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一、教師面、線、點(diǎn)結(jié)合教學(xué)法
所謂“面”的教學(xué)法,亦稱宏觀知識傳授法,就是從總體上把“三生教育”的知識體系進(jìn)行概述。所謂“線”的教學(xué)方法,就是讓學(xué)生清楚的知道,教材是緊緊圍繞“生命,生存,生活”這條主線展開的,并且“三位一體”,一脈相承,總之,“面”和“線”的教學(xué),是讓學(xué)生有個感性層面上的認(rèn)知。同時,在教學(xué)方法上要注意的是:滿足學(xué)生心理需要和誘發(fā)學(xué)生的興趣是最好的老師,是教學(xué)成功的關(guān)鍵和法寶。第一節(jié)課千萬不能平鋪直敘,不能沒有吸引力或強(qiáng)大的磁場,教師必須通過精心的課前教學(xué)設(shè)計,讓學(xué)生對“三生教育”產(chǎn)生濃厚的興趣,起到勾心效應(yīng)。筆者在“面”和“線”的教學(xué)中,對學(xué)生說:我們?nèi)握n教師對“三生教育”課程是什么樣的態(tài)度和感覺呢?請聽我們借鑒名人或自創(chuàng)的《“三生教育”宣言》:鄧?yán)蠋煹男穆暿?“吾生也有涯,而學(xué)也無涯。”史老師的感觸是:“書山有路勤為徑,學(xué)海無涯苦作舟。”羅老師的表白是:“春風(fēng)化細(xì)雨,‘三生’入我心。”蔣老師的壯語是:“笑談人生三百年,春夏秋冬話人間。”閔老師的歌聲是:“長江后浪推前浪,后代應(yīng)比前代強(qiáng)。”郭老師的情懷是:“生命誠可貴,生存傲風(fēng)霜,生活有希望!”說到底,就是要在教師對課程有“一見鐘情”的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生對課程有“相見恨晚”的情懷。
辯證唯物主義認(rèn)識論強(qiáng)調(diào),認(rèn)識的任務(wù)在于透過事物的現(xiàn)象和外部聯(lián)系,了解其本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系,感性認(rèn)識雖然是認(rèn)識事物的基礎(chǔ)和起點(diǎn),但要認(rèn)識事物的本質(zhì),必須超越于感性認(rèn)識,上升到理性認(rèn)識,才能真正把握事物的本質(zhì)及其內(nèi)在的規(guī)律性,才能更加深刻的感覺它。而“點(diǎn)”的教學(xué),就是要讓學(xué)生對“三生教育”有理性認(rèn)識,即對“三生”的內(nèi)涵和邏輯結(jié)構(gòu)有深刻的理解。要給學(xué)生講清楚,“生命教育是幫助學(xué)生認(rèn)識生命、尊重生命、珍愛生命,促進(jìn)學(xué)生主動、積極、健康地發(fā)展生命,提升生命質(zhì)量,實現(xiàn)生命意義和價值的教育……生存教育是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)生存知識,掌握生存技能,保護(hù)生存環(huán)境,強(qiáng)化生存意志,把握生存規(guī)律,提高生存的適應(yīng)能力、發(fā)展能力和創(chuàng)造能力,樹立正確生存觀念的教育……生活教育是幫助學(xué)生了解生活常識,實踐生活過程,獲得生活體驗,樹立正確的生活觀念,追求個人、家庭、團(tuán)體、民族、國家和人類幸福生活的教育。”[2]
二、主動征求意見或建議教學(xué)法
從教師主講的角度看,教師是教學(xué)主體,學(xué)生是教學(xué)客體,若要獲得教學(xué)效果的最優(yōu)或最大化,必須把主體和客體的最大效能發(fā)揮出來并實現(xiàn)有機(jī)統(tǒng)一。這其中有效的教學(xué)方法之一就是教師要克服過分以自我為中心的教學(xué)思想和行為,主動征求學(xué)生對教學(xué)的意見或建議。筆者在“三生教育”教學(xué)中,通過課堂上實名或匿名(個人主動發(fā)言)征求教學(xué)意見和課堂下書面實名或匿名征求教學(xué)意見,學(xué)生踴躍參與,心聲較多,如“請老師在‘三生教育’教學(xué)中要重點(diǎn)講解大學(xué)生的生命責(zé)任、經(jīng)濟(jì)貧困生如何克服自卑和如何與經(jīng)濟(jì)富裕生相處、如何學(xué)會理財、如何與自己不喜歡的人相處、如何戰(zhàn)勝挫折、如何創(chuàng)業(yè)、如何談戀愛和如何對待失戀、如何增強(qiáng)生活能力等;老師在課堂中要多點(diǎn)微笑;老師不要總是自己講,讓我們也上講臺說說心理的郁悶,暢談心中的快樂;父母離婚,我該怎么辦;適當(dāng)安排點(diǎn)討論和實踐活動好不好;放點(diǎn)影片看看行不行等等。”筆者本著“從學(xué)生中來,到學(xué)生中去”的學(xué)生路線,采用了“按需”教學(xué)方法,充分滿足學(xué)生最需要的心理需求,取得較好的教學(xué)效果。
