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字體設計的教學有其深厚的理論基礎和方法,這是指導、學習字體設計的最基礎的重要內容,其理論是從傳統實踐、繼承發展、交流學習、社會需求中總結得出。文字是記錄語言、約定俗成的符號體系,是人類語言的輔助工具,是人類文明的象征。音、形、意構成了一個完整的文字。它既是符號,又是文化。從世界范圍來看,文字的產生基本經歷了思想變化、實物記事、圖畫表意、符號體系到現代文字的一個發展、成熟的過程。人類的造字是最初的、也是最根本的字體設計理論。從文字的創造可以看到先人們的智慧和方法,這是需要我們學習和繼承的。“古者包犧氏之王天下也,仰則觀象于天,俯則觀法與地,視鳥獸之文,與本地之宜,近取諸事,遠取諸物,于是始作八卦,以通神明之身,以類萬物之情。”又“上古結繩而治、后世圣人易之以書契。百官以治,萬民以察,蓋取諸。”認為包犧氏時代開始了文字。不難看出漢字的產生與人的“觀法自然”“類萬物之情”和需求息息相關。東漢的許慎對漢字的造字做了精辟的論述“:一曰指事,指事者,視而可識,察而見意,上下是也;二曰象形,象形者,畫成其物,隨體詰詘,日月是也;三曰形聲,形聲者,以事為名,取譬相成,江河是也;四曰會意,會意者,比類合誼,以見指撝,武信是也;五曰轉注,轉注者,建類一首,同意相受,考老是也;六曰假借,假借者,本無其字,依聲讬事,令長是也。”即“六書”,這六書是古人分析漢字的構造和使用而的歸納出來六種條例,基本形成了一個成熟的漢字造字的方法體系,在世界文字發展史上具有很強的代表性,并獨具一格。文字是一個民族穩定的民族傳統、民族文化的代表。字體設計教學,應當圍繞根本、主線,在現有的字體體系中,以豐厚民族文化和民族氣質為己任,以信息傳播和社會需求為主要設計任務,繁榮和發展現階段的文字應用文化、文字的藝術書寫文化、文字的時代特點流行性文化、高水平的設計文化。目前我國字體設計教學主要是針對漢字和英文字母的設計應用為主,研究這兩種字體的設計歷史、設計應用、設計創新方法,代表性的研究文字設計的規律和內涵。可以看出這兩種文字都是優秀文化的重要代表,是目前應用最廣泛的文字,對于字體設計的應用、創新都留下了寶貴的方法、智慧和經驗,從中吸取養分,才能真正意義上豐厚文字的形態文化、民族文化、應用文化。字體設計理論知識也是不斷發展和進步的,也需要我們去不斷發展,根據時代的發展和需求,創新性的理論指導對現代字體設計的教學有重大的啟示,在教學中對于設計理論知識的研究、發展必不可少。
2藝術設計美學的內涵是字體設計教學的基本美
設計后的字體是一種全新的字體形態文化形式,不論是視覺效果還是在意義構思上都體現出了一種獨特的美,這種美就是藝術設計美學之美。藝術設計的本質是創新、應用和美,設計字體時把握設計的本質要素對于字體的藝術設計、創作具有指導性意義。“藝術設計作為一種物質行為,其功利性決定了它本身無法直接帶來審美效應,藝術設計是通過對功利性的超越而上升到審美的境界的。設計美的境界高低與文化層次的高低緊密相連。一個設計師要創造出有豐厚文化意蘊的藝術設計境界,需要精湛的文化修養,也需要靈感的撞擊,往往是多種因素綜合的產物。”設計作品的文化情調、文化心理、文化精神是其審美價值意義的三個層次,藝術設計作品從文化情調上升到對文化心理的關注,再上升到一種文化精神的塑造實質上體現了藝術設計的水準、層次和境界。從設計作品中能夠滲透文化的內涵與氣質,這件作品體現出了較好的設計表達和精神實質。藝術設計美學的概念、內涵、性質、構成、基本理論等在藝術設計實踐中是一種指導性文化理論,同時這也是一種修養。藝術設計美學宏觀地論述了它與哲學、美學、心理學、文藝學、人體工程學、市場營銷學等學科之間的交叉關系,以及與藝術、技術、市場之間的相互聯系與作用。