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中圖分類號:O213.1
一、電能質量的概念
電能質量是在電力系統運行當中產生的,電力系統的運行效率決定著電能質量的優劣。保持電力系統運行的安全性和可靠性是提高電能質量的有效方式。電能質量就是指供電的有效性。隨著社會的不斷發展,對電能質量的解釋也有很多。從不同的角度看待電能質量的問題也會得出不同的電能質量的概念。電力用戶認為電能質量就是供電的好壞,不出現停電的現象就說明了電能質量比較好。從電力設備的制造廠商來說,電能質量就是,設備能否滿足供電的需求。滿足的話就說明設備的供電質量好[1]。從社會發展的角度看,對電能質量的不同認識也受到社會經濟水平的制約,電力系統的發展程度決定了電能質量的優劣?,F階段我們普遍采用的電能質量的定義是供電設備在為用戶提供穩定的電能過程中,設備的運行穩定性。這個定義也是現在比較常用,主要是通過對設備故障的測試來檢驗供電的質量問題。該定義清楚明了,但是也有其局限性,需要有關部門進一步對其進行研究。
二、電能質量管理存在的主要問題
隨著電網智能化改造的不斷深入以及新技術的應用,我國的電網結構日益完善,電網性能不斷優化,已經能滿足電網用戶的基本需求。但是,在電能質量管理方面還存在不足,據統計,由于電能質量管理的問題導致的電能質量不達標的比例超過了60%。電能質量管理存在的主要問題有:(1)未建立起及時的變電站母線電壓自動化調控機制。母線調控不及時是造成電壓越限的主要原因。(2)小水電上網管理制度缺失。小水電的不規范上網會導致變電站35KV和10KV母線電壓越限。(3)電網配置不合理。例如近幾年城鎮化發展較快,原先的郊區已經迅速發展成為城市新中心,但電網供電設施跟不上,導致線路供電半徑過大,直接影響了供電的可靠性和穩定性[2]。(4)電網基層管理水平低下。有數據表明,縣級或縣級以下電壓越限的時長遠遠大于上級母公司。(5)電網污染治理缺乏。電網本身存在大量的非線性負荷、沖擊負荷以及不平衡負荷接入系統等,對電能質量形成嚴重威脅,而現階段對這些污染的治理還未得到充分重視。
三、產生的電能質量問題的原因
電能質量的優劣受到經濟發展水平以及電力系統發展水平的制約,先進的電力系統以及科學化的技術水平才能為電能質量提供有效的保障。因此,近些年來我國特別重視對電力系統技術的研究,使用先進的科學手段來提高電力系統運行的穩定性和可靠性。我國現階段對電能質量的研究也更加廣泛,很多專業的人士和部門都參與到了研究的課題中。經過專業的研究我們得出了產生電能質量問題的原因:
(1)電力企業為了提高其經濟效益,以及供電的自動化水平,注重對先進電子技術的使用,但是這些技術設備和電能質量存在一定的不適應性。如果計算機的計算值出現了偏差,那么在自動化系統的運行中,就很容易降低電能的質量,工作人員也沒有辦法及時對問題進行處理,因為電力系統的自動化,在實際的操作過程中,存在技術應用的難題[3]。
(2)現代電力系統中的供電結構發生了很大的改變,電氣設備的大功率、大負荷造成了供電的不穩定性。因為這些大功率用電器的使用,使得電能在供應的過程中不能保持一個合理的速度,過大的電流會損害或者產生對電力系統的過度消耗,從而也降低了電能的質量。
(3)市場競爭的加劇,導致了各個電力企業為了爭取更多的市場份額,在電力系統的管理上出現了一定的分歧。為了提高用戶的滿意度,很多電力企業都實行的開放性的電力管理模式,用戶也可以對供電進行簡單的控制,所以這就造成了電力系統的混亂,用戶在使用的過程中,很容易出現一些錯誤,影響了供電的穩定性和安全性,從而降低了電能的質量。
四、電能質量問題的分析方法
通過一定的方法對電能質量進行分析,是保障電能質量以及提升電能質量監測、控制以及管理水平的前提?,F階段運用到的電能質量分析方法主要有:
(1)時域仿真法。這是現階段電能質量問題分析采用的主要方法,它是利用各種時域仿真程序例如EMTP、EMTDC以及NETOMAC等對電能質量問題中的暫態現象進行分析。這種分析方法的缺點是在進行仿真計算之前要預先知道暫態過程的頻率覆蓋范圍,同時在模仿開關的過程中存在數值失真的現象[4]。
(2)頻域分析法。這是電能質量中諧波問題分析的常用方法,有頻率掃描、諧波潮流計算以及混合諧波潮流計算,后者由于可以對非線性負載控制系統進行精細的動態特性描述,建模簡單,在近些年運用較多。其缺點是計算量大,耗時較長。
(3)基于變換的方法。主要包括了Fourier變換法、神經網絡法、二次變換法、小波變換法以及Prony分析法等。
五、電能質量問題的控制
(1)要重視電能質量分析以及控制領域的基礎性工作。例如研究并建立起電能質量的評價體系、積極研究并創新電能質量分析的方法、技術和理論。
(2)積極推廣以DSP為基礎的實時數字數字信號處理技術。該技術通過程序對電能質量進行控制,調試簡單,易于實現并網運行和智能化控制,對系統穩定性、可靠性以及靈活性提升具有重要意義,在控制領域得到越來越廣泛的應用。
(3)要深入研究并創新電能質量的檢測技術?,F有的檢測設備雖然符合持續性以及穩定性指標,但對于快速捕捉、更高的采樣速率以及有效的分析和自動識別系統要求還有一定的差距,需要加大研究力度,發展新的檢測技術[5]。
(4)采取積極措施,加強電能質量管理。電能質量的好壞直接影響到用戶的滿意度,通過加強電能質量管理,促進電能質量,也是控制和解決電能質量問題的關鍵所在。
(5)電能質量的監測。一是要建立嚴格的監測制度,例如連續監測、定時巡回監測和專項監測;二是要鼓勵檢測技術的創新研發,因應電網發展需要開發可靠、有效的監測技術和設備;三是要積極利用先進的計算機網絡技術,加快發展監測技術的網絡化、智能化,確保監測結果的及時、準確。
六、結語
電力是現代社會正常運行的動力,電能質量問題關系到千家萬戶,電能質量問題的解決既需要依靠技術手段,也需要規范化的制度管理,兩者缺一不可。電能質量管理是電網管理的重要內容,必須要按照電能質量管理標準,建立起嚴格的管理體系,將電能質量管理從被動轉為主動、從松散管理走向制度化管理,從應對問題轉為預防問題。
【參考文獻】
[1]劉劍. 海上平臺電能質量問題及其改善措施[J]. 廣東化工,2013,(14).
[2]何世恩,程開嘉,陳其龍. 電能質量治理若干問題的討論 工程師與制造商伙伴們的觀點[J]. 電氣應用,2013,(13).
中圖分類號: TB22 文獻標識碼: A
近年來,隨著“3S”技術(全球定位系統GPS技術、地理信息系統GIS技術、攝影測量與遙感RS技術)的廣泛應用,工程測量技術也發生著實質性的變化。那么對工程測量技術人員也有著更高的要求。原有的人才培養模式下培養出來的工程測量人員已不適應當前市場對工程測量人才的需求。
因此,對原有工程測量人才的培養模式進行一次改革勢在必行。
一、工程測量人才需求狀況分析
工程測量技術人員須有扎實的基礎理論知識,對工程常用的測量儀器能夠熟練使用。同時具備強的計算機應用能力,綜合運用專業知識解決實際問題的能力以及良好的職業素養和職業道德。
近年來,國家經濟建設飛速發展,各行業對測量專業復合型人才需求是不斷增大。同時各省市水利、土地、工程建筑等行業對工程測量技術人才需求量加大。各用人單位急需掌握新技術的應用型工程測量人才。然而在這種量的需求增加的同時對工程測量人才的質的要求也越來越高。
二、測量專業人才實踐能力的重要性
工程測量技術專業是實踐性很強的專業。實踐教學是教學環節中的重要一環。其重點在于強調實踐性和應用型。根據企事業用人單位對工程測量技術人才的反饋意見,用人單位對學生的實踐動手能力及學習新知識,掌握新技術能力要求較高。因此,測量人員的實踐能力是非常重要的,是每一位合格的測量人員必須具備的專業素養。
三、“2+1”人才培養模式
“2+1”人才培養模式是“工學結合”教學模式的一種具體體現,主要應用于高職高專院校。學生在學校的前兩年進行基礎知識和技能訓練,最后一年到企事業單位參加頂崗實習。通過這種方式使學生在學習好專業知識的同時積累生產工作經驗,實現學生畢業后知識能力與崗位需求的無縫對接。
四、測量專業實踐教學改革
(一)改革實踐教學體系
根據工程測量技術專業的教學目標及崗位需求,應構建起“夯實基礎,加強能力”的實踐教學體系,使實踐教學循序漸進。早期實訓課程以提升學生專業興趣為目標,鞏固學生專業基礎理論知識與實踐動手能力為基礎。專業應用實踐課程注重提升應用實踐技能培養,以幫助學生更好地理解各種專業技術在實踐中的應用情況,培養學生對實際問題的分析與解決能力。
(二)改革畢業設計(論文)教學模式
畢業設計(論文)是高職高專學生培養方案中的一個必修的教學環節,目的在于總結專業學習的成果,培養學生綜合應用所學專業知識解決實際問題的能力。畢業設計(論文)應推行校企聯合指導畢業生進行畢業設計(論文)。學生在最后一年進行頂崗實習,學生在單位實習期間由單位的技術人員與教師共同指導學生,確定學生畢業設計(論文)的中心內容。這樣畢業實習與畢業設計相輔相成,同時學生通過畢業實習、收集資料、學習方法、解決問題進而完成畢業設計(論文)。
1 資料與方法
1.1 一般資料:選擇2011年11月~2012年11月來我院就診的100例高齡難治性高血壓患者,隨機將他們分為觀察組(A組),采用循證護理模式,另外一組為對照組(B組),采用常規性護理,每組各50例。男70例,女30例,年齡77~88歲,平均82.8歲。兩組患者在性別、年齡、身高、病期以及血壓上等方面差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性[1]。
1.2 治療方法:①對醫護人員進行難治性高血壓、循證護理進行相關知識培訓,以求護理人員能夠掌握這些技能知識。醫學論文,護理學論文,臨床醫學論文,藥學論文,泌尿論文,婦產科論文在循環護理階段,醫生要準確確定高齡難治性高血壓患者所要求的循環護理問題,這就需要從血壓的測量、心理上、護理認知能力等方面著手[2];醫學論文,護理學論文,臨床醫學論文,藥學論文,泌尿論文,婦產科論文②指導患者學會一些基本上的護理。一是護理人員要對患者的認知能力、身體狀況等方面原因,可以教這些患者使用血壓測量器;在體重上,引導他們適當的控制體重;對于一些健康的生活方式,可以適當的結合他們圣體狀況采用,尤其要戒煙限酒。
