时间:2022-07-28 20:01:06
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇物理科技论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
物理科学作为自然科学的分支,不反对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响,随着科技的发展,社会的进步,物理已渗透到人类生活的各个领域。
谈到物理学,有的同学觉得难;谈到物理学究,有的同学觉得深不可测,谈到物理学家,有的同学更觉得他们不是凡人。诚然,成为物理学家的人屈指可数,但只要勤于观察、善于思考、勇于实践、敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实物理就在身边。正如马克思所说:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料。”
勤于观察的意大利物理学家伽利略在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时极性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清天神发怒的本质,在一个电闪雷鸣,风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见贯的风筝,将“上帝之火”引下凡,由此发明避雷针;敢于创新的英国科学家亨利。阿察尔去邮局办事,当时身旁有个外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀,找阿察尔借,阿尔察也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐的刺了一圈小孔,然后很利落的撕下邮票,外地人走之后,阿察尔由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线……研究身边锁事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
今天,人类所有的令人惊叹不已的技术成就,无不是建立早年科学家们对身边锁事进行观察并研究的基础之上,在学习中,我们要树立科学意识,大处着眼,小处着手。在物理学方面不断进步。
吉林油田第十二中学初三:邱卫平
物理学理论的研究是源于对实验现象的观察、总结和解释,这也成为一种非常通用而有效的科学研究方法。物理教育教学要实现新课程目标就必须要让学生在学习中体会这一科学研究方法,能够用准确简要、逻辑清晰的物理语言来描述物理现象、阐述物理概念、陈述物理规律等。然而,在高考阅卷中发现,很多学生的物理信息处理能力和物理表达能力不高;在教学中也发现不少学生很难读懂科技文章或者对此类文章和新闻毫无兴趣,无法有效提取新闻报纸阅读材料中包含的物理学信息,也不能够将科技文章和平时所学的物理知识联系起来。
物理中的科技写作是指对某一物理现象或物理问题,学生通过阅读文献、观察实验等方式获取信息,对信息进行分析筛选和逻辑推理,对所研究的物理现象或问题进行解释,最后用简明扼要的语言写成报告或小论文[2]。通过这样的方式,不仅可以提高学生的阅读理解以及写作能力,有助于培养学生的科研创新精神;同时对一部分有志于物理学研究的学生来说,还可以从中找到自己的兴趣点,开始撰写一些有创新性和学术性的科技论文。此处从以下三个方面来探讨科技论文写作的重要性。
第一,重视科技写作可以加强学生对教材内容的理解,应该成为教材学习中的一部分。在这里先以美国流行的《物理:原理与问题》教材为例,该教材分为30章,在每一章节的课后测评都设有“科技写作”栏目,至少一道题,多则三道题,从题目的分类情况来看,主要是以下这么几个方面[3]:
1、物理学史:
1)实验发展类:例如研究并描述人类测量太阳和地球之间距离的发展史。
2)物理学家的生平和影响:如研究并阐述伽利略对物理学的贡献
这类型的科技写作需要学生对物理学史的参考资料做调查研究并进行分析总结,在此过程中,学生不仅可以充分了解物理理论建立的过程,从中体会物理学家们积极探索、勇于创新的科研精神,学习科学的思维方式和研究方法,同时也可以在研究中发现物理知识的突破和社会生产力以及经济发展的联系。
2、生活中的物理学:这类型的题目很多,例如要求用物理学原理解释过山车竖直的环形滑道大多数并不具有圆环形状的这种设计思想,还有研究体重计的工作原理、安全气囊的作用等等。
学生通过对这些题目的研究,能够真实体会到物理知识在实际生活中的应用,对物理规律的理解也会更会深刻,增加对物理学习的兴趣。
3、物理学与其他学科:
1)物理学与生物学:研究一个人能够无眩晕地忍受的最大加速度。
2)物理学与艺术:研究某些乐器,如小提琴或者小号的构造。
3)物理学与天文学:研究多普勒效应在天文学上的应用。
4)物理学与医学:研究和解释衍射在医学和天文学中的作用。对每一种领域,至少描述两种应用。
这类型的题目可以让学生进一步意识到物理学科不是一门孤立的学科,而是跟很多学科都有着千丝万缕的联系。从某种意义上说,物理是万物之理并不是一句大话,特别是现在诞生了很多的交叉学科,如物理化学、生物物理学、天体物理等等。学生越能够了解物理和其他学课的关系,就越能体会自然科学和谐统一的美感,同时也能发现物理作为自然科学的基础学科对其他学科的重大影响,从而对物理学科的学习也会更为重视。
4、物理学前沿:例如研究迄今所见的最大质量的粒子的干涉效应,描述实验过程,并说明干涉是怎样产生的。
了解物理学发展前沿,对学生的物理学学习十分重要,通过对前沿的了解,学生不仅可以知道物理学在高新科技上已经取得的成就,还能加深对这些成就中用到的物理学理论的了解。有时候,前沿科学中涉及到的物理学并不复杂,以中学的物理知识完全可以理解。而当学生了解这一点以后不但能建立起学习物理的信心,减少对物理学科的畏难情绪,同时也会对当前物理学的应用产生兴趣,增加学习物理的积极性。
第二,目前的高考试题越来越重视物理理解能力和表达能力。
现在高考题目的改革使得题目都会有一定的生活或科技发展背景。以近年各地高考试题为例,就能发现大量以实际生活为背景或者与科技前沿相联系的题目。
如2015年北京卷的18题,以“蹦极”运动为背景,考查牛顿运动定律、动量定理以及功能关系。20题又以常用的一卡通(IC 卡)为研究对象考察电感和电容以及电磁波的相关知识。
又如2015年全国课标卷II 中的第18题,是以指南针为载体考察磁学基础知识;而在第25体总,以常见的地质灾害滑坡和泥石流为背景,考察摩擦力、压力等受力分析以及物体的运动等知识,可以说综合应用性很强。
尤其是2012年浙江卷的25题,是设计一种提高自行车夜间行驶安全性的“闪烁”装置,在第四问中还要求对设计方案进行优化和评价,这就直接考查了学生的学术表达能力和科技写作能力。
其余各省的考题中这样的题目屡见不鲜,如2015年四川省的物理部分第9题联系到了目前人们关心的严重雾霾天气,并从“铁腕治污”出发讨论地铁的运动,并且计算燃油公交的气体污染物,这就极大增加了物理学习的实际应用价值。可以看出,在平时的教学中如果能够引导学生主动发现日常生活中蕴含的物理应用,就能让学生在高考考场上遇到这样的题目心里有底,从容应对。特别是在回答非选择题时,能够对题目给出的材料细致分析,从而给出清晰的回答和明确的解释。
第三,科技论文写作有利于加强多学科联系,对培养学生的综合性能力有益。
关注物理学科和其他学科之间的联系,并在物理学科中培养学生的人文素养和道德情操是符合新课标的要求的。而且,在物理教学中加强学科联系,不仅可以实现情感和价值观的教学目标,同时也可以促进学生对各门学科的学习效果。
科技论文的写作可以培养学生简洁明朗的写作风格,提高学生的写作水平和论证观点的严密性。而在完成论文写作中,学生不可避免的需要查询资料并分析整理,这样也会积累很多有用的科技素材,这不仅可以训练学生的逻辑思维能力,提高了阅读能力和信息处理能力,同时也可以扩大学生的视野,对在语文课上的议论文写作是很有帮助的。
