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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇自然科学论文范例,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。
1.2科技产出成果促进了科技进步和经济社会的发展2001~2011年,辽宁省自然科学基金项目获得国家级和省级科技进步奖共616项,其中国家科技进步奖25项,省级科技进步奖591项,分别占全省获奖总量的4.1%、95.9%。“十一五”期间获得国家、省级科技奖励能力显著提高,分别获得国家级奖励15项,省级奖励283项,与“十五”期间相比,分别增加了5项和23项。
2辽宁省自然科学基金发展存在的主要问题
2.1基础研究认识存在误区当前我国地方科技管理部门,虽然提高了对以自然科学基金为主要代表的基础研究工作重要性的认识,但还是普遍存在着一些认识上的误区,不能全面认识基础研究的社会功能,缺乏对基础研究厚积薄发特点的深刻认识,在科技投入上存在急功近利、急于求成的倾向。
2.2管理制度有待完善目前,辽宁省没有针对自然科学基金出台过管理办法,2005制定的《辽宁省科学技术基金项目管理办法》已远不能适应当前辽宁省自然科学基金管理工作需要;基金资助项目单位日常规章制度不健全,激励措施不到位,影响了科技人员积极性。辽宁省自然科学基金资助模式相对单一,没有与国家自然科学基金资助体系中的重大、重点项目、青年基金项目等相匹配,灵活性明显不足。
2.3资助数量不足自辽宁省成立自然科学基金以来,批准项目数逐年提高,近年年均资助数量已达到300项。据不完全统计,我国年度资助项目数超过400项的地区已达到6个,由高到低依次是广东、江苏、浙江、山东、湖北、广西;有一半省份年度资助项目数在200~400项,辽宁省目前处于第二梯队的中部。④随着辽宁省科学技术的迅猛发展,科研队伍的不断壮大,从事科研的人员数量快速增长,需要省自然基金扶持的项目和人才层出不穷,但每年自然科学基金的限项申报数量却没有明显增加,各科研单位对增加省自然科学基金资助数量的需求十分迫切。
3辽宁省自然科学基金发展的对策与建议
3.1在强调研工作基础上制定发展规划围绕省级科学基金与基础研究工作实际,将调研工作常态化、制度化,在调研的基础上,出台《辽宁省自然科学基金管理办法》,进一步实现管理工作的科学化、规范化,增加基金工作公开、公正程度。完善省级自然科学基金资助体系,建议增设重点资助项目和杰出青年人才基金项目,并适当增加自然基金项目支持数量,扩大覆盖领域。
3.2大幅提高经费投入力度一是保障财政经费稳步提高。适当提高基础研究和应用基础研究在财政科技拨款中的比例。二是努力拓宽经费来源。扩大联合基金试点范围,积极引导省内各市科技行政部门、大型骨干企业和龙头企业、重点高校和科研院所与省自然科学基金建立省市、省校、省所、省企等联合基金,建立和完善以财政拨款为主、社会各界共同参与的多元化基金投入体系。
二、作为社会文化组成部分的自然科学系统
“科学是一种文化过程。”[3]1因此,“作为一种文化现象,科学同其他文化现象一样,也表现出强烈的民族性”。从实际情况看也是如此。我们今天学习的科学(及其技术)是西方文化基因的产物,带有非常浓厚、明显的西方文化特色,就如同中医学是中国文化基因的产物,带有非常浓厚、明显的中国文化特色一样。中国人有目的、有意识、大规模地学习、引进、移植西方科学仅仅是从开始的,仅仅是基于“师夷长技以制夷”的考虑。既然科学是文化的一部分,那么它作为文化的一个子系统,其本身的各部分之间也是相互联系、相互影响、相互制约的,而且它必然与其相应的文化基因吻合,并且相互匹配、相互协调一致。从总体上看,科学作为一种文化现象,作为文化的一个子系统主要由三个部分组成:其一,价值观决定人们研究的目的和研究什么;其二,思维方式或哲学思想决定人们如何研究或用什么方法进行研究;其三,信仰信念决定人们研究的信心和如何看待其研究成果。之所以不同的科学形态之间存在重大差异或本质差异,正是由于自然科学作为一种文化子系统,其内部的基本文化要素,如人们的价值观、思维方式、信仰信念等方面存在重大差异。首先,价值观决定了人们是否研究、探索自然界奥秘或研究什么问题。以西方科学为例,其价值观因素主要包括两个方面:第一是古希腊人一开始就认为“求知是人类的本性”,因而探索自然界的奥秘、认识自然界,以达到驱除愚昧、满足人类好奇心的目的是最有价值、最有意义的事。正如亚里士多德所说,“他们探索哲理只是为想脱出愚昧,显然,他们为求知而从事学术,并无任何实用目的。”这就是说,古希腊人认为探索自然界本身就是目的,就是人类最值得做的事。第二是古希腊人认为只有认识了事物背后的原因才算认识了该事物,仅仅认识事物的表象,只是感性知识,只是经验,而感性知识或经验是不可靠的。留基伯最先提出了“因果原则———没有什么事情无缘无故而发生,一切事物的发生都有原因和必然性”。亚里士多德更明确地指出:“智慧就是有关某些原理和原因的知识”,因为“明白了原理和原因,其他一切由此可得明白”。