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關(guān)鍵詞: 物理化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀教學(xué)改革
1.物理化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
物理化學(xué)實驗是化學(xué)化工類專業(yè)培養(yǎng)體系中的一門理論和實踐性都很強的基礎(chǔ)訓(xùn)練課程,與其它基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程相比,該課程更注重于定量地解釋化學(xué)過程的規(guī)律。[1]然而在多年的教學(xué)實踐中,由于實驗條件和認識上的局限性,該課程體系雖然經(jīng)過了多次改革,但仍普遍存在一些亟需解決的問題,這些弊端主要體現(xiàn)在:(1)實驗課教學(xué)方法單一、枯燥,“依葫蘆畫瓢”、“照方抓藥”式的教學(xué)模式嚴重挫傷了學(xué)生對實驗課的興趣和學(xué)習(xí)熱情,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng);(2)實驗內(nèi)容陳舊,多以驗證性、經(jīng)典性實驗為主,更新率慢,引入現(xiàn)代物理化學(xué)新的研究成果和方法太少,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高;(3)大循環(huán)式的授課時間安排,容易造成部分實驗與理論教學(xué)相脫節(jié),達不到理論與實踐相輔相成的教學(xué)目的,教學(xué)效果不理想。在充分分析物理化學(xué)實驗現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合培養(yǎng)化學(xué)化工類創(chuàng)新型人才的需要,從2006年我校物理化學(xué)課程被批準為湖南省第一批精品課程以來,筆者在化學(xué)與生命科學(xué)系的應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等專業(yè)班級中開展了物理化學(xué)實驗教學(xué)探索和改革實踐,經(jīng)過近3年的活動開展,取得了一些教學(xué)心得和體會,現(xiàn)將其總結(jié)如下,供同行參考。
2.物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索
(1)更新物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容。
針對物理化學(xué)實驗內(nèi)容多為驗證型、經(jīng)典型,綜合設(shè)計型不多的現(xiàn)狀,筆者在內(nèi)容上加大了綜合性、研究性、開放性實驗的比例?;诮處煹目蒲许椖亢秃鲜』A(chǔ)化學(xué)示范性實驗室的建設(shè),筆者將科研成果及時編成實驗教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生盡早融入到科學(xué)前沿中去。筆者要求學(xué)生根據(jù)題目自己查閱文獻資料、自行設(shè)計實驗方案、獨立完成實驗內(nèi)容、撰寫實驗總結(jié)與報告。筆者在這個過程中給學(xué)生充分的指導(dǎo),盡量滿足他們實驗中所涉及的試劑和儀器的需求,讓學(xué)生有機會盡早接觸到最新的科研前沿內(nèi)容,這樣激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力。
(2)大力開展物理化學(xué)實驗教學(xué)課堂內(nèi)外師生互動活動。
教師的教與學(xué)生的學(xué)是相互依存、不可分割的統(tǒng)一體,師生之間只有建立了真正融洽、互為一體的教學(xué)關(guān)系,才能達到教學(xué)相長的理想境界。教師在物理化學(xué)實驗教學(xué)中要注重因材施教,多采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式、鼓勵式、探討式的教學(xué)方法,這樣既能提高學(xué)生的注意力,又能讓教師隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。師生互動活動既可以在課堂內(nèi)進行,又可以在課外進行,在探討中師生可以不斷交流各自觀念和信息,教師在此過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生獨立思考和解決問題,不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力。
(3)不斷改善實驗教學(xué)軟硬件條件。
實驗室不僅是高校進行科學(xué)研究的重要基地,而且是進行人才培養(yǎng)、提高學(xué)生科研意識的重要課堂,而提升實驗教學(xué)條件是進行研究性實驗教學(xué)的基礎(chǔ),[2]因此,良好的創(chuàng)新教育環(huán)境和條件是高校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。我?,F(xiàn)有的物理化學(xué)實驗教學(xué)資源雖然十分有限,但筆者因地制宜,充分利用現(xiàn)有資源,在所設(shè)計的研究性、綜合性新實驗中,增加了產(chǎn)物表征和性質(zhì)研究部分的實驗內(nèi)容,使得學(xué)生有機會到接觸大型科研儀器。這樣在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和貴重設(shè)備的利用率,開闊了學(xué)生的眼界,提高了他們的動手能力。
(4)適當(dāng)引入輔助教學(xué)手段,不斷激發(fā)學(xué)生的實驗興趣。
激發(fā)創(chuàng)新思維是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段,在物理化學(xué)實驗教學(xué)中,除了課堂教學(xué)以外,輔助教學(xué)手段的作用也是不可忽視的。比如提高物理化學(xué)實驗教學(xué)的信息化程度,加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué),成立課外興趣實驗小組,定期進行實驗技能比賽等。有了實驗的興趣,學(xué)生自然就有了科研創(chuàng)新的意識和好奇心,最終可使學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性得到充分的發(fā)揮。
我校實行物理化學(xué)實驗教學(xué)改革雖然只有短短的三年時間,但已有了明顯的成效,學(xué)生的自信心、創(chuàng)造力和責(zé)任感不斷提升,表現(xiàn)出較強的動手能力和一定的操作大型儀器的能力,畢業(yè)論文完成質(zhì)量較前幾年也有了明顯進步。比如我系05級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生在2009年完成畢業(yè)論文的整個過程中,表現(xiàn)出很好的文獻檢索和閱讀能力、一定的獨立設(shè)計和完成實驗?zāi)芰?論文內(nèi)容豐富,書寫規(guī)范,答辯自信,多篇論文獲省級優(yōu)秀論文,我系選派三名學(xué)生參加湖南省第二屆基礎(chǔ)化學(xué)實驗競賽,獲一、二、三等獎各一項,總成績在所有參賽學(xué)校中名列前茅。然而,實驗教學(xué)的改革是一個持續(xù)的過程,我們在實踐中還須不斷適應(yīng)變化的新形勢和發(fā)展的新理念,當(dāng)前探索出的教學(xué)模式體系還有待在實踐中進一步優(yōu)化和完善,尤其在物理化學(xué)實驗的創(chuàng)新性、研究性、綜合性方面,還有待于進一步的探索和研究。
參考文獻:
[1]甘禮華,陳龍武,錢君律.多層次物理化學(xué)實驗教學(xué)的再思考[J].實驗室研究與探索,2002,21(6):8-16.