学生在论述物理学史上的一些物理发现的地位、物理人物的成就时,会联系当时的历史背景和社会形势进行分析,并对科学家所处年代的政治经济情况有所了解,特别是物理学的发展常常会受到哲学宗教以及国家政局的影响,因此训练学生的科技论文写作过程也潜移默化地影响了学生对政治历史的理解。
如果让学生分析猎豹适合奔跑、鱼鹰能够捕鱼的物理原理,不仅能促进学生对物理理论的理解,学生还能对生物的生活习性和体态特征有更深的感受,对生物学的学习也会更感兴趣。
物理和化学之间的联系就更为紧密了,为何收集氢气试管开口朝下、为何收集氯气试管开口朝上,为何我们可以通过火焰的颜色或者液体的色彩来初步判断化学实验的产物,这里面都蕴含了大量的物理道理。
物理和体育就更有关系了,在投铅球时为什么老师强调出手速度要快、角度要成45度左右,为何跑步时手臂要前后摆而不是左右摆,这些都是可以用物理知识来解释的。所以学好了物理,对提高体育成绩也有好处。
教师在物理教学中应该有意识地布置一些与物理知识有关的科技论文写作任务,鼓励学生多关注最近的物理进展、科技发明,引导学生自动发掘生活中的物理学应用,从而真正提高学生对物理学习的兴趣和思考能力。 高中物理新课程标准要求学生能通过物理课程学习终身发展必备的物理基础知识和技能,了解这些知识与技能在生活、生产中的应用,关注科学技术的现状及发展趋势。而科技论文写作可以在教学中实现这一课程目标。
5、总结
通过如上三点论述,可知在物理教学中重视物理科技论文写作,不仅可以提高物理教学效果,增加学生学习物理知识的兴趣和积极性,帮助学生提高物理知识理解能力,还能够提高学生的写作水平,并让学生能够发现学科间的联系和影响,从而促进学生的全面发展。
目前,加强科研财务管理创新是科研单位管理各项工作的重中之重,发挥着不可比拟的作用和优势,符合科技创新视角下的发展需求。科研单位要想让自身能够在激烈的行业竞争中永葆生机与活力,就必须要从科技创新角度出发,将创新因素融入在科研财务管理工作中,使之与科研单位整体发展规划目标保持高度的一致,更好地服务于科研,迎来崭新的发展局面。
一、科技创新视角下科研财务管理创新的重要性分析
(一)有利于顺应市场经济需求。在市场经济体制的建设过程中,科研事业单位扮演着极其重要的角色。科研事业单位要想更好地顺应市场经济体制的构建模式,就必须要积极抓住机遇、并勇敢地迎接挑战,与市场经济的构建模式保持一致,使科学研究(发)面向国家的经济主战场。与此同时,在科教兴国战略的影响下,科研事业单位处于遥遥领先的地位,要在激烈的行业的竞争中,将自身的竞争优势展现出来。因此,必须要做好内部财务管理工作,构建高效的监管与核算监督机制[1],不断提升单位的经济效益。(二)实现科研事业单位资源的高效利用。目前,国家对科研事业单位的科技投入持续增加,经费来源和资金量与日俱增,国务院大力提倡中央财政科研项目预算编制的简化模式,人员经费、差旅会议管理以及简化科研仪器设备采购管理等得到了大幅度的提升。科技创新视角下,科研财务管理创新的重要性越来越显著,财务管理对于实现单位资源的高效利用与配置具有极大的帮助,保证每一笔资金都能够用到实处,避免资金浪费与滥用现象的发生,进而为科技创新提供源源不断的生机与活力。
二、科研事业单位财务管理创新中存在的不足之处
(一)缺少完善的财务管理制度,监督不力。科学高效的财务管理离不开完善的财务管理制度。然而,一些科研事业单位的财务管理制度尚不完善,存在着较多问题。首先,单位财务管理人员往往按照个人的主观意愿来开展财务管理工作,有着一定的主观性和盲目性。其次,一些单位的财务管理制度没有从自身实际情况出发,财务管理规定比较笼统,可操作的量化指标严重不足,所制订的奖惩措施缺乏量化指标的支撑,难以实施,也不利于财务管理制度的顺利执行。最后,财务预算方案难以落实下去,监督力度严重缺失,很难充分发挥财务管理制度对于单位内部管理的积极作用。由于监督不力,极易导致资产流失,项目经费的使用效益较差,未能达到预期目标。(二)预算编制内容过于细化。项目申报过程中,预算编制内容过于细化,浪费了大量的时间和精力,需要明确预算未来几年内所需的具体支出经费,尤其差旅费、会议费、劳务费以及仪器费等,为了防止超出预算执行情况,科研人员每年至少花费3个月时间来处理经费预算和财务报销问题[2]。除此之外,一些科研项目还具有季节性和周期性的特点,预算难以涵盖科研的全部需求,存在着较多的不可确定因素,预算编制过细极大地降低了可操作性,在实际工作中难以实施。(三)缺少与其他部门的有效配合。一些科研事业单位的财务部门与其他职能部门缺乏必要的协作与沟通,导致了财务部门很难充分了解其他职能部门的工作进展,阻碍了财务管理工作的开展。而且科研事业单位具有高度的特殊性,科研管理部门或者项目小组主要负责科研项目的申报、立项等,部门之间的配合度比较低,造成财务部门难以对资金的筹集、配置以及使用实施有效管理,项目管理与经费管理之间的协调较差,增加了科研单位实现资产使用效益目标的难度。
三、科技创新视角下科研财务管理创新的具体建议
(一)加强财务管理制度创新。管理制度的创新是科研事业单位提升科研经费财务管理水平,提高经费使用效益的根本保障。完善财务管理制度,实现财务管理的法制化和制度化,为科研单位搞好科研经费财务管理的有效途径。科研单位应按照国家的相关法律法规,结合科研项目的实际情况,制定出配套可行的财务管理制度,明确违反制度规定的奖惩措施,做到有法可依、执行必严、违法必究。此外,为确保财务管理制度的有效执行,需加强岗位责任制度建设,明确各个部门之间的权责范围,做好相关管理制度的协调工作。利用零基预算法编制科研经费的财务预算,严控预算执行的关键节点,确保预算方案得以严格落实。(二)完善预算管理机制,加强信息化建设。1.中央的政策导向明确提出了财务部门要为科研人员减轻工作负担。为此,科研单位应不断简化预算编制流程,缩短编制周期,提高编制效率,及时调整预算编制权限,实行备案制,项目结余经费应按照规定处理,增强绩效支出等间接费用比例的合理性,构建结余资金管理使用制度[3],充分掌握结余资金的使用、结转以及退回等操作流程,进而提升科研经费的使用效率。2.科研事业单位应加强财务管理的信息化建设,构建科研项目经费管理的信息化系统,实施科研经费全过程的动态跟踪管理,实现由“重核算”向“重管理”的转变,使财务人员能全面参与到项目经费管理中。通过信息化建设,将经费管理流程固化,缓解科研人员的工作负担。此外,随着物联网、互联网信息技术的不断发展与进步,大型科研事业单位应积极构建信息化财务管理平台,涵盖财务报账、资产采购,以及财务信息公开等功能,增强财务信息公开的清晰度与透明度,增强科研人员科技创新服务的能力和水平。(三)构建高效的信息交流与沟通平台。科研事业单位应积极构建信息交流与沟通平台,处理好财务部门与其他职能部门之间的关系,避免出现权责混淆现象。首先,在制度上明确其他各职能部门积极配合单位财务管理部门开展工作的义务[4],及时提交财务部门所需的相关资料,各部门需共同致力于财务管理活动的建设。其次,财务管理部门应结合会计电算化,加强与其他部门、科技合理应用有利于进一步强化成本核算及其控制力度,提高财务数据处理的准确性与真实性,使单位最高决策者能够随时掌握项目的进展情况,确保决策的准确无误。(四)理顺财务关系,制定出相应的激励制度。科研事业单位的财务关系涉及投资者与受资者的关系,债权人与债务人之间的关系等,理顺好单位内部与科研项目组之间的关系。科研项目小组是科研单位的构成部分,项目和知识人才创造出了大量的科研成果,科研项目大小、数量与单位的生存发展有着极其紧密的联系,制定出推进课题与项目发展的激励制度,可以尝试抽取一部分成果转化收入奖励优秀杰出的科技人员,构建出全新的激励分配机制,调动科研人员创新创业的积极性与主动性,提高单位的研究水平和影响力。
四、结束语
综上所述,科技创新视角下加强科研财务管理创新十分必要,能够稳步提升科研事业单位的经济效益和社会效益,壮大科研单位综合竞争实力。因此,科研事业单位应不断与时俱进、开拓创新,针对当前在科研经费财务管理上所存在的不足,制定出比较完善的财务管理制度,为科研提供强有力的制度保证,加强信息化建设,利用现代技术进步,实现科研财务管理创新的战略性目标。
作者:谭文丽 单位:广西科学院
参考文献
[1]张鑫,刘敏颖,江海.通过构建以科研诚信为手段的科研管理方式释放科技创新活力[J].广东科技,2016,(13):69-71.
