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科學研究的方法范文1
關鍵詞: 學習策略制定策略執行策略反思內化策略
美國未來學家、《第三次浪潮》的作者阿爾溫·托夫勒早在20世紀80年代初就曾預言:“21世紀的文盲不是那些沒有知識的人,而是那些不會學習的人?!痹摵蠂炭莆慕M織總干事納依曼特別闡述:“今天教育的內容百分之八十以上都應該是方法……方法比事實更重要?!睂W習策略在學生的數學學習和能力提高上的重要性可見一斑。在平常的教學實踐中,教師可以根據學生的學習特點,制訂合理的方案,有意識地讓學生經歷提出問題制定策略執行策略反思內化策略的完整的科學探究的過程,并在探究后引導學生把有效的學習策略填入“學習策略記錄袋”,從而豐富學生數學學習方法的積累,培養學生靈活正確地運用學習策略的能力。下面筆者以《長方體與正方體的認識》一課的教學實踐為例談談數學課堂中學習策略教學的實施。在這一課的教學中,筆者注重以學生的發展為本,尊重學生的認知發展規律,先讓學生選擇自己喜歡研究的問題,并提供給學生“學習過程記錄單”;接著引導學生設定探索目標及策略;然后引導學生自覺地運用多類型知識經驗及策略調控整個探究過程;最后讓學生對學習策略的有效程度進行自我評價和相互評價,并充實“學習策略記錄袋”。
一、以“制策”為定向,教會學生科學地分析問題
“探究活動的過程應該是學生自覺規劃和設計自身發展,能動提高的過程”。因此,引導學生制定策略是學習策略教學的基礎。在學生制定學習策略之前,教師先讓學生回憶以往認識平面圖形時曾經用到的學習策略。有的學生說他在研究平行四邊形邊的特點時采用了測量法,得出平行四邊形對邊相等的結論;有的學生說他在研究長方形和正方形特點的時候,采用了對比法,將正方形兩次對折后發現正方形四邊相等。未學先思,有利于啟發學生運用舊方法解決新問題,有利于學生知識和方法遷移能力的提高,也有利于開拓學生解決新問題的思路。
當然,學生學習策略的制定會受到自身知識結構及學習內容特點的制約,因此選擇策略的側重點也會有所不同。如有的學生研究長方體的棱的特點時,選擇了實際操作法和比較法這兩種學習策略(他打算將一個長方體框架拆開,看一個長方體共有幾條棱,并對這些棱的長度進行比較分類,看又可以把它們分為幾組);而同樣研究長方體棱的特點的另一個學生,他則采用測量法和數據整理法(首先,他準備用直尺測量出長方體各條棱的長度,并做好記錄,然后對這些數據進行整理,看能得出什么結論)。因此,在指導學生選擇策略時最好是以個人為單位進行,在他們選擇好自己要使用的策略后,讓他們根據自己的特點量身定做解決問題的方案。教師則可以就學生選擇的策略中有哪些是比較可行的提供一些指導建議,或者在計劃實施前對這些策略作出反饋。
二、以“執策”為關鍵,引導學生有效地解決問題
執行策略的過程既是學生各種疑問、困難和矛盾的解決過程,又是一個發現新問題和解決新問題的過程,更是學生充分展示才智和創新的過程。
1.執行策略的過程是學生靈活運用各種學習策略解決問題的過程,研究一個問題往往需要多種策略穿插使用。如有的小組在研究長方體的面的特點時,先運用測量法量出長方體每個面的長和寬,然后運用數據整理法整理和計算出每個面的面積,最后運用比較法和找規律法得出長方體相對面的面積相等,并按此規律把長方體的6個面分為3組。
2.執行策略的過程更是一個發現新問題和解決新問題的過程。在研究過程中,學生可能會發現相同的學習策略可以解決不同的問題,那么他們就可以輕而易舉地解決其他問題(如有一個學習小組,他們在確定研究目標時只選擇研究長方體面的特點,結果在研究過程中,他們發現可以用同樣的方法研究正方體,于是,他們便很輕松地得出正方體的面的特點);也可能會發現預定的學習策略并不適合于解決當前的問題,這時老師就要引導學生重新思考并采用其他策略。(如有一個研究小組,他們原定用自學歸納法總結出長方體的棱的特點,結果發現書上只介紹了什么是長方體的棱,而關于棱的特點要求學生自己摸索。于是這組同學通過重新討論,最終運用觀察法、實際操作法和比較法得出長方體有12條棱,相對的棱的長度相等。)
一個策略型學習者應該流暢而靈活地應用學習策略解決問題。因此,在整個執行策略的過程中,教師是學生的合作者、服務者和參謀者,教師的作用是以自己所具有的學習策略應用的技能、技巧和知識盡可能多地為學生創設有效的問題情境,營造學習氛圍,使學生知道如何在一定的時間內高質量地解決問題。
三、以“思策”為升華,引導學生反思內化學習策略
反思內化策略階段,實際上是學習者自身對知識探究過程中所采用的學習策略,進行自我評價的過程,是非常重要的一環。在這個環節中,教師可以引導學生著重對所采用的策略進行兩個方面的評價。一是評價學習策略對研究過程是否具有實際的意義。比如:教師在評價中指出,有一個小組在研究長方體棱的特點時,采用了測量法和數據整理法,這是一種創新并且是十分科學的研究方法。對這樣的成果給予肯定,學生會十分滿足,從而進一步激勵學生勇于創新的精神。二是評價學習策略能否適用于解決其他問題。學生只有通過對自己學習策略的反思及在探究過程中做出用什么策略解決問題的決策,才能逐漸豐富自己的學習策略“網絡”,最終形成靈活運用學習策略解決問題的能力。
在《長方體和正方體的認識》一課的策略教學實踐中,學生都積極投入學習,科學地借鑒、制定、運用有效的學習策略研究和解決問題,在疑惑中探索,在探索中思考,在思考中發現。由此可見,充分經歷科學探究的過程,學生的數學活動經驗得到了豐富,探索能力得到了發展,數學思維能力也得到了拓展。優質而高效的學習策略體系,是學生策略學習方法的重要組成部分。因此,教師培養學生學習策略體系的過程,也就是幫助學生發展終身學習能力的過程。
參考文獻:
科學研究的方法范文2
關鍵詞:冶金專業英語 教學改革研究 啟發式教學研究 快樂學習思路
中圖分類號:H319文獻標識碼:A文章編號:1009-5349(2016)11-0038-01
