发布时间:2023-09-28 10:12:10
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇科研基本方法,期待它们能激发您的灵感。
(一)医学科学研究的发展史
(二)医学科学研究的类型
1.基础研究:
增加科学技术知识和发现探索领域的任何创造性活动,而不考虑任何特定的实际目的。
研究内容:
保持人体健康的规律,健康指标的分子基础,人体功能与结构的研究
疾病的发生、发展、转归全过程的规律及分子基础
人体衰老过程的规律及分子基础
人体的生物力学、流体力学、电子学
化学药物的构效关系、植物药的有效成分
2.应用研究:
增加科学技术知识的创造性的系统活动,但考虑到特定的实际目的。
研究内容:
疾病的病因、流行规律、治疗及预防效果的机制研究
为实验研究需建立的动物模型、细胞株的研究
流行病学调查、考核防治效果的方法学研究
寻找新药物、新生物制品、新医用材料的方法、有效药物的药理作用机制、药代动力学、医用材料的机体相容性的机制研究
3.实验发展研究:
又称开发性研究,是运用基础研究、应用研究及实验知识,为了推广新材料、新产品、新设计、新流程、新方法,或为了对现有进行重大改进的创造性活动。
研究内容:
有关疾病的新的诊断、治疗、预防方法及措施的研究
有关新药物、新生物制品、新器械、新试剂、新医用材料、实验室样品研制
有关药物的资源调查、植物药的试验
其它分类方法:
观察性研究(描述性研究、分析性研究)
实验性研究(动物实验、临床实验、现场实验、社区干预和整群随机试验)
理论性研究
按研究目的:
描述性(记述性)研究:客观描述研究对象的某些现象或特征,如个案报道
阐述性研究:阐明研究对象的本质及其规律性,如论着
按研究深度和广度:
基础性研究:如遗传基因的研究
临床应用研究:如新药的临床观察
按学科范围:
专科研究:局限于专科某领域内
多学科研究:涉及多个学科
边缘学科研究:介于两个或多个学科相互渗透交叉处的研究
按研究的主要形式:
分析性研究:将研究对象从总体联系中分解出若干分支,然后同时或逐个进行分析
综合性研究:在逐个进行分析的基础上进行系统性综合认识,揭示整体联系
按研究方法:
Ⅰ型研究:随机、对照研究
Ⅱ型研究:队列(组群)研究
Ⅲ型研究:病例对照和多因素研究
Ⅳ型研究:叙述性研究和专家评论
(三)医学科学研究的基本程序
研究课题的选定
搜集阅读文献
提出设计与假说
制定科研计划
申报研究课题
进行实验与观察
搜集科学数据与材料
整理加工及统计学处理
形成科学概念和结论
撰写论文并发表
鉴定成果与推广应用
二、医学科研选题
(一)选题在科研工作中的意义
(二)选题的原则(6原则)
1.科学性:必须要有依据,符合客观规律,符合逻辑性
2.创新性:充分了解本课题领域国内外研究状况和水平,是选题的首要前提
3.适用性:实际、需要、适当
4.目的性:有明确的研究目标、研究内容和预期成果
5.可行性:研究课题主要技术指标实现的可能性,包括技术水平、设备条件、科研试剂、经费来源等
6.效益性:基础研究要有重要的科学意义,应用性研究要有应用前景,具有可开发性和可推广性
(三)选题的思维过程
提出问题和确立选题的过程
(四)选题的方法
1.前瞻性研究:所采用的原始资料是严格按实验设计的科学方法获得的,确定选题不受既往积累资料的限制,故选题有极大的活动度和随意性。
(1)在临床实践中选题
(2)在阅读文献资料中选题
(3)重复前人实验研究选题
2.回顾性研究:是对过去某段时间内自己经历的病例资料,或搜集本单位某阶段收治的某种疾病的病例资料作为选题,进行归纳、分析、总结。
(1)总结经验选题
(2)发现新问题选题
(3)总结教训选题
(五)选题的途径
社会需要中
事物之间的联系中
原有理论与新事实不符中不同学说的见解中