1人的生命安全伦理问题
这主要体现在转基因食品的大量推广上,目前转基因食品在超市和厨房里占据了主导地位。转基因生物体和转基因食品是否会破坏食物中的营养成份、对人体是否有毒、是否会破坏抗体、是否会削弱免疫力等问题在科学上既无确证也无否证,但转基因技术已经在广泛应用推广,对人类生命安全造成了潜在的危胁。国际消费者协会认为,转基因食品可能会引起过敏反应,影响人体抵御病毒的能力,而且这种不良后果,可能需要一定的时间才能反应出来。一些实验室通过对动物进行实证,发现其严峻的负作用已经显现。
2环境和生态安全伦理问题
若那些经基因工程改造过的细菌、病毒等微生物流散到自然环境中,可能会对其他生物和生态环境造成危害,甚至产生出新的病原,对人类生命安全构成新的危害和威胁。同时,转基因生物进入生态环境后,也会改变自然界的正常遗传体系,进而破坏其生态平衡和进化秩序。
3人的尊严和人体伦理问题
现代生物技术的发展存在着侵犯人尊严的问题,特别是对人类胚胎干细胞的提取和利用,导致人的细胞、组织、器官、胚胎都可能成为试验操纵的对象和商业获利的手段,严重侵害人的尊严。基因组检测和基因诊断等生物技术手段的应用,以及基因治疗、辅助生殖技术、器官移植等治疗手段也均在不同程度上侵犯了人体基本权利和尊严。
4公正性和隐私权伦理问题
当下,“借用子宫”、“借用”、“母亲”、“试管婴儿”等生物高技术现象已有发生,依赖现代生物技术孕育的生命体从一开始就存在生命变异风险,同时其基因隐私信息也可能暴露无遗,带来的后果是社会歧视、畸形成长及不正常的伦理道德关系,其生存和发展的公正性和隐私权均受到了侵犯。
发展现代生物技术的基本伦理原则
现代生物技术的发展引发了诸多现实问题,从伦理属性上来说均可归属于生命伦理范畴,其核心问题是“该”与“不该”发展、“应当如何”发展和“实际如何”发展等伦理问题,其基本伦理原则是尊重人、不伤害人、有益于人、公平对待人等伦理问题[4]。生命伦理学的出发点是“不伤害人”,落脚点是解决“应当如何”的问题,“应当如何”包含有“应当”可持续发展、“应当”公平发展、“应当”共有责任等伦理原则。只有在遵守这些伦理原则的基础上,发展现代生物技术才能造福人类、有益人类,同时使现代生物技术规避安全问题,形成良性的可持续发展态势。
1不伤害原则
现代生物技术是人类认识和改造自然的结果,其目的是为人类服务的,是满足人类需要的实践活动,应该是有利于人的生存和发展的,绝不能因为眼前利益、经济利益驱使和极少数人的需求而伤害整个人类。不伤害原则的伦理规范包括3方面:①不伤害人的生物属性,即不伤害人的本原基因,不能对人的基因进行跨物种基因重组和提取重组;②不伤害人的社会属性,现代生物技术揭示了生命的本质和奥秘,于是生命检测技术、辅助生殖等技术也得到应用,人的隐私权、自受到侵犯,自然伤害到人的社会属性;③不伤害人的生存和发展,这主要是指大量转基因技术、酶工程等在食物上的应用可能使人的生命安全受到威胁。不伤害原则是现代生物技术伦理的根本原则,是现代生物技术研究和推广活动所必要的道德义务,包括“不应该造成、应该阻止、应该消除恶和伤害,应该尽力提升好”[5]。它可约束和调节研发主体的行为,把“不伤害人”作为最基本的伦理道德准则。
2可持续发展原则
至今为止,人类赖以生存的地球已面临越来越严重的威胁,资源枯竭已是世界性难题。在这一背景下,现代生物技术将发挥不可替代的重要作用,新物种的研发和新型绿色能源的替代缓解了人类资源压力。然而,现代生物技术缓解地球资源是有限的,甚至具有潜在破坏性。现代生物技术研发活动是一种人工技术,打破了物种之间的界限及生物进化中的自然秩序,跨越了物种之间的天然屏障,创造了新的生物体,重塑了自然界的生命,使自然生物链时刻处于复杂紊乱中,人的生存环境和整个地球生态系统处于重新融合和调节中,影响着人类社会可持续发展。因此,人类对其的主观能动性要有所限制,在改造自然和人类自身的时候要进行理性选择和伦理分析,不能脱离可持续原则创造新的生物体,不要偏离伦理道德关系改造生存环境。在遵循自然规律的基础上发展现代生物技术,使技术的发展、人类的安全和自然的保护三者统一,才能达到人类发展的可持续性。
3公平发展原则
物理实验员是物理实验仪器装备的管护者和准备者,也是物理新课程资源的重要组成部分。由于实验员长期从事仪器设备的维修、养护和使用工作,他们积累了比较丰富的管护和熟练使用仪器装备的方法经验。任课教师是物理演示实验、学生探究实验的主要实施者和指导者,在物理实验教学中起主导作用。实验员与任课教师由于在实验教学中的角色分工、侧重点不同,所起的主要作用也各不相同。
为了最大限度地提高物理实验效益,有效延长仪器设备的使用寿命,把物理新课程改革“凸显物理学的学科特点,全面培养学生的实验操作、实践和创新能力”的理念真正落到实处,彻底消除有些教师认为实验员所从事的工作只是一些教学辅工作,对物理教学所起的实际作用不大,自己才是物理教学的主要承担者等一些偏见,以及个别实验员对自己工作的性质认识模糊,认为只要自己工作努力、不需要任课教师的协助支持就会做好实验管护工作等的错误观点。实验员与任课教师都是课程资源的有机组成部分,共同构成物理实验教学的整体系统,互为依存。
因此,二者在实验教学中必须互相尊重、通力合作、取长补短,发挥各自的专业优势,而不是相互脱节、相互指责、要求不统一,让学生无所适从。这样,即使再好的仪器装备也发挥不出它应有的效用物理论文,实验教学的效果就会大大折扣!只有二者在工作中紧密协作,各司其职、相互补充,就会有效地提高物理实验教学的课堂效益,把新课程改革的理念真正落到实处。下面阐述一些笔者的做法与经验,与各位同仁交流和共享:
一、互相尊重、密切协作
互相尊重、互相理解、互相信任是做好一切工作的重要前提和思想基础论文的格式。由于物
理学特有的以实验为基础的学科特点,实验员与课任教师所从事的工作都是教学系统中不可分割、紧密联系的重要组成部分,只是教学分工的不同,没有地位的高低、主次之分。实验员是任课教师的参谋和助手,课任教师是实验教学的主导者和引领者,彼此要相互理解、相互尊重、相互信任、默契配合、各负其责。
课任教师要尊重、理解、支持实验员的工作。督促要求学生严格按实验的操作规程进行,带头爱护实验仪器,实验毕与实验员一起检查验收仪器装备的使用情况,督促学生按实验要求,认真填写实验记录档案,培养学生良好的实验素养和严谨的实验习惯等。随着地区经济的发展和各地教育资源的合理整合,大多数学校的学生探究实验都是按两人一组配备的,组数较多,仅凭课任教师一人进行全面指导会难以兼顾,这就需要实验员给予积极协助指导。
同时,二者在实验教学中的指导方向各有其侧重,优势互补,实验员侧重于仪器设备等使用方法指导,而任课教师则侧重于实验原理、实验步骤方法、实验数据的处理等方面,二者恰当有机的结合、互为补充,将会发挥各自的长处,最大限度地提高物理实验教学的整体水平。
二、互相学习、取长补短
任何人都有自己的长处和短处,实验员与课任教师也毫不例外。实验员熟悉物理
仪器装备的性能及操作方法,课任教师要虚心向实验员学习请教,熟练掌握仪器的使用方法。特别是年轻教师更要向实验员拜师学艺,逐步摸索仪器设备的使用要领,在学习和使用中提高自身的实验技能,改进实验方法,这也是物理新课程资源建设的需要。实验员应把平时发现和积累取得最佳实验现象的技巧,及时传授给任课教师。由于科学技术的飞速发展及地区经济的日益强大,物理实验设备也在不断地更新换代,这就需要课任教师必须同步更新实验技术,凭过去的老经验是行不通的。
如现今条件较好的学校都更换了过去简陋的实验台,代之以美观漂亮、功能齐全的综合性实验台,数字化的实验设备也逐步走进了中学物理实验室,成为物理实验教学中的一大“亮点”物理论文,课任教师就必须熟练地了解和掌握其使用方法,便于在实验指导中做到心中有数。
实验员也应该向课任教师学习。由于他们长期直接从事课堂教学,对物理实验原理,教学重、难点的确定与突破,学生观察点的把握,以及物理实验效果的是否明显,对物理规律、物理概念的认识理解都有深刻的体会与感悟,在仪器的使用和实验的改进中也积累了丰富的经验,有独到的见解,实验员必须悉心关注和收集,这虽然是一些点滴经验,但都是最实际、最有效的思维“火花”,长期积累应用,就会促进教学资源的共同利用。
如做静电感应的演示实验时,有的教师为了使学生直观地观察到感应起电的实验现象,在球形导体上贴上了几根红丝线,这虽是一个简单的改进,但实验效果却非常生动直观。实验员保留了这个微小的改动,一直沿用至今。
三、相互支持、形成合力
物理实验员与课任教师的工作是衔接紧密、协调一致的,二者互为依存、各有特
点。实验员为物理实验的顺利进行提供了可靠的物质保证和技术支持,而任课教师是实验教学的具体实施者。二者相互支持、配合默契,才能取得物理仪器管护与提高实验效益的双嬴!