【關(guān)鍵詞】寧南山區(qū);初中階段;物理教學(xué)
改善寧夏南部山區(qū)物理教學(xué)的質(zhì)量重點在于改善物理教學(xué)條件和師資隊伍的建設(shè),西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施為寧夏南部山區(qū)的教育提供了契機,加之教育資源的整合利用與以往相比在教學(xué)條件和師資隊伍方面已經(jīng)得到了較大的改善,但在師資隊伍、實驗室建設(shè)、教育教學(xué)研究方面還存在很多問題,使得寧南山區(qū)初中階段的物理教學(xué)質(zhì)量沒有發(fā)揮應(yīng)有的成效。初中物理是培養(yǎng)學(xué)生開闊思路,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,科學(xué)創(chuàng)造意識的重要基礎(chǔ)學(xué)科,重視物理教學(xué)的質(zhì)量就是為學(xué)生成才做基礎(chǔ)保障,因此結(jié)合本人多年的物理教學(xué)經(jīng)驗和觀察對物理教學(xué)的一些問題進行淺探究。
一、調(diào)查方案
調(diào)查的教師主要來自寧夏南部五縣區(qū)的20所初中一線物理教師和教研員120名。
(一)調(diào)查方法及途徑
本次調(diào)查主要以問卷調(diào)查法、訪談法和觀察法為主要調(diào)查方法。共發(fā)放問卷120份,回收有效問卷112份,有效回收率93.3%,問卷的效度檢驗0.86,信度檢驗0.91。對20所初中的主管教學(xué)校長進行了訪談,并深入課堂進行實地觀察,采集了大量真實可靠的數(shù)據(jù)。
(二)調(diào)查內(nèi)容
本次調(diào)查的內(nèi)容主要有:師資編制、年齡、職稱,專業(yè)素質(zhì)、教學(xué)方法、科研能力,實驗室建設(shè),教學(xué)中的問題及困難等問題。
二、結(jié)果與分析
(一)寧南山區(qū)初中階段物理師資隊伍建設(shè)現(xiàn)狀
調(diào)查的20所學(xué)校發(fā)現(xiàn)寧夏南部初中有29%的學(xué)校物理教師出現(xiàn)缺編,有10.8%鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)還聘有代課教師。學(xué)歷主要以??茷橹髡?9.5%,本科學(xué)歷占到34.6%,中師畢業(yè)教師占到15.9%,研究生學(xué)歷為0,出現(xiàn)學(xué)歷普遍較低的現(xiàn)象。年齡結(jié)構(gòu)上20-30歲的教師占到調(diào)查人數(shù)的41.2%,31-40歲的教師占到24.5%,41-50的教師占到28.1%,51歲以上的教師占到6.2%。教師隊伍主要以青年教師為主,年長教師所占比例過少,年齡結(jié)構(gòu)分布不平衡。從年齡結(jié)構(gòu)上看,寧夏初中物理教師以青年教師為主,年輕教師缺乏相應(yīng)的教學(xué)經(jīng)驗,不利于教學(xué)經(jīng)驗的交流學(xué)習(xí)和教學(xué)工作的進行。從職稱上看,初中物理見習(xí)教師占到23.3%,中二的占到52.4%,中一的占到13.5%,中高的占到2.2%,從此數(shù)據(jù)可看出,職稱結(jié)構(gòu)不夠合理,有待進一步的培養(yǎng)新教師。
(二)寧南山區(qū)物理教師的專業(yè)素質(zhì)及科研能力現(xiàn)狀
專業(yè)素質(zhì),教師自評專業(yè)素質(zhì)好的占到54.1%,自我研修能力好的占到49.6%,經(jīng)常參加培訓(xùn)到僅為10.2%。認為自己需要提高的方面安排為一次為:研修能力69.6%,實驗?zāi)芰?7.8%,基礎(chǔ)理論14.6%。教學(xué)方法及內(nèi)容,調(diào)查發(fā)現(xiàn)初中物理教師對教法和內(nèi)容的更新比較滯后。39.8%的教師對新教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)沒有更新,一直沿用的是傳統(tǒng)的教學(xué)方法。學(xué)生對教師教學(xué)方法滿意的僅占到64.2%。因此隨著教育改革的進行,教學(xué)方法的更新,教學(xué)內(nèi)容的充實,需要及時的進行更新,否則就不能適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展的大步伐??蒲心芰Γ{(diào)查發(fā)現(xiàn)寧夏南部山區(qū)的物理科研的能力較低,興趣不濃厚。教師中只有5.4%的教師主持或者參與過縣級以上的課題研究。近5年沒有發(fā)表過論文的占到56.3%,發(fā)表過1-2篇論文的占到33.4%,發(fā)表過3-4篇的占到9.1%,發(fā)表過5篇以上的僅僅占1.2%??蒲惺莿?chuàng)新、更新、解決難題、發(fā)現(xiàn)新方法、新思路的法寶,因此教育主管部門和學(xué)校應(yīng)該積極引導(dǎo)鼓勵教師參與科研,以及時適應(yīng)教育改革的大步伐。
(三)物理教學(xué)實驗室建設(shè)情況現(xiàn)狀
良好的物理實驗實驗條件是學(xué)生正確理解物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和啟發(fā)學(xué)生想象力的保證,實驗條件落后會大大影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。調(diào)查發(fā)現(xiàn)寧夏南部山區(qū)初中的物理教學(xué)實驗室建設(shè)比較落后,98.4%的學(xué)校建有物理教學(xué)實驗室,但其中64.9%的實驗室不能滿足于目前的教學(xué)。大部分物理教學(xué)實驗室實驗儀器比較缺乏并且陳舊,有38.9%的實驗儀器是其他學(xué)校淘汰贊助的,已經(jīng)很難適應(yīng)目前的教學(xué)。在實驗教學(xué)上因老師指導(dǎo)不到位而出現(xiàn)學(xué)生損壞儀器的現(xiàn)象時有發(fā)生儀器損壞率達到5.8%。因此實驗室的建設(shè)和教師的教學(xué)方法有待進一步提高。
(四)物理教學(xué)中遇到的問題及困難情況
寧夏南部山區(qū)物理教學(xué)目前遇到的問題及困難一是師資缺乏,實驗室條件差;二是大班教學(xué)實驗條件不足,不能一次滿足教學(xué),需要進行分組教學(xué),占用了大量的課時,影響了教學(xué)的質(zhì)量。三是課時不足經(jīng)常需要占用副科教學(xué)課時,既降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又影響了副科的正常教學(xué)秩序,不利于教學(xué)的正常進行。四是教師自身專業(yè)素質(zhì)偏低,教學(xué)方法落后使教學(xué)效果不明顯。這四大問題及困難直接反應(yīng)了寧夏南部山區(qū)初中物理教學(xué)目前的現(xiàn)狀,需要在今后的建設(shè)中注重師資建設(shè)及實驗室的建設(shè)。
三、對策與建議
通過對寧夏南部山區(qū)初中物理教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)合目前的實際情況提出下幾點對策和建議以供參考。
(一)招聘物理專業(yè)教師,對在崗的物理教師進行學(xué)歷的再深造,定期派出教師學(xué)習(xí)和考察提高教師的專業(yè)素質(zhì),加快職稱平衡建設(shè),加大專業(yè)素質(zhì)、教學(xué)方法、科研能力方面的培訓(xùn)和引導(dǎo)。平衡城鄉(xiāng)師資隊伍結(jié)構(gòu),可采用城鄉(xiāng)教師互換交流的方式提高教學(xué)質(zhì)量;加大對實驗室建設(shè)的投資,盡快完善教學(xué)條件。
(二)因?qū)幭哪喜可絽^(qū)地理環(huán)境比較差,人才流失嚴重,師資缺乏,教學(xué)任務(wù)重,師資建設(shè)很難在短期內(nèi)得到解決,因必須引導(dǎo)在崗教師重視自我研修能力和自我發(fā)展的重要性。
(三)完善師資保障、實施和監(jiān)督制度,讓教師把更多的精力放在教學(xué)上。制定相應(yīng)的獎罰措施鼓勵和刺激更多的教師參與到科研中來。如在評職稱、評獎、升職和物質(zhì)獎勵等方面給與更加優(yōu)厚的條件,使科研成為一種氣氛。
(四)完善培訓(xùn)機制和培訓(xùn)內(nèi)容
目前的各種培訓(xùn)舉行的比較多,但因教師的數(shù)量龐大,教學(xué)任務(wù)重,很難在短期內(nèi)出效果,應(yīng)多邀請專家舉辦以學(xué)校為培訓(xùn)單位的整體培訓(xùn)。培訓(xùn)的內(nèi)容不僅要設(shè)計傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論教學(xué)方法等還要涉及科研方法、自我研修方法、職業(yè)規(guī)劃等方面,使教師全方面得到提高。
參考文獻:
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[3]侯暉.農(nóng)村師資培訓(xùn)的現(xiàn)狀與對策[J].職教研究,2011(2):13
關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);對策;基本原則
一、問題的提出
探究式實驗教學(xué)是新一輪的教學(xué)改革極為推崇的教學(xué)。這種教學(xué)重視實驗的探究,可以使學(xué)生體驗物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)和形成的過程。通過探究性的學(xué)習(xí),不僅培養(yǎng)了學(xué)生的探究、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的良好科學(xué)素質(zhì),而且使學(xué)生品嘗到探究過程中成功的喜悅,從而激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。新編物理教材中給出了較多探究性實驗,但有些實驗存在可見度小,受氣溫、濕度、陽光等條件的限制,成功率低;有些結(jié)論缺乏實驗探究。
我們的物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀還是不容樂觀;學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育的影響,普遍存在著重理論輕實驗的思想;實驗教學(xué)模式僵化,物理實驗教學(xué)的基本原則沒有充分體現(xiàn),教學(xué)方式呆板;學(xué)生對基本測量儀器的使用不規(guī)范,學(xué)生動手操作能力差,以“背”實驗結(jié)論“代替”實驗操作。
實驗教學(xué)是物理教學(xué)中的一種重要手段,它不僅使學(xué)生直接地形成物理概念掌握物理規(guī)律,而且對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)起著決定性作用。但目前實驗的教學(xué)還比較普遍的存在一個誤區(qū):教師先演示給學(xué)生看,然后把原理、結(jié)論講給學(xué)生聽。這種教法的最終結(jié)果必然造成學(xué)生處于被動地們位,教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用末能有機結(jié)合。
怎樣才能把課堂教學(xué)與素質(zhì)教育要求的探究性學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)和自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合?在大力倡導(dǎo)探究式實驗教學(xué)的今天,迫切需要大量優(yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實驗來豐富我們的課堂教學(xué),為此,我們立足農(nóng)村高中對探究式實驗教學(xué)作一些有益的探索。對于學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實驗的相關(guān)理論、方法、技能:進一步提高學(xué)生的實驗素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生實驗探究的興趣;增強學(xué)生的創(chuàng)新意識;培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣;發(fā)展學(xué)生的實踐能力,具有非常重要的現(xiàn)實意義。
二、幾點對策
(一)、正確把握“開放”與“收斂”的“度”,選擇和設(shè)計合適的探究點
在對某一知識內(nèi)容的實驗教學(xué)設(shè)計中,可選擇某個環(huán)節(jié)作為探究點,予以“開放”;其余的環(huán)節(jié)相對淡化,這個淡化就是指強化有意義接受學(xué)習(xí)的成分,采用講授或質(zhì)疑應(yīng)答方式予以“收斂”。但從中學(xué)生學(xué)過程來看,其科學(xué)探究能力還是能均衡地得到培養(yǎng)和提高。至于對某個探究點的實驗設(shè)計,我們可通過教材文本、物理學(xué)史料、方法論、現(xiàn)有的經(jīng)驗和資訊中尋找和制定適合現(xiàn)有教學(xué)對象的,符合現(xiàn)有學(xué)校教學(xué)資源條件的多種的、可供選擇的方案。
(二)創(chuàng)設(shè)能適度調(diào)控探究活動方向與水平的實驗情景
情景不但可以激發(fā)興趣、引發(fā)問題、引導(dǎo)思考,在現(xiàn)代課堂教學(xué)中,還具有誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)探究活動的方向與水平的功能。下面以研究氣體壓強與體積的關(guān)系這一節(jié)課的引入所創(chuàng)設(shè)的兩個情景為例證:
情景1注射器實驗情景2吹氣球游戲
實驗:1、用手推壓針筒活塞后放手
2、用手拉拔針筒活塞拉開距離放手
問題:1、在推(或拉)時,手有什么感覺?