三、學(xué)生講授及實踐體驗教學(xué)法
(一)學(xué)生講授教學(xué)法
在“三生教育”教學(xué)中,要堅持教學(xué)方法的改革,有針對性的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,適當(dāng)弱化老師的主體地位,即有時要轉(zhuǎn)變師生角色,讓學(xué)生成為教學(xué)的主體,老師成為教學(xué)的客體。課堂中讓學(xué)生上講臺去講、去說,老師和臺下的學(xué)生去聽,就是主客體角色轉(zhuǎn)換的具體表現(xiàn),這種“學(xué)生本位課堂教學(xué)理念主張學(xué)生主體的積極參與,極力張揚(yáng)學(xué)生主體。學(xué)生主體地位和作用在學(xué)生本位課堂教學(xué)中獲得了充分的尊重。”[3]課堂上學(xué)生講授教學(xué)法有利于學(xué)生交流思想和情感;有利于老師洞察學(xué)生通過外在的表露,凸現(xiàn)其內(nèi)在的心理和行為;有利于增強(qiáng)學(xué)生的表達(dá)能力;有利于提高教學(xué)實效。其主要方法有三種,其一是老師結(jié)合學(xué)校實際,指定講課內(nèi)容,走“校本化”教學(xué)之路,如筆者根據(jù)學(xué)校實際,安排了“大學(xué)生如何珍愛生命,遠(yuǎn)離,預(yù)防艾滋病”、“大學(xué)生頂崗實習(xí)應(yīng)該注意的安全和法律問題”、“大學(xué)生如何防控甲型H1N1”等講授內(nèi)容。其二是結(jié)合大學(xué)生實際,讓學(xué)生自選感興趣、有見解的講課內(nèi)容,走“生本化”教學(xué)之路。為了保證方向性和效果,這兩種方法應(yīng)該在老師的精心指導(dǎo)下,學(xué)生認(rèn)真?zhèn)湔n,最后師生商定教案,屆時講課。學(xué)生講課結(jié)束后,讓學(xué)生本人自評和其他學(xué)生登臺評價,客觀的肯定優(yōu)點(diǎn),指出不足。其三是舉辦主題演講比賽。
(二)學(xué)生實踐體驗教學(xué)法
在“三生教育”中,我們利用學(xué)院內(nèi)部的實踐環(huán)境和學(xué)院外部的教學(xué)實踐基地,拓展實踐體驗教學(xué)空間。利用“五月校園文化月”活動陣地,滲透“三生教育”理念,如主持人大賽、卡拉OK大賽、技能比賽等,增強(qiáng)大學(xué)生對人生的理解。組織學(xué)生到監(jiān)獄、看守所、女子監(jiān)獄、戒毒所參觀,增強(qiáng)大學(xué)生遵紀(jì)守法的自覺性,明白自由的寶貴和深遠(yuǎn)意義。四、師生面對面對話交流教學(xué)法師生交流的內(nèi)容通常是一些不涉及學(xué)生個人隱私的共性問題,若組織和回答的好,可以使課堂生龍活虎,妙趣橫生,效果優(yōu)良。師生交流的內(nèi)容通常是一些涉及到不能在公眾場合言談的學(xué)生個性問題(包括隱私)。例如,有一名男生系多次違紀(jì)的“問題生”,因影響班級榮譽(yù),經(jīng)常受到老師的批評和同學(xué)的斥責(zé),但屢教不改。在剛性管理(制度管理)幾乎失去效用的背景下,筆者沒有絕望,在寬容也是愛的思想支配下,捕捉情感管理的時機(jī)。有一次,該生患重感冒沒錢看病且一天水米未進(jìn)找到我家里,我立即掏出50元錢給該生(后該生還給了我),用紅糖加生姜煮雞蛋讓該生吃下,并告訴他一些預(yù)防感冒的基本知識。隨后抓住良機(jī),心平氣和、語重心長的教育他,并鼓勵他努力改正錯誤。在“深情潛入心,潤心細(xì)無聲”的情感教育下,該生動情的流下了眼淚,隨后以實際行動改正了錯誤,成了一名好學(xué)生。這里需要注意的是,實施課堂下師生面對面對話交流教學(xué)法,由于是個性問題,老師一定要遵守法律和道德,尤其涉及到學(xué)生的隱私問題,如“性”問題,內(nèi)在的生理缺陷問題等,必須保守秘密,甚至是絕秘。