如物理仪器的管护离不开任课教师的支持配合,而物理实验器材、材料的充足提供、实验指导也离不开实验员的全力以赴,只有二者相互支持,形成合力,才能实现实验课堂结构、实验效益的最大化论文的格式。
四、相互补充、全面发展
实验员与课任教师是组成实验教学最关键的两个因素,课任教师在演示实验中要
爱护仪器设备,严格遵守有关仪器装备的管理要求,在学生探究实验中事先了解仪器的使用方法,强调仪器设备的安全防范措施,要求学生树立爱护仪器设备的自觉意识,真心诚意地理解支持实验员的工作。
而实验员在实验中深入课堂,一方面,检查督促学生严格按操作规程使用仪器,及时处理实验中的突发问题;另一方面,协助任课教师做好实验指导,当好课任教师的得力助手。同时,由于学生之间的智力差异、生源地的差异、及动手操作能力等的差异影响,全部学生不可能在有限的实验时间内都能达到预期的实验要求,总有一些学生希望在课外时间继续进行实验练习。因此物理论文,实验员可在课余时间开放实验室,指导有实验需求的学生在课余时间进行练习探究,以作为课内实验的有效补充和延伸。
五、相互交流、彼此沟通
相互交流是人们之间消除矛盾、的最好办法。实验员与课任教师在仪器
使用和准备实验时,由于他们对问题的理解、认识上必定存在一定的差异,必须相互交流、坦诚相见、反复实验、尊重科学、大胆改进,以提高物理实验效果为共同目标。
1转基因作物的可专利性分析
我国《专利法》第25条第1款明确规定:对科学发现不授予专利权。一般而言,发现是对自然现象、本质规律的揭示,而发明则是这些本质规律的具体运用。但生物技术是建立在大量的发现之上的,并始终也不能逃脱对活的或具有活性的生物或生物物质的利用,对于转基因作物而言就更是如此。那么,转基因作物究竟是发现还是发明呢?这是它要取得专利保护所必须界定的前提条件。发明与发现之间的界限并不明确,Buckley在Reynoldsv.HerbertSumithCo,Ltd.一案中分析了两者之间的区别:“发现增加了人类知识的总量,但它仅是以揭示以往未发现或未搞清楚的现象或物质来达到上述目的,发明也增加了人类知识的总量,但它并不单纯依靠揭示某些现象或物质,还必须包括行为的创意,以及导致一种新产品、新成果或新方法或对现有产品、成果或方法的重新组合行为。”
在考虑转基因植物是不是自然产品这个问题时,应该注意到一种新的转基因植物必须有人工干预这个前提。转基因植物并不是简单的自然产品,如果没有育种者的干预它们是不会出现的。显然,利用现代生物技术,可以对植物进行修饰、改造来生产一种与以往自然界的产物完全不同的、达到一定预期目标的转基因植物。利用现代生物技术制造出来的转基因植物不是自然产品,而是人类智慧的产物。现在大多数国家已经明确接受由野生微生物纯化得到的菌株是可专利的主题物。
一些学者认为转基因植物仅仅是发现,不能成为专利客体,因为原始的生物体和基因序列从根本上讲是自然存在的。也就是说,如果“创造者”仅仅是从自然界中提取已经存在的生物体,并按其客观存在的顺序组合起来,就意味着“创造者”并未向公众公开或提供任何东西。这些学者将转基因植物看成天然产物,如果将转基因作物认定为天然产物,那么它就仅仅是自然产生的生物体,是发现而不是发明,因而也就不受专利保护。但是,转基因植物本身就是经基因修饰或重组的生物体,分割开来看,原始的生物体和基因序列的确是客观存在的,但经基因修饰或重组技术介入后,两者就发生了变化。依据专利法,即使是从生物体分离纯化得到的化合物或微生物,不会因为它的生物学起源而妨碍它们的可专利性,所体现的原则就是人工制造的产物可以得到专利法的保护。此外,作为生命体,微生物与植物之间的区别就是植物的分类学等级比微生物高,不同于生命体与非生命体那样有实质性的差别。既然微生物是可专利的,那么转基因植物也能成为可专利主题。
如前所述,经基因修饰或重组会产生3种情况,即基因序列的重新排序、插入其他的基因序列以及删除特定的基因序列。这3种方式都会导致原始生物体基因序列的变更,也许变更后的基因序列在自然界仍然存在,但一旦这种特定的基因序列与原始的生物体结合起来,就会使原始生物体具备某些新的特征。因而转基因植物不是一种天然的产物,也不是一种单纯的科学发现,而是“人类利用自己的技术和能力从现有的物质中创造出来的新发明,或者至少是某些人类利用其技术或能力的新方式……”,应当获得专利保护。
1.1新颖性
我国《专利法》第22条明确规定:“新颖性,是指在申请日以前没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上公开发表过,在国外公开使用过或者以其他方式为公众所知,也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中”。新颖性是获得专利最基本的条件。根据中国《专利法》对新颖性的定义,一项发明是否具有新颖性,与现有技术的内容有关。中国《专利法》所要求的新颖性是绝对新颖性。
在此所述的绝对新颖性要求,一般不会对植物的可专利性构成严重障碍。利用转基因技术,可以很容易地创造出带有某种新性状的转基因植物。如在美国,很少对转基因植物的新颖性提出反对意见。利用现代转基因技术,培育一种具有新性状植物,创造出一种全新的植物并不困难。所以说,新颖性要求是很容易满足的。
1.2创造性
根据中国《专利法》第22条第3款,创造性是指同申请日以前已有的技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步。《审查指南》中对发明的实质性特点,解释为发明对于现有技术、对所属技术领域的技术人员来说,是非显而易见的;发明有显著的进步,是指发明与最接近的现有技术相比能够产生有益的技术效果。一般来说,我们以发明对该领域所做的技术贡献来判断创造性。
当审查员分析转基因植物发明所具有的一种新颖性质时,如颜色的改变、糖含量的增加,有可能发生因缺乏创造性驳回申请的情况。因为对一个普通的育种者来说,这些特征是显而易见的。但是,即使这些新的表现型是显而易见的,如果育种者所用的遗传材料并不是为公众所知道的,那么利用该遗传材料而获得的新性状就不是显而易见的,那就可以认为利用这种遗传材料创造的转基因植物具有创造性。对创造性进行分析的另一个因素是,是否有经过他人的努力而未能取得被提出权利要求的表现型的尝试。如果一个育种者获得了他人试验过但没有成功的结果,那么就可以认为具有创造性。
对于新颖性和创造性,随着植物生物技术和分子生物学的迅猛发展,克服发明缺乏新颖性和创造性变得容易了。但是,当未来转基因技术发展到更高阶段时,把某一个特定的基因转到植物中制造出新的转基因植物没有什么难度时,再申请专利就会面临达不到创造性的问题。
