光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
時(shí)間:2023-04-12 12:10:52
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篇1
關(guān)鍵詞:普通物理實(shí)驗(yàn);光電效應(yīng);普朗克常數(shù);教學(xué)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)20-0220-02
一、引言
光電效應(yīng)在工程技術(shù)和現(xiàn)代科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,利用光電效應(yīng)制造光電轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)與電信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換,這些光電轉(zhuǎn)換器如光電管、光敏電阻、光電耦合器、光敏二極管、光敏三極管、光電池、光電倍增管等廣泛應(yīng)用于光功率測(cè)量、光信號(hào)記錄、光電法測(cè)轉(zhuǎn)速、光電控制電路、鼠標(biāo)器、電影、電視和自動(dòng)控制等現(xiàn)代生產(chǎn)和科研中。普朗克常數(shù)是近現(xiàn)代物理以及自然界中一個(gè)很重要的常數(shù)。用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)是很多高校必須開設(shè)的近代物理實(shí)驗(yàn)之一。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生存在的主要問題[1]
通過多年來(lái)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在著各種各樣的問題,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。
1.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不到位。學(xué)生沒有認(rèn)真對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí),實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不清楚,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用一無(wú)所知,寫的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告完全是照著書抄一遍。
2.實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)能力不強(qiáng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟很不熟悉,完全離不開教師的講解,按照教師所講的機(jī)械地去操作測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在實(shí)驗(yàn)中不能用所學(xué)的物理理論去判斷所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正誤,不能發(fā)揮團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和動(dòng)手、動(dòng)腦的能力。
3.撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量較差。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范,一部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不進(jìn)行處理或處理數(shù)據(jù)有誤,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容完全照著書一個(gè)字不漏的抄寫下來(lái),缺乏歸納、總結(jié)能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。
三、光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
1.了解學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的情況,為有的放矢教學(xué)作準(zhǔn)備。首先在上課前檢查學(xué)生是否按要求寫了預(yù)習(xí)報(bào)告,然后提出學(xué)生要能獨(dú)立的完成該實(shí)驗(yàn)必須知道的幾個(gè)關(guān)鍵問題:①光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律是什么?②測(cè)量普朗克常數(shù)的原理是什么?③測(cè)量普朗克常數(shù)要測(cè)的關(guān)鍵物理量是什么?④什么是截止電壓?⑤測(cè)量截止電壓的方法有幾種?通過隨機(jī)抽查讓學(xué)生回答問題,并作為預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)成績(jī),促使學(xué)生提高預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果。再者,教師根據(jù)學(xué)生回答問題的情況有針對(duì)性的對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解,有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。
2.重點(diǎn)講授測(cè)量普朗克常數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理[2]和方法。結(jié)合光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理圖(如圖1所示),用愛因斯坦的光子理論和光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)的四條規(guī)律。著重分析當(dāng)光電管兩端加反向電壓時(shí),光電流迅速減小,當(dāng)反向電壓達(dá)到某一值U 時(shí),光電流為零,此時(shí)加在光電管兩端的反向電壓稱為截止電壓U ,這表明了光電子的初動(dòng)能全部用來(lái)克服外電場(chǎng)力做功。故eU = mυ ?搖①,愛因斯坦的光電效應(yīng)方程:hv= mυ +W②,逸出功和金屬的截止頻率的關(guān)系:W=hv ③,由①、②、③式解得:U = (v-v )④,④式說(shuō)明U 與入射光頻率v成線性關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)中減小測(cè)量不同頻率對(duì)應(yīng)的截止電壓U 的實(shí)驗(yàn)誤差是提高測(cè)量普朗克常數(shù)精確度的關(guān)鍵??捎貌煌l率的入射光照射光電管,分別測(cè)出相應(yīng)的截止電壓U ,為了減小測(cè)量截止電壓U 的實(shí)驗(yàn)誤差,可以多測(cè)量幾次,取平均值。然后就可做出U ~v的實(shí)驗(yàn)直線(圖2),此直線的斜率就是k=h/e,為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差,采用最小二乘法[3]求出直線的斜率k,即:
其中,
再利用h=ke,計(jì)算出普朗克常數(shù)h。
3.介紹實(shí)驗(yàn)儀器的使用。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器不熟悉,要在有限的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)確實(shí)存在著困難。首先介紹實(shí)驗(yàn)儀器XD-ZP4智能光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀:由汞燈及電源、濾色片、光闌、光電管、智能測(cè)試儀構(gòu)成。照射光電管的單色光是由汞燈所發(fā)出的復(fù)色光分別通過365nm、405nm、436nm、546nm、577nm不同波長(zhǎng)的濾色片后就變成了365nm、405nm、436nm、546nm、577nm的單色光,然后介紹智能測(cè)試儀的各個(gè)旋鈕、按鍵等的作用和使用方法,著重講解在實(shí)驗(yàn)過程中怎樣使用智能測(cè)試儀測(cè)量截止電壓。首先將“電流量程”置于所需檔位,斷開輸入到智能測(cè)試儀的電流輸入線,然后對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行校零,再接通輸入到智能測(cè)試儀的電流輸入線后做實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,如改變“電流量程”就必須對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行重新校零。而電流的量程選擇遵從由小量程逐漸到大量程,電壓的量程選擇是:如加在光電管兩端的電壓在-2V~0V就選-2V~0V檔,如加在光電管兩端的電壓在2V~20V就選0V~50V檔。
4.測(cè)量截止電壓U的實(shí)驗(yàn)方法。測(cè)量不同頻率對(duì)應(yīng)的截止電壓的實(shí)驗(yàn)誤差直接影響測(cè)量普朗克常數(shù)的精確度,因此選擇合適的測(cè)量截止電壓的方法是關(guān)鍵。測(cè)量截止電壓的方法有拐點(diǎn)法、交點(diǎn)法(零電流法)和補(bǔ)償法。由于我們所用的實(shí)驗(yàn)儀器采用了新型結(jié)構(gòu)的光電管,光電管的陽(yáng)極反向電流、暗電流、本底電流水平很低,因此采用交點(diǎn)法和補(bǔ)償法測(cè)量截止電壓誤差較小。
(1)拐點(diǎn)法:分別用不同波長(zhǎng)的單色光照射光電管,通過改變加在光電管兩端的電壓(-2V~20V),測(cè)出對(duì)應(yīng)的通過光電管的電流,然后用描點(diǎn)法繪出不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光電管的伏安特性曲線圖,從圖上找出“抬頭點(diǎn)”(如圖3所示的a點(diǎn)),“抬頭點(diǎn)”所對(duì)應(yīng)的電壓就是截止電壓U(如圖3所示)。再分別畫出五條光電管的伏安特性曲線圖,從而得出五個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的截止電壓。用此方法測(cè)量截止電壓主觀誤差大,由此計(jì)算出的普朗克常數(shù)誤差大,在實(shí)驗(yàn)中一般不采用拐點(diǎn)法來(lái)測(cè)量截止電壓,只是讓學(xué)生了解此方法。
