物理自主创新教学管理论文

2022-04-24

摘要:随着我国社会经济的飞速发展,本科生创新能力的培养成为我国高等教育改革的重要课题。结合相关实习及实验的亲身经历,思索和探讨本科生自主创新能力培养的方式方法。从现实教学中本科生创新能力培养入手,分析培养创新人才的缺陷以及其制度的影响因素,建议完善更加合理的创新能力培养制度,激发本科生实践创新的激情,推动本科生创新能力培养工作的良性发展。以下是小编精心整理的《物理自主创新教学管理论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

物理自主创新教学管理论文 篇1:

高校本科毕业论文(设计)教学管理系统的开发及应用

摘 要:高校本科毕业论文(设计)教学,是培养本科生问题意识、科研意识、应用意识以及激发思维、探求真理、提高综合实践能力与自主创新能力的重要环节,高校本科毕业论文(设计)教学管理系统的开发和应用,提高了本科毕业论文(设计)教学的管理水平和质量,调动了师生双方的积极性。

关键词:本科毕业论文(设计);教学管理系统;开发应用

高校本科毕业论文(设计)教学,是培养本科生问题意识、科研意识、应用意识以及激发思维、探求真理、提高综合实践能力与自主创新能力等的重要环节,是对学生本科阶段学习的基础理论、专业知识、基本技能以及研究能力、实践能力、创新能力等的一次大检验。因此,全面做好本科毕业论文(设计)工作具有重要的现实意义。为此,我们进行了一系列的教学改革,做法之一就是,自主设计并开发了“高校本科毕业论文(设计)教学管理系统”。

一、系统主要功能

(一)用户管理

本套教学管理系统的登录界面如图1所示,其用户包括系统管理员、教师用户、学生用户三类,每一类用户有着不同的使用级别。其中,系统管理员可打开或关闭系统,添加或修改学生信息、论文题目及通知公告等;教师用户可查看学生信息、选题情况、写作进度,并进行网上指导等;学生用户可以查看通知公告、浏览本人信息,进行网上选题、网上提问与交流以及上传或下载论文等。

(二)系统开启与关闭

此功能只在学生进行网上选题时有效,其目的是限制学生毕业论文(设计)选题时间、防止学生反复多次换题,杜绝学生选题时拖延时间,从而提高选题效率。此功能的开启或关闭由系统管理员实现。

(三)添加或修改用户信息

本系统可由管理员批量添加学生用户和教师用户信息,从而有效节省学生和教师用户入库时间,同时,也可实现修改或删除功能。若选择删除,将会删除该用户的所有信息。需要说明的是,只有提前入库的用户才有权登录,本系统不支持任意注册及登录,从而可避免出现许多重复信息,也可方便进行相关统计。

(四)添加或修改论文(设计)题目

在向师生征得足够数量的论文(设计)题目后,可利用本系统由管理员批量添加论文(设计)题目及相应指导教师等信息,同时提供修改或删除功能。若选择删除,也将会清除选择该题的学生用户的选题信息。同样需说明的是,每一年各专业的选题数量要大于该次选题的学生数,从而在系统内可限定学生“一人一题”。

(五)添加或修改通知公告等

本系统可由管理员添加或修改有关毕业论文(设计)工作的各项通知、公告等,也可以附件的形式上传相关文件、图表等,同时提供修改功能。

(六)查看论文(设计)题目及指导教师信息

用户登录系统后,可查看所属年级专业的论文(设计)题目、指导教师、题目是否可选等信息。同时也可选择不同的查看方式,教师用户还可“一键式”快速查看自己所出论文(设计)题目的选择情况,以及选择本人论文题目的学生信息等。

(七)学生网上选题

如图2,这是本系统最具特色的功能之一,也是我们开发本系统的初衷。在此,学生用户可方便快速地对系统中的论文(设计)题目进行网上选题,一方面可大大节省选题时间,另一方面也避免了以前经常出现的重复选题现象。另外,系统也提供退选和重选等功能。

(八)信息查询与搜索

各类用户登录系统后可查看通知、公告、学生信息、指导教师信息、联系方式、论文(设计)题目、题目选择情况、论文(设计)成绩(成绩由系统管理员输入)等。同时,提供快速搜索功能(如图3)。

