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科学课题研究方法范文

时间:2023-07-18 16:28:02

序论:在您撰写科学课题研究方法时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

科学课题研究方法

第1篇

“提高每个高中学生的生物科学素养”是实施生物新课程的核心任务。为完成这个核心任务,新课程倡导探究性学习,以此作为实施新课程改革的突破口。孙国华老师执教的《细胞膜——系统的边界》一课,在实施探究性学习、引导学生感悟科学方法等方面,做了有益且有效的尝试,对如何实施新课程、改变学生的学习方法,做出了很好的诠释。

一、巧妙设置探究的问题

本节课的亮点之一是教师通过精心设计的问题串,引导学生有效开展探究性学习。首先,通过巧妙的问题设置,创设诱导学生探究兴趣的情景。上课伊始,教者提出了“细胞的边界是什么”的问题,这个问题看似笨拙,因为细胞具有细胞膜的结构是初中生已具有的生物学基本常识,不值得一问。但此问实则巧妙,因为教者接着问:“谁看见过?请同学给大家描述一下。”这是学习的关键,因为所有学生都没有见过细胞膜,这使学生陷入困惑。如何证明细胞具有细胞膜?从而激发起了学生对问题的探究热情。其次,通过创设值得探究的问题串,将探究内容目标化、序列化,引导学生层层递进,沿着科学研究的途径以及知识的发生与发展过程,积极主动寻求问题的答案。

二、充分展示探究过程

领悟、观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用,是《生物必修I》在高中生物课程中的价值之一。如何组织好实验、观察等探究性活动,是教师教学面临的难题。由于受到客观条件的限制,有关细胞膜研究的实验无法在中学开展,学生不能通过亲自操作实验而获得实验结果,无法真正在实践中体验和领会科学方法及其在科学研究过程中的应用。为破解这个难题,教者通过形象直观的图片,展示实验研究过程及结果,以帮助学生增加感性认识。在学习过程中,引导学生运用观察的方法,获取实验结果,最终通过逻辑分析获得实验结论。这样,学生在感知实验现象和结果的过程中,逐渐领悟了科学研究的方法。

三、着力突出探究意识

本节课,教师在指导学生开展探究性学习的过程中,设计形式多样的学习活动,丰富学习内容,全面培养学生的探究意识。比如,有生物结构和实验结果的观察活动,以培养学生的观察能力和分析问题的能力;有选择实验材料和实验方法的设计,以培养学生实验和探究能力;同时还有提高学生综合运用学科知识的能力等等。其中,教师通过精心设计的问题串,引导学生运用比较、分析、综合等科学方法,进行假说演绎、类比推理,着重发展和提高了学生的逻辑推理能力。

第2篇

关键词:整体科学;定性研究法;目的启发法;概念创新法

中图分类号:N03

文献标识码:A

文章编号:1671-1165(2013)01-0084-06

自然科学可以分还原性科学和整体性科学。随着科学发展,人们发现许多现象不能进行还原和分析研究,需要从整体维度上把握。或者对于同一个研究对象,既需要还原性研究,同时又需要从整体上研究,二者缺一不可。从整体上进行研究的学科领域可以称之整体科学。整体科学是以独特的整体作研究对象,这种研究对象往往具有不可还原的系统性和复杂性,或者把整体还原部分将会丢失整体的某些属性,从而使得还原研究有时候价值不大。博物学、生物学、中医、天文学、气象学这样一些学科在很多方面需要从整体上进行研究,从而很大程度上属于整体科学。

传统上,科学哲学将物理学作科学的基本范式,坚持认可以证实或者证伪的理论才算科学。基本思路是强调还原、分析,将研究对象简化、纯化、理想化、数学化,注重规律的可重复性和实验的科学方法,这种传统就是还原性科学。还原性科学主要是指以分析和还原思路的研究,包括物理、化学以及分子生物学等学科。物理、化学、分子生物学主要研究事物要素与要素或者要素与整体之间的关系,属于还原性科学;博物学、进化论和中医等学科主要研究事物整体及其关系的发展变化,属于整体科学,适用整体科学方法。整体科学研究对象具有整体性和复杂性。“生物学的现象和过程是复杂的,对于复杂系统不能形成严格的定律。生物学的对象,如物种、基因都是变化的,因而不能形成普遍的概括。”

一般来说生命系统的整体性和复杂性程度很高,贝塔朗非的《一般系统论》就是从生命现象的系统性开始研究的。由部分有机地构成整体后,会有新的东西突现出来,整体大于部分之和。

古代科学倾向于整体科学,因古代还没有对事物的基本组成部分进行分析研究,还没有还原、分析的科学手段。到了近代,实验等实证方法则成经典物理科学的主要方法,机械力学的研究一般采用简化、纯化和理想化的方法,物质结构被还原到分子和原子层次,这时才有条件研究世界的细微结构。到了20世纪,还原方法的局限性逐渐显现,有些整体性现象的研究很难适用还原、分析性的实验方法,或者整体现象难于用分析思维进行解释,于是系统论应运而生。整体科学提供了与还原思路完全不同的研究视角,补充和矫正了分析和还原研究的不足和片面性。因此从科学史上看,科学发展遵循“整体科学(古代)――还原性科学(近代)――还原性科学+整体科学(现代)”的路线演进,符合辩证法的正反合循环。

复杂的整体事物从结构和理论上都不能还原部分,还原性科学无法解释整体科学所描述的复杂现象。整体性和复杂性使得整体科学跟物理和化学的研究方法根本不同,如进化论需要用整体科学方法进行研究,主要方法有定性方法、历史叙述方法、概念方法、目的启发方法等,观察、比较和分类方法在整体科学研究中比在还原科学中占有更重要地位。

一、观察、比较与分类方法在整体科学研究中的地位

在整体科学中,观察、比较与分类方法是常用的方法,所起的作用很大。“包括中医在内的中国古代的大量博物学著作,大量采取了‘类比取象’的认知方式。类比方法的本质是,在不同事物中发现、建构出相似的成分,以同代异。……在描述类科学(包括博物学)中,默会知识、个人知识是存在的。”

实验方法在很多科学问题研究中并不适用或根本无法施展,如在进化生物学中观察方法已上升到科学方法的重要地位。观察不需要改变整体观察对象,而实验要改变研究的整体对象,改变对象达到实验目的的条件。实验的重要特点往往是纯化、强化研究对象,采用分析的方法,实验方法往往造成整体研究对象状况的改变,而生物体或者生态系统等是系统整体,常常不容拆解,因此实验方法往往达不到所需要的研究效果,某些情况下不适用于整体科学研究。而观察和比较是在保留整体研究对象原貌的情况下进行的,而不是在孤立情况下进行的,比较适于复杂对象的研究。

