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关键词:交叉课程;全面教学观;情景创设;效果评估
软件产业是国民经济的基础性、先导性和战略性产业,在优化经济结构和推动信息化建设等方面发挥着越来越重要的作用。软件产品是典型的智力劳动成果,具有无形、易复制等特点,所以知识产权保护对软件产业来说显得尤为重要。从2003年的“华为―思科版权诉讼”,到2009年的Google数字图书馆引发全球版权之争,近些年软件产业和高科技公司的知识产权案件引起了社会各界的高度关注。培养既了解软件行业发展规律,懂得法律常识并善于运用知识产权法律武器,又具备现代软件企业管理理念和国际化视野的复合型人才,顺应了社会和企业的需求。在这种形势下,软件知识产权管理作为多学科交叉课程,逐渐进入大学计算机系和软件学院的教学大纲。本文首先分析了软件知识产权管理的多学科交叉特点和教学现状,确定了教学目标和策略,然后以现代教学理论为基础,提出相应的教学方法和策略,更好地实现多学科交叉课程的教学目标。
1软件知识产权管理多学科分析
课程涉及软件开发、知识产权法律和现代企业管理等方面内容,是计算机、法律和管理等学科相互交叉的综合体。图1表示三者之间的关系。企业在组织和管理软件开发过程中,合理、适时运用知识产权法律;软件开发和知识产权法律都为企业的发展和管理服务;软件开发技术支撑知识产权法律,如对软件的表达和软件创意本身分别申请著作权和专利;利用知识产权法律指导软件开发过程,避免侵权和泄漏商业秘密等事件发生。
1) 软件开发技术。软件行业常用的开发技术与计算机学科的各个分支直接关联,如软件工程、操作系统、体系结构和计算机网络等。这也是该课程通常在计算机系或软件学院开设,而不在法学院开设的原因之一。
2) 知识产权法律。知识产权作为企业的创新性劳动成果,不仅是企业的重要资产,也是企业获取市场空间的重要手段。通过多年的法制建设,软件知识产权法律已经形成了一个以著作权法和专利权法为核心,商标权法、合同法和商业秘密权法等为重要辅助手段的法律体系。
3) 企业管理。企业要在激烈的国标市场竞争和复杂多变的外部环境中求得生存和长远发展,就必须站在全局的高度,通过强化自身的优势,取得企业内部资源与外部环境的动态平衡。企业管理是软件企业实现这个目标的重要途径,基本内容包括人力资源、市场、生产、研发、财务管理等内容,法律事务部也逐渐成为企业的常设机构。
通过上述对软件开发技术、知识产权法律和企业管理的讨论分析,可以看出每部分都有丰富的内容,各自分布在不同性质的学科领域,学科之间相互渗透,促成了交叉领域软件知识产权管理的形成。针对软件产业对“厚基础、宽口径、重实践、能力强”的交叉人才的需求,以知识创新和培养创新人才为己任的高等学校[1],设置多学科交叉课程软件知识产权管理并进行教学研究和探索是相当必要的。
2教学现状分析
软件知识产权管理是工科、文科和管理学科等理论的交叉、融合和渗透,具有内在逻辑和独立的知识体系。该课程作为专业选修课才是近几年的事情,目前在教学上存在一些困难和问题。
1) 从软件开发人才培养来看。在国家18号文件和47号文件颁布后,我国软件行业发展环境得到明显改善,软件企业的核心竞争力不断增强,但仍然相当缺乏具有较强应用、综合能力和国际化视野的软件人才。高校本科阶段如何培养符合社会需要的软件人才是一个值得持续探讨的问题,本课程作为整个培养体系的有机组成部分,如何开展和执行具有一定的试验性。
2) 从企业和公众的知识产权保护意识来看。目前存在以下3个方面的问题:(1)公众软件知识产权保护意识有所提高,但对具体内容缺乏认识,甚至存在部分误区;(2)软件企业对知识产权的重视程度逐渐增强,但由于企业缺乏运用和管理知识产权的知识和能力,使得知识产权的重要性在企业中不能得到体现;(3)知识产权纠纷呈上升态势,但对解决纠纷的合法途径,以及在解决纠纷过程中如何保护自己的合法权益或尽量减少自身损失,软件企业还缺乏相关经验。这些意识的提高不是朝夕可至的,教学中如何把最核心的思想和关键技术以最高的效率体现出来是值得探索的课题。
3) 从课程设置和教学资源来看。知识产权方面的课程一般在法学院开设,学员对软件行业的特点了解不够深刻,不能熟练运用软件工具,很难胜任诸如软件著作权、专利权等对计算机知识要求较高的权利申请工作。目前国内外众多的关于知识产权方面的著作、文章,主要从法律的角度来看,知识产权比较专业和艰深难懂。朱三元编著的《软件企业知识产权管理》首次从软件企业管理角度来看知识产权,是少见的比较合适的教学资源之一[2]。
4) 从知识产权立法和信息技术发展角度来看。2002版的《计算机软件保护条例》是比较重要软件知识产权保护的依据。但随着信息技术的进步,如网络技术、新兴的数字媒体,软件知识产权纠纷形式多样,技术含量加大且愈加复杂,很难从现有的法律依据中直接对某些案件做出判断。这增加了对教学各个环节的要求。
3教学目标和策略
针对软件知识产权管理的交叉学科特点、人才培养的需求和教学现状,本课程的教学目标是培养了解软件行业特点、熟悉知识产权法律、具备现代管理理念的复合人才,使得软件开发工程师具备法律观念,合理利用软件资源;知识产权管理人员也了解软件开发流程,掌握申请具体知识产权的能力;软件企业管理人员具有全局观念,从战略高度利用软件开发技术和知识产权法律手段。
传统、单一的教学模式已不再适用于交叉学科的教学实践。本课程的教学策略是以“文理互补、教学互动、课程融合、教研结合、面向社会和突破创新”为指导方针,结合现代教学理论,对各种教学要素进行优化组合。
在软件知识产权管理课程教学过程中,我们从软件开发的生命周期着手,分析与各个阶段密切相关的知识产权,这符合软件从业人员的思维习惯。我们利用软件工程中经典的瀑布模型,构建课程的内容体系,形成比较严谨的课程教学脉络。该体系以软件开发的三个时期(计划、开发和运行)为纵轴,以交叉学科涉及的三个维度(开发技术、法律和管理)为横轴,如图2所示。企业实际运作中,法律和管理维度中模块可能有更大范围的跨度和交叉,下图只是列出了比较典型的情况。
4教学理论与实践
在软件知识产权管理课程的教学过程中,我们遵循现代教学理论,综合考虑软件产业特点、软件知识产权相关法律要旨和现代企业管理理念,对各种教学要素(教学理念、教学目标、教学原则、教学主体、教学内容、教学方法、教学手段、教学管理、教学评价等)进行交叉复合,组合设计教学过程[3]。
4.1设立清晰教学目标,形成建构主义学习观
20世纪以来,教育理论经历了“行为主义理论”、“认知理论”以及强调学习的主动性、 “建构主义理论”等,各种理论各有特点。多学科交叉课程具有交叉性和复合性,教学过程中需要从学科交叉点寻找共性,形成新的知识点并扩展原有的知识结构。所以在课程教学过程中,我们遵循建构主义理论,形成建构主义学习观[4]。
多学科交叉课程是多个相关学科的专门知识的有机综合,但也容易使学生感到学习重点不明确,所以必须设立清晰的教学目标,并准确地传递给学生。课程以管理为起点,通过讲授法律知识在软件企业中的应用,使得学生了解软件企业如何有效地开发、保护和应对知识产权等相关事宜。所以管理是主线,法律是工具,计算机软件是管理对象。通过学习课程,学生应该懂得软件企业可以申请哪些知识产权和申请方法;有哪些主要知识产权法律的类型、保护范围和实施方式;企业如何建立知识产权管理制度和制定管理战略,并有效应对侵权和被诉侵权。
4.2强调教学的整体性,形成全面教学观
现代教育原理认为,教学过程是教与学双边互动过程,教为学而存在,学又要靠教来引导,两者相互依存。教学整体性表现为教学的构成(物质实体)与关系(相互作用)两方面所具有的有效连接[5]。
在课程的教学过程中,我们对教学内容、方式进行调整和系统设计,形成全面的教学观。教学中强调教学的整体性,而不片面强调某个学科(计算机、法律和管理学科)的内容,更多地建立和强调知识之间的串联。同时,教学中充分发挥教师在某个学科上所具有的优势,但仍然强调管理是本课程学科交叉内容的起点,最终仍然要回到管理上来,以使得教学的整体性不被割裂。另外,在教学过程中,通过课堂环境、创设的情景或其他交流渠道,将教师、教材和学生等实体对象衔接起来,帮助学生深化相关概念,并改变他们的认识。如利用教学机器上的Windows操作系统,引出黑屏事件和盗版软件话题,进一步讨论盗版软件的商业链以及终端客户是否侵犯知识产权等问题。