強調以人為本、從人的特點出發對設計進行考察、觀察與研究。藝術設計美學的社會性、多義性、文化性、功利性和專業性思考對設計產生了重大影響。字體設計這門學問,文字發明創造的高度已經賦予了其深厚的文化內涵,具有深度的民族、地域、時空、抽象特色,其設計的美學一直延續至今,它的美學不僅僅是視覺上的變化、規律、新穎,同時是一種文化上的心理美學嬗變,是一種綜合的文化精神的體現,藝術設計的美學研究與理論對其追述、表達、使用、發展提供了設計的美學和教學方向,增強這方面的理論學習對于字體設計研究會有很好的啟示作用,在教學中不去長篇大論但貫穿藝術設計美學符合了設計學科發展規律,也符合了文字藝術發展變化的規律。
3實踐性、探索性的學習是字體設計的優選方法
字體設計是一門藝術實踐性較強的課程,其教育目標不僅培養學生的審美能力、文字的書寫能力、造型的能力,還要注重創新思維能力以及與商業設計相結合的綜合應用能力。尤其在當下藝術設計呈現出多學科交叉的綜合性特點,在教育觀念、教育功能、培養目標上調整變化已是必然的,字體設計的教學與實際相結合,與市場需求相銜接已成為必要。“藝術設計專業的教學與科研,要重視實踐,既抓科研實踐,又抓教學實踐。”實踐性教學是摒棄了純粹空洞的理論講授,而進行的體驗式的教學理念,字體設計的實踐包括課堂教學與實際項目相結合;理論教學與動手操作相結合;啟發式教學與體驗式評價相結合;思維能力教學與創造力表現相結合;設計能力教學與應用能力相結合等方面。通過項目實踐,課堂教學與社會、生活形成互動,建立良好的社會溝通和社會渠道,有利于學生設計找準方向,了解社會需求、積累知識、積累實戰經驗,將來就業發展有了一個銜接和過渡的環節。實踐性教學可通過項目教學、賽事導向教學、課題式訓練、與企業合作建立校外實習基地業務合作、與政府職能部門合作開展社會文化活動等多種教學形式,將傳統意義上講授、輔導的課堂從單一的教學形式轉為產學研結合、多樣化、立體化的教學模式。這種理念的培養在于教師和學生探索性的學習方法,而非拿來式的學習。探索性強調在教學學習的過程中對于“產”創新價值意義的表現和肯定,注重實驗性、注重創新性、注重探索性,是注重對可能性發展追索設計內涵的一種創造精神,作為設計學科這種精神不可隱沒。缺乏探索性是一種滯后的表現,被視為設計中的懶惰,這在設計行業是相當可怕的。探索新的觀念、探索新的技巧、探索新的媒介、探索新的材料、探索新的表現語言、找尋不同、發散式思維、鍛煉學生的敏感的創新體驗和參與實踐,提升其自主表現、自主完善、自我發展“多元發展”的能力。作為設計教育沒有探索性的學習其價值意義等于零,探索性這是一種寶貴的資源,唯有探索才能發現新大陸,才能發現新價值。
4結語
一、實驗教學設計原則
(一)安全性原則
樹立“安全第一”的意識是實驗能順利進行的前提,必須要保證實驗者的人身安全。在設計實驗時,實驗者要對儀器的組裝、藥品的性質、實驗的操作等充分了解,這就要求實驗者必須具備扎實的實驗基礎,才能保證實驗安全有效地進行。對于一些不宜在課堂上演示的實驗,盡可能通過多媒體展示或視頻播放,以防因操作不當而產生實驗事故。如在濃硫酸稀釋過程中,注意水和濃硫酸滴加順序;學習氯氣的性質時,要知道氯氣的毒性;在進行有機實驗時,應注意裝置的連接、催化劑的選取、溫度的控制等因素。只有扎實的實驗基礎,規范的實驗操作,才能保證實驗的安全性。
(二)科學性原則
任何實驗的進行都必須有一定的科學性,只有符合科學性原則,實驗的探究才會有意義。化學自主學習式實驗的設計要以相關的化學知識為基礎,要遵循一定的科學依據和理論依據,把握正確的實驗操作和方法,如探宄鈉與水的反應、離子反應及其發生的條件、苯酷的性質等。在整個探究活動中,重在培養學生的科學思維能力以及對科學事業的熱愛。