观察是在自然现象自发发生的情况下进行的。对于天文现象,人不可能改变它,只能用可观察信息进行推断,并提出假说进行辩护。观察和实验都是事物自然性质的呈现,在生物学中由观察所产生的知识比实验要多。很多生物学家就是博物学家,观察是获得经验材料的主要手段。

实验方法要控制、改变研究对象,人设定研究条件,而整体科学对象在大多数情况下是不可以控制、人改变的,人们只能在自然发生的情况下进行研究,如天文、生物、行科学等的大多数研究对象,只能用观察、比较和分类的方法,或者将它们结合在一起综合运用。

整体科学中也有规律,不过整体科学规律的陈述往往不是全称的,不具有普遍意义,而观察、比较和分类法是获得整体科学规律的主要方法。如果不拆解整体,只有采用保持原型的观察和比较方法,这两种方法实际上是不可以分开的,往往同时进行。比较法包含着类比逻辑,经过相同和差异的比较,往往可以得出概括性结论,也可以使用类比方法进行推理,对事物进行归类并使之条理化。

在整体科学研究中,一方面有整体性研究,如进化论和中医研究,依赖观察和比较进行研究,对系统整体的描述和解释不可能还原成物理、化学科学的定律;另一方面,实验方法有时也还是要使用的,不过其地位不及在物理化学中重要。还原式的分析研究在分子生物学中取得了成功,可以有效研究基因组的结构及其表达等。物理主义者往往重视分析、还原和归纳,他们认实验才是唯一的科学方法。整体研究方法跟还原分析的研究策略十分的不同。对前者,观察、比较和定性叙述是主要方法;对后者,实验和数学是主要方法。只有将两种研究思路互补利用,才有利于获得更全面的科学认识。

二、定性研究方法

整体科学的特点在于按照整体进行研究,整体作研究对象都是独特的、唯一的,没有两个完全相同的整体事物。仅仅运用数量方法并不能反映整体事物的独特性,定性研究只能在一定程度上被采用。在对整体事物的特征和变化进行描述时,对性质的表述具有重要作用。数学计算的重要性在生物学中大大削弱,定性的说明对生物过程和性质、状态更重要,进化生物学中大多数现象都是通过定性的推理来解释。达尔文的进化研究是一种定性研究,并在此基础上建立概念结构。博物学是定性的,分类学与解剖学也如此。

定性与定量方法在具体运用中各有优势,二者是互补的。达尔文的《物种起源》主要是定性研究,仍然能成改变人们世界观的名著。经济学既有定量研究又有定性研究(如《资本论》)。经过很多数学家和经济学家的运算,美国的经济体系2008年仍然发生了累及全球的金融风暴。数量经济学家不能通过繁杂的定量计算来预测和规避这场危机,在危机发生后倒是有很多人对马克思的定性经济学著作《资本论》很感兴趣。不是数学家的计算不精确,而是整体经济运行过程的随机性因素太多,如果像数学方法那样模型化,将复杂事物进行简化、纯化和理想化处理,那么繁杂的定量计算结论与现实之间总是会有偏差的,因此在不否认数学方法作用的同时,也不能夸大定量计算的作用。

数量模型方法也是生物学研究的重要方法,数量遗传学可以解释不少现象,但是把基因当成计算的基本单位,显然是做了过于简化的处理,并导致部分生物学家对它的诟病。迈尔认基因型具有整体性,基因不是理想的那种成数量计算的单位,基因型之间还有很多关联,数量遗传学不过是“豆袋”遗传学。有人认:“科学研究中如果仅仅运用日常定性的自然语言,就不可能描述现象的内在联系。数学语言把抽象能力和精确性带给了科学。”这种说法对物理学是正确的,对整体科学就不一定对。

物理学的特征是将运动、力和质量数量化。数学方法是还原性科学的重要方法,促进了近代科学的产生和发展,数学使得模糊不清的东西变得清晰和精确起来。对比之下,进化论与此不同,它更适用于性质描述。生物个体的特征和差异、系统结构、信息传递、生态系统演变等都是需要定性研究的。人们如果把这些性质、特征转换成定量描述,就会失去生物现象的真正意义。如果尝试将适于定性研究的生物学现象转换成数学语言,定会困难重重,不如定性表达简洁、顺畅、切合实际。习惯于定量研究的科学家认仅仅通过定性表达的知识是非科学的,只能起到模糊描述和分类的作用。其实这是对定性研究方法的偏见。当然并不否认定量研究在生物学的很多领域中是重要的,这种重要性并不能排斥其他场合的定性研究。

三、历史方法

物理学是较早的带头学科,科学哲学早期是在物理学特别是力学的基础之上发展起来的。严格因果决定论是机械论的理念,预测和解释被看成是对称的。在机械论流行的时候,时间与历史的维度往往被忽视。而生命起源、太阳系起源、宇宙起源的各种学说都具有独特的历史性质,独特性和连续性是进化历史的突出特征。现代的进化生物学、生态学以及天文学离不开时间和历史的研究。定性方法和历史方法离不开对性质和历史的叙述,因此进行叙述性表达非常重要。

按柏拉图的本质论思维很难理解过程的独特性和连续性,从而忽视历史性叙述的重要性,并企图按定律将之公式化。达尔文的《物种起源》就是采用历史叙述的方法完成的,而不是进行定量研究。物理科学和力学定律对科学和哲学思想的影响深远,然而并不是一切科学都像物理学那样以数学基础,在许多人看来进化论的科学依据并不充分。胚胎学、古生物学也是历史性科学,生物性状是由历史形成的遗传程序所控制,遗传程序的演变也是个历史性过程。

在整体科学中,不是由全称的定律陈述来解释现象,而是通过历史性叙述作出解释。历史性解释是整体科学的基本表述方式。当研究生命历史中的独特事件时,就需要叙述性解释。叙述性解释与物理学中的定律不同,进化过程中的某一事件需要作叙述性解释时,这一事件就不是某一类中的一个例子,而是独一无二的,它只发生一次,并按不同方式重复出现。历史性叙述之所以具有解释意义,是因较早的事件往往是其后事件的原因,历史性叙述的目的之一就是后续事件寻找原因。

四、概念创新方法

整体科学的发展更多地借助于概念创新。整体科学的研究对象具有特异性和多样性,整体科学具有历史性、独特性和复杂性,它的定律没有理化科学那样重要,然而定性叙述与概念创新却能起到很好的概括作用。

系统整体层次的概念和理论很难还原到物理、化学层次的概念和理论,例如自然选择、性选择、竞争等概念不能还原到分子层次,因此整体科学很难在物理、化学层次上得到准确有效的描述和解释,即使描述也是不完整的。一些整体层次的过程不可能只根据物理定律或化学反应来阐述。用生物学概念所表述的许多结构和过程在非生物界根本就不存在,因此同一事件在不同层次的概念结构中进行表达可能具有完全不同的意义。