五、師生背靠背交流教學(xué)法
(一)師生書信往來交流教學(xué)法
筆者以為,此教學(xué)法屬傳統(tǒng)教育技術(shù)的范疇,是重要的教學(xué)方法之一。在現(xiàn)代教育技術(shù)日益發(fā)達(dá)的背景下,它因有些“麻煩”而往往被教師忽視。此法雖然不是萬能的,也不能適用于所有課程教學(xué),但適用于“三生教育”這樣的思想教育課程教學(xué)。它能培養(yǎng)師生之間的親情感,解決一些學(xué)生難于啟齒的思想問題。例如,我院有一名來自云南省文山州偏僻山村的男生李某,在作業(yè)本上給我寫了這么一段話:“郭老師,我家庭經(jīng)濟(jì)十分困難,爹媽在無奈之下,決定不讓我繼續(xù)上學(xué),我熱愛學(xué)校,熱愛學(xué)習(xí),我這幾天很苦惱,情緒很低沉,我該怎么辦?”面對這棘手的問題,筆者在自己力所能及的條件下,給予一定的物質(zhì)幫助和巨大的精神鼓勵,同時優(yōu)先考慮分割學(xué)院給予的特困生補(bǔ)助金800元人民幣。另一方面,筆者親自寫信給他的父母親,告訴他們,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)一貫重視貧困生問題,絕不會讓一個確實經(jīng)濟(jì)貧困的學(xué)生因貧困上不起學(xué),告訴他們的子女在校的優(yōu)秀表現(xiàn),闡明了學(xué)習(xí)知識,掌握技能對子女今后的生存和發(fā)展以及對家庭的重要性。在誠心的感召下,該生父母終于改變了決定,回信告訴我讓孩子繼續(xù)上學(xué)。考慮到教育效果的長效性,也為了讓學(xué)生從內(nèi)心深處真正體會到老師對他的重視和關(guān)愛,筆者給學(xué)生書信一封,把善待人生的最真實心境用書信的形式傳遞給學(xué)生,對他產(chǎn)生了積極的影響,堅定了他克服困難的決心和勇氣[4]。他在回信中寫道:“老師克服艱難困苦的決心和勇氣,像春雨,撒在我疲憊的心坎上,摧我奮發(fā)向上。”
(二)師生網(wǎng)絡(luò)及手機(jī)短信交流教學(xué)法
關(guān)鍵詞:計算機(jī);計算機(jī)組裝與維護(hù);仿真教學(xué);仿真實驗
一、引言
《計算機(jī)組裝與維護(hù)》是職業(yè)學(xué)校計算機(jī)類專業(yè)的一門重要專業(yè)課,旨在培養(yǎng)有一定理論基礎(chǔ),能對計算機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)的應(yīng)用型人才。目前,《計算機(jī)組裝與維護(hù)》的實驗設(shè)備存在更新周期短、設(shè)備損耗快、實驗時間過長的情況,使得該課程的實驗難以開展,有部分章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容甚至不進(jìn)行實驗,最終影響教學(xué)質(zhì)量,以至學(xué)生未能充分掌握計算機(jī)組裝與維護(hù)技術(shù)。
隨著虛擬仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)等計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過計算機(jī)軟件開發(fā)的虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)為課程的實踐改革提供了可能。通過虛擬仿真的場景,可以對學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知進(jìn)行引導(dǎo),為最近發(fā)展區(qū)提供模型。學(xué)生能身臨其境地觀看各種實驗硬件,體驗操作系統(tǒng)的安裝與維護(hù),獲得比傳統(tǒng)實驗更深刻的學(xué)習(xí)體驗,有效提高教學(xué)效果。
二、仿真教學(xué)對《計算機(jī)組裝與維護(hù)》教學(xué)的意義