同時觀察到針筒內(nèi)氣體如何變化?
2、由此你對針筒內(nèi)氣體的壓強與體積的變化及其關(guān)系作一推斷嗎?實驗:用兩個可樂塑料瓶,在瓶中上各反套一個氣球(其中一個瓶底有洞),二人比賽用力吹氣球
問題:為什么比賽結(jié)果是使勁吹氣的大男生反而不吹不大?(展示兩個瓶底)你們發(fā)現(xiàn)吹氣球的條件有什么不同呢?能作一個解釋嗎?
很顯然,上述二個情景都可能推斷出一定量氣體的壓強與體積的定性關(guān)系,但推拉注射器活塞情景能直接觀察與體驗到筒內(nèi)氣體p.v的變化關(guān)系,推斷較容易;而吹氣球游戲有一定的懸念,能喚起學(xué)生探究的興趣,可是,推斷分析較難,學(xué)生往往不容易發(fā)現(xiàn)研究對象是瓶內(nèi)封閉氣體。究竟取哪一個實驗?問題應(yīng)怎樣鋪墊才是最有效的,只能視教學(xué)對象的實際水平作出抉擇了。
(三)、進一步開發(fā)與拓展數(shù)字化實驗系統(tǒng)與原有實驗整合的功能
運用傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機作為中學(xué)物理實驗探究的工具,無論在測量精度上、數(shù)據(jù)采集的速度上,以及函數(shù)圖象處理的功能上,與原有實驗的測量工具相比,其先進性與不可替代性是顯而易見的。但從目前構(gòu)成實驗探究所需的配套裝置而言,就顯不足和捉襟見肘了。因此,有效的辦法是:(1)將原有實驗數(shù)字化,如自由下落過程中底部有孔的水瓶的失重現(xiàn)象瞬即消逝,很難觀察,改用DV攝成視頻,慢放顯示,效果就非常顯著;又如用原有實驗中的秒表、刻度尺、單擺等裝置研究其周期T與擺長L的關(guān)系,可將已采集的數(shù)據(jù)輸入計算機由Excel軟件來處理,立即就能獲得數(shù)學(xué)表達式與函數(shù)圖象,得出結(jié)論。(2)將DIS實驗系統(tǒng)與原有實驗資源整合,以拓展數(shù)字化實驗系統(tǒng)的功能。如教材中關(guān)于機械能守恒定律的實驗設(shè)計是以DIS實驗系統(tǒng)與單擺的裝置配套完成實驗驗證,而現(xiàn)在我們可以形成新的組合,利用位移傳感器和數(shù)據(jù)采集器采集小車在不同表面(粗布面、細布面、木板面)上滑下時各點的高度h與速度v,并由計算機轉(zhuǎn)換與能與機械能隨位移變化的圖象,以及小車在粗糙程度不同的表面上滑下時,其機械能隨位移變化的圖象,以及小車在粗糙程度不同的表面上滑下時,其機械能隨位移變化的圖象。
此時,可組織學(xué)生討論,運用外推的方法,得出在無摩擦阻力的情況下,且只有重力做功時,物體的機械能將守恒的推論。上述整合方式產(chǎn)生的積極效果表現(xiàn)在物理規(guī)律的形成更有其內(nèi)在合理性,學(xué)生對科學(xué)方法的運用和認識更深刻。綜上所述,加強和深化課堂內(nèi)在探究學(xué)習(xí)的實驗設(shè)計及其優(yōu)化策略的研究,將有可能:
1、解決課程設(shè)置中有限的課時數(shù)與探究活動時空的開放性、不確定性的矛盾;
2、克服實施自主學(xué)習(xí)、實施探究、交流合作這種學(xué)習(xí)方式與完成一定學(xué)習(xí)任務(wù)之間的困難;
3、提供適合不同資源和環(huán)境條件的學(xué)校,不同層次的教學(xué)對象,可供選擇的優(yōu)化的實驗教學(xué)設(shè)計方案和紀念。為過程和方法教學(xué)目標的多樣性提供可操作的程序與素材。
(四)、做好課外小實驗、小制作,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
在教學(xué)中要聯(lián)系教材,引導(dǎo)學(xué)生做一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的小實驗、小制作。用學(xué)生熟悉的生活用品做實驗,在完成小實驗,小制作的過程中,學(xué)生必須弄懂實驗原理,尋求合適的器材,進行部分加工、組裝,在操作過程中不僅培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如:在學(xué)完托盤天平后,可要求學(xué)生利用均勻的小木條或直尺、瓶蓋、鐵絲、橡皮泥、細線等自制一架簡易天平,用它來測量一些物體的質(zhì)量,并與標準質(zhì)量進行比較。在小實驗、小制作過程中,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生做“一物多用”的實驗,充分發(fā)揮學(xué)生的獨創(chuàng)能力。如用一次性針筒就能做中學(xué)十幾個實驗,楊振寧教授說:“自制的儀器永遠比買來的好”。
三、探究式實驗教學(xué)的設(shè)計原則
1、探索性原則
探索性原則是指:設(shè)計的實驗所包含的物理規(guī)律要較隱蔽,實驗的條件和結(jié)論之間要有較大的距離,解決解決問題的方法和途徑要較模糊,學(xué)生需要自已通過智力“苦斗”才能有所新“發(fā)現(xiàn)”。
2、科學(xué)性原則
科學(xué)性原則是指:設(shè)計的實驗不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤,并且具有科學(xué)思想和科學(xué)方法方面的教育因素。整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能偏離科學(xué)基本知識和基本原理以及其它學(xué)科領(lǐng)域的基本原則。科學(xué)性是設(shè)計實驗成功的前提。
3、簡易性原則
簡易性原則是指:實驗的裝置要力求結(jié)構(gòu)較為簡單,操作比較方便,實驗現(xiàn)象和變化過程要明顯,測量的數(shù)據(jù)要比較精確,實驗誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi),以便于學(xué)生在實驗觀測的基礎(chǔ)上,集中注意力進行思考分析,比較總結(jié),探究規(guī)律。設(shè)計的選題要盡可能與日常生活實際相聯(lián)系,實驗的原理要盡可可能在高中物理范圍之內(nèi)。
4、趣味性原則
趣味性原則是指:探究性物理實驗的設(shè)計要充分考慮學(xué)生心理特點和認知水平,實驗設(shè)計要行動、有趣,能使學(xué)生在進行實驗探究時,自始至終保持很高興趣。
5、發(fā)展性原則
發(fā)展性原則是指:設(shè)計的探究性物理實驗應(yīng)具有促進學(xué)生智力和非智力素質(zhì)的功能。一個設(shè)計良好的探究性物理實驗不僅應(yīng)該針對學(xué)生心理發(fā)展的“現(xiàn)有水平”,更重要的是要針對學(xué)生心理發(fā)展的“最近發(fā)展區(qū)”;不僅應(yīng)該構(gòu)建起良好的知識結(jié)構(gòu),包含著促進學(xué)生智力發(fā)展的知識信息,而且應(yīng)該營造起亢奮的心理環(huán)境,蘊涵著促進學(xué)生非智力素質(zhì)發(fā)展情感信息。
6、重復(fù)性原則
在同樣條件下重復(fù)做同樣的實驗,觀察實驗結(jié)果是相同的。任何實驗都必須要足夠的實驗次數(shù),才能判斷結(jié)果的可靠性。如果設(shè)計的實驗只能進行一次,而無法重復(fù)下,那么這樣得出的結(jié)論是不可靠的。
7、安全性原則
在實驗過程中不會對實驗設(shè)備器材產(chǎn)生損壞,對人生安全產(chǎn)生危害,對環(huán)境產(chǎn)生污染。
探究式實驗教學(xué)是當(dāng)今物理教學(xué)改革中極為推崇的一種課堂教學(xué)模式。課堂教學(xué)中應(yīng)用這一模式進行教學(xué)一定要注意避免:
1、放任自流
2、研究目標不明確
3、創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生興趣不夠。
在備課上要圍繞的問題,不僅要考慮好探究目標、過程和方法,而且要設(shè)計豐富多彩的實驗來實現(xiàn)知識的應(yīng)用和升華。在上課時,要善于誘導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生進行實驗來實現(xiàn)探究的過程,摒棄空洞的說教來傳授知識。物理教學(xué)離開了實驗探究將是無源之水,無本之木。對于一些難以說清道明的概念和規(guī)律,往往是千言萬語說不清,一看實驗便分明。圍繞目標設(shè)計新穎實驗難度較大,我想只要物理老師注意觀察生活,擴大視野,注意收集,是可以很好地做到的。
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關(guān)鍵詞:探究性;三維虛擬實驗
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2016)02-0055-04
