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生物力学论文样例十一篇

时间:2022-03-14 03:19:04

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生物力学论文

篇1

我们十多年来的课堂教学经验可以总结成三句话:追根寻源真一点,实验研究多一点,能力要求高一点,简称“三点”教学法,因此我们称自己的教材为“三点”法教材.

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的.因为我们面对的是全班学生,不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导,我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力,为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础.

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理,首先接触到的就是物理定律.因此,怎样搞好物理定律教学,必然是每个物理教师首先要考虑的问题.

在进行某一物理定律教学时,我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容,这就是所谓的“溯源”教学.任何一个重要物理定律的建立,都有一个艰辛而漫长的过程.探索定律的工作只所以能成功,这个定律最后只所以能够确立起来,其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式,这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西,是人类一笔宝贵的知识财富,也是我们物理教学的宝贵财富.

在讲授牛顿万有引力定律时,我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起,然后是开普勒在拥有这些数据的基础上,通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律(开普勒三定律),最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释,终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律.在学习牛顿万有引力定律的过程中,我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法.

在学习库仑定律的过程中,我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念,使他们明白:1.库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验,而未做两个异种电荷互相吸引的实验,因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的.库仑是用电摆来完成后一实验的;2.无论是扭秤还是电摆,精确度都是很有限的,根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比,更不是和距离的1.98次方或2.02次方成反比.当年的库仑(实际上还有更早的卡文迪许),以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高,直至今天的2±3×10-16,终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一.结合库仑定律的建立过程,我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法.

在学习欧姆定律的过程中,学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的,只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可.可是我告诉他们,在欧姆那个年代,非但没有电流表、电压表等仪器,连电压、电流和电阻的定义和单位都没有,欧姆所面临的困难之大是可想而知的.他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢?学生顿时产生了浓厚的兴趣.在学习欧姆定律诞生过程的同时,我们还结合欧姆的实践,介绍了用图线探究新规律的方法.

此外,我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法,结合气体定律介绍了“分析法”,结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”.使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法.有的同学深有体会地说:物理定律是宝贵的,但研究物理定律的科学方法更宝贵.谁掌握了这些方法,谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘.

在物理定律的教学中,我们在课堂上经常采用设问的方法,不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的,而是不断地提出问题让学生去思考,摆出困难让学生去克服,提出任务让学生去完成,制定目标让学生去实现.这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力.

我们要求学生在课外进行大量自学.早在公元前4世纪,古希腊苏格拉底明确强调过:“好的、正确的教学不是传递,而是对学生的自学辅导”.我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究.我教的优秀学生,学得的物理知识,最多只有一半是在课堂上听我讲的,其它一概由他们自学.到一定阶段,我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课.每次课分两部分,前半部分由主讲同学讲,后半部分由全体同学提问、讨论.像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座,杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外.

我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后.获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后,有机会还回来给小同学谈自己的体会.例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月,来学校给95、96届学生讲了10次课.他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题,使听课的学生大受裨益.1996年暑假,谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课.他们既讲物理知识,又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹,使小同学们大开眼界.

这样的训练方法也得到了权威人士的肯定.1992年10月,在上海召开的全国物理特级教师会议上,原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说:“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况,我认为这个经验倒很值得推广.他们说他们的老师不是采取灌输的办法,而是启发引导,要求他们给同学讲课,这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助.我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一.”

那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢?从心理学角度来看,自学与听课可能有以下两点不同:

(1)人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程.一个学生在自学某一个新的物理内容时,少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作,这里面充满了分析、综合、比较等过程.因此相对听课而言,自学对学生的思维活动提出了更高的要求,从而使他们得到更大的锻炼.

(2)人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种.事先没有预定的目标,也不需要作意志努力的注意叫做无意注意;有预定的目标,在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意.一个学生在自学的时候,他的目的一定是十分明确的,而且需要一定的意志努力(否则难以坚持),因此学生在自学时,可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态,这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的.有的学生在自学中往往会十分投入,进入一种旁若无人的境地,而相对来说,这种情况在听课时就比较少.一个学生坚持自学一段时间之后,便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意,即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上.有意后注意是一种高级类型的注意,它既有明确的目的,又不需要用意志努力来维持,是人类从事创造性活动的必需条件.学生一旦进入这种状态,他们的物理学习效率就会大大提高,学习成绩就会有明显进步.

二、实验研究多一点

物理学是一门实验科学,物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验.因此,在高中物理教学中加强学生实验方面的训练,无疑是提高物理教学质量的一条必由之路.

目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验,不难发现,这些实验存在着某些不足,主要表现在下面几个方面:

第一,教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的,目的是帮助学生加深对所学内容的理解,因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法.

第二,课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚,学生只需按部就班地完成实验操作即可.这样的实验只能增加学生的感性认识,锻炼学生的动手操作能力,而对学生创造性思维的训练是不够的,也无法培养学生解决问题的能力.

第三,目前课本中的实验大多是验证性实验,学生只要学懂了书上的定律,一般都能轻而易举地完成实验.这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则,对培养学生的能力是不利的.

针对以上不足,我们对实验教学内容和教学方法进行了改革,使实验教学为发展学生的智力,提高学生的素质服务.在实验内容的改革方面,我们主要采取了以下三条措施:

(1)增加实验数量.

不论是在课堂演示实验,还是在学生实验或小实验方面,平均增加了60%的实验.其中有一部分新实验,学校没有现成的仪器,安排学生自己制作,对学生有较高的要求.

(2)重视实验误差讨论.

物理实验离不开测量,测量是实验科学最本质的东西.从某种意义上讲,结果准确的实验就是成功的实验,反之就是不成功的实验.因此在培养优秀学生的过程中,应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识.在设计实验方案时,要求学生们尽量消除实验的系统误差;在选择实验器材时要考虑它的精确程度;在处理实验数据时,要采用尽量科学的方法.

(3)加强重要实验方法教学.

在实验领域中有一些重要的方法,比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等,这些方法不是在个别实验中,而是在许多实验中都有应用,因此具有一定的普遍意义,这些方法一定要让学生很好地掌握.在必要时,我们甚至根据实验方法来安排实验内容,集中安排几个某种方法体现比较典型的实验,这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法.

在实验教学方法改革方面,我们做了以下尝试:

(1)在课堂上创设一些实验问题让学生研究.

在高中阶段,每周至少有4节物理课,充分利用物理课中碰到的各种各样问题,可设计一些供学生讨论的实验题目,并引导他们一步一步地探索、解决.