《計算機(jī)組裝與維護(hù)》課程中的硬件組裝、BIOS 設(shè)備、硬盤分區(qū)、操作系統(tǒng)安裝、系統(tǒng)備份與還原等教學(xué)內(nèi)容,均適合利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生沉浸在虛擬仿真的場景中,動手操作相關(guān)實驗,在與仿真實驗設(shè)備的交互過程中,領(lǐng)會教師的設(shè)計思想,從而達(dá)到教學(xué)目的,有效改善了傳統(tǒng)教學(xué)過程中學(xué)生以獲得間接知識經(jīng)驗為主的教學(xué)弊端,促進(jìn)學(xué)生對知識的理解。
(一)縮短課程時間,提高教學(xué)效果。
引入仿真教學(xué)之前,在“ghost鏡像的制作”的教學(xué)中,鏡像的制作過程需要20分鐘的等待時間,教學(xué)過程出現(xiàn)“真空層”,令教學(xué)效果大打折扣。仿真教學(xué)系統(tǒng)可以將教學(xué)資源便捷地呈現(xiàn)在計算機(jī)桌面,省略了累贅的實體展示、作業(yè)過程的等待,各教學(xué)環(huán)節(jié)銜接緊密。學(xué)生在秩序良好的仿真環(huán)境下學(xué)習(xí)和實驗,爭取到更多的實驗時間,通過多次重復(fù)的仿真實驗,也可以充分積累操作經(jīng)驗,形成標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)習(xí)慣。
(二)寓教于樂,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
中職生由于年齡、心理、知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等原因,大多數(shù)學(xué)生均排斥概念、原理等陳述性知識,對實際動手操作的實踐實驗有著濃厚的興趣。仿真教學(xué)環(huán)境提供可交互、系列化的教學(xué)方案,將枯燥的理論知識變得生動有趣,在一對一的仿真實驗場景中,帶“智能提示”的實驗任務(wù)將仿真實驗變成了探索知識、形成技能的游戲,使學(xué)生對仿真實驗充滿熱情。
(三)降低設(shè)備損耗,減少實驗成本。
《計算機(jī)組裝與維護(hù)》普遍存在的問題是學(xué)生多、實驗硬件少。由于學(xué)生的基數(shù)大,每個學(xué)生接觸實驗硬件的機(jī)會少,對硬件的性能不盡了解,在真實實驗過程中比較盲目,導(dǎo)致硬件無謂損耗嚴(yán)重,使得實驗任務(wù)無法完成,很多實驗都被教師放棄。仿真教學(xué)系統(tǒng)能在極少的成本和最快的時間更變仿真對象,使學(xué)生在仿真的環(huán)境下能利用社會主流的硬件設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)、實驗,既能達(dá)到真實作業(yè)的效果,又能便捷地進(jìn)行反復(fù)的仿真實驗,同時也避免了因誤操作引起的設(shè)備損壞。
三、仿真教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用
目前,我國職業(yè)學(xué)校《計算機(jī)組裝與維護(hù)》教學(xué)大多延續(xù)著以“理論—實踐”為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法。例如,在計算機(jī)硬件組裝的教學(xué)中,教師通過展示圖片示范硬件的拆裝過程,然后組織學(xué)生現(xiàn)場分組實操,許多學(xué)生在未完全吃透理論知識的情況下便進(jìn)行實操,容易出現(xiàn)誤操作等情況,影響教學(xué)的有效性。為了更好地銜接“理論”和“實踐”兩大教學(xué)模塊,我們通過分析學(xué)生的特征,依據(jù)認(rèn)知學(xué)習(xí)規(guī)律,借鑒“三段式”教學(xué)模式的精華,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化,創(chuàng)造出了“新三段式”教學(xué)模式。
(一)“新三段式”仿真教學(xué)模式。