不同学科交叉的边缘中
不同的信息渠道中
(六)选题的应用
1.病因学研究选题(病因)
病因学研究选题
并存病的因果效应研究选题
致病因素的量与病研究选题
2.诊断性试验研究选题(诊断)
诊断标准选择研究选题
3.疾病治疗性研究选题(治疗)
药物治疗、手术治疗、其它治疗、预后治疗
4.药物不良反应研究选题(预后)
剂量-效应关系研究选题
药物不良反应远期效应研究选题
三、医学文献检索
(一)文献的分类 1.一次文献:又称原始文献,凡以作者本人的工作或科研成果创作的原始论文,不管引用或参考了他人的着作或文献资料,均属一次文献,包括期刊论文、研究报告、会议文献、学位论文等
2.二次文献:是对一次文献进行搜集、整理、加工、编制而成,以检索工具的形式发表,包括目录、索引、文摘等
3.三次文献:是在广泛利用二次文献的基础上,对一次文献做出系统整理、概括、分析与综合而成,包括综述、述评、进展以及年鉴、手册、教科书、指南、辞典等
4.零次文献:在形成一次文献之前的信息、知识,即尚未形成文字记载或未公开发表的材料,包括书信、手稿、记录或口头交谈等
按出版形式分类:
图书、期刊、专利文献、学位论文、科技报告、会议文献、技术档案等
按文献载体分类:
印刷型、微缩型、声像型、机读型、光盘型、电子网络型
(二)检索工具
1.书本型检索工具
中文科技资料目录(医药卫生)
国外科技资料目录(医药卫生)
美国医学索引(Index Medicus)
荷兰医学文摘(Excerpta Medica)
美国生物学文摘(Biological Abstracts)
美国化学文摘(Chemical Abstracts)
2.光盘型检索工具
中国生物医学文献数据库(CBM-disc)
中文生物医学期刊数据库(CMCC)
[关键词]本科生;科研方法训练;自主学习;实证
[中图分类号]G642.0
[文献标识码]A
[文章编号]1005—4634(2012)04—0026—05
0 引言
大学生积极参与科研实践活动有利于培养其自主学习能力及学术创新意识。近15年来,国内研究型大学、教学研究型大学相继提供了大学生科研立项、实验室开放计划、创新性实验等科研机会。对本科生科研实践的经费支持在不断增加,本科生参与科研活动的人数不断攀升,一些大学已取得了显著的培养效果。近年来本科生发表的学术论文数量呈上升趋势,少数论文甚至在高水平国际学术期刊或国际学术会议中发表。然而在少数拔尖学生脱颖而出的同时,本科生的整体学术素养仍处于较低水平,例如本科生的课程论文、毕业论文中存在大面积的学术不规范行为。
来自本科生科研实践管理部门的统计数据表明,尽管本科生参与科研立项的积极性很高,但完成立项的比率却比较低。如2007、2008年华中师范大学本科生科研立项结项率仅为20%—30%。部分学生反映,学生缺乏必要的科研技能是导致科研立项难以开展的主要原因。部分指导教师反映,一些学生缺乏基本的学术修养,几乎不具备参与探索型科学实验的能力。相比较而言,美国的高水平大学在鼓励本科生参与科研的同时,也注重学生基础科研素养的培养,既给高年级本科生提供参与科研项目的机会,又给低年级本科生开设学术写作、文献引用规范、田野调查等科研方法训练课程。作为给本科生讲授基本但必要的科研方法知识的尝试,笔者于2007年9月至今,在华中师范大学面向全校本科生开设了公共素质课程“本科生科研方法训练”。该课程已讲授10次,选课学生共924人。以下根据7个学期的教学经历,讨论国内大学如何为本科生提供必要的科研方法训练。
本文结构安排如下:第一部分讨论中国和美国的本科生科研方法训练模式差异;第二部分介绍“本科生科研方法训练”的教学内容、教学重点;第三部分展示该课程的教学效果;第四部分对该课程的推广提出建议;第五部分总结全文。