近年來,我國冶金行業技術革新不斷,同時高端民用和軍用領域的迅猛發展也對鋼鐵冶金產品質量提出了更為嚴苛要求。而《冶金專業英語》是高校冶金工程專業學生的重要專業課程,是使學生領會本領域知識的英文表達方法。 [1-3]但是,傳統的教學過程存在教學方法單一、教學方式脫離實際、學生學習興趣不足等問題。針對現有教學過程中存在的關鍵問題,本文提出“啟發式思維方法”的教學改革新思路研究,旨在解決課程教學體制中出現的問題,提升學生的學習能力。
一、啟發式教學在《冶金專業英語》課程中實行將面對的問題
(一)課程自身對學生學習興趣的限制
《冶金專業英語》區別于普通英語以理論為基礎、交流為實用的特點,其專業性強、詞匯生僻、語言結構嚴謹、詞句長度增加。有時語句長達45個單詞甚至更多,同時復雜的語法結構也使學生更加難以理解其科學含義。雖然新的教學改革已經啟動,但是《冶金專業英語》的課堂教學仍停留在書本內容上,使得本就對英語產生排斥心理的學生們更加望而生畏,極大地抑制了學生快樂學習的興趣。
(二)教學方法及手段單一
教師在教學過程中使用的輔助用具單一,往往只是將文字以及知識點放到多媒體上播放,而對音頻、影視、動畫等啟發工具使用很少,學生感覺枯燥無味、單調平淡。
二、啟發式教學在《冶金專業英語》中的應用研究
(一)激發學生的表達欲望
傳統教學總是以老師為主導,學生為“容器”,造成學生學習主觀能動性低,注意力不集中,而啟發式教學則在教學過程中始終貫徹“興趣是最好的老師”這一中心思想,以學生為主體,因材施教。 [4]教師用一定的知識和思維方法,通過創設情境、設問互動等形式啟發同學們的發散思維。
(二)理論與實際相結合,多媒體與圖片和影視相結合
冶金專業英語中的語句大部分由簡單詞匯組合而成,但組合后的語句較長且結構復雜,對其科學含義的理解更為困難。為此摒棄將大篇幅文字直接放上多媒體進行講授的方法,采用影視或者圖片的方式進行講解,引領學生思維跟進則更為可行。例如“The partially spent reducing top gas, containing about 70 percent carbon monoxide plus hydrogen, flows from an outlet pipe located near the top of the DP furnace into the top-gas scrubber where it is cooled and scrubbed to remove dust particles. The largest protion of the top gas is recompressed. enriched with natural gas, preheated to about 400℃, and pepied into the reformer tubes.”這段文章中生詞較多,構成復雜,單純的知識點講解和語法的分析無法達到專業知識的學習與結合。如在講述過程中,有效結合頂氣循環過程示意圖則能起到事半功倍的有益作用,其中還原頂氣在洗滌器(scrubber)中將還原頂氣定期冷卻、洗滌后與天然氣混合預熱到400℃后導入重整管(reformer tube),混合氣體被沖正成CO和H2,再循環到還原爐內。將復雜的英文描述與形象的流程圖相結合,對于提升學生的專業知識水平具有顯著的促進作用。
三、結論
綜上所述,本文針對現階段《冶金專業英語》教學過程中存在的問題,提出“啟發式思維方法”的教學改革思路,同時將復雜的英文描述與生動形象的圖片、動畫等結合起來,提高學生快樂學習的興趣。此“啟發式思維方法”不僅適用于《冶金專業英語》的教學過程,還力爭為其他課程的教學改革提供新思路和新方法。
參考文獻:
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科學研究的方法范文3
【關鍵詞】交通運輸專業;《文獻閱讀與科學研究方法》課程
Think and Design for Constructing the Course of Literature Reading and Scientific Research in Traffic Transportation Major
LI Xin LI Xue-hua WANG Li-hua JIN Xiao-hong MO Xiang-lun ZHAO Lu-cheng
(School of Mines, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221000)
【Abstract】Traffic transportation major is a kind of cross-discipline major with developing rapidly and knowledge updating rapidly, The development of social economy and the country "The Belt and Road industry" and "going out" strategy of cultivating , ?have?put forward new demands for students. Based on the analysis the requirements of the course of literature reading and scientific research, analysis of the course construction, it is thought that the design of the course of literature reading and scientific research can make the graduates of traffic and transportation major construct a complete knowledge acquisition.