“三段式”虛擬仿真教學(xué)模式就是按照學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律,劃分理論教學(xué)、仿真實驗和實驗實訓(xùn)三個階段。在虛擬仿真技術(shù)的輔助下將傳統(tǒng)的“理論—實操”轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄碚摗抡鎸嶒灐獙嵺`”的新型學(xué)習(xí)方式,仿真實驗是理論與實踐之間一座新的橋梁。在實際應(yīng)用中,“三段式”的仿真實驗環(huán)節(jié)還未檢查學(xué)生的實驗效果便單向指向真實實驗,有些學(xué)生在未完全掌握操作技巧的情況下便進(jìn)入了真實實驗環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生在真實實驗中出現(xiàn)誤操作。
為提高仿真實驗的效用,保障真實實驗的教學(xué)效果。我們將原單向的“三段式”教學(xué)模式改變?yōu)閹Щ芈返摹靶氯问健苯虒W(xué)模式,即在教師主導(dǎo)教學(xué)下,學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí),學(xué)生在仿真實驗?zāi)K進(jìn)行探究式自主學(xué)習(xí)、實驗,在進(jìn)入真實實驗前,仿真系統(tǒng)會自動對學(xué)生的仿真實驗進(jìn)行一次評價。具體教學(xué)流程如圖所示。
(1)理論教學(xué):教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,分析教學(xué)內(nèi)容,在課堂上講解知識要點(diǎn),明確教學(xué)目標(biāo)和實驗任務(wù)。
(2)知識鞏固:學(xué)生通過仿真教學(xué)系統(tǒng)對理論教學(xué)的知識進(jìn)行再認(rèn),強(qiáng)化理論教學(xué)的效果。
(3)仿真實驗:在教師的引導(dǎo)下,采用“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方法,讓學(xué)生反復(fù)地進(jìn)行仿真實驗,使學(xué)生從初步了解實驗操作步驟成長到充分掌握操作技巧。
(4)系統(tǒng)評價:仿真教學(xué)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的操作情況,對學(xué)生的仿真實驗效能進(jìn)行評價(取決于某幾個關(guān)鍵步驟),沒出現(xiàn)一次誤操作為合格。學(xué)生取得合格的評價后,可以向教師申請到實踐實驗環(huán)節(jié),不合格則可返回知識鞏固環(huán)節(jié)。
(5)實踐實驗:學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,在真實環(huán)境下驗證仿真實驗的實驗結(jié)果。
(6)綜合評價:教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、仿真實驗情況和實驗的情況,綜合評價學(xué)生在該教學(xué)項目任務(wù)中的成績。
(二)“新三段式”教學(xué)模式的特點(diǎn)。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師主導(dǎo)相結(jié)合的“新三段式”教學(xué)模式,以仿真實驗為核心,從理論知識的教學(xué)開始,在教學(xué)形式、實驗手段等多個方面均體現(xiàn)出與傳統(tǒng)教學(xué)不同的特點(diǎn)。
幼兒園教師保教保育工作考核方案
(2004年3月17日教師大會通過)
〔撰稿;譚其平〕
我鎮(zhèn)中心幼兒園2003年度已被評為“重慶市合格鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心幼兒園”。為了保持榮譽(yù),加強(qiáng)幼兒園教師的工作責(zé)任性,切實做好我園的保教保育工作,辦人民滿意的鎮(zhèn)中心幼兒園,特訂立如下考核方案。
一、 保育工作
1、 每天早上(春秋季8:20,夏季8:00,冬季8:50)各幼師按時到崗,對各班幼兒進(jìn)行晨檢,并做好晨檢記錄。嚴(yán)禁幼兒帶危險玩具、刀具、易燃、易爆和不安全物品、食品等進(jìn)入校園,嚴(yán)防安全事故的發(fā)生。
2、 中午由幼兒教師輪流值班,對個別要回家吃飯的幼兒,由家長預(yù)先給教師預(yù)約好,該幼兒離校的辦法,由幼兒家長負(fù)責(zé)接送,否則不得允許幼兒離園。