1 中美本科生科研方法训练模式比较
自上世纪60年代以来,美国的研究型大学为本科生参与科研实践活动提供了诸多机会。目前美国研究型大学的本科生科研活动不仅经费比较充裕,更有完善的组织管理制度。为了让学生顺利地参与科学实践活动,美国的大学为低年级本科生提供了系统的科研方法训练,以下是其三个特点:(1)新入学的本科生通过阅读大学的“荣誉规则”或“学术诚信规则”,就可以了解基本的学术道德,以及违背学术道德的严重后果。(2)对低年级本科生开设学术写作、口头报告、田野调查等科研技能培训课程。有些学科的著名教授甚至也讲授该类基础课程,如著名的计算机科学家Donas E.Knuth教授曾在斯坦福大学讲授学术论文写作课程。(3)关于科研方法训练的教材数量丰富、质量很高。Donas E.Knuth教授参与撰写的关于数学和计算机科学论文写作方法的教材,对如何描述数学公式等有极为详尽的说明。该教材在互联网上免费了多年,如今仍是该领域论文写作的经典资料。
国内一些大学也开设了关于科研方法训练的课程,例如:科技文献检索、学术论文写作等。国内的本科生科研方法训练大致分为两种形式:第一,对特定专业的学生展开培训,如教育学、医学等专业对此尤为重视;第二,对不同专业的大学生进行普及性训练,如清华大学开设的“实验室研究方法”、华中师范大学开设的“本科生科研方法训练”、“IT下的研究与论文写作”。总体而言,国内大学的本科生科研方法训练类课程数量较少,且大多只关注某一方面能力的培养,多数本科生缺乏必要的科研方法训练。
2007—2009年,笔者在“本科生科研方法训练”课堂中展开了5次匿名问卷调查。表1显示出华中师范大学本科生接受科研方法训练的状况:约半数的本科生缺少基本的科研方法训练;约三分之一的学生从专业课学习中,获得了一些科研方法训练:少数对科研活动有浓厚兴趣的学生,通过自学获得科研方法训练。笔者曾就此向武汉其它几所教育部直属高校的一些教师展开口头调查,均反映本科生缺乏系统的科研方法训练。可见,绝大多数本科生缺乏必要的科研方法训练,并不是某个课堂、某所大学的特有现象,而是国内大学的普遍现象。
多数本科生盼望有机会获得必要的科研方法训练。表2是在华中师范大学的5次问卷调查结果,一半以上的学生很期盼接受系统的科研方法训练,几乎无人认为科研方法训练是不必要的。在以上5次问卷调查中,都有不少学生提议:应对大一学生以必修课方式展开科研方法训练。他们认为,本科生科研方法训练课开设得越早,越能有效提高本科生的学术修养,促进他们自主学习、参与科研活动。
2 课程的教学内容与教学重点
关键词:翻转课堂;实验研究;应用型本科;微视频
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097(2015)05-0091-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.014
引言
应用型本科教育以培养具有较扎实的理论基础、较强的分析问题和解决实际问题能力的应用型人才为目标。实践教学环节有助于培养学生的动手能力和应用能力,在应用型本科高校中占有突出的地位。实验教学是实践教学环节的必要组成部分,提高其教学质量对实现人才培养目标具有重要意义。
长期以来,应用型本科高校的实验教学普遍采用“教师演示,学生重现”的模式,教师常常忙于指导学生的实验操作,较少引导学生探究。学生则过多关注实验结果的正误,较少反思实验方法和结果。由此,学生分析问题和解决问题的能力还有待提高,实验教学对理论教学的促进作用也较为有限。因此,迫切需要研究新的实验教学方法,全面改善教学效果。
