试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文（精选8篇）

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇1

“试验法”这种教学方法是中学阶段一些学科没有的，这种教学方法对通用技术学科的教学有很强的针对性，是学生在教师指导下，根据设计的需要（了解设计中设想的可行性，为设计取得必要的资料等），制定试验方案，并运用一定的仪器设备或工具进行试验，取得试验结果与资料，作为设计的依据，使设计得以完善与改进，使课堂教学效果更加明显。

“试验法”在设计的始终都要用到，大部分试验都是由学生自己独立完成的，这对于培养学生的技术能力与技术试验的思想方法十分有利。

在教学实施中主要是通过学生亲身经历、去设计、体验、尝试，然后分析、总结，最后得出结论。其它学科的实验课，只是让学生在实验室里验证某一个已知的结论，而通用技术课的试验课没有已知结论，它的结论是要求学生在课堂上或课后去探索得出的。现在，有些试验还可以在计算机上利用电子模拟来进行（这种试验在实际中得到广泛的应用，如可以用计算机模拟原子弹、氢弹爆炸试验），这样的试验对学生的教育意义更大。

“试验法”不是以技能操作为教学目标，它进行的是技术思想方法为主的教学。技术试验是技术的一种重要思想方法。学生在试验法教学中经历的不仅仅是动手操作，还有技术设计、技术试验的评价等动脑的活动。通过试验法的教学，学生学习进行技术试验的方法，体验技术试验的思想，学会用实验去解决实际问题。

在进行操作训练与实践时，我们除了应当注意使每个学生都积极主动参与，帮助学生自己组织活动等问题外，还要注意操作的安全性。

在实施技术试验时，有以下几点需要注意：

1、注意安全因为试验本身就是一个尝试、探索的活动，在实施过程中会有很多难以预料的情况发生，故在试验中一定要提醒学生注意安全。例如用台钻、手电钻打孔时教师在进行方法和技能示范时一定要具体、细致，特别要讲清一些动作的关键避免出现人身伤害事故。

2、要求有详细的资料记录在实验课上也要求有资料记录，但与试验的资料记录不同。在实验中如果发现某一个环节资料出差错，我们可以将某个环节的实验重新做一遍，而试验中的资料出差错，往往会使整个试验过程都要重新做一遍，甚至得不到原有资料记录，因而在试验中一定要求学生有详细、准确的资料记录。

3、能够自行设计试验报告每个试验的方式、过程、内容都不一样，所以在试验时都应要求学生根据本次试验的特点，自行设计符合要求的试验报告。

4、鼓励学生要有耐心和恒心试验本身就是一个尝试探索的实践活动，在试验中有时会将一个内容做几十遍、上百遍。例如，要对多种材料进行某种性能的试验（爱迪生的灯丝材料试验就进行了上千次），可能还要经历多次失败。因此在试验时要提醒学生要有耐心、毅力，能够持之以恒，不能中途放弃。

下面我想从“结构与稳定性”这节课的教学中来具体谈谈“试验教学法”的应用。

“结构与稳定性”是苏教版普通高中通用技术的教材《技术与设计2》第一单元结构与设计中的第二节的一个主要内容，也是结构的一个重要性质。教材首先介绍了结构稳定性的概念，在一开始就给出了影响结构稳定性的几个要素：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支持面的大小和结构的形状。如何让学生能够分析出影响结构稳定性的几个要素是这节课的关键所在，而最好的方法就是通过实验进行处理。本节课我主要设计了下面三个实验进行组织教学的。

实验一：凳子实验

生活中常见的四条腿的长凳子，在其两短分别坐着两个人，当其中一个突然起身离开时，坐在另一端的人会有什么样的反映。在设计实验的过程中，我充分研究了实验的具体操作，要让学生在没有任何思想准备的前提下进行，以保证学生能更好的领会到实验的真谛。实验分四个小组进行，每个小组分别对实验的结果进行总结，总结出不同的同学组合与凳子的区别对实验效果有怎样的影响。从主观上判断凳子稳定性的差异。针对不同的凳子，进行怎样的技术革新能使凳子的稳定性得到提高，并完成实验报告。

