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首先,比較系統地講解人類史上優秀的科技成果,讓學生清楚人類科技史的基本軌跡。
其次,幫助學生從歷史的高度深刻理解“科學技術是第一生產力”論斷的正確性,引導他們崇尚科學、尊重科學、研究科學。
最后,榜樣的力量是無窮的,歷史老師在講述科技成就的同時,更要以科學家們勇于探索,不畏艱險,持之以恒的精神和感人事跡來激勵學生,并教育他們積極進取,獻身科學事業。
【關鍵詞】科學技術;精神;社會發展;教育
面對新世紀愈加激烈的國際競爭,切實推行國家科技發展戰略尤為更加重要。歷史學科不像自然學科那樣直接服務于科技事業,但也不應無所作為。加強歷史教學中科技史教育,有利于培養學生執著追求真理和勇于探索創新的科學精神,幫助他們樹立強烈的科技意識,并以此為動力,獻身于科技事業。在幾年的歷史教學中,我總結了一下幾點看法:
首先,比較系統地講解人類歷史上優秀的科技成果。讓學生清楚人類科技史的軌跡,同時讓他們認識到人類從古至今在險惡的大自然面前不是無能為力的,從原始社會的圖騰崇拜到今天自然科學的開發,人類征服自然的能力在不斷地增強。
例如,四大文明古國在奴隸制時代就積累了豐富的天文學知識,制定了比較準確的歷法,尤其是古代中國天文學一直遙遙領先于世界。15世紀以后,歐洲掀起了波瀾壯闊的天文學革命,從哥白尼到布魯諾,從伽利略到開魯勒,人類對宇宙的認識不斷深入,并一步步發展到現代。20世紀50年代末,前蘇聯成功發射了第一顆人造地球衛星,從此開始了人類航天的歷史進程。今天,人類不僅實現了遨游太空的夙愿,而且航天技術突飛猛進,人類征服大自然的能力進一步提高。
又如,自從18世紀60年代工業革命以來,科技浪潮此起彼伏,人類社會從農業文明時展到工業文明時代,再發展到當代的信息文明時代。人類有史以來所取得的科技成就令人欣喜,催人奮進。但這些知識在歷史教材中是不連貫不系統的。這就需要教師進行縱向、橫向比較,綜合挖掘內在的聯系,研究這些成就的時代意義和教育價值,以達到激勵學生的目的,而學生得到的也不在是一個個孤立的知識點。
其次,幫助學生從歷史的高度深刻理解“科學技術是第一生產力”論斷的正確性,引導他們崇尚科學、尊重科學、研究科學。
歷史教學的任務就是讓歷史說話,以豐富的史實幫助學生深刻理解科學技術推動社會進步的巨大作用。例如,春秋時期,我國古代勞動人民發明了冶煉生鐵的技術,之后,鐵器工具在農業、手工業生產中被廣泛推廣使用,由此帶來了巨大的社會變革,以至在社會發展史上,有了鐵器時代的說法。又如計算機,它被稱為“人類所創造的最了不起的工具”。從最早最原始的計算機發展到現在的筆記本電腦,它對人類社會的重大影響,充分顯示了科學技術作為第一生產力的巨大作用,正如馬克思所說的“科學是最高意義上的革命力量”。再如,歐洲國家自近代以來之所以飛速發展,主要是因為第一次工業革命,使歐洲實現了從手工工場到大機器生產的重大變革,使社會生產力得到了史無前例的發展。到第三次技術浪潮的時候,無論是發達國家還是發展中國家,都日益重視科學技術的研究和推廣,重視科技教育,重視科技人才的培養,對于飽經歷史滄桑的中國來說,更是痛定思痛后的奮起直追。
最后,榜樣的力量是無窮的。