4.3重视学习效果差异性,鼓励深层学习法
现在大学校园中不同程度地存在着学而不习(学习态度问题)、知而不识(学习方法问题)和文而不化(教育方式问题)的现象,这导致了学习效果的差异性[6]。学生在学习过程中采用了两种不同质的方法。一种是“深层法”(a deep approach),学生以理解思想和探寻意义为目的;另一种是“表层法”(a surface approach),学生把学习看作是来自外界的一种强制性任务,他们重点关注的只是尽可能准确地去复制这些基本知识。
在课程的教学过程中,我们非常重视学习效果的差异性,通过各种途径来消除这种差异性,引导并鼓励学生采用深层学习法。主要措施包括以下3种:
1) 介绍各学科的基本概念,从多门学科知识的交汇点说明交叉学科形成的必然性;
2) 以参与式、发散式问题为主线进行教学,培养学习兴趣;
3) 引导学生对多门课程和多个门类的知识进行综合,并用于解决实际问题。
譬如,教学中比较各种知识产权法形成时间、保护的范围、有效期限和申请方式等不同,强化法律意识;从软件工程师和企业管理者不同的角度,分析一项知识产权是选择著作权,还是专利权,或者商业秘密权来进行保护。开源软件是软件开发人员入门时的重要资源和工具,教学中我们针对开源软件是否收费、开源软件对商业软件的生态平衡作用、开源软件与商业软件的结合可能性等启发性问题,组织学生深层次讨论、评估并形成结论。
4.4创设模拟学习情境,驱动自主学习和合作学习
在教学过程中,完全真实的学习情境一般难以达到,可以通过分析真实学习情境的要素、构成和特点,创设模拟学习情境,以达到基本相同的学习效果。通过模拟学习情境的创设,为学习者还原知识背景,有效激发联想,促进知识建构,提高对所学知识的迁移和应用能力。
该课程相对于传统课程,具有知识点多(法律规定)、知识结构复杂(学科交叉)和实践性强(工程开发)等特点,在有限的教学时间内,掌握全部内容有些困难。教学过程中,教师创设模拟学习情境,设立情境目标,分解角色和流程;学习者选择自己的角色,执行分配的工作流程,履行相应的职责。
实践教学过程中,根据软件企业的组织结构,我们设定企业管理层、知识产权管理部门、软件开发部门、人力资源部门等角色,通过模拟一个集成产品的开发全过程,使各部门协调运转。最后分析整个过程,讨论各部门职责的履行程度,通过完善各部门的工作流程来提升整体系统的工作效率。其中一些典型场景如下:
1) 人力资源部门招聘符合项目开发需求的员工。部门经理需要注意什么,新员工如何关注合同的条款,有工作经验的员工如何遵守“竞业避止”的规定?
2) 软件开发部门拟定开发计划。如何使用开源软件?是否采用逆向工程技术?
3) 知识产权管理部门申请相应的著作权、专利权。知识产权管理部门的员工如何和软件开发部门的人员有效合作?申请的流程和周期如何?
这种“模拟软件企业”为学生创造一种能够独立探究的情境,提供思考、参与知识获得的机会,从而提高和发展学生的自主发现能力、独立解决问题的能力和发明创造的能力。
4.5组织案例教学,增强实践体悟
案例教学法因其在美国哈佛大学商学院的成功应用而闻名于世,并被教育界广泛推崇。案例教学一般具有真实性、完整性、典型性和启发性等基本特点。多学科交叉课程,尤其是文理交融的学科,引入案例教学,可以启发学生探究案例形成背后的社会、经济、文化等因素,以及相应的社会影响;通过逆向或辩证思维,多角度评估案例现有结论;设定自己在案例中的角色,预计自己的可能行为等,可以增强自己的实践体悟。
课程涉及信息技术、法律和管理等方面的知识,跨越工程、人文、社科等领域。在课程教学过程中,针对案例教学,我们采用如下的策略:
1) 选择权威案例。权威性是指案例不仅典型,而且案例具备来源可靠、专家分析评说、社会或行业影响较大、结果明确等特点。
2) 选择新兴技术案例。这些案例是指技术含量高,不能从已有的法律条文中直接做出论断的案例,如新兴的数字媒体中的版权、网络环境中的域名等。这些案例可以引发争辩,关注如何保护自身和企业权益、如何避免遭受法律诉讼。
3) 采用视频案例的形式。视频案例以多媒体的形式,详细介绍了案件的起因、涉案各方、案件进展、争议焦点、各方辩辞、最终宣判、专家评说等内容,视频长度为20分钟左右为宜,是学生非常容易接受的教学形式。
4.6重视学习效果评估,提高教学的社会贡献
教师对学习效果及时进行评估,师生实现良性互动,互相获取对方的反馈意见,以体现有效的、高质量的教学。在多学科交叉课程教学中,需要建立多维教学评估体系,全面、客观、深入评价学习效果。
在课程教学过程中,采用案例分析、小组讨论、情景体验、专题问辩、文献阅读交流等多种形式,建立一系列文档包括原始素材、讨论小结、读后感、专题报告等。评估对基本概念的掌握程度、理论联系实际和建立知识关联的能力。课程最终学习成绩由多部分组成,考试成绩只占最后评估结果较小的一部分。
培养人才,德育为首。在课程教学过程中,我们避免使得学生孤立各个学科的知识,导致学生只会背一些条文和知识点,而是将良好的价值观念和高尚的道德品质融入教学的全过程,实现以促进人的和谐发展为目标的人文主义教育。如结合日常使用的软件,解释哪种情况是盗版;结合自由软件,分析如何尊重别人的劳动成果;结合新员工签订劳动合同的相关规定,解释如何避免侵犯前任雇主的合法权益等,使学生既掌握技术,又懂得法律,更具有全局管理理念。这也符合中央对大学生“育人为本,德育为先”的精神。
5结语
随着科学技术进步以及人们认识和改造世界能力的提高,多学科交叉已经成为促进知识创新的动力,并将成为一种发展趋势。教师需结合具体的学科交叉,探讨其中的教学规律,并体现在教学实践中,必然会提高教学效果。软件知识产权管理课程工程实践性强,与人们的日常生活密切相关,但由于其具有法律的严肃性和枯燥性,完成教学具有一定的难度。上述教学理论和实践探索总结了我们的一些理解和体会,在实际工作取得一定的效果,并将在今后的教学工作中进一步延伸和改善。
参考文献:
[1] 欧阳荣华. 教育学[M]. 北京:中国人民大学出版社,2007:60-75.
[2] 朱三元,寿步,周庆隆. 软件企业知识产权管理[M]. 北京:清华大学出版社,2005:8-11.
[3] 胡树华,兰飞,范文芳. 交叉学科的复合式教学体系设计研究[J]. 江苏高教,2007(4):69-71.
[4] 屈林岩. 学习理论的发展和学习创新[J]. 高等教育研究,2008,29(1):70-78.
[5] M S Smith. Opening Education[J]. Science,2009,323(5910):89-93.
[6] 张德江. 学习重在“习”,知识重在“识”,文化重在“化”:谈如何克服高等教育教学若干弊端[J]. 中国高等教育, 2008(12):27-29.
Teaching Practice of Multi-discipline Intersection Course of Intellectual
Property Management in Software Company
HE Gao-qi1, ZHANG Qi-bing2, LI Jian-hua1, GOU Wei-bin1, LI Dong-dong1
(1. Department of Computer Science and Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China;
2. Department of Humanities and Social Science, Anhui University, Hefei 230039, China)
八年级上《科学》第一章
生活中的水
复习提纲
第一节
水在哪里
1.
海洋水:海水约占地球水总量的96.53%
2.
