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關(guān)鍵詞:交叉課程;全面教學(xué)觀;情景創(chuàng)設(shè);效果評估
軟件產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和推動信息化建設(shè)等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。軟件產(chǎn)品是典型的智力勞動成果,具有無形、易復(fù)制等特點,所以知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)對軟件產(chǎn)業(yè)來說顯得尤為重要。從2003年的“華為―思科版權(quán)訴訟”,到2009年的Google數(shù)字圖書館引發(fā)全球版權(quán)之爭,近些年軟件產(chǎn)業(yè)和高科技公司的知識產(chǎn)權(quán)案件引起了社會各界的高度關(guān)注。培養(yǎng)既了解軟件行業(yè)發(fā)展規(guī)律,懂得法律常識并善于運(yùn)用知識產(chǎn)權(quán)法律武器,又具備現(xiàn)代軟件企業(yè)管理理念和國際化視野的復(fù)合型人才,順應(yīng)了社會和企業(yè)的需求。在這種形勢下,軟件知識產(chǎn)權(quán)管理作為多學(xué)科交叉課程,逐漸進(jìn)入大學(xué)計算機(jī)系和軟件學(xué)院的教學(xué)大綱。本文首先分析了軟件知識產(chǎn)權(quán)管理的多學(xué)科交叉特點和教學(xué)現(xiàn)狀,確定了教學(xué)目標(biāo)和策略,然后以現(xiàn)代教學(xué)理論為基礎(chǔ),提出相應(yīng)的教學(xué)方法和策略,更好地實現(xiàn)多學(xué)科交叉課程的教學(xué)目標(biāo)。
1軟件知識產(chǎn)權(quán)管理多學(xué)科分析
課程涉及軟件開發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)法律和現(xiàn)代企業(yè)管理等方面內(nèi)容,是計算機(jī)、法律和管理等學(xué)科相互交叉的綜合體。圖1表示三者之間的關(guān)系。企業(yè)在組織和管理軟件開發(fā)過程中,合理、適時運(yùn)用知識產(chǎn)權(quán)法律;軟件開發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)法律都為企業(yè)的發(fā)展和管理服務(wù);軟件開發(fā)技術(shù)支撐知識產(chǎn)權(quán)法律,如對軟件的表達(dá)和軟件創(chuàng)意本身分別申請著作權(quán)和專利;利用知識產(chǎn)權(quán)法律指導(dǎo)軟件開發(fā)過程,避免侵權(quán)和泄漏商業(yè)秘密等事件發(fā)生。
1) 軟件開發(fā)技術(shù)。軟件行業(yè)常用的開發(fā)技術(shù)與計算機(jī)學(xué)科的各個分支直接關(guān)聯(lián),如軟件工程、操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。這也是該課程通常在計算機(jī)系或軟件學(xué)院開設(shè),而不在法學(xué)院開設(shè)的原因之一。
2) 知識產(chǎn)權(quán)法律。知識產(chǎn)權(quán)作為企業(yè)的創(chuàng)新性勞動成果,不僅是企業(yè)的重要資產(chǎn),也是企業(yè)獲取市場空間的重要手段。通過多年的法制建設(shè),軟件知識產(chǎn)權(quán)法律已經(jīng)形成了一個以著作權(quán)法和專利權(quán)法為核心,商標(biāo)權(quán)法、合同法和商業(yè)秘密權(quán)法等為重要輔助手段的法律體系。
3) 企業(yè)管理。企業(yè)要在激烈的國標(biāo)市場競爭和復(fù)雜多變的外部環(huán)境中求得生存和長遠(yuǎn)發(fā)展,就必須站在全局的高度,通過強(qiáng)化自身的優(yōu)勢,取得企業(yè)內(nèi)部資源與外部環(huán)境的動態(tài)平衡。企業(yè)管理是軟件企業(yè)實現(xiàn)這個目標(biāo)的重要途徑,基本內(nèi)容包括人力資源、市場、生產(chǎn)、研發(fā)、財務(wù)管理等內(nèi)容,法律事務(wù)部也逐漸成為企業(yè)的常設(shè)機(jī)構(gòu)。
通過上述對軟件開發(fā)技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)法律和企業(yè)管理的討論分析,可以看出每部分都有豐富的內(nèi)容,各自分布在不同性質(zhì)的學(xué)科領(lǐng)域,學(xué)科之間相互滲透,促成了交叉領(lǐng)域軟件知識產(chǎn)權(quán)管理的形成。針對軟件產(chǎn)業(yè)對“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、能力強(qiáng)”的交叉人才的需求,以知識創(chuàng)新和培養(yǎng)創(chuàng)新人才為己任的高等學(xué)校[1],設(shè)置多學(xué)科交叉課程軟件知識產(chǎn)權(quán)管理并進(jìn)行教學(xué)研究和探索是相當(dāng)必要的。
2教學(xué)現(xiàn)狀分析
軟件知識產(chǎn)權(quán)管理是工科、文科和管理學(xué)科等理論的交叉、融合和滲透,具有內(nèi)在邏輯和獨立的知識體系。該課程作為專業(yè)選修課才是近幾年的事情,目前在教學(xué)上存在一些困難和問題。
1) 從軟件開發(fā)人才培養(yǎng)來看。在國家18號文件和47號文件頒布后,我國軟件行業(yè)發(fā)展環(huán)境得到明顯改善,軟件企業(yè)的核心競爭力不斷增強(qiáng),但仍然相當(dāng)缺乏具有較強(qiáng)應(yīng)用、綜合能力和國際化視野的軟件人才。高校本科階段如何培養(yǎng)符合社會需要的軟件人才是一個值得持續(xù)探討的問題,本課程作為整個培養(yǎng)體系的有機(jī)組成部分,如何開展和執(zhí)行具有一定的試驗性。
2) 從企業(yè)和公眾的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識來看。目前存在以下3個方面的問題:(1)公眾軟件知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識有所提高,但對具體內(nèi)容缺乏認(rèn)識,甚至存在部分誤區(qū);(2)軟件企業(yè)對知識產(chǎn)權(quán)的重視程度逐漸增強(qiáng),但由于企業(yè)缺乏運(yùn)用和管理知識產(chǎn)權(quán)的知識和能力,使得知識產(chǎn)權(quán)的重要性在企業(yè)中不能得到體現(xiàn);(3)知識產(chǎn)權(quán)糾紛呈上升態(tài)勢,但對解決糾紛的合法途徑,以及在解決糾紛過程中如何保護(hù)自己的合法權(quán)益或盡量減少自身損失,軟件企業(yè)還缺乏相關(guān)經(jīng)驗。這些意識的提高不是朝夕可至的,教學(xué)中如何把最核心的思想和關(guān)鍵技術(shù)以最高的效率體現(xiàn)出來是值得探索的課題。
3) 從課程設(shè)置和教學(xué)資源來看。知識產(chǎn)權(quán)方面的課程一般在法學(xué)院開設(shè),學(xué)員對軟件行業(yè)的特點了解不夠深刻,不能熟練運(yùn)用軟件工具,很難勝任諸如軟件著作權(quán)、專利權(quán)等對計算機(jī)知識要求較高的權(quán)利申請工作。目前國內(nèi)外眾多的關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)方面的著作、文章,主要從法律的角度來看,知識產(chǎn)權(quán)比較專業(yè)和艱深難懂。朱三元編著的《軟件企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)管理》首次從軟件企業(yè)管理角度來看知識產(chǎn)權(quán),是少見的比較合適的教學(xué)資源之一[2]。
4) 從知識產(chǎn)權(quán)立法和信息技術(shù)發(fā)展角度來看。2002版的《計算機(jī)軟件保護(hù)條例》是比較重要軟件知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的依據(jù)。但隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新興的數(shù)字媒體,軟件知識產(chǎn)權(quán)糾紛形式多樣,技術(shù)含量加大且愈加復(fù)雜,很難從現(xiàn)有的法律依據(jù)中直接對某些案件做出判斷。這增加了對教學(xué)各個環(huán)節(jié)的要求。
3教學(xué)目標(biāo)和策略
針對軟件知識產(chǎn)權(quán)管理的交叉學(xué)科特點、人才培養(yǎng)的需求和教學(xué)現(xiàn)狀,本課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)了解軟件行業(yè)特點、熟悉知識產(chǎn)權(quán)法律、具備現(xiàn)代管理理念的復(fù)合人才,使得軟件開發(fā)工程師具備法律觀念,合理利用軟件資源;知識產(chǎn)權(quán)管理人員也了解軟件開發(fā)流程,掌握申請具體知識產(chǎn)權(quán)的能力;軟件企業(yè)管理人員具有全局觀念,從戰(zhàn)略高度利用軟件開發(fā)技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)法律手段。
傳統(tǒng)、單一的教學(xué)模式已不再適用于交叉學(xué)科的教學(xué)實踐。本課程的教學(xué)策略是以“文理互補(bǔ)、教學(xué)互動、課程融合、教研結(jié)合、面向社會和突破創(chuàng)新”為指導(dǎo)方針,結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)理論,對各種教學(xué)要素進(jìn)行優(yōu)化組合。
在軟件知識產(chǎn)權(quán)管理課程教學(xué)過程中,我們從軟件開發(fā)的生命周期著手,分析與各個階段密切相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán),這符合軟件從業(yè)人員的思維習(xí)慣。我們利用軟件工程中經(jīng)典的瀑布模型,構(gòu)建課程的內(nèi)容體系,形成比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程教學(xué)脈絡(luò)。該體系以軟件開發(fā)的三個時期(計劃、開發(fā)和運(yùn)行)為縱軸,以交叉學(xué)科涉及的三個維度(開發(fā)技術(shù)、法律和管理)為橫軸,如圖2所示。企業(yè)實際運(yùn)作中,法律和管理維度中模塊可能有更大范圍的跨度和交叉,下圖只是列出了比較典型的情況。
4教學(xué)理論與實踐
在軟件知識產(chǎn)權(quán)管理課程的教學(xué)過程中,我們遵循現(xiàn)代教學(xué)理論,綜合考慮軟件產(chǎn)業(yè)特點、軟件知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)法律要旨和現(xiàn)代企業(yè)管理理念,對各種教學(xué)要素(教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)原則、教學(xué)主體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)管理、教學(xué)評價等)進(jìn)行交叉復(fù)合,組合設(shè)計教學(xué)過程[3]。
4.1設(shè)立清晰教學(xué)目標(biāo),形成建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀
20世紀(jì)以來,教育理論經(jīng)歷了“行為主義理論”、“認(rèn)知理論”以及強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動性、 “建構(gòu)主義理論”等,各種理論各有特點。多學(xué)科交叉課程具有交叉性和復(fù)合性,教學(xué)過程中需要從學(xué)科交叉點尋找共性,形成新的知識點并擴(kuò)展原有的知識結(jié)構(gòu)。所以在課程教學(xué)過程中,我們遵循建構(gòu)主義理論,形成建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀[4]。