我在讲功率一节时,设计了这样一个实验题目:要求测定一个人骑自行车的功率.在自行车由静止启动的过程中,人做的功除了增加人和车的动能之外,还要克服空气阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?学生根据自己骑自行车的经验,认为空气阻力是很明显的,不能忽略,而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小,可以忽略.接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功?学生都有这样的体会:顶风骑车时,骑得越快风的阻力越大,因此可以设风的阻力和车的速度成正比.车的速度怎样测?风的阻力和车速成正比的比例因数是多少?问题一个接着一个地出现,被大家一个又一个地解决,终于找到了一个大家都比较满意的实验方案.接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验,最后再回到教室里,师生一起处理实验数据,作出图象,得出实验结果.在整个实验过程中,除了实验题目是由老师提出的外,实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的,因此他们都觉得很有意思,收获很大.

(2)对课本中一些重要实验进行深入研究.

物理课本中有大量现成的实验,有时可以对这些实验进行一些讨论和改进.

在做直流电路的实验时,我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究.用简单的伏安法电路,不论是采用电流表内接还是电流表外接,都有系统误差.结合这个问题,我给学生介绍了补偿的思想,然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路.补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差,但这个矛盾解决了,电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾.怎么办?经过进一步研究改进,大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表,再辅以灵敏度很高的电流表,便可以明显提高实验结果的准确度,这就是常用的惠斯通电桥.接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻,比较测量结果,可以证实先前的想法.在历史上,从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的,而在我们这堂实验课中,学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程.这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的.

(1)和(2)实际上都是不断地给学生提出新的目标,诱导他们提高实验水平,我们有时称之为“目的诱导法”.

(3)给特优学生安排一些特殊实验.

我校有一批进口物理仪器,性能比较好,涉及的实验内容面也比较广.这批仪器的说明书是英文或日文的,我指定一名学生准备某一个实验,要求他先翻译好说明书,准备好器材,然后带领其他同学做实验.这个主讲的学生还要准备好一些讨论题,在实验后供同学们讨论.学生对这样的实验非常感兴趣.此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系,但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处.

三、能力要求高一点

物理习题教学是物理教学的重要组成部分.不论是教师还是学生,都在解习题上花费了大量的时间,因此,习题教学的改革是一个很重要的问题.

就本质来说,物理习题是人们编制的一些假想物理场景.毫无疑问,物理学家是不会去做物理习题的,而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律.同样,发明家也是不会去做物理习题的,他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题,那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题?目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力.所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行.

我们常用以下两种方法来进行习题教学:

(1)按照解题方法组织习题教学

篇2

职业技术学校学生的基础相对比较薄弱,因此在实际的授课过程中一定要注重理论讲解,以此来引导学生进行学习,帮助学生奠定坚实的生物化学基础。在生物化学的学习过程中,学生普遍对实验课比较感兴趣,但认为理论的讲解枯燥无味,作为教师我们必须要纠正学生这种片面的认识。理论知识掌握得扎实与否直接关系到学生的学习效果,要想掌握好一门技能,离不开基础知识的学习。生物化学是一门比较特殊的学科,其学科特点就是知识点比较零碎,涉及很多的化学与生物知识,因此教师必须注重理论的深入讲解,这是十分重要的教学方式。

(二)实行分组教学,照顾每一个学生

分组教学是现代教育教学改革中的重要教学方法,这对于职业技术学校生物化学理论课教学有着重要的意义,职业技术学校的学生在基础方面呈现参差不齐的特点,在实际的教学过程中如果不实行分组教学的教学方式,就会导致一部分学生学有不足,无法满足他们对于知识的需求,而另一部分基础相对较为薄弱的学生则感到学习比较吃力,造成教学效率下降。实行分组教学,因材施教是提高课堂教学效率的一个重要途径,能够照顾到不同层次的学生,让每个学生都学有所获。

(三)引导自主学习,加强课堂沟通

在传统的教学方式中,教师处于主导地位,学生是被教育的对象,这在一定程度上限制了学生的发展。但是,随着新课程的改革,以学生为主体的自主学习方式得到越来越多的教师和学生的认可。在职业技术学校生物化学理论课教学中,我们可以应用自主学习,具体的方式是在教学过程中引导学生进行自主学习,在课堂上教师和学生进行充分的沟通,帮助学生答疑解惑,这种教学方式可以引导学生更好地掌握基础知识,而且可以通过有效的课堂沟通,活跃课堂气氛,拉近师生关系。

(四)施行实验教学,激发学生学习兴趣

在教学中,教师可利用实验的直观性、生动性来吸引学生注意力,激发学习兴趣,引导学生探讨实验所蕴含的原理。生物化学是一门交叉学科,也是一门典型的自然学科,需要大量的实验作为知识探讨的工具。因此,在生物化学的教学过程中教师应该积极实行实验教学,这种教学方式既可以帮助学生掌握复杂的基础知识,又可以大大激发学生的学习兴趣,是典型的一举两得的教学方式。

二、多种教学方法的教学效果

(一)有利于学生对生物化学基本知识的掌握

生物化学的基本知识比较繁杂,在实际的教学过程中涉及的知识点很多,学生在学习的过程中很不容易掌握,实行多种教学方法可以有效地改变这种局面,在多种方法的共同作用之下可以很好地促进学生对于基本知识的掌握,这是提高教学效率的有效方式。

(二)激发了学生学习兴趣,提高了学生学习能力

学生是学习的主体,在学习的过程中只有学生自己积极主动地学习才能有效地提高教学效率,利用多种教学方式进行教育教学可以有效激发学生学习积极性,在很大程度上提高学生的学习能力,促进学生更好地进行学习,增强学生自主学习的意识。实行多种教学方法并举可以活跃学生的思维,让学生在活泼轻松的课堂氛围中掌握相关的知识,提高了学生的综合素质和综合能力,对于学生的发展有着重要的现实意义和理论价值。

(三)锻炼了学生语言表达能力,提高了学生组织能力

在多种教学方式相结合的影响之下,在实际的教学过程中会出现很多学生进行自我观点表达的过程,这个过程既可以加深学生对于所学知识的理解,又可以锻炼学生的表达能力,还可以在一定程度上提高学生的组织能力,可谓是一举数得,这是实行多种教学方法最为重要的意义之一。

(四)增强了学生协作意识,提高了学生分析、解决问题的能力

我们实行了多种教学方式相结合的教学过程,在实际的教育教学过程中积极引导学生加入到课堂教学之中,真正实现了以学生为主体的教学理念,在课堂互动中有效提高了学生的协作意识,培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,对学生的综合发展有着重要的意义,这是现代教育教学改革的要求,也是社会发展的要求,更是学生自我发展的必然要求。