(九)师生在线互动

这是本系统的又一项重要功能,也是主要特色之一。教师用户可点击学生姓名,发送留言,学生用户也可点击教师姓名旁的图标给指导教师留言,从而实现师生互动。教师和学生在线留言时,如不填写“发送给某人”,则视为公开留言,所有用户均可查看,否则,只有对方才能看见。其中未读留言作高亮显示。同时,还可在线记录指导教师平时的指导情况或指导信息。

(十)论文(设计)电子文档的上传与下载

本系统支持word和pdf两种格式电子文档的上传或下载。此功能可由以上三类用户自由实现,不受用户限制。毕业论文(设计)电子档原文上传,不仅方便指导教师修改,同时也方便最终定稿论文(设计)电子档的入库存档,为毕业论文的信息化管理提供了便利。

二、系统应用效果

目前,高校本科毕业论文(设计)教学管理系统已基本实现了功能完备、结构合理、界面美观、使用方便、运行速度快、占用空间小等开发目标。通过近年在信阳师范学院的正式使用,本系统已成为学校整个教学管理系统中别具特色的管理软件之一,收到了很好的效果。

(一)提高了本科毕业论文(设计)教学的管理水平

从征题、选题,到互动、答疑,直至论文入档、成绩管理等均可通过本系统轻松完成,基本达到了本科毕业论文(设计)教学工作的全过程在线操作和管理的目标,从而大大提高了本科毕业论文(设计)教学管理的科学化、信息化水平,实现了本科毕业论文(设计)教学工作的高效化管理。

(二)提升了本科毕业论文(设计)教学的质量

在提高毕业论文(设计)工作效率、充分利用有限时间的同时,由于实现了指导教师在毕业论文(设计)教学过程中的实时、动态指导,以及存在问题的及时解决,因此,近年信阳师范学院的毕业论文(设计)教学质量明显提升。

(三)调动了师生双方工作或学习的积极性

在使用本系统之前,由于本科毕业论文(设计)教学管理是松散的、滞后的,因而指导教师的指导过程和学生的写作或设计过程都带有一定的隐蔽性、随意性,师生双方的积极性不高。而本管理系统的使用则实现了指导过程和写作或设计过程的实时显示和监控,从而大大调动了师生双方的积极性。

参考文献:

[1]葛方振.基于网络的毕业论文管理平台的架构研究[J].电脑知识与技术,2010,(4).

[2]李志杰,王维,史桂梅.提高物理专业本科毕业论文质量探讨[J].高教论坛,2012,(11).

责编:一 萧

作者:冯一兵 余本海 彭春梅

物理自主创新教学管理论文 篇2:

实践性教学研究与创新能力培养浅析

摘要:随着我国社会经济的飞速发展,本科生创新能力的培养成为我国高等教育改革的重要课题。结合相关实习及实验的亲身经历,思索和探讨本科生自主创新能力培养的方式方法。从现实教学中本科生创新能力培养入手,分析培养创新人才的缺陷以及其制度的影响因素,建议完善更加合理的创新能力培养制度,激发本科生实践创新的激情,推动本科生创新能力培养工作的良性发展。

关键词:实践教学;本科生;创新能力

21世纪是经济腾飞、知识聚焦的时代,国与国之间的竞争归根结底是知识的竞争、创新人才的竞争。本科生教育是建立科技型大学的基石。本科生培养教育的成果直接影响研究生培养的质量。因此,自主创新能力的培养是提高教育质量的重要标志。吉林大学近年来通过开展教学改革,培养本科生的创新能力,这种改革与知识社会的迅猛发展是分不开的。创新能力的培养与学校教学工作、课程设置和教学改革密切相关。[1]吉林大学建设工程学院工程地质专业三年级设置的主要实践性教学环节为土体原位测试基础教学实习,同时,开设土质学试验、材料力学实验等。[2]人们应该从新的角度思考实践性教学研究,而这一研究可以更好地适应知识经济时代的要求。

一、自主创新能力的培养

创新能力的培养绝对不能通过固定的模式训练而成,而是多种综合因素作用的结果。创新能力的构成因素不仅包括智力因素和非智力因素,还包括思维因素和人格因素。这些因素相互作用,相互影响。教学研究必须关注到影响学生创新能力形成发展的这些因素。同时,创新能力的培养具有复杂性、多样性、艰巨性。

创新能力从社会意义上讲,包含群体创新能力和个体创新能力。本科生的创新能力为个体意义上的创新。教师应关注本科生创新能力的培养,才能使每一位本科生的创新能力得到提高和发展。本科生的个体创新能力提高后,才能达到群体或社会意义上的创新。