【Key words】Traffic transportation major;The course of literature Rreading and scientific research
1 交通\輸專業與《文獻閱讀與科學研究方法》課程
交通運輸專業研究交通運輸基礎設施的布局及修建、交通運輸經營和管理[1-4]。如圖1所示,現代交通運輸專業除了傳統的交通工程建設、規劃和行車組織等知識體系外,往往還引入不同的研究視角,包括人流、車流、物流的角度,交通參與者行為的角度,人、機、環、管的角度,機電信號設備的角度等[5-6],從而形成工學、社會學、管理學和經濟學兼具的學科體系。隨著我國交通運輸基礎建設力度的進一步加大,交通運輸已成為文理兼修、發展迅猛的交叉學科領域。
科學研究方法是國內外高校普遍認可的科研實踐入門訓練課程[7-10],在海外大多數高水平高校當中,即便是所謂的“文科專業”――社會科學相關專業,科學研究方法也已成為重要的支撐課程,甚至已形成由多門課程組成的課程體系。如哈佛大學,吳建南,鄭燁,顧華偉三位學者對其社會科學專業的研究方法課程進行的分析表明[11]:該校形成了一套目標鮮明、獨具特色的個性化研究方法課程體系,課程內容豐富,課程目標設置明確,修課要求獨具特色,選課方式開放自由,與此同時,研究方法課程的設置還充分體現出多樣性與靈活性并重、學科輻射性與交叉性并存、注重研究方法應用能力的開發與培養,以及將研究方法融入到教學與科研訓練之中等特點。而文獻閱讀又是科學研究方法的重要前提,我國當前的大學生教育體系中,文獻閱讀課程多見于研究生教育和語言類專業教育[12-13],這與當前建設“雙一流”高等學校的目標并不一致,也造成很多大學生畢業后仍缺乏獲取行業內專業學術知識、跟蹤學術前沿動態的能力。
我國高校開辦的交通運輸專業面向交通運輸與物流行業,伴隨我國“一帶一路”戰略和優勢軌道交通技術“走出去”戰略的實施,交通運輸行業呈現出越來越明顯的國際化、外向型和技術交融特點,這對交通運輸專業學生的培養提出了更高的要求。如前所述,我國大多數工程專業學生培養體系當中缺乏文獻收集和閱讀能力的訓練,以及科學研究方法的教育,形成了學生知識體系的“短板”,與當前社會經濟對知識人才的要求不符,在交通運輸行業教育中體現的同樣明顯。因此,需要開設《文獻閱讀與科學研究方法》課程。
2 交通運輸專業建設《文獻閱讀與科學研究方法》課程的思路
針對交通運輸專業,《文獻閱讀與科學研究方法》課程的基本內容應包括交通運輸專業領域文獻檢索、收集、閱讀和應用方法,以及交通運輸專業領域科學研究的基本方法;具體內容可以包括:基本概念的介紹,交通運輸文獻檢索與閱讀技巧,交通運輸科學研究方法,交通運輸學術寫作等。
通過該課程的學習,使學生能夠全面掌握交通運輸專業文獻檢索的技巧,清楚文獻收集和閱讀的手段,熟練運用專業文獻的應用方法,了解交通運輸專業科學研究的一般方法,知道交通運輸專業學術寫作和調查報告的主要內容和撰寫方式。此外,課程的學習能夠使本科生系統學習交通運輸領域科研基本知識,掌握典型的科研方法和思維方式,啟發并引導他們提出問題的意識,對本科生進行科研基礎訓練,培養他們發現問題、分析問題和解決問題的能力。課程教學結合科研實際,以問題為先導,研學結合,學以致用,幫助本科生在交通運輸科研領域盡快入門,為今后從事相關科研工作奠定良好的基礎。
為了實現以上教學目標,課程內容的設計中應當包含一定學時的實踐環節和研討環節,形成如圖2所示教學體系。實踐環節要求學生個體能夠嘗試檢索相關文獻,獨立閱讀并摘取有效信息,同時也能夠根據專業問題設計科學合理的研究方法,制定研究方案。研討環節要求學生個體或小組能夠充分合理的表述特定行業問題的研究狀況,展示研究方案并獲得其他同學與教師的認可。
正如前文所說,《文獻閱讀與科學研究方法》課程對交通運輸專業的學生非常重要,課程內容廣泛,教學要求高,因此課程任課教師或教學團隊應具備較強的專業素質,較為深厚的科研積累,以及對行業學術熱點和前沿清晰的認識。這對教師提出了更高的要求。
3 《文獻閱讀與科學研究方法》課程在交通運輸專業學生培養中的作用