(2)交點(diǎn)法(零電流法):將電壓選擇按鍵置于-2V~0V檔,將“電流量程”選擇開關(guān)置于10-13檔,并對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行校零。分別用不同波長(zhǎng)的單色光照射光電管,改變加在光電管兩端的電壓使通過光電管的電流為零,此時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓就是用不同波長(zhǎng)的單色光照射光電管所對(duì)應(yīng)的加在光電管兩端的截止電壓U。此方法要求學(xué)生掌握。
(3)補(bǔ)償法:將電壓選擇按鍵置于-2V~0V擋,將“電流量程”選擇開關(guān)置于10-13檔,分別用不同波長(zhǎng)的單色光照射光電管,當(dāng)改變加在光電管兩端的電壓為UAK時(shí),使通過光電管的電流為零,然后保持UAK不變,遮擋汞燈光源,此時(shí)測(cè)得的電流I為電壓接近截止電壓時(shí)的暗電流和雜散光產(chǎn)生的電流。重新讓汞燈照射光電管,調(diào)節(jié)電壓使電流至I,將此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓分別為用不同波長(zhǎng)的光照射光電管的截止電壓U。有興趣的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)可以用此方法來(lái)測(cè)截止電壓U,從而計(jì)算出普朗克常數(shù)并與用交點(diǎn)法測(cè)截止電壓U計(jì)算出的普朗克常數(shù)進(jìn)行比較,找出減小實(shí)驗(yàn)誤差的最佳方法。此方法要求學(xué)生理解。
5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。①每次改變測(cè)試儀“電流量程”,都應(yīng)調(diào)零。②在實(shí)驗(yàn)過程中保持照射光電管的光強(qiáng)不變,即保持光源和光電管之間的距離為40cm。③選擇合適的電流量程和電壓量程。④不要用手去摸濾色片。
6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和完善。它包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)誤差討論。著重講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理,培養(yǎng)學(xué)生處理和分析數(shù)據(jù)的能力。為了提高撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量,教師可以把往屆生寫得好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上讓學(xué)生作為參考。
通過以上教學(xué)設(shè)計(jì),學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)掌握得比較好,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果??傊?,在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要針對(duì)不同的學(xué)生采用不同的教學(xué)方式和方法,充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力,總結(jié)、歸納和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力以及求實(shí)的科學(xué)精神和協(xié)作精神。
參考文獻(xiàn):
[1]王本菊.理工科學(xué)生學(xué)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀及其對(duì)策[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,(36).
篇2
我校屬于地方性工科院校,兩校區(qū)辦學(xué),大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)兩個(gè)學(xué)期,總共設(shè)置了近四十大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。每個(gè)學(xué)生每學(xué)期安排做九個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)由三四個(gè)老師全權(quán)負(fù)責(zé)整學(xué)期的課程。然而在近幾年的大學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中,筆者感到存在著一些問題:在教育理念上,教師普遍重視知識(shí)的傳授、理論的指導(dǎo),輕視對(duì)學(xué)生自主能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)都是教師先詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理,然后再告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟,有些實(shí)驗(yàn)甚至還要進(jìn)行一些演示。學(xué)生基本上不動(dòng)腦子,按照老師講解的步驟進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù),大大扼殺了學(xué)生的積極主動(dòng)性。缺乏一個(gè)開放的實(shí)驗(yàn)交流平臺(tái)。我們要求學(xué)生課前寫出預(yù)習(xí)報(bào)告,但是相當(dāng)一部分學(xué)生只是形式上完成了,預(yù)習(xí)報(bào)告盲目抄書,漫無(wú)目的,不知道預(yù)習(xí)什么,有的甚至相互抄襲。究其原因主要是教師指導(dǎo)不到位,學(xué)生預(yù)習(xí)沒有明確的目標(biāo),沒有激發(fā)學(xué)生的積極性。缺乏相互交流的平臺(tái),預(yù)習(xí)過程中遇到問題無(wú)法解決,課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能及時(shí)反饋。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)上強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地、環(huán)境的建設(shè),不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)考核形式單一等因素造成了學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度馬馬虎虎、敷衍了事。課前不認(rèn)真預(yù)習(xí),課堂上做實(shí)驗(yàn)漫無(wú)目的,數(shù)據(jù)造假。課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲,教師批改報(bào)告時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)多個(gè)同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)不同,計(jì)算結(jié)果完全相同的現(xiàn)象。諸如此類的現(xiàn)象,讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)失去了它原有的功能。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主性的具體措施
我們以《硅光電池的特性研究》②實(shí)驗(yàn)為例,就如何在有限的時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力進(jìn)行了深入的研究和探索,這一學(xué)期的課堂教學(xué)實(shí)踐總結(jié)如下:《硅光電池的特性研究》實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單,但涉及到的原理對(duì)剛上大二的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜,學(xué)生還沒有接觸PN結(jié)這一方面的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)PN結(jié)工作原理和單向?qū)щ娦缘母拍詈茈y接受,再加上光電效應(yīng)的知識(shí)大學(xué)物理還沒有講到。以前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,開始操作之前都會(huì)給學(xué)生講解PN結(jié)的形成工作原理等方面的內(nèi)容,但是原理與實(shí)驗(yàn)步驟聯(lián)系不大,不掌握原理也能完成實(shí)驗(yàn)。所以課前講解對(duì)學(xué)生沒有吸引力,即使認(rèn)真聽課的學(xué)生能理解的也非常有限。學(xué)生被動(dòng)的按步驟做實(shí)驗(yàn)、盲目的得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)效果非常不好。實(shí)驗(yàn)過程中提問問題一問三不知,實(shí)驗(yàn)做完之后預(yù)習(xí)思考題都回答不上來(lái)。課后抄報(bào)告現(xiàn)象非常嚴(yán)重。究其原因是學(xué)生升入大學(xué)后對(duì)主動(dòng)學(xué)習(xí)很不適應(yīng),加上對(duì)實(shí)驗(yàn)課的不重視,以及實(shí)驗(yàn)考核只看結(jié)果,不重過程。造成了學(xué)生蒙混過關(guān)。為了改變這種現(xiàn)狀,我們進(jìn)行了深入的教學(xué)改革,讓學(xué)生自己去研究,利用物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,表現(xiàn)能力,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。讓學(xué)生在明明白白中完成實(shí)驗(yàn)。
2.1建立開放的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)交流平臺(tái),利用微課加強(qiáng)課前的預(yù)習(xí)指導(dǎo)
