高中生物学科的重要性范文

关键词：工科大学；物理应用；教学实践；研究探讨

一、客观认识工科大学物理课程的存在价值

大学物理课教学要使学生尽可能掌握科学的思维方法和研究方法，激发探索和创新精神，提高物理实用人才的综合素质。我国工科大学物理的学时一直少于理科。目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的。在物理教学过程中，强化现代物理和现代工程技术有关知识的渗透，工科物理教学改革必须面向科技服务生产力的永恒主题。科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合，物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分。新世纪以来，新技术特别是高新技术发展的速度是比较惊人的，高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展。现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关。这一切都表明，在科学技术发展的进程中，工科物理学应该处于主导地位，它的作用将会在众多领域的科技创新中实现。

二、对工科大学物理课教学实践的反思

工科大学物理课程的教学改革应该坚持以下原则：不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革。工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础（包括经典物理基础和近代物理基础），同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力。由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑。课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据。在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上。选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性。

三、在教学实践中要突出科技是生产力的要素

具有科技价值的工具就是先进的生产力。我们在工科物理实验中需要增加近代物理测量分析方法的内容。目前，已经开出有激光测距仪（+电子经纬仪）、扫描隧道显微镜、红外测温仪、紫外-可见分光光谱仪、傅里叶红外吸收光谱仪等实验。通过这些实验不仅让学生学习了解了这些仪器的基本原理、基本结构、基本使用，感受了当代仪器的操作使用，而且让工科学生了解到近代物理知识与当代工程技术之间的紧密关系，同时让工科学生从这些仪器的原理结构设计中学习、领会丰富的物理思想和灵活多变的物理方法，使学生逐步认识到："高、精、尖"技术多是源于物理学，物理学是工程创新的核心。为了提高物理教学质量，体现物理在现代科学技术中的地位和作用，本着压缩经典内容，拓展现代内容的思路，在把基础理论中的精华和长期在新领域中起支柱作用的内容以及物理学前沿介绍给学生的同时，增加物理原理在高新技术中应用的信息量。热学部分突出统计和熵，熵--不仅限于热力学范畴，将源于热学的熵变为广义熵，介绍生命科学、环境科学、社会科学、信息科学中的熵。振动部分增加了振动的分解--傅里叶变换、频谱分析和混沌等内容。波动部分增加了声、光多普勒和孤波及孤波在通信上的应用。光学部分增加了光计算机，光纤通信，掺铒光纤光放大，光纤光栅及光的吸收、散射、色散，光谱分析，非线性光学等。量子物理部分增加了基本粒子简介和核物理部分，从核的结合能说明强相互作用是短程作用等。这样做，提高了学生对物理课的兴趣，开阔了他们的视野，激发了学生的学习积极性。使学生逐步认识到：物理学是自然科学的核心，是新技术的源泉。

四、工科物理实验要体现现代科学技术的实用价值

工科物理实验多年来处于封闭状态，其教学思想、教学内容、教学方法、实验设备，多数还停留在几十年前的水平，与当代工程科学技术严重脱离。物理实验中所涉及的物理定理、定律早已确认，不需验证，学生毕业后也不会再去重复这些实验。因此，应该视每一具体的实验仅仅是一个载体。通过这一载体不仅要使学生熟悉基本实验仪器、基本实验方法，熟悉数据采集、处理、分析和表达的方法，同时要培养学生的观察能力、思维能力、分析能力和综合能力。从这个层次来看，我们才有可能较好地处理与实验相关的问题。力、热、声、光、电和近代物理实验的比率并不重要，考虑一个实验取舍的依据应是通过这个实验学生可以受到哪些方面的训练，学习到多少种方法，这才是重要的。工科物理实验要突出物理思想、物理方法在工程技术中的应用。工科物理实验内容必须与现代科学技术相结合，只有这样才能激发学生的学习积极性和热情。工科物理实验在实验内容选择上应该在兼顾基础的同时注意时代性和先进性。只有这样才能缩小学校与企业、教学与科研的距离，使学生独立科研的能力得到锻炼和提高。

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[关键词]高中生物生物技术实践模块

高中生物教材的每一版本都设置了“生物技术实践”选修模块，这种专门开设以“技术实践”为主题的课程，目的在于培养学生的科学素养，提升学生的实践与探究能力。可以说，高中生物学设计“生物技术实践”模块，在教学史上是前所未有的，其意义也十分重大。