1.3 觀察指標[3]:4周為1個療程,1個療程后仔細觀察兩組患者在體重上的控制、使用血壓測量方法、遵守醫囑等方面的變化。遵守醫囑所包含患者的心理改善狀況、自我控制能力、戒煙戒酒、戶外運動時間、飲食等方面。判斷的標準:平均分為50分,以上的為較好,以下的為較差。
序號 題型 題目 備注 答案
1、 單選題()標志著課題申請通過了有關專家的評審,被科技主管部門正式確認并給予
資助。 C
2、 單選題 ()的特點是提出新觀點、新概念或新模型,側重理論證明和模擬分析。 A
3、 單選題 ()的重點在于實驗的設計方案以及對實驗結果進行的觀察和分析。 B
4、 單選題 ()是測量的正確程度,即測量結果所能顯示測量對象所需測量特質的程度。A
5、 單選題 ()是對科學問題的提煉、分解及解決的過程。D
6、 單選題()是對某一專題或某一論題具有獨到學術觀點的著作,它有學術論著、學位
論著之分。 B
7、 單選題()是發表在國內外正式出版的學術期刊上的文章、通訊或報道,一般包括綜
述、文章、簡訊(簡報)等。 B
8、 單選題 ()是反映客觀現實的一種思想,是對研究對象有所斷定的一種思維方式。 A
9、 單選題 ()是反映論文價值的最直接體現,是評價科研成效的公開尺度。 B
10、 單選題 ()是科研工作者必備的一種基本技能,是科研工作的重要過程。 A
11、 單選題 ()是科研選題的使動環節,具有重要的戰略意義和指導作用。 A
12、 單選題 ()是科研意義中最基本的意義。A
13、 單選題 ()是人類所擁有的一種智能,是一種高級的形象思維活動。 C
14、 單選題()是通過對學術期刊整體水平的評價,來界定刊載在該期刊上的學術論文水
平和質量的評價方法。 B
15、 單選題 ()是為了申請相應的學位或某種學術職稱資格而撰寫的研究論文。 D
16、 單選題()是研究者在科研工作中必不可少的參考文獻,也是追蹤國內外科研前沿最
直接的科研信息來源。 B
17、 單選題()是指大腦在思維時呈現的一種擴散狀態的思維模式,屬于彈性思維基本類
型之一,與收斂思維相對。 A
18、 單選題()是指在科學研究過程中,為解決課題研究中出現的科學問題、技術難點所
使用的研究方法。 B
19、 單選題()是指在某一領域中,針對某些熱點問題而舉辦的學術會議。規模較小,但
議題較為重要。 C
20、 單選題()是指針對某一研究領域中的一些重點問題,召集一些相關的學術代表而舉
行的學術會議。此類會議規模相對較大,內容豐富,參會人數較多,影響面廣。A
21、 單選題()是追求事物的原本,以探索事物的本質為目的,以發現事物的內在的、特
定的規律為目標。 C 選項一 A.課題規劃 A.理論性 A.理論性科研論文 A.效度 A.課題規劃 A.學術著作 A.網絡論文 A.判斷 A.論文撰寫 A.論文撰寫 A.提出問題 A.創造學術價值 A.判斷思維 A.指標評價法 A.科學論著 A.綜述性文章 A.發散思維 A.科學方法 A.團體固定會 A.代表會議 A.常規認識
()是最根本的思維方法,是研究各類方法的理論基礎和指導思想,對一切科
22、 單選題 C
學具有最普遍的指導意義。 23、 單選題 ()一般有獨著、合著、編著、主編、編寫等類型。
C
A.科學方法 A.科學論著 A.判斷思維 A.物理模擬 A.學術腐敗 A.推理思維 A.科學方法 A.跳躍性 A.科研方法
A.探索實驗驗證實驗模型試驗等 A.科學方法
()一般指對研究情況的一種突如其來的領悟或理解,亦指突然躍入腦際的,
24、 單選題 D
能闡明問題的思想。 25、 單選題 ()指以模型和原型之間在物理過程相似或幾何相似為基礎的一種模擬方法。A()治理是一個系統工程,需要全社會各階層的人士參與,并需要職能部門干26、 單選題 A
預。 27、 單選題 ()屬于彈性思維范疇,通過由此及彼的思維過程,開拓研究者的思路。
B
()屬于科學認識的"硬件",即在科學認識活動中進行觀察、測量、計算、存
28、 單選題 B
儲信息的各種物質手段。 創新思維的()是指研究者的思維活動不受常規思維定勢的束縛和局限,并且
29、 單選題 D
能夠根據具體的科研對象自由、靈活地采用多種思維方式探索問題的答案。 30、 單選題 對缺乏科研實際經驗的初學者,()的選取對科研工作的成敗至關重要。 31、 單選題 根據實驗結果性格的不同分類,可分為()
B D
科學發展和技術進步是()形成的基礎,而新的科研方法的發現和創立,又使
32、 單選題 A
科研工作得以有效的進行,從而促進科學和技術的新飛躍。
科研的()階段是把以確證的假說同原有的理論協調起來,統一納入到一個自
33、 單選題 治的理論體系或技術體系中,使其形成結構嚴謹、內在邏輯關系嚴密的新理論體C
系。
34、 單選題 科研的()階段是科學研究中具有戰略意義的階段?
35、 單選題 科研方法中,演繹推理的主要形式是三段論,其中不包括()
A B
A.提出假設設計
A.確立科研課題 A.大前提 A.科研方向 A.針對性 A.文字 A.功能抽象 A.工具法 A.奪取式
36、 單選題 科研規劃中,()是科研規劃的中層,是指規模較大、時間較長的科研計劃。B37、 單選題 科研課題收集的標準不包括()
D
科研論文是以()形式對最新科研成果的記錄,它是科研成果的一種直接體現,38、 單選題 A
也是學術交流的重要形式之一。 39、 單選題 科研中,信息方法的作用不包括()
C
利用書目文獻數據庫、全文數據庫對課題相關知識點、事實和文獻進行檢索,屬
40、 單選題 A
于論文檢索的哪種方法() 抄襲剽竊是一種極為常見的學術腐敗現象,是對科研規范破壞力極大的一種學術
1、 多選題 BCD
腐敗現象,其具體表現形式有() 2、 多選題 成果查新時,關鍵詞的選擇應注意些什么() 3、 多選題 創新思維的特征有()
ABCD A.檢索詞是否覆蓋查新點 BCD
A.突發性
4、 多選題 從科研領域考慮,科研論文一般分為()等基本類型。 5、 多選題 從期刊論文性質及作用的角度出發,期刊論文的特點有() 6、 多選題 代表性的彈性思維有()
7、 多選題 對光纖光柵的作用方式而言,包括()
8、 多選題 對某一科研部門或課題組而言,科研規劃主要包括() 9、 多選題 發散思維中,基于光柵性質的研究方法有()10、 多選題 根據會議延續時間的長短,可分為()等差異。11、 多選題 根據我國的國情,目前科研課題的來源有()12、 多選題 就認識層面而言,認識活動可分為()13、 多選題 科學觀察的原則有()
14、 多選題 科學實驗缺陷的產生主要有()等原因。15、 多選題 科研的特點包括:()
16、 多選題 科研方法的重要作用體現在()
17、 多選題 科研工作者對于專業知識的學習,初學者應該做到() 18、 多選題 科研課題方案設計的原則有()
19、 多選題 科研課題立項后,需注意處理好()相關事宜。20、 多選題 科研論文的學術性主要表現在()21、 多選題 科研論文的質量把關有()等方式。22、 多選題 科研論文評價的原則()
23、 多選題 科研論文文獻檢索具有如下重要作用()24、 多選題 科研思維具有哪些特點()25、 多選題 科研選題中涉及的主要內容有()26、 多選題 科研中,現代方法包括()
27、 多選題 課題設計書是課題方案設計的實現形式,一般可分為() 28、 多選題 論文編輯加工設計的范圍較廣,一般分為()29、 多選題 論文檢索的方法有()
ABC A.理論性
ABCD A.原始報道 ABCD A.發散思維 ABCD A.機械傳感方法 ABC A.科研方向 BC
A.震動傳感方法
ABCD A.長期會議 ABCD A.指令性課題 ACD A.常規認識 ACD
A.客觀性原則
ABCD A.實驗假象 AB A.科研繼承性
A.正確的科研方法對科研工ABC
作的成敗起著至關重要的作用
ABCD
A.學無止境,常學常新,常研常進
ABCD A.科學性原則 ABCD A.確認立項,填報計劃 ABC
A.研究的科學性
ABCD A.健全的監控規程 ABCD A.公正性原則 ABCD A.資源開發 ABCD A.客觀性 ABCD A.提出問題 BCD A.客觀方法 AB A.研究性課題設計書 BCD A.文摘加工 AB
A.工具法
30、 多選題 論文投稿成功的原因有()ABCD A.專業論文為重點
捕捉信息,是思維探索和理論抽象的事實基礎,也是科學發現和技術發明的重要
1、 判斷題 √
手段。() 參會者在會議上的口頭報告或張貼報告不論是否通過大會論文評審組的評審,都
2、 判斷題 ×
會由大會統一印刷成論文集并公開出版。() 3、 判斷題 查新機構保證對本合同及所附材料的技術內容在查新工作期內保密。() 成果創新查新是科研論文投稿前應當首先進行的工作,此項工作不可輕視。
5、 判斷題
()
√
4、 判斷題 查新完成后,查新機構對有關電子、紙介材料應予以存檔,永久不得銷毀。()×
√
是實現科研成果退出最快捷、最直接、最有效的方式之一,也是科研人6、 判斷題 √
員進行學術交流和技術推廣的重要途徑。() 根據科研論文的理論價值、實用價值和社會意義的大小,可以設計出高級科研論
7、 判斷題 ×
文、中級科研論文、和低級科研論文三種評價等級。() 科技文獻稿件可以一稿兩投或者將本來屬于篇文章的內容拆成兩部分,作為兩篇
8、 判斷題 ×
文章投稿。() 9、 判斷題 科學方法屬于科學認識的硬件。()
×
科學工作者一旦有了研究成果,必然希望盡快公諸于世并得到學術界及社會的承
10、 判斷題 ×
認,期刊論文是唯一的有效途徑。() 11、 判斷題 科學論文的學術性是指科研論文所具有的學術價值。()
√