多學(xué)科交叉課程是多個相關(guān)學(xué)科的專門知識的有機(jī)綜合,但也容易使學(xué)生感到學(xué)習(xí)重點不明確,所以必須設(shè)立清晰的教學(xué)目標(biāo),并準(zhǔn)確地傳遞給學(xué)生。課程以管理為起點,通過講授法律知識在軟件企業(yè)中的應(yīng)用,使得學(xué)生了解軟件企業(yè)如何有效地開發(fā)、保護(hù)和應(yīng)對知識產(chǎn)權(quán)等相關(guān)事宜。所以管理是主線,法律是工具,計算機(jī)軟件是管理對象。通過學(xué)習(xí)課程,學(xué)生應(yīng)該懂得軟件企業(yè)可以申請哪些知識產(chǎn)權(quán)和申請方法;有哪些主要知識產(chǎn)權(quán)法律的類型、保護(hù)范圍和實施方式;企業(yè)如何建立知識產(chǎn)權(quán)管理制度和制定管理戰(zhàn)略,并有效應(yīng)對侵權(quán)和被訴侵權(quán)。
4.2強(qiáng)調(diào)教學(xué)的整體性,形成全面教學(xué)觀
現(xiàn)代教育原理認(rèn)為,教學(xué)過程是教與學(xué)雙邊互動過程,教為學(xué)而存在,學(xué)又要靠教來引導(dǎo),兩者相互依存。教學(xué)整體性表現(xiàn)為教學(xué)的構(gòu)成(物質(zhì)實體)與關(guān)系(相互作用)兩方面所具有的有效連接[5]。
在課程的教學(xué)過程中,我們對教學(xué)內(nèi)容、方式進(jìn)行調(diào)整和系統(tǒng)設(shè)計,形成全面的教學(xué)觀。教學(xué)中強(qiáng)調(diào)教學(xué)的整體性,而不片面強(qiáng)調(diào)某個學(xué)科(計算機(jī)、法律和管理學(xué)科)的內(nèi)容,更多地建立和強(qiáng)調(diào)知識之間的串聯(lián)。同時,教學(xué)中充分發(fā)揮教師在某個學(xué)科上所具有的優(yōu)勢,但仍然強(qiáng)調(diào)管理是本課程學(xué)科交叉內(nèi)容的起點,最終仍然要回到管理上來,以使得教學(xué)的整體性不被割裂。另外,在教學(xué)過程中,通過課堂環(huán)境、創(chuàng)設(shè)的情景或其他交流渠道,將教師、教材和學(xué)生等實體對象銜接起來,幫助學(xué)生深化相關(guān)概念,并改變他們的認(rèn)識。如利用教學(xué)機(jī)器上的Windows操作系統(tǒng),引出黑屏事件和盜版軟件話題,進(jìn)一步討論盜版軟件的商業(yè)鏈以及終端客戶是否侵犯知識產(chǎn)權(quán)等問題。
4.3重視學(xué)習(xí)效果差異性,鼓勵深層學(xué)習(xí)法
現(xiàn)在大學(xué)校園中不同程度地存在著學(xué)而不習(xí)(學(xué)習(xí)態(tài)度問題)、知而不識(學(xué)習(xí)方法問題)和文而不化(教育方式問題)的現(xiàn)象,這導(dǎo)致了學(xué)習(xí)效果的差異性[6]。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中采用了兩種不同質(zhì)的方法。一種是“深層法”(a deep approach),學(xué)生以理解思想和探尋意義為目的;另一種是“表層法”(a surface approach),學(xué)生把學(xué)習(xí)看作是來自外界的一種強(qiáng)制性任務(wù),他們重點關(guān)注的只是盡可能準(zhǔn)確地去復(fù)制這些基本知識。
在課程的教學(xué)過程中,我們非常重視學(xué)習(xí)效果的差異性,通過各種途徑來消除這種差異性,引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生采用深層學(xué)習(xí)法。主要措施包括以下3種:
1) 介紹各學(xué)科的基本概念,從多門學(xué)科知識的交匯點說明交叉學(xué)科形成的必然性;
2) 以參與式、發(fā)散式問題為主線進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣;
3) 引導(dǎo)學(xué)生對多門課程和多個門類的知識進(jìn)行綜合,并用于解決實際問題。
譬如,教學(xué)中比較各種知識產(chǎn)權(quán)法形成時間、保護(hù)的范圍、有效期限和申請方式等不同,強(qiáng)化法律意識;從軟件工程師和企業(yè)管理者不同的角度,分析一項知識產(chǎn)權(quán)是選擇著作權(quán),還是專利權(quán),或者商業(yè)秘密權(quán)來進(jìn)行保護(hù)。開源軟件是軟件開發(fā)人員入門時的重要資源和工具,教學(xué)中我們針對開源軟件是否收費、開源軟件對商業(yè)軟件的生態(tài)平衡作用、開源軟件與商業(yè)軟件的結(jié)合可能性等啟發(fā)性問題,組織學(xué)生深層次討論、評估并形成結(jié)論。
4.4創(chuàng)設(shè)模擬學(xué)習(xí)情境,驅(qū)動自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)
在教學(xué)過程中,完全真實的學(xué)習(xí)情境一般難以達(dá)到,可以通過分析真實學(xué)習(xí)情境的要素、構(gòu)成和特點,創(chuàng)設(shè)模擬學(xué)習(xí)情境,以達(dá)到基本相同的學(xué)習(xí)效果。通過模擬學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè),為學(xué)習(xí)者還原知識背景,有效激發(fā)聯(lián)想,促進(jìn)知識建構(gòu),提高對所學(xué)知識的遷移和應(yīng)用能力。
該課程相對于傳統(tǒng)課程,具有知識點多(法律規(guī)定)、知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜(學(xué)科交叉)和實踐性強(qiáng)(工程開發(fā))等特點,在有限的教學(xué)時間內(nèi),掌握全部內(nèi)容有些困難。教學(xué)過程中,教師創(chuàng)設(shè)模擬學(xué)習(xí)情境,設(shè)立情境目標(biāo),分解角色和流程;學(xué)習(xí)者選擇自己的角色,執(zhí)行分配的工作流程,履行相應(yīng)的職責(zé)。
實踐教學(xué)過程中,根據(jù)軟件企業(yè)的組織結(jié)構(gòu),我們設(shè)定企業(yè)管理層、知識產(chǎn)權(quán)管理部門、軟件開發(fā)部門、人力資源部門等角色,通過模擬一個集成產(chǎn)品的開發(fā)全過程,使各部門協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。最后分析整個過程,討論各部門職責(zé)的履行程度,通過完善各部門的工作流程來提升整體系統(tǒng)的工作效率。其中一些典型場景如下:
1) 人力資源部門招聘符合項目開發(fā)需求的員工。部門經(jīng)理需要注意什么,新員工如何關(guān)注合同的條款,有工作經(jīng)驗的員工如何遵守“競業(yè)避止”的規(guī)定?
2) 軟件開發(fā)部門擬定開發(fā)計劃。如何使用開源軟件?是否采用逆向工程技術(shù)?
3) 知識產(chǎn)權(quán)管理部門申請相應(yīng)的著作權(quán)、專利權(quán)。知識產(chǎn)權(quán)管理部門的員工如何和軟件開發(fā)部門的人員有效合作?申請的流程和周期如何?
這種“模擬軟件企業(yè)”為學(xué)生創(chuàng)造一種能夠獨立探究的情境,提供思考、參與知識獲得的機(jī)會,從而提高和發(fā)展學(xué)生的自主發(fā)現(xiàn)能力、獨立解決問題的能力和發(fā)明創(chuàng)造的能力。
4.5組織案例教學(xué),增強(qiáng)實踐體悟
案例教學(xué)法因其在美國哈佛大學(xué)商學(xué)院的成功應(yīng)用而聞名于世,并被教育界廣泛推崇。案例教學(xué)一般具有真實性、完整性、典型性和啟發(fā)性等基本特點。多學(xué)科交叉課程,尤其是文理交融的學(xué)科,引入案例教學(xué),可以啟發(fā)學(xué)生探究案例形成背后的社會、經(jīng)濟(jì)、文化等因素,以及相應(yīng)的社會影響;通過逆向或辯證思維,多角度評估案例現(xiàn)有結(jié)論;設(shè)定自己在案例中的角色,預(yù)計自己的可能行為等,可以增強(qiáng)自己的實踐體悟。
課程涉及信息技術(shù)、法律和管理等方面的知識,跨越工程、人文、社科等領(lǐng)域。在課程教學(xué)過程中,針對案例教學(xué),我們采用如下的策略:
1) 選擇權(quán)威案例。權(quán)威性是指案例不僅典型,而且案例具備來源可靠、專家分析評說、社會或行業(yè)影響較大、結(jié)果明確等特點。
2) 選擇新興技術(shù)案例。這些案例是指技術(shù)含量高,不能從已有的法律條文中直接做出論斷的案例,如新興的數(shù)字媒體中的版權(quán)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的域名等。這些案例可以引發(fā)爭辯,關(guān)注如何保護(hù)自身和企業(yè)權(quán)益、如何避免遭受法律訴訟。
3) 采用視頻案例的形式。視頻案例以多媒體的形式,詳細(xì)介紹了案件的起因、涉案各方、案件進(jìn)展、爭議焦點、各方辯辭、最終宣判、專家評說等內(nèi)容,視頻長度為20分鐘左右為宜,是學(xué)生非常容易接受的教學(xué)形式。
4.6重視學(xué)習(xí)效果評估,提高教學(xué)的社會貢獻(xiàn)
教師對學(xué)習(xí)效果及時進(jìn)行評估,師生實現(xiàn)良性互動,互相獲取對方的反饋意見,以體現(xiàn)有效的、高質(zhì)量的教學(xué)。在多學(xué)科交叉課程教學(xué)中,需要建立多維教學(xué)評估體系,全面、客觀、深入評價學(xué)習(xí)效果。
在課程教學(xué)過程中,采用案例分析、小組討論、情景體驗、專題問辯、文獻(xiàn)閱讀交流等多種形式,建立一系列文檔包括原始素材、討論小結(jié)、讀后感、專題報告等。評估對基本概念的掌握程度、理論聯(lián)系實際和建立知識關(guān)聯(lián)的能力。課程最終學(xué)習(xí)成績由多部分組成,考試成績只占最后評估結(jié)果較小的一部分。
培養(yǎng)人才,德育為首。在課程教學(xué)過程中,我們避免使得學(xué)生孤立各個學(xué)科的知識,導(dǎo)致學(xué)生只會背一些條文和知識點,而是將良好的價值觀念和高尚的道德品質(zhì)融入教學(xué)的全過程,實現(xiàn)以促進(jìn)人的和諧發(fā)展為目標(biāo)的人文主義教育。如結(jié)合日常使用的軟件,解釋哪種情況是盜版;結(jié)合自由軟件,分析如何尊重別人的勞動成果;結(jié)合新員工簽訂勞動合同的相關(guān)規(guī)定,解釋如何避免侵犯前任雇主的合法權(quán)益等,使學(xué)生既掌握技術(shù),又懂得法律,更具有全局管理理念。這也符合中央對大學(xué)生“育人為本,德育為先”的精神。
5結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步以及人們認(rèn)識和改造世界能力的提高,多學(xué)科交叉已經(jīng)成為促進(jìn)知識創(chuàng)新的動力,并將成為一種發(fā)展趨勢。教師需結(jié)合具體的學(xué)科交叉,探討其中的教學(xué)規(guī)律,并體現(xiàn)在教學(xué)實踐中,必然會提高教學(xué)效果。軟件知識產(chǎn)權(quán)管理課程工程實踐性強(qiáng),與人們的日常生活密切相關(guān),但由于其具有法律的嚴(yán)肅性和枯燥性,完成教學(xué)具有一定的難度。上述教學(xué)理論和實踐探索總結(jié)了我們的一些理解和體會,在實際工作取得一定的效果,并將在今后的教學(xué)工作中進(jìn)一步延伸和改善。
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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)
八年級上《科學(xué)》第一章
生活中的水
復(fù)習(xí)提綱
第一節(jié)
水在哪里
1.