通过这个实验让学生了解什么是结构的稳定性，研究影响结构稳定性的主要方法有哪些等等。

实验二：探究项目——桌子（教学用具）

探究目标：分析三种桌子稳定性与支撑面之间有什么关系。

学生分组探究（2人一组）

探究步骤：

第一步：根据搭建步骤，搭建桌子A

第二步：在桌子A的桌面上不同位置放置砝码，观察桌子的稳定性，并作记录。

第三步：根据搭建步骤，搭建桌子B，先后在桌子B的桌面的不同位置放置砝码，观察桌子的稳定性，并作记录。

第四步：根据搭建步骤，搭建桌子C，先后在桌子C的桌面的不同位置放置砝码，观察桌子的稳定性，并作记录。在黑板上总结（可以有学生完成，老师进行补充）

设问：是不是四条腿桌子一定比三条腿的桌子稳定性好呢？

第五步：将其中的两条腿往里移动再来观察其稳定性。

试验总结：对于桌子A，我们只要轻轻的吹一口气都可以把它吹倒，只有在两条腿所在的面内放置砝码系统才可以稳定；对于桌子B，要想一口气把它吹倒不是那么容易，在保证桌子稳定不倾倒的条件下，砝码可以放置的位置范围要比桌子A大；可见，桌子腿与地面的接触面积大了，其稳定性相对就好了些；再看桌子C,桌子安装四条腿在四个角时，稳定性更好了些；但是，当我们把四条腿尽可能的集中到一起时，发现桌子的稳定性又差了许多。

从而得出结论：结构的稳定性与结构和地面的接触面的大小有关。

实验三：探究项目——人字梯（教学用具）

探究目标：结构的形状和重心（在竖直方向上）位置对结构稳定性的影响。

学生分组探究（2人一组）

探究步骤：

引入：生活中，我们经常会遇到需要爬梯子的情况，爬的越高我们就越是害怕。这是为什么呢？我们今天从技术的角度来分析其中的道理。

第一步：根据搭建步骤1-5，与同伴合作搭建人字梯。

第二步：根据搭建步骤6，将梯子竖立起来，观察梯子的稳定性如何，并作简要记录。

第三步：根据搭建步骤7，在人字梯的中间增加拉杆。观察梯子的稳定性如何，并作简要记录。

第四步：将砝码放置在梯子的不同高度，测试梯子的稳定性变化。

试验总结：将第6步完成的人字梯竖立起来时，会发现其非常不稳定，基本很难站立起来；但是，当加入拉杆后梯子的结构发生了变化，稳定性有了很大的提高。

得出结论：结构的稳定性与结构的形状有关。

将砝码放置在底部时，结构的重心较低，梯子越不容易被推倒，结构的稳定性较好；砝码放置的位置越高，梯子越容易被推倒，结构的稳定性越不好。

得出结论：结构的稳定性和重心在竖直方向上的位置有关。重心越低，稳定性越好。

在研究动态结构的稳定性因素问题上，我仍然采取了实验的教学方法。通过对自行车、人力三轮车的操作实验（分载货与不载货）使学生学会如何控制动态物体的平衡。对于影响结构稳定性的几个因素应当综合考虑，在研究过程中我们还可以借助其他各种形式的实验方案。

无论怎样的实验方案在对学生的理解上都有着很大的促进作用。培养了学生的动手能力与动脑能力，让学生通过具体的技术实验进一步体会到通用技术课程的设计理念——技术以认为本，造福人类。“试验教学法”在通用技术这一新的学科中一定会发挥更大的作用，更好的实现新课程改革提出的“素质教育”。

