更多的感性资料,从而进一步升华为理性认识。观察是创新性思维的前提,实验教学中要注意学生观察能力的培养。如培养基灭菌时,有同学发现在高压锅压力表升高到103.4kPa时,温度一直维持在IO0~C而不继续升高。于是让同学讨论、分析其中原因,发现是因为高压锅内冷空气没有排干净,打开排气阀排气后问题解决。通过这一现象,让学生意识到高压蒸汽灭菌法之所以行之有效,是利用了其中的高温而不是高压的道理,从而对高温灭菌法中的这一知识点有了更加深刻的印象。
在课堂教学中应多提问、多讨论,多采取基于问题的学习(PBL)教学法,使学生加深对理论教学的理解。例如在做抗溶血素试验时,可以让学生思考为什么要使用还原态的链球菌溶血素(SLO),为什么要使用人0型血红细胞,及饭后检测对实验结果的影响等三个问题,并让学生展开分组讨论。最终使学生理解到链球菌溶血素和链球菌溶血素S的区别及抗试验的注意事项,从而使实验教学真正成为理论教学的延伸与补充。
演示实验的最终目的,是要通过学生观察、思考,加强物理概念、规律的理解,认识物理过程,学会科学方法.因而不论采用怎样的教学方式与形式,都必须实事求是,因材施教.
1、配合讲解,层层深入
进行实验演示时,教师应根据教学内容的需要和学生心理状况,给演示配以适当的启发引导,并在能使学生接受的条件下层层深入.例如:在演示“机械波的形成”,讲解波向外传出振动形式这一特性时,要引导学生观察每一个质点的起振形式有何共同之处,否则大部分学生仅仅能看见波峰与波谷这个振动形式向外传播这一单方面的结论.
2、直观简明,形象生动
实验教学对于学生来说应力求形象生动.这不仅能吸引学生观察,而且也便于学生直觉思维.如在“超重和失重”的教学中,可采用如图1装置:等臂杠杆右侧固定小型电动机B、缠绕在电动机转轴上的细线系着的物块C.杠杆左侧固定着平衡物A.开始物块C不动时,杠杆平衡;当物块C在电动机牵引下向上加速运动时,杠杆右侧会明显向下倾斜,出现超重现象;反之便为失重现象.现象直观明了,学生记忆深刻.
3、适当设疑与激发兴趣
演示时,还应该利用中学生的好奇心,激发学生的兴趣,培养学生思维的探求性.如:学习“伏安法测电阻”,学生在初中就学过了原理,做过了实验,面对两种电路,在他们原有的认知中是等价的.为了能把学习引向深入,可以采用大型示教电表,分别用两种电路去测量同一只大电阻的阻值,悬殊的测量结果,造成一种强烈刺激,学生的思维迅速地被激发.
二、与教学要求相适应的策略
即使是同样的实验装置、器材,在不同的教学阶段,需有不同的实验教学层次与之适应.
1、与知识深度相适应
例如演示“光的折射现象”时,在初中,只要演示说明“折射角随入射角的增大而增大”这一现象.而在高中物理为引入折射率n的概念,则在演示得到一系列的入射角i与折射角r的实验数据后,通过层层分析探究,最终目的是让学生在参与实验探求中,对折射率这一描述介质光学属性的物理量加深理解.
