物理自主创新教学管理论文

2022-04-18

下面是小编为大家整理的《物理自主创新教学管理论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!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。

物理自主创新教学管理论文 篇1:

基于学科竞赛创新拔尖人才团队的建设探究

摘 要:我国普通高中专职教师作为我国创新型专业人才培养教学模式的主要发现者和主要践行者,不仅仅需要传授基本教学理论、基本教学方法,需要更加注重如何培养学生创新型人才思维能力,促进广大学生树立求实、严谨、探索、创新的学术道德品格。

关键词:创新拔尖人才;培养学科竞赛;学术道德品格

“创新是引领发展的第一动力”“加快建设创新型国家”“培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队”等观点多次在党的十九大工作报告中明确提出。《国家创新驱动发展战略纲要》中也指出我国到2020年基本进入创新型产业国家建设行列,到2030年基本跻身世界创新型产业国家建设前列,到2050年基本建成世界主要科技技术创新发展强国,成为世界主要科学研究中心和科技创新发展高地。为深入学习、贯彻落实党的十九大、全国人民教育代表大会决议精神,服务落实国家重大发展战略,教育部自2020年起,在部分高校陆续开展基础学科计划招生制度改革创新试点(简称强基计划)。

为切实深入贯彻落实党的教育路线方针和对接高效强基教育计划,普通高中学校应及时组建或更新创新人才竞赛团队,加大推进普通高中创新人才培养管理模式的体系建设改革研究。对于高中创新专业教师来说,发现和教育培养优秀创新技术人才无疑是重要职责所在。

一、 创新拔尖人才的发现和培养是高中教育的重要任务

创新拔尖人才一般意指能走创新道路理念、思维突出、创新能力显著,能够通过自主创新获取重要创新性研究成果的拔尖人才。创新型拔尖技术人才需要具备:(1)学有余力,较强的科学好奇心和强烈求知欲。(2)拥有很强的独立自主学习、实践能力与不断探索的创新能力。(3)拥有良好的职业道德修养和具有团队合作创新精神。(4)能独力承担艰苦的科研工作,对学科竞赛人才培养问题见解持有一定高度。创新拔尖人才的人格塑造与能力培养不仅直接关系着一个国家经济战略性的发展,也是当今我国普通高中教育的重要发展任务。

二、 创新拔尖人才竞赛团队的涵义和特征

随着新技术革命的发展,单枪匹马的个人研究逐步被协同作战的团队研究所取代,团队研究模式所产生的效度得到了人们的普遍认同。在普通高中建设创新实践基地,组建拔尖人才团队,利用中学平台和科技部门的资源优势,尽早在孩子心中播下创新的种子,将来为国家培养更多更顶尖的有志向、有兴趣、有天赋的青年科技创新人才,为国家重大战略领域输送后备人才。

普通高中拔尖人才教师团队培养是以学校基础学科研究与学校科学技术创新、人工智能研究为主要内容,以学校基础学科(包括数学、物理、化学、生物、信息学等)专业骨干教师队伍为培养主体,由若干专业技能优势互补、乐于奉献付出又同时具有共同的科技创新性和人才培养发展目标,并且能够共同承担责任的专业人员共同组成的群体。这个社会群体主要有以下几个基本特征:(1)需要有一个团队核心技术领军的总教师(包括学科组的主教练),只有他,才能充分产生团队号召力与社会凝聚力,团结和谐地组织大家共同前进。(2)团队有明确的科学研究课题方向和发展目标,并且与现行国家社会发展科学战略相一致。(3)整个团队成员结构合理、成员基本知识技能互补,团队成员在年龄、性别、职称、数量等各个方面配置合理,有利于整个团队进行梯队化的建设。(4)团队责任明确、分工协作,能够提升整个团队战斗力,多出新的成果。(5)团队成员应该始终具有一种民主自由、和谐团结协作的团队精神,只有宽松和谐的团队氛围,工作才能充分激发整个团队的自主创新意识思维。

三、 创新拔尖人才团队建设实践举措

(一)以学科竞赛为指引,完善团队管理模式

在逐步强调教师团队学术带头人主体(中学普遍是主教练负责制)的基础上,也应该要逐步加强教师学术团队带头人的主体责任制和连带制,加大教师团队学术带头人的学术资源合理配置权,在充分尊重教师团队学术带头者个人权威的基础上,充分调动和培养激发教学团队全体成员的研究积极性和学术创造性。

建立良好的拔尖技術人才培养团队,教练员的选聘、培训工作是竞赛团队建设的核心,需要年级组、教研组重点推荐学科(包括数学、物理、化学、生物、信息学、科技技术创新等)竞赛教练员,每科、每年级至少推荐一名竞赛教练员,由学校统一组织发放竞选聘书,建议每届竞选聘期三年,一届一次选聘。主教练须师德高尚,无私奉献,学术研究造诣精深,有良好的团队人际关系和专业团队精神。主教练员的人选由学校创新教育指导中心、教务处、年级组共同进行协商、选聘。

教练员由创新实践中心和学科主教练协商选派,报主管教务副校长审核批准,经审核通过的教练员由学校统一发放聘书,每届聘期三年。

加强培训,转变教练员专业能力和模式创新的教育教学观念。普通高中学科教师教育作为我国创新型专业人才培养教学模式的主要学术发现者和主要践行者,不仅仅需要传授基本教学理论、基本教学方法,更是需要注重培养学生创新型人才思维能力,努力教育培养广大学生树立求实、严谨、探索、创新的良好学术道德品格。