我們?cè)诘谝淮紊稀洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》時(shí)要求學(xué)生實(shí)名加入E-Learning學(xué)習(xí)空間,方便教師和學(xué)生之間的交流。我們對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)都設(shè)置了交流空間,上傳了微課視頻。利用短小精湛的微課視頻強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的目的,讓學(xué)生對(duì)我要干什么一目了然。在微課視頻中設(shè)置問題,讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)?!豆韫怆姵氐奶匦匝芯俊穯栴}如下:(1)PN結(jié)是怎樣形成的?為什么具有單向?qū)щ娦???)硅光電池的工作原理和負(fù)載特性?(3)LED發(fā)光二極管的發(fā)光原理?(4)書上的預(yù)習(xí)思考題及學(xué)生在自主預(yù)習(xí)中遇到的問題。(5)對(duì)于要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,你準(zhǔn)備怎么做?提示學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò),同學(xué)之間的討論對(duì)提出的問題思考總結(jié),形成系統(tǒng)的語(yǔ)言準(zhǔn)備課堂討論。并在微課視頻中對(duì)儀器的各部分進(jìn)行展示,通過仿真實(shí)驗(yàn)軟件,讓他們?cè)陬A(yù)習(xí)中熟悉實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)和可能出現(xiàn)的問題,獨(dú)立思考通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)掌握什么樣的問題。讓學(xué)生根據(jù)書本的內(nèi)容簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。
2.2學(xué)習(xí)翻轉(zhuǎn)課堂的模式,課堂教學(xué)采用問題討論法,進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容
因?yàn)檎n前已經(jīng)預(yù)習(xí)過,可讓學(xué)生自主上講臺(tái)對(duì)問題進(jìn)行講解討論,下面同學(xué)提出不同的見解進(jìn)行補(bǔ)充。積極參與講解和討論的學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)加分。沒有主動(dòng)參與討論的老師提問,能夠回答的不加分不扣分,沒看書不能回答的扣相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。因?yàn)槊恳淮螌?shí)驗(yàn)課的人數(shù)都是二十人左右,基本上每一個(gè)人都有發(fā)言或被提問的機(jī)會(huì)。這種激勵(lì)方法促使每個(gè)學(xué)生去預(yù)習(xí)看書,大大激發(fā)學(xué)生的積極性。設(shè)置一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)討論范圍,實(shí)驗(yàn)之前留出一定的時(shí)間,設(shè)置合理的問題情境,讓學(xué)生去討論,去探究,通過網(wǎng)絡(luò)等各種方式鼓勵(lì)他們自己找出解決問題的途徑。在一學(xué)期的課堂討論中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生們的思維非常開闊,能把各種各樣的可能想象出來(lái),比如講到P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的時(shí)候?qū)W生發(fā)揮豐富的想象能力,會(huì)把空穴想成一種特殊物質(zhì),形象的說(shuō)電子就喜歡這種物質(zhì)所以會(huì)互相跑向?qū)Ψ?。讓學(xué)生講解單向?qū)щ娦裕龢O和正極相連,負(fù)極和負(fù)極相連所以沒有電流產(chǎn)生等等。所有這一切反映了學(xué)生在看書的同時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,不懂的地方充分發(fā)揮了想象力,雖然有時(shí)候不能講到點(diǎn)子上,但是學(xué)生在自學(xué)過程中這種奇思妙想是非??少F的。學(xué)生集思廣益,踴躍發(fā)言,說(shuō)明學(xué)生真正的參與到了學(xué)習(xí)當(dāng)中,作為老師,也真正的能體會(huì)到其中的樂趣。經(jīng)過討論學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中胸有成竹,每個(gè)學(xué)生都能自己設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)步驟,而且在做實(shí)驗(yàn)的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問題,比如說(shuō)為什么反偏比正偏時(shí)輸出電流大?為什么硅光電池光強(qiáng)一定時(shí)負(fù)載不同電壓也不同等等?明明白白的做實(shí)驗(yàn),學(xué)生的興趣很高,課堂上相互之間討論的氛圍熱烈。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題,由于原理知識(shí)理解得非常透徹,經(jīng)過思考討論基本都能自己解決。最重要的是實(shí)驗(yàn)真正得到了理解,基本沒有相互抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。其實(shí)只要能夠獨(dú)立完成的學(xué)生誰(shuí)也不想去抄襲。有很多同學(xué)反映,這樣的教學(xué)方式效果確實(shí)不錯(cuò)。
2.3用科研的態(tài)度來(lái)影響學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生正確的處理數(shù)據(jù)和分析問題
我們?cè)谧隹蒲械臅r(shí)候都要對(duì)所選的課題進(jìn)行深入調(diào)研,實(shí)驗(yàn)過程認(rèn)真負(fù)責(zé),保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。所以我們教導(dǎo)學(xué)生一定要誠(chéng)實(shí),保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí),不捏造數(shù)據(jù),養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得的第一手資料,數(shù)據(jù)的處理和分析在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中就顯得至關(guān)重要,在數(shù)據(jù)處理中大膽的嘗試各種方法,逐差法,最小二乘法,讓學(xué)生體驗(yàn)origin軟件處理數(shù)據(jù)直觀性,便捷性。
2.4完善實(shí)驗(yàn)教材,保證實(shí)驗(yàn)教材與實(shí)驗(yàn)儀器的一致性
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)難易差別較大,比較難的實(shí)驗(yàn)操作比較費(fèi)時(shí),實(shí)行起來(lái)比較困難,還有一些實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單,但實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)儀器不太配套,學(xué)生在沒看到實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)預(yù)習(xí)沒有明確目標(biāo),書本上看到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作步驟和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)步驟有一定的偏差也給學(xué)生的自主學(xué)習(xí)造成了一定的困難。調(diào)動(dòng)學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性,讓學(xué)生主動(dòng)的去探究、討論。首先要保證實(shí)驗(yàn)教材的有效性。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的儀器完善實(shí)驗(yàn)教材,實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_,實(shí)驗(yàn)步驟合理。預(yù)習(xí)思考題要緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理與內(nèi)容,要讓學(xué)生通過回答預(yù)習(xí)思考題基本能把握實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)與內(nèi)容,保證學(xué)有所獲。
3結(jié)論
篇3
一、授課方式的創(chuàng)新
傳統(tǒng)的授課方式普遍采用講授法,教師演示,學(xué)生模仿。該授課方式嚴(yán)重限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維,導(dǎo)致學(xué)生不思考只做機(jī)械的重復(fù);實(shí)驗(yàn)過后,不知如何處理數(shù)據(jù),如何寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)思想與方法的理解更是難上加難。為了改變這種狀況,教師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,讓學(xué)生可以積極主動(dòng)的思考與學(xué)習(xí),為此我們對(duì)授課方式進(jìn)行了創(chuàng)新。