为了强化学生在机器人方面的实践环节,首先需要构建机器人实验平台。让学生在课堂教学中了解机器人的基本组成、工作原理等,而学生的综合分析能力和解决问题的能力只能通过实践才能得到锻炼及提升。学生通过课堂教学了解机器人的基本组成、工作原理等,通过实践锻炼提高综合分析能力和解决问题的能力。依托西安交通大学机械基础实验教学中心的资源,将现有的实验教学机器人资源进行整合,构建机器人实验教学平台,包括:开放源代码的固高等国产机器人;具有示教手持盒的日本生产的商业机器人MOTOMAN-SK16、川崎RS10N等工业机器人;进行二次开发、能够组合使用的博时机器人。在机器人实验教学中,为学生的实践环节提供了足够的教学资源。
1.2改革实验教学体系,丰富实验层次
目前的实验教学体系多数为实验教师针对某一点进行实验教学。但是机器人本身具有实践性强、学科融合范围广的特点,机器人实验已经不能仅仅依靠单独的一个实验进行支撑,需要与机械结构、轨迹规划、系统控制、传感器等技术进行融合。目前开展的机器人实验往往着重于某一方面,不同的教师由于个人研究方向不同,或者专业限制,往往开展实验项目侧重自己的方向。但在本科教学中,还需要注重学生知识面的扩展,学生应全面地了解各个方面,开拓学生的眼界,因此机器人实验应增加“广度”。系统级的机器人实验是一种全新的实验形式,它将机械结构分析、建模、传感器技术、机械控制等多学科融合。在实验项目实施中,学生以团队形式进行实验,分工明确,为学生应用多种学科知识提供了平台,培养了学生创新和团队协作能力。在结构部分,小型的博时串联机器人拆装与建模分析、慧鱼模型搭建机器人;在机器人结构实验方面,以六自由度模块化可拆装串联机器人为平台,学生可自由搭建2~6自由度五种组合方式机器人系统。该机器人各关节内部结构多样化,采用了同步齿形带传动、谐波减速传动、行星减速传动、锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等多种传动方式。每一模块均为透明封装,可直观看到内部传动结构及运动形式,并可将其拆装至螺钉级。通过机器人本体装拆实验可以提高学生对机构中各种传动原理的直观认识,锻炼学生的装配能力,并以此了解零件加工工艺与特点,增强学生对机构运动形式实践的动手操作能力。慧鱼模型是一套由机械构件、传感器、控制部件组成的机电产品。在控制部分,现有的实验仪器分为商业机器人及科教公司研发机器人。商业机器人技术成熟,使用可靠,但控制源代码不开放;科教公司研发机器人源代码开放,但设备使用可靠性较差,因此实验内容需要对两种实验设备进行调整,克服两类实验设备各自的缺点,让两者互补,形成对学生的全面培养。学生在对已有的机械工业中常见机器人使用后,工业中的手持器可供学生直接操作,将教学理论与工业实践并重,学生可以直接通过控制使用了解机器人的基本轨迹规划等,将注意力集中到机器人实验的主要问题中。科教公司研发的机器人源代码开放,学生在学有余力的情况下,能够进行二次开发,将机器人控制技术与传感器技术等相结合,提高学生兴趣,培养学生的创新能力。
1.3教学方法的改革,提高学生兴趣
机器人广泛应用在各个工业领域,实验教学与其中机械部件包括连杆、齿轮、马达、涡轮等,一般工程机械制造所需要的零部件在模型中都能找到,模型中的零件可以在短时间内插装和拆卸,为学生想象力插上了翅膀,在对实际机器人拆装后,组建属于自己的机器人,提高学生兴趣,增强学生对于传动知识的理解。工程应用是互相联系,密不可分的。以实验室中固高柔性制造系统为例,机器人在中间起到了仓储、上下料作用,完全实现了自动化控制,因此在机器人实验的开发中应联系工程背景,提高学生兴趣。实验体系包括常见的机器人运动学实验、动力学分析实验、轨迹规划实验,并且需要让学生明白机器各个部分的组成,因此在实验授课时,控制类教师与机械设计类教师应联合开发机器人实验,使学生将课程中学习的知识运用到实验中,加强理论与实践的结合。