(三)簡易性原則
在達到實驗目的的情況下,提倡設計最佳的實驗方案,鼓勵學生設計簡易、節能、環保的實驗方案,這樣可以防止因為方案復雜、操作不當帶來的危害。相反的,可以幫助學生順利進行實驗的操作,數據的分析以及結果的處理,可以節約課堂教學時間,提高教學效率。如在設計“鈉與氯氣反應”的實驗時,將氯氣的制取和氯氣與鈉的燃燒反應在一套裝置中進行,不僅簡化了實驗裝置和實驗操作,還保證了實驗的成功率2。
二、實驗教學目標設計
教學目標的設計,是整個教學活動順利進行的基礎,是保證教學效果的前提。根據新課程標準要求,教學目標的設計可分為三個基本維度:知識與技能目標、探究過程與方法目標、情感態度與價值觀目標3。
(一)知識與技能
實驗知識與技能目標是自主學習式實驗教學目標設計的基礎,要求對每個實驗的實驗原理、實驗操作、實驗要求及相關知識有所了解。
自主學習式實驗教學知識與技能目標主要涉及到以下內容:掌握化學基本知識及物質變化規律;學會實驗藥品儀器的選取與使用;熟練實驗基本操作和基本技能;會對實驗現象和結果進行分析和處理;注意實驗過程中的安全事項等4。通過對實驗基本技能和實驗知識的掌握,制定出實驗知識與技能目標,進而提高實驗教學效率。
(二)過程與方法
自主學習式實驗教學的過程與方法目標主要包括以下幾方面:通過自主設計實驗,培養學生搜集資料、發散思維的能力;通過觀察和分析實驗現象,加深對知識的理解及對化學變化規律的認識;通過對探究過程進行計劃、調控、評價,提高學生自主學習化學的能力及獨立思考問題的能力。科學探究能力的形成是一個緩慢的過程,探究能力的發展是逐步提高的,不是一蹴而就的。在整個教學過程中,教師不僅要注重學生知識的學習,更應注重學生探究能力的培養,引導學生對科學現象進行探究。
(三)情感態度與價值觀
新課標理念下,化學自主學習式實驗教學的情感態度與價值觀目標主要包括:積極參與到課堂學習中,探討實驗方案、交流心得、補充知識點的欠缺,提高自主學習的能力;總結實驗結論,感受物質變化的奧秘,學會辯證分析問題的方法;大膽發言,大膽質疑,發散思維,充分調動學習積極性,培養對科學的學習興趣。從個人層面勇于創新,樹立辯證唯物主義的人生觀和世界觀;從社會層面發展綠色化學,樹立保護環境意識;從國家層面熱愛祖國,樹立實現中國夢的責任感和使命感。
關鍵詞: 《電子設計自動化》 實驗教學改革 教學理念 教學方式
電子設計自動化(Electronic Design Automation,EDA)技術是以計算機科學和微電子技術發展為先導,依賴功能強大的計算機,在EDA工具軟件平臺上,完成布局布線、邏輯優化仿真、實現既定電子線路功能。當前EDA技術已成為現代電子設計工程師所必備的重要技術。
重慶郵電大學從2003年籌備建立EDA實驗室,開設《電子設計自動化》實驗教學課程。由于電子設計自動化技術更新迅速,大概每三年硬件軟件就會更新一次,而我們的實驗教學內容仍然局限于基本的理論知識的驗證,教學的深度和廣度明顯不夠;另外實驗教學條件也難以跟上技術更新,不能反映當前流行技術,不能體現現代電子系統設計的思想,更難談到學生綜合實踐能力和創新能力的培養。因此,我們從2009年開始著手《電子設計自動化》課程建設,在中央與地方共建實驗室,以及學校教育教學改革項目資金資助下展開課題研究,并取得了一些階段性的成果。
1.構建先進合理的實驗教學理念
為適應EDA技術的快速發展,實驗教學是整個教學體系中更加重要的組成部分,我們將其定位為通過一流的管理體制與制度、一流的實驗教學隊伍、一流的實驗平臺與一系列新型實驗內容的建設,培養具有較寬專業面的學生的綜合能力,同時成為教師創新研發的基地。
1.1通過課程學習,以培養實踐型、創新型人才為目標,與國際培養模式逐漸接軌。