正是在这种价值取向的引导下,从古希腊的自然哲学开始,直到文艺复兴后近代科学的诞生及发展,西方科学始终都把探索自然现象背后的原因作为研究的主要指向,因而随之也成了西方科学的本质和最主要特点。其次,思维方式决定了人们如何研究或通过什么方法、途径研究自然界。作为文化子系统的西方科学的思维方式因素主要表现在其形而上学基础和方法论两个主要方面。康德曾明确指出:“一切本义上的自然科学都需要一个纯粹的部分,在它上面可以建立起理性在其中所寻求的无可置疑的确定性。”在康德自己看来,这个作为基础的纯粹部分唯一地是作为形而上学的哲学。没有这些哲学思想作为科学的形而上学基础,科学将成为空中楼阁。方法论对西方科学的要求更为明显和重要。可想而知,进行科学研究如果不运用观察实验方法、数学方法、分析方法、分类方法、归纳方法、演绎方法、比较方法等适当的方法,科学将寸步难行。从科学史看,西方近代科学之所以从自然哲学体系中独立出来,并得到迅猛发展,正是这些科学方法的功绩。不言而喻,科学方法论本身就是哲学的一部分,正如所认为的,有什么样的世界观(哲学),就有什么样的方法论,同时方法论也最能体现出一个民族的人或一种文化模式的思维方法。再次,信仰信念决定了人们进行科学研究的信心。西方科学的信仰信念前提主要基于两类:一类是宗教的,另一类是世俗的。基督教认为,整个宇宙都是上帝创造的,因而是有序的、完美的、简单的、和谐的、有规律的。基督徒研究自然界本身就是对上帝的赞美和认识上帝的伟大。这就是说,“人们必须研究上帝的创造物以便更好地理解上帝本身”。实际上,西方绝大多数科学家集研究者和基督徒身份于一身,牛顿、哥白尼、孟德尔、爱因斯坦等都是如此。爱因斯坦甚至明确指出:“相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念,是一切科学工作的基础。这种信念是建筑在宗教感情上的。”西方人在研究探索自然界奥秘的世俗方面的信心来自于毕达哥拉斯学派的思想。毕达哥拉斯学派认为“数”是万物的本原,因为“数”是简单的、有序的、有规律的,所以整个宇宙也是简单的、有序的、有规律的。这种简单性、有序性和规律性可以用“数学”精确地表达、反映出来。毕达哥拉斯学派的这一观点直接影响了整个近代科学的发展过程,像哥白尼、开普勒、麦克斯韦、爱因斯坦等大科学家几乎都是虔诚的毕达哥拉斯主义者。总之,科学作为一种文化现象,作为文化的一个子系统,其内部的几乎一切要素都与文化基因,即人们的思维方式、价值观、信仰信念密切联系、相互吻合、相互协调,从而共同构成了一个有机的整体,使科学呈现出鲜明的文化特色。
三、作为社会活动领域的自然科学系统
作为一种社会活动领域的自然科学系统,主要包括三个组成部分:基础性研究、应用科学知识的实践和教育。这三个组成部分紧密关联、相互作用、相互影响,共同构成了自然科学这一社会性系统,并与其他社会子系统密切联系,相互协调一致,共同构成了整个社会系统。自然科学作为一种社会性系统或社会领域,基础性研究是其核心或基础。这是因为,自然科学系统之所以能够发挥社会生产力功能,能够推动社会物质文明和精神文明的进步,主要是由于它能够通过对自然界的认识成果来指导人们进行技术发明、技术创造,从而使人们更加有效地进行社会实践,而且能够通过揭示自然界的奥秘以达到驱除愚昧,满足人类求知的本性,使思想科学化的目的。从本质上看,科学的基础研究过程相当于科学家在进行着“创造”知识的活动,即“创造”出人类以前不知道或还“没有现实地存在”的知识,如牛顿“创造”出万有引力理论,麦克斯韦“创造”出电磁场理论等等。而技术实质上是“应用”知识。科学是对自然界的认识,技术则是对自然界的有效改造和利用,是社会实践。这就是作为社会活动领域的自然科学系统内科学与技术之间的本质关系。不过,科学家“创造”出来的关于自然界的知识要想得到应用或用来指导社会实践,就必须被大多数人所掌握,否则,科学知识的应用也仍然是一句空话。那么,如何才能做到科学知识被大多数人所掌握呢?不言而喻,必须通过教育,没有教育,自然科学系统既不能正常运行,也不能充分发挥其社会功能。因此,教育作为科学知识传承、应用的必要和唯一途径,必须包括在自然科学系统内。当然,把教育包含在自然科学社会性系统内并不仅仅是基于教育是科学知识传承和应用的必然要求的考虑。从现实情况看,作为自然科学社会性系统一部分的教育的主要功能是为了科学知识的传承和如何把科学家创造的知识应用于社会实践,变为推动经济发展或社会物质文明进步的杠杆,这就是国家普及教育、提高教育水平的主要目的。但教育的另一个重要功能是要培养出能够“创造”知识的科学家来。很显然,如果培养不出“创造”知识的科学家,自然科学系统“创造”不出新知识,那么知识的应用,即技术发明或技术创造就是一句空话,就是空中楼阁。所以说,教育作为自然科学社会性系统的一个组成部分,其重要功能有二:一是培养传承和应用科学知识的人;二是培养“创造”科学知识的人。这充分说明,自然科学与教育的关系十分密切,这正是我们通常都把“科教”作为一个词来使用和理解的重要原因。从以上的分析中我们不难看出,作为社会一个重要活动领域的自然科学社会性系统的三个组成部分,基础性研究(即关于自然界知识的“创造”活动)、应用科学知识的实践(即技术或对自然界的有效改造和利用)和教育(培养创造、传承、应用科学知识的人)是密切相关的,它们共同构成了一个不可分割的有机整体。