篇3

我在讲光的镜面反射和漫反射时,就近带学生到湖边看倒影,取得了较好的教育效果。他们看到在平静的湖水边,只有一个方向能看到岸边景物的倒彤,即光线平行射入湖面,反射光线也会平行射出,形成镜面反射,这时让一个学生自己将一小石子投入湖中,激起一阵微波,湖面的平静被破坏了,倒影就乱了。但这时却发现在其它方向也看到了紊乱的倒影。因为条件发生了变化,平静的湖面变成了凹凸不平的湖面,镜面反射变成了漫反射。通过这个生动而且直观的学生现场实验,学生对光的反射现象产生了浓厚的兴趣,对镜面反射和漫反射有一个从感性到理性的认识飞跃。

篇4

二、制造授课悬念

开始上课时,教师可以先借助实验、故事、生活现象、问题等来提出疑问,从而有目的的制造悬念,引发学生的思考和探究兴趣。学生对教学内容产生了问题,并激发起强烈的探索欲望,就能够更为积极参与到课堂探析的每一个环节,从而在探究和释疑的过程中体验到学习的快乐。例如,在笔者讲授“大气压强”这一节内容时,上课伊始就先给学生讲了著名的马德堡半球实验,学生对故事所描述的情节产生了好奇心,便要求笔者进行演示。笔者首先将抽去空气的马德堡半球展示给学生看,并让大家猜测需要几个人能够将其拉开,然后让认为自己力气很大的两名同学到讲台上尝试,然后再换另外四名学生挑战,结果大家都没有将马德堡半球拉开。当笔者让一名学生把进气阀门打开后,一个人就可以轻松的把两半球拉开。笔者顺势提出让学生思考出现这种现象的原因,并追问:大气压强真的存在吗?大气压强的威力究竟有多强大?在经历了上述的神奇现象之后,学生急于了解大气压强,就会更加全身心地投入到课堂讲解之中。

三、设置趣味情景

在进行初中物理教学时,单纯的理论讲解是枯燥无味的。教师要善于将物理知识的阐述巧妙的与具体的情境相结合,使抽象的物理知识变得生动具体。物理教学情境有很多种,如故事情境、生活情境、实验情景等,前景的创设主要是为了引发学生的思考,调动学生学习的积极性。例如,在学习“惯性”时,由于学生一时难以理解惯性的具体内涵,所以笔者便为学生演示了一个情景实验。笔者在杯子口上覆盖了一张硬纸片,把一枚鸡蛋对准杯口放在纸片上,然后突然将纸片抽出,鸡蛋落在了杯中。在做实验前,很多同学认为鸡蛋会随纸片的抽走而掉落在杯子之外,而实验结果却出人意外。随后,笔者又在装有鸡蛋的杯子下铺了一张质地光滑的桌布,接着又猛的将桌布抽出,装有鸡蛋的杯子纹丝不动。这一系列奇特物理情景的设置激发了学生的学习热情,将课堂气氛推到了,使学生充分认识了“惯性”的具体存在。在实践教学中,教师可以根据教学内容需要设置不同的情境,也可以启发学生自主搜集相关历史故事、生活现象来阐述所学知识。

篇5

二、教给提问方法,学会质疑问难

“授人以鱼,不如授之以渔”.提出问题不能简单地理解为教师向学生提问的单向性,还要教给学生提出问题的方法.心理学研究表明,中学生具有较强的模仿能力,学生在提问时亦喜欢模仿教师的方式与方法.在物理课堂教学中,教者可针对学生的身心特点和物理学科的具体教学内容,有意识地为学生传授一些提问的技巧,使学生逐步提高自身的思维品质.

1.问题分析法在教学过程中,教者可针对所讲授内容提出问题,并向学生分析:为什么要提出这些问题,这些问题是如何提出的.让学生思考:如果我是老师,我会提出怎样的问题.以此启发引导,促使学生能够有意识地进行模仿并提出问题.

2.比较异同法教者可要求学生针对以下方面进行比较,提出相关问题.①比较同一物理规律在不同情境下应用,会出现怎样的不同;②比较新事物和旧理论之间的矛盾和类似现象之间的异同,从中发现问题;③比较不同概念,不同规律之间的异同;④比较某一瞬间前后情况的变化异同;等等.

3.反向思维法例如,在讲“摩擦力”时,有的学生提出:现实世界是一个摩擦力的世界,如果没有摩擦力,世界会变成怎样?提出问题的方法还有很多.教师坚持“授之以渔”,定能让学生的提问向“准”、“活”、“精”的方向发展.

三、强化实践训练,培养提问习惯

实践表明,学生的提问习惯和提问能力的培养是一个长期的过程.为了让学生在学习物理知识时,不断增强问题意识,养成良好的提问习惯,实践训练是一种有效的方法.

篇6

离子通道(ionchanne1)是跨膜蛋白,每个蛋白分子能以高达l08个/秒的速度进行离子的被动跨膜运输,离子在跨膜电化学势梯度的作用下进行的运输,不需要加入任何的自由能。一般来讲,离子通道具有两个显著特征:

一是离子通道是门控的,即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节,并通过开关应答相应的信号。根据门控机制,离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性,离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子,可将离子通道分为钾离子(potassiumion,K)通道、钠离子(natriumion,Na)通道、钙离子(calciumion,Ca2)通道等。其中,K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道,根据其对电势依赖性及离子流方向的不同,可把K通道分为两类:①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel;Kin),②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel;Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子,也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子,它在植物生长发育过程中起着重要的作用,具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道,这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出,而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实,他们利用膜片钳(patchchmp)技术,首先在蚕豆(V/c/afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体,4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore),恰好让单个K通过。对于不同的家族,4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM/P),不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的,如保卫细胞中的K外向整流通道等,其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b),X射线晶体学显示选择性过滤器长1.2nIll,孔径约nIll,K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看,认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8.8mmol/L,与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来,大量K通道基因的研究表明,K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流,胞质膨压降低,导致气孔的关闭。相反,质膜上H.ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开,引起K的内流,最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今,已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3),根据对其结构功能和DNA序列的分析,可以把它们分为5个大组:工,Ⅱ,Ⅳ组基因属于内向整流型通道;m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因,采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明,AKT1长2649bp,其中的阅读框为2517bp,编码838个氨基酸残基组成的多肽,相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道,对K有极高的选择性,其选择性依次是K>Rb>>Na>Li。