整体科学只能在整体层次上进行概念的构建和创新,概念创新在整体科学的理论发展中显得特别重要。整体科学研究者可以用整体层次的概念来理论化,利用叙述方法进行表达。整体科学中主要依靠概念创新推进科学的发展。

整体科学不仅仅是搜集新事实,创新性地提出一个新概念或许比发现新事实更能把科学推向前进。在整体科学中,大多数重要进展是由引入新概念或改进现有概念而取得的,如进化生物学和中医科学都是如此。

在某种程度上,某一整体科学的突破主要在于科学概念的提出和突破,如自然选择等概念的提出使人们对生物进化机制和过程有了新的理解。有时发现进行理论表达的词汇非常贫乏,补充新概念就是丰富学科内容。然而在科学内部引进一个新概念很困难,往往受到旧范式的抵制。概念的重要创新往往导致范式的转换。当然,观察或者通过实验获得新的科学事实可以促进整体科学的发展。没有新事实的发现,科学研究就缺少鸟儿飞翔的空气。提出新概念与发现新事实是互补的,二者同等重要。

五、目的启发法

按照逻辑实证主义的传统,目的性不是一种纯粹的因果关系,目的性与逻辑实证主义的原则和经验陈述之间是矛盾的。尽管目的论符合逻辑,但很难直接用观察和实验进行证实。目的性在现实世界是确实存在的,并且追问目的是不可替代的问题研究方式。使用目的论陈述和弃之不用的效果截然不同。目的论语言的使用可以转化成一种方法论。

目的论语言与因果论在本质上是不同的,试图将目的论语言转译成纯粹因果论陈述很难成功,因在转译中不可避免地要损失目的论语言的一部分关键信息。在整体科学中的目的论陈述是一种必不可少的科学语言,目的论陈述具有鲜明的指向特征。生物学中目的论陈述很常见,如海龟上岸以便排卵,如果换成非目的论的陈述就是:海龟上岸并排卵,这时就有关键信息遗失了。

追问目的的方法富有启发意义,目的启示法是整体科学研究的重要方法。目的性不是形而上学的,而是当代科学的重要内容。适应与自然选择是生物获得目的性的原因,它将结构与功能、目的与现象连接起来。例如,当讲到生物适应环境可以提高生存的几率,“适应”就是一种目的性概念,具有启发作用。适应主义者认生物的每一种结构必有其存在的理由,探索这种理由就成他们的任务,这正是在利用目的启示法。进化论是从目前的生物结构与功能的相互演变关系来进行解释,以现在的现象和理论解释以前的事件,所以必须采用目的性原因追问的方法。不用这种方法就难以研究这种重要的因果联系。“达尔文进化论需要提出什么的问题:通常只有由自然选择选中的生物性状才能进化演变。这性状或行程序必须在生物的生存或繁殖成功上发挥作用。要承认这一前提就必须问某个性状什么存在,也就是说它在特定生物的生命活动中起什么作用,只有这样,才能完成动因分析。”

在探索生命奥秘中,目的论研究是十分必要的。例如,研究花朵颜色就要问虫媒花什么长得如此鲜艳,风媒花什么没有美感。了保持人的血压平衡,生理上应该有什么样的机制和化学反应?如果不了解它,我们对花的生长机制就不可能真正理解。“以理性超越、驾驭感性,被视理所当然。但博物学提醒人们要重视感性,通常感性并不比理性差。”

第3篇

一、思想政治课研究问题的确定

初中思想品德课研究要注重选题的实践价值和发展价值,对问题的理论价值基本不作要求,这是符合初中思想品德课教育教学实际的要求。注重教研课题的实践价值,是指研究成果的解决对中学思想品德课教育教学改革与发展的实际意义,如思想品德课教学幽默的美感机制研究、思想品德课多学科渗透教学模式的建构、探究题与实践题引入中考试卷的作用研究、情境教学在思想品德课教学中的实际作用的研究等。其发展价值是指研究题目的选择对思想品德教师的研究能力、思想品德教学效果和水平提高的作用,如新课程标准对思想品德课教学模式的影响、思想品德课课程资源开发方式的探究与实践研究、初中文科综合考试与研究性学习的相关性研究等。

研究问题的确定应遵循科学的思维过程。思想品德课教研课题的选定,是在思想品德课本和教辅材料、书籍、文献了解认识的过程中或在思想品德课教育教学实践中逐渐认识的。这一思维过程为:对教学研究题目的初步设想对教科书和教学研究材料的认识和了解通过分析判断使思想品德课教研题目更加具体、明确、科学。思想品德课教育研究课题的来源:(1)从初中学生身心发展的特点和需要出发提出课题,如初中学生心理健康教育研究、初中学生自我保护能力研究、初中学生法制观念调查、学生对国情国策的认知状况研究。(2)从初中思想品德课教育教学要求出发提出课题,如初中学生如何适应文综开卷考试应试误区研究、研究性学习中教师的角色特征研究、如何写好思想品德论文研究等。

二、思想政治课题分析研究和方法

1、研究课题的进一步分析说明。当思想品德教师选定了一个比较有价值的课题,并不意味着这个问题有了恰当的陈述方式,思想品德研究问题一般要经过多次反复才能成为理想的题目。例如“论深化思想品德课改革,全面推进中学思想品德课教学”,这样的课题陈述是不能令人满意的,这个课题的陈述太宽泛,给人的信息容量太小。就这个研究课题来说,它可以分为三个方面:思想品德课新课程改革时学生评价标准的影响、思想品德课新课程改革要求教学方式的转变,思想品德课新课程改革教学内容的深化对学生的要求。一个比较好的思想品德课研究课题陈述,可以使思想品德教师和阅读者更清楚研究方向的内容,起到“画龙点睛”的作用。

2、确定研究类型和方法以及课题后,必须明确此研究属于何种类型的研究。是定量研究还是定性研究?是基础研究还是应用研究?如果主要是定量研究,必须明确是用实验研究还是用调查研究的方法;如果主要是定性研究,还要进一步明确采用比较研究、历史研究或学研结合的方法。例如:“把握中考探究与实践题特点,提高复习针对性研究”属于定性研究,又是应用研究,一般采用比较研究和人种学研究的方法;“我国人大制度和人大监督权研究”属于定性理论研究,采用比较研究和历史研究方法;“构建‘和谐河北’、不断提高政府行政能力,建设社会主义法治国家”研究,是定性理论研究。