科學認識是人們對事物規律性的高度抽象,是對事物普遍的、規律性的認識和把
12、 判斷題 √
握,屬于高級認識層面。() 科學實驗方法可以簡化和純化研究對象,起到加速或延緩研究對象變化的作用。
13、 判斷題 √
() 14、 判斷題 科學研究對象從廣義上講,是指客觀世界(包括自然界、社會、人類思維)。()√科學研究是人類的一種具有創造性的活動,方法問題是科研工作中的一個重要問15、 判斷題 √
題,事關科研工作的成效。() 16、 判斷題 科學研究最大的特點在于創新,科研過程絕不拘泥于固定不變的步驟。() √ 科研抽象側重事物的統一性而往往忽略其差異,若使用不當則很容易以偏概全,
17、 判斷題 ×
得出錯誤的結論。() 科研的目的是發現別人未發現的真理,而公開出版的國內外學術期刊,則是確認
18、 判斷題 √
這種科研成果的正式而有效的主渠道。() 19、 判斷題 科研方向是科研規劃的中層,是指規模較大、時間較長的科研計劃。()
×
科研課題的基本類型有理論性研究課題、實驗性研究課題和綜合性研究課題三大
20、 判斷題 ×
類。() 21、 判斷題 科研課題的可行性原則包括研究基礎、試驗設備和智慧技能。()
√
科研課題方案中,實驗型方案設計一般指通過設計實驗方案,進行實驗造作的手
22、 判斷題 ×
段,對科研課題的具體內容與方法進行設想和計劃安排。() 23、 判斷題 科研課題是科學研究的第一步,具有戰略性和全局性的特點。()
√
科研論文,就發表形式而言,一般包括期刊論文、學術著作和會議論文3種基本
24、 判斷題 √
類型。() 25、 判斷題 科研思維的過程是:科研問題科學思維方式認識成果。() 26、 判斷題 科研思維是研究者在科研工作中為解決問題而采用的科學思維方式。()
√ √
27、 判斷題 科研思維屬于抽象思維,而邏輯性是抽象思維的一種基本特性。() √
科研選題的程序是:提出問題形成假說查閱文獻構建方案確立課題。
28、 判斷題 ×
() 29、 判斷題 科研中,模擬方法可以作為最初的實驗研究之用,也可以代替真是的實驗。()×科研中期是問題的研究與階段成果的積累階段。該階段的主要任務是:科研資料30、 判斷題 ×
收集,文獻閱讀,研究思路整理,以及科研選題方略設計。() 31、 判斷題 克隆干細胞造假事件屬于學術腐敗急功近利經典案例。() 32、 判斷題 課題調研,收集科研信息,是科研工作初始階段的必要過程。()
√ √
課題申報的基本要求,可概括為"仔細填寫,初稿討論,意見綜合,修改報送"。
33、 判斷題 √
() 理論性科研論文的鎮南關點在于實驗的設計方案以及對實驗結果進行的觀察和
34、 判斷題 ×
分析。()
利用書目文獻數據庫、全文數據庫對課題相關知識點、事實和文獻進行檢索,屬于論文引文檢索法。()
35、 判斷題
考核是實驗教學中的重要環節[1],是教學過程和教學方法的重要組成部分。物理實驗既要考理論知識,又要考核實踐操作能力。傳統物理實驗考核方法已難以適應現在教學規模,也不利于人才的培養。物理實驗考核能否有效進行已成為決定大學物理實驗課程教學質量高低的關鍵問題。
大學物理實驗常常作為考查課開設,可以有靈活多樣的考核方式或多種考核方式相結合,不一定要采用全校統一的考核方式[2-3],允許不同的專業選用不同的考核方式或不同的老師采用不同的考核方式。我校在大學物理實驗教學過程中進行了考試方式的多樣化、評價手段的多樣化的改革與實踐。
1.物理實驗網絡考試與自動判卷系統的應用
將計算機網絡技術的發展為物理實驗網絡化考試帶來了機遇,網絡考試不僅能進行大面積的實驗考核,還能節省人力,解決儀器不足的問題,降低儀器的損耗。計算機網絡考試不僅能對實驗原理、實驗數據處理、實驗數據的分析等理論部分進行考查,還能利用物理仿真實驗及自動評分系統對學生的動手能力和實踐能力進行全面考核,旨在強化學生實踐能力的考核。
(1)仿真實驗與自動評分系統功能結構模塊。自動評分系統包括公告管理、試題庫、試卷庫、組卷系統、考試安排、成績管理、用戶信息管理和學生考試八個模塊。整個考試評分系統將題庫管理、評分和成績管理三大功能融合在一起,共同完成系統成績核算與管理。系統自帶試題庫和試卷庫,教師可以增添或刪減題庫中的題目,也可以根據需要新增試卷存入試卷庫,試卷可以以WORD的格式導出。在組卷模塊中,教師可以根據考試的內容調用試題庫習題組成試卷,提交到試題庫,也可以直接調用試卷庫中的試卷。教師根據教學計劃安排考試,每場考試可以同時采用試卷庫中的多份試卷,系統可以自動分配給不同的學生,從而實現不同學生考核同一實驗項目或不同實驗項目的目標。在教師安排完考試后,學生可以在規定的時間內進入考試大廳進行考試。考試分為理論考試和實驗仿真操作考試,也可以只進行操作考試并提交答案和測量數據。系統根據提交的答案和測量數據自動判卷、自動評分,教師可以在系統中查看或以EXCEL格式導出成績,也可以導出成績分布圖表、利用分布曲線調整成績分布。
(2)仿真實驗與自動評分考核方式特色和優點。傳統操作考試必須隨機安排同一批次學生考查不同實驗項目,由于考核項目不同,操作的難易程度不一樣,評分尺度也不一樣,對學生的成績認定存在偏差。利用網絡考試評分系統在對學生進行實驗考核時,可以實現同批次學生考查相同的項目,而且由系統隨機生成考核項目的初始物理量,每個學生操作測量的正確結果不同,從根本上杜絕考場作弊的問題。同時,系統自動客觀地評分,避免教師對主觀題評分的誤差,體現實驗考核的公正公平性。
以現有大規模的物理實驗教學,要實現整齊劃一地操作考試,基本上是不可能的,但通過計算機網絡考試可以實現大規模實驗考核。每一次考核所能容納的人數取決于計算機中心的電腦數及服務器的運行能力。
2.課程論文評價方式在大學物理實驗考核中的應用
撰寫課程論文是對學生科學實驗的基本方法、基本技巧和基本技能掌握程度的一種考核方法,是一種開放的考核方法,有利于激發學生自主學習的興趣,增長物理實驗知識,培養學生獨立獲取知識、科學觀察與思維、分析和解決問題的能力。通過閱讀文獻課程論文的要求和內容,運用所學專業知識獨立研究分析和解決理論或實驗問題,是對所學專業知識的運用和深化,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。以課程論文在課程開始時布置,課程結束后提交作為期末考核,占總成績的30%,課程論文包括考核的基本要求和評分標準。
(1)論文格式要求。符合論文基本格式,應包括題目、作者、摘要、關鍵詞、引言、正文、結論和參考文獻。對于引用的結論或觀點應該有相對應的文獻出處,做到不泛泛而談,有理有據,有說服力,字數在2000字左右,題目自擬。
(2)內容基本要求。以大學物理實驗兩學期所開設的項目相關的項目為主,對實驗內容進行加深加寬分析研究,拓展新應用,創新設計思路。或利用實驗所測原始數據,分析解釋物理變化的機理并得出結論??偨Y不同實驗的共性部分,測量誤差產生的原因或在不同實驗中采用相同的數據處理方法,如逐差法、作圖法等,各有什么好處,還有哪些應用等都可以寫。也可以對實驗創新、項目改進、測量方法改進等提出觀點,必要時實驗中心可以提供相應的儀器、器材和經費支持學生進行實驗項目的改進。
(3)建立評分標準,從論文選題、文獻查找、課題研究和論文寫作幾個方面進行評分。①論文選題對培養學生獨立思考和發現問題的能力。選題要符合物理實驗教學要求,要有一定的范圍和深度,不能無主題無方向,占總分的15%。②文獻的查找有利于培養學生評價文獻獲取知識的能力。文獻的引用不能簡單地復制和堆砌,占總分的15%。③課題研究是根據選題在查找文獻的基礎上,結合所學的理論和實驗對所提觀點進行論證和研究的過程,并得出正確的結論或結果。課題研究能培養學生刻苦鉆研、嚴謹務實的科學態度。根據論文的創新性、前瞻性、應用價值進行評分,占總分的50%。④論文撰寫有利于培養學生的語言表達和寫作能力。論文寫作要求格式規范,思路清晰,語言流暢,語言表達要科學準確,占總分的20%。
3.口頭報告答辯評價方式
口頭報告答辯的評價形式是學生靈活運用知識與技能,訓練學生分析解決問題的綜合能力,激發學生自主學習的興趣,養成自主探索與思考的習慣。通過一年的大學物理實驗的課程的學習,要了解學生對物理實驗知識、實驗方法和實驗技能掌握的情況,以及學生實驗素質提高的情況。這些只通過一個重復性的實驗或者進行書面考核是達不到上述目的的,采用現場答辯的方法可比較全面深入地了解情況,以便實現教學方法、教學內容和考核方式的改革。
口頭報告答辯在完成預定的實驗項目后,學生根據抽簽確定考核項目并進行答辯準備。報告答辯包括自我陳述和教師提問兩部分,學生陳述內容包括實驗背景知識、實驗目的的提出、實驗解決的方案、物理理論和實驗原理、實驗儀器的選擇、實驗方案實施過程、數據記錄、實驗結果和結論、誤差產生的原因,陳述時間為5分鐘。學生在規定的時間內完成口頭報告,就要求學生在實驗過程中細心觀察實驗現象,掌握操作技巧,對實驗中出現的問題主動查找資料,或與老師和同學探討,將被動學習轉化為主動探究。教師針對學生陳述的內容,結合對該項目相關要點進行提問,時間為3分鐘。通過教師的質疑和提問,真實地了解學生的實驗水平和實驗技能。就學生比較含糊表述不清的問題進行提問或追問,教師提出的問題可以是開放性的,可以是學生對大學物理實驗課程的見解或建議,也可以是實驗方法或技術的進一步應用。
口頭報告答辯的評價方式有利于培養學生的自主學習習慣、提出問題和解決問題的能力、語言表達能力,讓學生意識到只有真正理解、勤于思考并認真實踐才能取得優異的成績。
4.結語
傳統大學物理實驗考核方式對學生的約束力比較弱,降低了學生對物理實驗的重視程度,不利于學生動手能力的鍛煉和科學思維創新意識的培養,也不利于課程建設。結合物理實驗課程的特點和課程教學目的,采用多種考核方式和多種考核手段相結合的方法,有利于調動學生學習的自主性和積極性,促進學生創新能力的培養和大學物理實驗教學質量的提高。
參考文獻:
[1]高等工科物理課程教學指導委員會.理工科類大學物理實驗課程教學基本要求[M].高等教育出版社,2008.