陆地淡水:地球上最大的淡水主体是冰川水,目前,人类利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水、浅层地下水,仅占地球上淡水总量的0.3%
3.水有固、液、气三种状态,水的三态变化属于物理变化
4.水与生命:
一个健康成年人,平均每天需2.5升水,
人体重量的2/3以上是水分
儿童身上4/5是水分
5.水的循环:
小循环——①陆上内循环:陆地---大气
——②海上内循环:海洋---大气
大循环---海陆间水循环:海洋--陆地--大气
(l)
海陆间大循环的5个环节:
a蒸发
b水汽输送
c降水
d地表径流
e下渗
(地下径流)
(2)海陆间大循环的意义:
a使地球上的水、大气、岩石和生物发生密切的联系;
b使海洋源源不断地向陆地供应淡水,使水资源得到再生。
6、每年的3月22日为“世界水日”
第二节
水的组成
1.
水的电解
电极
气体的量
检验方法及现象
结论
正极
气体体积是负极的1/2
气体能是带火星的木条复燃
正极产生的气体是氧气
负极
气体体积是正极极的2倍
气体能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
负极产生的气体是氢气
实验结论:
水
通直流电氢气+氧气,说明水是由氢和氧组成的
(水的电解是化学变化)
2.、水的重要性质
颜色
无色
沸点
100℃
气味
无味
凝固点
0℃
状态
常温常压下液态
水的异常现象
4℃时密度最大,结冰后体积膨胀,冰浮在水面上
第三节.水的密度
1、密度定义:
单位体积的某种物质的质量叫做该物质的密度。.
(l)
密度是物质的固有属性,与物体的形状、体积、质量无关,即对于同一物质而言,密度值是不变的。(如:一杯水和一桶水的密度是一样的;)
(2)不同的物质,密度不同;
2.
密度的公式:
m
=ρ/
v
(公式变形:
m=ρv
v=m
/
ρ)
ρ表示密度,
m表示质量(单位:千克或克),v
表示体积
(单位:米3或厘米3)
水银的密度为13.6×103千克/米3,它所表示的意义是1米3的水银的质量是13.6×103千克,
3、.密度的单位:
(1)密度的单位:千克/米3
或
克/厘米3,
(2)两者的关系:
1克/厘米3=1000千克/米3
1kg/m3=1×10
-3g/cm3
(3)
水的密度:
1×103千克/米3或1克/厘米3
(4)单位转化::1毫升
=
1cm3
=
1×10
-6
m3
1吨=1000千克=1×10
6克
1毫升
=
1×10
-3升
1升=10
-3
m3
4、密度的测量
(1)测量原理:ρ=m/v
(2)测量步骤:
①用天平称量物体的质量;②用量筒或量杯测量物体的体积;③计算
5、密度知识的应用:
(1)
在密度公式中,知道其中任意两个量,即可求得第三个量。
(2)
可用于鉴别物质的种类。
第四节
水的压强
1、压力的定义:是垂直作用物体表面的力。
2、压力的方向:总是与受力物体的表面垂直,
3、压力的大小:不一定等于重力
4、压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关,一般在科学上用压强来表示;
5、压强的定义:单位面积上受到的压力叫做压强.
6、压强的计算公式:P=
F/S(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)
7、压强的单位:
帕
(Pa)
(1帕=1牛/米2,常用的压强单位有百帕,千帕,兆帕)
8、增大和减少压强的方法:
(1)增大压强的方法:
A、压力不变时,减小受力面积;
B、受力面积不变时,增大压力
(2)减小压强的方法:
A、压力不变时,增大受力面积
B、受力面积不变时,减少压力
9、液体内部压强的特点:
(1)
液体内部都存在压强;
(2)
液体的压强随深度的增大而增大;
(3)
同一深度,各个方向上的压强大小相等;
(4)不同液体深度相同处,密度越大,压强越大
(液体内部压强的计算式
P=ρg
h)
推导过程——P=
F/S=G/S=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρg
h
【思考】三个分别用铜、铁、铝、制成正方形,它们的质量相同,把它们放在桌面上,则对桌面产生的压强大小的关系是?——P铜
>
P铁
>
P铝
第五节
水的浮力
1、液体(气体)对浸入其内的物体都会产生向上的浮力,
2、方向:竖直向上
3、阿基米德原理:浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
公式:F浮=G排液=ρ排g
v排
注意:
(1)浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关,
(2)浮力与液体的深度、物体的密度,形状无关;
(3)对于完全浸没在液体中的物体,浮力还与液体的密度,物体的体积有关;
(4)计算时,单位要统一(ρ排取千克/米3,v排取米3)
2、物体的浮沉条件:
浸在液体中的物体的浮沉取决于:物体的重力G和浮力F浮的大小。
①F浮
下沉(ρ物>ρ液)
②F浮>G
上浮(ρ物
③F浮=G
悬浮
此时V排
=V物
(ρ物
=ρ液)
④F浮=G
漂浮
此时V排
V物
(ρ物
注意:
①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程,上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。
②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮=G
(沉到水底时:F浮+F支持力=G
)
4.实心物体浸没在液体中
①当ρ液
>ρ物
时,上浮(最终漂浮)
②当ρ液
ρ物
时,下沉
③当ρ液=ρ物
时,悬浮
5.
浮沉条件的应用
(1)轮船
①
因为漂浮时,F浮=G
,
所以同一艘轮船从海行驶到江河或从河到海,其受到的浮力不变。
②根据F浮=ρ排g
v排,同一艘轮船从海行驶到江河,因为F浮不变,ρ排减小,所以
v排必增大,即船身稍下沉。
(2)潜水艇:它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身的重力来实现的。
(3)密度计:因为F浮=ρ排g
v排
,液体密度不同,密度计排开液体的体积不同,液面所对应的位置也就不同。
6.密度计
刻度不均匀、上小下大(测密度时,密度计所受浮力不变——处于漂浮状态)
第六节
物质在水中的分散状况
1.
溶液:
(1)
溶剂:能溶解其他物质的物质叫溶剂(如水、酒精等物质)
(2)溶质:被溶解的物质叫溶剂。
(3)
溶液:由溶质溶解于溶剂后形成的均一的、稳定的混合物。
2.
悬浊液、乳浊液:
名称
特征
溶液
悬浊液
乳浊液
形成过程
固、液气溶解在液体里
固体颗粒分散在液体里
小液滴分散在液体里
稳定性
稳定
不稳定
不稳定
长期放置
均一、稳定
下沉
上浮
举例
糖水、汽水、饮料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
3.
混合物:由多种(≥2种)物质组成的物质叫混合物。
溶液、悬浊液、乳浊液都属于混合物。
4.
常用的溶剂:
水、酒精、汽油、丙酮等。
【思考1】衣服上沾上了油怎么办?――用汽油擦洗
【思考2】放在干洗店的衣服为什么不能当日取回?——原理:有无可以溶解在有机溶液中,而这些有机溶液往往有毒、易挥发,因此不宜即日领回。
第7节物质在水中的溶解
1.
饱和溶液和不饱和溶液
饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。
不饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解……,称为…的不饱和溶液。
注意:
(1)条件:一定温度和一定量的溶剂,否则饱和不饱和溶液就没有确定的意义。
(2)饱和溶液是对一定的溶质而言的。如某温度下的蔗糖饱和溶液是对蔗糖饱和的,不能再溶解蔗糖,若加入其他溶质如食盐,仍可溶解。
2.饱和溶液和不饱和溶液的相互转化(大多数物质适用)
A.加溶剂
B.升温
饱和溶液
转换方法
不饱和溶液
A.蒸发溶剂B.降温C.加溶质
3.
浓溶液和稀溶液:溶有较多溶质――浓溶液;
溶有较少溶质――稀溶液
注意:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液。
4.
溶解度
溶解度公式:溶解度=m溶质/m溶剂
×
100g
溶解度概念:
在一定温度下,某物质在100
克溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意:
(1)四个关键词:一定的温度,100克溶剂、达到饱和、溶质的质量
(2)溶解度就是一定温度下,100g溶剂中能溶解的溶质的最大质量
(3)溶解度单位为克(g)
5.溶解度曲线:
以温度为横坐标,溶解度为纵坐标形象地看出物质的溶解度随温度变化情况。
(1)
大多数物质的溶解度随着温度的升高而增大
①影响很大,如硝酸钾,表现为曲线陡
②影响不大,如氯化钠(食盐),表现为曲线平缓
(2)
极少数物质的溶解度随着温度的升高而减小,如氢氧化钙
6.