本科生创新能力的发展是一个从低级到高级的渐变过程。同时,每一位本科生创新能力的表现是多种多样的,可以表现为数学领域的创新、物理力学领域的创新等。可以根据本科生的学术活动将创新能力分为两类,一类是本科生创新解决学科活动各种问题的能力,另一类是解决除学科能力以外各种学科的能力。[3]创新能力是本科生在主动性及能动性技术上发展出来的能力,正因为这种能力才能使本科生发挥更大的潜能,超越自己。

基础教育应该承担本科生创新能力培养的义务。在基础教育阶段,创新能力培养不同于高等教育和职业技术教育。它使得本科生获得更加全面的知识及技能,意味着通过教育教学活动,学生不仅要具有低端的技能,还要具有更高端的技能。学生获得技能的同时,必须能够融会贯通,只有不断加强对大学生创新能力的培养才能满足国家经济建设和社会发展的迫切需要。

二、相关课程与创新能力培养的必然联系

本科教学过程中,教师不仅要让学生学会理解掌握工程地质相关专业学科的知识,同时,还要让学生学会用所学专业知识解决现实工程中的各种难题,要将理论与实际紧密结合起来。培养创新能力不能忽视基础的学科教育,基础学科教育是创新能力过程中不可缺少的一部分。专业知识相关课程能使学生掌握大量的知识技能,但不利于学生掌握综合知识技能。在学生创新能力培养过程中,专业相关课程既有优势又存在许多不足。在改革课程的同时,要充分意识到过于单一的学科课程不利于学生创新能力的发展。所以吉林大学工程地质专业针对三年级本科生进行与课程教学体系相关的地质实习,并在长春市内建立了较固定的实习教学基地。丰富多彩的教育实习活动可以弥补单一课程教学的不足。[4]

工程地质三年级本科生实习课程的教学具有开放性,教学内容来源于学生的现实生活,有利于引导学生关注现实问题,掌握与解决实际问题相关的技能。与普通教学相比,实习教育内容更加灵活。在教学过程中,教师应当根据学生的兴趣、现实社会的变化进行新一轮的学科调整,为工程地质学科的建设创造更好的发展空间。野外教学实习所获得的知识和技能是不能通过学科基础教育获得的。因此,创新能力的培养应当将学科基础教育和学科实习活动教育相结合。

三、创新能力培养的缺陷分析

本科生创新能力的培养意义十分重大,我国教学改革的目的是培养大学生创新思维和能力,在改革过程中取得了一定的成就,但仍存在一定的缺陷。

首先,观念的落后。人们普遍认为大学生教育多数教学内容具有稳定性和单一性,强调教育知识的数量和准确性。学生只是满足于考试顺利过关,其创新能力无法得到重视,只有对大学生教育观念进行创新才能培养出具有创新能力的新世纪大学生人才。其次,教育体系滞后严重影响了大学生创新能力的培养。教学方法和手段的落后也是阻碍学生创新能力发展的一道屏障。[5]各高等院校采用以讲授为主的教学方法传授知识的同时,基本忽视学生创新能力的培养,这种教学方法很难培养出创新型人才。只有将讲授为主转变为自学为主,才能有助于培养其创新能力。

其次,实践教学环节薄弱。对实践活动的考核不完善,多是形式主义,没有本质上的提高。

再次,师资队伍羸弱。教师是各高等院校教学科研活动的先行者,创新人才的培养离不开教师的创新精神。教师是教学科研活动的领导者和组织者,自身的知识更新速度、创新精神对推动创新教学、培养创新人才起着至关重要的作用。个别教师科研方面存在敷衍了事,对学术学风建设有很大的负面影响,不利于学生创新能力的培养。

四、创新能力培养制度的影响因素

教育价值观对教育活动具有指导作用,对实践活动具有推动作用,对管理制度的制订具有依据作用。各高校的教育管理过程中,师生关系是被动的传授者和接收者的关系,学生无法自主选择课程,自主选择学习方式。课堂教学缺乏应有的活力,大学生的主体地位难以体现。构建新型教学管理制度,迫切需要改变现有的教育观念,要以培养学生自主学习为目的,改变传统师生观念,了解教学是学生与教师共同参与互动的过程。作为学生,要善于思考问题,提出问题,解决问题。无论是学习还是实践活动,都需要自主创新。[6]作为教师,要改变传统的评价考核制度,使教学方法多样化,注重培养学生的创新能力。