一、设计“生物技术实践”模块的意义

进入新世纪，以生命科学为主题的生物学已成为全球关注的热点。从“生物技术实践”模块设计内容来看，有的注重提升学生理解科学知识的能力；有的突出科学探究的过程，渗透科学探究的方法；有的让学生了解生物学对社会的影响；等等。可见，设计这一模块对增进学生对生物科学与技术对社会影响的理解有重要意义。与此同时，高中生物教材设计“生物技术实践”模块，让学生从不同角度及时了解比较前沿的生物学发展趋势，能全面提升学生的科学素养，还能满足学生多样化的发展需求，拓展学生的生物科技视野，提高学生的实践与探究能力。高中毕业生面临着将来的就业与科学研究的方向选择，“生物技术实践”的设置则能满足那些有志于在生物科学研究领域，特别是在生物技术领域进一步发展的学生的需要，很好地培养了这些学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力，为他们将来进一步的学习与深造奠定坚实的基础。

二、“生物技术实践”模块的主要特点

1.基础性、实践性与综合性。“生物技术实践”模块凸显基础性，让学生便于自主实践与探究。基础性，即生物科学的所有知识和理论都来源于学生的观察和实验，其中蕴含的科学理论比较简单，学生易于理解与掌握；实践性，即偏重于学生的动手实践，特别注重生物学习中的实践过程，重视实验和其他实践活动的开展；综合性，即涉及的生物学知识面比较广。例如，“进行微生物的分离和培养”“测定某种微生物的数量”等实践活动，活动内容比较简单，所涉及的理知识也很浅显，便于学生自主实践。而对于“探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用”“研究从生物材料中提取某些特定成分”“运用发酵食品加工的基本方法”等实践活动，其内容涉及“微生物学”“生物化学”“生物技术”等多个学科领域，具有一定的综合性。

2.时代性、选择性和多样性。“生物技术实践”模块充分体现了时代性、选择性和多样性。时代性，即关注现代生物技术的迅猛发展，选取部分具有代表性的生物科学和生物技术中的前沿核心学科、核心技术。比如，“尝试制备和应用固相化酶”“尝试植物的组织培养”等现代生物技术。选择性与多样性，即模块的内容标准涉及生物科学与技术的许多学科，活动层次也较为分明，考虑到学生的兴趣爱好、能力差异、个性发展和将来深造的专业选择，充分体现模块内容的选择性和多样性。

三、“生物技术实践”模块的教学建议

在高中生物教学中，教师要从“生物技术实践”模块的教学目标出发，突出学生的主体地位，让学生自主进行实践与探究活动，从而开阔学生的科学视野，促进学生更好地探究生物学知识，提升学生的综合能力与科学素养。

1.让学生自主设计实验、动手操作、收集实验数据、总结实验结果，提升学生的科学探究能力。一方面，教师要给学生提供充分的实践活动时间，适度补充相应的资料或引导学生自己搜集相应的资料，帮助学生较为系统地完成有关生物实践活动。例如，收集微生物学的知识，了解微生物学实验的安全操作技能、技术要求（即微生物学实验的无菌操作技术），感知微生物的利用等，这是学生探究的支点，也是设计本模块的初衷。另一方面，教师要放手让学生自主完成本模块的每项学习任务，组织引导学生进行探究性学习活动，提升学生自主探究的质量。

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关键词：大学物理；课程有效性；课程实施方法

物理学的发展使得自然科学各个学科和领域的以突飞猛进的熟读得到发展物理学在20世纪以来更是站在了科学的前沿，推动了新技术、新产业的进步，深刻地影响着社会进步和经济发展。可以说，物理学的发展是提高全民科学素质教育的摇篮，首先，物理是理工科学生学好后续专业课程的基础，例如信息工程系中的计算机科学与技术专业，要求学生有一定的电学知识，建筑工程系的土木工程要求学生有一定的力学知识基础。其次，物理的学习过程会使学生掌握和学习科学的思维方法和研究方法，能够进一步培养学生的科学思维能力、开阔思路、激发他们探索和创新的精神，真正提高人才素质[1]。

近年来，大学物理的基础地位正面临危机，教学时数逐渐减少，受重视的程度也在不断降低。但物理学领域在高温超导、纳米技术等应用领域取得了很大成就，人才向应用领域转移。因此，随着科学技术的发展和社会的进步，大学物理教学的主要任务是注重思维方法和科学素质的培养，重视实践环节，培养具有创新能力的应用型人才[2]。

课程是高校实施教学过程的主体工程，高校人才培养的质量很大程度上取决于课程的有效性。课程是学生成长的养料，是实现人才培养目标的基础性工程。课程的有效性程度决定了人才培养的质量和人才培养目标实现的程度。有效教学是一种现代教学理念，以学生发展为主旨，强调以科学理论为指导，关注教学的有效性，提倡教学方式的多样化；同时，有效教学也是一种教学实践活动，必须以遵循教育教学规律为前提，以合乎教学目标为实质，以实现教与学的统一为关键。