1.3实用性和可再现性
按照中国《专利法》第22条第3款的规定,实用性是指发明的客体必须能够在产业上制造或者使用,并且能够产生积极效果。按照《审查指南》的解释,所谓产业,,包括工业、农业、林业、水产业、畜牧业等等。关于产业的解释实际上与《欧洲专利公约》的产业应用性的解释范围相当。
转基因植物的实用性,实际上是一个容易达到的要求。一种带有某种新型性状的转基因植物,如生产一种有用的化合物或具有抗虫性、观赏性等,都可以认为其具有实用性。在《审查指南》对实用性的解释里,还有再现性这一个重要的内容,尤其是在生物技术发明里面。能否重复专利申请中的技术是判断是否授权的一个重要标准。再现性,即技术方案的可重复性,是指所属技术领域的技术人员,根据公开的技术内容,能够重复实施专利申请中为达到其目的所采用的技术方案。
对于用传统育种方法得到的植物品种,因为育种的结果是不可预测的,所以不具有再现性。那么对于转基因植物产品,一般来说不存在取得专利的再现。只要制造新的技术方案是非生物学的方法并且是可重复的,对这种制造产品的方法的专利保护就是可能的。现在看来,新的制造方法已经普及,转基因技术能被准确地描述,并可以被该技术领域里的技术人员重复实现。
当一项转基因植物发明的专利申请中含有产品权利要求和方法权利要求时,作为一个结果,如果其满足新颖性、创造性和实用性,并且技术方案可以得到重复实施,那么产品权利要求和方法权利要求可以被同时允许。
理论上讲,利用植物生物技术制造的某种转基因植物是可以重复的。制备片段以及载体、重组载体的技术可以明确,,假定说明书中公开充分并且可以使用,那么该技术领域普通技术人员应该能制备出相应的和重组载体以备插入植物基因组中。在创造转基因植物过程中,导入外源遗传信息的阶段中不会出现技术问题,在外源基因导入到植物基因组后,会出现重组载体与植物基因组整合的位点不确定的问题。这个问题是在构建的重组载体和植物基因组之间整合时产生的。产生这些问题的原因是,含有外源片段和强启动子的重组载体迅速进入植物细胞核,然后随机地整合到植物基因组的不同位点上,于是就形成了在每个被转入外源片段的植物细胞核中,片断插入的位点上是不同的。从基因组的水平上来看,由此发育而成的转基因植物个体就是各个不同的新植物。但是从整体的表现性状来看,它们又是一样的。即利用具体的解决方案,一个专业技术人员可以获得相同表现型的转基因植物,但它们的基因组结构不一定是与发明者得到的相同。也就是说利用同一种方法,可以得到基因组水平不同的转基因植物。虽然得到的是一种带有相同外源但基因组结构不同的转基因植物,它们对外界的表现型仍然是相同的,即得到的是同样性状的植物,因此应该认为具有再现性。
2转基因作物专利的相关问题
(1)人类干预的水平问题。授予专利所要求的人类干预,并不要求发明直接控制导致产生最终生命体的所有自然过程,但需要有一个控制因素。也就是说,人类必须能够有效、明确地控制生命体的变化过程。此外,对于转基因作物而言,人类干预不能仅仅是将原始生物体的DN断或另外的DN断进行简单的排列、集合。转基因作物之所以可以商业化,是因为相对于现有生物体,它具有特有的优点,而其优点对于现有生物体而言就是产生了新的、具有吸引力的影响,而对于DN断的简单排列、集合是不可能取得这种效果的。人类对原始生物体的干预必须表现为对其DN断利用特殊的方法,有选择地进行创造性的重新组合。因此,判断转基因作物的人类干预水平,应注意判别人类的干预与生物体的自然反应过程相比较是否起着决定性作用。人类在干预过程中对于生物体的自然产生过程是否具备一个控制因素,另外,必须注意对生物体的DN断是否进行了有选择的创造性的重新组合,而不是简单的排列、集合。
(2)专利类型的选择问题。生物技术的发明一般分为两类,即产品发明或方法发明。对于转基因作物而言,选择何种类型的专利保护是至关重要的。因为对于生物体或生物物质适用产品专利与适用创造它们的方法专利之间有着明显的区别:产品专利的保护性更强,无论产品是如何制造出来的都予以专利保护,而方法专利仅对采用该种方法获得的产品予以垄断权。然而,方法专利对于转基因作物发明的专利权人而言几乎是无效的,因为一旦经修饰或重组的基因序列被公开以后,就可以轻而易举地通过反向工程反推出无数种方法来得出相同的转基因作物产品。而且转基因作物不同于其他一般技术产品的发明,生物产品本身是有生命的,能够生长繁殖。其他人并不一定需要使用发明人的方法,而只要得到该发明的生物产品,即能大量繁殖出具有同样特性的生物个体,从而毫不费力就窃取了专利权人的劳动成果。从使用者的角度而言,关注的是转基因作物本身,而不是获得它的方法,因此对转基因作物适用方法专利显然是不合适的,选择产品专利才能有效地保护发明者的利益。
基层农业科技项目的任务下达者,并非是项目真正的实施者,在制定预算时对整个项目的实施费用并没有一个完全的了解,有时光实施地点的区域性差距就造成费用相差很大,而且经常会出现会计报表失真等情况,这些都不利于农业科技项目财务管理工作的开展。其一,负责项目申报者并不是专业财务人员,每个项目的预算工作必须面面俱到,不是专业的财务人员很难考虑到方方面面的费用支出,尤其是管理费用及其他细项支出。另外,为了项目申报成功,在进行预算项目所需经费时,出于人为的因素,几十万元的农业财政经费,有时需要上百万的自筹配套经费,实际实施时配套资金不能到位导致无力支付,造成项目无法顺利完成验收。其二,科技项目完成后,剩余经费未按规定结转使用,甚至用于其他开支,变相地挪作他用。经费乱用,财务管理能力薄弱,这不仅不利于财务管理工作的开展,还容易导致资源的浪费,资金的不合理利用,更容易为不法分子,存小金库,埋下的风险。
(二)部分科技项目经费不能按项目实施进程比例拨付,影响项目进程,造成项目无法竣工验收
近年来,国家对农业科技经费不断加大投入,促进了农业发展,但在资金的使用和管理方面出现了一些矛盾。一方面为了取得科技项目的申报成功,先期做了大量工作,支付了一部分人工及费用,项目承担单位先期垫付很大的成本,在项目审批成功后,承担单位在实施过程中不断投入成本费用,而项目资金此时还落实不到位,等项目实施过半,资金才“姗姗来迟”一部分,现行的科技项目资金都要求“专款专用”,不能“越雷池一步”,这块垫付的资金在财务上很难处理好。有的项目经费甚至到项目实施快结束时资金还有大半未到账,造成实施单位在支付相关费用时也跟着拖欠,严重时影响项目进程,或者影响项目质量,项目的验收也很难如期完成,工期延长浪费人力物力,造成不必要的损失。
(三)同一类型科技项目多头申报,资金投入重复