三、思想政治课教育研究数据的处理

思想品德课研究数据有多种形式,如定性的、比较的、顺序的,研究者通常会用适当的统计分析方法进行数据分析。思想品德课教育研究统计方法主要有图表法、特征量计算法、大量观察与个案研究相结合法、统计分组法以及统计实验法等。(1)图表法。即借助几何图形或表格来表现已整理好的由教育调查和教育实验所获得的统计资料的一种方法。(2)特征量计算法。思想品德课教育统计学所研究的大量现象总是通过数量综合把它的一般特征和典型特征表现出来的,如校园学生诚信状况研究。(3)大量观察与个案研究相结合。如心理健康状况调查,是根据“必然性通过偶然性表现出来,一般通过个别表现出来”的原理确定的。(4)统计分组法。如中学生自我保护意识和能力研究之一。

第4篇

一、确定选题方向

研究性学习是学生在教师指导下,从自然、社会、学习和生活中选择和确定一定的专题,用类似科学研究的方式,在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的一种学习活动。它倡导学生学习中的主体研究精神,促使基础教育以学生的自主性、探索性、创新性为基础,培养学生的科学精神和实践精神,为全面推进素质教育创造条件。

在学生进行选题时,教师要了解学生的思想、学习、生活情况,设计和提供一些问题情境,帮助学生搜集相关资料、了解这些问题中隐含的争议性的问题,使学生从多个角度认识、分析问题,指导学生进行小组讨论,提出要研究的2-4个问题,确立该研究问题的价值、可行性和相关因素。帮助学生建立2-4个研究小组,共同讨论研究任务的工作分配(设置组长、记录员、资料收集员、资料整理员、工作汇报员、师生联络员等职务)。教师还要帮助学生确定具体的研究方案、合适的研究方法、如何搜集可能获得的信息、调查研究所要求的技能、可能采取的行动和可能得到的结果。最后,教师要帮助学生思考所确定的研究课题是否合适,是否需要改变问题,如何汇报课题的研究方案。在学生确立问题时,教师一定要提醒学生,由于受学校规模等因素的影响,不宜将他们带到社会上。因此,研究性学习课程的资源主要来自校内。学校的图书馆、学生阅览室、电子阅览室等为学生提供了进行研究性学习的资料,校园显性、隐性环境为学生进行研究性学习的问题产生、确立、调查、考察、设计、实验等提供了场所。教师要帮助学生收集好每节课的研究性学习记录表,及时进行反馈总结,并做好记录工作,帮助学生学会分组学习、协作学习、小组分工等合作学习方法。在每一节课后要及时收集学生的研究性学习课堂记录表、下一节课的研究性学习课堂学习计划表、学习资源利用申请表等,做好研究性学习课堂教学记录表,及时做好一线研究资料的收集和整理工作。

师生双方都是第一次接触研究性学习,激发学生的兴趣是非常重要的一个环节。每个人的兴趣与爱好不同,选题方向最好与学生的兴趣结合起来,这样在实施过程中才能保持最佳的状态。学校要通过各种类型的讲座,让学生积累有关知识。教师还可以布置如有关环境生命、资源与能源、应用物理、应用化学、时事政治、经济、传统文化与社区文化、文化艺术、家庭与社区生活等的作业,让学生亲身体验收集数据、处理数据、设计表格、查找资料、调查研究等科学方法。教师还要指导学生撰写调查报告、小论文,肯定学生的成果,从而提高学生参与研究性学习的兴趣。

二、选题的常见途径

课题无处不在,无时不有,就在于你对看到的是不是视而不见,对听到的是不是听而不闻。如果你对看到的想看个究竟,对听到的想问个明白,那么选题就简单多了。

1.日常生活:从穿衣、吃饭、起居、休闲中寻找问题。如:探究如何延长鲜花的观赏期。现在生活条件好了,人们喜欢买鲜花装点家居环境,于是鲜花的保鲜也显得尤其重要。张志盛和其他同学一起对延长鲜花的观赏期问题进行探究,他们选择价格最便宜的康乃馨,用一次性杯子做容器,拿小石子固定,分别用物理方法――剪、烧和分茎,化学方法――清水中加醋、糖、感冒药、消炎药,或组合,或单独实验,并用照片记录,从而得出了最佳方案。

2.社会实践:跨出校园,放眼经济建设热潮。如:颗粒状物体自由堆积规律。赵伟家附近有一个建筑材料的堆场,王子健到赵伟家玩,发现沙堆是一些相似的圆锥体,小石子堆也是一些相似的圆锥体,但沙堆和小石子堆不同。是不是不同类物质自由堆积的形状就不相似呢?他们又跑到煤场,观察了煤粉从卷扬机上落下后自由堆积而成的圆锥体,发现了相似的情况,于是就确定了研究的选题。

3.学科学习:从疑难问题中,从各类书籍中,也会获得选题的灵感。如:硫酸铜晶体的制作。硫酸铜晶体的结晶是老生常谈的问题,但作为初中学生想做好、做完整,还是具有实践性价值的。教师可以从外观造型去引导――个体做大、造型做美、寓意深刻等;从结晶过程中去诱导学生探究结晶的最佳条件――时间、温度、溶解度、浓度、晶母等对结晶的影响。

4.校园活动:看似简单、单调的校园生活,只要你细心观察、留意,就会到处充满生机。如:碱煮法叶脉书签的最佳制作方案。叶脉书签的制作也有资料可查,其作为初中生研究性学习还是具有很强的实践性价值。可以从碱液的浓度、煮沸的时间上探究,也可以从叶的选择方面进行探究――叶的类型是网状还是平行、是肉质还是革质、是嫩叶还是老叶等,还可以从叶脉的冲洗、染色和保存等方面进行探究。

5.社会热点:环境、能源一直是生活在地球上的每个公民关注的热点。随着人们生活水平的提高,随着乡村生活城市化步伐的加快,生活污水和工业废水对环境的污染越来越严重,城关地区可见的河流基本上是“黑龙江”。于是陈超同学的选题为:“流向大海的水为什么是黑的?”她向当地环保局调查河流污染情况,还买了小虾分别养在井水、受工业污水污染的河水、受生活污水污染的河水等水体中进行实验观察,从而了解水体受污染后对生态环境的影响。

学生有了研究性学习活动的经历,初步掌握了研究性学习的方法,在此基础上,给以适当的激励,就可以发展其研究性学习的能力,使外来的指导被学生接受,转化为内部动机。

三、选题的基本流程

选题是学生研究性学习的第一步,对学生选择的题目,师生双方应面对面交流,教师应了解学生选题的起因、目的及计划,进行点评,分析课题的可行性,让学生对可行的课题提出相关的问题,然后设计方案、进行操作,操作过程中如果出现新问题,应及时纠正,出现与原先假设相矛盾的,要坚持到底寻找真正的原因,必要时,修订题目,最后确定题目。这个过程,是锻炼学生意志力的过程。如果学生缺乏意志力,一旦遇到困难,要么中断当前的研究性学习,要么草草了事。