1.講述實(shí)驗(yàn)的歷史淵源。物理實(shí)驗(yàn)的歷史背景與歷史故事可以充分激發(fā)學(xué)生們的聽課興趣。例如,以“邁克爾遜干涉儀”實(shí)驗(yàn)為例。眾所周知,邁克爾遜干涉儀在測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,可測(cè)量微小的長(zhǎng)度、光波波長(zhǎng)等。但實(shí)際上邁克爾遜在設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)時(shí)并不是為測(cè)量長(zhǎng)度,而是為了尋找神秘的“以太”物質(zhì)。19世紀(jì),科學(xué)家逐漸意識(shí)到光是一種波,而生活中的波,如聲波、水波等大多需要媒介才能傳播。在這種思想的影響下,人們認(rèn)為光波是在“以太”中傳播的。1887年,美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷一起設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),企圖測(cè)量出兩垂直方向上光速的差值。因?yàn)槿绻耙蕴闭娴拇嬖冢敲从捎诘厍蜃赞D(zhuǎn)的影響,光在兩個(gè)相互垂直方向上的速度應(yīng)該是不一樣的。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示光在不同方向上及不同慣性系的傳播速度沒有差別,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果也就否定了“以太”的存在。但是,由于該實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量出微小的長(zhǎng)度,而且非常精確,于是被人們廣泛地應(yīng)用起來(lái)。如果僅依照教材上的內(nèi)容來(lái)講,學(xué)生感覺枯燥沒興趣。但在講課的同時(shí),把設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的歷史故事告訴學(xué)生,使學(xué)生體會(huì)物理學(xué)家解決問題的思想和方法,可以明顯的提高教學(xué)質(zhì)量。
2.突出實(shí)驗(yàn)的物理精髓。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)典類實(shí)驗(yàn)是學(xué)生最該深入理解的一類實(shí)驗(yàn)。譬如“光電效應(yīng)法測(cè)量普朗克常數(shù)”實(shí)驗(yàn)。微觀物理量的測(cè)量是很困難的,美國(guó)物理學(xué)家密立根利用功能關(guān)系將初動(dòng)能轉(zhuǎn)換成截止電壓U0這一宏觀物理量。方程就變?yōu)閑U0=h(ν-ν0)。只要驗(yàn)證出截止電壓U0與入射光頻率ν滿足線性關(guān)系,就可以間接地驗(yàn)證愛因斯坦方程。這一轉(zhuǎn)化的思想,實(shí)際上為測(cè)量一些微觀物理量提供了很好的思路,是值得學(xué)生借鑒與學(xué)習(xí)的。因此,在講解該實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要突出這一顯著的物理思想。學(xué)習(xí)物理過程中的一些公式,學(xué)生可能很快就會(huì)忘記,但是物理中的某些方法和思路,是學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)并掌握,以備將來(lái)之用的。
3.強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用特性。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中有許多實(shí)驗(yàn)與我們的生活密切相關(guān),具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。比如“磁阻效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)。講解該實(shí)驗(yàn)時(shí),以現(xiàn)代的硬盤存儲(chǔ)原理作為引子來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生與電腦天天接觸,對(duì)此問題都特別感興趣,聽課效果明顯變好。傳感器作為現(xiàn)代自動(dòng)化測(cè)量與控制的標(biāo)志,與我們的生活又是密切相關(guān)的,對(duì)生活中一些傳感器的介紹勢(shì)必引起學(xué)生們的興趣。學(xué)生接觸最多的就是手機(jī)。接聽電話時(shí),手機(jī)放在耳邊屏幕會(huì)變黑,是距離傳感器的作用;在不同明暗環(huán)境下,手機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度,是光線傳感器的作用;手機(jī)的屏幕可以自由的倒轉(zhuǎn),是重力傳感器的作用。以這些具體的傳感器實(shí)例能夠引導(dǎo)學(xué)生思考問題,發(fā)現(xiàn)身邊生活中的問題,并靈活應(yīng)用已有的知識(shí)和方法解決問題。該方法從實(shí)際的教學(xué)來(lái)看,效果顯著。
二、教學(xué)內(nèi)容的維新
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,一批新類型的學(xué)科隨之而來(lái)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果相結(jié)合,如此才能保持該學(xué)科的活力與生命力,才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才[1]。物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容必須緊跟時(shí)代的潮流,表現(xiàn)出科技時(shí)代的特點(diǎn)。
1.開設(shè)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。為了激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新與科研意識(shí),除了完成基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)以外,我們還開設(shè)了自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。這些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不要求在短時(shí)間內(nèi)完成,學(xué)期結(jié)束時(shí)提交成果與報(bào)告即可。電子元器件的普遍使用是當(dāng)代科技發(fā)展的大勢(shì)所趨,加之我校的學(xué)生大多數(shù)為應(yīng)用型工科專業(yè),對(duì)這方面學(xué)習(xí)顯得尤為重要。所以,我們開設(shè)了許多基于新興電子元器件的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),供學(xué)生設(shè)計(jì)完成。比如,利用光敏傳感器設(shè)計(jì)一款可隨周圍環(huán)境亮度變化的燈泡;利用Pt電阻或者NTC熱敏電阻,設(shè)計(jì)一款人體溫度計(jì);利用光纖傳感器,設(shè)計(jì)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量;等等。另外,學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣,自行設(shè)計(jì)某種小實(shí)驗(yàn)裝置,寫明實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)思路及功能等。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自我解決問題的能力等,對(duì)于學(xué)生思考問題、解決問題的能力培養(yǎng)具有重要的作用。
2.大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽成果的利用。北京市每年都會(huì)舉行大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽,我校每年參加并且成績(jī)優(yōu)異。這些成果中,有對(duì)基本物理量的測(cè)量裝置,有對(duì)經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新,也有自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置。為提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣,激勵(lì)學(xué)生的求知欲望,我們將物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的作品嫁接到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,這一措施使得學(xué)生對(duì)該物理實(shí)驗(yàn)的興趣大大提高。比如,人體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,我們會(huì)為其提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的溫度計(jì),而該溫度計(jì)是由學(xué)生參加競(jìng)賽時(shí)的一部分測(cè)量模塊改裝而成;在開設(shè)的光敏開關(guān)實(shí)驗(yàn)中,為測(cè)量光照的變化,我們?yōu)槠涮峁┝丝蓽y(cè)量光照的裝置,該裝置也是學(xué)生參加競(jìng)賽時(shí)一個(gè)測(cè)量模塊;測(cè)量剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)中,我們以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x作為我們主要的實(shí)驗(yàn)儀器,而且還給學(xué)生們提供了一臺(tái)自制的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試裝置,該裝置是學(xué)生參加物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽自行設(shè)計(jì)的。這些實(shí)驗(yàn)裝置的引入對(duì)學(xué)生提高學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣有很大的幫助,使得學(xué)生很積極地對(duì)待實(shí)驗(yàn)課,教學(xué)效果明顯。
三、教學(xué)手段的更新