农业科技项目本身特点与其他行业项目不同,在很广阔的地域实施,本身包括多行业(种、养、林、水等)和多种生产,呈现出量多、分散、规模小的状况。项目实施地一般在农村,某一科题确立后,一方面向农口部门申报要求经费支持。另一方面再以此科题向科委等主管科研的机构申请经费。此时申报部门不同,相应的项目经费来源不同,但是实际上项目的承担单位相同,资金不可避免造成浪费。这次在某个区农业项目督查时就有类似情况:一方面,业主承包了养殖池塘,在技术人员的努力下发展改进养殖业,取得了新品种养殖成功的经验,并以此项目向科技部门申请项目经费。另一方面镇农业服务中心也以此项目向上级农业局申请科技经费。两个项目因为申报的单位和部门不同,只要不在同时验收,根本就不会发现是同一个池塘同一类项目。
二、几点建议
(一)加强农业科技项目预算管理,考虑财务人员参与项目经费的预算
科技项目的申报人员不一定懂财务,让财务人员参与科技项目的经费预算,把关每一个细节的费用支出,这样更能清晰地反映出实施整个科技项目所需的经费。同时,有财务人员参与项目资金的预算,更能“量入为出”,知道自己的家底,配合项目负责人筹备好配套资金,确保项目实施顺利完成。如有经费节余,剩余资金按照规定应返还下达经费的部门,或者通过批准后,用于补助相关科研单位或者奖励在实施项目中作出突出贡献的科研人员。
(二)完善农业科技项目经费管理制度,保障项目实施所需经费
项目申报成功后,以自有资金垫付的前期相关费用在进行财务处理时应先挂往来账,待项目确立后再转入相关科目,同时也可作为项目的一部分自有配套资金。可行性科技项目申报成功后,与科技经费下达部门沟通,确保项目资金及时下达,同时自有配套资金也要筹备到位。相关省、市、区(县)主管部门结合本省实际情况制定全省项目实施方案,组织项目承担单位利用自有资金或地方配套资金先行实施,根据实施进程项目经费按相应比例下达,项目实施完毕后,由区(县)级主管部门根据农业部确定的验收标准组织初验,合格后由省级主管部门进行终验,验收结束后项目经费按文件下达完毕。
(三)建立完整的农业科技项目内部信息交流系统,同时加强财政经费监管力度
农业科技项目在市场经济的发展中地位越来越重要,而信息的交流是农业部门与时俱进保持不落伍的重要保证。无论是外部的信息还是内部的信息,都对农业科技项目的财务管理有重要的借鉴作用,影响着财务管理的方方面面。通过对外部先进财务管理的吸收,尤其是信息化财务管理的越发普及,农业科技项目的财务管理也要做到与时俱进。农业部门要建立健全的信息交流系统,在科技项目实施中保持信息交流的畅通,为财务管理提供正确的信息保障,保证管理的高效运行。同时,财政部门要加强项目经费监督,做好业务分类管理,会同农业主管部门监督项目的实施。走外部监督路线,通过民间力量等规范实施项目的财务行为。要提高财政项目资金管理力度和监督水平,加强会计部门的监督作用,审计部门也要做好审计核算的工作,有违法的行为要进行严厉惩处。农业主管部门要做到农业项目的透明化公开化,明确每个项目资金的去向,让群众了解放心,保障群众的知情权;要树立监督意识,打造一支强有力业务监督队伍,提高队伍的业务能力和水平,加强队伍培训,才能适应越来越重的业务管理任务;要不断完善内部监督机制,强化领导的监督职责,让项目资金的监督要落实到每项明细当中去。
2大学物理实验教学存在的问题
大学物理实验的教学对象是大学一、二年级的学生,是物理专业学生进入大学后的第一门实验课程,所以学好大学物理实验对后续其它实验课程的学习至关重要.在多年的传统教学模式下,大学物理实验的教学现状存在以下几方面的问题.(1)教学计划学时数少.受新教学计划和新教学大纲的影响,大学物理实验的学时数减少,实验理论课堂讲授的时间更少,教师与学生的互动很难进行,启发性和探究性教学难以实施[3].(2)学生物理实验基础水平参差不齐.来自城市优质学校的学生动手能力较强,基本上都能够在规定的时间内完成实验.而来自边远农村地区或城市部分面上中学的学生动手能力相对较差,由于这些学校的实验设备不足,学校无法开展物理实验基本技能的训练,所以这些学生很难在规定的时间内完成实验,有些同学连最基本的测量仪表如电压表、电流表都没见过.(3)实验教学效果差,学生做完实验就忘记.由于受实验时间的限制,教师一般采用传统的教学模式,即先集中简要介绍实验原理、实验步骤、仪器操作规程、原始数据记录及数据处理与分析,再让学生独立完成实验操作和实验记录.教师讲授完这些教学内容后,留给学生独立完成实验的时间少,学生怕无法按时完成,产生紧张情绪,对老师的启发性提问不屑一顾,对一些实验现象缺乏思考.虽然按要求完成了实验数据的记录,也只是对老师的实验演示的重现,对实验理解不透彻,做完实验就把操作忘记.等到期末操作考试时,面对曾经做过的实验束手无策.(4)学生实验报告书写潦草,不规范,提交不及时.近年来,随着高校扩招,学生数多,教师队伍建设跟不上,教师的教学工作量大,实验报告无法及时批改,堆积如山.(5)考核制度落后,有待改革.目前的考核方式是根据不同专业采用纸质笔试或操作考试.有了网络课程的试题库后,就可以采用网上抽题网上笔试和网上抽题现场操作考试相结合的方式.
3基于Moodle网络教学平台的优势
Moodle(ModularObject-OrientedDevelopmentLearningEnvironment)是一套公开源代码的网络课程管理系统,Moodle翻译成中文就是“面向对象的模块化开发动态学习环境”.Moodle是以建构主义为教学依据,采用与我国新课程类似的模块教学,它的基本模块有:站点管理模块、用户管理模块、课程管理模块、作业模块、论坛模块、资源模块、测试模块等.Moodle作为网络教学平台具有以下几点优势[4-5]:(1)界面设计简单、高效、安全,绝大部分教学内容、资源等可即时添加、即时显现.(2)支持多种课程形式和灵活多样的学习活动,例如Booking、ForumNG、Journal、Technical、wiki、协作程序教学等.教师能够随时选择合适的标准进行教学评价,并根据学生的学习情况调整生成新的课程目标.(3)教师可以查看成员日志,统计每个学生的活动细节如最后访问时间、阅读次数,汇编每个学生的详细报告.一般访问次数多的学生,学习比较认真,学习成绩也比较好.(4)教师可以布置作业,平台可以自动记录学生上传作业的时间,教师可以随时查看学生的作业,并在平台上进行评定,了解教学效果.平台即时把评判结果反馈给学生,使学生能及时修改并再次提交.(5)支持教师的混合式教学和学生的个性化学习,帮助教师与学生在协助的在线环境中交流.有多种类型的论坛如聊天室、课程新闻讨论区、教学讨论区等供选择,促进了教师与学员、学员与学员、学员与课程之间的交互.(6)支持多种格式文件资源的上传,如Word、Powerpoint、Flash、视频和声音等电子文档.