在学生使用中,学生可以先从柔性制造系统进行认知机器人广泛应用在各大工业领域,然后进行机器人的拆装,了解机器人的各个组成部分,随后进行自己控制机器人的运动轨迹,对运动轨迹进行规划。在学生全面了解机器人知识后,在综合实验中,学生可以选择偏结构方面的实验,如用慧鱼模型搭建机器人;也可选择偏控制方面实验,如机器人的视觉系统的开发;也可将二者结合,设计出新的机器人结构、系统等。这是一个从认知到实践的过程,符合人的一般认知规律。机器人学科具有更新快的特点,作为教师在教学时不仅需要给学生技术指导,更应该着重培养学生对机器人技术发展趋势的了解,培养学生的创新意识,让学生尽可能参与实验的各个环节,增加学生的主观能动性,包括实验问题的提出、实验机器人的确定、实验程序(路线)的设计以及分析总结等。只有在实验过程中,学生团队精神、创新能力、动手能力等素质才能得到培养。
1.4考评方法的改革,突出培养学生能力
目前对学生的考核较为单一,仅是考核学生最终的实验结果,不仅不能督促学生对实验结果等进行合理分析,而且对于学生在实验中的操作也忽略了,这对于机器人实验考评而言是不合理的,机器人实验作为一门实践性很强的课程,没有一个唯一确定的答案。机器人结构分析实验可以培养学生空间想象的能力,关注细节的能力,机器人轨迹规划则涉及到数学在实际生活中应用的能力,而软件编程涉及规划能力。它反映了学生的空间想象和规划能力,对新事物的敏感度、以及完成任务的执行力。因此改革学生的实验考评体系非常必要。合理的考评方式不仅能使学生掌握机器人的相关知识,而且能对学生在后期机器人研究中起到一个引导作用。目前机器人实验教学的成绩评定中遇到的突出问题,即做为项目存在的机器人实验在学生评价体系中不应该规定学生的研究范围,而应该对学生综合能力进行考察,这就需要一个多元化和标准化的考核方式。在机器人实验中,学生以小组为单位,互相配合实验,在考核过程中,学生在实验中的过程考评应该占到非常重要的地位。为了避免教师的主观影响,学生应该进行互评,将学生互相之间的评价纳入考核方法。
二、研读学生,发挥其主观能动性
由于听力障碍,聋生感知速度较慢,语言识记能力差,但他们的视觉优势是非常明显的,聋生可以不受噪音干扰,用眼睛感知事物,他们的观察非常细致,思维形象性较正常学生强。例如,在学习“透镜”这一节,实验凸透镜对光线有汇聚作用,凹透镜对光线有发散作用。将凸透镜和凹透镜都正对着太阳,问学生在光屏上能观察到什么,实验简单易操作,学生参与性很高,焦距测量的问题也迎刃而解,让学生主动参与到实验中来,激发了学生的学习兴趣,学生的动手能力也得到了培养。又如,在讲“密度”一节,准备一个杯子,放一个冰块,然后倒满水。提问学生当冰融化后,杯内的水会溢出来么。有一部分学生说水会溢出来,另一部分学生说不会溢出来。增加了趣味性,更是激发了学生的学习兴趣,提高了教学效率。
三、改进实验,培养聋生的发散思维
思维的发展水平直接影响学生的学习效果,尤其是聋生,思维更是关键。物理是一门逻辑思维强的学科,教学中,教师要巧设问题,引导学生深入、发散、灵活思考,提升教学效果。
1.引导学生对实验现象和实验结果进行猜想
郭沫若说“:教学的目的是培养学生自己学习,自己研究,用自己的头脑来想,用自己的眼睛看,用自己的手来做这种精神。”例如,在研究金属导体的电阻与哪些因素有关时,在实验进行前,先要求学生对有可能发生的现象或者结果先进行猜想,之后再做实验,启发引导学生猜想导体的电阻可能与哪些因素有关,鼓励学生进行大胆的猜想,然后再利用实验对学生做出的各种预测进行检验。
2.改验证性实验为探索性实验