3、 下午,教師必須按學(xué)校規(guī)定時間放學(xué) 〔春秋3:20,夏季4:20,冬季3;10〕,若需提前放學(xué)或放假的,幼師應(yīng)提前一天通知家長,以免造成家長接送幼兒的時間不銜接。幼兒家長若不按規(guī)定時間接送者,剩余幼兒,教師集合放學(xué)將幼兒送出校門,目送幼兒離校100米后讓幼兒自行回家,路上的安全責(zé)任由家長自負(fù)。
4、 幼師對幼兒的管理不得留時間空擋,課間休息時,教師要同幼兒一道游玩,絕不允許教師與幼兒各耍一邊。切實做到園內(nèi)只要有幼兒,就要有教師在園看護(hù)。
5、 確保幼兒在園的一切安全,杜絕一切安全事故的發(fā)生。
二、 保教工作
1、 幼兒班每節(jié)課上課時間為30分鐘,每節(jié)課課間休息20——25分鐘。
2、 幼兒園各班要按《幼兒園綱要》、《幼兒章程》開齊活動課程。
3、 教師要認(rèn)真安排好全體幼兒每天的一日活動,認(rèn)真搞好幼兒的入園活動、晨檢活動、早操活動、集體教育活動、游戲活動、室外體育活動、自由活動等課程,做到每個幼兒天天有所獲,課課有所獲,讓每個幼兒學(xué)得開心,玩得放心。
4、 期末放假二周,各班應(yīng)將幼兒學(xué)習(xí)情況向全體幼兒家長、學(xué)校行政進(jìn)行公開展示匯報,展示匯報工作由各班幼師安排,展示活動結(jié)束后,召開家長大會。學(xué)校對這次活動情況進(jìn)行專項考核。
物理實驗教學(xué)改革提供新思路。
關(guān)鍵詞:混沌效應(yīng),蔡氏電路,仿真,注意事項,教學(xué)討論
大學(xué)物理實驗中混沌實驗有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但由于傳統(tǒng)的混沌實驗儀器(蔡氏電路)往往受到場地、設(shè)備和操作等的局限,不能很好的培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力。因此,利用軟件仿真混沌實驗提高實驗教學(xué)質(zhì)量擺在了物理實驗教學(xué)工作者的面前。目前有很多人對混沌仿真實驗進(jìn)行著有意義的討論與實踐。
高英俊[1]等人認(rèn)為混沌中利用仿真中可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn), 適當(dāng)延伸到聲學(xué)混沌, 光學(xué)湍流等,實現(xiàn)有效教學(xué)。張建忠[2]認(rèn)為利用Matlab數(shù)值模擬觀察李薩如圖形能讓學(xué)生理性地理解非線性混沌現(xiàn)象,并可以指導(dǎo)學(xué)生在實驗中更加有效地調(diào)節(jié)非線性電路混沌儀。苗明川[3]等人認(rèn)為仿真混沌實驗可以讓學(xué)生既了解了混沌的概念, 又能掌握數(shù)據(jù)處理、電腦編程等方面的知識,又增加了學(xué)習(xí)興趣。
由最近的研究進(jìn)展可以看出,盡管很多大學(xué)物理實驗教學(xué)者認(rèn)識到仿真混沌實驗在提高學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)對混沌的認(rèn)識有重要作用。然而,對于如何在培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識非線性動力學(xué)的過程中注意事項,提高大學(xué)生的獨(dú)立思考能力以及創(chuàng)新能力方面探討較少。本文結(jié)合蔡氏電路的原理,闡述如何通過Matlab軟件實現(xiàn)非線性現(xiàn)象中倍周期分岔相圖的數(shù)值模擬。并指出以上過程中實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新意識的注意事項,為大學(xué)物理實驗教學(xué)改革提供新思路。
1蔡氏電路模型、仿真原理以及結(jié)果
三階蔡氏電路模型如圖1所示,其中R為有源非線性電阻,其伏安特性如圖2所示,Ga為中間線段斜率,Gb為兩段直線斜率。
根據(jù)電流平衡方程,描述圖1的非線性動力學(xué)方程為[4]:
式(1)中G為線性電阻導(dǎo)納,即 ;和分別表示電容器上的電壓;表示電感上的電流;表示非線性電阻的導(dǎo)納。