本科毕业论文是高等本科院校实现培养人才目标的重要教学环节,是对本科毕业生四年学习成果的综合性总结和检阅,是学生毕业与学位资格认证的重要依据。另一方面,毕业论文是大学生从事科学研究的最初尝试,也是评价本科毕业生创新人格、创新思维和创新技能的重要标尺[1,2]。作为初级学术训练的研究活动,毕业论文具有学术研究的一般功用,能够在学术训练中提升创新精神与创新能力。其毕业论文的质量有效反映了学生专业基础理论掌握程度与解决问题的能力,是学生专业素养的评价尺度[3]。但是,近年来针对本科毕业论文的争议不断,一方面是认为本科论文是一块鸡肋,存在着各种各样的问题,甚至有的论文完全存在抄袭和“黑市”购买现象,觉得应该取消;另一方面我国大部分大学一直秉承“严进宽出”的传统,对毕业论文的质量考核把关不严,极少有学生由于论文质量问题而拿不到学位的,本科毕业论文对学生是否能拿到学位丧失了应有的约束力[4,5]。大多数学者认为不能因以论文质量下滑和考核体制不完善为理由而取消本科论文,失去一次对大学生的创新能力、实践能力和创业精神培养的重要实践机会,从而导致大学教育不完整。针对各种争议,本文对海南大学自然科学相关的某几个专业的本科论文完成情况进行跟踪调查,期望该次调查结果能为我校本科教学的进一步改革、完善提供契机,也为其他高校的本科教学改革提供借鉴意义。
一、调查方法
调查对象为海南大学自然科学方面某3个专业的2015届毕业生。此次共发放问卷200份,回收有效问卷138份,有效问卷回收率69%。调查的内容主要涉及论文选题、师生互动、论文完成情况及满意度、论文写作、论文对自己的影响等方面。
二、调查结果与分析
(一)学位论文
导师选择有大约45%的大学毕业生是自愿选择导师的,充分展示了大学生做毕业论文选择时的主观能动性。另外,也有部分学生是由导师挑选的,这部分学生和导师往往都是强强联手,如:导师课题较多、学术造诣相对较高;学生的学习成绩、综合素质也较高;学生和导师之间相互比较熟悉。当然,这部分学生的比例相对较低,大约只有14%。值得注意的是,大概有16%~17%的学生比较被动,他们对导师的选择很漠然。他们要么是对导师情况不熟悉,要么是对自己的毕业论文方向、科研兴趣不明确,在导师选择中比较被动,最后只好由学院来做安排。对导师选择的建议是:学院对导师的研究领域、研究方向、研究成果及给学生的研究课题做详细说明,让毕业生充分了解每个导师,最后能根据自己的兴趣、爱好去选择合适的导师,充分发挥学生在毕业论文中的创新精神。
(二)选题思路
超过48%的毕业生是和导师共同商量后确定毕业论文的课题,这一选项的比例显著高于其他选项,也充分说明了学生对毕业论文题目选择的主动性和协调性。有大约29%的毕业生的选题是由导师安排的,这部分学生就比较被动,可能参与的课题不在自己的兴趣范围之类,属于不得已而为之。值得注意的是,有大约17%的学生是根据自己的兴趣爱好,自己设计的课题,充分发挥了自己的创新精神和主观能动性。对选题思路的建议是:导师要充分去了解学生的兴趣、爱好,让学生去选择自己喜欢的课题,或是与学生共同商量决定要做的课题,而不是强加式的命题作文。导师要充分发挥引导、扶持、纠错的作用,让学生多动手、多动脑、少走弯路。
(三)对毕业论文课题的兴趣度
大约有55%的毕业生对自己的毕业论文是有兴趣的,而且在努力完成;另外,有超过25%的毕业生是花了心思在做自己的毕业论文,甚至有大约15%的毕业生对自己毕业论文涉及的课题非常感兴趣,也非常用心地做。综合起来说,这部分学生对毕业论文的完成都是非常认真的,而且兴趣也还不错。当然,也有少部分学生(不足6%)对自己的论文题目完全没有兴趣,只是为了完成任务,有理由相信这部分学生的论文质量水平不高,属于完全的“从动轮”。为了增强学生对自己论文的兴趣和参与度,提供论文质量,建议导师要充分准备自己的课题,多设几个研究方向,同时要充分和学生沟通,了解学生的想法,使选题有价值,尽量避免“小题大做”或“大题小做”。
(四)完成毕业论文期间与导师的互动沟通情况
学生在完成毕业论文过程中,师生沟通情况还是比较好的。就实验设计、实验方法、实验结果经常沟通讨论的学生比例达到48%,远远高于其他选项;另外,其中在遇到问题时有沟通的学生比例也占了37%以上。当然,也有小部分学生在完成毕业论文过程中与导师沟通较少或基本没有沟通,这两部分学生缺乏主观能动性。有的教师指导学生偏多,在论文(设计)指导上就难免力不从心,无法对每一个学生的论文进行深入了解[6]。建议导师要对学生的毕业论文足够重视,投入充足的时间和精力,主动就实验设计、实验方法、实验结果经常与学生沟通沟通讨论,对学生毕业论文仔细阅读、审核,提出意见,努力提高学生的积极性,使整体论文水平提高。
(五)完成毕业论文所花的时间
学生在完成毕业论文过程中,超过85%的学生完成毕业论文的时间都在3个月以上,其中60%的投入时间在3~6个月,有25%的学生投入的时间较多,在6个月以上。当然,也有少部分学生投入的时间还不到一个月。近年来,学生就业的压力越来越大,学生们要花费大量时间与精力去联系工作;再加上一些学生忙于考各种证书,来增加就业的砝码;也有部分学生忙于考研、复试、调剂等,很难专心从事毕业生产实习和论文工作[2,7]。建议学院提前启动学生的毕业论文工作,让学生尽早着手实验论文的工作,包括查阅资料、论文设计、实地实习、撰写论文等一系列较为复杂的任务。以便为后续工作安排留有充裕的时间,做到考研、毕业、就业多不误。