海洋水:海水約占地球水總量的96.53%
2.
陸地淡水:地球上最大的淡水主體是冰川水,目前,人類利用的淡水資源主要是河流水、淡水湖泊水、淺層地下水,僅占地球上淡水總量的0.3%
3.水有固、液、氣三種狀態(tài),水的三態(tài)變化屬于物理變化
4.水與生命:
一個健康成年人,平均每天需2.5升水,
人體重量的2/3以上是水分
兒童身上4/5是水分
5.水的循環(huán):
小循環(huán)——①陸上內(nèi)循環(huán):陸地---大氣
——②海上內(nèi)循環(huán):海洋---大氣
大循環(huán)---海陸間水循環(huán):海洋--陸地--大氣
(l)
海陸間大循環(huán)的5個環(huán)節(jié):
a蒸發(fā)
b水汽輸送
c降水
d地表徑流
e下滲
(地下徑流)
(2)海陸間大循環(huán)的意義:
a使地球上的水、大氣、巖石和生物發(fā)生密切的聯(lián)系;
b使海洋源源不斷地向陸地供應(yīng)淡水,使水資源得到再生。
6、每年的3月22日為“世界水日”
第二節(jié)
水的組成
1.
水的電解
電極
氣體的量
檢驗方法及現(xiàn)象
結(jié)論
正極
氣體體積是負(fù)極的1/2
氣體能是帶火星的木條復(fù)燃
正極產(chǎn)生的氣體是氧氣
負(fù)極
氣體體積是正極極的2倍
氣體能在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
負(fù)極產(chǎn)生的氣體是氫氣
實驗結(jié)論:
水
通直流電氫氣+氧氣,說明水是由氫和氧組成的
(水的電解是化學(xué)變化)
2.、水的重要性質(zhì)
顏色
無色
沸點
100℃
氣味
無味
凝固點
0℃
狀態(tài)
常溫常壓下液態(tài)
水的異?,F(xiàn)象
4℃時密度最大,結(jié)冰后體積膨脹,冰浮在水面上
第三節(jié).水的密度
1、密度定義:
單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做該物質(zhì)的密度。.
(l)
密度是物質(zhì)的固有屬性,與物體的形狀、體積、質(zhì)量無關(guān),即對于同一物質(zhì)而言,密度值是不變的。(如:一杯水和一桶水的密度是一樣的;)
(2)不同的物質(zhì),密度不同;
2.
密度的公式:
m
=ρ/
v
(公式變形:
m=ρv
v=m
/
ρ)
ρ表示密度,
m表示質(zhì)量(單位:千克或克),v
表示體積
(單位:米3或厘米3)
水銀的密度為13.6×103千克/米3,它所表示的意義是1米3的水銀的質(zhì)量是13.6×103千克,
3、.密度的單位:
(1)密度的單位:千克/米3
或
克/厘米3,
(2)兩者的關(guān)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)單位轉(zhuǎn)化::1毫升
=
1cm3
=
1×10
-6
m3
1噸=1000千克=1×10
6克
1毫升
=
1×10
-3升
1升=10
-3
m3
4、密度的測量
(1)測量原理:ρ=m/v
(2)測量步驟:
①用天平稱量物體的質(zhì)量;②用量筒或量杯測量物體的體積;③計算
5、密度知識的應(yīng)用:
(1)
在密度公式中,知道其中任意兩個量,即可求得第三個量。
(2)
可用于鑒別物質(zhì)的種類。
第四節(jié)
水的壓強(qiáng)
1、壓力的定義:是垂直作用物體表面的力。
2、壓力的方向:總是與受力物體的表面垂直,
3、壓力的大?。翰灰欢ǖ扔谥亓?/p>
4、壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),一般在科學(xué)上用壓強(qiáng)來表示;
5、壓強(qiáng)的定義:單位面積上受到的壓力叫做壓強(qiáng).
6、壓強(qiáng)的計算公式:P=
F/S(P表示壓強(qiáng),F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積)
7、壓強(qiáng)的單位:
帕
(Pa)
(1帕=1牛/米2,常用的壓強(qiáng)單位有百帕,千帕,兆帕)
8、增大和減少壓強(qiáng)的方法:
(1)增大壓強(qiáng)的方法:
A、壓力不變時,減小受力面積;
B、受力面積不變時,增大壓力
(2)減小壓強(qiáng)的方法:
A、壓力不變時,增大受力面積
B、受力面積不變時,減少壓力
9、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點:
(1)
液體內(nèi)部都存在壓強(qiáng);
(2)
液體的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大;
(3)
同一深度,各個方向上的壓強(qiáng)大小相等;
(4)不同液體深度相同處,密度越大,壓強(qiáng)越大
(液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計算式
P=ρg
h)
推導(dǎo)過程——P=
F/S=G/S=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρg
h
【思考】三個分別用銅、鐵、鋁、制成正方形,它們的質(zhì)量相同,把它們放在桌面上,則對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小的關(guān)系是?——P銅
>
P鐵
>
P鋁
第五節(jié)
水的浮力
1、液體(氣體)對浸入其內(nèi)的物體都會產(chǎn)生向上的浮力,
2、方向:豎直向上
3、阿基米德原理:浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。
公式:F浮=G排液=ρ排g
v排
注意:
(1)浮力只跟物體排開的液體受到的重力有關(guān),
(2)浮力與液體的深度、物體的密度,形狀無關(guān);
(3)對于完全浸沒在液體中的物體,浮力還與液體的密度,物體的體積有關(guān);
(4)計算時,單位要統(tǒng)一(ρ排取千克/米3,v排取米3)
2、物體的浮沉條件:
浸在液體中的物體的浮沉取決于:物體的重力G和浮力F浮的大小。
①F浮
下沉(ρ物>ρ液)
②F浮>G
上?。é盐?/p>
③F浮=G
懸浮
此時V排
=V物
(ρ物
=ρ液)
④F浮=G
漂浮
此時V排
V物
(ρ物
注意:
①上浮和下沉都是不穩(wěn)定狀態(tài),是動態(tài)過程,上浮的物體最終會浮出液面,而處于漂浮狀態(tài);下沉的物體最終則會沉到液底處于靜止?fàn)顟B(tài)。
②漂浮和懸浮時,物體都是受到兩個力而處于平衡狀態(tài),F(xiàn)浮=G
(沉到水底時:F浮+F支持力=G
)
4.實心物體浸沒在液體中
①當(dāng)ρ液
>ρ物
時,上?。ㄗ罱K漂?。?/p>
②當(dāng)ρ液
ρ物
時,下沉
③當(dāng)ρ液=ρ物
時,懸浮
5.
浮沉條件的應(yīng)用
(1)輪船
①
因為漂浮時,F(xiàn)浮=G
,
所以同一艘輪船從海行駛到江河或從河到海,其受到的浮力不變。
②根據(jù)F浮=ρ排g
v排,同一艘輪船從海行駛到江河,因為F浮不變,ρ排減小,所以
v排必增大,即船身稍下沉。
(2)潛水艇:它的上浮和下沉是通過對水艙的排水和充水而改變自身的重力來實現(xiàn)的。
(3)密度計:因為F浮=ρ排g
v排
,液體密度不同,密度計排開液體的體積不同,液面所對應(yīng)的位置也就不同。
6.密度計
刻度不均勻、上小下大(測密度時,密度計所受浮力不變——處于漂浮狀態(tài))
第六節(jié)
物質(zhì)在水中的分散狀況
1.
溶液:
(1)
溶劑:能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑(如水、酒精等物質(zhì))
(2)溶質(zhì):被溶解的物質(zhì)叫溶劑。
(3)
溶液:由溶質(zhì)溶解于溶劑后形成的均一的、穩(wěn)定的混合物。
2.
懸濁液、乳濁液:
名稱
特征
溶液
懸濁液
乳濁液
形成過程
固、液氣溶解在液體里
固體顆粒分散在液體里
小液滴分散在液體里
穩(wěn)定性
穩(wěn)定
不穩(wěn)定
不穩(wěn)定
長期放置
均一、穩(wěn)定
下沉
上浮
舉例
糖水、汽水、飲料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
3.
混合物:由多種(≥2種)物質(zhì)組成的物質(zhì)叫混合物。
溶液、懸濁液、乳濁液都屬于混合物。
4.
常用的溶劑:
水、酒精、汽油、丙酮等。
【思考1】衣服上沾上了油怎么辦?――用汽油擦洗
【思考2】放在干洗店的衣服為什么不能當(dāng)日取回?——原理:有無可以溶解在有機(jī)溶液中,而這些有機(jī)溶液往往有毒、易揮發(fā),因此不宜即日領(lǐng)回。
第7節(jié)物質(zhì)在水中的溶解
1.
飽和溶液和不飽和溶液
飽和溶液:在一定溫度下,在一定量的溶劑里,不能繼續(xù)溶解某種溶質(zhì)的溶液,稱為這種溶質(zhì)的飽和溶液。
不飽和溶液:在一定溫度下,在一定量的溶劑里,還能繼續(xù)溶解……,稱為…的不飽和溶液。
注意:
(1)條件:一定溫度和一定量的溶劑,否則飽和不飽和溶液就沒有確定的意義。
(2)飽和溶液是對一定的溶質(zhì)而言的。如某溫度下的蔗糖飽和溶液是對蔗糖飽和的,不能再溶解蔗糖,若加入其他溶質(zhì)如食鹽,仍可溶解。
2.飽和溶液和不飽和溶液的相互轉(zhuǎn)化(大多數(shù)物質(zhì)適用)
A.加溶劑
B.升溫
飽和溶液
轉(zhuǎn)換方法
不飽和溶液
A.蒸發(fā)溶劑B.降溫C.加溶質(zhì)
3.
濃溶液和稀溶液:溶有較多溶質(zhì)――濃溶液;
溶有較少溶質(zhì)――稀溶液
注意:飽和溶液不一定是濃溶液,不飽和溶液也不一定是稀溶液。
4.