探究性三維虛擬實驗設(shè)計的理論基礎(chǔ)
1.認知主義學(xué)習(xí)理論
認知主義學(xué)習(xí)理論把學(xué)習(xí)看作對信息進行主動選擇和理解的過程,認為人的認知過程實際上是一個信息加工過程,知識不是由外界刺激直接給予的,而是外界刺激和認知主體內(nèi)部心理過程相互作用的結(jié)果。采用三維虛擬實驗進行教學(xué),認知對象從傳統(tǒng)的與現(xiàn)實世界打交道,變成與虛擬世界進行交互,從而產(chǎn)生了一種新的認知方式。因此設(shè)計三維虛擬實驗時,必須從學(xué)生的認知心理出發(fā),注重學(xué)生的具體經(jīng)驗和對情境的了解,使學(xué)習(xí)者新舊知識之間的同化能順利完成,最終促進自己的認知發(fā)展。
2.情境學(xué)習(xí)理論
情境學(xué)習(xí)理論認為,特定的知識應(yīng)該在特定的情境中去學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)是一個社會性過程,知識在這個過程中由學(xué)習(xí)者與周圍環(huán)境相互作用共同構(gòu)建。情境學(xué)習(xí)理論強調(diào)學(xué)習(xí)者應(yīng)經(jīng)歷社會真實情境,通過實際活動使其在真實情境中學(xué)習(xí)知識、技能和策略,對知識做合理的解釋并能靈活運用知識。因此,設(shè)計三維虛擬實驗時,必須創(chuàng)設(shè)實驗過程所需要的各種情境,為學(xué)生主動探究提供環(huán)境支撐。
3.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論
建構(gòu)主義認為,學(xué)習(xí)是建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過程,學(xué)習(xí)者以已有的經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過與外界的相互作用來建構(gòu)新的理解,學(xué)習(xí)者知識的獲得是個體與外部環(huán)境交互的結(jié)果。因此,設(shè)計三維虛擬實驗時,必須提供靈活的交互方式,同時為學(xué)習(xí)者提供豐富的資源和工具,方便學(xué)生進行科學(xué)的探究活動,有效建構(gòu)自己的知識。
中學(xué)物理探究性三維虛擬實驗設(shè)計
1.設(shè)計原則
直觀性:三維虛擬實驗設(shè)計要為學(xué)習(xí)者提供逼真的實驗環(huán)境,增加學(xué)生者親身體驗的經(jīng)歷。由于操作步驟復(fù)雜、觀測過程漫長、實驗儀器昂貴等原因而無法完成的實驗要逼真模擬,實驗現(xiàn)象抽象和微觀的就要突破時空限制轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^呈現(xiàn),實驗過程不能及時控制的要設(shè)計關(guān)鍵現(xiàn)象模擬情境,使學(xué)習(xí)者在虛擬環(huán)境下,便于觀察物理現(xiàn)象,更好地理解和掌握實驗原理。
交互性:三維虛擬實驗設(shè)計要為學(xué)習(xí)者提供更多交互的環(huán)節(jié)和實時的反饋,方便學(xué)習(xí)者選擇實驗設(shè)備、操作實驗儀器、設(shè)置實驗條件、改變實驗參數(shù)。使學(xué)習(xí)者在虛擬環(huán)境下,按照自己的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)方式進行主動探究。
開放性:三維虛擬實驗設(shè)計要為學(xué)習(xí)者提供可以自主設(shè)計實驗的學(xué)習(xí)資源和工具,使學(xué)習(xí)者能夠按照自己的興趣自由地設(shè)計實驗方案、演示實驗效果,并提供及時的反饋。
趣味性:三維虛擬實驗設(shè)計要為學(xué)習(xí)者提供能夠激發(fā)好奇心和求知欲的實驗過程和現(xiàn)象,能夠吸引學(xué)生的注意力,給學(xué)習(xí)者悅?cè)さ捏w驗,激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的興趣。
2.設(shè)計過程
(1)實驗類型和主題的設(shè)計
按照實驗內(nèi)容分為:聲音類、光學(xué)類、電路類、電磁類、理學(xué)類、能量類。本研究從眾多實驗中選擇了部分實驗進行開發(fā)仿真,具體包括真實實驗中不易觀察的實驗、真實實驗中不易控制的實驗兩類。
(2)虛擬實驗?zāi)K設(shè)計
探究性三維虛擬實驗共包括實驗介紹、實驗操作、實驗提示、實驗評價四個模塊。其中,實驗介紹包括儀器介紹和內(nèi)容介紹。儀器介紹闡述虛擬實驗中用到的關(guān)鍵儀器的功能、使用方法等。內(nèi)容介紹闡述實驗?zāi)康?、實驗原理等;實驗操作是虛擬實驗的核心部分,通過分析該階段學(xué)生的認知結(jié)構(gòu),設(shè)計交互式的用戶界面和探究性實驗環(huán)節(jié),學(xué)生根據(jù)實驗原理和步驟,在三維虛擬實驗場景中對相關(guān)實驗儀器進行操作,完成實驗;實驗提示是指對實驗中容易出錯的地方為學(xué)生提供必要的幫助;實驗評價是根據(jù)具體的實驗要求,對學(xué)生的實驗操作結(jié)果進行評價。
中學(xué)物理探究性三維虛擬實驗的實現(xiàn)
1.主要開發(fā)工具的選擇
探究性三維虛擬實驗的實現(xiàn)主要包括虛擬實驗場景、各種實驗儀器設(shè)備的三維建模,以及提供探究活動的虛擬現(xiàn)實交互體驗的開發(fā),用到的開發(fā)工具主要包括三維建模工具3ds Max和虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具Unity 3D。
(1)3ds Max
3ds Max是Autodesk公司開發(fā)的基于PC的三維動畫制作、編輯、播放與三維建模和渲染軟件。它具有易于使用、功能強大、性價比高等優(yōu)點,是許多個人和公司用戶首選的三維建模與動畫軟件。3ds Max被廣泛應(yīng)用于廣告、影視、游戲開發(fā)、計算機藝術(shù)、角色動畫、工業(yè)設(shè)計和輔助教學(xué)等諸多領(lǐng)域。
(2)Unity 3D
Unity 3D是由Unity Technologies公司推出的一款強大的3D跨平臺游戲引擎,包括圖形、光照、音頻、渲染、物理和網(wǎng)絡(luò)等多方面的引擎支持,目前已不僅僅局限于游戲開發(fā),而成為強大的綜合性虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具,在虛擬漫游與實時設(shè)計、虛擬現(xiàn)實交互體驗、人體數(shù)字化展示等領(lǐng)域都得到有效應(yīng)用。
2.開發(fā)流程
三維虛擬實驗的開發(fā)步驟為:①三維虛擬實驗場景、實驗儀器的建模;②分析學(xué)生的心理和認知結(jié)構(gòu),設(shè)計探究環(huán)節(jié);③設(shè)計交互界面,實現(xiàn)實驗的交互操作;④測試虛擬實驗,進行調(diào)試和優(yōu)化;⑤虛擬實驗。
3.探究性三維虛擬實驗的開發(fā)
(1)實例1:布朗運動
①實驗設(shè)計思路:布朗運動是由微觀分子間做無規(guī)則運動而形成的。在現(xiàn)實生活中,難于操作,不易觀察,只有借助顯微鏡才能觀察,使得學(xué)生缺乏創(chuàng)造力和空間想象力。而在三維虛擬實驗中可以克服這些不足,利用Unity 3D提供的物理引擎,可以很好地模擬微觀分子的無規(guī)則運動。本實驗通過設(shè)計交互式的界面接口,使學(xué)生可以通過控制溫度變化或調(diào)整微觀分子大小,模擬微觀分子的運動變化情況,從而使實驗者更好地理解布朗運動。
②虛擬實驗場景和實驗器材的三維建模。實驗采用3ds Max對三維仿真實驗中用到的模型進行構(gòu)建,主要包括實驗桌、實驗儀器,實驗主界面如下頁圖1所示。
③虛擬仿真實驗的實現(xiàn)。本實驗提供了兩個觀察角度,即宏觀和微觀,宏觀角度用來展示實驗前的狀況;微觀角度用來展示微觀粒子的運動狀況,通過使用攝像機效果,使得觀察者能夠清晰地看到微觀世界中分子的無規(guī)則運動情況,實驗操作界面如下頁圖2所示。
下面詳細介紹微觀角度下實驗的實現(xiàn)過程。首先,學(xué)生點擊微觀按鈕后,攝像機被激活顯示,同時向液體分子拉近,這時出現(xiàn)圖2所示的界面,屏幕下方出現(xiàn)對應(yīng)的滑動條用于控制條件,一種是溫度變化,一種是分子大小變化。這里用到了NGUI插件里的Tween Position動畫。其次,液體分子的無規(guī)則運動模擬是用Unity自帶的碰撞檢測函數(shù)來實現(xiàn)的。當(dāng)分子之間相互碰撞時,會觸發(fā)自身的碰撞檢測,從而受到一個反向作用力被反彈回去。當(dāng)多個分子發(fā)生碰撞時,它們的運動就會變得毫無規(guī)律,從而形成了無規(guī)則運動。