溶质的质量分数
(1)计算公式
溶液的质量
=
溶质的质量+溶剂的质量
溶液中溶质的质量分数=m溶质/m溶液
×
100%
溶液中溶质的质量分数=S/S+100
×
100%
(2)溶液中:溶质的质量=溶液的体积×溶液的密度×溶质的质量分数
(3)溶液的稀释或计算时,要点:混合后溶质的质量不变
(4)配制一定溶质质量分数的溶液步骤:
A、计算(溶剂和溶质的质量或体积)
B、称量(固体:用天平称取;液体:用量筒量取)
C、溶解(后装瓶,并贴上标签)
第8节
物质在水中的结晶
1.晶体――具有规则的几何形状的固体。不同的晶体具有不同的形状。
2.结晶――从饱和溶液中析出固态溶质的过程
3.获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾
4.有些晶体结合了一定数目的结晶水,称结晶水合物,如硫酸铜晶体(俗称胆矾)
第9节
水的利用和保护
水资源――水资源的分布
可供使用的水资源的丰富程度和一个地区的水循环按活跃程度密切相关。
(1)
全球水资源分布——空间分布不均匀
(2)
全球水资源分布——人均水资源差异大
(3)
我国水资源分布——夏季丰富、冬季欠缺,南多北少、东多西少
水的净化:沉淀、过滤、蒸馏
1.
水资源
:人类利用较多的是河流水、淡水湖泊水和浅层地下水,仅占全球淡水总储量的0.3%
2.
我国是一个缺水国家,且水资源地区分布不均匀,时间分配也不均匀,我国有300多个城市面临缺水危机,其中包括北京、天津、上海、等大城市。
3.水的净化
(1)
沉淀法:自然沉淀法
加入凝固剂,如明矾、活性碳等
(作用:使水中的悬浮杂质凝聚成较大的颗粒,叫做凝聚剂)
(2)
过滤法―――把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法
操作要点:一贴二低三靠
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸低于漏斗边缘,滤液低于滤纸边缘
三靠:倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒;玻璃棒紧靠三层滤纸一侧;漏斗下端紧靠烧杯内壁
(3)
蒸馏
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶
第二章
地球的外衣
第一节
大气层
1.
根据大气温度在垂直方向上的变化,将大气分为对流层,平流层,中间层,暖层,外层
对流层:A
对流运动剧烈
B
两极薄,
赤道厚
C
占3/4的大气质量
平流层:A
臭氧集中在此
B
气流平缓,适行
中间层:陨石在此燃尽。
暖
层:又称电离层,温度高,反射电磁波信号
外
层:卫星接受反射电视、电话信号
温度变化规律:先小,后大,再小,最后大,大
2.
激烈的对流运动和充足的水汽是形成天气的重要原因。
对流运动的规律:冷空气下降,热空气上升
空气的热胀冷缩
3.
如果没有大气层:
A
地球上没有生命
B
地球上没有声音
C
昼夜的温差大
D
受陨石袭击
E
受紫外线直接照射
4.
人类对大气层的影响:
A
有毒气体排放,污染大气
如形成酸雨
B
过多的二氧化碳排放,造成温室效应,使全球气温上升,海平面上升
C
臭氧层破坏,紫外线长驱直入,危害人类皮肤
第二节
天气和气温
1.
天气——短时间内,近地面的各天气要素的综合状况
要素:
气温,气压,湿度,风,降水等
2.
天气于气候的区别:
天气:短时间
如
阴转多云
晴空万里
鹅毛大雪
烈日炎炎
气候:长时间
如
四季如春
秋高气爽
终年高温
冬暖夏凉
3.
用温度计测量气温的大小,温度计一般放在百叶箱中,
A
保护作用,以免风吹雨打
B
防止太阳直接照射(门朝北)
C
通风,受地面辐射影响不大,能真实反映大气温度
4.
一天中,最高气温大致在午后两点,最低日出前后
人体最感舒适温度在22℃
第三节
大气的压强
1.
证明大气压强的存在:
A
马德堡半球实验
B
杯中水不倒出的实验
2.
特点:A
各个方向都有大气压强
B
大气压强随高度的升高而减小。
高度高,空气密度小
应用:
高山反应。
C
流速大,压强小。机翼下侧流速小于上侧,所以下侧压强大于上侧
用压强解释生活中的现象:关键抓住变化后形成压强差。
3.
大气压强的单位:帕
一个标准大气压为1.01*105帕,或等于760毫米汞柱(10高水)
4
高压区:空气下降,天气晴朗,空气干燥
低压区:空气上升(遇冷)
多为阴雨天气
5.
气压与沸点的关系:
1.
气压增大,沸点升高
实验手段:往里充气,原来沸腾的水停止沸腾,温度计温度升高。
应用:高压锅
2.
气压降低,沸点减小
实验手段:往外抽气,原来不沸腾的水重新沸腾。
第五节
风
1.
风---是空气的水平运动。只有在同一高度上的运动才是风。
形成原因:同一水平下高压气体向低压气体流动。
2.
风的基本要素:
风速和风向
风速
通常用级表示
风向
风吹来的方向。如风往北吹:南风
O——东风
第六节
为什么会降水
1
.水汽含量的多少一般用相对湿度表示
空气中含有水汽的多少与温度有关,温度高,水汽含量也大。
2.
测湿度的工具:干湿球温度计
结构:有干球温度计(普通温度计)和湿球温度计(包裹着湿棉纱的温度计)
原理:干球温度计测大气温度
湿球温度计会蒸发,蒸发要吸热,温度计示数变小,出现干湿差
大气湿度大,蒸发慢,降温小
干湿差小
;
大气湿度小,蒸发快,降温大,干湿差大
3.
降水的条件:
A
充足的水汽(相对湿度达到100%)
B
空气上升,温度降低,空气容纳水汽的能力降低
C
有凝结核,
水汽可以凝结变大
4.
降水量用毫米表示。
人工降水的方式:
1.
降温
打干冰
2.
凝结核
打碘化银
第七节
明天的天气怎样
1.
天气图
:表现不同地方天气信息的地图
等压线
:气压相等的地方连成的线
2.天气系统:
A
高压
:
气压从中心向周围减小的
天气:晴朗干燥
B
低压
:气压从中心向周围增大的
天气:阴雨天气
C
冷锋
:空气强度大于暖空气,并向暖空气方向移动
,
天气:
降雨、大风、降温天气
D
暖锋
:暖空气强度大于冷空气,并向冷空气方向移动
,天气:降雨、过后气温升高
F
台风
:低压气旋,中心风力十二级以上
锋面雨:冷暖气流势均力敌,带来大范围,长时间的降水,又叫梅雨
对流雨:长发生在副热带地区,雨量大,范围小,时间短。
4.
探究步骤:提出问题—提出假使—实验设计—得出结论—相互交流
第八节
气候和影响气候的因素
1.
天气:短时间的大气状况
气候:长时间;包括天气的平均状况和极端状况。
2.
纬度对气候的影响……原因:太阳辐射不均匀。
主要是对气温的影响:A
年平均气温
赤道附近高,两极低
B
四季分明(夏季高,冬季低)
3.
地形对气候的影响
1)迎风坡:吹来的风含有丰富水汽
空气受阻上升遇冷凝结降水
天气湿润,降水多,植被茂盛
背风坡:空气下沉
干燥少雨,植被低等,植被单调
2)海拔高:温度低
植被稀少
海拔低:温度高
植被茂盛
如:人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开;一山有四季,十里不同天。
1.
比热----单位质量(1千克)某种物质,温度升高(降低)1℃,要吸收(放出)的热量。
单位:J/(kg.℃)
水的比热:4200
J/(kg.℃)
表示地含义:
1千克水,温度温度升高(降低)1℃,要吸收(放出)的热量是4200焦
计算物质吸放热量的多少:Q
=
Cm∆t---表示变化的温度
C
表示比热
m
表示质量
5.
比热小,吸收相同的热量时,升高的温度大,升温快,降温也快。如沙土
比热大,吸收相同的热量时,升高的温度小,升温慢,降温也慢。如水
6.