溶解度
溶解度公式:溶解度=m溶質(zhì)/m溶劑
×
100g
溶解度概念:
在一定溫度下,某物質(zhì)在100
克溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時所溶解的溶質(zhì)質(zhì)量為該物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。
注意:
(1)四個關(guān)鍵詞:一定的溫度,100克溶劑、達(dá)到飽和、溶質(zhì)的質(zhì)量
(2)溶解度就是一定溫度下,100g溶劑中能溶解的溶質(zhì)的最大質(zhì)量
(3)溶解度單位為克(g)
5.溶解度曲線:
以溫度為橫坐標(biāo),溶解度為縱坐標(biāo)形象地看出物質(zhì)的溶解度隨溫度變化情況。
(1)
大多數(shù)物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而增大
①影響很大,如硝酸鉀,表現(xiàn)為曲線陡
②影響不大,如氯化鈉(食鹽),表現(xiàn)為曲線平緩
(2)
極少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而減小,如氫氧化鈣
6.
溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(1)計算公式
溶液的質(zhì)量
=
溶質(zhì)的質(zhì)量+溶劑的質(zhì)量
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=m溶質(zhì)/m溶液
×
100%
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=S/S+100
×
100%
(2)溶液中:溶質(zhì)的質(zhì)量=溶液的體積×溶液的密度×溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(3)溶液的稀釋或計算時,要點:混合后溶質(zhì)的質(zhì)量不變
(4)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液步驟:
A、計算(溶劑和溶質(zhì)的質(zhì)量或體積)
B、稱量(固體:用天平稱??;液體:用量筒量取)
C、溶解(后裝瓶,并貼上標(biāo)簽)
第8節(jié)
物質(zhì)在水中的結(jié)晶
1.晶體――具有規(guī)則的幾何形狀的固體。不同的晶體具有不同的形狀。
2.結(jié)晶――從飽和溶液中析出固態(tài)溶質(zhì)的過程
3.獲得晶體的兩種方法:
①蒸發(fā)溶劑:一般用于溶解度受溫度影響不大的物質(zhì),如氯化鈉
②冷卻熱飽和溶液:適用于溶解度受溫度影響大的物質(zhì),如硝酸鉀
4.有些晶體結(jié)合了一定數(shù)目的結(jié)晶水,稱結(jié)晶水合物,如硫酸銅晶體(俗稱膽礬)
第9節(jié)
水的利用和保護(hù)
水資源――水資源的分布
可供使用的水資源的豐富程度和一個地區(qū)的水循環(huán)按活躍程度密切相關(guān)。
(1)
全球水資源分布——空間分布不均勻
(2)
全球水資源分布——人均水資源差異大
(3)
我國水資源分布——夏季豐富、冬季欠缺,南多北少、東多西少
水的凈化:沉淀、過濾、蒸餾
1.
水資源
:人類利用較多的是河流水、淡水湖泊水和淺層地下水,僅占全球淡水總儲量的0.3%
2.
我國是一個缺水國家,且水資源地區(qū)分布不均勻,時間分配也不均勻,我國有300多個城市面臨缺水危機(jī),其中包括北京、天津、上海、等大城市。
3.水的凈化
(1)
沉淀法:自然沉淀法
加入凝固劑,如明礬、活性碳等
(作用:使水中的懸浮雜質(zhì)凝聚成較大的顆粒,叫做凝聚劑)
(2)
過濾法―――把不溶于液體的固態(tài)物質(zhì)跟液體分離開的一種方法
操作要點:一貼二低三靠
一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;
二低:濾紙低于漏斗邊緣,濾液低于濾紙邊緣
三靠:傾倒濾液的燒杯口緊靠玻璃棒;玻璃棒緊靠三層濾紙一側(cè);漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁
(3)
蒸餾
原理:利用液體里各成分的沸點不同而進(jìn)行分離的方法。
蒸餾裝置組成:蒸餾燒瓶、溫度計、鐵架臺、冷凝管、接受器、錐形瓶
第二章
地球的外衣
第一節(jié)
大氣層
1.
根據(jù)大氣溫度在垂直方向上的變化,將大氣分為對流層,平流層,中間層,暖層,外層
對流層:A
對流運(yùn)動劇烈
B
兩極薄,
赤道厚
C
占3/4的大氣質(zhì)量
平流層:A
臭氧集中在此
B
氣流平緩,適行
中間層:隕石在此燃盡。
暖
層:又稱電離層,溫度高,反射電磁波信號
外
層:衛(wèi)星接受反射電視、電話信號
溫度變化規(guī)律:先小,后大,再小,最后大,大
2.
激烈的對流運(yùn)動和充足的水汽是形成天氣的重要原因。
對流運(yùn)動的規(guī)律:冷空氣下降,熱空氣上升
空氣的熱脹冷縮
3.
如果沒有大氣層:
A
地球上沒有生命
B
地球上沒有聲音
C
晝夜的溫差大
D
受隕石襲擊
E
受紫外線直接照射
4.
人類對大氣層的影響:
A
有毒氣體排放,污染大氣
如形成酸雨
B
過多的二氧化碳排放,造成溫室效應(yīng),使全球氣溫上升,海平面上升
C
臭氧層破壞,紫外線長驅(qū)直入,危害人類皮膚
第二節(jié)
天氣和氣溫
1.
天氣——短時間內(nèi),近地面的各天氣要素的綜合狀況
要素:
氣溫,氣壓,濕度,風(fēng),降水等
2.
天氣于氣候的區(qū)別:
天氣:短時間
如
陰轉(zhuǎn)多云
晴空萬里
鵝毛大雪
烈日炎炎
氣候:長時間
如
四季如春
秋高氣爽
終年高溫
冬暖夏涼
3.
用溫度計測量氣溫的大小,溫度計一般放在百葉箱中,
A
保護(hù)作用,以免風(fēng)吹雨打
B
防止太陽直接照射(門朝北)
C
通風(fēng),受地面輻射影響不大,能真實反映大氣溫度
4.
一天中,最高氣溫大致在午后兩點,最低日出前后
人體最感舒適溫度在22℃
第三節(jié)
大氣的壓強(qiáng)
1.
證明大氣壓強(qiáng)的存在:
A
馬德堡半球?qū)嶒?/p>
B
杯中水不倒出的實驗
2.
特點:A
各個方向都有大氣壓強(qiáng)
B
大氣壓強(qiáng)隨高度的升高而減小。
高度高,空氣密度小
應(yīng)用:
高山反應(yīng)。
C
流速大,壓強(qiáng)小。機(jī)翼下側(cè)流速小于上側(cè),所以下側(cè)壓強(qiáng)大于上側(cè)
用壓強(qiáng)解釋生活中的現(xiàn)象:關(guān)鍵抓住變化后形成壓強(qiáng)差。
3.
大氣壓強(qiáng)的單位:帕
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.01*105帕,或等于760毫米汞柱(10高水)
4
高壓區(qū):空氣下降,天氣晴朗,空氣干燥
低壓區(qū):空氣上升(遇冷)
多為陰雨天氣
5.
氣壓與沸點的關(guān)系:
1.
氣壓增大,沸點升高
實驗手段:往里充氣,原來沸騰的水停止沸騰,溫度計溫度升高。
應(yīng)用:高壓鍋
2.
氣壓降低,沸點減小
實驗手段:往外抽氣,原來不沸騰的水重新沸騰。
第五節(jié)
風(fēng)
1.
風(fēng)---是空氣的水平運(yùn)動。只有在同一高度上的運(yùn)動才是風(fēng)。
形成原因:同一水平下高壓氣體向低壓氣體流動。
2.
風(fēng)的基本要素:
風(fēng)速和風(fēng)向
風(fēng)速
通常用級表示
風(fēng)向
風(fēng)吹來的方向。如風(fēng)往北吹:南風(fēng)
O——東風(fēng)
第六節(jié)
為什么會降水
1
.水汽含量的多少一般用相對濕度表示
空氣中含有水汽的多少與溫度有關(guān),溫度高,水汽含量也大。
2.
測濕度的工具:干濕球溫度計
結(jié)構(gòu):有干球溫度計(普通溫度計)和濕球溫度計(包裹著濕棉紗的溫度計)
原理:干球溫度計測大氣溫度
濕球溫度計會蒸發(fā),蒸發(fā)要吸熱,溫度計示數(shù)變小,出現(xiàn)干濕差
大氣濕度大,蒸發(fā)慢,降溫小
干濕差小
;
大氣濕度小,蒸發(fā)快,降溫大,干濕差大
3.
降水的條件:
A
充足的水汽(相對濕度達(dá)到100%)
B
空氣上升,溫度降低,空氣容納水汽的能力降低
C
有凝結(jié)核,
水汽可以凝結(jié)變大
4.
降水量用毫米表示。
人工降水的方式:
1.
降溫
打干冰
2.
凝結(jié)核
打碘化銀
第七節(jié)
明天的天氣怎樣
1.
天氣圖
:表現(xiàn)不同地方天氣信息的地圖
等壓線
:氣壓相等的地方連成的線
2.天氣系統(tǒng):
A
高壓
:
氣壓從中心向周圍減小的
天氣:晴朗干燥
B
低壓
:氣壓從中心向周圍增大的
天氣:陰雨天氣
C
冷鋒
:空氣強(qiáng)度大于暖空氣,并向暖空氣方向移動
,
天氣:
降雨、大風(fēng)、降溫天氣
D
暖鋒
:暖空氣強(qiáng)度大于冷空氣,并向冷空氣方向移動
,天氣:降雨、過后氣溫升高
F
臺風(fēng)
:低壓氣旋,中心風(fēng)力十二級以上
鋒面雨:冷暖氣流勢均力敵,帶來大范圍,長時間的降水,又叫梅雨
對流雨:長發(fā)生在副熱帶地區(qū),雨量大,范圍小,時間短。
4.
探究步驟:提出問題—提出假使—實驗設(shè)計—得出結(jié)論—相互交流
第八節(jié)
氣候和影響氣候的因素
1.
天氣:短時間的大氣狀況
氣候:長時間;包括天氣的平均狀況和極端狀況。
2.
緯度對氣候的影響……原因:太陽輻射不均勻。
主要是對氣溫的影響:A
年平均氣溫
赤道附近高,兩極低
B
四季分明(夏季高,冬季低)
3.
地形對氣候的影響
1)迎風(fēng)坡:吹來的風(fēng)含有豐富水汽
空氣受阻上升遇冷凝結(jié)降水
天氣濕潤,降水多,植被茂盛
背風(fēng)坡:空氣下沉
干燥少雨,植被低等,植被單調(diào)
2)海拔高:溫度低
植被稀少
海拔低:溫度高
植被茂盛
如:人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開;一山有四季,十里不同天。
1.
比熱----單位質(zhì)量(1千克)某種物質(zhì),溫度升高(降低)1℃,要吸收(放出)的熱量。
單位:J/(kg.℃)
水的比熱:4200
J/(kg.℃)
表示地含義:
1千克水,溫度溫度升高(降低)1℃,要吸收(放出)的熱量是4200焦
計算物質(zhì)吸放熱量的多少:Q
=
Cm?t---表示變化的溫度
C
表示比熱
m
表示質(zhì)量
5.
比熱小,吸收相同的熱量時,升高的溫度大,升溫快,降溫也快。如沙土
比熱大,吸收相同的熱量時,升高的溫度小,升溫慢,降溫也慢。如水
6.