(2)實例2:光的反射與折射
①實驗設(shè)計思路:光的反射與折射定律探究的是光從一種介質(zhì)照射到另一種介質(zhì)時發(fā)生傳播方向改變的光學(xué)現(xiàn)象。在現(xiàn)實生活中,為了確保實驗的準確性和靈活性,特別要保證三線共面,需要實驗操作細致,入射角、反射角、折射角的測量也很費時,且不易控制。而在三維虛擬仿真實驗中可以克服這些不足,利用Unity 3D可以很好地模擬光線的反射、折射現(xiàn)象,以及入射角、反射角、折射角之間的關(guān)系。
②虛擬實驗場景和實驗器材的三維建模。本實驗采用3ds Max對三維仿真實驗中用到的模型進行構(gòu)建,主要實驗儀器如圖3所示。
③虛擬仿真實驗的實現(xiàn)。本實驗用來展示入射角變化時,反射角、折射角的變化情況,通過圓盤上的刻度標定,能夠隨時讀出確切的值,實驗者能夠清晰地看到入射角、反射角、折射角的關(guān)系,實驗操作界面如圖4所示。
結(jié)束語
新技術(shù)、新媒體的發(fā)展對傳統(tǒng)教育教學(xué)改革具有推動作用,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)初中物理探究性三維虛擬實驗,能夠有效改進傳統(tǒng)中學(xué)物理實驗教學(xué)的不足,為學(xué)生進一步理解基本概念、掌握實驗規(guī)律和實驗原理,提供了主動探究的環(huán)境,對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)具有重要價值,對探索信息技術(shù)環(huán)境下中學(xué)實驗教學(xué)新方法具有重要意義。
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論文摘要: 物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實驗在物理教學(xué)乃至整個科學(xué)教育中占有重要的地位,實驗是中學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容,新課程標準的實施為物理實驗提供了一片沃土。作者通過對相關(guān)文獻及資料的分析,以及新課程標準指導(dǎo)下的高中物理實驗課教學(xué),對物理探究性實驗的界定、物理探究性實驗的內(nèi)容的選擇和設(shè)計原則進行了探討。
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實驗是物理探究的重要科學(xué)方法,高中物理實驗教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入,改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養(yǎng)動作技能的觀點。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標準(實驗)》,指出高中物理的課程的基本理念是:①在課程目標上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);②在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ),體現(xiàn)課程的選擇性;③在課程的設(shè)置上體現(xiàn)時代性、基礎(chǔ)性、選擇性;④在課程實施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化;⑤在課程評價上強調(diào)新觀念,促進學(xué)生發(fā)展。課程目標從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度提出了要求。科學(xué)探究被提到前所未有的高度,科學(xué)探究己經(jīng)成為物理課程的基本理念之一,被列入課程目標和內(nèi)容標準,同時還被作為重要的教學(xué)建議之一。
基于以上原因,在新課程實施的初期,對新課標下物理探究性實驗進行研究具有一定的理論和實踐意義,可以為課改和新課程的實施提供參考。
1.物理探究性實驗的定義
物理探究性實驗是為了探求物理知識,學(xué)會一定的物理研究方法等而進行的涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等活動。它是物理領(lǐng)域中的科學(xué)探究。在具體的教學(xué)實施過程中,可以涉及科學(xué)探究的某幾個環(huán)節(jié),也可以是全過程,分別是“部分探究”和“完整探究”。實驗探究現(xiàn)己成為理科教學(xué)的重要標志,也是日前一些發(fā)達國家的中小學(xué)理科教學(xué)的基本教學(xué)手段和學(xué)生活動的主要形式。
2.物理探究性實驗的設(shè)計原則
2.1主體性原則。整個探究性實驗學(xué)習(xí)活動始終要圍繞學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)—選擇—探究—解決問題這個研究活動過程來設(shè)計,以學(xué)生的活動為中心,放手讓學(xué)生自己去研究、探索,把學(xué)習(xí)活動的主動權(quán)交給學(xué)生,教師在其中只起點撥的指導(dǎo)、領(lǐng)路作用。在設(shè)計探究性實驗時,要充分考慮如何激發(fā)學(xué)生對問題情境或探究內(nèi)容的興趣和探究動機,要保證探究活動過程對學(xué)生的開放性,給學(xué)生提供自主探索、自主創(chuàng)造的機會,讓他們各盡所長,充分發(fā)揮。
2.2目標的原則。做每個實驗都要有明確的目的,具體到探究的每一步也要有明確的目標。這里的目標包括知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面。當(dāng)然具體到每個探究性實驗,其目標可能有所側(cè)重。只有明確了要達到的目標,探究就有正確的方向,學(xué)生就能在探究過程中經(jīng)受住困難或挫折的考驗,從而對探究過程的艱辛與樂趣體驗得更深刻。
2.3科學(xué)性原則。探究性實驗設(shè)計中的實驗原理科學(xué)、裝置合理、操作程序和方法正確,探究性實驗設(shè)計的全過程都科學(xué)、合理,所采用的設(shè)計標準、方法、步驟等都有一定的理論依據(jù)或?qū)嵺`基礎(chǔ),得出的實驗結(jié)論就可能是正確的。在整個探究過程中,要著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法,觀察和記錄實驗的方法,以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),這也正是探究性實驗設(shè)計的宗旨。
2.4趣味性原則。探究性實驗的設(shè)計要充分考慮學(xué)生心理特點和認知水平,實驗設(shè)計要生動、有趣,能使學(xué)生在進行實驗探究時,自始至終保持很高的興趣。
2.5簡約性原則。簡約性是指要用盡可能簡單的實驗方法和實驗裝置,用較少的實驗步驟和器材,在較短時間內(nèi)達到預(yù)期的日的。用簡單易行的、合理的實驗設(shè)計,沖淡學(xué)生怕實驗準備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實驗的操作難度。實驗設(shè)計簡約,裝置簡單,操作簡便,節(jié)約時間,整個實驗過程中沒有過多的干擾,學(xué)生將主要精力集中在探究目的上。簡單就是美,恰當(dāng)?shù)膶嶒炘O(shè)計既突出實驗重點,又沒有冗長的實驗步驟。
2.6互動性原則?,F(xiàn)代教育理論指出,教學(xué)過程是師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程,師生互教互學(xué)形成一個真正的“學(xué)習(xí)共同體”。在教學(xué)中,存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動性和互惠性。信息交流實現(xiàn)了師生互動,相互溝通、相互影響、相互補充,從而達到了共識、共享、共進。
3.新課標下高中物理探究性實驗內(nèi)容的選擇
實驗內(nèi)容是實施物理實驗并使教學(xué)效果達到預(yù)期目標的根本。物理實驗中蘊藏著極為活躍的因素,隨時會出現(xiàn)許多學(xué)生意想不到的問題,對與活化學(xué)生學(xué)習(xí)的知識和訓(xùn)練思維有很大的好處。在實際選擇內(nèi)容時要考慮到以下幾個問題。