本文參照文獻(xiàn)[5]利用四階龍格庫塔數(shù)值積分法模擬混沌形成過程。由于蔡氏電路非線性動力學(xué)方程中包括L、C1、C2、G、Ga、Gb、E 7個參數(shù),且各參數(shù)變化對輸出特性的影響各不相同。因此,本實驗選擇導(dǎo)納G作為控制參數(shù),即RV變化范圍0~2.5KΩ;其他參數(shù)選取以下固定值,
周期性分岔過程中,變化如表1所示;對應(yīng)的李薩如圖,如圖3-圖10所示。
表1 倍周期分岔過程
2仿真過程注意事項的討論
從圖3至圖10的變化過程中,可以清晰地看出倍分岔過程為:1p2p4p8p陣發(fā)混沌3p單吸引子雙吸引子,清晰地再現(xiàn)了真實實驗。仿真過程中需要注意的事項包括:
(1)由于真實蔡氏電路混沌實驗中電子元器件的性能指標(biāo)精度最多可以保證4-5位注意事項,而在仿真實驗中可以無限設(shè)置參數(shù)的精度;所以為了防止由于精度設(shè)置過高導(dǎo)致仿真過程運(yùn)行很慢,需要對參數(shù)值精度進(jìn)行限制,一般選擇六位保留位即可。
(2)調(diào)節(jié)值實現(xiàn)混沌演化過程中,需要先找到平衡點(diǎn)時的值,這將大大減少仿真過程的計算量;具體方法就是以100歐姆作為一個步長,大致仿真一下實驗,觀察結(jié)果,然后再減小步長,調(diào)節(jié)混沌演化過程。
(3)蔡氏電路非線性動力學(xué)方程中參數(shù)較多,為了簡化仿真過程中變化參數(shù)值過多導(dǎo)致仿真效果不好,開始需把變量個數(shù)控制在1個;然后再繼續(xù)調(diào)節(jié)其他參數(shù)研究它們對混沌演化過程的影響。
(4)仿真過程中微分方程組的求解也可以采用離散化的方式處理,但對初始參數(shù)精度要求很高,且較難調(diào)節(jié)出倍分岔整個過程,只能單獨(dú)的觀察到單吸引子或雙吸引子。所以本文采用四階龍格庫塔數(shù)值積分法仿真混沌演化過程。這一點(diǎn)需特別注意。
3結(jié)語
仿真蔡氏電路混沌效應(yīng)的教學(xué),可以讓學(xué)生對非線性系統(tǒng)的復(fù)雜動力學(xué)行有一個理性認(rèn)識;但需要注意此仿真實驗的細(xì)節(jié),這樣才能有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性注意事項,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。否則,仿真過程會挫敗學(xué)生的興趣,影響教學(xué)效果。
總之,非線性電路混沌實驗是一個創(chuàng)新實驗,仿真蔡氏電路混沌效應(yīng)的教學(xué)是探索一種新的實驗教學(xué)模式,這種探索模式不能一蹴而就,需要在實踐中不斷探索,不斷解決實踐中的問題。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】應(yīng)試教育;素質(zhì)教育;市場經(jīng)濟(jì);考試;弊端;淡化
在傳統(tǒng)觀念中,中、小學(xué)的教育內(nèi)容包括德、智、體、美、勞諸方面,教育的方針是使學(xué)生在德、智、體、美、勞諸方面得到全面發(fā)展。歷史發(fā)展到今天,已進(jìn)入了一個嶄新的時代,人與自然之間、人與社會之間、人與經(jīng)濟(jì)利益之間以及人與人之間的關(guān)系,客觀上已發(fā)生了為教育界主觀意識所不可回避的深刻變化。人所需要具備的素養(yǎng),已經(jīng)不是“德、智、體、美、勞”這五個字所能概括,中、小學(xué)的教育方針與教育內(nèi)容,也不應(yīng)再受這五個字的局限,而應(yīng)該對傳統(tǒng)的教育方針和教育要求作出與時俱進(jìn)的延伸和拓展,以適應(yīng)時代對教育的期盼。正是為了使教育能適應(yīng)時代的需要,黨和國家多年前就指出學(xué)校要實施素質(zhì)教育,而且一而再、再而三地從正面強(qiáng)調(diào)了素質(zhì)教育的重要性。這實質(zhì)上是黨和國家對教育工作需要與時俱進(jìn)的一項號令。遺憾的是,除了一些有識之士作出響應(yīng)外,從中、小學(xué)教育的整體情況看,這一號令沒有得到落實。落實不了的主要因素,不在社會,不在家長,而在學(xué)校。因為,中、小學(xué)特別是中學(xué),直到今天仍在或明或暗地實施應(yīng)試教育。應(yīng)試教育是單純?yōu)閼?yīng)付考試,爭取高分和片面追求升學(xué)率的一種教育模式。