建筑行業也是一個古老的行業,是典型的勞動密集型行業,大多數從業人員素質不高,主要從事技術含量低的工作,其中懂技術、會管理的人才奇缺。為提高各企業的生產效率和管理水平,急需培養大量技術和管理人才充實到生產一線。
高等職業技術教育以培養面向生產、管理及服務第一線的高級技術及管理人才為教育目標,其畢業生要求具有較強的技術應用能力和較高的職業素質。職業技能的訓練是提高學生職業素質的重要手段,職業技能鑒定則是能公正、客觀反映學生職業技術能力水平的最佳方式。根據《職業教育法》要求,高等職業教育應加強職業技能培養,推行職業技能鑒定。
二、技能鑒定目的及鑒定科目
高職教育是以能力為本位、以就業為導向的高等教育,其辦學特點應凸出職業技能培養。鮮明的就業導向性要求高職畢業生對某一崗位或職業崗位群具有良好的適應能力。由于技能實訓形式靈活,要求多樣,指導教師應該是具有較高專業技能水平的“雙師型”教師,并要求有配套的實訓基地及實訓設備。所以各學校在實訓教學過程中均感到困難很大,在編制教學計劃及實施過程時,偏重于理論教學,有意無意減少實訓學時甚至取消實訓教學計劃,導致學生職業技能降低,影響教學質量。
為更好地促進高等職業教育的發展,提升高等職業教育的技能訓練水平,國家現已推行統一標準的專業技能鑒定,通過鑒定客觀地反映學生所具備的專業工作能力和水平,顯示學生對工作崗位的適應性。通過推廣技能鑒定,實行雙證(畢業證加專業技能證書)制教育,采用統一的考核方法、統一的技能水平衡量標準,能極大地促進實踐性教學的改革,加強實訓基地建設,提高教師的專業技能水平,改進實踐性教學效果,凸出高職教育特色(見圖1).
建筑工程技術專業面對的工作崗位眾多,從業工種各不相同,涉及面廣泛,各崗位應具備的職業技能各異。但詳細分析其行業特點,對一線的技術及管理工作進行分類,其崗位群可分為三大類:第一類是現場施工管理人員,如現場施工員、班組長、工長、現場監理員、施工隊長及項目經理;第二類是各層次的技術管理人員,如技術員、技術主管、現場工程師、項目總工程師等;第三類是后勤技術支持人員,如資料員、檔案員、實驗員、預算員、材料員、安全員等。
由于建筑行業工作的復雜性,大多數崗位往往需要面對不同的工作對象,需要與眾多部門或人員有工作聯系,不同崗位之間的知識及技能要求常有交叉和重疊,要求作業人員具有較強技術能力和較高的綜合職業素質。為提高本專業高職學生的綜合職業素質,加強學生職業技能訓練,從職業技能的性質、與本專業的關系及技能的綜合程度等方面進行細分,將建筑工程技術專業的職業技能細分為基礎技能、專業操作技能及綜合運用技能三大類。每一大類技能又可分解為數種技能或基本能力要求。學生可在學校的組織下,根據自身的特點及畢業后的就業方向,有目的地選擇一種或幾種專業技能參加實訓及鑒定。
三、技能實訓的方法
根據各種技能的性質與要求的不同,聯系相應的理論課程學習方式,可將技能實訓的方法分為基礎技能實訓、各種單項專業技能實訓、專業綜合技能實訓三類實訓方法(見圖2),有針對性地進行各種技能的學習與訓練。
1.基礎技能實訓
課堂實驗實訓是基礎技能及部分專業操作技能培養的主要手段,包括課程實驗、專業認識實習、計算機考證實訓、公共外語考證等形式。實驗技能主要由實驗課培養,通過增加實驗課時,開放實驗室,加強實驗成績考核,培養學生興趣,提高學生實驗能力。計算機基本應用能力由計算機文化基礎課習得,通過增加上機時間,使上機實作與理論教學時間相當,提高學生的實際操作能力。認識實習一般可集中安排一周,結合多媒體教學手段及現場的參觀,形成對建筑工程技術專業初步輪廓的認識,擴大學生的專業視野。此外通過習題課、應用文寫作實訓、英語口語實訓課等多種方式提高學生的應用文寫作、英語水平及其他基礎技能水平。并在第一學年安排繪圖、計算機操作等實訓技能的考證。
2.單項專業技能實訓
單項專業技能形式多樣,內容豐富。對于專業軟件應用能力,采取講授與上機編程實訓相結合的形式,以上機為主進行應用軟件實訓;材料工實驗實訓結合《建筑材料》課程的實驗,在課程學習結束后,進行一定時間的集中實訓,通過國家技能鑒定,取得相應的技能鑒定證書;建筑測量技能的學習在《建筑測量》課程的學習后,先進行階段性的測量實習,然后集中進行建筑測量實訓及技能鑒定考證,通過技能鑒定考試取得國家技能鑒定證書;專業課課程設計(大型作業)是在專業基礎課及專業課程學習結束后,對本課程知識綜合運用的一個實踐性教學環節。包括地基基礎課程、結構類課程(鋼筋混凝土結構、鋼結構等)、構造類課程(房屋建筑學)、專業工程類(建筑施工技術、高層建筑等)課程設計,涉及面廣泛,知識量大,要求學生獨立查閱技術資料,以手工計算為主,結合計算機繪圖技術完成實訓任務;施工生產實習是建筑工程技術專業的重要實踐性教學過程,一般可安排三至四周的時間。通過現場實習,融會貫通施工技術、施工管理、工程概預算、招投標及施工監理等相關課程的知識,掌握實踐操作技能,培養管理能力,達到理論聯系實際的初步訓練。在第二學年安排公共外語等級、測量工等考證。新晨
3.綜合運用能力實訓
《物理課程標準》大力倡導探究性教學,因此新課改教材中安排了許多探究實驗。筆者發現在實際的探究過程中,相當一部分教師只重視實驗過程和實驗結論的得出,而忽視了“評估”環節。致使實驗不夠完善且嚴重束縛了學生的批判性思維和創新思維的發展。其實評估就是對探究行為和獲取信息的可靠性、科學性從更嚴密的角度反思的過程,是不可缺少的探究要素。下面以“探究實驗”為例談一下實驗教學中“評估”的作用:
一、評估實驗設計,優化實驗方案
在設計實驗的過程中,為了達到實驗目的,可有不同的實驗方案。由于實驗儀器精確度不同或實驗方法不同導致實驗誤差也不同。為了使實驗結果更精確,在實驗過程中應引導學生評估實驗方案,比較每一種方案的優劣,使實驗方案達到最優化。例如:在探究“用天平和量筒測鹽水密度”的實驗中,學生設計了多種實驗方案,典型的有如下三種:
方案一:①用天平稱出空燒杯的質量m1;②將鹽水倒入燒杯中,用天平測出燒杯和鹽水的總質量m2;③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中,測出鹽水的體積V;④求出鹽水的密度ρ=(m2-m1)/V。
方案二:①用天平稱出空燒杯的質量m1;②將適量鹽水倒入量筒中,測出鹽水的V;③將量筒中的鹽水全部倒入燒杯中,用天平測出燒杯和鹽水的總質量m2;④求出鹽水的密度ρ=(m2-m1)/V。
方案三:①將鹽水倒入燒杯中,用天平測出燒杯和鹽水的總質量m1;②將部分鹽水倒入量筒中,用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質量m2,同時測出倒出鹽水的體積V;③求出鹽水的密度ρ=(m1-m2)/V。
上述三個實驗方案測量結果的精確度是不同的,方案一中向量筒中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡,燒杯內壁要殘留一些鹽水,使測量的鹽水體積偏小,密度偏大;方案二中向燒杯中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡初中物理論文,量筒內壁要殘留一些鹽水,使測量的鹽水質量偏小,密度偏小;方案三則不存在前兩種方案的弊端,測量結果更接近真實值。
二、評估操作細節,改進操作方法
在進行探究實驗的過程中,學生的操作過程并不是那么順利,有的小組由于操作方法不當,而有的小組由于實驗操作技能差,不能成功的完成實驗。通過對實驗操作細節進行評估,可提高學生實驗操作技能,確保實驗成功。
例如:在探究“摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中,在分析數據時發現各小組實驗數據差異較大。此時積極引導學生評估并改進實驗操作:實驗時彈簧測力計不易保持勻速,運動中的彈簧測力計也不易讀數。進一步引導學生改進:把彈簧測力計用手拉的那端固定在一固定處,人的拉力作用在木塊下端的木板上,當拉動下端的木板運動時,上端的木塊相對下端的木板發生相對運動,木塊受到木板施加的滑動摩擦力。而木塊所受到的滑動摩擦力的大小與木板的運動速度并沒有關系,只要木塊相對木板有發生相對運動,木塊所受的即為滑動摩擦力。根據二力平衡可知,彈簧測力計的示數等于木塊所受的滑動摩擦力的大小論文服務。實驗中彈簧測力計是靜止的也容易讀數,實驗誤差小。
三、評估實驗現象(數據),規范操作習慣
在探究實驗時可能有一些意外的實驗現象(數據)被學生觀察到,教師應及時引導學生評估實驗現象(數據),加深學生對實驗規范的認識,甚至獲取意外的收獲,使實驗得到深化。例如:在“用電流表測電流”的實驗中,某同學按電路圖接好電路,閉合開關后,發現電流表A1的示數比電流表A2的示數要大一些。于是他認為:當電流通過燈泡時,由于燈泡要消耗電能,所以電流在流動過程中將逐漸變小?!嶋H上,電流表的示數不同,可能有多種原因,如電流表使用了不同量程、電流表在接入電路之前沒有調零等情況有關。這就需要我們根據實驗現象,及時的審視我們的操作規范和操作習慣,得到真正有效的數據。
四、評估實驗結論,提高歸納能力
由于學生自身學業水平的不足和對實驗方法的掌握不熟練,學生通過對記錄表中數據的計算、分析、比較后得到的結論, 往往具有片面性甚至是錯誤的,這就需要我們對實驗結論進行評估,以得到具有普遍性的規律和結論,并逐步提高學生的歸納能力。
例如某小組探究“杠桿的平衡條件”所記錄的數據,發現動力與動力臂的和等于阻力與阻力臂的和,由此他得出杠桿的平衡條件是:動力+動力臂=阻力+阻力臂, 實驗數據本身沒有問題,結論的數學關系也成立。但是物理意義不成立,兩個不同的物理量不能夠直接相加。造成學生誤解的原因是利用特殊的數據得出了特殊的數學關系,實驗數據應該充分考慮到特殊性和一般性初中物理論文,試驗的時候,要盡量利用一般的數據進行測量,以便得到正確的實驗結論,特殊的實驗數據有助于對問題的理解,但不能對于特殊數據依賴。
五、評估實驗功能,拓展思維空間
為了達到某一實驗目的,我們都設計相應的實驗來進行。如果我們用逆向思維來思考,是不是同一實驗可以達到多個實驗目的,使實驗潛能得到最大限度的發揮,同時也拓展了學生的思維空間。例如:探究“用電壓表和電流表測小燈泡電阻”的實驗,實驗中需測出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流,然后利用公式R=U/I求出電阻,最后取多次測量的平均值。但根據公式P=UI,上述實驗測出來的物理量也可測小燈泡的電功率,只不過應調節變阻器使小燈泡兩端電壓低于額定電壓、等于額定電壓、高于額定電壓,測量結果不取多次測量的平均值。細心的同學不知是否還發現,每次求出的小燈泡的電阻值是不同的,且小燈泡越亮電阻值越大。這說明小燈泡電阻與溫度有關,溫度越高,電阻越大,可見此實驗還可研究電阻與溫度的關系,真可謂一舉三得。
自己能夠堅持黨的基本路線。具有較高的政治覺悟和思想品德。熱愛教育事業,遵守職業道德規范,用教師的規范嚴格要求自己。工作中專業思想穩固,敬業精神強,有很強的事業心和責任感,全面貫徹黨的教育方針,教書、育人,有良好的師德,表里如一,為人師表,盡職盡責地完成了本職工作,遜色地履行了作為教師的職責。