通過對國外一些高校的調研,我們發現許多著名高校EDA技術本科教學有兩個明顯的特點:一是課程在各專業的普及率極高;二是在實驗中大量引入新技術、新方法與新器件,更多地注重創新性、設計性、綜合性項目,突出EDA技術的實用性,以及面向工程實際的特點。
另外,國際通用的工程與技術評估條例(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)列出了工科大學生必須具備的11項能力要求,即:
(1)應用數學、科學與工程等知識的能力;
(2)設計和進行試驗、分析與解釋數據的能力;
(3)設計一個系統、部件或工藝過程以滿足需求的能力;
(4)在多學科團隊中發揮作用的能力;
(5)發現、明確表達和解決工程問題的能力;
(6)了解職業道德,以及解決工程問題的能力;
(7)有效進行交流的能力;
(8)懂得工程問題對全球、經濟、環境、社會的影響;
(9)認識到終生學習的需求,以及從事終生學習的能力;
(10)關于當代問題的知識;
(11)用解決實際問題所必須的各種技術、技能和現代工程工具的能力。
結合國外高校對EDA教學的要求,ABET對工科大學生綜合能力的培養要求,以及目前我國正在積極努力構建符合華盛頓協議的專業認證,因此在課程建設過程中,我們將《電子設計自動化》實驗課程的教學定位為以ABET所提出的11項基本能力為基礎,培養實踐型、創新型人才為目標。
1.2在基礎實驗模塊的基礎上,寬口徑融合相關知識;結合現代EDA設計技術,與企業需求接軌,提升學生就業競爭能力。
實驗教學內容不再局限于邏輯行為的實現,即用EDA工具完成數字電路實驗中的內容,如:數字電子鐘、數字頻率計的設計等。而應該擴寬知識面,加入控制、接口、通信等的設計,突出EDA技術的優勢;更上一層將設計對象上升到系統級,進行嵌入式甚至SOPC的開發設計。實驗教學融合本科教學和研究生教學,根據其要求不同進行不同的實驗層次,整合不同的實驗要求和內容。整個實驗教學側重于實用電子系統的設計,注重引入現代EDA技術,與企業需求接軌,培養專業動手型人才,提升學生的就業競爭能力。具體實驗教學內容分層如表1。
1.3自制教學設備,鼓勵學生積極參加設備研發及各類電子競賽活動。
目前我校實驗中心教學實驗室儀器設備為2003年購置的GW48型EDA實驗箱,陳舊老化,功能單一,阻礙了學生能力和素質的培養。作為以電工電子技術為支柱的大學,如果沒有自制儀器設備的能力,就難取得高水平的教學質量。因此在課程改革中,我們自行研發了EDA、單片機綜合實驗設備,目前已投入40臺教學使用。在研發過程中,我們鼓勵優秀的本科生和研究生積極參與,培養其團隊協作及綜合設計、動手能力。
自制教學設備的組織與實踐,能夠促使實驗室引進新的技術,是教學改革的重要內容,能夠直接推動教學內容體系及方法的改革。
一方面,我們把《電子設計自動化》課程與各類課外創新活動結合起來,從多渠道促進學生創新能力的培養。我們從課程學習中選擇優異的學生,進行進一步的培訓。另一方面,我們也根據各屆競賽的題目與要求對教學內容作適當的添加更改,將技術進步等要求及時反映到教學中來。課程改革進行一年多來,成果顯著。我校有兩位老師在2009年全國大學生電子設計競賽中擔任指導老師,并獲得全國一等獎一項,重慶市一等獎四項、二等及優秀獎等多項獎項。
2.采取傳統實驗教學、開放式教學及項目研究式教學相結合的教學方式
在教學方式上,我們采用傳統實驗教學方式與開放式教學相結合的方法,并在此基礎上提出了項目研究式教學,目的在于強化優秀學生的培養,利用課余時間與假期時間,選擇有興趣的優秀學生進行更高一層次的培訓,鼓勵其參加各類科技活動和能力認證,等等。
2.1傳統實驗教學。