季風(fēng)產(chǎn)生的機(jī)理:因為海水比熱比砂石大。
夏天:海水不易升溫,溫度比陸地溫度低,形成高壓區(qū),陸地形成低壓區(qū),風(fēng)從海洋吹向內(nèi)陸,形成東南季風(fēng)(偏南風(fēng))
冬季相反
7.
我國氣候可以分為
:
季風(fēng)區(qū):
熱帶季風(fēng)氣候
亞熱帶季風(fēng)氣候(我省)
溫帶季風(fēng)氣候
:
非季風(fēng)區(qū):溫帶大陸氣候
高原高山氣候
8.
冬季,我國盛行北方吹來的寒冷干燥的偏北風(fēng),氣溫低,降水少。
夏季,我國盛行海洋吹來的溫暖濕潤的偏南風(fēng),氣溫高,降水充沛。
9.
我國干旱,半干旱地區(qū)的年降水量少于400毫米
10.我國災(zāi)害性天氣有臺風(fēng),寒潮,洪水。主要原因:亂砍亂伐,回湖造田,環(huán)境污染
第三章
復(fù)
習(xí)
第一節(jié)
環(huán)境對生物行為的影響
1、生物的生活環(huán)境主要指存在于生物周圍的影響生物生活的各種因素。包括天氣、晝夜、季節(jié)、光照、溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)等,都是影響生物行為的重要因素,生物能對環(huán)境刺激作出相應(yīng)反應(yīng)。
2、生物與環(huán)境之間的關(guān)系是:生物與環(huán)境之間相互影響。
3、植物的感應(yīng)性有:向光性、向地性、向水性、向化性、向觸性、向熱性
第二節(jié)
神奇的激素
1、生長素主要集中在生長旺盛的部位,如胚芽尖端等,如果單側(cè)光照射植物時,植物產(chǎn)生的生長素會在植物體內(nèi)分布不均勻,背光一側(cè)比向光一側(cè)分布得多,背光一側(cè)細(xì)胞比向光一側(cè)生長得快,于是向光彎曲,產(chǎn)生向光性生長。
2、生長素的生理作用:①促進(jìn)植物的生長;②促進(jìn)扦插的枝條生根;③促進(jìn)果實的發(fā)育;④防止落花落果;⑤低濃度促進(jìn)植物的生長,高濃度抑制植物的生長。
3、植物激素:在植物體內(nèi)合成并運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?,對植物體的生命活動產(chǎn)生顯著作用的物質(zhì),如赤霉素、細(xì)胞分裂素。
4、胰島素與血糖
①
胰島素的作用:促進(jìn)肝糖元的生成和葡萄糖的分解從而降低血糖的濃度,使血糖基本維持在90毫克/100毫升
②
當(dāng)血液中葡萄糖含量高于正常水平時,胰島素分泌增加,以促使血糖含量下降;當(dāng)血液中葡萄糖含量低于正常水平時,胰島素分泌減少,促使血糖含量上升,使血糖維持在正常水平。
5、內(nèi)分泌腺和激素:內(nèi)分泌腺是沒有導(dǎo)管的腺體,分泌的激素會直接進(jìn)入腺體內(nèi)的毛細(xì)血管。
⑴腦垂體分泌的生長激素:能控制人的生長發(fā)育。
幼年時生長激素分泌不足會患侏儒癥,分泌過多會患巨人癥;
成年人生長激素分泌過多患肢端肥大癥
⑵甲狀腺分泌的甲狀腺激素:能促進(jìn)體內(nèi)新陳代謝,提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。
幼年時甲狀腺分泌不足會患呆小癥;成年人甲狀腺分泌不足會患大脖子?。?/p>
甲狀腺分泌過多,引起的疾病是甲亢。
⑶腎上腺分泌的腎上腺素:能加快心跳的節(jié)奏,擴(kuò)張通往肌肉的血管。
⑷胰島分泌的胰島素:能促進(jìn)人體吸收的葡萄糖儲存在肝臟和肌肉里。
胰島素分泌過多,引起低血糖癥;胰島素分泌不足,引起糖尿病。
⑸卵巢、分泌的雌雄性激素:促進(jìn)生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的生成,激發(fā)和維持人的第二性征。
第三節(jié)
神經(jīng)調(diào)節(jié)
1、人和高等動物的生命活動調(diào)節(jié)包括體液調(diào)節(jié)(主要是激素調(diào)節(jié))和神經(jīng)調(diào)節(jié),且以神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)為主。(見下圖)
2、腦——中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級部分,分為大腦、中腦、小腦
⑴大腦分左、右兩半球,大腦表面稱大腦皮層,具有許多溝、裂和回,擴(kuò)大了大腦皮層的面積,大腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高級部分,大腦皮層中有許多功能區(qū),控制著人體的不同功能。
⑵小腦的功能:A、協(xié)調(diào)肌肉的活動;B、維持和調(diào)節(jié)肌肉的緊張程度;C、維持身體的平衡。
⑶腦干:主要控制血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的運(yùn)動。
3、脊髓——中樞神經(jīng)系統(tǒng)的低級部分
⑴位置:位于脊柱的椎管內(nèi),與腦干相通
⑵功能:傳導(dǎo)和反射
⑶脊髓里的低級反射中樞,一般受大腦的控制。
大腦
小腦
腦
腦干
中樞神經(jīng)系統(tǒng)
脊髓
神經(jīng)系統(tǒng)的組成
腦神經(jīng)
周圍神經(jīng)系統(tǒng)
脊神經(jīng)
植物性神經(jīng)
結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
細(xì)胞體
結(jié)構(gòu)
樹突
突起
基本單位——神經(jīng)元
軸突
神經(jīng)調(diào)節(jié)
功能:接受刺激,產(chǎn)生興奮,傳導(dǎo)興奮
概念:動物(包括人)通過神經(jīng)系統(tǒng)對外界和內(nèi)部的各種刺激
所作出的應(yīng)答性反應(yīng)。
基本方式:反射
概念:參與反射的神經(jīng)結(jié)構(gòu)
神經(jīng)結(jié)構(gòu):反射弧
感受器、傳入神經(jīng)
組成
神經(jīng)中樞
傳出神經(jīng)、效應(yīng)器
第四節(jié)
動物的行為
1、動物行為的產(chǎn)生,主要受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控,同時也受身體內(nèi)部激素的調(diào)控,這兩方面是共同協(xié)調(diào)、相輔相成的。
2、動物的先天性行為:
特點:⑴與生俱來的行為
⑵不需要經(jīng)過后天的訓(xùn)練就能形成的反射活動
⑶由大腦皮層以下的神經(jīng)中樞即可完成
⑷是動物在進(jìn)化過程形成而由遺傳固定下來的個體生存和種族延續(xù)有重要意義的行為。
3、動物的后天性行為:
特點:⑴個體在生活過程中逐漸形成的
⑵通過學(xué)習(xí)獲得的行為方式
⑶需要大腦皮層的參與
⑷是動物和人適應(yīng)環(huán)境的一種重要的反應(yīng)方式
4、人的學(xué)習(xí)行為與動物的學(xué)習(xí)行為相比較有什么不同?
(答案:人類除了對環(huán)境中聲、光、味等具體刺激作出反應(yīng),還能以抽象的語言文字代替具體的刺激引起反射。)
第五節(jié)
體溫的控制
1、體溫:
⑴鳥類和哺乳類動物屬于恒溫動物,尤其是人類在不同環(huán)境中,都能保持相對穩(wěn)定的體溫。
⑵測量體溫的部位:直腸、口腔、腋窩,其中直腸內(nèi)的溫度最接近人體內(nèi)部的溫度
⑶正常人的體溫不是一個固定的值,而是一個溫度范圍
2、產(chǎn)熱和散熱:恒溫動物和人類之所以能夠維持穩(wěn)定的體溫,是因為機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱兩個生理過程保持動態(tài)平衡的結(jié)果。產(chǎn)熱和散熱的協(xié)調(diào),是受神經(jīng)和激素兩方面的調(diào)節(jié)。
⑴產(chǎn)熱:
①
產(chǎn)熱的主要器官是內(nèi)臟和骨骼肌
②
安靜狀態(tài)下以內(nèi)臟產(chǎn)熱為主,運(yùn)動時以骨骼肌產(chǎn)熱為主。
⑵散熱:人體90%以上的熱量是通過皮膚散發(fā)出去的,散熱的方式有皮膚直接散熱和汗液蒸發(fā)散熱。
①
當(dāng)環(huán)境溫度低于體溫時,大部分的體熱通過皮膚直接散熱,小部分熱量通過汗液蒸發(fā)來散熱。
皮膚直接散熱的多少,決定于皮膚表面與外界環(huán)境之間的溫度差,溫度差越大,散熱量越多,溫度差越小,散熱量越少。皮膚溫度為皮膚血流量所控制。
A、
在低溫環(huán)境中,血管收縮,皮膚血流量減少,皮膚溫度下降,散熱量減少
B、
在高溫環(huán)境中,血管舒張,皮膚血流量增加,皮膚溫度上升,散熱量增加
②
當(dāng)環(huán)境溫度等于或高于皮膚溫度時,皮膚直接散熱不能起作用,此時蒸發(fā)就成為機(jī)體唯一的散熱方式。
3、人體是如何調(diào)節(jié)體溫的?
(答案:人體之所以能夠維持穩(wěn)定的體溫,是因為機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱兩個生理過程保持動態(tài)平衡的結(jié)果。人體內(nèi)的產(chǎn)熱和散熱過程是通過腦干(下丘腦)的體溫調(diào)節(jié)中樞來調(diào)節(jié)和控制。當(dāng)外界的氣溫低于人體正常體溫時,血液溫度降至低于37℃,刺激下丘腦中的熱受體,通過戰(zhàn)栗和使皮膚的血管收縮以減少失熱,血溫增高回到正常的血溫;當(dāng)外界的氣溫高于人體正常體溫時,血液溫度升至高于37℃,刺激下丘腦中的熱受體,通過增加汗液的分泌及使皮膚的血管舒張以增加散熱,血溫降低回到正常的血溫。
第四章
電路探秘
第一節(jié)電路圖
組成:電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線
電路
開路(斷路):某處斷開電路中沒有電流的電路。
狀態(tài)
通路(閉合電路):電路中有電流的電路。
短路:不經(jīng)過用電器,直接用導(dǎo)線把電源兩極連接起來——電源短路
(另外,還有一種短路,叫用電器短路。)
連接方式:串聯(lián)電路、并聯(lián)電路
第二節(jié)電流的測量
1.