Northernblot分析表明,AKT1组织特异性较强,主要在根组织中表达ZMK1(ZeamaysKchannel1)是从玉米胚芽鞘中分离出的K通道基因,在皮层表达。在卵母细胞中的表达表明,ZMK1编码的K通道是通过外部酸化激活的。有研究表明,蓝光对ZMK1通道在玉米胚芽鞘中的分布有一定影响[32l。1组KAT1组基因编码内向整流钾离子通道,其与AKT1组基因产物结构上的最大区别是在COOH端没有锚蛋白相关区(枷n—relateddo—main,ANKY)。KAT1组基因主要包括KAT1,KST1,SIRK,KZM1,KPT1等。KAT1(ArabidopsisinwardrectifierKchannel1)是与AKT1同时从拟南芥cDNA文库中筛选出来的植物K通道基因。KAT1基因的阅读框含有2031个核苷酸,编码的多肽由677个氨基酸残基组成,相分子质量约为78000Da。KAT1的表达具有组织特异性,KAT1在拟南芥植株中的主要表达部位是保卫细胞,在根和茎中也有少量的表达。人们认为KAT1通道可能参与了气孔开放,并向维管组织中转运K,而不是直接从土壤中吸收KJ。

以KAT1为探针,又能从拟南芥cDNA文库中筛选出KAT2等功能类似的内向整流型K通道基因通过基因工程技术,人们已相继开展了将KATI和AKTI基因导人到拟南芥、烟草和水稻的研究,并获得了一些转基因植株。比如,施卫明等利用根癌农杆菌介导法已成功地把KAT1和AKT1导人拟南芥和野生型烟草中,并获得了转基因植株及其纯合株系,发现转基因植株的吸钾速率和对K的累积能力都比对照的有明显的提高,而且,经过分子检测,也证实711和AKT1基因在转基因植株中得到了整合和表达。因此,运用现代分子生物学手段和基因工程技术筛选高效利用钾的作物品种或利用现有的钾离子通道基因改良作物品种,从而提高作物本身的钾吸收利用能力应该是目前主要的研究方向。可以相信,随着分子生物学技术、基因工程技术和有关分析测试技术的发展和应用。随着研究工作的不断深入,有关钾离子通道基因的分离、克隆和利用会取得更大的进展。

参考文献:

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3.JacquelineMG,DeclanAD.Potassiumchannelstructures:dotheycomform[J].CurrentOpinioninStructuralBiology,20O4,14:440—446.

4.MackinnonR,ZhouYF.TheoccupancyofionsintheKselec—tivityfilter:ch~sebalanceandcouplingofionbindingtoaproteinconformationalchangeundediehishconductionrates[J].JMB,2003,333:965—975.

篇7

采用生活化教学策略,可以将那些难以理解的抽象深奥的物理知识转化成现实生活中学生看得见、摸得着、感受得到的具体物象,能够将理论与实际结合在一起。这样学生可以从直观的生活事物与现象中来获取感性认知由此上升为理性认知,这样更加利于学生对物理知识的理解,同时学生又可以将知识与实践结合起来,这样才不会死记硬背、机械套用,而是达到本质性的理解与创造性的运用。

(二)实现以人为本的教育

以人为本这是现代教学的主要教学理念,就物理教学而言我们不仅要让学生掌握基本的物理知识与技能,还要促进学生的长远发展,提高学生的生活与生存能力。物理教学生活化,将学生的生活经验与物理教学结合起来,让学生运用已有的生活经验来展开物理学习,并且能够用所学物理知识来指导今后的学习与生活,使物理学习成为学习生活的重要部分。这正是新形势下我们所倡导的以人为本的教育观。

二、初中物理教学生活化的实践

(一)导入生活化

良好的开端是成功的一半。导入的成败直接关系到学生兴趣的激发,关系到教学的成败。新颖巧妙、富有趣味性与艺术性的导入,可以激起学生强烈的好奇心与探究欲,使学生将注意力与思维集中于特定的内容上,从而推动学生产生积极的学习行为,这样更能取得事半功倍的效果。采用生活化的导入,以学生所熟知的生活现象来引入新知,可以避免直接讲述知识的突兀性,大大增强了教学的熟悉感,这样不仅可以唤起学生的生活经验,而且可以激起学生浓厚的学习兴趣与强烈的探究热情,真正实现从生活走进物理。如在学习物体的运动和静止时,我是这样导入的,先为学生讲述发生在一战期间的一个小故事,一名法国飞行员在2000米高空飞行时,发现脸旁有一个小东西在游动,他敏捷地将它抓住,却惊讶地发现不是小昆虫,而是一颗德国子弹。子弹是飞行着的,如果是你能抓住吗?你在现实生活中有没有遇到过这样的情况。这样以学生所熟悉的现象来导入,更能激起学生学习的激情。

(二)教学活动化

整个教学过程在课堂教学中处于重要环节。在整个教学过程中如果只是单纯地语言描述,很难将知识点讲清讲透,学生自然也很难理解。要想让学生主动构建知识、深入理解,就必须要将学生的认知活动置于特定的活动或场景之中。因此,在教学中我们要立足学生的生活,为学生构建以活动为主的教学过程,让学生在活动构建、掌握、体验、感受与领悟。实验在整个物理教学中占有重要作用,既是重要的教学内容,同时又是主要的学习方法。我们要在做好教材所安排的实验的基础之上,充分挖掘现实生活中的实验素材,让实验更加贴近学生的生活,更具操作性,这样更加便于学生理解这些抽象的知识。两只手互击产生痛感可以证明力作用的相互性;双手用力互搓发热证明摩擦生热。这些现象都是所常见的生活现象,但其中却包含着重要的物理信息。通过这些来进行知识的讲解,可以让学生真正参与到教学中来,更加利于学生的理解;而且可以让学生认识到物理与生活的关系,认识到物理的实用价值,增强学生的学习动机。

(三)作业活动化

作业是课堂教学的外延,是巩固课堂所学、进行实践运用与开拓学生创新的重要手段,是将教学与生活联系起来的重要途径。为此在作业的布置中要改变以往单一的书面练习,要设计多样化的作业形式,在生活与作业之间建立联系。如调查类作业,培养学生收集、分析与整理信息能力是新课改下教学的一个重要目标。在学完相关的知识后可以让学生进行调查类作业,这样可以将学生所学与现实生活结合起来。让学生从物理学的角度来现实生活中寻找相关的信息,从中发现问题、解决问题,这样既可以使学生对知识真正理解,又可以提高学生获取信息的能力。