验证性实验更能激发学生的兴趣,但许多学生,尤其是听力有障碍的学生,在学习过程中只是被动地接受,丧失了探索的乐趣。探索性实验,让学生充分地动脑、动手,发挥了学生的主体作用,从而有利于学生思维能力的提高。如,在教学“验证机械能守恒定律”的实验之前,可先不进行相关规律的教学,将实验教学移到规律教学之前,改验证性实验为探索性实验,过程如下:先准备相关实验器材,让学生按照要求让重物做自由落体运动,利用打点计时器记录重物的运动情况;然后,选定纸带让学生进行分析,分别计算纸带上任意三点0、1、2所对应的动能、重力势能,并算出三点的机械能,学生根据一系列数据分析讨论就可以得出机械能守恒定律;最后,师生共同讨论重物在下落过程中系统机械能守恒的原因:物体在运动过程中只有重力做功,动能和重力势能相互转化,系统机械能守恒。
3.引导学生设计实验
1.培养学生树立实事求是的科学精神。
2.掌握科学的实验方法。
3.培养学生初步的观察和实验能力。
4.培养学生的创新精神和团结协作精神。
二、实验重点:本学期实验教学的重点是部分演示实验分组实验。
三、实验难点:
1.将探究方法和创新精神用于教学中。
2.将演示实验变为分组实验。
四、实验措施:
1.对所有演示实验和分组实验都要填写实验通知单和实验记录。
2.严格要求,按程序进行操作。
3.认真组织,精心辅导。
4.开展形式多样的实验竞赛活动。
5.积极组织并指导物理课外兴趣小组开展实验活动。
五、实验配档:周次日期演示实验(节次)分组实验
第一周
星期一决定动能大小的因素(3、4)
星期二动能和势能的转化(6、7)
星期四用刻度尺测长度
第二周
星期一二氧化氮的扩散(3、4)
星期二决定扩散快慢的因素(6、7)
星期三做功与内能的关系(2、7)
星期四热传递与内能的改变(3、4)
星期五研究比热容(5、6)
第三周
星期四测平均速度
第四周
星期二一切声源都在振动(2、3、5、7)利用内能来做功
星期三研究声音的音调和音色(24、5、6)
第五周
星期一摩擦起电(3、4)
星期二用手感觉水的温度(2、3、5、7)
星期三电流的形成(2、7)用温度计测水的温度
星期四观察熔化现象(3、4、6、7)导体和绝缘体(3、4)
第六周
星期三组成串联电路和并联电
星期四观察水的沸腾
第七周
星期二压缩体积可以使气体液化(2、3、5、7)电流(6、7)
星期三观察碘的升华(2、4、5、6)
星期四用电流表测电流
第十一周
星期三研究光的反射定律(2、4、5、6)用电压表测电压
星期四观察平面镜成像(3、4、6、7)
第十二周
星期一决定电阻大小的因素(3、4)
星期二光的折射实验(2、3、5、7)变阻器(6、7)
第十三周
星期二照相机
第十四周
星期三电流跟电压电阻的关系(2、7)<
星期四幻灯机放大镜
星期五伏安法测电阻
第十五周
星期三用天平称固体和液体的质量
星期四用天平测物体的质量(3、4、6、7)
第十六周
星期一电功(3、4)
星期二额定功率(6、7)用天平称固体和液体的质量
星期三测定小灯泡的功率星期五焦耳定律(5、6)
1.2学科建设和课程设置高等护理教育仍处于起步阶段,护理学科建设很不成熟[1]。没有形成以护理为核心的特色,依托于临床医学专业的模式。教育部全国医药院校护理本科人才培养教学计划资料显示,在课程设置和专业能力训练方面,多数学校还没有完全脱离旧的医学人才培养模式,存在不同程度的教学内容脱离实际的现象。各课程间缺乏知识结构上的逻辑过渡和有机联系,既存在不必要的重复,又有脱节和遗漏,未能形成课程体系的整体优化,课程在共同为实现培养目标产生综合效能方面的作用已落后于社会和医学科学发展的需要[3]。
1.3教学方法目前我国护理教育的教学方法仍多采用以教师为中心,很少以学生为主,在实验课上由实验老师提前为学生准备好用物,上课时首先由老师示范,然后学生“照方抓药”进行练习[4]。对创新教学法,如疑难为本教学法、反思学习、试验学习、个案学习等采用较少[5],学生体会不到由创新而成功的喜悦[2]。在实验课上老师过分强调操作程序要精确,操作动作要规范,使护生虽严谨但不灵活,虽规范但无创新,缺乏应变能力。激发不起学生主动实验的兴趣,研究气氛不够,学生学习的热情也由高到低,甚至产生厌倦心理[6]。由于教学方法的死板,导致学生在上课时死记操作流程,练习时拼命模仿老师的动作,限制了学生思维的开发,学生进入临床后面对许多应急问题感到束手无策[4]。