季风产生的机理:因为海水比热比砂石大。
夏天:海水不易升温,温度比陆地温度低,形成高压区,陆地形成低压区,风从海洋吹向内陆,形成东南季风(偏南风)
冬季相反
7.
我国气候可以分为
:
季风区:
热带季风气候
亚热带季风气候(我省)
温带季风气候
:
非季风区:温带大陆气候
高原高山气候
8.
冬季,我国盛行北方吹来的寒冷干燥的偏北风,气温低,降水少。
夏季,我国盛行海洋吹来的温暖湿润的偏南风,气温高,降水充沛。
9.
我国干旱,半干旱地区的年降水量少于400毫米
10.我国灾害性天气有台风,寒潮,洪水。主要原因:乱砍乱伐,回湖造田,环境污染
第三章
复
习
第一节
环境对生物行为的影响
1、生物的生活环境主要指存在于生物周围的影响生物生活的各种因素。包括天气、昼夜、季节、光照、温度、湿度、化学物质等,都是影响生物行为的重要因素,生物能对环境刺激作出相应反应。
2、生物与环境之间的关系是:生物与环境之间相互影响。
3、植物的感应性有:向光性、向地性、向水性、向化性、向触性、向热性
第二节
神奇的激素
1、生长素主要集中在生长旺盛的部位,如胚芽尖端等,如果单侧光照射植物时,植物产生的生长素会在植物体内分布不均匀,背光一侧比向光一侧分布得多,背光一侧细胞比向光一侧生长得快,于是向光弯曲,产生向光性生长。
2、生长素的生理作用:①促进植物的生长;②促进扦插的枝条生根;③促进果实的发育;④防止落花落果;⑤低浓度促进植物的生长,高浓度抑制植物的生长。
3、植物激素:在植物体内合成并运输到作用部位,对植物体的生命活动产生显著作用的物质,如赤霉素、细胞分裂素。
4、胰岛素与血糖
①
胰岛素的作用:促进肝糖元的生成和葡萄糖的分解从而降低血糖的浓度,使血糖基本维持在90毫克/100毫升
②
当血液中葡萄糖含量高于正常水平时,胰岛素分泌增加,以促使血糖含量下降;当血液中葡萄糖含量低于正常水平时,胰岛素分泌减少,促使血糖含量上升,使血糖维持在正常水平。
5、内分泌腺和激素:内分泌腺是没有导管的腺体,分泌的激素会直接进入腺体内的毛细血管。
⑴脑垂体分泌的生长激素:能控制人的生长发育。
幼年时生长激素分泌不足会患侏儒症,分泌过多会患巨人症;
成年人生长激素分泌过多患肢端肥大症
⑵甲状腺分泌的甲状腺激素:能促进体内新陈代谢,提高神经系统的兴奋性。
幼年时甲状腺分泌不足会患呆小症;成年人甲状腺分泌不足会患大脖子病;
甲状腺分泌过多,引起的疾病是甲亢。
⑶肾上腺分泌的肾上腺素:能加快心跳的节奏,扩张通往肌肉的血管。
⑷胰岛分泌的胰岛素:能促进人体吸收的葡萄糖储存在肝脏和肌肉里。
胰岛素分泌过多,引起低血糖症;胰岛素分泌不足,引起糖尿病。
⑸卵巢、分泌的雌雄性激素:促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成,激发和维持人的第二性征。
第三节
神经调节
1、人和高等动物的生命活动调节包括体液调节(主要是激素调节)和神经调节,且以神经系统的调节为主。(见下图)
2、脑——中枢神经系统的高级部分,分为大脑、中脑、小脑
⑴大脑分左、右两半球,大脑表面称大脑皮层,具有许多沟、裂和回,扩大了大脑皮层的面积,大脑是中枢神经系统的最高级部分,大脑皮层中有许多功能区,控制着人体的不同功能。
⑵小脑的功能:A、协调肌肉的活动;B、维持和调节肌肉的紧张程度;C、维持身体的平衡。
⑶脑干:主要控制血液循环系统、呼吸系统的运动。
3、脊髓——中枢神经系统的低级部分
⑴位置:位于脊柱的椎管内,与脑干相通
⑵功能:传导和反射
⑶脊髓里的低级反射中枢,一般受大脑的控制。
大脑
小脑
脑
脑干
中枢神经系统
脊髓
神经系统的组成
脑神经
周围神经系统
脊神经
植物性神经
结构基础
细胞体
结构
树突
突起
基本单位——神经元
轴突
神经调节
功能:接受刺激,产生兴奋,传导兴奋
概念:动物(包括人)通过神经系统对外界和内部的各种刺激
所作出的应答性反应。
基本方式:反射
概念:参与反射的神经结构
神经结构:反射弧
感受器、传入神经
组成
神经中枢
传出神经、效应器
第四节
动物的行为
1、动物行为的产生,主要受神经系统的调控,同时也受身体内部激素的调控,这两方面是共同协调、相辅相成的。
2、动物的先天性行为:
特点:⑴与生俱来的行为
⑵不需要经过后天的训练就能形成的反射活动
⑶由大脑皮层以下的神经中枢即可完成
⑷是动物在进化过程形成而由遗传固定下来的个体生存和种族延续有重要意义的行为。
3、动物的后天性行为:
特点:⑴个体在生活过程中逐渐形成的
⑵通过学习获得的行为方式
⑶需要大脑皮层的参与
⑷是动物和人适应环境的一种重要的反应方式
4、人的学习行为与动物的学习行为相比较有什么不同?
(答案:人类除了对环境中声、光、味等具体刺激作出反应,还能以抽象的语言文字代替具体的刺激引起反射。)
第五节
体温的控制
1、体温:
⑴鸟类和哺乳类动物属于恒温动物,尤其是人类在不同环境中,都能保持相对稳定的体温。
⑵测量体温的部位:直肠、口腔、腋窝,其中直肠内的温度最接近人体内部的温度
⑶正常人的体温不是一个固定的值,而是一个温度范围
2、产热和散热:恒温动物和人类之所以能够维持稳定的体温,是因为机体的产热和散热两个生理过程保持动态平衡的结果。产热和散热的协调,是受神经和激素两方面的调节。
⑴产热:
①
产热的主要器官是内脏和骨骼肌
②
安静状态下以内脏产热为主,运动时以骨骼肌产热为主。
⑵散热:人体90%以上的热量是通过皮肤散发出去的,散热的方式有皮肤直接散热和汗液蒸发散热。
①
当环境温度低于体温时,大部分的体热通过皮肤直接散热,小部分热量通过汗液蒸发来散热。
皮肤直接散热的多少,决定于皮肤表面与外界环境之间的温度差,温度差越大,散热量越多,温度差越小,散热量越少。皮肤温度为皮肤血流量所控制。
A、
在低温环境中,血管收缩,皮肤血流量减少,皮肤温度下降,散热量减少
B、
在高温环境中,血管舒张,皮肤血流量增加,皮肤温度上升,散热量增加
②
当环境温度等于或高于皮肤温度时,皮肤直接散热不能起作用,此时蒸发就成为机体唯一的散热方式。
3、人体是如何调节体温的?
(答案:人体之所以能够维持稳定的体温,是因为机体的产热和散热两个生理过程保持动态平衡的结果。人体内的产热和散热过程是通过脑干(下丘脑)的体温调节中枢来调节和控制。当外界的气温低于人体正常体温时,血液温度降至低于37℃,刺激下丘脑中的热受体,通过战栗和使皮肤的血管收缩以减少失热,血温增高回到正常的血温;当外界的气温高于人体正常体温时,血液温度升至高于37℃,刺激下丘脑中的热受体,通过增加汗液的分泌及使皮肤的血管舒张以增加散热,血温降低回到正常的血温。
第四章
电路探秘
第一节电路图
组成:电源、用电器、开关、导线
电路
开路(断路):某处断开电路中没有电流的电路。
状态
通路(闭合电路):电路中有电流的电路。
短路:不经过用电器,直接用导线把电源两极连接起来——电源短路
(另外,还有一种短路,叫用电器短路。)
连接方式:串联电路、并联电路
第二节电流的测量
1.