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威廉杰姆士认为“人性最深层的需求就是渴望别人的欣赏和赞美”,皮格马利翁效应和罗森塔尔实验均表明积极的心理暗示能产生“情绪效应”和“期待效应”,让学生树立与保持积极的心理,积极地开发自己的潜能,从而获得学习的巨大效益,体验到极大的学习乐趣。因此,教师应放下“师道尊严”,时时以富有人格魅力的“德漠克利特式的微笑”溢于脸上,不遗余力地去发现和挖掘学生的闪光点,用赏识的心态欣赏每一个学生的点滴进步,营造和谐、融洽、亲和的课堂,创造积极向上的原动力,暂时有学习困难的学生能找到自信、赢得力量,学习优秀的学生能感到欣赏与赞许,从而更加促使学生自主、自愿、自由学习。

2.构建和谐师生环境

现代教育教学理论认为,教学中师生关系应该是和谐、民主和平等的,要有较强的凝聚力、向上的活动风尚、积极的价值取向。在这样的教学环境中,教师乐教,教得效率高,学生乐学,学得质量高。教师首先要不断提高自身的理论素养和人格修养,以积极的心理投入师生关系的建设,用自己丰富的学识和人生感悟去理解、影响、塑造学生,充分发挥学生的主动性,而不是给予学生过多的约束和控制。其次,教师应“弯下腰、蹲下身”,提高自己的人格魅力,和学生平等、互动交流,耐心解决学生遇到的问题。最后,教师应优化评价策略,进行积极的教学评价,使不同层次、不同类型的学生都能不断地实现自我,超越自我,从而获得积极的自我认同,体验到成功的喜悦。教师还要适当通过学生间的心理互助和情感交流,实现互相帮助、互相学习、共同提高的目的。

二、生物教学中渗透积极心理的案例

接下来以苏科版《生物》八年级上册“植物的生殖和发育”第1节“植物的生殖”第1课时为例,谈谈积极心理教育在生物教学中的渗透。为了将本课多而零碎、枯燥抽象的知识讲得条理清楚、形象生动,笔者以“花的梦想”为线索,将有性生殖过程中复杂的生命现象有序地联系起来,使教学内容不零乱,富有整体感,并渗透情感态度价值观教育,激发学生树立为实现梦想努力学习的决心;指导学生制作、使用简易实用的“植物双受精”的简易学具,充分体现了“教学做合一”;合理利用信息技术,使得隐性世界显性化、抽象世界具体化、静态世界动态化、单一世界多样化,有效地突出重点,突破难点,教学不再枯燥乏味,而显得生动活泼;整个教学过程中以学生为主体,学生在主动思考、合作探究的过程中建构知识,提高素养,生成情感,促使教学目标有效达成。教学过程中,以“花如何实现梦想”为主线进行线索教学,通过“一步曲:开花、传粉;二步曲:花粉管的萌发和双受精;三步曲:果实和种子的形成”梦想“三步曲”的呈现,借助问题的引领和生活化的联系,学生通过观察、假设、验证、结论,自主体验,合作探究,实现知识的自我建构、能力的提升和情感的生成。最后,借助视频再次重现“开花、传粉、受精、结果和种子的形成”一系列过程,总结升华:花的梦想———形成果实和种子终于变成了现实,每个同学今天的梦想可能就是明天的现实,让我们调整好人生航船的方向,瞄准目标,拥抱梦想!在课堂结束的同时实现情感的升华。

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传统的物理教育方法中,教师站在讲台上,学生围绕着教师进行学习的方式,忽视了学生的个性化发展,造成很多学生由于跟不上物理讲课的节奏,造成一些学生的物理水平差,对物理学习的热情度低,成为了“物理学困生”.生活化激趣的教学方法能够有效的激发学生对物理学习的积极性和主动性,调动学生对物理知识的好奇心,通过学习感受到生活中的物理现象和物理学习的意义,使物理不再是一门单纯的学科,而是一门具有指导性意义的生活向导.

2.加深学生对物理的直观理解

生活化激趣在物理教学中的应用,教师可以通过创建情景进行物理教学,或者对生活中的物理现象进行引导等方式,生动、形象进行生活化激趣引导,能够帮助学生更加直观的理解物理现象和物理的魅力.通过对知识的学习的实践的理解,引导学生在大脑中建立一个良好的知识结构模式,促进初中生物理水平的提升.另外,生活化激趣在初中物理教学中的应用,通过丰富多彩的教学方式,能够促进教师和学生之间形成良好的和谐关系,加强学生与教师之间的亲密沟通,进一步提升物理学困生对物理学习的兴趣.

二、生活化激趣在初中物理教学中应用的措施

运用生活化激趣教学方法进行初中物理教学的过程中,物理教师要注重结合具体的教材内容,采用新颖的教学方式,提升初中生对物理学习的兴趣,促进“学困生”物理学习态度和物理成绩的转化.

1.运用多媒体技术,直观再现物理魅力

在运用生活化激趣的教学方式进行物理教学的过程中,教师可以通过视频、图片等多媒体形式,使抽象、枯燥的物理内容变得生动而形象,帮助学生更加直观和深刻的理解事物的本质和变化的规律.通过丰富多样的物理教学内容,使单调的课堂变得活跃而轻松,充分激发学生对物理学习的积极性和主动性,在愉快的氛围中,深入掌握知识的同时,改变对物理学习的印象,达到“课伊始,趣已生,课已尽,趣犹在”的效果,促进学生未来的学习和成长.例如在苏教版八年级下册《光的色彩》的教学过程中,教师可以利用多媒体技术,为学生播放生活中“光的色彩”的主要现象,比如日出的光辉、闪电的银光、七彩的彩虹、五光十色的舞台灯光等等,使学生直观的感受到光的魅力,从而提升学习物理的热情.

2.结合生活实际,引领走进物理世界

物理离不开生活,生活也离不开物理.人们在深入掌握物理变化规律的前提下,才能更好的学习和生活.指导学生进行物理学习的过程中,教师要注重结合教材,贴近实际生活,为学生讲解生活中的物理现象,引导学生认识到“生活处处有物理”,走进物理的世界,留心观察生活,感受物理的魅力.教师可以通过引导的方式使学生感受到物理在生活中的具体表现,然后引发学生对生活中的物理现象进行观察和发现,鼓励学生积极进行发言.例如在苏教版八年级下册中《运动的相对性》一课的教学过程中,教师可以通过现实生活中的小问题,引发学生进行探究和辩论.例如“两个小朋友在火车上,火车突然开始开动了,小明说:‘火车终于动起来了’,而小蓝说:‘火车根本没动,还停在站台上.’他们谁说的对呢?”通过问题的引导,加深学生学习物理的兴趣.