4《大学物理实验》网络课程的设计
基于大学物理实验的教学特点和Moodle网络教学平台的优势,设计的大学物理实验网络教学课程,可以弥补传统大学物理实验教学中存在的不足.该网络课程的总体设计如图1所示,网络课程主界面截图如图2所示,各主要功能模块介绍如下:(1)用户管理.用户成员包括管理员、课程创建者、教师、无编辑权教师、学生、访客等.教师可以手动添加学生名单,也可以设置“选课密码”让学生自己选课成为该课程学员.(2)课程设置.教师可以对课程名称、课程简介、课程开始时间和结束时间、课程格式、外观、命名角色进行设置.(3)实验教学资源.包括课程基本信息、实验项目、实验讲义下载、实验教学视频、虚拟仿真实••105验、基于Excel的数据处理系统、实验仪器介绍、优秀学生实验报告展示等.课程基本信息:包括课程介绍、实验教学大纲、实验考试大纲、教师队伍介绍、互联网上的其它教学资源链接.实验项目:根据学校开展的实验项目力热、电磁、光学等实验,分别进行独一介绍,介绍内容包括实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、数据记录及处理.实验讲义下载:教师每学期都会对教学内容做适当的修改,提供最新电子版的实验讲义和其它网络上的优秀教材供学生参考.实验教学视频:将教师的课堂教学视频、实验操作视频等通过采集录制、剪辑、字幕后期处理,或针对具体某一实验操作流程、实验现象的观察等制作成微视频、微课上传到该模块,供学生课前预习,课后复习.支持多种视频格式如MP4、FLV等,但为了保证视频能兼容各类终端(如PC、安卓、苹果)系统的各种浏览器,实现视频的在线播放,教师在上传视频之前,应先将视频转换成MP4格式(采用AVC720p或者AVC480p),视频上传后将视频文件名称改为英文名称.虚拟仿真实验:该模块添加了由中国科学技术大学基础物理中心研发的霍尔效应、双臂电桥测电阻、热敏电阻温度特性等部分物理仿真实验和由学校师生自行开发的基于LabVIEW的虚拟示波器、虚拟信号发生器等虚拟仪器.利用虚拟实验或仿真实验辅助实验教学,可以打破传统实验教学的束缚,有利于学生能动性的发挥,让学生有更多的时间讨论和解释实验结果、反思实验过程,同时也能促进同学之间的合作与互动,减少实验设备与空间,节约资金,改善实验条件[6].实验数据处理系统:利用Excel、Origin等软件制作实验数据处理模板,输入原始数据后,便能直接计算出实验结果.该功能应用于实验室,提供给学生检查实验数据是否正确,能减少实验数据处理的时间.实验仪器介绍:该部分包含实验仪器图片和仪器使用说明及注意事项.让学生在做实验之前,先了解和熟悉实验仪器的使用方法,减少实验时间,提高实验质量.优秀学生实验报告展示:教师可以挑选一些优秀的学生实验报告进行展示、表扬,起到示范作用.一些典型错误的学生实验报告,也可以经教师批改指正后展示,防止学生重复错误.教学课件下载:提供教师的课件及教学资料,方便学生自学.基础较差的学生能重新学习掌握基本知识,而优等生则能发现更深层次的问题[7].(4)实验室开放预约:该功能有利于开放实验室的科学管理和方便想补做实验或提高实验的同学预约实验时间.(5)网上考试系统:教师可以对每个实验项目直接添加小测验,也可以利用MQE试题编辑软件制作试题库后,再添加到该模块中.小测验用于课程的正式考试、每一实验项目的测验、使用以往旧题目做练习性测验、提供学生表现立即反馈、让学生自我评价.学生期末考试方式,采用网上随机抽题,网上笔试和实验室现场操作考试,省去了人工纸质抽题的麻烦.(6)实验教学活动.该模块包括实验报告提交、教学讨论区和教学信息.实验报告提交模块:对于部分实验项目,鼓励学生利用计算机软件进行数据处理,并完成一份完整的实验报告,通过作业提交功能提交,教师可以随时随地利用移动终端网络设备进行批改和评价.教学讨论区模块:该讨论区的类型有博客形式的标准讨论区、单个简单话题、单个人发表一个话题、问题及解答讨论区和一般问题的标准讨论区.教师提出一些实验中出现的问题,供学生进行讨论、探究.随着学生应用手机微信的普及,教师可以利用微信的群聊功能,在微信中建立群聊,将“群二维码名片”到网络课程中,学生通过微信“扫一扫”就能加入群聊,进而开展基于微信的教学互动.教学信息模块:利用新闻讨论区普通新闻与通告,把学生实验安排表、实验分组情况表,考勤统计表、成绩统计表等到网络课程上,方便学生及时掌握课程教学信息.还可以本学科学术讲座、学术交流活动、学科最新研究动态、物理实验设计大赛和学生获奖新闻等信息.(7)实验教学评价.评价的类型有反馈、互动评价和投票.反馈可建立自定义的问卷调查;互动评价允许收集、查看以及评价学生的工作;在投票模块中,教师提出一个问题,并给出多个应答选项,由学生在线投票.
5结束语
利用基于Moodle网络教学平台进行物理实验教学,能够有效弥补传统实验教学之不足,能够充分运用以教师为主导和学生为主体的教学活动,有利于加强教师与学生之间的交流和互动,也有利于加快推进学校教育信息化管理和提高实验室信息化管理水平.
作者:黄贤群 石燕飞 刘秋武 单位:韩山师范学院
参考文献:
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课堂教学是教师传播物理知识的主要阵地,也是学生获取物理知识的主要途径。加强科技意识教育必须从课堂教学做起,充分发挥课堂教学的主渠道作用。
1、突出知识的实用性
物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。在教学中教师应结合具体的教学内容,紧密联系生产和生活实际,突出知识的实用性。物理知识。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。通过这些知识的介绍,使学生更加认识到科学知识在日常生活,工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用,从而更加相信科学,热爱科学,树立良好的科技意识和“科学技术是第一生产力”的思想。
2、注重物理史教学
物理发展史是物理教学的一项重要内容,通过物理发展史的教学,不仅使学生了解物理发展的历史,一些著名物理学家的典型事迹,同时也能较好地培养学生良好的科技意识。教师在实际教学中一定要强化物理学史的教学,根据具体的教学内容,选用适当的物理学史材料,如“伽利略的自由落体实验”、“牛顿运动定律的创立”、“爱因斯坦创立相对论”等,不失时机地对学生进行物理学史教育;同时,在实际教学中,可适当向学生介绍建国以来,特别是改革开放以来,我国在航天领域和高科技领域中所取得的巨大成就。通过这些知识的介绍,可使学生更加了解科学家们对科学的态度,研究科学的方法以及他们热爱科学、献身科学的精神,了解科学技术给社会发展和四化建设带来的巨大动力,树立民族自尊心和自信心,从中受到良好的科技意识教育。
3、加强实验教学
加强实验教学,有助于培养学生的动手操作能力、观察能力、独立分析问题解决问题的能力以及实事求是的科学态度和创新意识和创造能力。同时也使学生受到良好的科技意识教育。根据自己十几年的教学经验,笔者认为加强实验教学可以从以下几个方面入手:⑴改革课堂演示实验教学,把部分演示实验改成学生上台演示或边讲边实验的形式,给学生提供更多的亲自动手操作机会。⑵注重学生实验教学。对学生实验的教学,教师要求学生按“预习─实验─观察记录─分析讨论─总结报告”的形式进行,对实验中出现的问题组织学生认真讨论,分析原因,并找出解决问题的方法,并根据实验的实际情况实事求是地写出实验报告,从而培养学生严肃认真,实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力。⑶加强实验习题的教学。对实验习题的教学,主要采取“自设方案─讨论方案─选择方案─实验验证─总结报告”的程序进行教学,让学生亲自参与实验设计并通过实验验证。这样能较好地培养学生的科研意识以及创新意识和创造能力。
二、积极组织开展物理课外活动
物理课外活动也是加强对学生进行科技知识和科技意识教育的重要阵地。与课堂教学相比,课外活动具有更大的灵活性和选择性。
1、趣味外活动中,根据学生的知识基础,精心设计趣味物理实验让学生来完成如“飞机投弹”、“喷气火箭”、“纸锅烧水”、等等。通过这些实验,既能较好地激发学生的学习兴趣,锻炼学生的动手操作能力,又能帮助学生破除迷信,解放思想,树立科学的人生观和价值观。
2、科技小制作根据学校的实际情况,我们积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动,如自制电铃。自制平行光源。制作针孔照相机。制作潜望镜。自制量筒。楼梯电灯开关电路等,并组织展评。科技活动的开展,既能锻炼学生的科技制作能力,又能为学生将来工作后自制简易教学用具打下良好的基础。
3、指导学生阅读科普读物根据学生的知识基础,教师要指导学生阅读有关的科普读物,使学生更多地了解科技知识和科技发展的新动向,增加学生的科技知识,并定期组织“实用物理知识竞赛”,以调动学生学习、读书的积极性,使学生掌握更多的科学文化知识,培养学生的科技阅读能力。