采取教師引導的形式,講解部分基礎實驗理論知識,幫助學生盡快入門。但并不采用理論課的教學模式,用大量的時間講授研究的內容。在教師講解演示后,學生仍需要自行動手完成實驗內容。此部分實驗內容主要涉及硬件平臺、開發軟件和部分基礎應用實驗的講解。如:重點講解平臺所用核心可編程邏輯器件的結構和特點,要求學生課下詳細閱讀器件的數據手冊;講解原理圖設計、硬件描述語言設計的方法,學會如何仿真與硬件調試,等等,為后續開發做準備。基礎應用型實驗包括邏輯表決器、頻率計、電子鐘等屬于第一層次邏輯行為的實驗項目。
2.2開放式實驗教學。
提倡自主式學習,幫助學生樹立“學習是自己的事”的理念,提倡在做中學,在學中做,培養學生研究性學習的思維方法,不采用學徒式的教育模式,努力使學生從灌輸式教學模式中走出來,培養其獨立自主地分析問題、解決問題的能力。
開放式實驗教學有以下幾個特點。
(1)采用刷卡形式進入實驗室,實現時間、內容、元器件“三開放”的模式。學生可以根據個人情況自己安排實驗時間,選擇實驗內容,掌握實驗進度。
(2)實驗采取1人一組。
(3)實驗學時結束以后,由學生自己抽取考試項目,能夠在規定時間場地內完成,則認定成績合格,可進入下一階段的學習;如不合格,則需要下一學期補考或者重修本門實驗,再次進行本輪實驗。
(4)可提交電子小制作等應用作品,通過者認定成績優秀。
2.3項目研究式教學。
采取學生自主研發、參與教師科研、參加各類電子競賽、電子工程師設計認證等形式,由學生自行擬定項目或從提供項目中選擇,配備指導老師。考評采用測試演示+答辯30分鐘/組的形式。此方法能夠拓展實驗教學的視野,增加實驗教學的內容,激發學生對科技創新實踐的興趣,同時也能夠培養學生的組織能力、團隊精神和領導才能,使他們的創新思維能力和綜合實驗能力顯著提高。
3.實驗教學的考核
根據具體的教學情況和效果,我們改革傳統的“統一題目、統一考核”的形式。考核要求體現出既強調基本理論知識的扎實,又強調方法的運用,對不同的教學模塊采用不同的考核形式。
對基本本科生教學采用平時上課20分+作業10分+實驗成績40分和最后綜合自主電路設計30分成績相結合的考核方式。在綜合自主電路設計的考核中,也采用學生自主選擇考核項目的方式,給出多個難易程度不同的項目,由學生根據自己學習情況進行選擇,最后成績結合考題難度和學生完成情況給出。
考核方式還將進一步改革改進,以便更充分地調動學生學習的積極性,更好地反映課程學習的效果。
我們根據考核題目建立了龐大的試題庫,用于學生在開放實驗室內自行研究完成。學生可根據自己的興趣和特長進行選擇,既有利于培養自學能力,又能夠鍛煉綜合設計能力。
4.結語
本次實驗教學改革從教學理念、教學內容層次、教學方式入手,以06、07級本科學生作為試點。調查結果表明,學生對EDA課程的教學方式滿意,教學效果顯著,能夠有效地增強綜合能力。
參考文獻:
關鍵詞:中職化學 創新實驗 教學資源 開發
中圖分類號:G718 文獻標識碼: C 文章編號:1672-1578(2014)4-0261-01
在馬克思的辯證唯物主義哲學之中,我們能夠得到實踐是檢驗真理的唯一標準的這一認識,而對于化學領域來說,這一理論也是一樣適用的。化學作為一門科學,是不能夠離開實驗的。而對于化學的學科的發展來說,實驗則是學習的重要基礎;而對于教學的方法層面來說,實驗又是一種直觀的靈活的教學方式。同時我們也要看到,化學在對社會和人類文明做出不可磨滅的成績的同時,對環境也造成了一定的破壞。
1 化學實驗進行創新的意義
對于化學實驗的創新工作來說,這其中包括著兩個層面的的內涵:首先就是指化學實驗自身的一些創新,例如從實驗方案的設計、實驗材料的選擇、實驗的反應條件、實驗裝置等等方面進行的一些對于傳統方式的改變;其次就是在教學方式上的一些創新,這方面的創新主要表現在實驗教學的設計過程以及實驗教學的操作實施這些方面。