歷史上無數優秀科學家是當代青年學生學習的楷模。歷史教師在講授科技成就的同時,更要以科學家們不畏艱難險阻、勇于探索創新的精神和感人事跡激勵學生,教育他們積極進取,,獻身于科學事業。例如,法拉第是電腦理論的奠基人,從小家境貧寒,靠自學成才,他不僅研制出第一臺感應發電機,開創了一個新時代,而且還拒絕他人的高薪聘請,堅持為青少年舉辦科普知識講座?!鞍l明大王”愛迪生只上過幾個月小學,也全靠自學成就了近2000項的發明,為了研制堿性蓄電池,他經歷了上萬次的失敗,這樣的例子舉不勝舉,還有許多科學家為了科學實驗獻出了自己寶貴的生命。用這些感人的事例教育學生熱愛科學,并樹立追求真理、知難而進的獻身精神。
【參考文獻】
[1]《有效的教學技能·初中歷史》 吉林大學出版社
人的大腦就像一塊高級集成電路,那數以千億計的神經纖維怎樣才能有序排列,各行其道?最近,中科院上海生命科學研究院神經科學研究所的博士袁小兵等人在大腦中發現一個“引路人”,它能指引神經纖維沿著正確的路線“前進”,不致走上“岔道”。
這個“引路人”叫Rho小鳥苷三磷酸酶,“駐扎”在神經細胞內,能夠偵察神經纖維生長的“路況”,比如哪條路是“綠燈”,哪條路是“紅燈”,并傳遞這種路況信息,指導神經纖維的生長方向。
人類的情感、學習、思維等活動都有賴于設計精密的神經網絡的工作。因此,神經纖維導向機制已成為腦科學的研究熱點,它不僅有助于揭示神經發育的奧秘,還能對神經損傷再生的研究提供理論借鑒,為開發和研制有利于神經再生的藥物提供新思路。
巨型圓環繞銀河
近來,天文學家觀測到一個由幾億乃至幾十億顆恒星組成的環緩慢圍繞銀河系旋轉。這一新發現為銀河系產生于大爆炸的觀點提供了新的證據。
目前看到的這個環還不完整,科學家將繼續尋找其他部分,并研究其中恒星的溫度、亮度、速度等。目前圓環的成因還不清楚,有科學家認為,其中的一些恒星有可能誕生于銀河系內部,在漫長的年代里運行到了外緣;也有可能圓環是銀河系附近一個小星系的殘骸,該星系在銀河系引力作用下被吞并。研究這個圓環的起源,有助于了解星系的演化過程。
新概念數碼手鐲
(石家莊經濟學院數理學院,河北 石家莊 050031)
【摘 要】成功的課堂教學以引入為基礎,引入環節是否恰當,是否巧妙對提高教學質量起著非常重要的作用,本文借助教學實例列舉了實際教學中新課引入的一些常用方法。
關鍵詞 高等數學;新課引入;課堂教學
0 引言
新課引入是在新的教學內容和教學活動開始時,引導學生進入學習狀態的行為方式,是思維的起點[1]。在教學中為了讓學生對即將學習的新知識產生興趣,激發學生積極思考,教師要根據教學的內容和學生對舊知識的理解程度,精心設計引入過程,促進學生更有效的掌握教學內容,幫助學生創設思維情景,拓寬學生視野,培養他們的創新精神和創新意識。
1 復習引入,簡單明了
高等數學各個知識點之間聯系緊密,相互作用,通過復習上節課的內容,引出本節課內容是教師在日常教學中經常使用的一種方法,這種方法通常用在當本節課所講授的知識和前面學過的知識,尤其是上節課的知識有密切的聯系或者是之前內容的延伸與拓展時,優點是可快速的進入主題,既復習了前面的知識,又使學生感到所學知識的連貫性,起到了溫故知新的作用。
例如:在講授“不定積分的換元積分法”[2]時,首先復習上節課的基本積分公式以及直接積分法,通過∫sin2xdx這個簡單積分,提問學生,用直接積分法是否能積出來?使學生認識到直接積分法的使用是有局限性得,要想解決更多的不定積分的計算,就要尋找計算不定積分的其他方法。通過這樣的引入,學生很自然的就要思考還能有什么方法計算呢?此時,可以繼續回顧,我們得到基本積分公式,是借助可微和可導是互逆的兩種運算,將基本求導公式逆過來就是基本積分公式,沿用這一思想,現在把復合函數的求導公式逆轉到求不定積分上,就是第一類的換元積分公式,由此就順理成章的引入了本節所學習的內容。