目前在校大學(xué)生大多在豐富的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中長(zhǎng)大的,提高其積極性的一個(gè)重要舉措就是采用現(xiàn)代教學(xué)方式。為迎合學(xué)生興趣,在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室里都配有多媒體教學(xué)設(shè)施,教師可根據(jù)自己的需要靈活選擇教學(xué)方式。尤其是在講解一些抽象的實(shí)驗(yàn)原理時(shí),多采用多媒體教學(xué)的方式,將難以用語(yǔ)言描述的物理過程用PPT課件的方式形象地表示出來(lái)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析是培養(yǎng)學(xué)生分析能力的重要一環(huán)。陳舊的數(shù)據(jù)處理方式是將數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出并作圖,費(fèi)時(shí)費(fèi)力誤差大。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),將計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中效果顯著[2,3]。其中,Origin軟件在數(shù)據(jù)處理方面有著不可比擬的優(yōu)勢(shì),操作簡(jiǎn)單容易掌握。而且Origin軟件是目前科學(xué)研究前沿常用軟件,可以為學(xué)生將來(lái)的繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。為使學(xué)生意識(shí)到作圖軟件的優(yōu)點(diǎn),教師會(huì)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的實(shí)例講解,如Origin的基本作圖方法、線性擬合過程、曲線上某點(diǎn)的斜率計(jì)算等。學(xué)生對(duì)此軟件非常感興趣,學(xué)習(xí)積極性大大提高,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著。
四、考核方式的出新
物理實(shí)驗(yàn)課屬于過程教學(xué)課,其實(shí)驗(yàn)過程往往比實(shí)驗(yàn)結(jié)果更重要。為了體現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程性的考察,總成績(jī)分為平時(shí)考核成績(jī)和期末考核成績(jī)。平時(shí)考核成績(jī)所占比例為50%,具體標(biāo)準(zhǔn)為:預(yù)習(xí)10%,操作40%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告50%??紤]到考核成績(jī)的公正性,要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課前簽名,提交檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告,并提問對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)是否了解,給出預(yù)習(xí)成績(jī)。這樣可以督促學(xué)生自覺地預(yù)習(xí),教學(xué)效果顯著提高。實(shí)驗(yàn)操作的成績(jī),教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作以及實(shí)驗(yàn)完成的情況進(jìn)行打分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分的成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生的課后數(shù)據(jù)處理情況、作業(yè)完成情況等進(jìn)行打分。期末考核主要是通過操作考試和卷面考試兩種方式進(jìn)行考核,各占50%。另外,為調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,設(shè)立加分項(xiàng)。如對(duì)某些實(shí)驗(yàn)過程提出問題、對(duì)實(shí)驗(yàn)有改進(jìn)建議、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)完成出色、參加大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等,教師會(huì)根據(jù)情況酌情加分。這些環(huán)節(jié)使得對(duì)學(xué)生的考察更全面,更突出學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng),使我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高。
五、結(jié)語(yǔ)
篇4
一、近兩年來(lái)高考試題的特點(diǎn)
實(shí)施新教材后,近兩年的高考題與前些年高考題相比較,有以下
幾個(gè)特點(diǎn):
1、試題更注重對(duì)學(xué)生物理能力基本功和學(xué)科素質(zhì)的考查。下
面就近兩年來(lái)失分比較嚴(yán)重的兩道高考試題為例加以說(shuō)明:
例1.(94年試題27題)一質(zhì)量為100克的小球從0.8米高處自
由落到一厚軟墊上,若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.02秒,則這段時(shí)間軟墊對(duì)小球的沖量---為________。(g取10m/s)
有的學(xué)生解答的是合外力沖量,有的學(xué)生由于矢量運(yùn)算基本功不扎實(shí)而發(fā)生錯(cuò)誤,有的單位寫錯(cuò)。這反映了同學(xué)們平時(shí)審題不嚴(yán)密,運(yùn)算能力差,沒有養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣。
例2.(95年試題11題),圖中所示一交流電隨時(shí)間而變化的圖像,此交流電的有效值是:
a、5*21/2a,b、5a,c。3*521/2a,d、3.5a
如果學(xué)生僅記交流電的有效值是最大值21/2/2,而沒弄清這一結(jié)
論成立的條件一正弦交流電,沒有真正理解有效值的概念,是不能正確解答的。
以上兩道試題考查學(xué)生對(duì)物理概念理解的深度,運(yùn)用物理規(guī)律分析和處理問題的清晰度、準(zhǔn)確度這些基本功和素質(zhì)。如果僅憑靠大量練習(xí)得來(lái)思維定勢(shì),往往就會(huì)掉進(jìn)題目設(shè)計(jì)的陷井中去。
2、近兩年高考?jí)狠S題與前幾年相比較有所不同。前些年高考?jí)狠S題材,主要是指綜合性試題,如力和熱綜合,力和電綜合等,像是搭積木,只要整理出物理過程,選出研究對(duì)象,總可以慢慢解答出來(lái)。而近兩年的壓軸題以考查能力為核心,然后將某些物理知識(shí)圍繞這個(gè)核心來(lái)編制成題。例如94年高考第31題,這一題所涉及物理知識(shí)點(diǎn)只有一個(gè)一帶電粒子在洛化茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。但解決好此題,必須要求學(xué)生思路開闊,具有一定發(fā)散思維能力一從oa與ob不確定關(guān)系中,判斷磁場(chǎng)區(qū)域在第一象限內(nèi)的一圓形區(qū)域,從而建立起粒子勻速一偏轉(zhuǎn)一再勻速這一物理過程。再如95年高考試題第30題,本題所涉及的知識(shí)點(diǎn)也只有一個(gè)一動(dòng)量守恒定律。本題考查學(xué)生能不能結(jié)合物理規(guī)律,運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法建立一幅清晰的物理情景,能不能結(jié)合題目所給的條件,抓住關(guān)鍵因素,恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)物理量之間關(guān)系,考查學(xué)生分析綜合能力,推理能力,想象能力,對(duì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具表達(dá),處理物理問題的能力的考查。是一道能力積木式的綜合題。這兩道題考查學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力的本領(lǐng),有利于高校選拔一些有潛力的學(xué)生。
3、近兩年高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橐埠苡刑厣?。?)演示實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)弄清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成原因。例如94年試題13題考查簡(jiǎn)諧振動(dòng)演示圖像,要求學(xué)生弄清圖像、板的移動(dòng)速度和周期這三者之間的關(guān)系。95年對(duì)光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的考查,要求學(xué)生分析鋅板和驗(yàn)電器帶電的種類,這兩題試題考查學(xué)生在看演示實(shí)驗(yàn)時(shí)看熱鬧還是看門道。(2)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考查體現(xiàn)在一個(gè)“真”字上??疾閷?shí)驗(yàn)原理是否真的弄懂了,學(xué)生只有弄清實(shí)驗(yàn)原理,才能“通權(quán)達(dá)變”。如94年從教材上測(cè)平行玻璃磚的折射率到考查測(cè)三棱鏡的折射率,考查實(shí)驗(yàn)是否真的去做了,考查實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否真的去完成了。如果學(xué)生平時(shí)僅靠紙上談兵,或做實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正,考試中遇到諸如實(shí)物圖的連接,實(shí)驗(yàn)議器的讀數(shù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理就束手無(wú)策了。
4、近兩年高考試題在采題方面做了進(jìn)一步探索。(1)對(duì)常規(guī)題、典型題的改造側(cè)重在“細(xì)”字上。如94年試題27題,95年試題第17題,都是從一道常規(guī)題上改編的:
如圖所示,一質(zhì)量為100克的小球從0.80米高處自由下落到泥潭中,若小球從接觸到泥潭到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)共經(jīng)歷了0.20秒,求泥潭對(duì)小球的平均作用力有多大?