大学物理课程的有效性包括教学的有效性和教育的有效性，而教育的有效性是以教学的有效性为前提。教学的有效性是指通过一段时间的学习后，学生进步和成绩是否达到了预期的目标，是否促进了学生的知识、技能、态度的全面发展。要求教师有能力判断学生是否达到这些要求，而现在学生学习兴趣不高、课时极度被压缩，教学大纲基本没有发生变化的情况下，需求一种有效的教学方式来适应现在的物理教学。对于应用型学院来说，高效低耗的课堂、有效的教学是十分必须的。高等院校也迫切需要改变这种教学低效的现状，而争取实施有效教学。提高课堂有效性的方法有多方面的，仅在一下几方面加以讨论：

一、在教学设计或实施的过程中注重能力或者素质的训练与培养

大学物理以知识为载体，探索物理方法、启迪物理思维、渗透物理思想、培养科学精神。物理学培养学生科学世界观：时空观、运动观、完整的物质世界图像；科学的认识论和方法论：清晰地物理思想、系统的物理思维方法；创新素质能力：独立思考、善于提问科学问题能力。创新思维能力：以基本物理思想为前提，利用猜想、类比、定性和定量的方法分析物理结果，分析判断物理结果正确性的能力；将所学的物理知识应用于其他学科及实际问题的能力，独立地分析和解决物理问题的能力：概括物理现象、建立物理模型、抽象物理原理的能力[3]。

二、教师苦练教学基本功，深度挖掘教材

要突出教学重难点就要深度挖掘教材，深刻理解教材内容。不仅要发掘教材中的重点和难点，在授课时做到突出重点、突破难点。还要发现不同教材的证明、推导和计算方法的区别。物理教师对这些问题有了深刻的认识，在课堂上能够引导学生，训练积极、发散的思维。每一个教师，上课前准备愈充分，教的会愈好。充分的准备还可以应付学生即时的需要。

三、在保证完成基本教学要求同时，突出重点内容

参照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会提出的《非物理类理工学科大学物理课程基本教学要求》[4]。每节物理课在标题上就要突出本节课的重点、难点。同时教师要进一步明确对于学生的知识、技能、态度目标的要求，学生素质提升的要求。针对重难点内容有选择性的进行分解，使得大部分同学能够听懂本次课，或者至少有一部分内容是懂了的。也可以利用网络资源查找课上要用到的生动、有趣、与实际生活相关的图片引出本节课内容，所选图片要包含本节课所讲物理原理，能够引起学生的学习兴趣。

四、大学物理教学中融合高等数学知识

大学物理与高等数学关系密切，从常量到变量、从标量到矢量，不少学生在第一次翻阅大学物理教材时，看到书中大量的高等数学符号，不由得对大学物理课程产生畏难心态[5]。大学物理最常见的思想是将载流导线、某一截面或位移分成无数多个无穷小的微元，从而等效达到已知的状态”，其处理思想就是高等数学中的微分思想。凡是应用微元思想后，其叠加过程皆离不开积分，如果说微分更大的作用在于提供一种思路，提供一种可行的解决问题的途径，那么积分则是将思路转化为结论，将过程推演出结果的手段。

五、增强学生的课堂注意力

提高课程导入的艺术性。用物理学的最新进展与应用吸引学生的注意力。运用幽默的语言提高学生注意力。有效的课堂，师生的交流是必不可少的。课堂上的交流反映在教师的教和学生的学；课外交流可以是生活中的实际交流，也可以是不受时空限制的网络交流。营造民主的教学作风，和谐的课堂人际关系是加强师生课外交流的有效途径[6]。

大学物理教学要在教育理念上富有时代特色，课程设置上要新颖、实用，紧密联系就业市场的需求与专业特点[7]。物理学是自然科学的基础，是科学技术的基础和带头学科，作为理工科专业的大学生，大学物理是其重要的公共基础课程，它所阐述的基本概念、基本思想、基本规律和基本方法是学生学习后续专业课的理论、逻辑基础；同时，它也是全面提高学生综合素质和创新能力的重要课程。为了有效提高大学物理课程的教学质量，在大学物理教学过程中，我们要主动转变观念，树立正确的教学观；认识物理课程的阶段性教学规律和教学特点，促进学生物理认识能力的发展，不断优化教学，提高大学物理课程的教学效果[8]。

参考文献：

[1]边静.地方工科院校大学物理教学内容改革探索.山东师范大学硕士论文.

[2]朱小芹，唐煌.应用型人才培养模式下大学物理课程体系研究.江苏技术师范学院学报.2010，16（2），76-78.

[3]张晚云，陆彦文，曾交龙.提高大学物理课堂教学质量的措施研究.高等教育研究学报.2010，33（4），119-120.

[4]教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工科大学物理实验课程教学基本要求[M].北京：教育部物理基础课程教学指导委员会.2010

[5]胡俊丽.刘兴来.扩招形势下提高大学物理课堂教学质量的举措.物理与工程.2012，22（4），53-54.

[6]郭颖，潘峰.营造良好课堂气氛，提高大学物理教学质量.科技信息.416-418