2 實例引入,激情引趣
高等數學的概念多且抽象,但是每一個新概念的產生都有其實際的背景,在教學中通過實際的案例引入,使學生了解數學知識在實際生活中的應用。
例如:在講授“曲線的曲率”時,通過砂輪直徑的選擇問題引入:假設某工件的內表面為拋物柱面,現在用砂輪磨削其內表面,那么砂輪的直徑選擇多大比較合適呢?然后請同學先來思考,選擇直徑很小的砂輪行嗎?可以,但是在實際中用這種砂輪顯然效率太低了,若直徑太大,又會把接觸點附近的部分磨去的太多,這就需要我們考察內表面橫截線上各點處的彎曲程度,也就是要用數量去刻畫曲線上各點處的彎曲程度,由此把實際問題和數學問題聯系了起來,從而順利的引出了曲率這個概念,這樣的引入方式,極大地激發了學生探索新知的愿望,同時還培養了他們應用數學解決實際問題的能力,讓學生體會到數學并不是枯燥冰冷的符號,而是解決實際問題的有力武器。
3 史料引入,創設情境
將與概念,定理相關聯的某位數學家的小故事,或是數學家發現定理,證明定理的過程介紹給同學們,使學生了解知識產生的背景以及數學概念形成和發展的過程,例如:在學習高斯公式時,可以向同學們簡單介紹數學家高斯[3],高斯有“數學王子”,“數學家之王”的美稱,被認為是人類有史以來“最偉大的數學家之一”,高斯的研究領域,遍及純碎數學和應用數學的各個領域,有人說“在數學的世界里,高斯處處留芬芳”,此外,他還在天文學,大地測量學,物理學方面做出很多貢獻,高速是一位嚴肅的科學家,工作刻苦踏實,精益求精,對待科學的態度始終是嚴謹的,他生前只公開發表過155篇論文,還有大量的著作沒有發表,直到后來人們發現許多數學成果早在半個世紀以前高斯就已經知道了。高斯的一生是不平凡的人生,幾乎在數學的每個領域都有他的足跡,后人常常用他的事跡和格言鞭策自己。為了紀念高斯,在慕尼黑博物館的高斯畫像上有這樣一首題詩:他的思想深入數學、空間、大自然的奧秘,他測量了星星的路徑、地球的形狀和自然力,他推動了數學的進展直到下個世紀。通過這樣的引入,不僅使學生對數學家有所了解,還可以培養學生克服困難,戰勝困難的決心,通過數學家刻苦努力最終成功的過程,告訴學生,要想收獲就要付出,只有經過自己的奮斗才能取得成功,從而幫助他們樹立正確的人生觀,價值觀。
4 類比引入,加深印象
數學的很多概念之間在形式上,或本質上都有類似之處,善于發現和總結這些類似之處,一方面可以幫助學生更輕松的掌握知識,另一方面可以培養學生的數學素養,增強學生總結,歸納的能力。
例如,在學習積分的概念時,定積分的定義可歸納為:分割,近似,求和,取極限。而在定義二重積分,三重積分,曲線積分,曲面積分時,會遇到和定義定積分時相同的問題,都可以采取相類似的方法去解決,再如在學習定積分的計算時,我們得到了牛頓-萊布尼茨公式,即定積分等于被積函數的一個原函數在積分區間上的增量,而找原函數的過程就是求不定積分的過程,因此類比計算不定積分的換元積分法和分部積分法,定積分也有類似的換元積分法和分部積分法。
5 結束語
引入的方式具有多樣性的特點,并不拘泥于某種固定的形式,可以是一句數學家的至理名言,也可以是一張圖片或者一段視頻,還可以是一個有趣的小故事,引入的關鍵是為新課的學習做準備,所以引入的內容必須和本節課所講內容息息相關,切忌導入的時間過長,背景知識過于復雜,推導過于繁瑣。只要能最大限度的激發學生學習的熱情,將他們帶入到新課的學習中,就是成功的引入。
參考文獻
[1]謝國軍.試析導入在高等數學教學中的運用[J].教育與職業,2008(20).