研究性学习课题的确立一般要经历以下过程:问题的提出问题筛选初步确立选题可行性论证确立课题。课题的选择是呈“金字塔型”的,即从众多的课题中选择适合自己的课题来进行研究。研究性学习的选题和准备过程具体包括以下几个阶段:

1.搜集和分析信息资料。教师要帮助学生了解和学习搜集资料的方法,掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等获取资料的方式,并选择有效方式获取所需要的信息资料,使学生学会判断信息资料的真伪、优劣,识别对本课题研究具有重要关联的有价值资料,淘汰边缘资料,学会有条理、有逻辑地整理与归纳资料,得出相应的结论。这时还要帮助学生反思所得结论是否充分地回答了要研究的问题,是否有必要采取其他方法获取证据以支持所得结论。

2.调查研究。使学生根据个人或小组集体设计的研究方案,按照确定的研究方法,选择合适的地方进行调查,获取调查结果。在这一过程中,让学生通过如实记载调查中所获得的基本信息,形成记录实践过程的文字、音像、制作等多种形式的“作品”,同时让学生学会从各种调研结果、实验、信息资料中归纳出解决问题的思路或方法,并反思是否获得足以支持研究结论的证据,是否还存在其他解释的可能。

3.指导学生撰写小论文。

四、选题的可行性分析

第一次选题时,学生往往漫无边际,对什么有兴趣,就随意选什么。此时,指导老师一定要对题目进行可行性分析。课题研究范围要小,要考虑学生的实际能力。除此之外,我们还要考虑以下四要素:人力、财力、物力、时间。人力主要是指指导老师和学生各合作伙伴对该课题有没有研究兴趣,学生的基础知识是否具备。财力是指该项研究的实验经费、调研经费、交通费用和资料复印等的开支。物力是指研究地点、实验设备、实验试剂。

选题方法的确定也会影响到过程进行的顺利与否,我们必须认真对待。研究性学习分为课题研究和项目设计两大类,其中课题研究又可以分为调查研究和科学实验。调查、观察、实验、项目设计等方法的采用,必须事先有所考虑。如某城关私家车的拥有现状,可采用调查和观察等方法;碱煮法叶脉书签的最佳制作方案,要采用科学实验法得出结论;无粉尘粉笔檫的研制,就要采用项目设计。大部分选题是多种方法的结合。

五、选题的基本要求

选题是在教师指导下有目的、有计划、自主进行的,为了便于实施,要求我们在选题时考虑以下几方面:

1.新颖性。研究性学习不同于其它学习方式,主要培养求异思维,研究的课题要有新意、有创意,尽量避免选相同的题目,如果题目相似,研究方向也要不同。如“废旧电池对环境造成多大污染”这个课题已有多方面的报道,而且研究得比较深入,很难有新的突破,要选新颖的题目,这样对学生才有较大的吸引力,能激起他们学习的兴趣,调动他们学习过程中的积极性和主动性,促使他们在研究中更投入,更能克服困难。

2.操作性。初中生的知识和阅历都有限,选题要符合学生实际,具有一定的可操作性,以便培养学生的动手实践能力,要根据实际情况和实验条件进行选题。课题调查和实验所要求的条件应是基本可以达到的,或者经过努力可以达到的,调查所要求的信息渠道、实验实习操作、教师咨询、时间安排、交通等条件都是当前能够解决的,否则,会挫伤学生的积极性,使其产生畏惧感,不利于选题的顺利进行。

3.社会效应。选择的课题应有现实意义,应结合当地的实际,贴近学习、生活、自然,有利于认识当地的一些问题,这样的选题才具有社会效应,突出了研究的实效,自然就提高了学生的成就感和自我价值实现感,从而培养起学生为科学献身的精神。

第5篇

体育课程是传授学生健康的知识、技能,发展学生体力、增强学生体质,培养学生意志力的教育课堂,是实现素质教育的重要手段。随着体育教学的逐步科学化,体育课程与体育教学改革的深入发展,探究式教学法在体育课堂中孕育而生。探究式学习是指在教学中教师设立主题和学术研究的情境,通过学生学习小组的讨论与思考,表达与交流等探索活动,获得知识,培养学生探索精神与创新能力。体育教学中实施探究式教学法,不仅能培养学生的探究意识和解决问题的能力;而且可以优化体育教学过程,提高学生的合作学习精神与主动参与意识,提高教学质量。

2.探究式教学法在体育课程中的特征

探究式教学则是以培养学生的创新精神和实践能力为宗旨,以充分体现学生的主动参与为前提,以个人或学习小组进行探究活动。具体表现在以下几个方面。

2.1探究式教学的实践性

探究式学习是以学生的实践活动为主线展开教学活动的。学生在学习中通过自己的主体实践活动,促进运动技能的掌握。体育教师在授课前要积极准备素材与教学内容。教师举例高抬腿跑、车轮跑、小步跑、上坡跑、下坡跑等一些专门性练习,让学生进行练习、分析与判断,一节课在不知不觉中结束了,既调动了学生学习体育的兴趣,又提高了教学实效。

2.2探究式学习的自主性

探究式学习在教学过程中把学生作为教学活动的主体,展开教学活动。学生在参与学习的过程中,以自己的经验和认知为基础,通过实践,尝试解决新问题,充分体现了教学“以学生为中心”的理念。

2.3探究式学习的过程性

探究式学习追求学习过程和学习结果的和谐统一。新的运动技能在学习的过程中,学生都必须有自身的体验,发挥学生个体的潜在能力,体现学生学习的主动性。在学生参与探究学习新知识的过程中,能增强自信心、进取心与运动毅力,对自己更有信心。教师在组织教学中,让学生真正成为学习的主人,让他们品尝到成功的愉悦、体会到探索创新的甘甜。

2.4探究式学习的创新性

探究式教学打破了传统的统一化教学模式,为学生提供了大胆创新、灵活多变的学习环境。在体育教学中主张创新与教学方式的转变,对学生领驭新知识是非常有利的,要做到教学有法、教无定法、贵在得法、重在创法。常言道:熟能生巧,其“巧”就带有创新的成分,如在乒乓球教学中,当学生对乒乓球达到酷爱与痴迷的境界时,此时他们不仅想用自己所学的基本技能进行实践,在人们面前展示,还希望有乒乓球专业运动员打球的风采,更渴望自己能够成为一名出色的乒乓球运动员。因此在教学中教师应根据学生不同技能水平与身体素质状况,可灵活运用异质分组、分层次的方法进行教学,满足不同学生的需求。