电流的形成原因:电荷的定向移动。
2.电流方向的规定:正电荷的定向移动方向。
(金属导体中实际移动的是带负电的自由电子,此时电路中的电流方向与电荷的实际移动的方向相反。)
3.电流强度简称电流,用符号I来表示,电流的单位:安培
4.电流表的符号
。
其使用方法为
(1)、使用前应先检查指针是否指零。用试触法确定量程。
(2)、必须把电流表串联在电路中。
(3)、使电流从标有“+”接线柱流入电流表,从标有“-”的接线柱流出电流表。
(4)、绝对不允许把电流表直接接到电源的两极。
(5)、被测电流的大小不能超过电流表的量程。
第3节
物质的导电性
一、导体:
容易导电的物质。如:金属、石墨、人体、大地、食盐水。
二、绝缘体:
不容易导电的物质。如:橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等。
三、半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质。半导体材料:硅、锗。
原因
金属导体导电的原因是
:内部存在大量自由移动的电子。
绝缘体不导电的原因是:内部几乎不存在自由电荷。
四、电阻
1、电阻是导体对电流的阻碍作用。
2、电阻用字母R表示,电阻的单位:欧姆,简称:欧,符号:Ω
电阻的符号:
3、第4节
影响导体电阻大小的因素
1.导体电阻与长度的关系-粗细相同、材料相同的导体,越长,电阻越大
2.导体电阻与粗细的关系—长度、材料相同的导体,越粗,电阻越小。
3.导体电阻与材料的关系—长度、粗细相同,但材料不同的导体电阻不同
4.与温度的关系—一般导体的温度越高,电阻越大
第5节
变阻器的使用
一.滑动变阻器
1.原理:改变电阻线在电路中的长度,从而改变接入电路的电阻。
2.构造:
3、结构示意图:
3.电路符号:
4.使用:上、下各有一个接线柱接入电路中。
5.注意:①通过变阻器电流不能超过其最大值
②使用前应将电阻调到最大
③用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器串联。
第6节
电压的测量
一.电压
1.作用:电压使电路中形成电流
2.获得:电源是提供电压的装置
3.符号:U
4.单位:国际单位:伏特,简称伏,符号V
常用单位:kV、mV、μV
换算关系:1kV
=
1000V
1V
=
1000
mV
1mV
=
1000μV
5.重要的电压值:
①
一节干电池的电压U=1.5V
②
家庭电路的电压U=220V
③
对人体的安全电压是U不高于36V
二.电压的测量
1.
测量工具:电压表
2.电路符号:
3.电压表的示数:
量程
每大格
每小格
3V
1V
0.1V
15V
5V
0.5V
4.使用规则:
①
电压表要并联在电路中。
②
“+”、“-”接线柱接法要正确。
③
被测电压不要超过电压表的最大测量值。
④
电压表可以直接连到电源的两极上,测出的是电源的电压。
第7节
电流、电压、电阻
1.实验:
(1)、保持
电阻
不变,改变电压
,研究
电流与电压
之间的关系;
(2)、保持
电压
不变,改变电阻
,研究电流与电阻
之间的关系。
2.欧姆定律
当导体的电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比
数学表达式:
I
=
—
U
R
第八节
串、并联电路的特点
电流
电压
串联电路
I=I1=I2
U总=U1+U2
并联电路
一、评价机制要能引导教师对教育工作产生高度的事业心和强烈的进取精神
对教师的评价应该把教育教学的质量保证与教师的专业发展和素质提高整合起来考虑。评价不仅仅是对教师工作状况的鉴定,更重要的是鼓励教师思考教学过程以及自身的特点,促进教师的专业成长和提高教学水平,使得每一个教师都能深深地认识到,教育不只是一种职业,而是一种事业。职业可以讲代价、讲报酬,而事业则只能讲意义、讲献身。每一位优秀教师都应把教育工作当作事业来做,任劳任怨,不计得失,无私奉献,同时善于学习,关注发展,迎接挑战,积极进取。
二、评价机制要创造让教师成长的良好外部条件
要成为优秀教师,除了教师本身有十分优秀的内在素质和扎实的教育功底外,还需要外部条件给以支持。优秀教师们认为,要使教师迅速成长,首先学校要有一个民主、宽松、科研意识浓厚的氛围,其次能给予一定的物质条件和资源作保证。这一外部条件有利于教师快速成长,有利于激励教师全身心投入教学;同时给教师更多的时间去研究教育教学工作,有更多的精力去探索和实践教育改革的路子。在教师成长的过程中,除了自身的努力以外,基层领导的人格、学识以及对人才的重视、培养,社会竞争,有效的继续教育,社会各界提供的机遇等也是影响教师迅速、健康成长的重要因素。同时工学矛盾、行政与业务的关系处理等也成为影响优秀教师再成长进步的主要因素。
三、建立多元主体评价机制,准确把握教师成长中的问题
促进教师专业发展的评价活动,需要学校领导、同行、学生、家长以及被评教师的共同参与。整合多方面的评价力量,可以全面准确地把握被评教师的工作表现和工作绩效,有助于营造理解、信任、尊重教师和帮助教师专业成长的人文环境。教师的自我评价是教师自我反思教学实践,促进教师专业发展的重要方式。它可以帮助教师把经验和理论联系起来,加深对自己专业活动的理解,强化自己的角色意识;教师涉入评价过程的亲身体验以及通过体验得出的结论,会引起教师教学理念和教学行为的变化,增强教师对自身职业发展的责任心和自信心,会提高教师的自我评价能力,提升教师的专业水准。同行、学生、家长的评价具有很大的潜在价值,但都存在着可靠性和有效性的问题。需要制订一个恰当的评价标准,设计科学的评价量表,需要采用有助于评价信息互相补充的多样化评价方法。如学生评教,学生评教不应简单地由学生对教师是否满意打个分,而应有一系列的举措。
四、建立个性标准评价机制,有利于教师的专业发展
促进教师专业发展的评价制度属于专业性评价范畴,它鼓励评价对象参与评价方案的设计,并依据不同的教学任务、教师发展阶段与课程目标,有区别地评价教师。因此,评价标准的制订,既要理解和尊重教师教学中的差异性,又要体现教育教学规律和教师专业发展的要求;既要参照教育行政部门制定的教师评价标准指导纲要和学校内部制定的教师岗位职责等文件,又要听取评价对象对自己工作职责范围的陈述和对制订评价标准的意见,以此保证量身定制的评价标准切合实际、科学、可行。评价标准,可以是对教师教学、科研、管理和社会服务工作的全面评价,也可以是对某一方面的重点评价。笔者学校有位教师,课堂教学中表达能力不强,但是这位教师的动手能力强,于是我们让这位老师负责组织学校科技小组。这样,经过他指导的学生,大多数成了电脑高手、家电维修高手、无线电爱好者,有多人荣获小发明、小创造奖,有三位同学甚至在省里获得大奖。这位老师不仅重新赢得了学生的信任,更重要的是他自己建立了作为一名教师的自信。
五、评价应根据教师成长的不同阶段设立不同标准
“以人为本,既关注教师的现在,更关注教师的未来”是建立符合素质教育要求的教师评价机制的核心问题。对青年教师来说,实施发展性的教师评价制度尤为重要。假如针对青年教师教学能力的评价能根据教师成长的几个不同阶段分为见习期教学评价、入门期教学评价、胜任期教学评价和骨干期教学评价(骨干教师后备人选和骨干教师),则会使青年教师的积极性被极大地调动起来。青年教师需要一定的时间和“空间”熟悉业务和适应教学情况,他们更迫切地需要有机会讨论和反省自己的工作表现,渴望获得机会畅谈自己的工作成绩和压力;尤为重要的是,学校能得以了解他们的需求,从而制定出更加合理的进修计划和资源分配计划。
[关键词]醛、酮 探究 问题式 观课议课 化学课堂
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0244-01