[2]同濟大學數學系.高等數學[M].高等教育出版社,2007.
宗教與科學的相互作用在20世紀采取了多種形式。科學的新發現對許多古典的宗教思想提出了挑戰。作為回應,一些人捍衛傳統的教義,另一些人拋棄了傳統,還有一些人按照科學的發展重新闡述了人們長期持有的那些觀念。當我們步入新的千年之際,有證據表明,在科學家、神學家、媒體以及公眾中間,人們對這些問題顯示出了新的興趣。在本書的隨后章節里,我們將討論其中引起最廣泛爭論的六個問題。
科學與宗教:是敵人、陌路人,還是伙伴?
科學與宗教常常被視為處于殊死決戰之中的敵人。在雙方的陣營中,都有一些人勇敢地繼續著戰爭,尤其是在進化論這個話題上。但是,如果科學和宗教是陌路人,各自占據不同的領域,彼此保持安全的距離的話,沖突是可以避免的。據說,科學探詢事件之間的因果關系,而宗教探詢我們生活的意義和目的。這兩種探究對世界提供互補的看法,是彼此分離的、無關的,因而不會發生沖突。然而,今天有許多人在尋求一種更為建設性的伙伴關系。他們認為,科學會提出一些它自身無法回答的問題,例如,為什么會存在一個宇宙?為什么它會具有現在這種秩序?它是一種智能設計的產物嗎?許多參與對話的人意識到他們自己領域的局限,并不自稱知道所有的答案。他們認為我們可以彼此學習。一些神學家正在重新表述關于上帝和人性的傳統思想,在極力忠于他們的宗教傳統的核心信息時,又能考慮到科學的發現。
起初,大爆炸為什么發生?
天文學家們給出了令人信服的證據,表明早期的宇宙系150億年前從一個微小的、其熱無比的火球非常迅速地膨脹而來。但是,既然那物理學的定律都失效了,我們又怎么能解釋這個起始本身呢?有神論者把它看成是創世的那一瞬間,以及時間的開始。但是無神論者可以回答說,可能存在過無限長的時間,從而允許多個宇宙自發地、純粹偶然地產生出來。另外,也有可能存在一個振蕩式的宇宙,它在目前這個膨脹的階段之前,曾有過一個收縮的階段。不管怎樣,宇宙的無限廣袤和悠久,都使得寄居在一顆小行星上的短暫的人類存在顯得無足輕重。在解釋宇宙的歷史時,宗教就遇到了科學。
量子物理學:對我們關于實在的假設的挑戰
經典物理學是決定論的、還原論的,因為它假定所有物體的行為都可以從關于其組成部分的準確知識中精確地預言出來。相反,量子物理學則承認,對原子和亞原子尺度的事件的預言,具有一種內在的不確定性。量子物理學也是整體論的,因為它表明,較大的整體的行為并非其組成部分的行為的簡單求和,而是包含著顯著不同的系統規律;此外,量子世界絕不能在一種自在的狀態中被認識,而只有在它與特定的實驗系統中,觀察者相互作用時才能被認識。因此,量子物理學暗示了未來的開放性、事件的相互關聯性,以及人類知識的局限性。一些有神論的解釋者提出,正是上帝決定著量子物理學規律所懸疑的不確定性。東方神秘主義的倡導者們則說量子整體論支持他們認為萬物根本、統一的信念。這種新物理學促使科學家、哲學家和神學家們對時間、因果關系,以及實在的本性問題展開了令人興奮的討論。
達爾文與《創世紀》:進化是上帝的創世之道?