从2011年开始,翻转课堂教学模式逐渐在美国流行,并传播到世界各地。它倡导学生在课外通过观看教学微视频自学课程内容,师生在课间参加教学活动和交流互动,学生消化吸收知识。翻转课堂将教师从传统教学方式的讲授任务中解放出来,使他们能集中精力开展教学研究,提高教学效果。同时,学生成为教学过程的主体,教学获得良性发展。翻转课堂为应用型本科实验教学改革提供了新思路。
华中师范大学杨九民等将以微视频资源学习为核心的翻转课堂运用到“现代教育技术”实验课程中,取得了良好效果,但还需具体设计课内实验阶段的交流互动活动,以进一步提高实验教学质量。
一 翻转课堂及实验教学方法
1 翻转课堂的发展和内涵
早在2000年,美国迈安密大学的三位教授Lage,Platt和Treglia在经济学导论课程的教学中,提出了翻转课堂教学方式,即将传统教学模式中课内传授知识的工作转移到课外完成,而将原来课外练习的工作转移到课内完成。教学实践表明这种方式有利于学生成为学习的主体,从而获得个性化的教育。教学微视频的出现则使翻转课堂应用于教学实践成为可能。2004年,SalmanKhan为侄女录制了视频帮助其补习功课,侄女反映视频便于她略过已经掌握的内容,也利于她
翻转课堂的基本思想是采用“课外传授知识,课间内化知识”的策略开展教学。在课外,学生通过微视频自学基本知识,有效实现新知识的原始积累。在课间,教师安排学生开展协作探究式活动,并当面解决学生疑问,促使他们加深对知识的理解。翻转课堂教学模式具有以下优点:
第一,采用微视频引导学生课外自学,效果优于传统教学中教师讲授的方法。首先,教学微视频其实是教师讲课场景的复制品,一旦录制长期保存,可被多人反复使用。用微视频替代讲课,避免教师重复讲解,减少工作量。其次,学生易于根据各自的学习状况和特点,自由控制微视频播放的时间、进度和次数,满足学生个性化需要,从而提升学习效果。
第二,最佳发挥教师辅导学生的作用。在传统教学中,当教师在课内为学生讲解知识点时,由于学生刚接触新知识,还来不及深入思考,此时很少需要教师解答疑问。在课后,学生做练习时,却不能及时得到老师的帮助。翻转课堂调整了教师在学习过程中出现的次序,当学生完成课外自学,取得新知识基础后,教师与学生开展课内教学活动,交流互动,教师协助学生完成知识内化。
第三,翻转课堂的核心在于课堂上的教学活动。建构主义认为,知识是学习者以自身为主体通过意义建构而获得的。意义建构是指深刻认识新知识所反映的事物性质、规律和相互关系,理解知识点的内涵和外延,也即是知识内化。学生只有实现知识内化,才能理解新知识,掌握新知识,并灵活运用它们。翻转课堂采用微视频引导学生自学的根本目的在于,为学生实现知识内化奠定必要的知识基础。同时,微视频免除了教师讲授的任务,使教师能集中精力设计和组织课堂教学活动,促进学生吸收和内化知识,提升学习效果。
2 传统实验教学方法的分析
在传统实验教学模式下,学生通常被要求课前预习实验内容。在实验课期间,教师先用15分钟左右的时间集中讲解实验原理和内容,并演示操作过程。随后,学生独立完成实验,并在课后完成实验报告。这种传统的实验教学方法有以下缺陷:
首先,实验进展缓慢,效率低。学生基于实验指导书完成预习,较难把握实验过程的每个环节,有些学生甚至不熟悉实验仪器。他们操作不够熟练,实验进展缓慢。
其次,开展相同实验的次数多,教师重复讲解工作量大。不同班级可能开设相同实验,每个班级往往需分批进行同一实验,因此实验重复次数多。有些基础课程实验重复量相当大,重复多次讲解相同实验内容的巨大工作量使教师无暇改进教学方法。
再次,教师的集中讲解效果差。学生的接受能力有差别,每次的实验人数又很多,实验老师的集中讲解通常不能保证每个学生都能清楚把握实验方法和要求。
最后,实验过程忽视学生内化知识。实验成绩通常以结果的正误来评定,学生大都只追求完成实验项目,取得正确的数据结果,很少深入思考相关问题。教师经常忙于解答学生的操作问题,较少有技术性指导。因此,师生之间缺少专业知识层面的交流和互动,不利于教学相长。