(六)完成毕业论文的角色
有接近50%的学生是在师兄师姐(硕士/博士研究生)辅导下完成毕业论文的。有20%的学生是在导师亲自指导下完成毕业论文的,有超过20%的学生是独立完成毕业的;另外还有不到10%的学生是和同学合作完成毕业论文。从学生完成毕业论文的角色来看,学生的参与度明显是高于导师的,这也充分体现了学生的主观能动性,但也反映了指导教师数量不足或任务重的问题。建议学院组建学生科研团队和指导教师团队。从传统的“一对一”模式,转换成“多对多”、“多对一”或“一对多”。每个学生既有各自的研究任务,又可成为一个整体,从而达到“分而不散,合而不乱”。学生科研团队,通过分工合作共同来完成一项较大课题,培养学生的合作精神和团队意识。指导团队的组建既可解决学生数量过多、指导教师不足的问题,还可开阔学生的知识视野,提高研究水平和质量。
(七)对自己论文所涉及的领域的熟悉度
有接近50%的学生对自己的毕业论文所涉及的研究领域比较感兴趣,也比较了解的,体现了指导教师给予的课题专业性比较强,充分结合了专业特性。另外,有大约38%的学生尽管在毕业论文开始前并不了解毕业论文所涉及的领域,但通过文献阅读慢慢了解。当然,也有少部分学生在论文完成后对自己毕业论文所涉及的领域也不了解,这部分学生往往是要么对自己的毕业论文不感兴趣,要么是对自己的学习不认真负责,还有就是指导教师对学生要求不严,甚至迁就某些不合理要求。建议指导教师要结合专业特性设计较多的课题,让学生根据自己的兴趣去选择。另一方面,指导教师要从论文涉及的领域(包括研究意义、研究动态及创新性等方面)去引导学生,培养学生的科研兴趣和自主创新能力。
(八)毕业论文遇到的最大挑战
有大约37%的学生认为毕业论文最大的挑战是做实验,有大约28%的学生觉得是写论文,有17%的学生认为是文献阅读。当然,还有另外的17%的学生认为没什么挑战,随便做做就过了。综合来看,这几个专业的学生做毕业论文时,无论是从做实验、写论文,还是阅读文献,都是非常认真负责的,只有少部分毕业生不会花费时间和精力进行深入的研究。建议注意重视学生研究素质培养,可实行导师负责制,让有兴趣的学生平时多参与科学实验研究,培养学生阅读文献、撰写实验报告和科学论文的习惯。
(九)论文写作过程中,最难写的内容
有超过55%的学生认为毕业论文最难写的是结果与分析,有大约22%的学生觉得是结论与讨论,有17%的学生认为是前言和综述部分,只有大约5%的学生认为是材料和方法,而在另一个选项参考文献方面居然没人选择。作为自然科学研究的学生和科研人员来讲,往往结果与分析是最容易写的,而大部分毕业生却觉得这部分难写,最主要的原因还是参考文献阅读不够,知识储备不足,对本领域了解深度不够,在文章中盲目推理。面对实验结束后的一堆数据不知怎样处理,怎样进行分析总结。虽然在参考文献一项中,无人选择,但就论文评审评阅过程来看,参考文献格式问题几乎是一个通病,基本都是直接拷贝过来,格式五花八门。建议指导教师要对学生的实验结果、分析、讨论进行合理引导,加强学生对文献阅读的理解力和规范性,做到他山之石可以攻玉。
(十)论文写作过程中,最容易写的内容
有大约45%的学生认为毕业论文最容易写的是材料和方法,认为前言(综述部分)、结果与分析、参考文献部分容易写的学生大约各有16%,只有不到3%的学生认为讨论容易写。综合来看,大部分学生认为材料方法、文献综述部分容易写,是因为这部分往往有现成的东西可以借鉴,甚至是直接拷贝。相反,在其他方面觉得难写,是因为同学们没有自己的科研思维和文献消化能力。建议指导教师要在学生的科研道德、科研素养教育方面合理引导,形成正确的科研价值观。
(十一)毕业论文写作方面的困扰
在论文写作困扰方面,有大约43%的学生认为是文档结构,有25%的学生认为是文献综述,有大约22%的学生认为是论文写作格式,只有不到9%的学生论文是参考文献困扰自己。其实从论文评审评阅情况来看,大部分论文在文档结构、论文格式及参考文献中都存在问题。最主要的原因还是长期以来高校在课程教学不注重习作性专项训练,学校也未开设科学文献检索和专业文献撰写专项训练,导致学生资料整理能力、写作能力较差。对该部分的建议是针对所有学生开始科技论文写作、文献阅读选修课,增强学生的科技论文写作能力。
(十二)毕业论文存在最大的问题
在论文写作过程中,有超过55%的在写作规范上存在问题,有25%的学生在实验设计上存在漏洞,有大约17%的学生在参考文献格式存在问题,有大约3%的学生存在结论不合理的问题。综合来看,论文写作规范困扰着大部分学生,这可能是由于本科论文没有明确的写作格式和规范要求。另一方面,还是学生对论文写作缺乏了解。建议指导教师要对实验设计和学生进行系统的讨论,不要盲目地进行实验,对实验结束后的一堆数据要引导学生进行科学处理,合理地分析总结,在论文写作过程中确立学术学位论文格式规范体系。
(十三)论文答辩后对论文所涉及领域的认知度