我們都聽說過無神論科學家和圣經直解論者關于達爾文進化論的爭論。但是處在這兩個極端之間的,還有許多科學家和神學家,他們既相信進化,又相信上帝。在科學方面,人們用復雜性和自組織等新概念,來描述更高層次的等級結構的突現。一些科學家強調信息在分子生物學、進化史以及胚胎發育中的作用,認為關系的形式比體現關系的物質更為重要。在神學方面,許多論者拋棄了中世紀認為所有生物在一個靜態的宇宙中以其現在的形式被創造出來的觀點。他們闡述了上帝在一段很長的時間里創造出一個動態宇宙的看法,而這位上帝既內在于自然,又超越于自然。他們認為,這樣一種持續創造的模型與《圣經》關于圣靈既在人的生命里,又在自然之中活動的見解是和諧一致的。
人性:我們是由我們的基因決定的嗎?
孿生兄弟姐妹(有相同的基因)與非孿生兄弟姐妹(有一半基因相同)的對比顯示,人的許多行為受到遺傳的強烈影響。另一些研究也表明,大腦某些區域受損,以及大腦化學物質平衡的變化會劇烈影響某些特定的智能力。有些科學家斷言,人類的自由是一種幻覺。另一些人則爭辯說,盡管我們作出的決定受到我們的基因和神經元的嚴重限制,但我們仍然能夠在一系列有限的可能性當中作出選擇。心智和精神生活對生物學過程的依賴,對傳統的身體/靈魂和物質/心靈二元論提出了質疑??茖W家和神學家都在精心闡發一種身體化的、社會性的自我的觀點,它既與神經科學和人類學的發現相容,也和《圣經》把人看成思維、情感、意志、行為的統一活動的觀點相容。在此的任務是要表明,人既是一個生物學的有機體,同時又可以是一個負責任的自我。
上帝與自然:上帝能在一個
服從規律的世界中活動嗎?
1 教學觀念的改革
由于經過高中階段應試教育的學習,中職院校學生在原有物理知識體系的基礎上,應當不能僅僅停溜在物理公式、物理定律的條條框框上,不應只是被動的作為知識接受者。首先,中職院校物理中概念的理解和掌握十分重要。學生對物理概念的理解主要取決于對物理概念所包含物理意義的理解。比如講到光程的概念,很多學生容易把光程簡單的看作是光傳播的路程,但實際上光程的物理意義是光在媒質中通過的路程折合到同一時間內在真空中通過的相應路程。教師在授課過程中首先要能準確講解物理概念及所對應物理意義,這對學生正確掌握和理解物理知識,并且應用這些知識解決相關物理問題至關重要。在課堂上如何幫助學生正確理解物理概念和培養物理思維,是物理教師值得商榷的問題。在教學中展示概念背景,創設求知情景,精確表示概念,解剖新概念,運用新概念等,有助于學生物理思維的培養。物理教師應當引導學生獨立思考并將物理知識靈活應用,培養學生良好的科學素養,能夠提高他們分析問題和解決問題的能力。比如在講到靜電現象時,如果單重復課本上的描述,學生反應平淡。教師可以自帶一些教具,在課堂上現場給學生演示一下,這樣可以大大激活學生學習的興趣,課堂教學也不會枯燥無味。同時通過現場實驗操作也可以讓學生留意到實際過程中需要注意的問題,這樣他們印象更為深刻。另外,現在科技發展日新月異,教師如果能聯系前沿知識或者日常生活常見的現象,學生會更為感興趣并愿意積極思考。比如說到電磁波,教師可以聯系到目前軍事的熱點無人機,簡單描述一下無人機和電磁波之間的關系,這樣課堂氣氛會活躍很多。教師還有可以聯系一下時事新聞,這樣可以擴展學生的視野和提供他們的學習興趣。
2 物理課程教學與專業課程的結合