观课议课活动中,观课教师要利用多种感官,借助一定的观察工具来收集课堂上众多信息。如与教学有关的课题导入,课堂生成、教学设计、师生状态、互动等各个环节,教师都应认真观、认真记、课后还要认真议。一节课观下来,观课教师记录的信息五花八门、面面俱到,但对自身教学的实际指导价值并不大,特别是对本学科教学实际问题的处理几乎无借鉴之处。这种广泛的观议课方式看似全面,但观课方向不明确,无主次之分。观课结束后,授课教师教学改进的问题太杂乱,有时会本末倒置,达不到预期的教学成效,且教研效果也不明显。
“建构‘观课议课’理念,助推中职青年教师成长的实践研究”课题就将后期的研究方向调整为“问题式”观课议课。“问题式”观课议课以教研组牵头组织,围绕教学中教师难讲解、学生难理解的内容提前预设问题;根据中职生学情,教研组教师结合以往教学经验共同研究最佳的教学策略解决。在课例实践中实施,观课中重点观察预设问题能否实现预期教学效果。
一、教学问题的预设要反复推敲,符合中职生学情。
观课前,观课、授课教师选取典型课例实践,以教研组为单位,各成员根据本课例的教学重难点对所选课例结合自身的教学经验,一起经过反复思考、推敲讨论后确定本课例实践的预设问题,且预设问题的提出要符合教学大纲和中职生的学习现状。
课例分析:课例实践教材选自人民卫生出版社《有机化学》第四章《醛、酮》。《醛、酮》的教学是在学习《醇、酚》之后《羧酸》之前的又一类重要烃的衍生物,在知识衔接上承上启下,学习顺序上循序渐进,使得《醛、酮》在课例选取中具有一定的代表性。《醛、酮》教学中问题的预设,第一,要考虑中职生的学习基础差,学习能力有限。问题预设符合学生的认知特点,问题设计简单易懂,学生易理解,且问题易解决。第二,醛、酮的官能团与糖有相似之处,问题预设要为后面糖类学习打基础,还要与医学专业实际相联系。在教研组教师的反复斟酌下,《醛、酮》教学最后预设了三个问题:1、醛、酮的结构;2、银镜反应;3、简单醛、酮的鉴别。这样预设的问题有利于学生明确本节课教学目标,同时有利于教师千方百计突破教学重难点。
二、预设问题的解决要集思广益达到预期的教学效果。
问题预设后大家要群策群力提出解决方案。如果我是授课教师,针对问题,给出自己准备用怎样的教学手段来突破问题。真正的授课教师会结合自身的讲课特点,选择取舍、借鉴其他教师有效的教学方法,最后选取最佳教学手段进行课例实践解决问题,最终使本堂课教师讲得轻松,学生学得愉快,让教学效果达到最佳。
课例分析:醛和酮的官能团中含有相同的羰基, 但二者又存在不同之处,比较醛、酮结构的异同之处,类比的讲解突破了醛、酮的结构还便于学生比较记忆结构。为了加深学生对醛、酮结构的认识,灵活调整教材内容的顺序,学生在理解醛、酮结构的基础上再学习重要的醛、酮才能做到温故知新,这种合理的调整教学内容符合学生的认知顺序,又能巩固所学知识,有利于问题的解决。在介绍重要醛、酮时,可适时对学生进行医学专业知识的渗透。例如学习甲醛时,介绍其医药用途即40%的甲醛水溶液即“福尔马林”用作消毒剂和防腐剂,可用于保存动物标本和尸体。
醛、酮的官能团不同,则结构不同,利用有机化学中结构决定性质这一规律,预测二者不同的性质。醛、酮不同的化学性质主要表现在醛与碱性弱氧化剂(土伦试剂、费林试剂)的反应中。而酮的羰基上没有氢原子,则酮不能被弱氧化剂氧化。醛与弱氧化剂的反应主要用实验探究法解决。
醛与土伦试剂的反应,对学生进行分组实验。实验时对土伦试剂即银氨溶液的配制要着重强调,教师引导学生阅读实验过程,指出实验成功要素――切忌加入过量的氨水,否则将生成雷酸银受热后会引起爆炸;另外,过量的氨水也会影响试剂的灵敏度。在解决银镜反应问题的同时学生切身体会到实验成功带来的喜悦感,还要让学生明确课本知识与生活实际是有联系的,教师向学生简单介绍“治镜”工业原理与银镜反应的联系。学生通过实验提高了观察现象和动手操作的能力,并且加深了学生对知识的理解。
为了节省有限的课堂时间,也避免课前繁琐的实验准备。醛与费林试剂的实验通过视频演示,演示让学生对实验留下鲜明生动的印象,并且激发了学生做此实验的兴趣。醛和葡萄糖有相同的官能团醛基,则二者有相似的性质,授课教师进行知识迁移顺势介绍葡萄糖与班氏试剂反应与醛与费林试剂反应现象相似,激发了学生对葡萄糖的好奇心,为糖类的学习埋下伏笔。实验探究醛与弱氧化剂的反应,总结醛、酮的不同性质顺其自然地解决了简单醛、酮的鉴别。
三、有的放矢地观课可使观课、授课教师双方获得共赢。
在观课过程中,观课教师焦点集中在预设问题的教学上,围绕问题尽可能全面收集课堂信息,详实填写观课记录表,观察课堂上预设问题的解决亮点,思考教学过程中生成的新问题。观课教师亲临课堂带着问题观课,不仅能使观课目的明确,还能启发自己的教学,同时也调动了学生的主动性和积极性,使得观课、授课教师都受益匪浅。
课例分析:授课教师引导学生条理地分析、对比醛、酮结构,启发学生结合以前所学有机物性质和反应类型的知识打开思路,预测醛、酮可能发生的反应。实验导向探究醛与弱氧化剂土伦试剂、费林试剂的反应,充分体现了实验与理论相结合的认识规律。同时教学过程中又生成了新问题,如课堂穿插有关醛、酮结构和简单醛、酮的即时练,学生会更好、更快地理解掌握知识点;课堂学生分组实验教师指导怎样才会更快捷有效;课后问卷调查对预设问题掌握较差的学生又如何指导其进一步学习。以上这些新问题都需要教师课后议课反思讨论来增强教学效果。
四、课后跟进问题、集中议课,议出更多可能的教学策略。
课后教研组观授课教师围绕观课问题、实际教学与预期教学的差异集中议课,跟进课堂困惑和教学中生成的新问题,围绕问题深入思考,商讨更多的教学策略,达成共识。教研组长针对问题总结每位教师的成功对策,相互补充,提出更多的教学可能性供教师对照选择。
醛、酮课例教学中,课后议课对教学过程进行了补充改进。课前教师提前布置预设问题,学生阅读教材预习;教师备课时准备关于醛、酮结构及鉴别的即时练;课堂上布置课外作业让学生上网找有关甲醛、丙酮在生产、生活中的应用资料;课下第一时间统计学生对“问题式”教学的评价表,掌握学生听课中存在的问题,以便教师在下节课教学中及时补充强调。
观课、授课教师在课例实践中,围绕两三个预设问题,带着自己的教学经验共同思考商讨,共同分享成长,“观”课优势,“照”己不足。同行们围绕预设问题交流讨论――观课思考――议课反思的过程中有针对性调整教学,共同改进课堂教学、提升教师专业素养、促进教师专业成长,增强了观课议课效果。
参考文献:
关键词:自动控制原理;计算机辅助教学;考核方式多元化
作者简介:陈兆岭(1967-),男,江苏泰州人,江苏大学电气信息工程学院,讲师;刘国海(1964-),男,江苏扬州人,江苏大学电气信息工程学院,教授。(江苏 镇江 212013)
基金项目:本文系江苏省“十二五”高等学校重点专业建设(批准号:苏教高[2012]23号)、2011年江苏大学校级教学改革与研究项目(重点)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0086-02
“自动控制原理”是一门理论性和工程实践性都较强的专业基础课,是后续专业课程不可缺少的先行基础课,[1]江苏大学电气信息工程学院所有专业的学生都要学习这门课。为了提高教学质量,课程教学组根据课程特点采用多种教学手段,对课程教学进行了全方位的改革实践。
一、课程特点和教学改革的必要性
“自动控制原理”课程的特点是:内容成熟丰富、涉及知识面广、理论性强、比较抽象但又和工程实践联系紧密、可供使用的教学手段更新发展快,同时习题多、难度大,是具有一定深度和学习难度的课程,往往让学生感到难学,教师感到难教。[2]教师在讲授过程中也容易过分强调理论知识的数学推导而忽视工程应用,使这门课类似数学课。[3]若教师对这门课程采用以“教师为中心”的单一教学模式,沿用传统的“课堂板书讲授+验证实验”的教学方法,则不利于学生系统地掌握课程知识点,会导致学生缺乏学习兴趣和主动性,从而无法达到良好的教学效果。[4,5]因此教师必须更新观念,大力倡导积极主动的学习方式,充分应用先进的现代教学手段,建立一套包括理论讲授、计算机辅助教学、实践教学、作业讲解、网络资源共享、评价体系和学术讨论相结合的全方位的课程教学改革新体系,充分调动教师和学生的积极性,努力提高教学质量。