它的嚴(yán)重缺陷在于只面向少數(shù)學(xué)生的提高而忽視多數(shù)學(xué)生的發(fā)展,只重視知識的傳授而忽視能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。應(yīng)試教育的特征是:教育追隨教學(xué),教學(xué)追隨考試,考試追求考分,分?jǐn)?shù)主宰教育,形成了一個以考試為鎖鏈的怪圈。這個怪圈不僅扭曲了傳統(tǒng)的教育方針,而且使素質(zhì)教育沒有容身之地,從而造成素質(zhì)教育至今得不到真正落實的不良局面。中、小學(xué)教育要破除這個怪圈,必須打開怪圈的鎖鏈。打開鎖鏈,不是不要考試,而是要淡化考試。只有淡化考試,讓考試回歸本義,使考試不成為鐵鏈,怪圈才會破碎,素質(zhì)教育才能進(jìn)入中、小學(xué)校園扎根成長、開花結(jié)果。
一、考試偏離本義的歷史淵源
學(xué)校教育包含教學(xué)與培育。檢查教學(xué)成效有多種方式,考試只是檢查方式之一。考試的本義,是以平時考核為基礎(chǔ),定期檢查學(xué)生在掌握基本概念、基本知識、基本理論與基本技能等方面的教學(xué)成效,結(jié)合試卷分析,對教、學(xué)雙方作出階段性評估,進(jìn)而完善教育要求,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,同時對成績較差的學(xué)生進(jìn)行針對性輔導(dǎo),使全校各年級、班的學(xué)生能夠同步前進(jìn)。中、小學(xué)的學(xué)年考試與升學(xué)考試,其含義有所擴(kuò)展,但含義的擴(kuò)展僅限于敦促學(xué)生要好好學(xué)習(xí)、努力學(xué)習(xí)。考試的本義決定了考試在教學(xué)中的地位與作用。
計劃經(jīng)濟(jì)時期,工作由國家分配。一部分學(xué)生初中畢業(yè)后升入中專、技校,一部分學(xué)生高中畢業(yè)后升入大學(xué)。能不能升級要考試,能不能畢業(yè)要考試,能不能升學(xué)要考試。升學(xué)―畢業(yè)―分配成為教育的軌跡,考試不由自主地成了鋪就這條軌跡的鐵鏈。考試的地位與作用在偏離考試本義中得到了升華,應(yīng)試教育逐年成型,應(yīng)時順勢地得到了社會公眾的認(rèn)可。
一九七七年全國恢復(fù)高考,這是一個令多達(dá)570萬、在長達(dá)十二年之久的時期內(nèi)失去學(xué)習(xí)機(jī)會的青、中年學(xué)生歡欣鼓舞的年份。也正是從這一年起,“考試”這兩個字不但受到了學(xué)生、學(xué)生家長以及全社會的關(guān)注,而且其關(guān)注的熾熱度一年甚于一年。從編印大批復(fù)習(xí)資料開始,各種各樣的補(bǔ)習(xí)班、復(fù)讀班、家教、電教、升學(xué)指導(dǎo)、摸底考試、模擬考試充塞了整個中、小學(xué)教育空間。最初幾年“一顆紅心、兩種準(zhǔn)備”的思想逐漸被“一心一意要過考試關(guān)”的行為所取代。
按理說,如果對考試的關(guān)注僅限于高考,確也無可非議。因為,高校培養(yǎng)高級人才,是學(xué)校教育的終端環(huán)節(jié),高校招生數(shù)雖然每年有增無減,但終究名額有限,對即將進(jìn)入高校學(xué)習(xí)的學(xué)生,通過考試進(jìn)行必要的選擇,應(yīng)該被認(rèn)為是一項理所當(dāng)然的舉措。關(guān)鍵是對高考要有正確的認(rèn)識,要認(rèn)識到高考是一種特殊的考試。其特殊在于他的功能和目的是選擇少數(shù)、淘汰多數(shù)。中、小學(xué)教育,不論屬于義務(wù)制教育還是非義務(wù)教育,面對的是全體學(xué)生,一切教育舉措、教學(xué)手段都要對全體學(xué)生有利,為全體學(xué)生服務(wù)。如果中、小學(xué)的各種考試也以選擇少數(shù)、淘汰多數(shù)作為考試的功能和目的,考試顯然偏離了考試的本義,教育、教學(xué)也因此而偏離了正確的方向。偏離本義的考試使考試堆成了一座金字塔,應(yīng)試教育是塔基中、小學(xué)各類考試是塔身,高考是塔尖。考試的金字塔,象征了應(yīng)試教育以不斷發(fā)展壯大,達(dá)到根深葉茂。
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