中職院校物理學是一門重要的公共基礎課,而學生專業涵蓋數學、電子、土木、計算機、化學、生物等多種理工科專業。如何將中職院校物理與交叉專業相結合是提高學生學習興趣和應用知識分析問題和解決問題的關鍵。教學在課堂上應因專業施教。對于不同專業,中職院校物理課程的考核可以根據專業特點進行考核。比如對于機專業電,可加大應用電知識的比重;對于土木專業,可增大力學部分的比重;對應電信專業的學生,可以增加電磁波部分的比重。讓學生在學習中深刻理解有助于幫助學生擴展知識,激活學習的興趣。
3 物理課程考核的改革
中職院校物理教學的目標是培養學生良好的思維習慣、培養學生的創新能力。教師在教學過程中不要讓學生為應付考試而學習,而是要他們為豐富知識和培養分析問題、解決問題的能力而學習。目前中職院校物理教學考核模式還是單純的應試考核。誠然,應試考核有其一定的合理性,但同時也存在不少弊端。這種注重書本知識,忽視應用知識能力的考查往往會限制學生智力和創造力的發展。中職院校物理課程考核不應只是對基本公式和規律的考核,避免完全應試的考題,考核內容應體現學生對物理基本概念的理解,同時也應該考慮到學生物理思維能力和應用物理知識分析問題、解決問題能力的考核但同時,為避免多數學生對物理產生徹底對抗的自暴自棄情緒,在評價過程中可以將平時的課堂表現、作業完成情況、實踐運用等的權重提高,促進學生在平時認真學習。只要多數學生在學習物理過程中每天能真正有所收獲、有所進步,而不是“課堂當看客、課后空作業、考試靠抄襲”,哪怕這種收獲和進步再小,也體現出了物理教學應有的價值。二是要多進行正面的引導和評價。對于進入中職學校的學生來說,大多數是初中期間被教師“遺忘的角落”,所以在評價學生時,應使用鼓勵性的語言,客觀、公正的全面描述學生的學習狀況,充分肯定學生的進步和發展,更多地關注學生已經掌握了什么、獲得了哪些進步,并幫助學生明確自己的不足和努力方向。使評價結果有利于學生樹立學習物理的自信心、提高學習物理的興趣,促進學生的健康成長發展和進步。三是對不同專業,物理課考核的要求也有所不同。物理教學的考核可根據專業要求決定考核方式,主要在于應用能力的評價,讓學生在實踐中檢驗自己學習,體驗應用知識帶來的樂趣,這樣才能和教學目標相對應,中職院校物理課程才能更體現其價值和作用。
4 課堂教學中有效提問的策略
4.1 問題生活化策略
課程提問的內容要貼近學生的生活,所謂問題生活化策略是將問題置于現實的生活情境之中,從而激發學生作為生活主體參與活動的強烈愿望,同時將教學的目的要求轉化為學生作為生活主體的內在需要,讓他們在生活中學習,在學習中更好地生活,從而獲得有鮮活的知識,并使情操得到真正的陶冶。在學生的生活中,每時每刻都在與自然界、社會發生聯系,許多問題的背后都隱藏著使學生心存疑惑、充滿好奇的物理問題。如在關于牛頓運動定律的應用課中,常常遇到如下的典型習題:有一輛汽車原來做勻速直線運動,突然遇到緊急情況剎車,已知汽車質量,汽車剎車過程的制動力恒,設駕駛員的反應時間為某個數,問從駕駛員發現情況到完全停車,共經過多少距離?若將這一習題改成:某一特殊路段的速度規定不能超過40km/h,有一輛卡車遇緊急情況剎車,車輪抱死滑過一段距離后停止。交警測得剎車過程中在路面擦過的痕跡長度是14m,從廠家的技術手冊中查得該車輪胎與地面的動摩擦因數是0.7。假如你是一位交警,請你來陳述該卡車是否超速行駛。很顯然,后一種提問比前一種提問有效,它將問題置于真實的生活情境中,讓學生覺得物理就在自己的身邊,體會到物理知識在生活中的應用價值,這樣有利于激發學生學習的興趣,學習時易于理解和接受。
4.2 問題搭橋策略