3.开展实践活动,感受物理应用的乐趣

物理实际上是一门以实验为基础的学科,通过学生的亲自动手实践,使物理现象变得直观而形象.在指导学生进行实践之前,教师可以通过讲解一些有趣的物理现象,引发学生的实践热情和求知欲望,在实践的过程中,深刻的掌握物理知识.例如在苏教版初中物理八年级下册的《光的折射》的学习中,教师在充分准备实验器材的基础上,首先进行问题引导,如:“如果我把这根铅笔放入水里,它会发生什么改变吗?”,通过问题调动学生的好奇心,其后可以通过组织学生进行自主实验的方式,亲身感受折射的视觉效果和物理原理.通过这种与实际生活息息相关的实验活动,改变学生对物理的印象,成为指导学生学习和生活的导航.

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2意识功能区感知神经活动原理及其物理学依据

从临床实践中已知,脑干网状结构受到损伤会导致不同程度的意识障碍,甚至深度昏迷,一些镇静药物就是通过阻滞该系统传入通路而达到镇静[4].某些患者因肿瘤治疗,为了处理肿瘤的恶性扩散,作为最后一种方案切除肿瘤所在的整个左半球大脑,没有遗留下任何大脑皮层.手术导致了最严重的全面失语症.但病人的核心意识未受损伤,不只是清醒和有注意力,有时还能使用手势表达问题,主导情绪与当时的情景非常协调[26].

2.1网状结构具有意识感知功能的拟合特性

脑干中的网状神经结构不仅在解剖学上符合意识功能区的最佳位置布局选择,而且其结构特点也非常有规律性:(1)神经元胞体形状和大小各异,小的只有12~14μm,大的可达90μm,这些细胞被纤维分隔成许多小群,核团不易辨认.(2)纤维来源和走向纵横交错.(3)纤维联系广泛,平均每个神经元表面有7000~8000个突触[4].网状结构中的每个尺寸的神经细胞分别对应一个固定的电波频率范围起作用,正像视网膜中每个神经元可捕获一种固定波长的光波一样.网状结构的布局形式非常拟合于同时接收不同频率组合的电波信号.

2.2从视网膜接收到意识感知的信号转换

为了证明意识和记忆是2个独立的功能区,现以视觉系统的意识形成为例进行分析.视网膜上约有60种不同类型细胞,1亿个左右视杆细胞和500万个视锥细胞[1],眼睛一睁开,视网膜通过3条通路约150万根神经节细胞的轴突每秒大约输出1000万bit以上的视觉信息[1],大量信息传输的下一站是外侧膝状核,之后没有下一站,通过神经纤维介质传导的电信号就此终断.神经解剖中还有小部分纤维走向由视网膜出发后不经过外侧膝状核而与脑内上丘和顶盖前区等组织相连,称为视第2通路[6].这种信息通路很容易被理解为脑内各神经组织活动时起同步触发器作用.大脑该如何处理视网膜源源不断的信号,并最终形成视图意识?外侧膝状核通过有节律(如25Hz)的振荡活动将电信号进行整合,以特定频率向外发送电波信号.电波进入意识感知区后,脑干部位的网状神经结构中广泛分布的大量12~90μm大小不同的神经元正好对应这一由视图转换后的电波信号,众多获得对应波长感知的神经元组合形成的综合感受就是眼前的一幅图景.这种视图感知意识也可以看成从视网膜到脑干网状结构的信号转换和神经元功能转换,相当于一种映射.外侧膝状核振荡频率25Hz是一个待定值,笔者采用电影发展史上的经验数据,即电影放映速度从每秒16祯到24祯改进后,画面的轴动(俗称卓别琳动作)现象消失,动作变得流畅.外侧膝状核每隔40ms(1000ms/25)发送1次电波恰似一个速度开关,将自然界3×105km•s-1的光速(电磁波)转换成生物学意义上的神经元的机械运动速度.外侧膝状核振荡电波除了被网状结构感知,同时也被大脑皮层记忆神经元接收.如果大脑皮层记忆神经元中已储存了相同的视图信息,则电波信号与记忆神经元之间因同频谐振的特性使得记忆神经元被激活,即同频谐振波幅叠加的物理学特性确保了发送信号与储存类同信息的神经元达到了准确无误对接.被激活的记忆神经元转而又向外发送电波,皮层记忆神经元发送的电波信息让意识区网状结构神经元感知到曾经有过的体验—–熟悉.如果电波信息完全是新的,即视觉画面从未见过,则电波所含的内容成为新的一个记忆事件储存.

3大脑皮层记忆神经元的信息储存原理及其生物学依据

3.1基于模型假设的记忆信息储存原理

生命诞生初期,记忆神经元的原始状态可形象地认为“空白”.当意识感知到的电波同样作用于“空白”神经元时,脑内的神经化学递质与电波共同作用改变了神经元的结构,比如增加了许多树突和树棘,这就形成了神经元记忆储存的最初架构.神经元的结构改变并不符合“生命活动的最高目标是保持结构稳定”这一铁的规则,在电子显微镜下可以发现,一个单细胞的生命体也以最大的努力保持内部平衡以达到生命的延续.稳定和平衡是神经元的最大目标,也是生命活动的最大任务[26].被增生树突树棘的神经元处于不稳定状态,恢复原状的活动使神经元产生了与记忆储存时类同的电波信号.初始阶段,神经元活动强度较大,其产生的信号强度也大,所以刚形成的记忆很容易得到恢复,且回忆的准确度也高.随着时间推移,神经元慢慢降低活动强度,产生的信号变弱,部分增生的树突或树棘丢失了,但电波的总体架构没有变,能模糊记得某件事,而不那么准确.时间无限延长后,神经元恢复原状的成功率增加,直至基本复原,我们小时候的大量记忆事件就是这样被遗忘了.心理学上的记忆曲线变化规律符合神经元树突树棘增生和丢失的生物学机制过程,人类在实践中归纳出的经验是可以用科学的内在规律进行解释的.被改变结构的神经元若再次受到同样的意识电波作用,神经元的结构改变将被强化,多次被改变被强化就成了新的稳定结构.树突棘具有可塑性,在学习过程中可能发生新的树突棘[7].比如你新认识的朋友,再次相遇,二三次及以后的意识电波作用在同一神经元上,神经元会增加许多新的树棘和分叉的树突,甚至还发现与别的神经元新增加“突触”,即一个神经元的轴突或树突与后一个神经元的树突形成突触相连,因为新的记忆事件慢慢成为老的记忆事件后,信息的容量扩大了,记忆的细节丰富了,内容拓展了.大脑回忆的事件总是相关联的内容一起出现,这是记忆神经元发放时,通过同步振荡确保了以“突触”相关联的神经元在时间次序上起到先后排队作用.此外,与原有事件相关的内容总是容易记住.心理学实验中强调有意义的事件或关联性的事件一起记忆效率更高就是这种生物学机制的作用.时间推移造成记忆模糊总是发生在细节内容方面,即树突树棘的丢失.记忆的初始架构非常重要,如大家知道一个人成长初期的启蒙教育很重要,一个好的行为习惯也是从入门教育开始.这些被人们普遍认可的规律背后就是记忆神经元初始架构形成的不可改变性的生物学机制.