二、文化專業知識水平方面
自己具備系統的文化專業知識。物理學科的基礎上,進修了相關的電工專業知識、電工實操證等多方面的內容。根據學校需要,先、后擔任過《物理》電工基礎》儀表與測量》電機與變壓器》平安用電》等專業課的教學。對所教授的專業課具有扎實的基礎理論和專業知識;深刻理解所教學科的教材、大綱的精神,并能準確掌握和熟練運用;清楚教材的重、難點及內在聯系;教學經驗豐富。注重對自身教育、教學水平的提高,于1998年7月至2000年7月在首都師范大學物理系物理專業參與了研究生主要課程班”學習;1998年9月至2001年1月利用課余時間進修了第二學歷,取得外語大專學歷。
三、教育教學能力方面
教學:自己在教學實踐中。貫徹教學大綱,準確掌握大綱和教材內容,有效地組織實施教學活動,選擇恰當的教學方法和教學手段,準確地教授知識并努力培養學生的學習習慣、學習能力。具有較強的教學設計、組織能力。教學過程中,能正確運用教學原則和方法,挖掘教材中的思想教育因素,教授知識的同時注重培養學生的能力,將思想教育、職業道德教育有機地滲透于教學中。曾多次講授市、區級觀摩課、公開課、研究課、評優課。
1996年在青年教師評優課”中獲“表揚獎”
1998年所教《電工基礎》統考中超市平均分、及格率。
1999年在本校申報“國家級職高重點示范校”驗收中。獲“校級先進個人”稱號。
2001年在區青年教師評優課”中獲“表揚課”稱號。
教育:自己在教育工作中。所帶班級的學生,素質較差;學習效果較低,教育管理難度很大。工作中,首先作到以身作則,為人師表。其次,正確運用教育原則和方法,根據學生的年齡特點和思想實際進行教育、組織管理工作,妥善處置學生中出現的各種問題,引導學生樹立正確的學習目的養成良好的學習習慣,教書育人,寓教于樂。再次,重視干部的培養,做好后進生的轉化工作,形成集體的合力。不懈努力下,每個班都能很快地建立起,具有良好班風的班集體;組成強有力的班委會和團委會;學生們思想上積極要求進步;學習態度逐步端正;效果明顯提高。并培養出一批有一定工作能力的學生干部,實現了學生的自我管理。電工班的侯晨耕同學任學生會主席;史國旗同學任學生會宣傳干事,由于工作遜色,連續兩年被評為區優秀干部。所帶班級多次獲得“先進班級體”環境衛生達標班”財富先進班級體”等榮譽稱號,并在學校組織的各項文、體競賽中獲獎。
1997年輔導同學參與外地區《離開雷峰的日子》征文競賽獲“二等獎”輔導和等同學參與市電車公司組織的向李同學學習。
1998年參與全市水平測試。分別取得全區第一名和第二名的成果。
1999年組織的主題班會和技能大賽均獲“優秀獎”
自己具有較強的教育科研能力。不時探索教育、教學規律,教學方法和教學手段方面不時進行改革創新。
參與編寫了儀表與測量》電機與變壓器》課程的教學大綱及技能訓練規范。
2000年所寫論文《非智力因素對學生文化素質和思維素質的作用》獲校級三等獎。
2002年所寫論文《利用“合作教學法”體現學生在學習中的主體性》獲區教育學會首屆論文評選表揚獎。
2004年所寫論文《物理教學中學生思維能力的培養》獲區教育學會第三屆論文評選表揚獎。
自己能夠將自己所掌握的理論知識和專業技能教授給年輕教師。認真協助青年教師備課、分析教材、改進教法,聽課后能指導她改進教學,培養高老師成為一級教師。
物理科學伴隨著物理實驗的發展而發展。在教育教學領域,物理實驗教學發展到今天,對物理教學起到了巨大的推動和促進作用。
新課程標準提出“三位一體”的目標應該是我們教學實踐追求的終極目標。然而,隨著基礎教育改革的深入,以往實驗教學中存在的缺陷逐漸暴露出來,也引起越來越多的人的關注。為解決理想和現實的矛盾,就需要我們找到問題的“瓶頸”。
1.問題的提出
1.1新課標的實驗要求
《普通高中物理課程標準(實驗)》〔1〕明確提出:實驗是物理課程改革的重要環節,是落實物理課程目標、全面提高學生科學素養的重要途徑,也是物理課程改革的重要資源。
觀察現象、進行演示和學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體、明確的認識,這是理解概念和規律的必要的基礎。觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗技能,培養實事求是的科學態度,引起學習興趣,具有不可代替的重要作用。大力加強演示和學生實驗:學校和教師應根據課程標準的要求安排足夠的學生實驗和演示實驗;應最大限度地利用實驗室現有的器材,力求利用多年閑置的器材開發新的實驗;充分地開發和利用實驗室的豐富課程資源,盡快改變實驗室的封閉式管理狀態,實驗室應該盡快向學生開放,鼓勵學生主動做課外實驗。
開設“物理實驗專題”模塊,目的是使學生較為深入地學習物理實驗的有關理論、方法和技能;進一步提高學生的實驗素養,激發學生實驗探究的興趣;增強學生的創新意識;培養學生實事求是、嚴謹認真的科學態度;養成交流與合作的良好習慣;發展學生的實踐能力。
在本模塊中,學生應完成不同難度的實驗,原則上實驗數量不少于8個。模塊的設計尤其注重從以下幾個方面培養學生:(1)經歷實驗探究過程;(2)強化實驗方案的自我設計;(3)深入對實驗過程和實驗誤差分析;(4)重視對實驗方案和實驗結果評估。從中我們不難看到新課標已經重新審視了基礎教育中的實驗問題,并提出明確的要求,中學物理實驗的改革勢在必行。
1.2實驗教學的現狀
我們的物理實驗教學現狀還是不容樂觀,歸結起來,主要有教師、學生和評價體系三個方面的問題。
1.2.1來自教師的主要問題
(1)學校和教師受傳統教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想
不少高中學校對物理實驗重視不夠,而且實驗教學的效果也不理想。在部分教師的教育觀念里,口頭上講素質教育,實際上還是重理論、輕實踐,重分數、輕能力,只關心考綱考什么,學生考試分數如何,而很少問學生做了什么,能力如何。尤其是物理學科,由于教學中的“書本上講實驗”、“黑板上開機器”現象的存在,本應在生動、有趣的實驗中,通過學生自身的感受、自己動手建立和發展起好奇心和求知欲,在老師枯燥無味、晦澀難懂的理論說教中泯滅了。
(2)實驗教學模式僵化,物理實驗教學的基本原則沒有得到充分體現,教學方式呆板
當前,實驗教學從教學內容到教學方式都沒有給學生留出足夠的發展空間。就分組實驗來說,教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到,然而每次實驗課教師還要花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……然后學生照著現成的實驗步驟或跟著教師動幾下,取幾個數據,實驗就算完成了。學生草率完成、湊數據等現象屢見不鮮。這樣的實驗課,實際效果很差。
綜上,核心問題是教師觀念有待更新,素質有待提高。
1.2.2學生的主要問題:
筆者在多年的高中物理實驗會考監考中,發現很多問題,主要有:
(1)對基本測量儀器的使用不規范
①使用某些儀器不知道調零或不會調零;②不明確儀器的測量范圍,不會正確選用合適的儀器進行測量;③沒有掌握儀器正確的使用方法;④不能正確地讀取數據。
(2)動手操作能力差
操作過程中手忙腳亂,不知所措,程序顛三倒四。例如,測量未知電阻的阻值時,電路圖能夠畫出,但實際連接電路時便錯誤百出。
(3)以“背”實驗結論“代替”實驗操作
當一部分學生拿到實驗題目后,首先做的不是根據題目要求設計實驗方案,進行實際操作,依據實驗記錄,推出實驗結論,而是只憑腦子里死記硬背的知識,機械地默寫實驗結論,以“背”實驗結論“代替”實驗操作。
綜上,核心問題是學生操作技能明顯滯后于理論知識的掌握。
1.2.3評價體系不完備
另外,教育現實中,學生實踐能力的教育和培養還存在著如學生實驗在一些學校沒有讓學生進行實際的操作,學生的實驗能力也不能進行評定,實驗操作評價理論與實踐缺乏全面的深入整合,難以找到可行的評定標準……學校的教育評價很多時候只是簡單的文化課的考試,即使是具有權威的“高考”也不能對實驗操作、親身實踐等環節進行直接評價,我們深思這種狀況,其結果是學校、老師和學生都忽視了實驗的本真意義。核心問題是缺乏到位的可操作性評價體系。
2.實驗教學研究的現狀
目前,廣大學者和物理教師對高中物理實驗的重要性的認識加深,并已經開始著手分析和解決實驗教學中存在的具體問題。研究的內容也比較豐富,但綜合來看,主要有這樣三個方面:
首先,人們開始關注實驗教學的功能,從具體的實驗教學模式出發,提出各種實驗教學模式,并探討它們所能起到的對于學生發展的作用。例如:中學物理實驗情境教學研究〔2〕、中學物理實驗探究式教學研究〔3〕、設計性物理實驗的設計與實施研究〔4〕、高中物理實驗探究教學的探索和實踐〔5〕、高中物理實驗探究式教學的實驗研究〔6〕、探索性物理實驗的教育功能及其設計的研究〔7〕、開放式中學物理實驗教學研究〔8〕……
其次,對學生實驗能力的測量。例如:中學物理實驗能力測量研究〔9〕……
再者,是對中學物理實驗的評價問題的研究和探索。例如:中學物理實驗教學目標分類測量與評價體系〔10〕、中學物理實驗教學目標的分類測量與評價初探〔11〕……
毋庸置疑,以上各種研究和探討,不論從哪一方面,對于中學物理實驗教學改革都能起到很好的導向作用。尤其具有指導性價值的例如張軍朋教授(注11)和丁玉祥老師(注10)在論文當中對實驗教學的目標分類和建立相應評價體系的討論。但是正如張軍朋教授所指出的“物理實驗教學目標的分類與制定和實施的可操作性之間還存在著一定的距離”11〕,在現實的實驗教學改革中,要實現目標和實踐的接軌,光有理論框架是不夠的,我們需要架起一座聯系二者的中間橋梁,這便是以學生實驗操作能力為基點,加強實驗考核。
3.問題的思考與實踐
3.1對問題的思考
高中物理實驗教學的弊端存在是現實,高考、會考及其存在的價值是現實,教師的觀念亟待更新是現實,普通高中現有的實驗條件和實驗員的配備是現實,社會、學校、家長、學生對考試的需求是現實……;物理教學需要改革,物理實驗教學需要改革,實驗教學目標需要貫徹,相應評價體系也需要建立并付諸實施……從新的課程改革提出到現在,還是沒有多大改觀,仍存在一系列的問題,這問題出現的根源不在于實驗重不重要,不在于客觀環境條件允不允許,不在于教學改革是否合理,不在于評價體系是否完備,不在于有多少人做多少實驗教學模式的探索,筆者認為只在于“考”。這也正是為什么有很多人做各種有益的教學模式的嘗試與研究,而在實踐中卻只表現出做做樣子,研究過后還得回到起點,使研究的意義變得索然的原因。
筆者不是反對考試,“考試”的觀念在人們頭腦中根深蒂固,而且考試有它存在的必要,這是不可否認的。就從高考選拔的角度來看,正如人民教育出版社主編、國家高中物理課程標準研制組負責人張大昌先生在2006年11月河北省骨干教師培訓當中所講:高分低能是有的,但高分高能是具有統計意義的。那我們物理實驗教學改革為何不能從“考試”入手呢?