電流的形成原因:電荷的定向移動。
2.電流方向的規(guī)定:正電荷的定向移動方向。
(金屬導(dǎo)體中實際移動的是帶負(fù)電的自由電子,此時電路中的電流方向與電荷的實際移動的方向相反。)
3.電流強(qiáng)度簡稱電流,用符號I來表示,電流的單位:安培
4.電流表的符號
。
其使用方法為
(1)、使用前應(yīng)先檢查指針是否指零。用試觸法確定量程。
(2)、必須把電流表串聯(lián)在電路中。
(3)、使電流從標(biāo)有“+”接線柱流入電流表,從標(biāo)有“-”的接線柱流出電流表。
(4)、絕對不允許把電流表直接接到電源的兩極。
(5)、被測電流的大小不能超過電流表的量程。
第3節(jié)
物質(zhì)的導(dǎo)電性
一、導(dǎo)體:
容易導(dǎo)電的物質(zhì)。如:金屬、石墨、人體、大地、食鹽水。
二、絕緣體:
不容易導(dǎo)電的物質(zhì)。如:橡膠、玻璃、瓷、塑料、干木頭、油和干燥的空氣等。
三、半導(dǎo)體
導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)。半導(dǎo)體材料:硅、鍺。
原因
金屬導(dǎo)體導(dǎo)電的原因是
:內(nèi)部存在大量自由移動的電子。
絕緣體不導(dǎo)電的原因是:內(nèi)部幾乎不存在自由電荷。
四、電阻
1、電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用。
2、電阻用字母R表示,電阻的單位:歐姆,簡稱:歐,符號:Ω
電阻的符號:
3、第4節(jié)
影響導(dǎo)體電阻大小的因素
1.導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系-粗細(xì)相同、材料相同的導(dǎo)體,越長,電阻越大
2.導(dǎo)體電阻與粗細(xì)的關(guān)系—長度、材料相同的導(dǎo)體,越粗,電阻越小。
3.導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系—長度、粗細(xì)相同,但材料不同的導(dǎo)體電阻不同
4.與溫度的關(guān)系—一般導(dǎo)體的溫度越高,電阻越大
第5節(jié)
變阻器的使用
一.滑動變阻器
1.原理:改變電阻線在電路中的長度,從而改變接入電路的電阻。
2.構(gòu)造:
3、結(jié)構(gòu)示意圖:
3.電路符號:
4.使用:上、下各有一個接線柱接入電路中。
5.注意:①通過變阻器電流不能超過其最大值
②使用前應(yīng)將電阻調(diào)到最大
③用滑動變阻器改變哪個用電器的電流,就跟哪個用電器串聯(lián)。
第6節(jié)
電壓的測量
一.電壓
1.作用:電壓使電路中形成電流
2.獲得:電源是提供電壓的裝置
3.符號:U
4.單位:國際單位:伏特,簡稱伏,符號V
常用單位:kV、mV、μV
換算關(guān)系:1kV
=
1000V
1V
=
1000
mV
1mV
=
1000μV
5.重要的電壓值:
①
一節(jié)干電池的電壓U=1.5V
②
家庭電路的電壓U=220V
③
對人體的安全電壓是U不高于36V
二.電壓的測量
1.
測量工具:電壓表
2.電路符號:
3.電壓表的示數(shù):
量程
每大格
每小格
3V
1V
0.1V
15V
5V
0.5V
4.使用規(guī)則:
①
電壓表要并聯(lián)在電路中。
②
“+”、“-”接線柱接法要正確。
③
被測電壓不要超過電壓表的最大測量值。
④
電壓表可以直接連到電源的兩極上,測出的是電源的電壓。
第7節(jié)
電流、電壓、電阻
1.實驗:
(1)、保持
電阻
不變,改變電壓
,研究
電流與電壓
之間的關(guān)系;
(2)、保持
電壓
不變,改變電阻
,研究電流與電阻
之間的關(guān)系。
2.歐姆定律
當(dāng)導(dǎo)體的電阻不變時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓不變時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
I
=
—
U
R
第八節(jié)
串、并聯(lián)電路的特點
電流
電壓
串聯(lián)電路
I=I1=I2
U總=U1+U2
并聯(lián)電路
一、評價機(jī)制要能引導(dǎo)教師對教育工作產(chǎn)生高度的事業(yè)心和強(qiáng)烈的進(jìn)取精神
對教師的評價應(yīng)該把教育教學(xué)的質(zhì)量保證與教師的專業(yè)發(fā)展和素質(zhì)提高整合起來考慮。評價不僅僅是對教師工作狀況的鑒定,更重要的是鼓勵教師思考教學(xué)過程以及自身的特點,促進(jìn)教師的專業(yè)成長和提高教學(xué)水平,使得每一個教師都能深深地認(rèn)識到,教育不只是一種職業(yè),而是一種事業(yè)。職業(yè)可以講代價、講報酬,而事業(yè)則只能講意義、講獻(xiàn)身。每一位優(yōu)秀教師都應(yīng)把教育工作當(dāng)作事業(yè)來做,任勞任怨,不計得失,無私奉獻(xiàn),同時善于學(xué)習(xí),關(guān)注發(fā)展,迎接挑戰(zhàn),積極進(jìn)取。
二、評價機(jī)制要創(chuàng)造讓教師成長的良好外部條件
要成為優(yōu)秀教師,除了教師本身有十分優(yōu)秀的內(nèi)在素質(zhì)和扎實的教育功底外,還需要外部條件給以支持。優(yōu)秀教師們認(rèn)為,要使教師迅速成長,首先學(xué)校要有一個民主、寬松、科研意識濃厚的氛圍,其次能給予一定的物質(zhì)條件和資源作保證。這一外部條件有利于教師快速成長,有利于激勵教師全身心投入教學(xué);同時給教師更多的時間去研究教育教學(xué)工作,有更多的精力去探索和實踐教育改革的路子。在教師成長的過程中,除了自身的努力以外,基層領(lǐng)導(dǎo)的人格、學(xué)識以及對人才的重視、培養(yǎng),社會競爭,有效的繼續(xù)教育,社會各界提供的機(jī)遇等也是影響教師迅速、健康成長的重要因素。同時工學(xué)矛盾、行政與業(yè)務(wù)的關(guān)系處理等也成為影響優(yōu)秀教師再成長進(jìn)步的主要因素。
三、建立多元主體評價機(jī)制,準(zhǔn)確把握教師成長中的問題
促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的評價活動,需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、同行、學(xué)生、家長以及被評教師的共同參與。整合多方面的評價力量,可以全面準(zhǔn)確地把握被評教師的工作表現(xiàn)和工作績效,有助于營造理解、信任、尊重教師和幫助教師專業(yè)成長的人文環(huán)境。教師的自我評價是教師自我反思教學(xué)實踐,促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的重要方式。它可以幫助教師把經(jīng)驗和理論聯(lián)系起來,加深對自己專業(yè)活動的理解,強(qiáng)化自己的角色意識;教師涉入評價過程的親身體驗以及通過體驗得出的結(jié)論,會引起教師教學(xué)理念和教學(xué)行為的變化,增強(qiáng)教師對自身職業(yè)發(fā)展的責(zé)任心和自信心,會提高教師的自我評價能力,提升教師的專業(yè)水準(zhǔn)。同行、學(xué)生、家長的評價具有很大的潛在價值,但都存在著可靠性和有效性的問題。需要制訂一個恰當(dāng)?shù)脑u價標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計科學(xué)的評價量表,需要采用有助于評價信息互相補(bǔ)充的多樣化評價方法。如學(xué)生評教,學(xué)生評教不應(yīng)簡單地由學(xué)生對教師是否滿意打個分,而應(yīng)有一系列的舉措。
四、建立個性標(biāo)準(zhǔn)評價機(jī)制,有利于教師的專業(yè)發(fā)展
促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的評價制度屬于專業(yè)性評價范疇,它鼓勵評價對象參與評價方案的設(shè)計,并依據(jù)不同的教學(xué)任務(wù)、教師發(fā)展階段與課程目標(biāo),有區(qū)別地評價教師。因此,評價標(biāo)準(zhǔn)的制訂,既要理解和尊重教師教學(xué)中的差異性,又要體現(xiàn)教育教學(xué)規(guī)律和教師專業(yè)發(fā)展的要求;既要參照教育行政部門制定的教師評價標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)綱要和學(xué)校內(nèi)部制定的教師崗位職責(zé)等文件,又要聽取評價對象對自己工作職責(zé)范圍的陳述和對制訂評價標(biāo)準(zhǔn)的意見,以此保證量身定制的評價標(biāo)準(zhǔn)切合實際、科學(xué)、可行。評價標(biāo)準(zhǔn),可以是對教師教學(xué)、科研、管理和社會服務(wù)工作的全面評價,也可以是對某一方面的重點評價。筆者學(xué)校有位教師,課堂教學(xué)中表達(dá)能力不強(qiáng),但是這位教師的動手能力強(qiáng),于是我們讓這位老師負(fù)責(zé)組織學(xué)校科技小組。這樣,經(jīng)過他指導(dǎo)的學(xué)生,大多數(shù)成了電腦高手、家電維修高手、無線電愛好者,有多人榮獲小發(fā)明、小創(chuàng)造獎,有三位同學(xué)甚至在省里獲得大獎。這位老師不僅重新贏得了學(xué)生的信任,更重要的是他自己建立了作為一名教師的自信。
五、評價應(yīng)根據(jù)教師成長的不同階段設(shè)立不同標(biāo)準(zhǔn)
“以人為本,既關(guān)注教師的現(xiàn)在,更關(guān)注教師的未來”是建立符合素質(zhì)教育要求的教師評價機(jī)制的核心問題。對青年教師來說,實施發(fā)展性的教師評價制度尤為重要。假如針對青年教師教學(xué)能力的評價能根據(jù)教師成長的幾個不同階段分為見習(xí)期教學(xué)評價、入門期教學(xué)評價、勝任期教學(xué)評價和骨干期教學(xué)評價(骨干教師后備人選和骨干教師),則會使青年教師的積極性被極大地調(diào)動起來。青年教師需要一定的時間和“空間”熟悉業(yè)務(wù)和適應(yīng)教學(xué)情況,他們更迫切地需要有機(jī)會討論和反省自己的工作表現(xiàn),渴望獲得機(jī)會暢談自己的工作成績和壓力;尤為重要的是,學(xué)校能得以了解他們的需求,從而制定出更加合理的進(jìn)修計劃和資源分配計劃。
[關(guān)鍵詞]醛、酮 探究 問題式 觀課議課 化學(xué)課堂
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)42-0244-01
觀課議課活動中,觀課教師要利用多種感官,借助一定的觀察工具來收集課堂上眾多信息。如與教學(xué)有關(guān)的課題導(dǎo)入,課堂生成、教學(xué)設(shè)計、師生狀態(tài)、互動等各個環(huán)節(jié),教師都應(yīng)認(rèn)真觀、認(rèn)真記、課后還要認(rèn)真議。一節(jié)課觀下來,觀課教師記錄的信息五花八門、面面俱到,但對自身教學(xué)的實際指導(dǎo)價值并不大,特別是對本學(xué)科教學(xué)實際問題的處理幾乎無借鑒之處。這種廣泛的觀議課方式看似全面,但觀課方向不明確,無主次之分。觀課結(jié)束后,授課教師教學(xué)改進(jìn)的問題太雜亂,有時會本末倒置,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)成效,且教研效果也不明顯。
“建構(gòu)‘觀課議課’理念,助推中職青年教師成長的實踐研究”課題就將后期的研究方向調(diào)整為“問題式”觀課議課?!皢栴}式”觀課議課以教研組牽頭組織,圍繞教學(xué)中教師難講解、學(xué)生難理解的內(nèi)容提前預(yù)設(shè)問題;根據(jù)中職生學(xué)情,教研組教師結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗共同研究最佳的教學(xué)策略解決。在課例實踐中實施,觀課中重點觀察預(yù)設(shè)問題能否實現(xiàn)預(yù)期教學(xué)效果。