主教练作为三个年级学科辅导竞赛的重要灵魂代表人物,需承担学科更多的辅导工作,具体表现在:(1)主教练在学科创新发展中心、教务处等学科相关职能部门的共同协调下,合理组织制定所属本学科的三年整体学科竞赛工作辅导活动计划。(2)主教练按照学校确立的学科总体竞赛规则,在创新中心、教务处、年级组、教研组的大力支持下,主持对学科竞赛优秀人员选拔。(3)主教练可根据学校竞赛工作进展的情况,提出行之有效的竞赛实施方案。(4)主教练要发挥传、帮、带作用,要主动引导发现年轻的具有发展潜力的优秀教练,带领年轻优秀教练积极做好初、高中衔接训练教学。(5)主动学习了解相关学科学术竞赛前沿专业知识,保持与知名高校信息对接,及时解读了解高校招生相关政策。

(二)以学科竞赛为平台,规范团队工作管理和考评

为进一步加快实现学校学科拔尖人才竞赛团队建设规范化、制度化、体系化,可根据实际工作情况研究制定并完善相应的规章制度,规范学科竞赛团队建设工作过程管理。如:尽快建立专门机构,负责各级各类竞赛工作处室(如创新实践中心),规范竞赛组织管理机构,加大竞赛宣传教育力度,组建稳定的竞赛教练员队伍。明确落实教学竞赛基金保障项目经费、加强学校教师队伍素质建设以及积极探索制定符合实际工作要求的教学考核、成绩奖励管理等办法,以充分激发全校师生积极参与科学创新思想教育和社会实践教学活动的理论主动性与实践能动性。具体工作举措:(1)学校创新教学中心、教务处具体部门负责创新教学管理和创新竞赛成果奖励。(2)各学科竞赛专题辅导,原则上每周3~4次,一次2~3小时,如有需要变动的则需及时报学校创新实践指导中心和上级部门报备。为了给竞赛教练留足更多的竞赛备课时间,适当减少日常坐班答疑次数,原则上教练员不用再安排课时坐班。(3)主教练、教练员和管理人员的费用,由创新中心按照学校规定标准统一造表发放,外请专家辅导的费用,由创新中心、教务处统一核算,由学校承担。(4)创新中心组织相关部门根据学科竞赛成绩,参考学生评议结果对主教练、教练的工作成绩进行考评,学科将据考核结果进行相应的奖励。

(三)以强基计划为抓手,加大团队与高校全方位对接

整合各类课程教学资源,建好创新教育实践基础。进一步建设优化校本课程,强化学科活动课程,开发新型校本实践课程,充分利用学科探究性和实践教学基地(主要如微处理器研发设计、航天航空、新能源电动汽车研究基地),初步规划建立一个整体教学优化的“必修加校本,学科加活动”的学科课程知识结构教学体系。

开展各类创新创业教育实践活动,构建各类创新创业人才管理团队建设培养教育体系。通过活动,组织学生参观高校创新实验室和科技夏令营等系列活动,激发学生自主创新的学习兴趣,提高了学生自主实践创新能力。同时,学校应以全国青少年科技创新大赛、创新教育基地、五大重点学科創新竞赛等项目为活动载体,积极开展科技创新教育竞赛实践活动,激发广大学生主动参与学习,培养广大学生自主创新能力。

加快创新人才培养目标体系确立的研究。着眼于创新人才培养的体系建设和学校品牌打造。以创新人才培养为核心,努力培养“多元优质发展”的“创新型人才”,打造学校“创新人才培养”的特色。

(四)融合校园文化,凝聚团队合力,夯实创新人才成才基础

创新拔尖人才培养基地的学生,具有团队合作和竞争创新意识强,有着良好的专业学习生活氛围。各学科的竞赛活动内容多,难度大,学生需要增加课外大量课余时间的投入,对学生的综合自主学习能力也要有很高的要求,对培养学生的团队精神、合作创新意识等要求就相对更高了。创新拔尖人才学科教学和基地课程建设以及团队合作意识等,需要竞赛教练在平时特别注重,根据在校学生的综合学习实际情况,分成若干名学生一组,既充分合作又互相竞争,同时增强了竞争合作氛围。

校园文化是创新教育建设的重要基础,普通高中学校要积极探索营造一个有利于中学生健康成长的校园文化,以利于学校创新拔尖人才的持续健康成长。为不断提升在校学生的综合素养,学校需持续不断致力于加强特色校园文化的建设。

创新拔尖技术人才的选拔培养工作是一个系统工程,它作为推动我国当前普通高中教育教学改革的一项核心战略任务,需要各类高中、高校教育科研机构、教育教学工作者的携手共同努力。基础学科的竞赛工作作为我国培养创新型高等人才的一种重要途径,发挥着不可比拟的教育功能,在我国普通高中学科人才培养发展过程中愈加明显受到了人们的关注,已发展成为我国创新型高校人才培养的重要环节与教育效果上的衔接体现。

作者简介:

叶敏红,浙江省衢州市,浙江省衢州第二中学。

作者:叶敏红

物理自主创新教学管理论文 篇2:

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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