3 基于翻转课堂的应用型本科实验教学方法
本文根据翻转课堂的优点,设计新的实验教学方法,实施结构如图1所示。在课前,主要通过教学微视频引导学生自学实验原理和操作方法,减轻教师讲解负担。在课内,学生完成基本实验后,教师以思考题为导向,组织学生开展探究活动,强化其理论基础,提高他们解决问题的能力。在课后,学生整理实验报告。以下详细介绍课前和课内的主要活动。
(1)课前活动
①教师根据实验计划编写指导书。对于各实验项目,除原理、步骤以外,指导书还应详细说明要求取得哪些结果和结论,并给出与本实验相关的1-2个思考题,以便课内开展探究活动。
②教师录制讲解实验原理的视频。该视频可采用幻灯片方式加讲解语音的形式,或者板书加讲解语音的形式。同时录制现场操作过程的视频,以使学生能熟悉实验环境。每个视频控制在10分钟左右,充分利用学生注意力最集中的时段,提高学习效果。
③学生观看实验教学视频。学生自由选择观看视频的时间、地点和方式,在最佳状态下高效率学习。学生反复学习教学视频,掌握基本原理,熟悉实验仪器和操作步骤,并记录遇到的问题。
④在完成上述步骤的基础上,学生参考指导书,开展理论分析和计算,规划实验报告,完成预习。针对预习中遇到的问题以及实验思考题,学生通过网络平台相互交流,查找资料解决。
(2)课内活动
①学生完成基本实验。学生在观看教学视频完成预习的基础上,能在半小时左右的时间内完成教学视频所给出的基本实验内容,教师也能在此期间解答学生预习中的疑问。
②开展协助探究活动。该步骤包含两部分内容。第一,学生得到基本实验的结果后,通过相互交流,纠正错误。第二,学生开展探究,解决新问题。教师针对指导书上的思考题,组织学生以3人为一组开展讨论交流。各个小组分别讨论思考题,探讨结论,并在基本实验的框架上,设计和拟订实验方案,并通过实验予以实现。在整个过程中,教师指导和解答学生疑问。该步骤有助于学生深化对基本知识的认识,提高他们分析问题,解决问题的能力。
③展示和交流探究实验结果。各小组独立完成探究活动之后,教师选择2-3个小组为示范小组。各示范小组依次为全体同学介绍解决思考题的依据、实验方法,展示实验结果。针对展示的情况,其他同学对比本组实验方案与结果,讨论和补充改进方法。
④实验效果评价与反馈。经过探究活动、展示和交流后,每个学生首先自我评价自身掌握实验原理的情况,评价基本实验和探究实验采用的步骤、所得结果的情况,并列举本次实验中的优点和不足。然后,针对示范小组,每个学生对其实验方法和结果打分,指出其优点,提出改进意见。教师整理和总结评价材料,进一步改进教学方法。同时,将对示范小组的评价情况反馈给对应小组,促进他们提高实验技巧。学生自评有助于其端正学习态度,提高学习主动性。学生互评能帮助学生正确认识长处和不足,改进学习方法,最终提高其应用能力。
二 翻转课堂实验教学举例
下面以数字图像处理课程中的“图像的傅立叶变换与频域滤波”实验项目为例,具体说明本文提出的翻转课堂教学方法。数字图像处理课程是应用型本科高校电子信息工程专业的重要课程,要求学生掌握通过程序设计开展图像处理的基本方法。本实验的基本实验内容为验证二维傅里叶变换的平移性和旋转不变性,实现图像低通频域滤波,学生应掌握傅立叶变换原理和特性,熟悉图像正、反二维傅立叶变换的程序设计方法。
根据本文提出的教学方法,教师在编写实验指导书的基础上,采用录屏软件录制了讲解原理的视频,以及基本实验操作步骤和讲解的视频。此外,指导书中增加的思考题为:在图像的傅立叶变换域中,零频、低频和高频数据分别代表图像的什么信息,通过实验予以验证。
课前,学生观看教学视频,掌握了图像正、反二维傅立叶变换的基本过程及其程序设计方法,熟悉了常用的读图、傅立叶变换、显示等函数。针对思考题,学生通过查找资料和交流,对实验验证方法也有了初步的方案。