94年27題考查的是泥潭對(duì)小球作用的沖量;95年17題考查的是小球下落過程中功和能及能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,以及沖量和動(dòng)量的關(guān)系。這要求學(xué)生對(duì)常規(guī)分析要透徹,全面。(2)近兩年有不少試題是從課本上例題,習(xí)題和課外題改編而來(lái)的。根據(jù)計(jì)95年高考試題直接源于課本的就有67分,占試題總分的44.6%
二、對(duì)新教材的教學(xué)和復(fù)習(xí)幾點(diǎn)建議
從以上分析我們可以看到:新教材實(shí)施后,高考試題側(cè)重于對(duì)學(xué)
生基本功和學(xué)科素質(zhì)的考查,在能力的考查上有新的特點(diǎn)。素質(zhì)和能力的培養(yǎng)不是一日之功,而在于“養(yǎng)兵千日”。這正與把應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化的教材改革精神是一致的。對(duì)中學(xué)物理教材改革取得了很好的導(dǎo)向作用,針對(duì)新教材實(shí)施后高考命題特點(diǎn),我們今后在教學(xué)復(fù)習(xí)應(yīng)試應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:
1、要進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)教材改革的精神。必修本選修本在知識(shí)內(nèi)容上不是簡(jiǎn)單的取舍和組合。對(duì)整個(gè)高中物理教學(xué)要有一個(gè)全局觀點(diǎn)。要從提高素質(zhì)和培養(yǎng)能力兩方面把必修本和選修本的教學(xué)有機(jī)結(jié)合起業(yè),施行應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化。首先,在傳授知識(shí)的同時(shí),注意能力的培養(yǎng)。每個(gè)物理概念的建立和物理規(guī)律的歸納既有分析綜合、抽象概括,又有邏輯推理和數(shù)學(xué)推導(dǎo),是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要過程。在講解物理概念和物理規(guī)律的同時(shí),注意對(duì)學(xué)生思維方式培養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度的教育。其次,例題、習(xí)題的講解,不僅要提高學(xué)生分析問題能力,還要使學(xué)生養(yǎng)成良好的分析問題習(xí)慣,總結(jié)分析問題方法,提高學(xué)生分析總是的素質(zhì)。
2、物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門學(xué)科。近兩年高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾橐蟊容^高,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ莿?dòng)腦,動(dòng)手能力的綜合,我們必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在高三復(fù)習(xí)中,不僅要求學(xué)生弄清實(shí)驗(yàn)原理,還要到實(shí)驗(yàn)室去演習(xí),要掌握一些真本領(lǐng)。
篇5
建國(guó)以來(lái),高師院校(簡(jiǎn)稱高師,下同)為我國(guó)基礎(chǔ)教育和中等教育輸送了大批人才,為國(guó)家建設(shè)和教育發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn).然而,隨著與非師院校的競(jìng)爭(zhēng)加劇以及中小學(xué)生源的減少、教師的飽和,高師院校面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn).如何在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,是擺在高師院校面前的一個(gè)非常艱巨而現(xiàn)實(shí)的問題.我們認(rèn)為,首先,高師的發(fā)展要擺正自己的方向,要繼續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域,始終把培養(yǎng)中學(xué)教師作為自己的主要目標(biāo);其次,高師需要開展有效的改革,應(yīng)該“向下看”,也就是改革的理念與方式面向基礎(chǔ)教育一線,在與教育實(shí)踐的聯(lián)系中建立兩者之間的有效銜接.筆者在高師工作,同時(shí)指導(dǎo)中學(xué)物理的教育實(shí)習(xí),結(jié)合多年教授的科目和經(jīng)驗(yàn),對(duì)物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)開展了一系列改革,目的在于將高師教學(xué)法實(shí)驗(yàn)與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程緊密銜接起來(lái),提高學(xué)生能力,促進(jìn)學(xué)生較快適應(yīng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作.現(xiàn)將物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的做法與思路展示出來(lái),期望對(duì)高師的教學(xué)改革有所啟示.
2教學(xué)法實(shí)驗(yàn)的困境:重視不夠
物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)①是高師物理師范生的必修課程,是培養(yǎng)高師物理師范生實(shí)驗(yàn)技能的重要課程之一,對(duì)于師范生掌握中學(xué)物理基本儀器、演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、自制教具等能力培養(yǎng)具有十分重要的作用.然而,由于很多高師院校經(jīng)常將教學(xué)法實(shí)驗(yàn)置于教學(xué)法(或教學(xué)論)課程之內(nèi),加之教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程沒有像普通物理實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑小吧疃取?,?jīng)常被忽視或邊緣化,同時(shí)與中學(xué)聯(lián)系不足,改革力度不夠,課程沒有受到應(yīng)有的重視.筆者通過中國(guó)“知網(wǎng)”從1990年到2010年的研究情況進(jìn)行了檢索.以“物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)”為主題,僅檢索到20條文獻(xiàn),以“物理教法實(shí)驗(yàn)”為主題檢索到7條,以“物理教學(xué)論實(shí)驗(yàn)”為主題檢索到1條,以“中學(xué)物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)”為主題檢索到14條,以“物理教材教法實(shí)驗(yàn)”為主題檢索到1條.而且,相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)表的期刊層次都不高.對(duì)于這樣一個(gè)對(duì)物理教師教育至關(guān)重要的傳統(tǒng)課程,研究成果之少確實(shí)令人乍舌!在義務(wù)教育階段以及高中階段,《課程標(biāo)準(zhǔn)》都對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰团囵B(yǎng)目標(biāo)提出了明確的要求,然而,我們的師范生畢業(yè)后是否能順利完成這個(gè)育人目標(biāo)還是個(gè)未知數(shù).筆者雖沒有開展過系統(tǒng)的調(diào)查,但從目前教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程的地位和研究情況來(lái)看,我們的準(zhǔn)教師們是很難順利達(dá)到新課程改革要求的.如果我們還堅(jiān)持按照原有的課程不加改變,教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程可能連生存的空間都沒有了,物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)面臨著非常嚴(yán)峻的困境.