大學生應德智體美全面發展,具備寬基礎、強能力、高素質的基本素養,具有社會責任心和國際視野,富有創新精神和實踐能力?,F代大學教育的培養應使得大學生建立如圖3所示的“認識-分析-了解-掌握”知識獲取閉環??梢栽O想,《文獻閱讀與科學研究方法》課程的設計和加入能夠使得交通運輸專業的畢業生構建完整的知識獲取閉環,對于建立完整有效的大學教育體系,以及培養具備專業素質和自主學習能力的行業人才均能夠起到重要的作用。
【⒖嘉南住
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科學研究的方法范文4
科學方法是人們認識世界改造世界的強大武器,方法論告訴我們:任何科學都有掌握它的科學方法,物理學也不例外。物理學本身就是一門基礎科學,它研究的是物質運動的基本規律。不同的運動形式具有不同的運動規律,因而就要用不同的研究方法處理。
1.1觀察法
觀察通常是人們考察處于自然狀態下的事物,即在人們不對客觀事物施加影響的情況下,對事物進行研究。在物理學的發展中,觀察方法是很重要的。觀察不應該是無目的的,而應該是有意識的,長久的,借助儀器和工具進行的。伽利略因觀察教堂里的掛燈隨風擺動的等時性而發明了鐘擺;牛頓因為觀察自由落體而發現了萬有引力。
1.2實驗法
實驗是人們根據研究的目的,利用儀器、設備,人為地控制或模擬自然現象,排除干擾,突出主要因素,在有利的條件下研究自然規律。
在講中學物理“液體壓強”一節時,首先提出問題:“液體在其他各個方向上是否也有壓強呢?”然后讓學生依次做三個實驗:(1)用釘子在白鐵罐側壁靠近底部同一個高度的不同地方打三、四個孔,灌滿水后觀察水會怎樣從這些孔中噴出;(2)將其他小孔封住只留一個,再在罐的側壁靠近頂部和中部的地方各打一個小孔(盡量使小孔的孔徑相同),觀察水怎樣從這三個噴出,并且收集在同一時間內從每個孔噴出的水量;(3)將白鐵罐砸成歪歪扭扭的形狀,再觀察水怎樣從孔中噴出。實驗后,讓學生就這樣兩個問題得出結論:(1)液體在哪些方向上產生壓強?(2)液體的深度對壓強大小有什么影響?在科學研究中,以真實的實驗為原型,通過合理的推理得出結論,從而深刻地揭示物理規律的本質。
1.3控制變量法
在研究物理問題時,某一物理量往往受幾個不同物理量的影響,為了確定各個不同物理量之間的關系,就需要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。
最典型的例子是《驗證牛頓第二運動定律》的實驗,我們研究的方法是:先保持物體的質量一定,研究加速度與力的關系;再保持力不變研究加速度與質量的關系,最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力與物體質量之間的關系。
1.4理想化方法
為了便于研究,使問題簡化,抓住主要因素,忽略次要因素,將物理過程在突出主要矛盾的純粹情況下進行抽象和概括,來形成概念或得出規律,這就是研究物理學常用的理想化方法。
2.科學研究方法在物理教學中的應用
2.1科學研究方法在力學教學中的應用
力學中的基本觀念,它的處理問題的方法貫穿于整個物理學的其他各部分,它偏重于物理概念、物理思想、物理學的研究方法。力學中引入科學研究方法是整個物理教學的序幕。通過物理概念、原理的講授,提出一個科學方法,不嚴格推敲方法的定義,也不詳細闡述方法的內涵,有具體的實例為佐證,學生很自然就會意識到。
在講述牛頓第一定律時,通過伽利略思想實驗提出理想化方法;在講述剛體力學時,提出類比法,等等。慣性定律是中學生熟知的定律,但伴隨著這一定律的發現,提出了一種方法——思想實驗法。這一發現“是人類思想史上最偉大的發現之一,而且標志著物理學的真正開端?!彼私y治長達兩千多年的亞里士多德的錯誤觀念。它告訴我們,根據直接觀察所得出的直覺的結論不是常??煽康?,因為它們有時會引到錯誤的線索上去。
講授時,應回顧這一段歷史,要突出思想實驗這個方法。盡管這種實驗無論什么時候都不能實現,但它表明了人類理論思維對事物本質的深刻理解。隨著物理規律的闡述引出某一科學研究方法,可使物理知識前后連貫,可以活躍學生聯想和推測的思維能力。