原教育部长陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上指出:教育部从2001年起,用5-10年左右时间在全国中小学基本上普及信息技术教育,全面实施“校校通”工程,以信息化带动教育的现代化,努力实现基础教育跨越式发展。教育信息化的核心,就是如何使我们学校充分利用信息技术,改革我们的课堂教育模式,改革我们的教学过程,改革我们的育人模式,推动教育现代化。
微机系统能将数字、图片等直观地展现出来,给学生提供具体可感受的形象,以此调动学生的多种感官,特别是屏幕上出现的彩色画面,能把学生的审美体验推向,从而使学生进入主动学习、积极思维,探索知识的认识活动中去。从而产生无限的学习热情和动力。从现代教学改革的角度看,能促进真正意义上的“教育平等”,使学生从被动的听讲者和接受者,转变为主动参与的学习主体,提高学生的信息意识,培养较强的获取信息、处理信息的能力,多媒体技术引入课堂实验课堂无法演示的宏观的、微观的,极快的、极慢的物理过程,突破时间及空间的束缚。进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小场景,将这些过程生动、形象地展现于学生面前,起到化无形于有形,化抽象为形象,转换思维模式,降低思维难度的作用,使学生认识加强,理解透彻,其作用主要体现在以下方面:
一、应用多媒体课件可以充分发挥学生的主体作用
提倡主体性教育,是社会主义现代化建设的现实需要,也是国际上教育改革的趋势。主体性教育的过程,是教师引导下的学生独立学习和自主活动的过程。按认知学习理论的观点,必须充分发挥学生的主动性和积极性,学生才能获得有效的认知。
在传统的课堂教学过程中,教师面向学生传授知识技能,从教学内容、策略、方法、步骤,甚至学生做的练习都是教师事先安排好的,学生只能被动地参与这个过程。这种方式以教师的主观意识为主,学生完全处于被动地位。
多媒体课件可以把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起,产生出一种新的图文并茂、丰富多彩的人机交互方式,而且可以立即反馈。在这种交互式学习环境中,学生可按自己的学习基础、兴趣来选择自己所要学习的内容,可以选择适合自己水平的练习,也可以选择不同教学模式(如个别教学模式或协商讨论模式)来学习,这种交互方式对教学过程具有重要意义。教师的地位和作用主要表现在培养学生掌握信息处理工具的方法和分析问题、解决问题的能力上,转变了传统的以教师为中心、以课堂为中心的教育方式。
苏霍姆林斯基指出,教学应使学生从中产生发现的惊奇、自豪,满足求知欲的愉快和创造的欢乐等各种情感体验,从而使学生带着高涨的、激动的情绪进行学习和思考,使教学成为一个充满活力和激情的活动。应用多媒体课件,能充分发挥学生的主体认知作用,较好地实现了上述要求。
二、应用多媒体课件教学可以多方位地提高学习效果和培养能力
实验心理学家苏瑞特拉做过两个著名的心理实验:一个是关于人类获取信息的来源,他通过大量的实验证实,人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。这就是说,如果既能看得见,又能听得见,还能用手操作,通过这样多种感官刺激获取的信息量,比单一听老师讲课强得多。另一个是关于知识记忆持久性的实验,结果表明,人们一般能记住自己阅读内容的10%,听到内容的20%,看到内容的30%,听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果让学生既能听到又能看到,再通过讨论、交流,用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。应用多媒体课件教学,能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成学习动机,主动参与教学过程,使课堂信息量加大,学生易于接受,在愉快的气氛、交互讨论中掌握了教学的重点、难点,教学效果相当明显。
同时,应用计算机与网络的功能创设引入概念的情境、创设推导规律的情境、创设提出能够逐步深入的问题情景、创设能使学生将所学知识外化的问题情景、引导学生在所设置的物理问题情景中主动探索、主动发现,在生——生、师——生的讨论与协商中充分地展现相关的物理情景,并经过比较与鉴别、分析与判断、改造已有的物理图景或建立新的物理情景,从而完成地所学知识的意义建构,它能让学生主动参与进行探索和研究,特别是对学生实现直觉思维、形象思维与逻辑思维相结合的思想训练的理想工具。因此在课堂教学中应用多媒体技术手段是辅助课堂教学,帮助教师完成“创设情景、激发动机、提出问题、建立图景、引导讨论、画龙点睛”的极好工具,按照“以能力立意为主”进行教学的基本思想,多媒体课件不仅仅有利于知识传授,更重要的是用它创设情境进行能力培养,主要体现在以下四个方面:
1、应用课件创设物理情景、培养学生的直觉思维能力
例如:回旋加速器是实验室中大量产生高能粒子的实验设备,高中物理课本是以文字和插图形式描述了它的工作原理,因为是静态的,比较抽象、枯燥,不易被学生接受。利用几何画板或flash制作成课件,创设情景,在这个情景中学生可以观察到周期性变化的电场变化情况与粒子运动之间的时间对应关系,教师只提出为什么要有这种对应关系,就丢激发学生思维的积极性,从而真正建立起粒子旋转与义变电场“同步”的概念。这种观念的建议和理解不是逻辑推理的结果,而是通过对物理情景认真反复地观察,主动思考来实现的,是学生自己“悟”出来的,是一种直觉。
2、应用多媒体课件展现物理过程,培养学生的形象思维能力
课件的制作,可以为课堂教学提供丰富、生动的实际情景,可以把复杂的物理过程(多种因素均在变化)暴露无遗,让学生通过观察、联想和想象去理解动态的物理过程,形象地建立起相应的过程图景,这样一方面能使学生利用自己原有的知识结构、经验去同化和顺应当前所学的知识,从而实现对知识意义上建构;另一方面又能在此过程中培养学生的形象思维能力,这样更有利于学生产生灵感和顿悟。
如竖直弹簧振子在振动过程中不仅运动学量(如位移、速度、加速度)发生变化,动力学量(振子所受合外力、弹簧弹力、振子所受支持力等)也发生变化,同时还伴随着振子动能以及弹性势能的变化,复杂的变化过程学生不知从何入手,利用几何画板设计成课件,这些量就会直接反映出来,并找出警戒线同自由长度位置重合时,木块所受支持力为零。这处情境会激发学生进一步探索的欲望,并理解此时木块处于脱离与不脱离木块的临界状态。
3、应用多媒体课件分析图景,培养学生的逻辑思维能力
如在“交流电的产生”一节教学中,交流电三要素(最大值、频率、初相)若用动画去设计,可以事先提出问题:当线圈匝数、磁感应强度、矩形线圈的面积、转动频率发生变化时,最大值会如何变化呢?学生可以想象,得出自己的结论后,教师开始演示,验证,并进一步提出问题,为什么会出现这种情况呢?正弦图象如何变化?这种形象的图形激发学生兴趣,并应用所学过的知识及已有的图景进行类比推理和演绎推理,并用数学公式和逻辑语言将其表现出来。
4、创设动态、变化的图象,培养学生辩证思维能力
事物总是运动变化的,事物的变化分为量变与质变,其中质变是突变,而量变就有一个过程,并且事物在量变的过程中质并不变。因此寻找变化中保持不变的部分,乃是把握事物本质的重要方法。
如讲解“共点力平衡”问题时,可创设三个情景:1:夹在光滑斜面和可以转动的木板之间的小球,当木板转动时,小球所受斜面支持力、木板所受压力的变化。2:光滑斜面向左缓慢移动过程中,悬挂在竖直绳上的小球所受斜面支持力、细绳拉力的变化。3:细绳一端拴着一个小球,小球所受球面的支持力、细绳的拉力将如何变化。学生在分析、判断得到结论后,不仅得到了三个共点力动态平衡的图解法,以及使用条件,更重要的是发现了三个共点力作用下物体的动态平衡,或者是合力的大小方向不变,而且一个分力的方向不变:或者是合力的大小方向不变而物体受力三角形与结构三角形相似,且对应边之比保持不变。这正是物理变化中的几何关系的不变性。
变化中不变以及在变化中求不变的思想是辩证思维在物理学中的重要体现,也是物理学的灵魂,贯穿于物理学始终,应用几何画板或其他教学软件,展现动态图景,帮助学生在探索本质、寻求真理的过程中逐步培养变化中求不变的意识,引导学生对物理问题进行哲学上的思考,从而培养他们“全面、本质看问题”的基本素质。
三、应用多媒体课件可以切实解决课时矛盾
计算机多媒体技术通过文字、图形、图像、动画、音频和交互式网络等方式,可使教学过程图文并茂、生动活泼,知识面更广。学生们在这些动感学习环境中,对教学内容更容易领会和掌握,可以大大加快学习进度,提高学习效率。更为重要的是,由于教学进度的加快,为学生在无形中增加了学习时间。在物理课堂教学中,很多内容是很难通过说就能解决问题的,如人造卫星,宇宙速度以及各个行星如太阳的运动情况,直线运动和受力分析等,如采用传统的教学方法,即便是讲一节课,学生也难以理解,反而只会加深学生对物理知识学习的畏惧感。这些知识完全可以运用多媒体技术让大家看到模拟的直观的情况,这不仅可以将内容讲得生动活泼,激发学生的学习兴趣,还可以增长学生的见识。利用多媒体课件教学可大大加快教学进度,从而节约大量时间。对于少数学生不能及时弄懂的内容可以反复播放,强化学生的认知能力。