3.2记忆储存的生物学依据

为了进一步解释笔者的假设模型,从神经解剖学的角度比对神经元结构的许多固有特性,可进一步说明记忆储存的生物学特性.一个胞体直径5~150μm的神经元,平均表面约有6000~10000个棘[7],不同种类的神经元的树突形态和大小各不相同、一般树突从胞体的发起部较宽,其后分支和变细,长度不等,一般较短.树突上最突出的特征是带有大小不同的伸出物,称为树突棘,可呈细长形体、蘑菇形、粗短形等不同形状.树突棘极大地扩展了树突与其他神经元形成接触的机会,且在学习记忆过程中树突树棘会有数量和形状上的变化[6].另外,20世纪70年代,纽约A1bertEinstein医学院的Purpura等发现了树突结构的重要的线索.他们用高尔基染色法研究智障儿童的脑,发现其神经元的树突结构发生了明显的改变.智障儿童的树突上少了很多树突棘,而仅有的少量树突棘又异常细长.进一步观察发现,树突棘改变的程度与智力迟钝的程度成正相关.Purpura指出智障儿童的树突棘与正常胎儿的树突触棘非常相似[27].

3.3记忆信息处在不断变化中

意识形成的电波结构组合每一单位时间都在变化,因此记忆神经元的结构也随之变化.如果按照现代信息储存概念,一个人一生中形成的天量数据几乎很难用任何人造的设备可以完整储存.自然进化恰恰在关键的时候出乎预料.记忆神经元的储存方式与意识当下形成的电波,在电波的框架结构(电波频率组合及次序)相似性上解决了难题.当后一个意识电波形成的框架结构与记忆神经元中已储存电波的框架结构相似度比较高时,新的电波就在原有记忆神经元或神经元组合上找到了“归宿”.新电波与原储存电波之间的差异部分,通过树突树棘的增生就轻易地解决了记忆储存的扩容.

3.4记忆信息的恢复原理

意识电波与记忆神经元之间运用物理学中的谐振原理很容易地解决了现代信息技术中很难解决的寻址速度难题.人们用无线收音机很容易在浩翰无边的空间找到自己需要的广播电台,相同的原理,一个储存了信息的神经元就是一台固定频率组合的收发机,下一次只要大脑中出现同样的电波,对应的神经元就会立即动作—–接收,接收到的电波信息与储存的信息不完全相同,故树突树棘又有新的变化;变化又产生了新的不稳定,之后神经元就转为反对变形活动—–发送.用传统的概念表述就是神经元被激活,被激活(被变形)的神经元一定会比其他神经元发放更高电位的信号.大脑的这种机制确保了意识的高效率工作,在茫茫人海中,无论你走到哪里,当你偶遇老同学时会不假思索地叫出对方的称呼,并感知到老同学与你相处时的几乎所有的经历,此时意识概念和意识闪念都在起作用,如果相遇者是曾经恋爱过的男女朋友,此时或许你的心跳会突然加快,脸色跟着变化,肌体内形成的是一种意识体验.就在见到老同学的当下,你的记忆神经元的储存信息也在变化,比如老同学头发白了,人老了.所以意识当下的电波结构在化学神经递质的共同作用下,又一次对同一个单位的记忆神经元进行新的结构改变,如树突或树棘又在增加.而这次新增的记忆信息容易保存,原因就在储存老同学的神经元早已成为一种新的稳定结构,不再向“空白”复原,这就成了永久记忆.

3.5记忆储存与“小人图”的关系

记忆神经元不仅储存下大脑活动时的显性意识,如你的所有生活经历,它还储存了肌体活动形成的固有的动作习惯信息(传统上称为无意识活动),应该称为隐性意识.Penfield绘制的“小人图”就是肌体各部位动作信息储存的对应位置.“小人图”中手和头部,尤其嘴唇所占空间面积特别大[28],就是因为肌体在长期的生活经历中过多地活动了这2个部位保留下来的记忆储存.可以预言,一个因意外事故造成上肢被截,日后学会用脚干活,尤其学会用脚做针线活、弹钢琴者,其“小人图”中脚对应的皮层空间位置一定很大,而手则很小.个体成长期间学会走路、学会用筷子、用手与脚干各种高难度的事,均是经过长期反复练习后,动作对应的电信号被储存到皮层记忆神经元,之后在日常生活中方可运用自如.跳水、体操等各种技巧性动作的运动员在极短的时间内将一个非常复杂的动作做得完美无缺,正是通过长期的训练,这一连串动作电波组合被记忆神经元稳定地储存下来,之后才能够达到各关节协调自如.临床实践中,医学专家已把意识与记忆的工作原理很好地运用在患者身上了.央视《走近科学》(2013-11-11)曾介绍北京武警总医院神经科医生运用大脑干细胞移植技术成功将一些下肢无法站立的脑瘫患者治愈,并让其学会走路.大脑干细胞移植并获得增生确保了下肢运动神经形成的电信号有了储存的位置.而帕金森疾病则是患者对应的记忆神经元功能降低,致使以往储存的信息不能获得稳定的发放.目前医学上采用一种电子信号发生器—–电子药,通过导线将一定的频率信号送至大脑皮层相应位置,剌激记忆神经元,这种强制神经元工作的治疗方法,在初期阶段已显示出非常好的效果.