2.2科學研究方法在熱學教學中的應用
分子物理和熱學,除了提出新的方法——統計方法與宏觀方法以外,在講授熱力學基本定理的過程中進一步深入展開理想化方法的闡述。從力學到熱學所遇到的理想模型有質點、剛體、單擺、彈簧振子、孤立系統、理想氣體、平衡態、卡諾熱機等,理想過程有自由落體、拋體、完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞、等溫、等壓、等容、絕熱等平衡過程。這時學生已有了較多的感性知識,因此,可抓住適當時機歸納理想化方法在科學發展中的作用。通過闡述卡諾循環對蒸汽機技術改進的指導及在熱力學第二定律發展過程中的作用,學生能領略到人類理論思維的偉大之處。
2.3科學研究方法在電磁學教學中的應用
電磁學部分所涉及的主要是類比法,電學與磁學的相似說明電與磁之間的一種內在聯系,這種相似反映在公式和和定律上,在教學中應緊緊抓住這種相似性,以類推的方法將靜電部分的概念推廣到磁學部分,使學生在學習新知識的同時回顧了舊知識。
講到電磁感應部分,法拉第正是從電與磁的對稱性出發,由電能生磁大膽猜測磁能生電,終于發現了電磁感應定律。繼法拉第之后麥克斯韋將該定律與安培環路定律對比時,發現了其中的不對稱性。由變化磁場能產生電場推斷變化電場能產生磁場,提出了位移電流假說,建立了麥克斯韋積分方程組,從理論上預言了電磁波的存在,開創了無線電的新時代,這是類比推理在物理學史上完成的一項偉業。除了電與磁的類比外,力與電類比的例子也很多。如庫侖定律與牛頓萬有引力定律的相似;靜電力的保守性與重力保守性的相似,等等。將這些例子穿插在原理和概念的講授中,活躍了學生的聯想推測思維,激發起對未知的探索精神,同時加深了對概念的理解。
3.結語
科學研究的方法范文5
關鍵詞:實驗教學 安全 研究性
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)06(a)-0026-02
1 安全本科實驗教學現狀分析
安全專業的高等教育是培養安全類人才的主要途徑,是安全科學發展的基礎和重要保證。它對于提高安全管理水平、保證公眾的安全與健康、防止重特大事故的發生和保證人員財產免受損失都有十分重要的意義[1]。
安全學科的實驗教學是大學教學中的重要環節,對培養學生的創新能力和動手能力至關重要。目前,在我國不少研究型、創新型大學、綜合型大學科研實力較為雄厚,而用于本科教學的實驗設施和實驗基礎相對遜色。針對當前情況,如何將科學研究實質性地融入本科生教學過程,實現優勢科研成果、科研資源向教學的轉化,達到高等學校教學與科研的完美有機結合,實現創新型人才培養,乃是當前高等理工科教育面臨的重大課題[2]。安全工程專業實驗是安全工程人才培養過程中必不可少的重要實踐教學,安全工程專業實驗課教學改革也勢在必行[3~7]。為了加快學校特色重點學科可持續發展和新型創新研究性人才的培養,必須對本科實驗教學進行改革,引入研究性教學理念,加強學生實踐能力、科學研究能力和創造性思維能力的培養[8]。
2 研究性實驗教學培養模式
研究性本科實驗教學模式是針對西安科技大學國家重點學科安全技術及工程,以教育部重點實驗室、教育部工程中心等為平臺,提出的一種全新本科實驗教學模式,教學采用非傳統的教學思維,把科學研究和科研項目帶入本科實驗教學,把本科生實驗教學時間轉化為雙向選擇性的一種教學模式,通過科研項目的實施和重點實驗室日常實驗的進行,來完成本科生的教學任務。
具體實施為:
(1)改變傳統學分制教學模式,把科研項目的學時定義為實驗教學學時。
(2)實驗教學課程指導老師每月公開開放實驗室進行實驗教學,本科生可選擇本科教學區實驗和科研性實驗兩種,從而實現實驗教學的公選性。
(3)實驗教學內容主要為科學前沿的科研問題分析、研究思路及方法的教學,以及科研實驗的研究方法和數據處理方法等。
(4)實驗教學的評價準則以科研思維和科研認識水平為評價準則。
(5)大膽改革,勇于實踐,注重教學方法研究與改革。