一、教學(xué)問題的預(yù)設(shè)要反復(fù)推敲,符合中職生學(xué)情。
觀課前,觀課、授課教師選取典型課例實踐,以教研組為單位,各成員根據(jù)本課例的教學(xué)重難點對所選課例結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗,一起經(jīng)過反復(fù)思考、推敲討論后確定本課例實踐的預(yù)設(shè)問題,且預(yù)設(shè)問題的提出要符合教學(xué)大綱和中職生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。
課例分析:課例實踐教材選自人民衛(wèi)生出版社《有機(jī)化學(xué)》第四章《醛、酮》?!度⑼返慕虒W(xué)是在學(xué)習(xí)《醇、酚》之后《羧酸》之前的又一類重要烴的衍生物,在知識銜接上承上啟下,學(xué)習(xí)順序上循序漸進(jìn),使得《醛、酮》在課例選取中具有一定的代表性?!度?、酮》教學(xué)中問題的預(yù)設(shè),第一,要考慮中職生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)能力有限。問題預(yù)設(shè)符合學(xué)生的認(rèn)知特點,問題設(shè)計簡單易懂,學(xué)生易理解,且問題易解決。第二,醛、酮的官能團(tuán)與糖有相似之處,問題預(yù)設(shè)要為后面糖類學(xué)習(xí)打基礎(chǔ),還要與醫(yī)學(xué)專業(yè)實際相聯(lián)系。在教研組教師的反復(fù)斟酌下,《醛、酮》教學(xué)最后預(yù)設(shè)了三個問題:1、醛、酮的結(jié)構(gòu);2、銀鏡反應(yīng);3、簡單醛、酮的鑒別。這樣預(yù)設(shè)的問題有利于學(xué)生明確本節(jié)課教學(xué)目標(biāo),同時有利于教師千方百計突破教學(xué)重難點。
二、預(yù)設(shè)問題的解決要集思廣益達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
問題預(yù)設(shè)后大家要群策群力提出解決方案。如果我是授課教師,針對問題,給出自己準(zhǔn)備用怎樣的教學(xué)手段來突破問題。真正的授課教師會結(jié)合自身的講課特點,選擇取舍、借鑒其他教師有效的教學(xué)方法,最后選取最佳教學(xué)手段進(jìn)行課例實踐解決問題,最終使本堂課教師講得輕松,學(xué)生學(xué)得愉快,讓教學(xué)效果達(dá)到最佳。
課例分析:醛和酮的官能團(tuán)中含有相同的羰基, 但二者又存在不同之處,比較醛、酮結(jié)構(gòu)的異同之處,類比的講解突破了醛、酮的結(jié)構(gòu)還便于學(xué)生比較記憶結(jié)構(gòu)。為了加深學(xué)生對醛、酮結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,靈活調(diào)整教材內(nèi)容的順序,學(xué)生在理解醛、酮結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)重要的醛、酮才能做到溫故知新,這種合理的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生的認(rèn)知順序,又能鞏固所學(xué)知識,有利于問題的解決。在介紹重要醛、酮時,可適時對學(xué)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)專業(yè)知識的滲透。例如學(xué)習(xí)甲醛時,介紹其醫(yī)藥用途即40%的甲醛水溶液即“福爾馬林”用作消毒劑和防腐劑,可用于保存動物標(biāo)本和尸體。
醛、酮的官能團(tuán)不同,則結(jié)構(gòu)不同,利用有機(jī)化學(xué)中結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一規(guī)律,預(yù)測二者不同的性質(zhì)。醛、酮不同的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在醛與堿性弱氧化劑(土倫試劑、費林試劑)的反應(yīng)中。而酮的羰基上沒有氫原子,則酮不能被弱氧化劑氧化。醛與弱氧化劑的反應(yīng)主要用實驗探究法解決。
醛與土倫試劑的反應(yīng),對學(xué)生進(jìn)行分組實驗。實驗時對土倫試劑即銀氨溶液的配制要著重強(qiáng)調(diào),教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀實驗過程,指出實驗成功要素――切忌加入過量的氨水,否則將生成雷酸銀受熱后會引起爆炸;另外,過量的氨水也會影響試劑的靈敏度。在解決銀鏡反應(yīng)問題的同時學(xué)生切身體會到實驗成功帶來的喜悅感,還要讓學(xué)生明確課本知識與生活實際是有聯(lián)系的,教師向?qū)W生簡單介紹“治鏡”工業(yè)原理與銀鏡反應(yīng)的聯(lián)系。學(xué)生通過實驗提高了觀察現(xiàn)象和動手操作的能力,并且加深了學(xué)生對知識的理解。
為了節(jié)省有限的課堂時間,也避免課前繁瑣的實驗準(zhǔn)備。醛與費林試劑的實驗通過視頻演示,演示讓學(xué)生對實驗留下鮮明生動的印象,并且激發(fā)了學(xué)生做此實驗的興趣。醛和葡萄糖有相同的官能團(tuán)醛基,則二者有相似的性質(zhì),授課教師進(jìn)行知識遷移順勢介紹葡萄糖與班氏試劑反應(yīng)與醛與費林試劑反應(yīng)現(xiàn)象相似,激發(fā)了學(xué)生對葡萄糖的好奇心,為糖類的學(xué)習(xí)埋下伏筆。實驗探究醛與弱氧化劑的反應(yīng),總結(jié)醛、酮的不同性質(zhì)順其自然地解決了簡單醛、酮的鑒別。
三、有的放矢地觀課可使觀課、授課教師雙方獲得共贏。
在觀課過程中,觀課教師焦點集中在預(yù)設(shè)問題的教學(xué)上,圍繞問題盡可能全面收集課堂信息,詳實填寫觀課記錄表,觀察課堂上預(yù)設(shè)問題的解決亮點,思考教學(xué)過程中生成的新問題。觀課教師親臨課堂帶著問題觀課,不僅能使觀課目的明確,還能啟發(fā)自己的教學(xué),同時也調(diào)動了學(xué)生的主動性和積極性,使得觀課、授課教師都受益匪淺。
課例分析:授課教師引導(dǎo)學(xué)生條理地分析、對比醛、酮結(jié)構(gòu),啟發(fā)學(xué)生結(jié)合以前所學(xué)有機(jī)物性質(zhì)和反應(yīng)類型的知識打開思路,預(yù)測醛、酮可能發(fā)生的反應(yīng)。實驗導(dǎo)向探究醛與弱氧化劑土倫試劑、費林試劑的反應(yīng),充分體現(xiàn)了實驗與理論相結(jié)合的認(rèn)識規(guī)律。同時教學(xué)過程中又生成了新問題,如課堂穿插有關(guān)醛、酮結(jié)構(gòu)和簡單醛、酮的即時練,學(xué)生會更好、更快地理解掌握知識點;課堂學(xué)生分組實驗教師指導(dǎo)怎樣才會更快捷有效;課后問卷調(diào)查對預(yù)設(shè)問題掌握較差的學(xué)生又如何指導(dǎo)其進(jìn)一步學(xué)習(xí)。以上這些新問題都需要教師課后議課反思討論來增強(qiáng)教學(xué)效果。
四、課后跟進(jìn)問題、集中議課,議出更多可能的教學(xué)策略。
課后教研組觀授課教師圍繞觀課問題、實際教學(xué)與預(yù)期教學(xué)的差異集中議課,跟進(jìn)課堂困惑和教學(xué)中生成的新問題,圍繞問題深入思考,商討更多的教學(xué)策略,達(dá)成共識。教研組長針對問題總結(jié)每位教師的成功對策,相互補(bǔ)充,提出更多的教學(xué)可能性供教師對照選擇。
醛、酮課例教學(xué)中,課后議課對教學(xué)過程進(jìn)行了補(bǔ)充改進(jìn)。課前教師提前布置預(yù)設(shè)問題,學(xué)生閱讀教材預(yù)習(xí);教師備課時準(zhǔn)備關(guān)于醛、酮結(jié)構(gòu)及鑒別的即時練;課堂上布置課外作業(yè)讓學(xué)生上網(wǎng)找有關(guān)甲醛、丙酮在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用資料;課下第一時間統(tǒng)計學(xué)生對“問題式”教學(xué)的評價表,掌握學(xué)生聽課中存在的問題,以便教師在下節(jié)課教學(xué)中及時補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)。
觀課、授課教師在課例實踐中,圍繞兩三個預(yù)設(shè)問題,帶著自己的教學(xué)經(jīng)驗共同思考商討,共同分享成長,“觀”課優(yōu)勢,“照”己不足。同行們圍繞預(yù)設(shè)問題交流討論――觀課思考――議課反思的過程中有針對性調(diào)整教學(xué),共同改進(jìn)課堂教學(xué)、提升教師專業(yè)素養(yǎng)、促進(jìn)教師專業(yè)成長,增強(qiáng)了觀課議課效果。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:自動控制原理;計算機(jī)輔助教學(xué);考核方式多元化
作者簡介:陳兆嶺(1967-),男,江蘇泰州人,江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,講師;劉國海(1964-),男,江蘇揚(yáng)州人,江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,教授。(江蘇 鎮(zhèn)江 212013)
基金項目:本文系江蘇省“十二五”高等學(xué)校重點專業(yè)建設(shè)(批準(zhǔn)號:蘇教高[2012]23號)、2011年江蘇大學(xué)校級教學(xué)改革與研究項目(重點)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0086-02
“自動控制原理”是一門理論性和工程實踐性都較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是后續(xù)專業(yè)課程不可缺少的先行基礎(chǔ)課,[1]江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院所有專業(yè)的學(xué)生都要學(xué)習(xí)這門課。為了提高教學(xué)質(zhì)量,課程教學(xué)組根據(jù)課程特點采用多種教學(xué)手段,對課程教學(xué)進(jìn)行了全方位的改革實踐。
一、課程特點和教學(xué)改革的必要性
“自動控制原理”課程的特點是:內(nèi)容成熟豐富、涉及知識面廣、理論性強(qiáng)、比較抽象但又和工程實踐聯(lián)系緊密、可供使用的教學(xué)手段更新發(fā)展快,同時習(xí)題多、難度大,是具有一定深度和學(xué)習(xí)難度的課程,往往讓學(xué)生感到難學(xué),教師感到難教。[2]教師在講授過程中也容易過分強(qiáng)調(diào)理論知識的數(shù)學(xué)推導(dǎo)而忽視工程應(yīng)用,使這門課類似數(shù)學(xué)課。[3]若教師對這門課程采用以“教師為中心”的單一教學(xué)模式,沿用傳統(tǒng)的“課堂板書講授+驗證實驗”的教學(xué)方法,則不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握課程知識點,會導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和主動性,從而無法達(dá)到良好的教學(xué)效果。[4,5]因此教師必須更新觀念,大力倡導(dǎo)積極主動的學(xué)習(xí)方式,充分應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)手段,建立一套包括理論講授、計算機(jī)輔助教學(xué)、實踐教學(xué)、作業(yè)講解、網(wǎng)絡(luò)資源共享、評價體系和學(xué)術(shù)討論相結(jié)合的全方位的課程教學(xué)改革新體系,充分調(diào)動教師和學(xué)生的積極性,努力提高教學(xué)質(zhì)量。