在论文答辩后,有超过68%的学生对论文所涉及的领域有一定的了解,有点兴趣,另外有17%的学生了解论文所涉及的领域,并认为如果有机会有兴趣继续往下做,有超过11%的学生对该领域产生了浓厚兴趣,产生向往。当然,也有少部分学生(不到3%)对论文所涉及的领域还是不了解,也不感兴趣。综合来看,绝大部分学生能通过完成毕业论文了解该领域,并产生兴趣,效果还是不错的。建议指导教师根据大学生兴趣广泛、志向多元的特点,发挥各自特长。让学生从自己的兴趣与志向入手,有助于让学生们形成钻研学术和实务创造的作风。
(十四)对毕业论文完成的满意度
在论文答辩后,有超过51%的学生对自己的毕业论文完成情况还是感到满意的,另外有40%的学生认为毕业论文达到了良好等次,还有大约3%的学生对自己的毕业论文感到非常满意,当然也有少部分学生觉得终于完成了。综合来看,学生对自己的论文完成情况感觉还是不错的。建议通过不断的教学改革,提高毕业论文质量,力争让大部分学生对自己的论文感到满意或非常满意。
三、结论
与讨论从本次调查的结果来看,我校所调查的几个专业的学生毕业论文在导师选择、课题选择、兴趣培养、论文设计、论文写作、完成情况等多方面表现得还不错。但同时也对指导教师在课题拟定、师生互动、培养学生科研兴趣和科研素养、培养学生阅读文献和科技论文写作等多方面提出了更高的要求,需要更加完善。同时,为了培养学生的“三创”精神,教学改革也是非常有必要的,也是学生们喜闻乐见的。
参考文献:
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[5]张欣,毛永江.高校本科毕业论文质量提升的思考[J].内蒙古师范大学学报:教育科学版,2013,(3):99-101.
2社会协调发展是科学技术的价值追求
(1)实现人与自然的协调发展。马克思曾说过:“整个自然界——首先作为人的直接生活资料,其次作为人的生命活动的材料、对象和工具——变成人的无机的身体”。由于其各个子系统之间的相互作用,自然界这个生态系统,维护着整个生态系统的稳定和平衡。生态系统的平衡与稳定是人类社会产生、存在和发展的坚实基础,是人类文明大厦的基石。正因如此,我们应把自然界和人类社会作为一个整体来看待,避免科学技术人为的滥用、误用和恶用,树立以人为本的科学技术发展理念,严格遵循自然界的客观规律、把握科学技术运用的伦理标准,把科学技术发展与人的全面发展这一崇高目标联系起来。人类既要利用、改造自然界,发展生产,促进人类社会的发展,又要考虑到自然界的承受能力、调节恢复能力,考虑给予自然界什么,使自然界始终处于一个动态平衡,实现人与自然的协调发展。
二、直接利用自然物进行教学活动
为了使每个孩子能自然主动地进入教师所希望的状态之中,我总会设法用直观形象的教具或情境,生动浅显的语言与动作激发他们,带他们入境,帮助他们理解记忆与思考。在这其中,利用自然物进行教学活动,效果很好。自然物以其形象具体的特点一下子就能吸引学生的注意力,而且还能使学生的观察保持一定的时间,便于发现问题,解决问题,掌握知识。例如,在小班“蚂蚁的触角”这一活动中,我把学生带出活动室,问“我们在哪儿能找到小蚂蚁?”孩子们兴致很高,在院子里有土的地方找到蚂蚁。我在地上放下面包渣,让大家仔细观察蚂蚁是怎样招呼小伙伴,大家一起把食物搬进洞的,学生个个睁大了眼睛,仔细观察,最后引出蚂蚁的触角的作用:没有触角,蚂蚁就找不到家,找不到吃的,也不能和小伙伴交流信息。在这种轻松的氛围中大家你一言我一语,好不热闹,在玩中就学习了知识,完成了教育目标。在“认识桂花”这一活动中,恰巧我们校园旁边有一棵桂花树,我把孩子带出活动室,从能闻到桂花香味的地方开始,让孩子根据香味的浓淡,自己找一找香味是从哪发出来的。大家最后都聚集在了那棵桂花树下,然后我们在树下观察桂花长哪儿、什么颜色、花瓣有什么特点、桂花的香味像什么的气味等等,我们围着树,以交谈的方式,轻松完成了活动目标,并且效果良好。
1.培养爱国主义思想
在备课时,要努力做到挖掘教材,揭示“知识点”和“德育点”的内在联系,在教学中把二者结合起来,同步进行。例如,讲《养蚕》一课时,在传授知识的同时,还要向学生介绍我国是世界上利用蚕丝最早的国家,为人类利用生物资源开创了先例。公元前2世纪,我国的丝和丝织品就开始运往西亚和欧洲各国。在讲《磁铁》、《纸》、《鞭炮》等课时,向学生说明指南针、造纸术、火药都是我国古代的发明,有的发明早于世界其它国家几千年。通过多种手段向学生渗透爱国思想,能够做到晓之有物,情有所动,具体、形象、生动。
2.进行科学自然观的启蒙
教育充分利用自然科学内容的多样性和实践性强的特点,进行科学自然观的启蒙教育。通过教学有关水、空气、动物、植物、地球和宇宙等知识,让学生感知自然界是由物质构成的;通过指导学生做各种观察记录,使学生领悟到自然界中的物质都在永恒变化着,并且变化是有条件的,使学生对浅显的唯物辩证思想有初步的了解。教学《电能》时,通过电可以转换成声、光、热、磁、动力等,启示学生物质是可以互相转化的,物质是不灭的。讲《有趣的食物联系》、《水·土·植物·人》等内容时,向学生揭示自然界的万事万物是相互制约、相互联系的。
3.培养严谨求实的科学精神