(6)結合科學研究最新成果,不斷更新教學內容,保證了傳授知識的先進性和前沿性。
(7)將科學研究課題及煤礦生產過程的現場問題引入課堂教學,培養學生工程實踐能力。
3 本科實驗教學中研究性教學思維的重要性分析
研究性思維是指具備科學研究、科學探索的思維方式,而傳統實驗教學是按照教學大綱、計算公式和操作步驟按部就班的進行,這就導致本科生在實驗教學階段排斥性思維的產生。因此,捉住本科生興趣愛好,提出側重于研究性思維培養的實驗教學方式對本科生研究型思維的形成和發展尤為重要,同時能夠為建立教學研究型大學提供優秀的研究型人才。
在實驗教學階段,研究性教學思維是指通過實驗的方式、方法,引導本科生進行實驗過程、實驗方法、實驗裝置以及實驗步驟的研究,而非側重于教案中公式、定義的驗證和運用。同時,科研項目的研究思維教學也是本科研究性教學的重要組成部分,從本科生開始,可以形成以實驗團隊為基礎的科研項目小組,把傳統科研項目需要解決的問題進行和理性分析,提煉出本科生能夠通過實驗的方法能夠實現科研目標的內容,把這些內容作為研究性實驗教學的教學內容;這樣在實驗教學的同時,不僅能夠培養出色的研究型人才,而且能夠完成科研項目內容;同時,鍛煉了本科生獨立思維、團結協作的能力,為本科生的培養提供了有力保障。
通過對近幾年來本校研究生招生學生的分析表明,本校本科生一直是本校研究生招生的主題部分,而且比例逐年增加。但是,根據對能源學院研究生的調查顯示,研究生中很大部分在研究生初期基本不具備研究性思維,不能獨立完成科研項目的實驗工作,不具備獨立建立實驗方案,完善項目研究內容的能力,因此,本科生階段的研究型思維培養更為主要。而本科教學主要以理論教學為主,因此,研究性思維的教學重點應該在實驗教學中體現。
4 研究性教學方法的探討
研究性本科實驗教學方法是基于研究性思維為主,以科研項目、創新性實驗設計為載體的一種教學模式,其基本框架如圖1所示。
研究性思維培養教學主體上可以分成實驗教學部分和科研項目部分兩類,實驗和科研項目也可以看成研究性教學的實現平臺,在此基礎上進行非傳統的教學模式,具體為:實驗教學可以從實驗方法研究、實驗過程或流程分析、實驗結論的正誤判斷三個方面進行;而科研項目可以從項目開展的過程及思路、項目開展過程中關鍵技術的實現方法及分析、關鍵技術的實現過程三個方面進行。
實驗方法的研究是針對某一問題而開展的除已知實驗方法外的實驗方法的研究,重點培養本科生解決為題的能力;實驗過程是指改變實驗過程后對實驗結論進行分析其異同點及原因,鍛煉本科生思考問題的能力;實驗結論正誤判斷是培養博弈能力的主要手段。而科研項目平臺中,科研項目開展思路的教學及關鍵技術的分析主要培養本科生對項目的開題、解題的能力,能夠鍛煉本科生全面看待并分析問題的能力;實現過程的分析中,可以重點對實現解決方案過程的講解,重點培養本科生解決問題及縝密性思維的培養。
5 結語
研究性本科教學方法目的是培養科學研究型畢業生,提升本科生獨立思考問題、解決問題的能力和方法,激發科研潛力,提高對本校特色專業的認知程度。最終實現“企業有所得,學校有所益,個人有所獲”三贏教學效果。
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科學研究的方法范文6
一、確定選題方向
研究性學習是學生在教師指導下,從自然、社會、學習和生活中選擇和確定一定的專題,用類似科學研究的方式,在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的一種學習活動。它倡導學生學習中的主體研究精神,促使基礎教育以學生的自主性、探索性、創新性為基礎,培養學生的科學精神和實踐精神,為全面推進素質教育創造條件。