课内,学生独立编写图像处理的程序代码,完成基本实验内容,相互交流,纠正实验错误。之后,学生以3人为一小组,针对思考题,讨论设计方案,分析其可行性,并拟订技术路线。再通过程序设计实现方案,最终给出图像处理结果。
示范小组给出的设计方案主要有两种。如图2所示为其中一种方案的流程图,图2中FFT和IFFT分别表示正、反傅立叶变换。首先,将原图作傅立叶变换,得到频域数据。然后,分别设计2个低通滤波器、1个高通滤波器,其中一个低通滤波器的截止频率接近零频。接着,分别将三个滤波器与图像频域数据相乘,再将乘积作反傅里叶变换,得到滤波结果,实验结果如图3所示。根据处理结果图,很容易得出,傅立叶变换域中的零频、低频和高频数据分别代表图像的平均亮度、概貌和景物边缘信息。
如图4所示为第二种方案的流程图。它的基本流程与方案l一致,只是逐渐增加低通滤波器的截止频率,获得多个低通滤波结果。当截止频率fe很小时,处理结果与图3(b)一致。当截止频率fe分别取为10、20、30、40个像元时的处理结果如图5所示。可见,随着截止频率增加,滤波结果的图片越来越清晰。由此可以说明,零频代表图像平均亮度,低频代表图像的轮廓,高频代表图像的细节。
学生比较以上两种方案,讨论它们的相同点和不同点,就其优缺点发表意见。大部分学生认为方案l的结果更能说明问题,优于方案2。最后,学生开展自评和互评,教师整理打分材料,并将意见反馈给示范小组学生。通过本实验,学生加深了对傅立叶变换本质的认识,牢固地掌握了傅立叶变换和频域滤波的程序实现方法,提高了应用能力。
(一)复称法――称衡物体质量的又一种方法
实验器材:物理天平,待测物。
实验原理:利用物理天平将待测物称衡两次,一次放在左盘,一次放在右盘,由于两臂长度不等,则在两种情况下称得的质量略有差别,以L 、L 分别表示横梁左右臂的长度,M 、M 分别表示两次称衡的质量,设M为称衡物的实际质量,由杠杆原理得:
复称法消除了天平由于两臂不完全相等所带来的系统误差,通过交换称衡的处理方法,绕过天平两臂的实际长度,达到提高实验精确度的测量目的。
注意事项:
(1)按天平的使用规则调节天平至正常工作状态。(2)注意游码的增减总作用在右盘上。
(二)差值法――测定重力加速度
实验器材:单摆架(附有标尺)单摆球、细线、三角板、秒表。
实验原理:(1)考虑到摆球的球心位置不便确定,可采用确定摆长差的办法。(2)将三角板的一直角边轻贴悬挂的小球下端点,另一直角边靠近标尺,设标尺的读数为l ,测得对应的振动周期为T1。(3)缩短摆线再测量。
设新读数为l ,测得对应的周期为T ,由单摆的周期公式得:
T =2π( ) ,T =2π( ) ,式中r为小球半径,
则g= 。
注意事项:
(1)单摆架调整垂直。(2)保持悬点在摆动中位置不变。(3)摆动应在竖直面内并防止小球旋转,摆角不宜过大。
(三)渐近法――测定单摆周期
实验器材:单摆架,小球、细线、秒表。
实验原理:(1)测量单摆30个周期的累计值t。则单摆周期第一个近似值为T = 。(2)估算100个周期的累计值t。(3)使单摆摆动,当摆动沿某个方向通过平衡位置时开始计时,直至计时接近t时,右同方向通过平衡位置的瞬间停止计数,测出t 。(4)根据第一次周期的近似值T ,求出t 对应的振动次数N = 。(5)计算周期的第二次近似值T = 。(6)重复以上步聚,多次测量,结果将逐渐逼近真值。
(四)自准法――测凸透镜焦距
实验器材:光具座、光源、物屏、凸透镜、圆形透光屏、观测屏、参照物、平面镜、刻度尺、手电筒。
实验原理:位于凸透镜焦点上的物体发出的光,经透镜折射后成为平行光,若用一平面镜M把这一束光反射回来,再经过原透镜必成像于原焦点处,利用调节透镜本身的位置,使其产生平行光,以达到调焦的目的。