(一)多媒体模拟自然科学实验1.模拟需让学生反复观察的实验学习自然科学离不开实验。许多实验,学生不但要亲自去做,还需反复观察思考,才能获得知识、留下深刻的印象。然而,由于时间、经费等限制,许多实验往往没有条件让学生反复操练,此时就可通过多媒体模拟来实现,特别是复习课教学。
例如,复习实验室制氧气、氢气等,就可让学生在电脑上反复模拟、仔细观察。还有部分学生实验,虽然现象明显,但由于操作的步骤比较复杂,学生一下子不容易全面观察清楚,也可在演示实验后再利用多媒体反复模拟演示,并采用局部放大、停留、慢动作等方式,为学生提供鲜明的视觉信息。如讲解汽油机、柴油机的模型以及工作原理,就可做成flas,让学生全面观察后再反复观看各个冲程。这会取得良好的教学效果。
2.模拟一些现象模糊的实验自然科学中的一些演示实验,受实验条件(如仪器尺寸小等)的限制,实验可见度低,教室后面的同学往往不容易观察清楚。此时就可利用多媒体课件模拟,或在视频展示台上操作完成。如在教学pH值测定时,我就运用视频展示台展示,后排同学也能观察得清清楚楚。又如演示“将水加入浓硫酸”这一实验时,学生很难观察到清晰的实验现象,若制作成多媒体课件在课堂上演示,学生看得清楚,也安全。
3.模拟较难完成的实验有的实验,由于条件限制,课堂演示时往往不容易成功。如一氧化碳还原氧化铜的实验,上课演示时要么失败,要么现象不明显。又如氢气在空气中燃烧的实验,即使透过蓝色钴玻璃也很难观察到淡蓝色的火焰,且这样做教师还得解释为什么,因此,有些教师就索性不做这个实验了。像这些实验如果采用多媒体模拟,不仅可以达到与演示实验同样逼真的效果,而且还可以防止因演示失败而浪费了教学时间。
4.模拟难以再现的实验科学家在特定条件下完成的一些特殊实验,教师不可能再次在课堂上演示,只能借助图片、文字来表述,让学生通过想像在头脑中再现,如原子弹的爆炸、“神舟五号”飞天等场面。但是,若用多媒体,则可顺利再现其壮观的场面,让学生获得更多的感官刺激。他们仿佛身临其境,从而激发爱科学、爱祖国的热情。再如南极臭氧洞的形成这一课题,可利用三维动画形式再现由于人类排放氟里昂等物质而使臭氧层变薄,以至空洞形成并逐渐增大的过程,从而将抽象问题具体化,有效地增强学生的环保意识。
5.模拟违规操作,呈现实验错误的后果自然科学实验都有其操作规范,错误的操作会导致不良的后果,轻则达不到教学目的,或损坏了仪器,重则危及人身安全。用多媒体模拟违规操作,将可能产生的后果展示给学生,让学生看到错误操作的严重后果,不仅可以规范学生的实验操作,还可以有效避免安全事故的发生。例如用多媒体演示氢气还原氧化铜实验步骤错误、电流表正负极接反、电流表与电压表交换位置、仪器量程选择错误、用超过弹簧秤量程的力拉弹簧秤、用体温计测开水温度等错误操作及造成的后果,远比教师口头反复强调“要注意规范操作”效果好得多。
使用损坏的或不准确的实验仪器又将会对实验的结果产生怎样的影响呢?这方面的思考能帮助学生理解仪器的工作原理,使他们提高对仪器使用原理的认识。这同样可以通过多媒体演示来解决。如在教学《大气压强》时,我让学生思考“托里拆利实验时玻璃管顶端突然破裂会产生怎样的后果”,在学生做出判断后,再用多媒体课件演示。这对于帮助学生认识大气压的测定原理效果很好。
(二)多媒体演示自然科学的原理
自然科学中的原理具有很强的概括性和抽象性,学生不但要认识“是什么”,还得理解“为什么”,才能真正掌握知识。鉴于中学生的抽象思维水平还不高,理解原理成为教学难点。例如,动滑轮原理是用杠杆模型来解释的,学生对这个原理的理解存在一定的困难。其实,只要用多媒体把动滑轮的转动过程通过停留、减速等手段加以分解,教学难点也就迎刃而解了。又如发电机、电动机的原理也同样可以运用多媒体加以分解得到解决。置换反应、质量守恒定律等等,都可通过多媒体给予模拟,同样可以取得很好的教学效果。
(三)多媒体演示微观现象学生对宏观的自然现象、物质运动比较容易理解,因为可以通过传统的实验或生活获得充分的感性认识。然而对于分子水平的微观世界,就不是那么容易认识了。传统的办法是教师启发学生进行想像,运用各种比喻、类比等修辞手段帮助学生理解。然而初中生的抽象思维能力不是很强,不少学生理解起来有困难。其实,巧用多媒体技术就能轻易展示肉眼看不见的微观现象,顺利解决这一难题。如分子运动论的教学,教师可以通过多媒体演示分子的无规则运动、分子之间的间隔等。
又如“电解质导电的原因”是教学的难点,可以用课件作如下演示:氯化钠中本身就存在带正电的钠离子和带负电的阴离子(用不同颜色的球体表示),但这些离子间位置相对固定,不能自由移动;加入水后,由于水分子的作用,离子变成能自由移动了;通电后,阴离子(CI-)向阳极移动,阳离子(Na+)向阴极移动,接在电路中的电灯发光。学生通过观察,即可领会电解质中本身存在离子,电离是由于加水或加热时产生了自由移动的离子,而不是通电后生成的结果,从而明确了导电与电离之间的相互关系。这样,顺利地突破了教学难点。
二、对多媒体辅助自然科学教学的几点思考
(一)对多媒体教学地位的认识毫无疑问,多媒体技术的运用为自然科学的教学带来了新的生机,为进一步提高教育教学质量提供了新的空间。但教师必须明确这样一个观点——多媒体再好,也只是课堂教学的一种辅助手段!它不能解决一切,更不可能越俎代庖。