3.1目標的全面性。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)在目標上主要強調(diào)知識的獲取,包括一些具體的實驗技能。而探究實驗教學(xué)應(yīng)具有更加全面的目標,不僅包括知識方面,而且應(yīng)該包括態(tài)度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標準的要求就是知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀這三個維度的要求。課程標準對科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?,即提出問題、猜想和假設(shè),制定計劃與設(shè)計實驗,進行實驗與收集數(shù)據(jù),分析與論證、評估,以及交流與合作。
3.2內(nèi)容要在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。所謂“最近發(fā)展區(qū)”,就是學(xué)生獨立解決問題時的實際發(fā)展水平與學(xué)生在教師引導(dǎo)下解決問題時的潛在發(fā)展水平之間的距離。教師的引導(dǎo)應(yīng)高于學(xué)生原有的水平,否則學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展;但也不能差異過大,否則會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)失敗,對學(xué)習(xí)失去興趣。
3.3內(nèi)容要貼近生活、貼近社會。很好地聯(lián)系學(xué)生的生活實際和社會實際,可以提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感到物理就在自己身邊,也可以使學(xué)生在知道和理解物理知識的基礎(chǔ)上,能夠清楚所學(xué)的知識能用于做什么和怎么做,同時對物理的本質(zhì)和價值,有一個正確的認識。
3.4內(nèi)容要結(jié)合課程標準。新課程標準中的實驗可以分成幾類。
第一類是在表述上有“通過實驗,探究……”等字樣的實驗,是一類基本的探究性實驗,是課程標準規(guī)定了的。這樣的實驗的例子有以下一些:通過實驗,探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系;通過實驗探究決定導(dǎo)線電阻的因素,知道電阻定律;通過實驗,探究單擺的周期與擺長的關(guān)系。
第二類是在表述上有“通過實驗知道……”“通過實驗認識……”“通過實驗了解……”“通過實驗理解……”“經(jīng)歷……實驗過程,了解……”等字樣的實驗。這樣的例子有:通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律,能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力;通過實驗了解物體的彈性;通過實驗理解光的折射定律;通過實驗知道常見傳感器的工作原理。對于這樣的一類實驗,可以根據(jù)實際需要,把它們設(shè)計成探究性實驗。
有些課程標準上要求“通過實驗演示……”等字樣的實驗,這類實驗,也可根據(jù)情況設(shè)計成探究性實驗,比如:用錄像片或計算機模擬演示以粒子散射實驗。
還有些實驗是不適合被設(shè)計成探究性實驗的,主要是儀器使用、操作訓(xùn)練等類型的實驗。比如:初步了解多用電表的原理;通過實際操作學(xué)會使用多用電表;以多用電表為測量工具,判斷二極管的正負極,判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。
4.展望
新課程的實施勢在必行,科學(xué)探究作為基礎(chǔ)物理課程改革的基本理念,體現(xiàn)在課程目標、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)目標和課程評價等方面。實驗是物理探究的重要科學(xué)方法,高中物理實驗教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入,改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養(yǎng)動作技能的觀點。從這個意義上說,物理探究性實驗教學(xué)的升展是必然趨勢。在新課程標準下如何更好地進行物理探究性實驗的教學(xué),還有很多問題值得探討,比如,如何安排實驗探究的內(nèi)容、時間,如何對物理探究性實驗進行評價,如何開發(fā)物理實驗方面的教學(xué)資源比如實驗室資源、教師人力資源,等等。
參考文獻
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Ruth Hayhoe,Translated by ZHA Qiang
(Ontario Institute for Studies in Education,University of Toronto,Toronto,Canada)
【 作 者】許美德
【作者簡介】許美德(1945-),另譯露絲·海霍,女,加拿大多倫多大學(xué)安大略教育研究院教授,博士,香港教育學(xué)院榮譽校長,獲得香港特區(qū)政府銀紫荊星章。兼任倫敦大學(xué)教育學(xué)院名譽院士,華東師范大學(xué)紫江講座教授、顧問教授,華中科技大學(xué)顧問教授,東北師范大學(xué)、西北師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、浙江大學(xué)、湖南大學(xué)等??妥淌?,汕頭大學(xué)名譽教授。加拿大多倫多大學(xué) 安大略教育研究院 教育理論與政策系,多倫多
【 譯 者】查強(1965-),男,加拿大多倫多大學(xué)安大略教育研究院博士研究生。
【內(nèi)容提要】教育大學(xué)可視為一種新型大學(xué),能夠以嶄新的方式同時適應(yīng)師范教育發(fā)展和知識社會的需求。本文首先對大學(xué)和師范院校在西方和亞洲社會的發(fā)展作一歷史回顧。然后,探究這兩類院校形成的對照的價值取向,討論本文的核心問題,即師范教育如何達到與大學(xué)比肩的學(xué)術(shù)水準,同時保有師范院校與知識社會有關(guān)的價值觀。對三個西方社會和三個亞洲社會的比較的歷史分析,展示了擺脫這一困境的不同方式。本文最后勾勒了師范教育截然不同的四種模式,提出教育大學(xué)這一模式最為適應(yīng)香港的現(xiàn)狀,可能也最為適應(yīng)亞洲的文化環(huán)境。
【摘 要 題】比較教育研究
【英文摘要】The university of education might be seen as a new type of university,which may contribute both to teacher education and the needs of the knowledge society in new ways.This paper begins with a historical overview of the development of universities and normal colleges in Western and Asian societies.It then explores the contrasting value orientations of these two types of institution,and addresses the core question of how teacher education can attain a level of excellence parallel to that of universities,while maintaining those values of the normal college that are relevant to the knowledge society.A comparative historical analysis of three Western and three Asian societies gives an overview of different ways of resolving this dilemma.The paper then draws out four distinctive models of teacher education.It suggests the model of a university of education as uniquely suited to the Hong Kong situation,and possibly only culturally viable in an Asian environment.