二、全方位教学改革实践
江苏大学“自动控制原理”课程教学组经过认真研究,本着“以学生为中心”、“厚基础、重实践、重能力”的指导思想,在省重点专业建设和校级教学改革与研究项目的资助下,对课程体系进行整体优化,将多种教学手段并举,实现了师生之间学习过程的双向互动,取得了良好的教学效果。
1.精选教学内容
为了解决“自动控制原理”课程内容多、学时少的矛盾,教师必须根据教学大纲的培养目标突出重点优化整合教学内容。根据江苏大学电气信息工程学院各专业的学习需要,本课程组分别精选了90、75、60和45学时的课堂教学内容。自动控制系统分析与设计的主要内容和重点是研究系统的特性,即稳定性、动态性能、静态性能。“稳、快、准”贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析的过程,教师在讲课过程中又以工程上应用广泛的频域分析为重点和难点,将基本概念、基本原理和基本方法讲透,让学生了解和学习“控制论”的思想方法。课程开始时就向学生推荐几本国内有影响的参考书,对于教学大纲中规定的了解内容则略讲,或让学生课余自学,这样不但培养了学生的自学能力和独立思考解决问题的能力,也节省了课时。
教师也要注重介绍控制学科前沿的最新发展,使课程具有先进性和时代感。增加MATLAB软件的应用,减少讲授系统根轨迹绘制、频率特性绘制的内容,而将重点放在应用根轨迹法和频域分析法进行工程分析与设计上,使学生掌握专业的知识与技能。
根据以上原则,课程组成员编写的教材《自动控制原理》将于2013年由机械工业出版社正式出版发行。
2.课堂教学手段多样化
课堂教学是教师讲授和学生学习的重要环节。为了增强授课效果,教师应采用讲授式、探究式、案例式、讨论式和对比式等教学方法相结合,采用以多媒体课件为主、减少板书时间、增加Matlab软件应用内容介绍、增加师生互动交流时间等教学手段。
课程组教师根据授课内容的不同,将多种教学方法相结合,如绪论部分采用了讲授式、案例式、对比式等方法介绍自动控制的定义、特点、实例、基本内容和基本要求;采用探究式、讨论式和对比式等方法分析时域法、根轨迹法和频域法的区别与联系、应用范围、优缺点等。
由于课程理论性强、公式推导多,采用传统的板书方式耗时费力,而采用多媒体课件教学,不但节省课时,而且图文并茂,增加了信息量,提高了课堂教学效率。为了适应学生的思维速度,在公式推导时,教师利用多媒体动画一步步地给出演算过程,产生了和板书相同的效果。
教师引入基于Matlab的计算机辅助教学,避免了高次方程解根、高阶系统性能指标计算等烦琐计算,可以把时域、根轨迹、频域分析和校正系统的绘图很快地在计算机上绘制出来,还可以方便地分析系统传递系数、开环零极点变化等对系统性能的影响。这不仅提高了课堂的教学效率,也使学生巩固了所学知识,拓宽了思路, 提高了学生的学习的兴趣和热情,同时为后续的课程设计、毕业设计的分析和计算工作打下良好基础。
采用的多媒体课件和引入的Matlab辅助教学节省了课时,增加了师生课堂互动交流的时间。教师在授课过程中可适当地留一些悬念,启发学生思考后再进行讲解,效果更好。如在讲授奈氏稳定判据时,抛出问题:当有p个开环极点在s平面的右半部时,奈氏曲线会如何变化,奈氏稳定判据应用时应作哪些修改。通过学生独立思考、师生互动解决问题后,学生对奈氏稳定判据的本质理解更深刻,印象更清晰。
教师每讲完一章应归纳出本章知识点作为学生复习的重点,引导学生及时复习。
3.改革作业完成方法和实验方式
课后及时做作业,有利于学生深入理解学习内容、巩固所学知识。教师课后布置一些概念性强的习题,要求学生阅读参考书,利用Matlab指令或Simulink模块进行仿真,这样既拓展了学生的思维模式又能让经典的专业知识与时展相结合,使学生在掌握成熟的专业理论的同时理解本专业的性质和实际应用特点。
实验方面采用验证实验和设计实验相结合、仿真实验和物理实验相结合、课堂实验和开放实验相结合的方法。需要在课堂完成的验证实验有四个,同时学生也可自主设计实验,学生根据所学的知识利用实验室的设备自由设计实验,以验证所学的理论知识,充分发挥学生个体的能动性、创新性来自主设计一些自动控制系统。通过实验,学生掌握了诸如实际温控系统的组成、PID控制器的设计和调节,更好地将理论知识应用到实际系统中。
课程组教师结合自身的科研课题,吸收部分学生实际参与;组织学生开展各种丰富多彩的课内外科技活动,进行大学生电子设计制作培训;组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、校“星光杯”科技作品大赛、大学生科研立项等活动,学生每年都取得不俗成绩。
4.网络资源的建设和利用
江苏大学开发了“自动控制原理”课程的网络课堂,教师充分利用校园网络资源进行网上辅助教学。网络课堂系统主要分为三大模块:资源中心模块、教师管理模块和学生自主学习模块。课程教学大纲、教案概略、参考文献目录、网上提交作业、在线测试、实验预约、师生互动、网络课件、部分授课录像等都已上网使用,并逐步充实和完善。学生可在网上下载所需学习资料用于课前预习和课后复习。网络资源中心不断更新充实国内精品课程、学术期刊和相关技术资料等内容,为学生的自主学习提供了一个良好平台。除此之外,该系统还包括随机出题的习题库子系统,学生可以随时通过习题库进行自我测验,同时也有网上辅导体系,学生可以随时与教师互动答疑。
5.考核评价方式多元化
江苏大学“自动控制原理”课程改变期末一张考卷定成绩的传统做法,总评成绩由平时成绩和考试成绩组成,平时成绩占25%,考试成绩占75%。平时成绩主要考核上课出勤、课堂参与情况、作业成绩、实验成绩。试卷命题要知识覆盖面广,分为基本要求部分和提高部分,前者约占试卷总分值的75%,主要考核学生掌握基本知识的程度,后者约占试卷总分值的25%,主要考核学生灵活运用所学知识的能力,难度与考研题接近。这样做既考核了学生掌握基本知识的情况,又促进学生深入学习研究,保证了考核结果的区分度。
6.教改研讨活动制度化
“自动控制原理”是学院的重点教学课程,学院成立了专门的课程教学小组,并持续吸收自动化系新教师加入。多年来,课程组坚持开展经常性的、有计划的教学研究活动,针对课堂教学中的重点、难点以及新问题开展专题讨论,深化课程的教学改革,不断地更新和完善教学内容,改进教学方法。学校每年开展一次讲课竞赛,提高教师讲课技能,积极申报省市和学校的教学改革项目,所涉及的内容有:课程教学体系整体优化、教学内容与方法改革、课程群建设、双语教学、教材建设、实验室建设、多媒体教学研究与建设、网络教学平台建设等。学院鼓励对外交流,鼓励教师发表教学改革论文,派出课程组教师参加每两年举办一届的“全国自动化教育学术年会”,直接和兄弟院校交流教学经验,学习先进的教学方法和手段,将“自动控制原理”课程的教学改革推向新的台阶。
三、教学效果
“自动控制原理”课程的全方位教学改革,取得了良好的教学效果。学生普遍反映学习兴趣浓厚、课程内容充实、学习效率提高,考核总评成绩提高,不及格率下降至7%以下。相当数量的学生在教师的研究课题中发挥较大的作用,每年参加的全国大学生电子设计竞赛,都能取得几项一等奖,对江苏大学的电气工程及其自动化专业(国家级特色专业)和自动化专业(江苏省品牌特色专业)的建设起到了促进作用。
参考文献:
[1]田玉平.探索“自动控制原理”课程教学体系改革之路[J].电气电子教学学报,2008,30(3):8-11.
[2]李振龙,乔俊飞,孙亮,等.自动控制原理课程体系结构和教学方法探讨[J].教学研究,2009,32(2).
[3]符强.《自动控制原理》课程的探究式教学研究[J].四川教育学院学报,2012,28(3).