針對以上分析,筆者認為,為避免教學改革的形式化,符合普通高中的教學現狀,使改革具有現實價值,實驗教學改革應以實驗考核做為切入點。任何改革都不可能一蹴而就,當理論體系相對完備,客觀條件比如學校教育教學體制以及人們觀念相對成熟一些時,再逐漸地將理論和實踐進行完美地融合。正所謂“心急吃不了熱豆腐”,我們應該允許這個漸近過程的存在。
3.2強化實驗考核──我們的實踐
在實驗教學總目標的指導下,我們沒有將每個實驗目標具體細化,這種分解細化后再進行考核的方式由于涉及到教師素質、參加實際測量的教職人員、儀器以及測量時間等的分配問題,實行起來非常困難,就我們的現實條件還不允許。從可操作性角度出發,我們做了一系列的嘗試。
(1)從考核形式上,我們采用的是實驗操作與書面相結合的方式。教師根據實驗教學目標進行命題,由學生在實驗操作的基礎上完成試卷。
(2)實驗操作考核測量過程。
測量前,根據操作領域的實驗教學目標,編好若干實驗操作題,并提供一定量的儀器設備。試題突出典型實驗,題目形式多樣,包括排除故障式,讀取數據式,設計實驗方案式等,題目按名稱,儀器要求等欄目寫成卡片編號。由學生抽簽決定考核哪些內容。在操作過程中,教師進行適當觀察記錄,然后綜合評定成績。
4.總結與展望
這種方式包含動手動腦的操作內容,以操作考試為主,筆試測量為輔,兩者有機結合,在實驗教學領域當屬有益的嘗試。在引起師生對物理實驗重視的同時,學生在實驗方面的精力投入也相應增加,對實驗的理解、操作和設計等方面都有較大程度提高。更為重要的是,在準備考核的過程中,學生由不會、不懂、不能完成實驗到能較好地完成實驗,并能進行實驗設計,收獲了自信,體驗了成功,為完成物理學習打下堅實的心理基礎。
當然,我們的實踐還很不完善,距離我們的目標也還有很大差距。但我們堅信,以實驗考核作為實驗教學改革的切入點,以“考”帶“改”的策略在實踐當中是有其實際價值的。以此為出發點,結合具體教學模式的探索與實踐以及實驗教學目標制定和評價體系的逐步完善,必將會使高中物理實驗教學向著有效性方向發展。
注釋:
〔1〕中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗)〔M〕.北京:人民教育出版社,2003.4
〔2〕聶六英.中學物理實驗情境教學研究〔G〕.湖南師范大學教育碩士學位論文,2004.4
〔3〕衡耀付.中學物理實驗探究式教學研究〔G〕.華中師范大學教育碩士學位論文,2004.
〔4〕漆建軍.設計性物理實驗的設計與實施研究〔G〕.華南師范大學教育碩士學位論文,2004.6
〔5〕汪端紅.高中物理實驗探究教學的探索和實踐〔G〕.華中師范大學教育碩士學位論文,2004.5
〔6〕胡鳳花.高中物理實驗探究式教學的實驗研究〔G〕.福建師范大學教育碩士學位論文,2005.8
〔7〕李科敏.探索性物理實驗的教育功能及其設計的研究〔G〕.廣西師范大學碩士研究生學位論文,2001.4
〔8〕劉峻松.開放式中學物理實驗教學研究〔G〕.江西師范大學教育碩士學位論文,2003.8
〔9〕王振東.中學物理實驗能力測量研究〔G〕.山東師范大學教育碩士學位論文,2003.10
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)02-0206-02
教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知:“畢業設計(論文)是實現培養目標的重要教學環節。畢業設計(論文)在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。同時,畢業設計(論文)的質量也是衡量教學水平、學生畢業與學位資格認證的重要依據?!北究飘厴I論文(設計)作為一種學習、實踐、探索和創新相結合的綜合教學環節,是培養學生綜合素質和工程實踐能力、創新能力的重要載體;是對學生知識、能力和素質的全面檢驗;也是一所高校教育教學質量的直接反映。它對學生的思想品德、工作作風、工作態度和獨立工作能力具有深遠的影響。
一、煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點
“煤及煤層氣工程”專業是我國高等學校近年新設教學研究方向,其設置符合我國煤礦瓦斯災害治理及煤層氣開發利用對專業人才的需求。煤及煤層氣工程專業是一個要求理論基礎寬厚,偏重實踐的專業,其培養要求學生具有腳踏實地、勇于創新的能力。隨著國家能源政策尤其是煤礦整合治理的進行及煤層氣商業化的實現,對煤及煤層氣工程專業的學生需求量很大,煤及煤層氣專業學生剛讀大四已與用人單位簽約,且畢業生數量遠遠不能滿足企、事業單位的需求。煤及煤層氣工程專業本科畢業設計(論文)具有以下特點:
1.選題范圍廣。由于煤及煤層氣工程專業在本科期間開設了鉆井工程、完井工程、煤層氣排采、井下瓦斯抽采、采煤學、礦井通風與安全、煤層氣地質學、礦井地質學、瓦斯地質學等學科課程,畢業后,既可從事地面煤層氣勘探開發,又可以從事煤礦井下瓦斯災害治理,因此,煤及煤層氣學生本科畢業論文(設計)選題廣泛,涵蓋了采礦工程、安全工程、地質工程、物探工程等專業核心課程。
2.緊密聯系實際。煤及煤層氣工程屬于工科專業,絕大部分學生畢業之后將在煤礦生產企業、煤層氣勘探開發公司從事技術工作,怎么樣能夠更快、更好地適應、熟練掌握并在自己的技術崗位上能夠有所創新,本科期間的教師的教學至關重要,好的教學,能夠將理論與實踐相結合,有利于培養學生看待問題的思維方法。本科煤及煤層氣工程本科畢業設計是對其所學知識的融合,同時,也要緊密結合現場實際情況,并尋求解決問題的方法和途徑。因此,要利用畢業實習的機會,使畢業課題的選取與現場生產過程中存在的問題要緊密聯系,對于優秀的學生,要通過實習,能夠發現、解決生產中存在的問題。
3.綜合考察性強。煤及煤層氣工程專業涉及課程門類多、跨越大但又不失專業性。既要懂得井下的安全生產,又要明白地面煤層氣的勘探開發;既要能看懂機械圖紙,又要會土木實施;能測量會勘查……總而言之,為掌握煤層瓦斯的賦存、運移、產出規律,與之相關的巷道部署、設備選型、施工作業、測繪測量等等都需要具有一定的專業知識,才能將所學能所用。環環相扣、相輔相成,對綜合能力考察能力強。
二、煤及煤層氣工程本科畢業論文(設計)存在問題
1.選題存在一定的盲目及隨意性。統計分析河南理工大學2009―2013年煤及煤層氣專業畢業生去向主要有三類:第一類是考取了碩士研究生,占26.4%,第二類是在相關的煤層氣開發公司就業,從事地面煤層氣的勘探開發,占24%,第三類是從事煤礦井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。絕大多數學生在畢業選題之前個人畢業去向已經確定,但在選題過程中,往往選擇難度較小的畢業課題,管理較為寬松的指導教師,甚至有少數同學認為無所謂,做什么課題都可以,并沒有與自己的以后相關工作進行關聯,具有較大的盲目性和隨意性。
2.學生實習落實考核不到位。畢業實習作為畢業論文(設計)必不可少的一環節,為畢業論文(設計)提供素材及支撐,起到了理論聯系實際的作用。但限于近些年煤炭行業整體不景氣,用人單位出于安全考慮并不愿意接收實習學生,尤其是煤礦井下,往往即使同意到礦實習,也難以實現井下學習的目的。單靠指導教師的推薦能獲取實習機會的學生人數有限;同時,少數學生在聯系實習時,害怕被拒絕,害怕和人溝通,甚至是由于惰性不愿意深入現場進行實習;學校對畢業生實習盡管采取抽查等形式,但也不能從根本上對學生的實習情況及實習效果進行考核。
3.重答辯結果輕過程管理。本科畢業答辯不僅僅是對學生論文(設計)的一個展示和體現,更是對其本科四年學習的一個總結合凝練。但答辯過程中,往往側重于對論文(設計)本身的就事論事,而弱化了論文(設計)之外的相關專業理論,對其實習、選題、開題、中期等各環節缺乏有效的考察,并且在最后的答辯過程中也難以體現。而過程往往決定了學生掌握理論知識及技能的水平,防止了少數學生在極短時間內粘貼融合成最終論文(設計)卻能取得不錯的答辯成績的弊端。
三、解決對策
1.端正態度,明確職責。(1)指導教師負責指導畢業論文(設計)的全過程,指導學生獨立完成所承擔的畢業論文或設計課題,對論文的選題方向、思想觀點、結構格式及文字質量負指導責任,并對學生的論文成果及表現做出評價。(2)指導的重點應放在基本概念和理論的正確理解和應用,綜合分析能力,測試、計算及編圖的基本技能,文字表達能力,正確的思維,優良的學風及專業外語閱讀能力等方面。(3)貫徹“因材施教”的精神,應針對每個學生的學習基礎、綜合分析和獨立工作能力等方面的差別,在確定選題、論文的內容要求、指導方案等方面區別對待。根據每個學生的情況,指定閱讀有關的中文資料及與論文有關的外文閱讀材料,供學生編寫論文參考。(4)鼓勵和保護學生的創新精神,在指導中要善于發現學生在分析研究過程中的獨創精神,加以正確引導。(5)培養學生實事求是、理論聯系實際的科學態度,告誡學生在論文中引用別人成果及觀點時應注明來源,尊重他人成果。