3改革的措施:方式與內(nèi)容
3.1加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)理念的銜接實(shí)驗(yàn)理念是改革的“向?qū)А保邘熚锢斫虒W(xué)法實(shí)驗(yàn)是為培養(yǎng)適合中學(xué)物理教學(xué)的教師服務(wù)的,物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)的理念必須與中學(xué)階段的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)一致.隨著時(shí)代的發(fā)展,中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和理念已經(jīng)發(fā)生了很大的改變.早在1950年教育部頒布的《物理精簡(jiǎn)綱要》中提出要“重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),把實(shí)驗(yàn)插在講授中間,便于學(xué)習(xí)和理解”[1],1956年在《中學(xué)物理教學(xué)大綱》中又明確規(guī)定,“學(xué)生實(shí)驗(yàn)不僅使學(xué)生明確而鞏固地掌握物理知識(shí)的重要方式,而且是使學(xué)生獲得使用量具儀器和工具的實(shí)際手段.”[1]如今,課程改革對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提出了進(jìn)一步的要求,例如在高中物理實(shí)驗(yàn)專題的開設(shè)目的中提到,“……使學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技能;進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣;增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣;發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力”.[2]時(shí)代的變遷為中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)注入了新的內(nèi)涵,根據(jù)傳統(tǒng)的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)來(lái)規(guī)范現(xiàn)時(shí)的教學(xué)法實(shí)驗(yàn)將會(huì)毫無(wú)意義,更無(wú)法適應(yīng)中學(xué)物理課程的實(shí)際情況.為此,物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)必須從目標(biāo)和理念上加強(qiáng)與中學(xué)的銜接,讓師范生明確物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程的目的在于培養(yǎng)師范生順利完成中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,而不是僅僅認(rèn)識(shí)幾個(gè)儀器、會(huì)操作幾個(gè)實(shí)驗(yàn).我們?cè)陂_展物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,緊密圍繞新課程中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程目的和理念,積極加強(qiáng)與中學(xué)銜接,提高指導(dǎo)教師和學(xué)生對(duì)物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)的理論認(rèn)識(shí),為課程定位奠定了基礎(chǔ).
3.2更新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是改革的“抓手”.任何改革都要針對(duì)具體的內(nèi)容,否則會(huì)顯得空洞而不現(xiàn)實(shí).物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)與中學(xué)密切聯(lián)系又高于中學(xué),教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程的題目和內(nèi)容應(yīng)該有一致的部分,也要有不同之處,只有加強(qiáng)與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的聯(lián)系,才能有效促進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程的銜接.根據(jù)新課程理念及中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置情況,我們及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做了調(diào)整.首先,刪除了陳舊以及在普通物理實(shí)驗(yàn)中做過的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,包括電影機(jī)的放映技術(shù)、氣墊導(dǎo)軌、基本測(cè)量①等.其次,適當(dāng)增加了與新課程實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)的內(nèi)容,包括光敏電阻、熱敏電阻、邏輯電路、光電效應(yīng)、萬(wàn)用表使用、傳感器使用等.同時(shí)部分修改了可以改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,例如由于萘有一定毒性,我們將晶體的熔解和凝固實(shí)驗(yàn)改成海波和焊錫的熔解與凝固;改變牛頓第三定律在傳統(tǒng)上使用彈簧測(cè)力計(jì)的做法,用力傳感器來(lái)完成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生更加熟悉中學(xué)課程中涉及到的傳感器內(nèi)容.通過這些內(nèi)容的改革,大大加強(qiáng)了與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系,很多在校外有教學(xué)實(shí)踐的學(xué)生都感覺到教學(xué)法實(shí)驗(yàn)對(duì)中學(xué)物理教學(xué)的直接指導(dǎo)作用.
3.3改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式教學(xué)方式是改革的“途徑”.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式指教師講解原理、擬定方案、演示操作,學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)收集、填寫表格,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.[3]但它的教條化、統(tǒng)一化、靜態(tài)化的弊端卻扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新精神.[3]很難想象一個(gè)只會(huì)跟著教師模仿實(shí)驗(yàn)的師范生能在工作崗位上成為優(yōu)秀的教師.我們改革的重點(diǎn)就是改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,讓學(xué)生在過程中獲得知識(shí)和能力.首先,我們改變傳統(tǒng)的教師講解、演示的方式.教師在課前只對(duì)學(xué)生做簡(jiǎn)單的介紹,通過學(xué)生的自學(xué)和研討完成實(shí)驗(yàn)操作.在此過程中,學(xué)生之間相互幫助,相互探討,遇到典型問題在小組內(nèi)共同探討解決,培養(yǎng)了學(xué)生協(xié)作實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣.其次,改變傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽,教師示范、學(xué)生模仿的教學(xué)方式.讓學(xué)生體驗(yàn)教師角色,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示和講解.每個(gè)學(xué)生的講解、演示實(shí)驗(yàn)過程每學(xué)期輪換一次,如果第一輪不合格還要進(jìn)行第二輪,直到達(dá)到要求為止.其他學(xué)生和教師擔(dān)當(dāng)“學(xué)生”和“評(píng)委”.第三,增加實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)探究是中學(xué)新課程改革的重要內(nèi)容,師范生的實(shí)驗(yàn)探究能力是將來(lái)指導(dǎo)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的基礎(chǔ),只有在職前培訓(xùn)過程中得到了良好的訓(xùn)練才能適應(yīng)中學(xué)階段的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué).為此,在物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)中,除了常規(guī)的物理實(shí)驗(yàn)探究之外,我們?cè)黾恿?周在探究實(shí)驗(yàn)室利用傳感器開展的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué).
3.4強(qiáng)調(diào)學(xué)生自制教具自制教具是學(xué)生的“作品”.自制教具可以解決實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足,補(bǔ)充部分物理儀器缺乏,可以加深物理概念和規(guī)律的理解等功能.但同時(shí)更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性,形成學(xué)生科學(xué)方法和各種能力的重要過程和手段.“自制教具的目的并不只是為了省錢,而是通過自制教具培養(yǎng)教師和學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造精神.”[4]同時(shí),自制教具也是中學(xué)物理教師的一項(xiàng)重要基本技能,是中學(xué)物理教師的基本功之一.我們?cè)谡n程改革過程中非常強(qiáng)調(diào)教具制作能力,鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣、中學(xué)物理教材中的演示實(shí)驗(yàn)、趣味物理實(shí)驗(yàn)等開展教具制作.首先,強(qiáng)調(diào)自制教具是考核的一部分,每學(xué)期的課程有兩周是自制教具時(shí)間,在學(xué)期末每個(gè)學(xué)生都要有“作品”上交,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給予打分.其次,結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容開展集中自制教具活動(dòng).例如,針對(duì)高中選修3-2教材中電磁感應(yīng)的內(nèi)容,自制了電磁感應(yīng)裝置,如圖1所示.再例如,根據(jù)浮力原理制作了“浮力天平”實(shí)驗(yàn)裝置,如圖2所示,等等.圖1自制電磁感應(yīng)裝置圖2自制“浮力天平”自制的電磁感應(yīng)裝置通過對(duì)二極管發(fā)光的觀察,可以清晰地表明電磁感應(yīng)的存在,而不需電表等裝置,既簡(jiǎn)便又有效.自制的浮力天平將浮力原理和天平原理很好地結(jié)合起來(lái),易于學(xué)生加深理解.學(xué)生的自制教具最后都貼上學(xué)生姓名和學(xué)號(hào),成為他們自己的“作品”,學(xué)生很有成就感,有的已經(jīng)成為后續(xù)各屆學(xué)生參考的“樣板”.