3.实施探究式教学法的环节

实施探究式教学法要遵循一定的教学环节,要适时地找准引入探究的时机,问题的难度适当,并与学生的学习动机相一致。在体育教学中,教师应根据学生的实际情况,使探究的问题适度叠加,环环相扣,用理论去指导实践,让每个参与学习的学生在轻松、愉快、和谐的氛围中,不知不觉地进行互动、尝试和体验成功,并逐渐产生对体育学习的“恋感”,上完一节课就有想上下一节课的渴望,让学生在愉快的体验中锻炼身体。

3.1探究的准备

探究的准备阶段,要根据学生的知识储备及兴趣设计逻辑性较强的问题进行,探究必须有一定的深度与难度,要符合学生的年龄阶段及思维水平,并与学生的学习动机相一致。比如:如何才能跑的更快?在这个问题后面还跟着“问题串”,即决定跑速的因素是什么?你的步频和步幅是怎么样的?它们有什么问题吗?要想取得更好的成绩,自己主要的问题是步频还是步幅?发展步频与步幅可分别用什么方法?在今后的学习中如何合理地进行练习?问题层层递进,把学生的探究学习不断引向深入。

3.2探究的过程

探究学习过程应清晰流畅,要从问题出发,通过学生们的探究学习,最后达到预期的效果。其基本程序是:第一步,选择和确定探究的问题;第二步,搜集与处理得到的信息;第三步,得出答案或者结论;第四步,交流与表达。如在’立定跳远’教学中,教师可先让学生想象青蛙是怎样跳的,并让学生仔细观察玩具青蛙的跳跃方法,加上及时的引导与学生的模仿,能够比较快地掌握立定跳远的动作要领。探究学习的过程在整个教学环节中具有很重要的作用,体育教师要根据教学案例所反映的现象,在进行教学过程中,可以将学生分成几个小组,每个学生都要参与小组的分析与思考,然后根据每个人的分析、思考,提高学生对技战术学习的认知水平,培养学生的健康体魄与扩散性思维的发展。

3.3探究的讨论

探究的讨论在整个教学环节中起到至关重要的作用。学生通过对教学案例的分析、讨论,形成了个人、学习小组的观点,教师根据学生观点的异同,进行讨论总结。在这个期间,体育教师要把握整个讨论的时间,做到心中有数。对于学生的探究要有收有放,探究学习与运动技能教学紧密结合。

3.4探究的实践

在经过教学案例的讨论之后,体育教师要及时的对学生进行科学的引导与帮助,让学生去模拟案例教学进行实践。同时应根据案例讨论的结果,在教学中教师要打破传统的教学模式,与学生建立一种民主、合作、平等的师生关系,在实践中培养学生的体育兴趣与运动参与的积极性,深入到学生中去,缩短与学生之间的距离,把体育课堂营造成一种轻松、和谐的氛围,让学生在学习知识和技能的过程中体验收获的快乐,为学生的终身体育打下良好基础。

3.5总结评价

在教学中,体育教师应根据案例所涉及的问题,在充分尊重学生意见的基础上,给予比较恰当的评价。对于学生在学习中提出的不同意见与新观点给予适当的鼓励与表扬,要及时地进行教学案例研究,善于发现新问题,不断地反思,改进自己的教学方法,为学生解除疑惑。评价要以人为本,尊重个体差异,评价语言应客观地指出学生的长处及存在的缺点,语言应简洁明了。另外,教师的评价要让学生耳目一新,并富于幽默感,教师通过幽默诙谐的语言进行评价,能让学生的情感受到感染,积极性得以调动激发。

4.结论与建议

4.1结论

体育教学中实行探究式教学法,是提高学生之间的交流与沟通能力,推进素质教育,提高教学质量的有效方法。探究式教学法对于推进体育课程教学,丰富教学方法与教学手段是有益的,即激发了学生的学习兴趣,又提高了学生探索的积极性;探究式教学法有利于教师全面能力的提升,这一过程也是教师自我教育和成长的过程,能让每一位教师成为主动的探索者。

4.2建议

4.2.1采用探究学习应关注学生身心健康的协调发展,课程内容要精选,教师要加强对学习的引导,注重对学生兴趣的培养,在课程评价中关注学生的“进步度”。

4.2.2探究学习的问题必须是值得探究的“真问题”乃至“问题串”,通过一系列的探究活动,使学生获得新知。为此,教师要深入地钻研教材、教法,要读懂学生,去设计科学的教学过程。

4.2.3探究式学习是对传统的接受式学习的有益补充,教师要选取趣味性较强的一些案例,在运用时,必须精心设计,讲求实效,不能把它庸俗化,形式化。

第6篇

【关键词】生物课程 学科素养 科学探究能力

一、问题提出

新课程以来,生物学科的教学模式更加注重培养学生发现问题与解决问题的能力,发展学生的综合实践能力、创造性学习能力和创新精神,培养辩证唯物主义的科学观念和思想方法。农大附中位于南昌主要风景区梅岭的脚下,位于美丽的江西农业大学校园内。这里物种丰富多样,学生的实践学习资源丰富,同时,江西农业大学有林学院和农学院,其师生都是专家,方便实际工作者与研究者共同参与,这样良好的外部环境更有助于培养学生的生物学科素养。《提高中学生生物学科素养的途径与方法的行动研究》这一课题的研究目的是使学生在实践中学会自主、合作,乐学、会学,使生物学课堂真正充满生命活力,并为初中生物学教师的教学提供一点帮助。

二、生物科学素养的内涵

生物科学素养是指参加社会生活,经济生活,生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。培养学生的生物学素养,它反映了学生对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有的基础上不断提高自身科学素养的能力,并逐步形成科学的世界观,这是一个艰巨而意义深远的任务。

三、生物学科素养对学生未来学习、工作和生活的意义

知识经济时代,是学习型、创新型时代。只有具备一定科学素养的人,才能实现终身学习。只有终身学习,才能不断创新,才能不被知识经济时代淘汰。具备生物学科素养的人才能形成科学的态度和价值观。可见,从小对孩子进行生物学科素养培养意义深远。

1.生物学科素养关系到中学生创新能力的培养

创新,是对原来知识技能基础上的超越。创新能力的高低,与人的知识积累密不可分。没有一定的知识积累,创新也是海市蜃楼。一个人的生物学科素养在创新能力的培养中举足轻重。中学生如果以一定的生物知识为根基,掌握了一定的操作技能,他们就有可能产生超越自我的冲动。因此,在生物学科实际教育教学实践中,我们不能忽视生物学科素养在创新教育中的特殊作用。