2.聯系實際,認真選題。畢業實習是本科生在經過三年半的通識教育課、專業基礎課、專業課、課程設計以及各種教學實習之后,在畢業論文(設計)之前,到科研院(所)、生產企業等單位進行的綜合實習,是學生綜合運用所學知識,學習科學研究或工程設計的基本方法,培養實踐動手能力、科研能力和創新能力的重要教學環節。通過畢業實習,鞏固所學理論知識,了解煤及煤層氣資源勘探、煤層氣開發領域的現狀,在實踐中檢驗學生理解和掌握書本知識的程度。但在進行畢業論文(設計)時,教師要結合學生自身素質、個人興趣、畢業實習情況、已簽約工作性質等有針對性、目的性地進行布置,使學生能夠在眾多課題可選范圍之內,選擇出具有一定挑戰性、對工作具有較強指導意義的課題進行研究并做出相關的設計或畢業論文。
3.考察效果,注重過程。畢業論文(設計)目的是培養學生運用所學的理論知識及基本技能進行綜合分析和解決實際問題的能力。具體要求是在現場(野外)調研、測試分析、收集資料的基礎上,系統整理和分析各種實際資料,編制各種圖件,分析和論證有關煤及煤層氣勘探、煤層氣開發等問題,提出個人的認識和見解。因此,在答辯過程中,問題設置不應僅僅局限于論文(設計)結果本身,更應該側重對于論文(設計)的整個過程的提問。同時,要加強教師在畢業實習、選題、開題、中期報告、論文(設計)終稿、匯報PPT等環節的考察和監督,從而提高最終的論文(設計)質量。
本科畢業論文(設計)是大學本科教育最后一個實踐環節,是大學四年學習成果的集中展現,在分析研究煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點的基礎上,查找其存在的不足,并提出了相應的對策,以期能夠提高煤及煤層氣本科生的畢業論文(設計)水平,相信只要端正態度、明確職責、扎實落實、細化管理、注重過程、精心指導、全面監控、科學評價,就一定可以把煤及煤層氣工程專業的本科畢業(論文)設計提高到一個新水平。
參考文獻:
[1]教育部辦公廳.教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知([2004114號])[Z].2004-04-08.
[2]孫志高.本科畢業設計的選題與質量控制探討[J].科技創新導報,2009,(13):137-138.
[3]黃偉,唐焱,張鑫.機械類本科畢業設計現狀及對策分析討[J].大眾科技,2013,15(170):110-111.
一、活動背景
光污染是繼水、氣、聲和渣污染之后的一種新型污染,主要包括白亮污染、人工白晝和彩光污染。光污染的影響首先在于破壞天文觀測環境,歷史上天文臺因此而被迫搬遷的案例屢見不鮮。英國格林尼治天文臺早在1948年就為躲避光污染和大氣污染而遷往東南沿海環境優美、觀測條件更好的赫斯特蒙蘇堡地區。在美國、加拿大、日本、西班牙、葡萄牙等國,多個著名天文臺都曾幾次遷址。我國紫金山天文臺的觀測工作也全部轉移到了其他觀測站點,紫臺園區則已改建為天文博物館,以天文科普和天文旅游為主,僅保留了少量與太陽觀測有關的科研工作。
光污染的影響其實并不局限于天文觀測。居高不下的學生近視率、迷途的海龜幼崽、撞上玻璃幕墻的飛鳥、爆發性增殖的水藻、能源緊缺與氣候變暖,這些看似并無關聯的人與事,其實背后都與燈光之擾息息相關。
作為長三角地區的重要城市之一――無錫的光污染較為嚴重。在距市中心三陽廣場約6.2公里遠的天一中學校園里,天空是白的是灰的是橙的是多彩的,北斗七星中的天權是看不到的,獅子座的鐮刀是認不全的……在距三陽廣場16.9公里遠的斗山山頂,連仙女座大星系M31和獵戶座大星云M42都僅能勉強分辨,山腳下的路燈和遠近城鎮的光源清晰可見,天空泛著淺淺的灰白色……在與市區間隔有10公里的太湖十八灣地區竟連天頂附近的銀河都徹夜不現,三角座星系M33也必須要通過雙筒鏡才能被觀察到……
為提高學生及公眾對光污染的認識,學校針對性地引進了一批測光儀,并依托天一天文社加賀谷穰工作室(文化宣傳部)、達蓋爾工作室(學術委員會)、伽利略工作室(普及委員會)和斯科特工作室(項目辦公室),設計了“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”,策劃并實施了多個文宣、教育、科普和研究性項目。
二、活動目標
知識與技能:
1.理解夜空光度、光污染的概念,了解導致夜空光度增大的主要原因。
2.掌握夜空光度分級的方法,并能運用器材測量夜空光度值。
3.了解背景光對天文觀測的影響,
學會設計反映此原理的科普實驗。
過程與方法:
1.開展觀星活動、光污染攝影與夜空光度測量活動,掌握天文觀測及夜空光度測量的基本方法。
2.了解策劃、組織活動的過程,學會科學研究的一般方法,實驗設計的一般結構。
情感、態度和價值觀:
1.了解城市對自然地理環境的改變,不合理的城市亮化帶來的環境問題,敢于解決問題。
2.在活動中,提升科學素養,發展科學思維、合作創新精神。
三、參與對象與活動形式
活動對象以天一天文社社員為主體,包括國際分社約40人,少年分社約40人,高中分社約70人,榮譽分社約20人。此外,還包括無錫市中小學天文聯合會(錫天聯)下屬成員學校約150人,以及其他相關單位的學生約300人。
活動主體――天一天文社社員參與了“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”的全部項目、環節的活動,包括項目研究、實驗設計、科普觀測和攝影活動。錫天聯成員學校、無錫市少年宮等其他相關單位的學生主要參與了科普觀測和攝影活動。
四、活動的重點、難點、創新點
活動重點:搭建天文研究平臺,以光污染研究為抓手,調動學生積極性,讓更多的學生參與到天文活動中來。
活動難點:城市夜空光度測量研
究,光污染相關實驗設計。
活動創新點:由中學發起并組織
的使用國際頂尖測光儀對城市進行高覆蓋度的夜空光度測量研究,夜天光監測站點建設在世界范圍內都具有唯一性;由中學生開展科普實驗設計與教材編寫同樣具有開創性;以光污染為主題的攝影大賽在當今世界也是少見的。
五、可利用的各類科技教育資源
1.技術指導:中科院紫金山天文臺科普部、北京師范大學天文系高爽老師、國家天文臺劉博洋博士等以技術顧問的身份,參與了“城市夜空光度測量”的相關活動指導。此外,南京大學、中國科技大學、北京天文館的專家教授們也曾多次來校指導天文課程建設。
2.團隊建設:錫天聯成員學校、無錫市少年宮等作為天一天文社緊密的合作伙伴,不僅為開展與夜空光度相關的科普活動提供了場地與學生支持,而且還有一批教師參與共同開展天文教研活動,形成了教研團隊。
3.資金支持:天一中學為開展天文教育投入了大量的資金,已多批次采購天文實驗器材如望遠鏡、測光儀、相機、野營設備、圖書等,并已建設完成天文創新實驗室一間;天文創新實驗室作為學校“STS綜合創新課程基地”的重要組成部分,還得到了省市區各級教育部門的專項建設資金支持;錫天聯成員學校、無錫市少年宮等單位也配套投入了相關的天文基地建設。
六、活動內容
“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”的全部項目、環節的活動,包括項目研究、實驗設計、觀測實踐和攝影活動等多個層次,分別由天一天文社斯科特工作室(項目辦公室)、伽利略工作室(普及委員會)、達蓋爾工作室(學術委員會)和加賀谷穰工作室(文化宣傳部)等四大工作室具體負責。表1為各工作室的智能類型列表。
(一)主題活動一:城市夜空光度測量(項目研究)
1.選題背景及意義:
無錫作為長三角地區的重要城市之一,經濟發達,城市光污染情況總體比較嚴重,但是不同區域的污染程度也存在明顯差異。夜空光度是衡量城市光污染程度的重要指標,通過使用專門的測光儀器,對無錫城區進行高覆蓋度的光度測量,從而了解無錫城區整體的污染程度,不同區域的污染水平差異,以及分析光污染產生的背景,并嘗試提出防治的建議,有利于提高公眾對光污染的認識,也能為城市管理部門在優化城市燈光設置時提供參考。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫《無錫市夜空光度測量指導》方案。指導學生收集、整理與夜空光度測量相關的研究論文及其他材料,對“光污染”“夜空光度”等概念進行界定,并組織編寫《無錫市夜空光度測量指導》方案,就測量時間、地點、方法及報告填寫的格式予以統一規范。
(2)撰寫開題報告。指導學生撰寫《無錫城市夜空光度測量》開題報告,對研究背景、要解決的問題、選題意義及研究價值,核心概念的界定、相關現狀、參考文獻,研究目標、研究內容、研究假設,研究思路、研究計劃,預期成果等內容進行項目論證。經論證后的項目被中國教育學會地理教學專業委員會研究性學習課題專家組立項。
(3)開展測量活動。指導學生開展城市夜空光度測量活動,具體步驟有:
①儀器編號:為支持本課題組
的研究工作,學校從加拿大購置了9臺SQM測光儀,并予以編號(以分辨儀器本身存在的機械誤差)。
②路線設計:將無錫市區劃分為
不同的片區,并設計好測光的具體行
進路線和測光任務。
③實地測量:將課題組成員分成不同的小組,每組由3人組成,分別負責儀器操作、數據記錄和坐標定位,每個坐標點測5個數據,以減小誤差。