在學生進行選題時,教師要了解學生的思想、學習、生活情況,設計和提供一些問題情境,幫助學生搜集相關資料、了解這些問題中隱含的爭議性的問題,使學生從多個角度認識、分析問題,指導學生進行小組討論,提出要研究的2-4個問題,確立該研究問題的價值、可行性和相關因素。幫助學生建立2-4個研究小組,共同討論研究任務的工作分配(設置組長、記錄員、資料收集員、資料整理員、工作匯報員、師生聯絡員等職務)。教師還要幫助學生確定具體的研究方案、合適的研究方法、如何搜集可能獲得的信息、調查研究所要求的技能、可能采取的行動和可能得到的結果。最后,教師要幫助學生思考所確定的研究課題是否合適,是否需要改變問題,如何匯報課題的研究方案。在學生確立問題時,教師一定要提醒學生,由于受學校規模等因素的影響,不宜將他們帶到社會上。因此,研究性學習課程的資源主要來自校內。學校的圖書館、學生閱覽室、電子閱覽室等為學生提供了進行研究性學習的資料,校園顯性、隱性環境為學生進行研究性學習的問題產生、確立、調查、考察、設計、實驗等提供了場所。教師要幫助學生收集好每節課的研究性學習記錄表,及時進行反饋總結,并做好記錄工作,幫助學生學會分組學習、協作學習、小組分工等合作學習方法。在每一節課后要及時收集學生的研究性學習課堂記錄表、下一節課的研究性學習課堂學習計劃表、學習資源利用申請表等,做好研究性學習課堂教學記錄表,及時做好一線研究資料的收集和整理工作。
師生雙方都是第一次接觸研究性學習,激發學生的興趣是非常重要的一個環節。每個人的興趣與愛好不同,選題方向最好與學生的興趣結合起來,這樣在實施過程中才能保持最佳的狀態。學校要通過各種類型的講座,讓學生積累有關知識。教師還可以布置如有關環境生命、資源與能源、應用物理、應用化學、時事政治、經濟、傳統文化與社區文化、文化藝術、家庭與社區生活等的作業,讓學生親身體驗收集數據、處理數據、設計表格、查找資料、調查研究等科學方法。教師還要指導學生撰寫調查報告、小論文,肯定學生的成果,從而提高學生參與研究性學習的興趣。
二、選題的常見途徑
課題無處不在,無時不有,就在于你對看到的是不是視而不見,對聽到的是不是聽而不聞。如果你對看到的想看個究竟,對聽到的想問個明白,那么選題就簡單多了。
1.日常生活:從穿衣、吃飯、起居、休閑中尋找問題。如:探究如何延長鮮花的觀賞期?,F在生活條件好了,人們喜歡買鮮花裝點家居環境,于是鮮花的保鮮也顯得尤其重要。張志盛和其他同學一起對延長鮮花的觀賞期問題進行探究,他們選擇價格最便宜的康乃馨,用一次性杯子做容器,拿小石子固定,分別用物理方法――剪、燒和分莖,化學方法――清水中加醋、糖、感冒藥、消炎藥,或組合,或單獨實驗,并用照片記錄,從而得出了最佳方案。
2.社會實踐:跨出校園,放眼經濟建設熱潮。如:顆粒狀物體自由堆積規律。趙偉家附近有一個建筑材料的堆場,王子健到趙偉家玩,發現沙堆是一些相似的圓錐體,小石子堆也是一些相似的圓錐體,但沙堆和小石子堆不同。是不是不同類物質自由堆積的形狀就不相似呢?他們又跑到煤場,觀察了煤粉從卷揚機上落下后自由堆積而成的圓錐體,發現了相似的情況,于是就確定了研究的選題。
3.學科學習:從疑難問題中,從各類書籍中,也會獲得選題的靈感。如:硫酸銅晶體的制作。硫酸銅晶體的結晶是老生常談的問題,但作為初中學生想做好、做完整,還是具有實踐性價值的。教師可以從外觀造型去引導――個體做大、造型做美、寓意深刻等;從結晶過程中去誘導學生探究結晶的最佳條件――時間、溫度、溶解度、濃度、晶母等對結晶的影響。
4.校園活動:看似簡單、單調的校園生活,只要你細心觀察、留意,就會到處充滿生機。如:堿煮法葉脈書簽的最佳制作方案。葉脈書簽的制作也有資料可查,其作為初中生研究性學習還是具有很強的實踐性價值??梢詮膲A液的濃度、煮沸的時間上探究,也可以從葉的選擇方面進行探究――葉的類型是網狀還是平行、是肉質還是革質、是嫩葉還是老葉等,還可以從葉脈的沖洗、染色和保存等方面進行探究。
5.社會熱點:環境、能源一直是生活在地球上的每個公民關注的熱點。隨著人們生活水平的提高,隨著鄉村生活城市化步伐的加快,生活污水和工業廢水對環境的污染越來越嚴重,城關地區可見的河流基本上是“黑龍江”。于是陳超同學的選題為:“流向大海的水為什么是黑的?”她向當地環保局調查河流污染情況,還買了小蝦分別養在井水、受工業污水污染的河水、受生活污水污染的河水等水體中進行實驗觀察,從而了解水體受污染后對生態環境的影響。