【關(guān) 鍵 詞】師范教育/大學(xué)教育/教育大學(xué)/香港教育
teacher education/university education/university of education/Hong Kong's education
【 正 文】
師范學(xué)?;?qū)W院的學(xué)術(shù)氣質(zhì)和風(fēng)格與大學(xué)明顯不同。師范院校極其注重整體的道德養(yǎng)成,以整合的方式對待知識體系的各個基本領(lǐng)域,并且按照一項職業(yè)的要求集中發(fā)展其職業(yè)技能。相比之下,大學(xué)則強調(diào)知識體系中的理論學(xué)科,按照專業(yè)把知識體系分隔開來;強調(diào)價值中立,這使得現(xiàn)代科學(xué)的出現(xiàn)成為可能;強調(diào)對自由思想和開放式問題的一種唯理探討。在法國和英國,大學(xué)在整個現(xiàn)代時期都承擔(dān)著培養(yǎng)中學(xué)教師的責(zé)任。一直到20世紀60、70年代,大學(xué)里諸如物理、化學(xué)、歷史和經(jīng)濟學(xué)科的畢業(yè)生不需要經(jīng)過任何教師職業(yè)培訓(xùn)就可以直接進入中學(xué)教書。小學(xué)教師和中學(xué)教師的風(fēng)格養(yǎng)成和知識準備因而存在著鮮明的不同。
師范院校與綜合大學(xué)在價值和取向上的沖突
隨著教育在20世紀的發(fā)展以及從60年代開始的高等教育大眾化運動,師范院校很自然地尋求升格為大學(xué)。教師要求與其他職業(yè)相當(dāng)?shù)膶W(xué)術(shù)和職業(yè)準備,如法律和醫(yī)學(xué),這些職業(yè)的培訓(xùn)作為大學(xué)教育的一部分已經(jīng)很悠久了。師范院校向大學(xué)的轉(zhuǎn)型在美國、英國和法國采取了不同的形式。從日本和中國大陸、臺灣地區(qū)的轉(zhuǎn)型方式中,我們既可以看到以上三種西方傳統(tǒng)的影子,也可以看到某些歸因于這些國家和地區(qū)本身文化傳統(tǒng)和教育遺產(chǎn)的特點。
盡管如此,這一轉(zhuǎn)型的核心問題還在于根深蒂固的大學(xué)與師范院校之間價值取向的不同。師范院校如何升格為具有大學(xué)學(xué)術(shù)活力和水準的學(xué)校,而同時保持它對實際提高學(xué)校教育和教學(xué)水平的執(zhí)著?教師職業(yè)如何贏得與其他職業(yè)同等的地位,而同時堅守其開發(fā)所有兒童潛能的使命?表1歸納了師范院校與大學(xué)之間的核心沖突,列舉了一整套截然不同的價值觀。本文所指的六個現(xiàn)代社會(西方的英國、法國和美國;東方的日本、中國大陸與臺灣地區(qū))都以這樣或那樣的方式面臨這些價值分離所造成的困境。每一個社會都創(chuàng)立了各具特色的高等院校來培養(yǎng)教師。本文下一部分將勾勒每一社會中已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生的歷史轉(zhuǎn)型。
表1 大學(xué)與師范院校價值取向?qū)Ρ?/p>
大學(xué) 師范院校
理論 實踐
專業(yè)化的知識學(xué)科 整合的學(xué)習(xí)范圍
價值中立的學(xué)習(xí)途徑道德指引的學(xué)習(xí)途徑
比較缺少人情味的環(huán)境 培育性環(huán)境,教學(xué)互動強
對一切問題/知識的自由探求行動導(dǎo)向,知識以職業(yè)為基礎(chǔ)
學(xué)術(shù)自由和學(xué)術(shù)自治政府管理,行業(yè)問責(zé)
深度理解和長遠變化導(dǎo)向職業(yè)導(dǎo)向,追求高水準的實踐
希望讀者對這些比較的歷史的反思饒有興趣。行文至此,也應(yīng)該透露寫作本文的實際意圖,就是為了提供一個背景,來反思香港師范教育可能的發(fā)展方向,因為香港最近也將其師范教育提升到大學(xué)層次。香港既繼承西方的教育傳統(tǒng),因為1997年7月前的近百年它作為英國殖民地;香港也擁有中國的教育遺產(chǎn),因為其人口中大多數(shù)是中國人。
從1939年到1993年,香港的大多數(shù)教師,尤其是小學(xué)教師和中學(xué)藝術(shù)、體育教師在教育學(xué)院接受師范教育。這些教育學(xué)院提供高中后的??平逃?,其價值和導(dǎo)向非常接近師范學(xué)院。
隨著香港高等教育在20世紀80年代急劇擴張,教育學(xué)院新生的質(zhì)量也發(fā)生陡降,因為越來越多的高中畢業(yè)生可以升入大學(xué)接受高等教育。1994年,五所師范學(xué)院合并成為一所全新的教育學(xué)院,接受大學(xué)撥款委員會的資助,成為香港第八所公立高等院校。該學(xué)院升格到大學(xué)層次并享有大學(xué)地位均發(fā)生在極短的時間內(nèi),因而直接且實際地面對這些價值對立所帶來的困境。本文將通過對六個社會中師范教育轉(zhuǎn)型的比較思考和評估,對香港教育學(xué)院的發(fā)展形成結(jié)論。新加坡的同類型發(fā)展將摘取作為香港的對比案例。
關(guān)鍵詞:中國;就業(yè)質(zhì)量;內(nèi)涵;評價指標
我國對就業(yè)質(zhì)量的關(guān)注與研究始于二十世紀末,“不斷擴大就業(yè)規(guī)模、提高就業(yè)質(zhì)量將是中國政府的一項長期而緊迫的任務(wù)”在2004年“中國就業(yè)論壇”上提出這樣的一句口號,首次在政府的文件中出現(xiàn)“就業(yè)質(zhì)量”一次;2010年在我國“十二五”規(guī)劃中提出要“提高就業(yè)質(zhì)量,讓勞動者體面就業(yè)”;2012年黨的“十”報告中再次提出“要在新時期推動實現(xiàn)更高質(zhì)量的就業(yè)”;2014年政府工作報告中指出“加快構(gòu)建以就業(yè)為導(dǎo)向的現(xiàn)代職業(yè)教育體系” “努力實現(xiàn)更加充分、更高質(zhì)量就業(yè),使勞動者生活更加體面、更有尊嚴”。就業(yè)是民生之本,就業(yè)質(zhì)量一次次的出現(xiàn)在國家每年的重點工作任務(wù)中,足以說明其在整個社會經(jīng)濟可持續(xù)健康發(fā)展中扮演著不可或缺的角色。
1 就業(yè)質(zhì)量的內(nèi)涵
就業(yè)質(zhì)量是衡量某一群體及社會就業(yè)狀況的一個綜合性指標,研究者局限于自身的研究角度與學(xué)科背景,對就業(yè)質(zhì)量內(nèi)涵的理解也有所差異?!皬膹V義上說,就業(yè)質(zhì)量包含三個方面的內(nèi)容:首先是就業(yè)人員的質(zhì)量,包括勞動者的技能、資歷、素質(zhì)等;其次是就業(yè)崗位的質(zhì)量,包括勞動密集型、技術(shù)密集型崗位、勞動條件、工資水平等;再次就是就業(yè)工作質(zhì)量,包括工作水平、服務(wù)水平等?!盵1]
從就業(yè)質(zhì)量概念的狹義上講,國內(nèi)學(xué)者普遍認可劉素華(2005年)提出的就業(yè)質(zhì)量概念:反映整個就業(yè)過程中勞動者與生產(chǎn)資料結(jié)合并取得報酬或收入的具體狀況之優(yōu)劣程度的綜合性范疇。這個概念其中既存在客觀方面又有主觀方面的因素,優(yōu)劣程度的區(qū)分就難以排除主觀判斷的因素。[2]彭世武(2008年)認為就業(yè)質(zhì)量是一個衡量勞動者在整個就業(yè)過程中的就業(yè)狀況的綜合性概念。[3]劉世峰(2013年)認為就業(yè)質(zhì)量就是勞動者在從事生產(chǎn)過程中并取得一定收入的具體情況的好壞狀況。就業(yè)質(zhì)量本質(zhì)上是對人的全面發(fā)展?fàn)顩r的一種衡量。[4]張桂寧(2007年)明確指出畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量是指畢業(yè)生對自己就業(yè)狀況的優(yōu)劣和是否滿意的綜合性概念。[5]這就說明勞動者個人對于自身就業(yè)狀況的主觀滿意程度在評價就業(yè)質(zhì)量中的重要性。
就業(yè)質(zhì)量的核心就是勞動者的報酬。截至目前國內(nèi)對就業(yè)質(zhì)量的研究都會將勞動收入作為衡量一個勞動者就業(yè)質(zhì)量高低的關(guān)鍵指標。就業(yè)質(zhì)量從微觀層面來講就是勞動者個體在勞動過程中與工作狀況相關(guān)的因素,比如勞動報酬、勞動時間、勞動環(huán)境、勞動關(guān)系、社會保障等,這些相關(guān)因素可以從客觀方面反映一個勞動者的就業(yè)狀況如何;勞動者對工作的滿意度也應(yīng)該構(gòu)成衡量就業(yè)質(zhì)量的一個主觀方面。從宏觀層面即某范圍內(nèi)勞動者整體的就業(yè)狀況的優(yōu)劣程度,也就是某個國家、地區(qū)、行業(yè)的勞動者的就業(yè)質(zhì)量,通常會采用一些關(guān)于勞動狀況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來表示,比如平均勞動時間、平均勞動報酬、社會保險參保率等指標。
2 就業(yè)質(zhì)量的內(nèi)容及測量
使評價更客觀的基礎(chǔ)就是構(gòu)建一個可以測量就業(yè)質(zhì)量的評價指標體系,由定性評價轉(zhuǎn)為定量評價。綜觀目前學(xué)界關(guān)于就業(yè)質(zhì)量評價指標體系的研究,在選取評價指標和研究側(cè)重點上均不統(tǒng)一,分別從宏觀和微觀上來看。
2.1 宏觀層面