课堂教学是人与人的活动过程,对学生的教育是多角度、多方面目标的。自然科学的教学活动应体现学生对科学问题的探索性、师生共同讨论的合作性和学生思维的自主性;这个过程不只是传授知识,更主要的是方法的指导和能力的培养,还有师生情感的交融、学生道德情操的陶冶等,这就不是单靠哪一种现代教育手段所能“包办”的。多媒体教学同样应注意留给学生积极参与的空间,同样要求教师时刻保持与学生的交流,以创造活跃的课堂气氛,有效地对学生实施全面教育。
我们应该认识到:引起教学质量变化的不是多媒体本身,而是如何科学、合理、巧妙地使用多媒体。多媒体演示不可完全代替教师演示实验和学生实验。学生参与实验过程,对他们掌握规范的实验操作方法、接受科学思维及深层次分析能力的培养和锻炼都起到了重要的作用,是多媒体模拟实验所不可替代的。我们运用多媒体辅助教学时,不能把答案过早呈现给学生,不可忽视学生的思维发展过程。也就是说,不能让多媒体辅助手段“喧宾夺主”,而要尽量让它发挥“辅助”作用,真正为优化课堂教学服务。
(二)对多媒体课件的认识多媒体辅助教学的基础是多媒体课件。不好的课件不但起不到应有的作用,还会限制教师的教学发挥,影响教学质量的提高。因此教师在制作课件时应注意:
①不要因为光盘容量大就任意在课件中增加无关紧要的内容,这样会分散教学的重点、冲淡教学的难点;也不要将课件做成“满堂灌”的翻版,加重学生的负担,使新的技术陷入于传统教学的旧框框。
二、实验导入,激发学生的学习好奇心
好奇心能够驱使人们积极思考,通过努力获得答案,从而得到心理上的满足。因此,在中等师范物理及自然科学教学中,教师应把握学生的心理特点,通过实验导入激发学生的好奇心,引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生:“同学们,不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题,于是教师就可以做一个实验,选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下,然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时,学生一定很想弄清楚原因,这时教师就可以引入教材内容,解决学生的疑问,帮助学生学习和理解教材内容。
三、鼓励学生自己动手,加强对课本知识的理解
物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难,主要原因是学生缺乏实践,难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识,也有助于学生在实践中发现问题、解决问题,从而加深他们对知识的理解。因此,在中等师范的物理及自然科学教学中,教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时,教师就可以鼓励学生动手,采用不同的物体做实验,通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关,然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中,不仅体现了学生的学习主体地位,而且发挥了学生的主观能动性。所以,在中等师范物理及自然科学的教学中,教师应多鼓励学生动手,从而提高学生学习的自信心,强化学生对教材内容的理解和掌握。
自然是小学阶段一门综合性的基础学科,它担负着向学生进行科学启蒙教育的任务。
当前,课堂教学设计的改革仍然是教学改革的关键。如何促进课堂教学结构各个要素之间的有机结合,促进小学生认知心理和智力的和谐统一的发展,这就要求我们不断地对课堂教学设计进行探索和研究。
进行课堂教学设计,是将课堂教学过程中的各个要素有机地结合起来,让其发挥最佳的教学效果。各个要素间相互联系形成系统的教学结构,不同的课堂设计会产生不同的效果。在小学自然教学活动中,运用“教师、媒体、学生”三维双向反馈构成的信息交换系统促进课堂教学的优化组合,这一系统反映了主导、信息、主体之间的相互关系。因此,课堂教学设计必须考虑教师的教学活动,学生的学习活动,教学媒体的选用等方面的问题以及它们之间的相互关系。现以《金属》一课的教学设计为例,谈谈小学自然课堂教学设计。
一、教师的教学活动设计
教师在教学过程中起主导作用,教师要避免单纯地靠一本教科书来灌输知识,必须把它转化为利用投影、实物、标本等多种教学媒体启发、引导学生掌握知识。通过教师的引导、主持、评价来激励和指导学生学习,完成教学任务。
1、指导观察,分组实验。教师首先要展示四幅反映实验内容的图片,指导学生仔细观察,然后让学生进行分组实验,寻找铜、铁、铝的四个共同特征,激起学生的求知欲。
2、启发引导,设计实验。教师要善于借助实验提出问题,启发学生根据已经掌握的第一组实验方法自行设计第二组实验,研究木棍、粉笔、瓦片与铜、铁、铝不属于同一类物体。这样,由浅入深地引导学生开动脑筋,积极主动地参与教学活动。