在光具座上布置好光路,移动透镜,当物屏与透镜间距刚好等于透镜焦距时,由平面镜反射回来的光经透镜后在物屏上成一倒立与原物大小相等的实像,这时分别读出物与透镜位置x 及x ,即得焦距f=|x -x |。
注意事项:
(1)在光具座上调节各光学元件之间共轴同高,调节分目测、粗调、细调三步。(2)调节倒立等大实像应成像清晰,以减少误差。(3)多次测量取平均值。
(五)混合法――测定冰的溶解热L
基本方法:把待测系统A和一个已知其热容的系统B混合起来,形成一个新的近似绝热系统,这样A(或B)所放出的热量全部被B(或A)吸收,这时B系统所吸收的热量可由其温度的改变Δt和比热容C计算出来,即Q=CΔtM,故待测系统A在实验过程中所传递的热量也就是Q,由此可求得待测的物理量。
具体操作如下:
实验器材:物理天平、量热器(含搅拌器C =0.385J/g℃)、温度计、待测物(冰块)、冷水(C=4.186J/g℃)、热水、镊子、毛巾、吸水纸。
实验原理:(1)称出量热器内筒和搅拌器的总质量m 。(2)将热水(较室温高出约5℃)约100g装入量热器,第二次称量热器,确定水的质量m,并记下水的初温t 。(3)将一块冰(约20g)用镊子小心放入水中。(4)小心搅拌,待冰全部溶解后,读出水的质量数据处理:M克的冰溶解后的水由0℃到t℃所吸热量为Q =LM+CMt,m 克的量热器(含搅拌器)和它所装的m克冰,从t ℃到t℃所放热量Q =(m C +mC)(t -t),由热平衡条件得Q =Q ,则L= -Ct。
注意事项:
(1)实验中使水的初温t 高于室温,则系统向外传递热量,当投入适量的冰块溶解后,系统温度低于室温时系统从外界吸收热量,这一失一得使系统接近绝热。(2)当冰块投入后,温度开始下降,下降到平衡点t时便不再下降,而系统从外界吸收热量而使温度回升,平衡点的温度应确定为温度的回升点。(3)冰块适量,不能有冰块和水共存的状态。(4)整个过程应保持冰、水质量的稳定,如防止水溅出等。
研究现状简评
目前尚未查阅到以“真效”为核心概念的课堂教学研究。比较普遍的是人们对“有效教学”的研究。这是国内外课程与教学研究领域十分关注的重要课题,也是“真效课堂”研究的最核心内容。所以本文的研究现状简评主要指“有效”教学。
在西方国家,从杜威到布卢姆,从斯金纳到加涅,都非常重视对有效性教学的理论研究和实证研究;上个世纪八、九十年代普遍展开,深入探索有效教学的机制,并取得了新的研究成果,如美国加里・D鲍里奇著《有效教学方法》,梅里尔・哈明著《教学的革命》,佩尔・蒂埃著《成功教学的策略――有效的教学实习指南》等。面对教学高耗低效,学生学习负担普遍过重的现实,我国的学者、专家和部分一线教师从新课改展开研究,并渐成教育热点。出版了一批研究专著,如吕渭源的《有效教学草纲》,陈厚德的《基础教育新概念:有效教学》,黎奇主编的《新课程背景下的有效课堂教学策略》,肖成全等主编的《有效教学》,吴松年的《有效教学艺术》,姚利民的《有效教学研究》等,还有若干研究论文和其他研究成果。
国内外学者专家的这些研究,主要从教师教学行为、学生学习效果、教学投入与教学所得关系等多角度或综合角度对有效教学的含义进行界定,从教学的各种构素(教师、学生、教材、环境等),教学的主要过程(备课、上课、辅导等),教学的核心问题(预设与生成、新型师生关系、多维度教学目标、课堂组织管理和教学评价等),对有效教学进行了多层面多角度的探究,重点研究了有效教学的机制、特征、原则和策略,为深入研究真效课堂的构建,搭建了基础框架,积累了基本通识,提示了研究方向;也为教学实践提供了理念服务和策略、方法的指导。