2 對于化學實驗進行創新的重要意義
化學實驗創新的重要意義主要是在這兩個方面體現的:一是在思想方面,就是說要通過對于化學創新實驗進行設計,以此來培養創新的意識,并且由老師的思想創新來帶動學生進行創新,這樣一來就能夠幫助我們打破傳統實驗教學中的諸多不足;二是在實踐的方面,應當在創新意識的基礎之上鍛煉學生的創新能力,讓學生自己動手,在實踐中發現一些問題,并進行問題的解決,以此來培養學生的學習興趣,樹立科學的世界
觀[1]。
3 化學實驗設計創新的方式
3.1基于實驗方案創新的教學資源開發
實驗方案是實驗者在實驗開始之前,針對實驗所需器具材料、實驗目的、實驗方法、實驗步驟等問題,結合相關化學知識和實驗經驗加以分析思考,最終確定的起到指導作用的實驗規劃。事實證明,一個好的實驗方案可以使實驗事半功倍。比如,在“壓強對化學平衡影響”這個實驗中,通過化學反應方程式NH3(g) + H2S(g) = NH4HS(s),利用從無色到白色晶體的可逆反應進行實驗,就是對實驗裝置的創新改變。
3.2基于實驗裝置創新而進行的教學資源的開發
實驗裝置是化學實驗的重要組成部分,對實驗裝置進行優化和改良可以使化學實驗操作更簡便,現象更明顯,可以更好地體現實驗價值。例如,在有關SO2氣體的實驗中,由于SO2是有毒氣體,同時又具有氧化性、還原性、漂白性等性質,在實驗裝置的創新上,加強實驗裝置的封閉性,并且將SO2的發生裝置、反應裝置和處理裝置組合成一套,使其在不外漏的情況下依次通過各個反應裝置,最后進入尾氣處理裝置,極大程度地避免了有害氣體的傷害,保護了環境,同時使得操作簡便易行。
3.3基于實驗反應條件創新的教學資源開發
參與反應的化學物質的狀態、形狀、濃度、酸堿度、反應溫度以及催化劑的種類和性質等被稱作實驗反映的條件。而實驗反應條件的選擇以及對其的控制,是實驗成功與否的關鍵所在, 所以,為了保證我們的實驗效果,我們作為實驗者基于應當探析社么才是實驗的最好的反應條件。
3.4基于實驗反應裝置進行創新的教學資源的開發
實驗反應裝置作為化學實驗的一個重要的組成部分, 對其進行改進會對實驗效果的改進、實驗價值的展現有較大的促進作用。而實驗反應裝置的創新方面首先包含了對于裝置和儀器的改善以及對簡單裝置進行的一個有機的組合, 以此來對工業裝置的運用進行模擬,以及一些;來源于生活中的一些經濟型裝置的使用, 除此之外還有以部分由工廠進行過精心的設計、以及組合加工而形成的實驗儀器[2]。例如: 在進行銅與硝酸的實驗反應過程, 因為這一反應會產生出一些有害的NO以及NO2 氣體, 因此實驗的設計者就會對實驗裝置進行創新的改進, 加強了實驗裝置的封閉性, 并對尾氣處理裝置進行重視。
3.5基于實驗方案設計的創新的教學資源的開發
實驗者在實施化學實驗之前, 依據相關的實驗要求以及試驗的一些目的, 來將與之有關的化學知識以及實驗技能進行運用, 對實驗裝置的安裝以及實驗步驟的實施,實驗方法的應用進行規劃的過程就是實驗方案的設計。一個好的實驗方案設計往往能夠幫助實驗的效果達到最大程度的改善。如:利用NH3(g)+ H2S(g) =NH4HS(s), 由無色到白色晶體的可逆反應來進行實驗, 實驗裝置做了適應實驗原理的改進,并運用正交實驗法探究實驗條件, 實驗步驟也做了很大改動。這個例子就能看出實驗者對實驗方案設計所進行的一些創新。
4 結語
因而我們能夠看到,對化學的創新實驗進行分析和研究, 能夠幫助促進教學過程以及教學結果的改善和進步。教師在進行創新實驗的同時, 也是一種對教學內容進行深入研究以及完善的過程,在這一過程中還能夠對于教師的創新思維進行培養, 有利于幫助教師改進傳統實驗教學中存在的不足。而對于學生來說化學創新實驗的學習能夠幫助他們級法學系潛能,逐漸樹立創新意識以及創新的能力,能夠更好地幫助學生提升對于化學學習的興趣。