1.4教学内容目前《护理学基础》的实验教学内容仍然以15项护理基本操作技术为主[4],而实际临床有些操作基本不用。实验教学内容长期得不到更新,医学科学新的发展成果和技术没有能够及时转化为现实的实验教学内容,存在不同程度的教学内容脱离实际的现象[1,3]。实验教学基本上没有开放性、设计性实验,这就严重制约了学生的灵活性和个性思维的发展,导致学生临床实习期间遇到应急问题时应变能力较差[4]。
1.5实验设备就我国护理教育的现状来看,无论是在教学条件、设施以及软环境等诸多方面,都还存在着与培养高素质实用型护理人才不相适应的情况。临床上的医疗设备更新较快,而学校实验设备陈旧,造成教学与临床脱离,不能满足医学科学发展下对人才的需求[4]。主要原因是经费不足,仪器设备落后的问题解决困难,一些实验室的主要仪器设备十几年不更新,大多数已不能用于高水平的实验教学与科研,只能开设普通验证性实验,学生接触不到现代化的仪器设备[2]。另外,有些院校大规模扩招,增添的新设备数量仍然满足不了招生规模的扩大。
1.6实验室管理护理实验室不同于其他医学实验室,实验教学用物多、大小不一、零散繁杂、消耗更新快,目前护理实验室多属于教研室管理(很多院校没有配备专门的实验员)。教研室又把管理任务分配给带教老师,由于带教老师承担理论课、操作授课及物品准备等,教学任务重,无暇顾及管理。另外实验室不能高效利用,仅在上课时开放,影响了学习动手能力和创新能力培养[4]。
1.7实验考核长期以来实验课的成绩依附于理论课,有的考核成绩仅占该课程总成绩的10%~30%,有的甚至不考核,因而课程考核成绩很难反映出学生的真实实践能力,势必造成学生轻实践重理论的现象[7]。现行的实验考核以技术操作为基础,考评标准中过分强调某些细节,致使学生为考试而学习,机械的完成某些动作,却达不到利用这些操作技术为病人解决问题的教学目的[8]。
1.8实验技术人员实验技术人员队伍不能适用新形势发展的需求,传统的教育认为,教师是教学的中心,实验技术人员处在“教辅”位置。这种片面认识导致对实验技术人员重视不够、培养不力、要求不高,严重影响了实验技术人员的学习和工作积极性[4]。有的学校实验技术人员只是做些实验准备、实验室管理的工作,没有真正发挥护理实验员的作用。有的学校甚至没有实验技术人员。
2护理实验教学改革
由于以上问题的存在,一些学校尝试做了改革,具体做法如下。
2.1改革实验教学内容,增加实验比重[9]对实验教学内容进行整合,摒弃或压缩传统的以验证性为主的实验,增加适应医学发展的内容。压缩了床上擦浴、床上洗头等,增加三腔管压迫止血术、穿刺术、备皮、换药、减压、引流术等操作技术[5,10,3],注重实践教学与临床需要接轨,使学生从学校到岗位的跨距缩小,达到专业知识够用,技能要求实用的目的[11]。湖南永州职业技术学院把实验课的比重由50%增加到59.4%[10]。
2.2改进教学方法[12,13]课堂教学效率的高低往往取决于教师教学方式方法的不同运用。改变教学方法能吸引学生的注意力,增强师生互动性。很多教师采用角色扮演、自身体验、设立情境、设障碍法、幽默图画等灵活应变方法,增加护生直接参与的机会,活跃课堂气氛,增强学生记忆,提高教学效果[1,10,14]。苏桦[16]采用自学辅导法、病案讨论法等在实验教学中应用,即激发了同学学习的热情,也进一步丰富了教师的专业知识,真正做到了教学相长[15,17]。