④數據處理:將測光所得的數據(經度、緯度、時間、測光值)輸入EXCEL表格,進行誤差分析,取平均值,得到各坐標點夜空光亮度的最終值。
(4)撰寫結題論文。指導學生根據開題報告中預期成果的要求對收集的數據進行不同角度的分析,并將結論撰寫成結題論文《無錫城市夜空光度測量研究》。結題論文主要結構包括:夜空光概述,測量儀器及方法,數據分析及測量結果(數據測量與分析步驟、夜空光亮度的地區分異、夜空光亮度的地區變化、夜空光亮度的地平高度及方位分異、夜空光亮度的時間變化),反思及討論等。于2015年第4期《地理教學》雜志。
3.活動效果及呈現方式:
活動進行過程中及之后,我們得到了諸多媒體的關注:指導教師受邀赴上海復旦大學為2015年第六屆全國天文社團發展論壇作了《也談高中天文社團建設》的專題報告,赴江陰為2015年第二屆無錫市高中生峰會作了《城市天文學》的專題報告。項目組還收到了國際天文學聯合會普及工作委員會及香港大學物理系的邀請函,受邀加入國際夜空光度監測網絡并赴香港大學開展項目交流與培訓。
在前期活動的基礎上,天一天文社發起成立了錫天聯、無錫城市夜空光度監測網絡兩個組織,吸引了南菁中學、青陽中學、山明中學、旺莊實驗小學等多家單位參與,將在無錫建設若干城市夜空光度監測站,并以此為抓手,開展進一步的天文教育活動。
(二)主題活動二:光學相關實驗設計(科普實驗)
1.選題背景及意義:
激發學生對科學的熱情,培養并學習掌握科學研究的方法與技能是我國進行素質教育的目的之一??茖W研究的方法和技能至少應包括:分析和觀察周圍世界的技能,發現問題、提出問題、作出假設、安排實驗的技能,真實地記錄觀察結果與數據的技能,按照正確方法處理數據的技能。
天文因為不屬于中小學必修課程而不被大多數學生所了解,中學階段非常缺乏天文科普實驗或科技制作的教學內容,非常有必要利用天一天文社的資源優勢整理、設計一些科普天文實驗或制作,這些源自我們身邊的天文科學知識將極大地激發學生對天文的興趣,增加他們對天文的認識,促進天文知識在基礎教育階段的普及。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫“光學相關實驗設計”模板。指導學生學習《高中物理實驗手冊》等專業書籍,在此基礎上,編寫“光污染相關實驗設計”模板:活動目標、概念與方法、材料準備、活動步驟、活動建議、活動拓展等,同時,設計一份樣稿《在微光中辨認顏色》。
(2)開展“光學相關實驗設計”。指導學生開展“光學相關實驗設計”,具體步驟有:
①創意征集:發動學生提出光學
相關實驗(及制作)設計的創意,組織人員從投稿的創意中精選可操作性較高的方案。
②方案編寫:制訂編寫計劃,并為課題組每一位學生分配編寫方案(草案),指導他們根據模板和樣稿的格式及要求進行方案編寫。
③實驗驗證:將課題組成員分成不同的小組,每組2人,以小組為單位對所編寫的方案進行實驗驗證。
(3)組織“光學相關實驗設計”比賽。面向全校師生組織開展“光學相關實驗設計”比賽,吸引對天文有興趣、樂于動手實踐的學生參加“在微光中辨認顏色”“彗星為什么長尾巴”“簡易望遠鏡制作”等比賽,并評優頒獎。
(4)舉辦“光學相關實驗設計”科普活動。面向錫天聯成員學校、無錫市少年宮及無錫地區其他中小學、幼兒園開展“光學相關實驗設計”科普活動,針對不同年齡階段的受眾舉辦光污染科普講座或科普游戲。
3.活動效果及呈現方式:
學生編寫的“光學相關實驗設計”將被編入校本教材《中小學生天文學習指南3》,這是一本專門介紹天文相關科普實驗及科技制作的教材,受眾定位為中小學天好者及天文指導教師。
上述科普實驗及科技制作被引入天文社“宇宙意識”少兒天文科普項目及“天文全球化”社區天文科普項目,作為寓教于樂的教學素材向少年兒童及社區的天好者推廣。
(三)主題活動三:星空光害旅行團(觀測實踐)
1.選題背景及意義:
對業余天好者來說,觀星是極大的樂趣所在。然而,嚴重的光污染正將燦爛的星空從我們身邊
奪走。
為便于普通學生及其他業余天好者通過對比觀測,直觀地了解無錫各地的光污染情況,我們依托天一天文社組織的“天一觀星營”項目,開展了“星空光害旅行團”活動,帶領旅行團的團員們利用晚上的時間,去往錫城不同的地點,實地觀測、考察并對比分析星星的數目,從而普及光污染的防治意識、夜空光度的概念。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫觀測方案。指導學生編寫觀測方案,使用最常見的目視極限星等法,即通過肉眼能觀察到的最暗星等來進行估算:選擇2個或2個以上地平高度大于40°的定標天區,數出該天區內能觀察到的恒星數目,與國際流星組織提供的表格對應來確定極限星等。同時,為便于零天文基礎的團員參與,我們設計了簡易觀測法,請同學們觀測標志性星座所在天區的恒星數量,來比較不同地點的光污染程度。
(2)開展觀測實踐。帶領旅行團的團員們利用晚上的時間,去往無錫城不同的地點,實地觀測、考察并對比分析星星的數目。具體觀測過的地點有太湖廣場、馨和苑廣場、天一中學、斗山、保利廣場、崇安寺廣場、南禪寺廣場、安鎮高鐵新城、太湖十八灣等。(見圖9、圖10)
3.活動效果及呈現方式:
通過“星空光害旅行團”活動,結識了一批無錫地區的成年及未成年業余天好者。以此為抓手,天一天文社發起成立了“無錫市業余天
好者協會”QQ群。以此活動為素材撰寫的《星星都去哪兒了》發表在《天好者》雜志2016年第2期。
(四)主題活動四:光污染攝影大賽(文化藝術)
1.選題背景及意義:
為推動公眾思考光污染在無錫及其所在社區的狀況,讓公眾參與光污染活動,我們發起了“光污染攝影大賽”活動。邀請公眾使用攝影設備捕捉各種光污染的畫面,從而了解及思考無錫地區乃至全世界日益嚴重的光污染問題。比賽主題分為:光污染與生態、光污染與健康、光污染與能源、光污染的分布、光污染的來源等。評選標準主要有:攝影照片視覺美感、作品說明表達技巧、光污染意涵、手法創意等。
2.活動過程和步驟:
指導學生起草“光污染攝影大賽章程”,包括組織單位、大賽目的、比賽主題、參賽資格、參賽設備、照片格式、相關權益、比賽日程、評選規則等。
章程起草完畢后,通過錫天聯官網、錫天聯微信公眾號(AUWS2015)、無錫市業余天好者協會QQ群(91462404)、牧夫天文論壇無錫天協專版等渠道向外比賽信息。
投稿截止后,組織專家對作品進行評審,并舉辦頒獎儀式。
3.活動效果及呈現方式:
通過光污染攝影比賽,一方面間接了解了無錫地區光污染的來源、分布情況,另一方面,在公眾中對光污染進行了有效的宣傳與普及。光污染攝影作品還被制作成海報,用于專題展覽。
七、活動可能出現的問題及解決預案
1.項目研究中的技術問題:
考慮到光污染問題在大陸地區的研究仍處于起步階段,即便在世界范圍內也未引起足夠的重視,我們在開展夜空光度測量時會遇到各種各樣的技術問題。對此我們的解決方案主要是:
(1)開題報告與測量指南兩個指
導性文件必須花大力氣保證質量,保證指導性和可操作性。
(2)爭取學校在測光儀采購上的
支持,以及年級組、班主任在學生活動時間上的支持。
(3)遇到實在難以解決的技術問題,請教中科院紫金山天文臺等相關研究機構。
2.科普實驗中的素材問題:
中學生的專業知識儲備畢竟是有限的,對生活的觀察能力也仍有待提高,這直接導致了科普實驗素材的缺乏。對此我們的解決方案主要是:
(1)大量、深度閱讀中小學階段及國外的實驗手冊,學習實驗編寫的一般結構,積累與光學相關的實驗和科技制作素材。
(2)通過天文科普書籍和天文歷
史故事,尋求實驗和科技制作素材。
(3)面向全校發起光污染相關實
驗和科技制作素材的征集活動。
3.觀測實踐中的安全問題:
夜間開展天文觀測實踐活動遇到的最大挑戰是人身與財產安全問題,很多學生、家長或教師不支持天文活動也主要是對此有深深的顧慮。對此我們的解決方案主要是:
(1)與參加活動的學生簽訂合同,
并要求學校同意、學生簽字、家長簽字。
(2)統一、強制購買意外險,分擔風險。
(3)與有資質、口碑好的旅行社合作,聯系包車或食宿。
(4)對每一個觀測地點進行事先
的實地探訪,確保觀測地的安全性,遠離陡坡與水體。
4.攝影大賽中的發動問題:
攝影大賽看似簡單,就是摁一下快門的事。但真正要發動公眾參加,激發大家的熱情卻并不是一件簡單的事。對此我們的解決方案主要是:
(1)通過錫天聯成員學校的天文
指導教師,發動學生中的天好者參賽。
(2)通過官網、微信公眾號、QQ群等網絡平臺推送攝影大賽比賽通知。
(3)積極聯系贊助,為獲獎選手準備證書、獎杯及獎品。
八、效果評價標準與方式
在評價的過程中,堅持“主體多元”“方式多樣”“向度多維”等原則。
1.主體多元:
在活動過程中,要求學生首先進行自評和互評,不同組別之間也可以進行他評。這有利于加深學生對評價標準的認識與理解,可以促進學生自我反思和自我發展。教師在此基礎上,對學生自評、互評及他評進行再評價,保證了評價的指導性。
2.方式多樣:
在活動過程中,靈活運用即時評價與延時評價。即時評價有利于表揚先進,糾正缺陷;延時評價則體現了尊重、關愛與期待。此外,還將口頭評價與書面評價,一次評價與多次評價,診斷性評價、過程性評價與終結性評價等多樣化的評價方式相結合,以保護學生的積極性,強化學生的成就感。