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2、在初中物理教学中培养学生科学探究的能力的意义

在初中物理教学的不断改革中,对学生的科学探究及实验能力提出更高要求,教师要帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学的精神和态度。所以注重培养学生的科学探究能力,是当前初中物理教学改革中的核心问题。在初中物理教学中培养学生科学探究的能力的意义主要在于将探究方法引入课堂,这样可以使学生通过科学的探究过程,理解科学思想观念,体验科学探究乐趣,学习物理知识与技能,在物理科学的世界中充分发挥自己的想象力。这个过称是一个重过程、重收集数据,而非计算的能力培养的过程。

3、在初中物理教学中培养学生科学探究的能力

目前在初中物理教学中培养学生科学探究能力的过程中存在着许多问题。如在培养学生科学探究能力的过程中,教师会提出一些问题引导学生进行探究,学生本身也会提出很多问题。这种课堂教学环境给学生较大的自由发挥空间,可以激发学生探究的欲望,调动学生学习的主动性和积极性,但同时会出现以下问题:有的教师因回答学生提出的很多问题,导致被学生“牵着走”,不知如何将学生的讨论引向探究活动的核心;有的教师面对学生提出的问题,不知所措,从而采用置之不理的态度;有的教师对在学生探究活动中出现的问题,不懂得如何通过对这些问题的深入讨论来逐步发展学生对科学问题的理解。这些问题的存在,严重影响来对学生科学探究能力的培养。那么在初中物理教学中如何培养学生科学探究能力。本为主要从以下四个方面对在初中物理教学培养学生科学探究能力进行探讨。

3.1转变教育观念和教学模式

随着社会的发展和教育的逐步改革,教育的观念也在发生着变化,要求教师在传授科学知识的同时,着重培养学生的人文精神,要求教师以人为本,呼唤学生的主体意识。因此在具体的教学中应该改变以往只重视对学生的知识传授,要向重视学生能力培养转变,使学生在具体的教学过程中,既掌握了科学知识,又促进了学生的身心发展,有利于学生全面进步。教学是“教”与“学”两个方面。老师和学生是“教”与“学”两个方面的主体,所以他们应该是平等的。教师应该树立新型师生观,教师不能把自己当做绝对的权威,要让学生绝对服从,这样很容易把教师和学生对立起来,不利课堂教学的开展,更不利于培养学生的科学探究能力。教师应该是学生学习的引导者和合作者。在具体的课堂教学中,教师要善于正确地引导学生进行学习,同时要敢于让学生亲自动手,让学生动手、动口、动脑,从而主动积极的去探究、去实践。例如:在学惯性时提出“生活中那些方面存在着惯性原理?”,在学摩擦力时提出“说说你身边存在的摩擦力”,这些开放式的问题,需要学生多体验生活,多观察生活,并能从生活中的一些现象中抽象出一些物理原理。而不是这些问题全部由教师们自己“唱了主角”,而学生则成了“观众”。所以传统的教学模式必须转变,这样才能真正使学生发挥自己的想象,培养出学生的想象力和探究能力。

3.2培养学生的兴趣

兴趣表现为人们对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应,是对事物喜好或关切的情绪,它可以使人集中注意,产生愉快紧张的心理状态,有利于提高工作的质量和效果。所以在初中物理教学中培养学生科学探究的能力就必须要培养学生的兴趣。

3.2.1培养学生的兴趣要注意理论知识与现实生活相结合

物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学,是一门情感丰富、极具个性、易于激发人们想象力和探究能力的,以实验为基础的自然科学,它与人们的生产生活紧密相连。但传统的教学注重物理知识点的学习和解题技巧的学习,而缺乏对物理过程和各种物理创新意识的培养和对科学的热爱。这样的教学方法是物理学显得呆板和枯燥,严重影响了学生学习的积极性。所以教师要根据学生的特点,利用身边的物理现象、实验等方法来刺激学生求知欲和学习兴趣,将课本中理论抽象的知识、问题还原为鲜活的现实生活问题,以激发学生的兴趣,从而培养学生科学探究的能力。在“凸透镜成像”这一节中,可以要求每位学生弄一个凸透镜,动手找出成像规律,并自制望远镜;上“声音的产生与传播”时,可以事先安排学生带一些常见乐器,让学生观察乐器发声时出现的现象,让学生亲身体验发声的变化;在摩擦力学习中,让学生通过骑自行车自己体会摩擦力的存在和方向。让学生亲自到日常生活中探索和实践,唤醒学生求知欲望,激发他们的学习兴趣。

3.2.2培养学生的兴趣要注意多媒体教学的应用

多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。多媒体信息表现形式多样,对于抽象的概念、原理用文字描述,也可以用动画模拟现实过程,从而增强了学生的感性认识,使教学过程更加生动、形象,教学内容更加丰富多彩,有利于激发学生的学习兴趣,增强教学内容的表现形式。如在讲重力时,利用多媒体教学形象生动的演示跳伞员在空中降落,苹果从树上落下等自然想象,来激起学生的兴趣。

3.2.3培养学生的兴趣要注意要让学生体会到成功

成功是一种巨大的情感力量,是一种积极的感觉,它是每个人达到自己理想之后一种自信的状态和一种满足的感觉。它能使学生产好好学习的愿望。所以让学生体会到成功,也是培养学生的兴趣的一种方法。在初中物理课程教学过程中应该对学生多肯定、多鼓励、多表扬。当学生正确回答出问题时,教师给予表扬;当学生不敢发言时,教师应给予鼓励;当学生出现错误时,教师应委婉指出错误,并肯定其成绩。

3.3在提问中培养学生科学探究的能力

3.3.1从自然现象中提问

物理现象大量存在于自然中,引导学生对自然现象进行观察,从自然现象中提问,引导学生思考现象产生的原因,从而培养学生科学探究的能力。如在学习比热容时,可以先讲述自然现象:夏天小刘和小董到海滩去玩,白天他们光脚走在沙滩上,觉得烫脚,所以他们到海里游泳,觉得海水很凉;而到晚上他们发现沙滩变凉了而海水却很暖和。根据这一现象学生提出:为什么白天海水温度低而沙子温度高?晚上海水温度高而沙子温度低?针对学生提出的问题,教师加以引导,指出白天变热是吸热引起的,晚上变凉是放热引起的。这时学生又提出:白天都是在吸热,为什么沙子的温度比海水的温度高?晚上都是在放热,为什么沙子温度比海水温度低?从而引出比热容。这样步步引导学生在一个个连续问题中进行科学探究。

3.3.2从生活实践中提问

物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学,是一门情感丰富、极具个性、易于激发人们想象力和探究能力的,以实验为基础的自然科学,它与人们的生活实践紧密相连。从生活实践中提问可以促使学生在实践中自觉地把学到的物理知识与亲身体验到的事物有机的联系在一起。如为什么赛跑中裁判不以听到枪声计时?为什么百米运动员到终点不能立即停下来?等。从生活实践中提问,让学生观察生活,探究生活实践中蕴藏的物理道理,从而提高科学探究的能力。

3.3.3从物理实验中提问