我国教育资源相对匮乏,师资队伍相对薄弱,课程资源存在不足,应当开设大量的选修课供学生学习,拓展其知识储备,促进学生个性化发展。实验室实习场地的资源不足,必然影响教学管理制度的改革。科研经费投入不足也难以调动教师的积极性,没有雄厚的物质基础,高等教育的发展举步维艰。

五、创新能力培养制度的完善

规范教学计划制订的相关工作,由各院系相应成立工作小组具体实施修订。在课程设置中,优化课程组合,浓缩专业课程,优化学生的知识结构,加强基础课教学,为学生完成学业创造有利条件。要让学生自由支配部分时间发展自身爱好,由被动学习转为主动学习。教学计划制订完毕后,在试用期内搜集学生的反馈信息,根据提出的意见或建议对教学计划作进一步修改。

对所选教材和自编教材进行重新评价,保证教材的质量。同时,给予一定的经费支持,确立建设精品课程的思想,有计划有目的地开展精品课程建设,以此提高教学成果和实现培养创新人才。要合理运用现代科学技术等手段,改变传统的教学观念、教学方法手段以及管理制度。精品课程最好在网络平台上实现教学和管理,鼓励将课件、授课录像在互联网上开放下载,实现优质教学资源的共享,促使精品课程建设得到长久发展。

为了提高高校教师的整体水平,应加大引进海内外优秀人才,高校应当从物质和精神方面创造各种优异条件吸引优秀人才入校任教,加强师资力量,完善住房补贴、薪酬分配,改善工作条件,采取专职和兼职相结合的聘任方式,完善教师任职与晋升制度,开展教学成果奖励活动,充分调动教师工作的积极性。

六、结论

综上所述,大学生创新能力的培养是经济时代的必然要求,是普及素质教育、提升本科教育质量的前提。本文全面分析了本科生创新能力培养过程中存在的不足,包括教学方法落后、课程设置不合理、师资力量薄弱、教育制度存在缺陷等问题。这些都制约了学生创新能力的扩展,导致学生个性化的缺乏。

为了培养学生的创新能力,学校不仅要为学生提供自由学习课程的时间和空间,还要创造多种条件,使学生积极主动投入到生活实践学习中,创建产学研相结合的创新体系。在学分制的管理基础上完善选课制度,逐渐改善教育机制。

要培养出创新型人才,还需做到教师教学自由,为学生的创新能力的培养提供良好的实践环境。在建设师资队伍时,特别要注意引进优秀海外人才,完善教师任职与晋升制度,以激发他们的创新热情和敬业意识。

参考文献:

[1]王清.土体原位测试与工程勘察[M].北京:地质出版社,2006.

[2]陈慧娥,王清,王常明.以学生为中心的地质实习教学方法改革——美国密西西比大学野外地质实习启示[J].高等建筑教育,2012,

21(4):104-106.

[3]王晓玲.在高等数学教学中培养学生创新素质的探讨[J].教育与职业,2011,(9):115-116.

[4]王清,王常明,范建华,等.勘察技术与工程专业本科生教学实习基地建设是教育发展和改革的基础[J].实验科学与技术,2010,8(3):128-129.

[5]董立尧,徐衡,付鹏.论大学生创新能力的培养[J].高等农业教育,2000,(5):28-30.

[6]杨晓静,尹忠东,艾欣.本科生创新能力培养的若干思考[J].中国电力教育,2010,(S2):148-152.

(责任编辑:王祝萍)

作者:牛岑岑?王清?陈剑平?陈慧娥

物理自主创新教学管理论文 篇3:

移动智能终端在数字化学习中的应用研究

摘要:本文从普及性、易操作性、多感知性、开放性、多触点交互性五个方面调查分析了移动智能终端运用于数字化学习的可行性以及必要性;重点探讨了以QQ平台展开的“实验:探究加速度、力与质量的关系”一课为例移动智能终端在数字化学习中的应用;最后文章对移动智能终端应用于数字化学习提出了展望。

关键词:移动智能终端;数字化学习;传感器;信息交互

本文试图将移动智能终端与数字化学习相融合,以带有多传感器的智能手机在高中物理实验的数字化学习为例探究移动智能终端应用于数字化学习的优势及其应用前景。

一、移动智能终端在数字化学习中应用的可行性

移动智能终端以用户为中心,向着更加智能化、环保化、云化以及和其他领域融合化方向发展[1]。以带有多传感器的智能手机为例,移动智能终端应用于教育教学领域具有如下优势:

1.普及性

《2011-2012年中国智能手机市场研究报告》数据显示:2011年中国手机市场中智能手机进一步普及,全年的整体关注比例达到了81.8%,智能手机的关注比例超过八成,较2010年提高了14.7%之多,预计2012年将会超过九成[2]。

2.易操作性

智能手机的多触点交互技术打破了传统计算机鼠标键盘的束缚,无需鼠标键盘作为中介进行繁琐的输入,即可达到人机交互的目的。由于知识的迁移性,有传统芯片手机体验的学习者很容易操作智能手机,不需要学习操作流程,节省了大量的时间和精力。

3.多重感知性

传感器技术在智能手机中的应用,使得智能手机能够从不同维度获取学习者以及周围环境中的各种信息,包括通过视觉、触觉、听觉、味觉来获取。[3]智能手机内置的多种传感器从外界探知的信息经过处理后转化为学习者可识别的物理信号,传递到屏幕上,供学习者学习。从而实现了智能手机与学习者之间多种维度的自然交互。

4.开放性

(1)操作系统的开放性。操作系统的开放性为学习者提供海量的数字化学习资源;开放式操作系统通过开放其应用程序编程接口以及外部函数来接受外部的程序,第三方可以根据已有的程序通过接口安装更多的应用程序,不断的完善智能手机操作系统的功能,使智能手机的功能得到无限的扩充,从而实现更加丰富多彩的用户体验。

(2)程序的开源性。智能手机操作系统程序源代码开放,使得设备具有良好的拓展性,可以拓展程序的功能;学习者可以根据个人的需要自行开发数字化的学习资源,不断完善程序;程序的开源性使得智能手机操作系统不仅能够满足学习者简单的访问,而且能够实现复杂的人机交互,甚至完全可以将手机操作系统作为开发平台,开发出更加丰富的功能。

5.多触点交互性

移动智能终端的多触点交互技术允许单个用户或多个用户通过手势与交互界面进行对话[4]。移动智能终端没有繁琐的输入输出设备,多触点触摸屏将鼠标、键盘等输入设备以及显示屏输出设备融为一体,输入信息无需中间设备即可呈现反馈结果交互自然、便捷。极大地方便了学生之间的协作学习,能够满足多个学生共同合作完成同一学习任务。

二、移动智能终端在数字化学习中应用的必要性

麦克鲁汉认为:任何媒体设备都是人体的延伸,都在试图延伸人体的某些器官及其机能,笔是手的延伸,书是眼的延伸,电视是眼和耳的延伸[5]。将带有多传感器的移动智能终端引入到数字化学习中,与数字化学习相融合,具有极大的必要性,为学习者自主探究,分析问题,解决问题提供强有力支持。移动智能终端能够实现与学习者进行方便、快捷、准确、人性化的信息交互体验,同时也为移动学习、泛在学习的手段带来全新的技术变革。

我们通过文献调查发现,以往有关于智能终端运用于教学实验的文献,大都集中于智能终端与计算机以相配合辅助教学,这些终端设备体积庞大、操作复杂,中小学生未经培训很难独立使用。以智能手机为代表的移动智能终端将多种传感器内置到设备中,体积精小携带方便,操作简单,学习者可以实验前在智能手机上安装数据处理软件,这样采集信息、处理分析信息、呈现信息这一过程一气呵成,完全自动化,无需学习者介入,而且数据准确,误差非常小,节省学习者大量的时间和精力,使其将全部精力投放在实验结果的分析中。

三、基于移动智能终端的数字化学习(以基于移动智能终端的“实验:探究加速度、力与质量的关系”的数字化学习为例)

以智能手机为工具,QQ群为平台,展开的人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理必修1》中的第四章第二节“实验:探究加速度、力与质量的关系”一课为例,探讨移动智能终端在数字化学习中的应用。

在基于智能终端的数字化学习中,教师的角色发生重大转变,由课堂的主宰者转变为学生知识建构的促进者、引导者,在数字化学习中更加注重学生的主体地位,基于智能终端的数字化教学过程恰好体现了“以学习者为中心”、“教师主导,学生主体”的理念。整个多终端的数字化学习过程是在QQ群中展开的,教师和学生首先通过移动智能终端同步登陆QQ群,数字化学习活动在此平台中展开,整个数字化学习过程分为课前、课中、课后三个阶段,具体的环节如图1所示。任何一个阶段师生、生生之间都可运用多传感器的智能手机进行双向实时的连续性的信息交互,移动智能终端的多触点交互技术有利于师生、生生之间建立起良好的互动关系,便于信息的及时反馈,辅助学生提高数字化学习的效率、效果、效益。