2.生物学科素养关系到中学生自主、合作、探究能力的提高

一个人获得知识的途径很多,学校教育是受条件制约的,人的一生,自主、合作、探究是获取知识的重要途径。因此,在学校教育过程中,教师要把培养学生的自主、合作、探究能力摆在首要位置。大量事实证明:学生良好的生物学科的学科素养,能为今后的自主、合作、探究学习赢得主动,为实现终身教育保驾护航。

3.生物学科素养关系到生物科学领域的研究水平

学生在生物学课程的学习中,通过参与和解决现实世界中具体问题,来获取科学和技术的知识,形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样,在日常生活中,他们就知道如何把所学的知识和方法与实践相结合,如何对科技引起的新问题进行思考和判断。当他们参与社会活动时,就能够采取适当的个人行为。

四、提高中学生生物学科素养的途径与方法

培育生物学科素养,可使学生具备对生命现象及生命本质的好奇心,这种好奇心一旦转变成对科学和对学习科学的积极态度,将受益终身。因此,生物学科信息素养的培养要以生物课堂为主阵地扎实、稳步推进。

1、提高教师的科学素养

一个教师的教学理念对教学效果的影响是深远的。教师作为教学的第一生产力,他们在具体到实施教学活动,教师的知识储备和教法方法,都是教学效果提高的保证。具有较高科学素养,是一名教师必备的素质。作为生物教师,如果不看百家之言,吸收更多养分,给自己不断充电,就不能将最新的生物科研成果带到课堂;如果不写作、不反思、不梳理自己的成败得失,就不能提升自己的教学理念及学科素养。这样的教师怎能培养出具有良好科学素养的学生呢?为改变这一被动局面,教师要主动参加学习,利用好图书馆、互联网、校园网等信息渠道,提高自身学科素养。

2、激发学生探究意识

生物教学是研究生命现象的科学,中学生物教学是为学生未来的生物研究打下基础。新课程标准也大力提倡培养学生的探究意识,学生有了探究意识和探究能力,才可以有探究的实践活动。探究意识离不开学生的感受力、判断力和洞察力。作为一线的生物教师,要利用生物学科和地域优势,给学生提供更多的亲历生物生活的机会,让知识和学生已有的生活经验相联,与美丽的大自然相联。学校可以考虑在校园内建立适宜的生物园,为学生提供广阔的实践空间和丰富的生物信息,还可以在郊外深入乡村的地方选择实验田,为学生实践探究搭建平台。

3、提高学生实验操作技能

生物学是一门以实验操作为主的自然科学。在实际实验中,教师可直接演示实验,让学生重复;也可讲解实验过程、要领,让学生亲自去做。或者鼓励学生自己设计、操作实验,启发学生自己发现问题、解决问题。其中最能培养学生学科素养的是让学生根据某一原理设计实验步骤,增强生物学实验研究技能,生物认知能力、动手能力和探究能力都得到提升。

【结束语】提高生物学科素养并非一朝一夕的事,它需要我们教师在日常教学中从点点滴滴做起,有目的有意识地帮助学生熟悉生物学知识,了解科学技术与社会进步,掌握科学探究方法与技能、树立科学态度和科学的世界观。教学是一门艺术,在生物教学实践中我们要把这种教学理念贯彻到教学的每一个环节中,以积极的姿态、切实的行动去实践,去总结,去反思,才能真正,拓宽学生视野,锻炼学生能力,潜移默化地提高学生生物学科素养。

【参考文献】

1.杨莉.浅谈生物学科素养的形成[J]中国科教创新导刊

第7篇

【关键词】 课程实验;通信原理;仿真实验;自主性实验

【中图分类号】G424 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)9-00-02

课程实验作为课程教学目标的重要载体,其教学效果直接影响学员对理论知识的理解程度以及学习的兴趣。“通信原理”是通信工程、信息工程和指挥信息系统等专业的专业基础课,涉及“信号与系统”、“数字电路”、“高频电子线路”等多门先修课程,是其他后续专业课程的基础。该课程理论性强,知识面广,概念抽象,数学公式推导多,与基础课联系紧密。“通信原理”课程实验,能够实现加深学员对本课程的基本理论知识及基本概念的理解,建立起完整的通信系统概念,提高学员理论联系实际的能力,培养学员的工程应用能力、综合设计能力和实践创新能力,如何提升课程实验教学效果已成为专业实验室研究探索的目标之一。

1 目前实验教学存在的问题分析

通信原理课程实验大致可分为验证性实验、综合性实验和设计性实验。目前,通信原理实验主要是依托现有的通信原理实验箱开设相应的验证性实验,硬件实现较多,学员动手操作范围受到限制,创新性思维训练不足。综合性实验涉及本课程的综合知识及与其相关的其他课程知识,要求学员运用多方面理论、多种实验方法进行实验。设计性实验给定实验目的、实验要求和实验条件,由学员自行设计实验方案并加以实现。设计性实验不但具有基础理论和专业知识研究的性质,还具有项目(工程)设计、优化、改进等特点。增加综合性、设计性实验内容的比例是课程实验改革的主流,对全面培养学员的独立思考能力、综合运用、综合实践技能和严谨的工作作风具有重要作用。

现工科各专业进行科研探索和工程设计不可缺少的重要环节是系统建模与仿真。而目前的通信原理实验恰恰缺少这一环节。随着通信与信息处理专业函数库和专业工具箱的完善,仿真软件在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用更加广泛,已逐渐为广大通信技术领域专家和工程师的日常工具。目前的通信原理实验,可以满足部分设计性实验,主要是在实验箱的基础上对硬件进行编程控制,缺少对仿真应用软件的学习和使用。在实验课上掌握一种或两种仿真软件的使用方法,不仅对学员开展毕业设计、科学研究等具有帮助作用,更重要的是提高了学员的工程应用能力和信息化素养。

此外,目前的通信原理实验课均是开设在本学期理论教学的全部内容结束之后,利用10学时进行实验。而当学员着手实验时,往往对开始所学习的原理有所淡忘,实验效果不好,对原理的认识理解也不够深刻。另外,现有的课内实验学时量不能够保证设计性实验课的开出,所以,将这部分实验课开设在通信原理课程结束后的第二个学期,在“信息综合课程设计”等综合实践类课程中加入通信系统中的部分内容,进行设计性、综合性实验。这样不仅使学员的动手实践环节有了连贯性,加深了对整个通信系统的认识,而且会使学员的工程应用能力和创新思维能力有大幅提升。

2 多种实验方法的融合

为了进一步提高通信原理课程实验环节的教学效果,充分发挥专业实验室的作用,在现有的实验学时的条件下,将验证性、综合性、设计性实验进行融合,不但能够加深学员对理论知识的思考,同时有效地提高了学员的综合技能和工程基础。