2.3改革考核方式[10,15]加强考核力度,注重对学生综合素质及能力的培养,将实验课考核占总成绩的比例加大到45%,技能考核时学生采取随机抽签的方法选择考试内容,无菌操作强调无菌观念,非无菌操作强调流程的熟练程度[4],改变一味强调学生熟记操作步骤、按操作步骤机械完成护理操作过程的做法,注意培养学生灵活运用护理程序的思维方法[18]。有的院校教学考核采用实验态度、口试、活动性考核、操作考核、实验报告、学生互评结合,评定出综合分[19]。对实验报告的评改打破“一刀切”的模式,对原文照抄的仅给合格分,对实验内容综合分析,有创意的报告给“优良”等级。这样有利于学生在实验过程中主动思考并且在书写报告时能对实验内容进行综合分析[18]。在实验考核环节,建立健全相关制度,采取灵活多样的方式方法,调动学生的学习主动性,全面提高学生的动手能力、自我管理能力、分析和解决问题的能力,促进了学生综合素质的提高[20]。
2.4培养创造性思维在护理技术操作中,只要不违反操作原则,操作步骤可不尽相同。例如:口腔护理中,应先擦洗双侧牙齿,后擦双侧颊部,还是先擦洗一侧牙齿和颊部,后擦洗对侧?笔者认为几种方法都可用,因为不会影响擦牙的效果。如果患者没有牙齿或满口都是假牙,那么其操作程序也不同。如此的问题还有很多。因此,鼓励学生要善于思考,敢于多问和质疑,遇到有争议的问题,做到多思考、多讨论、多分析、多比较,以寻求最佳的答案[6,21]。在设疑、提问、讨论中培养学生的临床思维能力,分析解决护理问题的能力。
2.5强化实验室建设和管理实验室是学生实践操作区域,是学生从课堂走向病房的过渡区间。在实验室可以培养学生的工作习惯和工作态度。因此加强实验室建设和管理非常重要。
2.5.1优化实验室环境实验室的设备和布局病区化,使实验室成为医院病房的缩影,同时在管理上也应规范化。一切从严,培养学生认真负责的好习惯[9,20]。
2.5.2开放实验室针对实验课时少,不能满足学生需求等情况,在学生自习时间开放部分实验室,增加训练时间。并准备不同操作用物,学生可以选择在实验课上未能熟练掌握的护理操作[3,21]。开放时间让学生承担实验室管理任务。
2.5.3增加投入增加资金投入[21],配置先进设备,添置呼吸机、监护仪、模拟抢救人、触摸式电脑等先进设备。使学校实验教学跟上临床护理发展的需要。
2.5.4扩大实验场所实验教学场所不断延伸:把实验室扩大到社区、家庭,实验教学和临床见习同步进行。如人际沟通、健康教育实验课,把学生组织到社区、家庭,与病人、健康人进行沟通,培养综合能力[16]。
2.6其他成立护理实践中心、培养新型教师[4];提升实验人员素质、与国外建立实验合作关系等[2]方式方法也起到了很好的教学效果。
【摘要】临床医疗设备更新很快,护理新技术也应运而生,而学校护理实验教学没有跟上临床护理的发展需要。笔者查阅了国内近年的资料,对护理课程的实验教学现状及改革做一综述。
【关键词】护理;实验教学;现状;改革
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6何国喜.抓护理教育薄弱点提高护生综合素质.卫生职业教育,2005,18:89-90.
7史瑞芬,曾爱芳,吴俊.改进护生护理技术操作质量考评标准的探讨.护士进修杂志,2001,16(1):23.
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10张礼宾.高职护理实验教学改革探索.中国护理志,2004,1(3):132-134.
11熊爱姣.在护理实验教学中突出应用能力的尝试.湖北职业技术学院学报,2003,6(2):88.
12王兴华,张艳丽,孙培.改革教学方法与培养学生能力的探索.医学教育,2003,(2):34-36.
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