3、组织讨论,归纳总结。在学生已经完成两组实验的基础上,组织学生分组讨论,金属有哪些共同特征。这样,既活跃了课堂气氛,又调动了学生的学习主动性和积极性。在各实验小组讨论完毕之后,教师进行归纳概括,总结出金属的共同特征。
4、强化记忆,扩散思维。为了进一步掌握金属的共同特征,教师运用了投影与实物相结合的教学手段,让学生从多种物体中辨别金属,既做到了新授知识与生活实践相结合,同时,也扩散了学生的思维,使学生的知识水平和认识能力得到了提高。
教师的主导作用在教学活动中主要是通过指导学生分组实验、激发学习兴趣、启发设计实验、组织观察讨论、归纳概括总结、强化记忆、扩散思维等活动中完成。
二、学生的学习活动设计
学生是课堂教学活动的主体。在自然课的教学活动中,应该通过学生多动手、多动脑、多动口、亲自动手参与做实验的活动,使学生更加热爱大自然,喜欢到大自然中去观察、分析、探索、研究,学会进行科学试验的本领,使学生在课堂教学中成为真正的主体。
1、观察思考,分组实验。学生对教师展示的四幅反映实验内容的图片进行认真细致地观察,并大胆地进行实验。
2、自行设计实验过程。学生由第一组实验获取的知识联想与第二组实验之间的关系,然后各实验小组展开讨论,自行设计实验过程进行实验,汇报实验结果。
3、小组讨论,大胆发言,由于学生在获取两组实验结果的基础上,掌握了知识,有话可说,就会踊跃回答教师提出的各种问题,主动参与实验小组的讨论,发表自己的见解,从而形成一个课堂教学。
4、运用概念辩别金属。众所周知,教学目的就是要使学生熟练掌握知识,在自然课《金属》中,教学目的之一,就是要求学生学会识别金属,由于教学活动组织得充分,学生掌握了金属的特性、共性,根据金属的共性、特色,学生能够很快从多种常见的物体中辨别出金属,并说出辨别的方法,教学目的实现就成为一种可能 。
5、阅读教材,提出质疑。学生在教师的指导下,认真阅读教材,及时发现问题,提出质疑,并在教学活动中,不断寻找解决问题的途径,以掌握新授知识,完成教学任务。
学生的主体作用在教学活动中主要是通过阅读教材、提出质疑、分组实验、观察思考、设计实验、小组讨论、大胆发言、辨别金属等活动中完成。
三、教学媒体选用的设计
二、科学技术观之于渭北窑洞景观
景观是人类情感思想在大地上的物理化呈现。而科学技术作为人类改造自然的第一生产力,是人类景观设计实现的途径。渭北高原下沉式窑洞的形成,体现着当地居民利用科学技术对自然界较小影响的改造。土炕、灶台及烟囱形成了窑院中独特的排烟系统,出水井与渗水井组成了上下水系统。这些都是人们利用科学技术对窑院中生活功能的解决,也创造了黄土地上特有的人文景观。在窑洞里,人们用夯土做土炕和灶台,将排烟管道埋设于窑壁中,使窑壁看来更为统一,而排烟口则不像中原地区的房屋置于屋顶之上,而是含蓄地隐藏于窑壁中。在空气动力学的验证下,窑院的气流是向上的,这样无论是炕还是灶台所产生的烟就很容易被排出,以至于形成了人在平地、袅袅炊烟缓缓直上、却不见房屋的人文景观。由于地处渭北高原地区,雨水不丰富,窑院居民的饮水变成这一地区的重要问题。人们挖地建房,使得更为接近地下水资源,开凿水井也更为方便。在上水系统解决的情况下,人们掌握了地下水循环原理,就地开凿出另外一个井,其功能主要用于渗水。出水与渗水的解决造就了可持续性的上下水系统,也凸显了科学技术在自然改造中的作用,而这一切人类智慧的物化结晶都是其人文景观的一部分。随着人们认识自然与改造自然的能力提高,科学技术也随之得到了迅速发展。而对于眼前苍老的窑院景观环境,怎样合理规划,对原有景观要素优化组合或引入新的成分,调整或构建合理的景观格局,使景观整体功能最优,达到人的改造活动与自然过程的协同进化则是当务之急。
三、自然而辨证的渭北窑洞景观诉求
辨证思维要求我们一分为二地看待事物,既看到事物好的一面,也要看到事物不利的一面。渭北高原的窑洞民居相信也是当地居民认真考证形成的。在这个过程中,人们也许会问自身的生存所产生的对自然的影响是否具有较大的破坏性?这样的改造方法是否适合人类本身的居住与自然的和谐发展?一方面我们得到生存,一方面我们破坏了自然,而怎样的方法可以弥补自然资本的损耗?这些问题都遵循着自然辩证法中核心思想,合理处理人与自然的矛盾。窑洞建造和景观环境的布置不是简单的处理,而是一种与自然作用和谐共存的方式,它包含了环境处理与自然作用的方方面面。在对渭北高原地区窑洞的重新审视中,我们看到了民间的能工巧匠对窑院景观的处理进行了全面的衡量。无论是整体窑洞所采用的黄土,还是窑院的各种功能性与装饰性的布置,都体现着当地匠人对黄土地的情感。窑洞的窑脸是窑院中主要装饰部分,反映出拱形结构的特征和门窗的装饰艺术。简朴的耙纹装饰、草泥抹面、砖石砌筑窑脸,木构架的檐廊装饰都是其装饰的主要手法。护崖墙、女儿墙也是装饰的重要部位。窑洞的女儿墙是防止窑顶人畜跌落的维护结构,大多用土坯或砖砌成花墙。辩证观的要求,为我们提供了一个思考和解决问题的框架,帮助我们重新看待窑洞景观的同时,为合理改造窑洞景观环境,和谐处理改造活动与自然环境提供了必要的方法。现在的窑洞已是苍老不堪,它的问题出现在于不适应现代化的发展,占地面积大、采光不足、上下水处理难题、抗震性不够都成为其结合自然发展的弊端,眼前我们不要过多地批评,而是需要设计者站出来,利用窑洞自身的优点,改善不足,造就一个新的适合时代需求的窑院。