纵观这些研究,存在的不足也是很明显的。由于这些研究大凡着眼文献研究和建议性理论研究,缺乏扎实的实践基础和实证研究,还差不多处于规划式、框架式的状态,过于宏观。由于缺乏根本的参照依据和科学的评价体系,有效教学研究尚未形成系统的科目化、微观化、案例化的研究成果。从普遍意义上看,已有成果对实施新课程目标的课堂教学还欠缺实践操作的切实指导性。能深入参与的部分一线教师,其研究显得零散、孤立;且偏重于知识技能,又显得简单、偏颇。由于这些原因,一些号称“有效”的课堂,依然存在着各种各样低效、无效,甚至负效的“假有效”现象。
研究策略及建议
以落实新课程目标为参照 新课程目标是真效课堂教学的出发点和落脚点,是真效教学设计、实施的根本依据和最终归宿。只有落实新课程目标才能做到执行国家法定的课程计划和课程标准。新课程以培养学生的综合素养为目标,倡导教师“用教材教”。这必须以课程内容为出发点,关注教材编撰的意图(要实施的课程内容),把教材内容定位于实现课程内容的凭借、手段和途径,使教材内容因课程内容的循环往复、螺旋上升构成科学的体系。为此,要弄清楚课程内容、教材内容和教学内容内涵的联系与区别。要根据新课程理念和课程标准,在整套教材内容的纵向关联和单元课文的横向联系中,确定具体课文所在坐标点上要实施的课程内容,科学制定三维度具体目标,并据之对课文内容深入分析研究,合理增删取舍,以确定合宜的教学内容;要引导学生在获取知识、发展能力的同时,掌握科学学习的“过程和方法”,养育良好的情感态度,树立正确的价值观。
将设计、实施及评价连贯起来观察和考量 真效课堂教学设计、实施与评价,是真效课堂建构研究相互联系、相辅相成、相互促进的三个主要环节。设计是前提,实施是关键,评价是升华。进行真效课堂教学设计,首先必须依据新课程理念、课程标准和教材体系,结合具体课文的内容,设计出恰当明晰的三维度具体目标;其次要精心设计教学过程,做到充分把握学情,充分利用各种教学资源,巧妙设计教学环节,合理选择教学手段和教学方法,以学定教,以教导学,有利于发挥学生的主体性,为实施中高效益地达成预期目标奠定基础。
研究方法选择
从教的诸多方面考察分析 如教学设计:如何根据学情、课程理念、课程标准、教材体系和课文内容,科学制定三维度具体目标;如何处理课文,确定合宜的教学内容;如何强化重点、突破难点;如何设计教学活动,既灵活开放,又富有实效;如何在引导学生获取知识、发展能力的同时,学得或习得“过程和方法”,形成良好的情感态度和价值观;如何激发学习兴趣,培养学习习惯和品质。教学过程:如何创设情境,切入课文;如何安排教段,自然过渡;如何层层铺垫,创造;如何总结提升,适度拓展。教学活动中的设问:是否富有诱导性;是否具有灵活性;是否拥有开放性;是否能引发新的问题,创造课堂生成。思维方法训练:如何启发;如何引导;如何点拨;如何拓展;如何控制。还有课堂软环境创造方面,如对学生的鼓励:如何期待;如何激发;如何表扬;如何谅解。
从学的诸多方面考察分析 如预习情况:如何有条理地预习;如何运用己有知识经验;如何利用工具书和参考资料;如何找出重点、难点、疑点;如何探究预习疑难;如何选择与解答预习练习;如何合作预习;如何评价预习效果。上课情况:如何做好上课准备;如何选择课堂学习的重点难点;如何思考老师的提问和同学的质疑;如何发现问题、思考问题,勇敢质疑;如何和老师、同学合作探究问题;如何创新课堂思维,大胆发表见解;如何记录学习要点;如何评价自己和同学的课堂学习,总结课堂学习的经验和教训;如何向老师提出改进课堂教学的建议;如何总结学习的内容。复习情况:如何利用复习资料;如何撰写单元(章节)小结;如何记住所学知识经验;如何评价复习效果;如何保管学习档案。作业情况:如何选择作业内容;如何提高作业质量;如何攻克难题;如何订正作业错误;如何总结学习方法。还有学习的品质,如主动、勤奋、求实的精神如何;学习的心理,如动机、兴趣、情绪、压力、性格、修养如何。