學生有了研究性學習活動的經歷,初步掌握了研究性學習的方法,在此基礎上,給以適當的激勵,就可以發展其研究性學習的能力,使外來的指導被學生接受,轉化為內部動機。
三、選題的基本流程
選題是學生研究性學習的第一步,對學生選擇的題目,師生雙方應面對面交流,教師應了解學生選題的起因、目的及計劃,進行點評,分析課題的可行性,讓學生對可行的課題提出相關的問題,然后設計方案、進行操作,操作過程中如果出現新問題,應及時糾正,出現與原先假設相矛盾的,要堅持到底尋找真正的原因,必要時,修訂題目,最后確定題目。這個過程,是鍛煉學生意志力的過程。如果學生缺乏意志力,一旦遇到困難,要么中斷當前的研究性學習,要么草草了事。
研究性學習課題的確立一般要經歷以下過程:問題的提出問題篩選初步確立選題可行性論證確立課題。課題的選擇是呈“金字塔型”的,即從眾多的課題中選擇適合自己的課題來進行研究。研究性學習的選題和準備過程具體包括以下幾個階段:
1.搜集和分析信息資料。教師要幫助學生了解和學習搜集資料的方法,掌握訪談、上網、查閱書刊雜志、問卷等獲取資料的方式,并選擇有效方式獲取所需要的信息資料,使學生學會判斷信息資料的真偽、優劣,識別對本課題研究具有重要關聯的有價值資料,淘汰邊緣資料,學會有條理、有邏輯地整理與歸納資料,得出相應的結論。這時還要幫助學生反思所得結論是否充分地回答了要研究的問題,是否有必要采取其他方法獲取證據以支持所得結論。
2.調查研究。使學生根據個人或小組集體設計的研究方案,按照確定的研究方法,選擇合適的地方進行調查,獲取調查結果。在這一過程中,讓學生通過如實記載調查中所獲得的基本信息,形成記錄實踐過程的文字、音像、制作等多種形式的“作品”,同時讓學生學會從各種調研結果、實驗、信息資料中歸納出解決問題的思路或方法,并反思是否獲得足以支持研究結論的證據,是否還存在其他解釋的可能。
3.指導學生撰寫小論文。
四、選題的可行性分析
第一次選題時,學生往往漫無邊際,對什么有興趣,就隨意選什么。此時,指導老師一定要對題目進行可行性分析。課題研究范圍要小,要考慮學生的實際能力。除此之外,我們還要考慮以下四要素:人力、財力、物力、時間。人力主要是指指導老師和學生各合作伙伴對該課題有沒有研究興趣,學生的基礎知識是否具備。財力是指該項研究的實驗經費、調研經費、交通費用和資料復印等的開支。物力是指研究地點、實驗設備、實驗試劑。
選題方法的確定也會影響到過程進行的順利與否,我們必須認真對待。研究性學習分為課題研究和項目設計兩大類,其中課題研究又可以分為調查研究和科學實驗。調查、觀察、實驗、項目設計等方法的采用,必須事先有所考慮。如某城關私家車的擁有現狀,可采用調查和觀察等方法;堿煮法葉脈書簽的最佳制作方案,要采用科學實驗法得出結論;無粉塵粉筆檫的研制,就要采用項目設計。大部分選題是多種方法的結合。
五、選題的基本要求
選題是在教師指導下有目的、有計劃、自主進行的,為了便于實施,要求我們在選題時考慮以下幾方面:
1.新穎性。研究性學習不同于其它學習方式,主要培養求異思維,研究的課題要有新意、有創意,盡量避免選相同的題目,如果題目相似,研究方向也要不同。如“廢舊電池對環境造成多大污染”這個課題已有多方面的報道,而且研究得比較深入,很難有新的突破,要選新穎的題目,這樣對學生才有較大的吸引力,能激起他們學習的興趣,調動他們學習過程中的積極性和主動性,促使他們在研究中更投入,更能克服困難。
2.操作性。初中生的知識和閱歷都有限,選題要符合學生實際,具有一定的可操作性,以便培養學生的動手實踐能力,要根據實際情況和實驗條件進行選題。課題調查和實驗所要求的條件應是基本可以達到的,或者經過努力可以達到的,調查所要求的信息渠道、實驗實習操作、教師咨詢、時間安排、交通等條件都是當前能夠解決的,否則,會挫傷學生的積極性,使其產生畏懼感,不利于選題的順利進行。
3.社會效應。選擇的課題應有現實意義,應結合當地的實際,貼近學習、生活、自然,有利于認識當地的一些問題,這樣的選題才具有社會效應,突出了研究的實效,自然就提高了學生的成就感和自我價值實現感,從而培養起學生為科學獻身的精神。