最具代表性的是劉素華(2005年)構(gòu)建了一套適用于不同地區(qū)、行業(yè)、部門的就業(yè)質(zhì)量指標評價體系,該體系包含四個一級評價指標(聘用條件、工作環(huán)境、勞動關(guān)系和社會保障)和十七個二級評價指標。然后設(shè)計就業(yè)質(zhì)量評價標準,在此基礎(chǔ)上制定出就業(yè)質(zhì)量的量化評分表。[6]賴德勝、蘇麗鋒、孟大虎、李長安(2011年)依托于國家社會科學(xué)基金重大項目“實施擴大就業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究”,構(gòu)建了一個包括六個一級評價指標(就業(yè)環(huán)境、就業(yè)能力、就業(yè)狀況、勞動者報酬、社會保護和勞動關(guān)系)、二十個二級評價指標和五十個三級評價指標的就業(yè)質(zhì)量評價指標體系,并根據(jù)官方統(tǒng)計數(shù)據(jù),運用主成分分析法對我國30個省份2007年及2008年的就業(yè)質(zhì)量狀況進行了測算。[7]高興藝(2012年)參照馬斯洛需求層次理論,提出就業(yè)質(zhì)量指標體系,該指標體系包含五個一級評價指標(基本質(zhì)量、安全質(zhì)量、歸屬感、受尊重和自我實現(xiàn))和十六個二級評價指標。得出我國在1990年到2009年間的就業(yè)質(zhì)量是呈現(xiàn)增長趨勢,但增長幅度不大,增長率在3%-5%之間,平均增長速度是4.02%,遠低于我國經(jīng)濟發(fā)展的速度。[8]
2.2 微觀層面
李軍峰采用就業(yè)穩(wěn)定性指數(shù)、工作質(zhì)量指數(shù)、勞資關(guān)系指數(shù)、福利和保障指數(shù)和職業(yè)發(fā)展指數(shù)這五個指數(shù)對就業(yè)質(zhì)量進行綜合測評。[9]
3 大學(xué)生群體的就業(yè)質(zhì)量
劉世峰(2013年)提出高校畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量評價體系,該指標體系包含五個一級評價指標(就業(yè)率、就業(yè)水平、創(chuàng)業(yè)、職業(yè)勝任和滿意度)和十七個二級評價指標。[10]李菲菲(2012年)提出大學(xué)生就業(yè)質(zhì)量評價指標體系,該指標體系包含四個一級評價指標(工作條件、勞動關(guān)系、社會保障和工作滿意度)和八個二級評價指標。[11]柯羽(2010年)從建立了一套包含三個客觀性指標(就業(yè)地區(qū)流向、就業(yè)單位性質(zhì)、薪金水平)和三個主觀性指標(人職匹配度、就業(yè)滿意度、職業(yè)發(fā)展前景)的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量評價指標體系。運用主成分分析法對大學(xué)生就業(yè)質(zhì)量進行綜合評價,避免了主觀因素的影響,同時解決了指標間信息的重疊問題。[12]張衛(wèi)枚(2013年)依托2011年湖南省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃基金項目,在湖南省長沙市采用問卷調(diào)查的方式對新生代農(nóng)民工的就業(yè)狀況展開調(diào)查,從工作狀況(就職行業(yè)、工作時長、勞動報酬、社保狀況和發(fā)展機會)、工作環(huán)境(物理環(huán)境、安全環(huán)境和人際環(huán)境)、勞動關(guān)系(勞動合同、就業(yè)穩(wěn)定性和職代會參與率)和就業(yè)滿意度四個方面得出新生代農(nóng)工整體就業(yè)質(zhì)量低下。[13]楊何清、李佳(2007年)提出了相對比較系統(tǒng)的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量評價指標體系,可適用全國各地區(qū)大學(xué)畢業(yè)生總體以及研究生、本科生、??粕煌后w的就業(yè)質(zhì)量的狀況。該指標體系包含三個一級評價指標(工作條件、勞動關(guān)系和社會保障)和十二個二級評價指標。運用層次分析法比較各個指標的重要程度,賦予各項指標不同的權(quán)重,然后將得出的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量指標體系轉(zhuǎn)化為就業(yè)質(zhì)量評分表。[14]
就業(yè)質(zhì)量的評價指標可分為客觀方面與主觀方面兩個層面,客觀方面主觀方面主要是指勞動者的主觀滿意度,比如對薪酬的滿意度、對工作崗位的滿意度、對工作單位的滿意度等。目前國內(nèi)主要采用指數(shù)加權(quán)平均法和綜合評價法兩種方法評價就業(yè)質(zhì)量,李軍峰和劉素華分別是這兩種方法的代表性學(xué)者。
4 就業(yè)質(zhì)量影響因素
李菲菲(2012年)從大學(xué)畢業(yè)生自身因素、高校擴招及培養(yǎng)方式、用人單位的勞動關(guān)系及用人方式和政府的宏觀調(diào)控四個方面分析對就業(yè)質(zhì)量的影響作用。[15] 從高校的角度來研究,主要是指我國高校的人才培養(yǎng)模式、專業(yè)設(shè)置等與現(xiàn)有勞動力市場需求不匹配。方麗(2003年)指出,我國的學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)源自前蘇聯(lián),注重傳授系統(tǒng)的書本知識,人才培養(yǎng)強調(diào)學(xué)術(shù)性、研究性和規(guī)范性,與產(chǎn)業(yè)變動之間的協(xié)同性較差,造成人才培養(yǎng)與就業(yè)市場的脫節(jié)。[16]林寶燈(2012年)研究經(jīng)濟管理類高職畢業(yè)生就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量的關(guān)系,得出就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量存在顯著地低度相關(guān)關(guān)系,其中男生的就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量呈現(xiàn)顯著中度相關(guān)關(guān)系,女生的就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量呈現(xiàn)十分微弱的相關(guān)性,不能通過顯著性檢驗。男生能力越強,就業(yè)質(zhì)量越高;女生就業(yè)質(zhì)量的高低不受就業(yè)能力的影響,還會有其它就業(yè)心態(tài)層面相關(guān)聯(lián)的因素影響。[17]
肖琳(2013年)在對新生代農(nóng)民工就業(yè)質(zhì)量進行實證研究的過程中,發(fā)現(xiàn)人力資本、社會資本和情緒智力在微觀層面上影響其就業(yè)質(zhì)量,社會制度、經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r從宏觀層面上影響其就業(yè)質(zhì)量。[18]馬男、魏鳳(2014年)利用因子分析法研究陜西省的陜北、關(guān)中和陜南三個地區(qū)返鄉(xiāng)農(nóng)民工就業(yè)質(zhì)量的影響因素,得出影響返鄉(xiāng)農(nóng)民工就業(yè)質(zhì)量的公共因子是社會扶持、人格特質(zhì)、親友幫助、就業(yè)能力和求職行為,社會扶持因子對返鄉(xiāng)農(nóng)民工就業(yè)質(zhì)量的直接和間接影響最大,就業(yè)能力的直接作用居次要地位,人格特質(zhì)的間接作用居次要地位,求職行為對返鄉(xiāng)農(nóng)民工就業(yè)質(zhì)量的直接和間接作用均很小。[19]
賴德勝、石丹淅(2013年)從經(jīng)濟發(fā)展方式、勞動力市場分割兩個方面來分析我國就業(yè)質(zhì)量偏低。我國當(dāng)前主要依靠資本驅(qū)動且偏好普通勞動者的經(jīng)濟發(fā)展方式對個體(尤其具有高學(xué)歷和高技能)的長遠發(fā)展不利,勞動報酬和技能發(fā)展是評價就業(yè)質(zhì)量高低的重要指標,因此當(dāng)前我國的就業(yè)質(zhì)量不高;當(dāng)前我國多元化分割的勞動力市場,以戶籍為代表的制度強化了區(qū)域、城鄉(xiāng)、行業(yè)、部門、職業(yè)間的分割收益,造成扭曲的勞動力配置,從而整體就業(yè)質(zhì)量水平不高。[20]張勉(2006年)從制度性因素和個體因素兩個層面來分析如何影響城市貧困群體就業(yè)質(zhì)量。制度性因素主要從就業(yè)促進制度、勞動者權(quán)益保護、現(xiàn)行失業(yè)保險制度三個方面影響其就業(yè)質(zhì)量;個體因素主要從自身的人力資本投資和受教育程度兩個方面影響其就業(yè)質(zhì)量,并指出目前中國,受教育程度與收入已經(jīng)基本上是正相關(guān)關(guān)系。
5 結(jié)論
綜上所述,學(xué)者們從不同的角度和層面對大學(xué)生和勞動者就業(yè)質(zhì)量進行了界定,就業(yè)質(zhì)量是關(guān)系畢業(yè)學(xué)生和勞動者生存和發(fā)展的“生命線”工程。收入是評價就業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵指標,其高低、分配結(jié)構(gòu)等既影響個體的工作生活質(zhì)量又影響社會穩(wěn)定和諧。因此,努力實現(xiàn)居民收入增長和經(jīng)濟發(fā)展同步、勞動報酬增長和勞動生產(chǎn)率提高同步,提高居民收入在國民收入分配中的比重,提高勞動報酬在初次分配中的比重,這對推動實現(xiàn)更高質(zhì)量的就業(yè)意義重大。
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