在通信原理实验课程中我们选用的实验箱是南京捷辉公司的JH5001通信原理综合实验系统,该实验箱能够满足验证性实验的基本要求。验证性实验内容与课程内容结合十分紧密,在什么时候开设哪些实验,应该是与理论课同步进行的,由主讲教员根据理论课的教学的需要与实验教员共同商定。为了形象地说明理论课程中的原理,加深学员对原理的理解,主讲教员可以将部分实验在课堂作以仿真演示,然后在原理课程学习完之后,马上安排学员利用实验箱进行实验,让学员自己动手具体验证这部分原理,进一步加强学员对这部分理论课程的理解。比如用户环路接口实验、PAM编译码系统、帧成形及其传输实验、帧同步实验等,都可以安排在该课程内容讲解完相关原理之后立即安排学员着手实验,使得理论课和实验课的教学相得益彰,两方面的教学质量都有较大的提高。

在利用通信电子电路综合设计实验平台及信息通信类综合创新实践平台的综合性实验中,以实验箱和仿真实验相结合的方法进行。在实验开始前为学员提供实验目的、实验要求,以及部分实验步骤,让学员根据所学的相关理论知识综合解决实验问题,采取硬件、软件或硬软件相结合的办法实施。使学员了解FPGA/CPLD可编程开发技术、DSP数字信号处理技术、软件编程技术、电路仿真技术等,提高学员的综合开发能力。

在全部理论课内容结束之后,由教员给出实验应完成的设计指标,让学员利用实验室已有的仪器设备自行设计实验方案,完成实验任务。设计性实验不但可以激发学员生的学习兴趣和积极性,而且设计方案的实施过程是学员运用所学知识与实践结合的过程,这使学员的综合思维和实践能力有了大幅提高。学员可以利用仿真软件进行系统设计,在满足实验预期的设计指标后,选择部分仿真效果好,电路设计合理且易实现的电路独立制作成电路板,通过仪器测量,进行可变参数器件的调整,使电路达到设计要求。例如:电话机呼叫处理系统的设计、计算机数据传输通信测试以及单边带调制系统的调制、解调和抗噪声性能的仿真等,通过设计性实验这一环节,让学员独立思考、分析、判断并反复实践,促进了学员独立学习的积极性,同时极大地提高了实验教学的效果。

3 仿真教学内容的构建

在通信和电子工程领域,系统仿真技术一直是新型通信协议研发、通信体制的性能研究、通信系统设计、信号处理的重要手段。仿真软件,提供丰富的部件资源可方便、直观、形象地构建通信系统,具有强大的分析功能,可对硬件开发提供方案论证和实践指导。在通信原理实验中引入软件仿真技术,可以把系统性能和参数之间的关系形象地展现出来,而且可以将实验箱和仿真软件结合开设设计性实验和综合性实验,使学员对通信系统的原理有更深刻的认识,有利于理论教学和实践教学的融合,有利于学员创新能力和信息化素养的提高。目前,各高校用于通信原理仿真实验的软件主要有两款:Systemview和Matlab/Simulink。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析,有助于学员构建系统的整体概念,可让学员对常用的模块自己编写文件,从具体模块的实现到整体系统的架构。

以System View为例,它是美国ELANIX公司的一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化设计环境,是一个功能强大、用途多样的工具平台,提供开发各种系统的模拟和数字工具,包括数字信号处理、通信、控制以及构造通用数学模型。该软件不需要复杂的计算机编程,可以只通过点击图标和参数输入的方式来完成复杂系统的建模、设计和测试。在二进制振幅键控(2ASK)中,利用System View进行仿真实验的步骤一般为:

①根据2ASK的调制解调原理进行系统分析,画出系统框图;

②根据原理图,建立系统仿真模型;

③进行2ASK调制参数设置;

④系统仿真,分析结果,对系统进行评估和改善。

它要求学员在把课堂上讲授的抽象的理论进行消化的基础上,通过独立思考,自主设计,建立系统模型,有利于克服硬件实验箱电路固定、学员缺乏参与性的弊端。利用SystemView可以完成验证性实验,又可以通过改变参数及相关模块进行设计性和综合性实验的设计,能够很好的调动学员学习的积极性,增强学生的系统分析能力、设计能力。

将仿真软件应用在通信原理实验教学中,充分利用学校现有的教学环境,在现有的条件下为学员提供了更多的实验机会,增强了实验的多样性,扩大了实验范围。不但将通信原理课程中较难理解的内容,通过软件仿真形象生动的展现出来,使学员对知识的理解更加透彻,有效地提高了学员的学习兴趣,而且提高了学员分析和解决实际问题的能力。

4 自主性实验模式的探索

传统的实验模式往往受到学时和资源的制约,而自主性实验模式是一种创新性实验,与研究性实验类似,是指学员在课程实验中,结合自己的兴趣点确定自己的研究项目并进行实验,不占用实验教学学时,但是实验室对学员全天候开放,学员可以充分利用业余时间查阅资料并进行实验,实验教员全程跟踪给予保障和指导。对于自主性实验,自行命题这一环节至关重要,首先是学员要想到什么?这是理论知识与实践认知的积累,也是钻研精神的体现。因此,“命题”是学员理论学习与实践过程中的问题发现和更深层次的探索。在这一环节,实验指导教员要给予充分的指导和论证,帮助学员改进命题,以便更好地进行实验。其次是如何做?在学员命题后,要进行方案设计、选择仪器设备、建立实验方法等,这是实验过程的再造,是在科研技术方法上的提高。最后由实验指导教员给出实验评价,通过自主实验过程和实验报告总结,检验设计方案的科学性和实验方法的合理性,这对培养学员的科研工作能力有着重要的帮助。当然,这部分实验要在学有余力的学员中开设。将科学研究融人实验教学中,会使实验教学真正成为培养学员创新能力的重要环节,是课程实验教育教学改革的重要趋势。

5 结束语

针对目前通信原理课程实验仅采用实验箱进行验证性实验,实验方式单一,效果较差,未充分利用现有的实验条件的情况,将多种类型的实验平台进行整合,在学校人才培养方案和实验目录框架下,将课程内容调整为验证性、综合性和设计性实验三部分,使实验内容既配合理论课程的教学,又与现代通信技术同步发展,使课程实验的教学从内容到形式上都有较大改观。总之,通过采取多种实验模式相结合的灵活教学方法,最终目的只有一个,就是希望使学生经过大学四年的学习,成为具有扎实理论基础、较强动手能力的高素质人才。

参考文献

[1]蒋鸿雁,刘敏.通信原理实验教学改革[J].中山大学学报,2003(23).

[2]王卫红,袁少强.现代控制理论研究型自主性综合实验教学方法[J].实验室研究与探索,2006(6).

[3]周翔.软件仿真在通信原理实验教学中的应用[J].高校理科研究,2010(9).