1.课前阶段

(1)在线考勤。移动智能终端的图像传感器技术能够鉴别出被摄物体细微的差别,提供面部识别以及真人识别的功能,能够清晰的分辨出摄像头对面是否是学习者本人而不是他人,是真人而不是一张照片。在本节课的学习中教师运用移动智能终端的视频功能与学习者进行视频通话,对学习者进行在线考勤,有效地防止学习者“逃课”现象。在线测试环节中,能够防止替考代考现象的发生。

(2)作业检查。物理是以实验为基础的课程,而课堂时间有限,教师无法面面俱到,某些与课堂实验相关的典型实验只能由学习者在课下独立完成。移动智能终端协助学习者完成实验同时能将整个实验过程完美的记录下来,课前分享到QQ群中,教师可以对学习者的实验过程进行检查,便于个别指导和评价,更能体现以“以人为本”“学习者为中心”,注重学习者的个性化发展。

(3)制定计划。制定计划是学习新课之前需要准备的重要的环节,数字化学习中制定计划尤为重要,是整个学习过程得以实施的动力。在学习“实验:探究加速度、力与质量的关系”一课之前,教师将本节课的学习计划(用比较法测量加速度;控制变量法探究加速度与质量、力的关系;掌握利用图像处理软件数据的方法)通过移动智能终端发布到群共享里,供学习者参考。

(4)安装相关软件。为了使本节课有效的进行,课前教师将本节课用到的相关软件共享到QQ群平台,学习者自行下载安装到智能手机中。本节课需要安装的软件有QQ客户端、虚拟实验动画、3D赛车游戏、滑雪游戏、超音速飞行游戏、数据处理软件。

2.课中阶段

(1)创设情境(5分钟左右)。教师和学习者同时进入3D赛车游戏,通过改变智能手机的角度即可实现前进、后退、转弯、加速、减速等动作而不需要控制方向键。学习者犹如在现实的场景中一样,亲近感极强。3D赛车游戏使学习者对加速度有了深刻的体验,为引出加速度与力、质量的关系做好铺垫。

(2)提出假设(2分钟左右)。3D赛车游戏体验之后,学习者能够认识到要想使赛车加速就要为赛车提供更大的牵引力,在牵引力相同的情况下,载有副驾驶的赛车要比无副驾驶的赛车提速慢,那么我们可以提出如下假设:加速度a和力F有关;加速度a和质量m有关,它们之间存在什么关系呢,以下实验来进一步验证。

(3)演示实验(15分钟左右)。演示实验由教师完成,学生通过QQ群的实时视频观看整个过程。将智能手机放入一辆匀加速行驶的车,移动智能终端的加速度传感器能够准确的测量出此时车的加速度并且能够以可识别的物理量形式呈现到屏幕上,学习者可以一目了然的看到车的加速度a1,同时记录此时车内牵引力测试仪中的牵引力F。预先测定光滑路面的摩擦系数μ,由于对水平路面正压力N即车的重力G,可由汽车重量检测秤测得,摩擦力f=摩擦系数μ*正压力N,水平线上的合力F1=F-f。采用控制变量法,保持质量不变,多次改变加速度,分别记录加速度和合力的值。

在传统的课堂中,做加速度a与力F、质量m关系的实验需要打点计时器、纸带、小车、带有滑轮的长板、绳子等实验器材,实验器材繁多而且操作起来繁琐,误差大,不利于得出结论,而移动智能终端则可轻松的实现、数据真实可靠,误差极小。移动智能终端将物理实验搬出实验室,引入到真实的生活情境中,有利于培养学生形成“理论知识源于生活,用于生活”的理念,改变理论与实际运用脱节的现状,学以致用,将物理知识置入于生活实践中。

(4)自主实验(10分钟左右)。学生在自己的移动智能终端中通过课前安装的虚拟实验动画进行自主实验。学生有了观看教师在现实生活中测量加速度与力、质量的关系实验经历,很容易独立完成实验。移动智能终端的多触点交互技术能够使学生通过拖拽对象轻松改变小车的质量;虚拟试验中可以提供不同摩擦系数的平面来改变摩擦力的大小;牵引力的大小也可以随时改变,学生模仿老师采取控制变量法采集多组数据。