3.5擬定成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)擬定標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)的“準(zhǔn)繩”.除了學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)外,還制定了相應(yīng)的“技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn).例如自制教具的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(見表1),講解演示的標(biāo)準(zhǔn)(見表2)等,為判定成績(jī)、改進(jìn)不足提供了依據(jù).
3.6重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ歉母锏摹昂诵摹保畬?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ强茖W(xué)素養(yǎng)的基本要素,物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵疙樌M(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膫€(gè)性心理特征,是學(xué)生各種基本能力在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的綜合體現(xiàn)[5].實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Π▽?shí)驗(yàn)觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)分析等.新課程物理課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽嗣鞔_要求,包括提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力能力等.提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ墙虒W(xué)法實(shí)驗(yàn)課程改革的核心目的,上述改革都是圍繞學(xué)生的能力展開的.高師學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣邥?huì)遷移到日后的工作過程中,即使職前課程沒有涉及到相關(guān)實(shí)驗(yàn),學(xué)生也能較快適應(yīng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呤羌訌?qiáng)物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程銜接的保障.實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)除了上述手段外,我們還結(jié)合我國(guó)目前中學(xué)的現(xiàn)有情況,提倡開展多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式.例如,開展微型物理實(shí)驗(yàn),非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)[6]等.這些形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣吆宛B(yǎng)成具有重要的作用.
4改革的效果:成績(jī)與不足
4.1取得的初步成績(jī)
4.1.1提高了師生對(duì)課程銜接的意識(shí)通過6年的改革,每屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)和能力有明顯的改變,不再認(rèn)為教學(xué)法實(shí)驗(yàn)是可有可無(wú)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),由最初的“混實(shí)驗(yàn)”改為“開發(fā)實(shí)驗(yàn)”、“研究實(shí)驗(yàn)”.在課程開設(shè)過程中很多學(xué)生積極地將計(jì)劃中沒有的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)玫秸n堂上來(lái)做,即使儀器不同,也會(huì)想方設(shè)法開展.前面的例子中,學(xué)生自制的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)即是對(duì)高中電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn).我們指導(dǎo)教師和學(xué)生已經(jīng)意識(shí)到與中學(xué)的銜接是教學(xué)法實(shí)驗(yàn)的重要指導(dǎo)思想之一.正是由于教學(xué)法實(shí)驗(yàn)與中學(xué)的緊密聯(lián)系,使得學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中能正確正視物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)的重要地位,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.
4.1.2學(xué)生動(dòng)手能力增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力主要體現(xiàn)在教具制作方面.教具是學(xué)生的考核的內(nèi)容之一,他們所呈交的教具質(zhì)量參差不齊.有的教具比較精致,可以拿到中學(xué)課堂中演示,有的則比較粗糙,但學(xué)生自制教具的意識(shí)和水平都得到了較大的提高,一些小零件都是學(xué)生自己掏錢買的,一些廢舊物品都成為學(xué)生手中的“寶貝”,有的學(xué)生甚至做了2~3個(gè)教具.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),近幾年我們學(xué)生所提交的教具達(dá)300件之多,有相當(dāng)一部分已作為后屆學(xué)生制作教具的模板和樣品.學(xué)生自制教具的能力是高師物理師范生的重要能力,是順利開展中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要技能.
4.1.3提高了學(xué)生講解、演示的能力在講解、演示實(shí)驗(yàn)之前我們對(duì)學(xué)生提出了明確的要求,使學(xué)生有章可循、思路清晰,在講解、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)M講課之后,教師和學(xué)生對(duì)模擬講課進(jìn)行點(diǎn)評(píng).由于在一種寬松的環(huán)境下開展,學(xué)生興奮主動(dòng)、積極參與,課堂氣氛熱烈活躍.講解、演示過程對(duì)學(xué)生整理講課思路、組織語(yǔ)言、規(guī)范操作、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等都起到了積極的鍛煉作用,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)演示和講解能力.在學(xué)生教育實(shí)習(xí)過程中,很多學(xué)生都能非常熟練地將實(shí)驗(yàn)納入講課之中,并能用生活中常見的物品等演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理.在準(zhǔn)備就業(yè)和試講過程更是表現(xiàn)突出,表現(xiàn)出良好的技能水平.實(shí)踐證明,講解、演示實(shí)驗(yàn)在師范生走向中學(xué)教師的道路上是一個(gè)良好的嘗試,是一種積極有效的訓(xùn)練方式.
4.2待深化研究之處
4.2.1量化統(tǒng)計(jì)與分析不夠由于每年的教學(xué)法實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容都存在變動(dòng),目前還沒有針對(duì)開展具體量化的調(diào)查問卷分析和統(tǒng)計(jì),我們計(jì)劃在近期逐步研制相應(yīng)的改革調(diào)查問卷,開展相應(yīng)的調(diào)查,爭(zhēng)取取得更加明確的研究結(jié)果.
4.2.2缺乏跟蹤研究畢業(yè)學(xué)生的教學(xué)情況由于我們的畢業(yè)生分布在全國(guó)各地,對(duì)學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況跟蹤調(diào)查研究存在較大困難.對(duì)學(xué)生的跟蹤研究可以提供反饋,為改革提供更合理的依據(jù).因此,我們計(jì)劃通過教育實(shí)習(xí)等形式進(jìn)一步加強(qiáng)與畢業(yè)學(xué)生的聯(lián)系,爭(zhēng)取能對(duì)一定數(shù)量的學(xué)生進(jìn)行跟蹤研究.
4.2.3自編教材未出版教材是學(xué)生開展學(xué)習(xí)的重要參考.但由于參與改革的主要教研人員工作繁忙,筆者還在攻讀學(xué)位,沒能及時(shí)將教學(xué)法實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行系統(tǒng)的整理,沒能以正式出版的形式展示給學(xué)生.目前我們正在積極搜集材料,抓緊制定編寫教材的基本思路,爭(zhēng)取在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到出版要求.