二、全方位教學(xué)改革實踐
江蘇大學(xué)“自動控制原理”課程教學(xué)組經(jīng)過認(rèn)真研究,本著“以學(xué)生為中心”、“厚基礎(chǔ)、重實踐、重能力”的指導(dǎo)思想,在省重點專業(yè)建設(shè)和校級教學(xué)改革與研究項目的資助下,對課程體系進(jìn)行整體優(yōu)化,將多種教學(xué)手段并舉,實現(xiàn)了師生之間學(xué)習(xí)過程的雙向互動,取得了良好的教學(xué)效果。
1.精選教學(xué)內(nèi)容
為了解決“自動控制原理”課程內(nèi)容多、學(xué)時少的矛盾,教師必須根據(jù)教學(xué)大綱的培養(yǎng)目標(biāo)突出重點優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院各專業(yè)的學(xué)習(xí)需要,本課程組分別精選了90、75、60和45學(xué)時的課堂教學(xué)內(nèi)容。自動控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的主要內(nèi)容和重點是研究系統(tǒng)的特性,即穩(wěn)定性、動態(tài)性能、靜態(tài)性能?!胺€(wěn)、快、準(zhǔn)”貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻域分析的過程,教師在講課過程中又以工程上應(yīng)用廣泛的頻域分析為重點和難點,將基本概念、基本原理和基本方法講透,讓學(xué)生了解和學(xué)習(xí)“控制論”的思想方法。課程開始時就向?qū)W生推薦幾本國內(nèi)有影響的參考書,對于教學(xué)大綱中規(guī)定的了解內(nèi)容則略講,或讓學(xué)生課余自學(xué),這樣不但培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和獨立思考解決問題的能力,也節(jié)省了課時。
教師也要注重介紹控制學(xué)科前沿的最新發(fā)展,使課程具有先進(jìn)性和時代感。增加MATLAB軟件的應(yīng)用,減少講授系統(tǒng)根軌跡繪制、頻率特性繪制的內(nèi)容,而將重點放在應(yīng)用根軌跡法和頻域分析法進(jìn)行工程分析與設(shè)計上,使學(xué)生掌握專業(yè)的知識與技能。
根據(jù)以上原則,課程組成員編寫的教材《自動控制原理》將于2013年由機(jī)械工業(yè)出版社正式出版發(fā)行。
2.課堂教學(xué)手段多樣化
課堂教學(xué)是教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。為了增強(qiáng)授課效果,教師應(yīng)采用講授式、探究式、案例式、討論式和對比式等教學(xué)方法相結(jié)合,采用以多媒體課件為主、減少板書時間、增加Matlab軟件應(yīng)用內(nèi)容介紹、增加師生互動交流時間等教學(xué)手段。
課程組教師根據(jù)授課內(nèi)容的不同,將多種教學(xué)方法相結(jié)合,如緒論部分采用了講授式、案例式、對比式等方法介紹自動控制的定義、特點、實例、基本內(nèi)容和基本要求;采用探究式、討論式和對比式等方法分析時域法、根軌跡法和頻域法的區(qū)別與聯(lián)系、應(yīng)用范圍、優(yōu)缺點等。
由于課程理論性強(qiáng)、公式推導(dǎo)多,采用傳統(tǒng)的板書方式耗時費力,而采用多媒體課件教學(xué),不但節(jié)省課時,而且圖文并茂,增加了信息量,提高了課堂教學(xué)效率。為了適應(yīng)學(xué)生的思維速度,在公式推導(dǎo)時,教師利用多媒體動畫一步步地給出演算過程,產(chǎn)生了和板書相同的效果。
教師引入基于Matlab的計算機(jī)輔助教學(xué),避免了高次方程解根、高階系統(tǒng)性能指標(biāo)計算等煩瑣計算,可以把時域、根軌跡、頻域分析和校正系統(tǒng)的繪圖很快地在計算機(jī)上繪制出來,還可以方便地分析系統(tǒng)傳遞系數(shù)、開環(huán)零極點變化等對系統(tǒng)性能的影響。這不僅提高了課堂的教學(xué)效率,也使學(xué)生鞏固了所學(xué)知識,拓寬了思路, 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣和熱情,同時為后續(xù)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的分析和計算工作打下良好基礎(chǔ)。
采用的多媒體課件和引入的Matlab輔助教學(xué)節(jié)省了課時,增加了師生課堂互動交流的時間。教師在授課過程中可適當(dāng)?shù)亓粢恍夷?,啟發(fā)學(xué)生思考后再進(jìn)行講解,效果更好。如在講授奈氏穩(wěn)定判據(jù)時,拋出問題:當(dāng)有p個開環(huán)極點在s平面的右半部時,奈氏曲線會如何變化,奈氏穩(wěn)定判據(jù)應(yīng)用時應(yīng)作哪些修改。通過學(xué)生獨立思考、師生互動解決問題后,學(xué)生對奈氏穩(wěn)定判據(jù)的本質(zhì)理解更深刻,印象更清晰。
教師每講完一章應(yīng)歸納出本章知識點作為學(xué)生復(fù)習(xí)的重點,引導(dǎo)學(xué)生及時復(fù)習(xí)。
3.改革作業(yè)完成方法和實驗方式
課后及時做作業(yè),有利于學(xué)生深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容、鞏固所學(xué)知識。教師課后布置一些概念性強(qiáng)的習(xí)題,要求學(xué)生閱讀參考書,利用Matlab指令或Simulink模塊進(jìn)行仿真,這樣既拓展了學(xué)生的思維模式又能讓經(jīng)典的專業(yè)知識與時展相結(jié)合,使學(xué)生在掌握成熟的專業(yè)理論的同時理解本專業(yè)的性質(zhì)和實際應(yīng)用特點。
實驗方面采用驗證實驗和設(shè)計實驗相結(jié)合、仿真實驗和物理實驗相結(jié)合、課堂實驗和開放實驗相結(jié)合的方法。需要在課堂完成的驗證實驗有四個,同時學(xué)生也可自主設(shè)計實驗,學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識利用實驗室的設(shè)備自由設(shè)計實驗,以驗證所學(xué)的理論知識,充分發(fā)揮學(xué)生個體的能動性、創(chuàng)新性來自主設(shè)計一些自動控制系統(tǒng)。通過實驗,學(xué)生掌握了諸如實際溫控系統(tǒng)的組成、PID控制器的設(shè)計和調(diào)節(jié),更好地將理論知識應(yīng)用到實際系統(tǒng)中。
課程組教師結(jié)合自身的科研課題,吸收部分學(xué)生實際參與;組織學(xué)生開展各種豐富多彩的課內(nèi)外科技活動,進(jìn)行大學(xué)生電子設(shè)計制作培訓(xùn);組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、?!靶枪獗笨萍甲髌反筚悺⒋髮W(xué)生科研立項等活動,學(xué)生每年都取得不俗成績。
4.網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)和利用
江蘇大學(xué)開發(fā)了“自動控制原理”課程的網(wǎng)絡(luò)課堂,教師充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行網(wǎng)上輔助教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)課堂系統(tǒng)主要分為三大模塊:資源中心模塊、教師管理模塊和學(xué)生自主學(xué)習(xí)模塊。課程教學(xué)大綱、教案概略、參考文獻(xiàn)目錄、網(wǎng)上提交作業(yè)、在線測試、實驗預(yù)約、師生互動、網(wǎng)絡(luò)課件、部分授課錄像等都已上網(wǎng)使用,并逐步充實和完善。學(xué)生可在網(wǎng)上下載所需學(xué)習(xí)資料用于課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)資源中心不斷更新充實國內(nèi)精品課程、學(xué)術(shù)期刊和相關(guān)技術(shù)資料等內(nèi)容,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了一個良好平臺。除此之外,該系統(tǒng)還包括隨機(jī)出題的習(xí)題庫子系統(tǒng),學(xué)生可以隨時通過習(xí)題庫進(jìn)行自我測驗,同時也有網(wǎng)上輔導(dǎo)體系,學(xué)生可以隨時與教師互動答疑。
5.考核評價方式多元化
江蘇大學(xué)“自動控制原理”課程改變期末一張考卷定成績的傳統(tǒng)做法,總評成績由平時成績和考試成績組成,平時成績占25%,考試成績占75%。平時成績主要考核上課出勤、課堂參與情況、作業(yè)成績、實驗成績。試卷命題要知識覆蓋面廣,分為基本要求部分和提高部分,前者約占試卷總分值的75%,主要考核學(xué)生掌握基本知識的程度,后者約占試卷總分值的25%,主要考核學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力,難度與考研題接近。這樣做既考核了學(xué)生掌握基本知識的情況,又促進(jìn)學(xué)生深入學(xué)習(xí)研究,保證了考核結(jié)果的區(qū)分度。
6.教改研討活動制度化
“自動控制原理”是學(xué)院的重點教學(xué)課程,學(xué)院成立了專門的課程教學(xué)小組,并持續(xù)吸收自動化系新教師加入。多年來,課程組堅持開展經(jīng)常性的、有計劃的教學(xué)研究活動,針對課堂教學(xué)中的重點、難點以及新問題開展專題討論,深化課程的教學(xué)改革,不斷地更新和完善教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法。學(xué)校每年開展一次講課競賽,提高教師講課技能,積極申報省市和學(xué)校的教學(xué)改革項目,所涉及的內(nèi)容有:課程教學(xué)體系整體優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容與方法改革、課程群建設(shè)、雙語教學(xué)、教材建設(shè)、實驗室建設(shè)、多媒體教學(xué)研究與建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)等。學(xué)院鼓勵對外交流,鼓勵教師發(fā)表教學(xué)改革論文,派出課程組教師參加每兩年舉辦一屆的“全國自動化教育學(xué)術(shù)年會”,直接和兄弟院校交流教學(xué)經(jīng)驗,學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)方法和手段,將“自動控制原理”課程的教學(xué)改革推向新的臺階。
三、教學(xué)效果
“自動控制原理”課程的全方位教學(xué)改革,取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)興趣濃厚、課程內(nèi)容充實、學(xué)習(xí)效率提高,考核總評成績提高,不及格率下降至7%以下。相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生在教師的研究課題中發(fā)揮較大的作用,每年參加的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽,都能取得幾項一等獎,對江蘇大學(xué)的電氣工程及其自動化專業(yè)(國家級特色專業(yè))和自動化專業(yè)(江蘇省品牌特色專業(yè))的建設(shè)起到了促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn):
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