(5)数据分析(8分钟左右)。传统的实验需要人工记录每组数据然后绘制关系图像,描点不准确容易造成误差。此环节的重点是通过图像探究数据之间的关系而不是图像的绘制,因此在图像绘制上耗费大量的时间得不偿失。移动智能终端支持后台运行程序,可以同时处理并发进程,由实验得出的数据可以及时的导入预先安装的数据处理软件中,自动化的生成m一定时a-F、F一定时a-m的关系图像。通过图像可以得出:当m一定时,随着牵引力F的匀速增大加速度a也增大;力F一定时,随着质量m的增大,车的加速度a随之减小。

(6)得出结论(2分钟左右)。以事实说话,通过对图像的客观显示,学生不难得出如下结论:当质量一定是,力与加速度成正比例;当力一定时质量与加速度成反比例。

(7)回顾历程(3分钟左右)。教师将本节课的流程发布到QQ群中,为学习者回顾提供一条主线。首先是情境创设,将学习者引入到完全真实的情境中;接着提出假设:加速度a与质量m力F存在一定关系;通过实验验证三者之间的关系;数据分析得出结论。此环节是学生需要掌握的重难点,基于移动智能终端的数字化学习则可将整个课堂录制下来,学生根据个人掌握知识的差异性,选择性的回放自己薄弱的环节,尊重学生个体的差异性,极大地满足学生个性化学习的需要。

3.课后阶段

(1)重温实验。“纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行”,学生观看教师实验对实验过程有了感性的认识,学习者借助移动智能终端,按照教师设计的实验方案重新完成教师的实验,此过程可以通过讨论组组建虚拟协作学习小组,小组成员共同探究实验交流心得,教师针对学生在讨论组中的探究过程出现的问题给出适当的点播。每一位学生都可以在自己方便的时间基于自己的移动智能终端重新进行课堂探究性实验。

(2)自主创新。以课堂实验为基础,课后学习者运用移动智能终端展开自主创新实验。《普通高中物理课程标准(实验)》中提出:在课程实施上要注重学生的自主学习,高中物理课程应培养学生自主创新能力,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考[6]。基于智能移动终端的数字化学使学习者体会到了物理研究过程并不是非常神秘的,每位同学都可以自主开展物理研究,激发学生的自主创新、探索新知的积极性和主动性。

(3)益智游戏。课后学生可以通过移动智能终端操作一些和本节课相关的益智游戏,如滑雪游戏、超音速飞行游戏,通过益智游戏进一步体验加速度与力、质量之间的关系,将生命的体验和乐趣变为学习的目的和手段(祝智庭,2005)。

“实验:探究加速度力与质量的关系”为探究性实验,安排在牛顿第一定律和牛顿第二定律之间,具有承上启下的作用,因此本节课的学习对于知识的衔接以及第三节牛顿第二定律的学习至关重要,而探究性实验不同于验证性试验,难度性更大,要求学生具有较强的自主学习、探究学习、协作学习的能力以及物理量的测量、分析、归纳总结的能力。多传感器技术的移动智能终端恰好能在数据的采集、处理以及呈现方面为学生的实验探究提供了强有力的支持,有助于学习者各方面能力的提高。

四、结束语

移动智能终端传感器技术进入数字化教学中能够营造出一个生动形象的教学环境,有效地将移动应用技术引入到教师课堂教学,学生自主探究,小组协作学习以及教学管理中,提高学生掌握知识技能的效率,优化数字化学习过程,变革教学手段,以期达到教育教学效果的最优化。

参考文献:

[1]鲁帆.移动智能终端发展趋势研究[J].现代传播,2011(11):139-140.

[2]中商情报网.2011-2012中国智能手机市场研究年度报告(简版)[DB/OL].http: //tech.hexun.com/ 2012-01-14/13726 190 8.html.

[3]威尔逊(著),林龙信(译).传感器技术手册[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[4]郁晓华,薛耀锋,祝智庭.多触点技术的教育应用前景分析[J].中国电化教育,2010(2):107-110.

[5]麦克卢汉.理解媒介——论人的延伸[M].商务印书馆,2004.

[6]普通高中物理课程标准(实验)[Z].http://www.ks5u.com/news/2009-2/10368/.

(编辑:王晓明)

作者:王苗 彭立

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