參考文獻:
新課改中較為棘手的是設計什么樣的課程以適應學生的多樣性的興趣和需求,并切合學生的認知特點,優化教學結構和設計,轉變學生的學習方式。其中很重要影響因素就是創新的課程資源開發與教學設計。
本文所述就是基于學生已有的聲學認知特點開發的轉變學生錯誤認知觀念的教學實踐研究案例。
二、教學中的主要難點及突破方法
1、學生對發聲物體振動特點的感知、顯示及處理方法。突破方法是用系列化由淺入深、循序漸進的探究活動逐步逼近,然后用開發的工具記錄振動圖像。
2、學生對振動特點與振動圖像的關系、聲音特點與波形圖像的關系的理解。突破方法是結合振動圖像分析,利用虛擬示波器采集聲波波形圖,比較兩者關系特點。
3、聲音的傳播特點初步認識。突破方法是設計類比、遷移實驗進行。
下面從簡介紹四個主題共17個探究活動系列的設計。
(一)物體振動發聲的探究實驗設計
針對物體振動發聲的特點是振幅小,頻率大,以下探究活動設計時主要考慮把此特點以多種感官體驗并凸顯出特點來。
對振幅設計是從視覺可見到漸漸不可見,對頻率的感受是用觸覺體驗。活動設計順序是循序漸進、逐步深入的。
系列活動(1)學生感受自己發聲時喉結的振動。(2)用手拉扯、撥動橡皮條或橡皮筋。(3)用吸管制作音響,用舌尖感受。(4)用手背感受正在發聲的音叉的振動;用懸掛的小鋼球或玻璃球輕觸正在發聲的手持音叉;將正在發聲的音叉端點輕觸水面。(5)用棉線拴牙簽穿透紙杯底部后拉動發聲。(6)手刮梳子。(7)對同一個敲響的音叉用電腦音頻記錄軟件虛擬示波器得到的波形圖像(圖1);再將一根針,固定音叉基部。然后用一塊用蠟燭焰熏黑的玻璃板貼著振動的針頭輕快滑過,就會在玻璃板上留下很清晰的振動圖像了。(見圖2和圖3)
(二)聲音傳播介質探究實驗活動設計
通過實驗探究活動對比,明確固體、液體和氣體對聲音傳播速度不同的特點;并猜想和體會聲音的非物質性,初步了解聲音具有過程性和能量觀點。如(8)固體傳播聲音系列:A耳朵緊貼桌面,另一同學輕敲桌子遠處,比較兩個人聽到的聲音大小等特點。B一人敲擊墻體,多人耳貼墻面聽。C將兩個“發聲紙杯”的棉線聯結在一起構成“土電話”,互相試聽。D輕叩牙齒聽自己發出的聲音,并請同學一起聽,作比較。E其他如耳貼鐵軌判斷火車來臨;古代戰爭時潛于地下聽敵人兵馬來襲等。(9)液體傳播聲音系列:A耳朵貼住水桶,在水中輕輕敲擊兩個石塊。B用軟管(洗衣機排水管即可)一端插入被敲擊的水中,另一端貼耳聽音。
對聲音在氣體中的傳播首先設計了針對空氣認識的鋪墊活動,如通過游戲感受空氣的存在,體驗空氣的物質性,隨處都有我們所需要的空氣,我們生活在“空氣海洋”中。
(10)氣體傳播聲音系列: A手機響著放入透明真空玻璃杯中,并旋緊杯蓋。B手機設成振動后放入真空杯中,并旋緊杯蓋。C在杯底的放置一團海綿、棉絮或柔軟的成團塑料袋等,手機設成振動后放入真空杯中,不與杯壁接觸,放置并旋緊杯蓋。該實驗中,有空氣可以傳播聲音,沒有就聽不到聲音;若手機只振動時,可以通過振動杯壁傳播聲音,若是里面加入柔軟物質,沒有杯子的振動,則聽不到聲音。
(三)轉變“聲音是氣流”認識的探究實驗設計如(11)吹、吸口琴。(12)逆風時聽喇叭、風扇聲音。
(四)聲音波動性本質的探究實驗設計
在中小學教材里,聲音的本質是不做要求深入學習的。本實驗探究是為認識聲音本質而搭建的認知過渡性或類比實驗探究,以期引發深思,類比和遷移到接近聲波的本質上來。如(13)演示牛頓擺。(14)演示波動彈簧。(15)野外考察或實景錄像實景水波。(16)組合探究實驗討論。(17)用虛擬示波器欣賞自己的聲音波形圖與音樂的波形圖。
三、結果討論與總結