1参考文献：

1、《普通高中技术课程标准（实验）》，中华人民共和国教育部制定，人民教育出版社2003年版。

2、《普通高中技术教学参考书技术与设计2》，顾建军段青主编，江苏教育出版社2004年版。

3、《高中技术新课程理念与教学实践》，顾建军李艺党好政主编，商务印书馆2006年出版。

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇2

《建筑结构试验》课程是中央广播电视大学土木工程专业开设的一门必修课;通过对本课程的学习, 要求学生能够理解和掌握常用结构试验的相关原理和方法, 培养学生的实际应用能力, 掌握常用建筑材料或结构构件的检测方法, 并且在实际工作中, 能够结合建筑工程的特点, 根据不同的工程需要, 选择对应的建筑材料和结构的检测方法, 为实验研究提供科学的依据, 为保证工程质量提供正确的数据。

开放教育课程主要是通过网络进行教学, 学生通过观看教学视频, 查阅文字资源, 做习题, 参与BBS论坛答疑等方式进行自主学习, 也会上部分面授课, 但是实验课就比较少, 例如对于混凝土、岩石等抗压强度试验基本没办法开展教学, 学生学习没有积极性, 教学活动参与人数也较少, 教学目标就很难达到, 教学效果就可想而知, 因此必须进行改革, 本文试图把计算机数值模拟和这门课的课堂教学结合起来, 对于较难理解和表述的内容利用ANSYS数值模拟辅助教学, 使开放教育与现代计算机技术相结合, 使这门课变得容易让学生接受, 并且使学生愿意去学, 主动去学, 让教师的实验课教学生动形象, 让学生的实验课学习轻松有趣。力求达到教学目的, 保证教学质量。本文以岩石单轴抗压强度尺寸效应为例进行研究。

2 岩石单轴抗压强度尺寸效应知识点

岩石在长期复杂的天然地质作用下, 其内部或多或少都存在大小不一的裂纹空洞等缺陷, 因此即便是用同一块岩石切割制作成的不同试件, 由于天然不均匀性 (在力学实验中通常用非均值系数来表示) 其力学性质也是不一样的, 即岩石的尺寸效应。岩石的单轴抗压强度随尺寸的增大而减小。

没有学习过本知识点的同学, 大多会认为不同岩石试件的抗压强度都是一样的, 但事实上并不是这样, 对于此知识点在理论讲授过程中, 学生会较难理解, 对于尺寸效应没有清晰直观的认识, 因此就需要数值模拟辅助教学, 如果通过做实验的形式将尺寸效应的相关图片和数值展现出来, 那么学生在学习过程中就会容易理解和接受, 学习效率也会大大提高, 教学效果也会事半功倍。

岩石的单轴抗压强度是指把岩石试件放在压力机上, 上下加压直至试件破坏的极限强度, 本文通过数值模拟的形式展现了不同尺寸岩石单轴压缩实验结果的破坏图片和应力应变曲线对比图。目的是能够帮助同学们理解和掌握岩石尺寸效应的相关理论。

3 岩石单轴抗压强度尺寸效应数值模拟结果

岩石单轴压缩数值模拟模型采用岩石弹脆性细观斑图损伤模型, 数据参照实际工程选取。数值模拟模型和相关数据如图1和表1所示, 本次模拟分三组进行, 三组的非均值系数m分别为0.6, 1.3, 2.0, 每组均为五个尺寸不同的试件 (20 cm×35 cm, 25 cm×45 cm, 30 cm×55 cm, 35 cm×65 cm, 40 cm×75 cm) 。

通过岩石单轴压缩尺寸效应的数值模拟结果, 可以看出岩石的单轴抗压强度是由非均值系数m决定的, 尺寸效应也因此产生。

对图2~图5进行对比分析可知:岩石在单轴压缩下, 如图2所示不同尺寸岩石试件的破坏形态是不一样的。在单轴压缩下, m=0.6和m=1.3时, 如图3和图4所示岩石的强度尺寸效应不太明显;当m=2.0时, 如图5所示其强度尺寸效应比较明显, 即随着尺寸的增大, 岩石的单轴抗压强度是在减小。在图3~图5中, a代表20 cm×35 cm, b代表25 cm×45 cm, c代表30 cm×55 cm, d代表35 cm×65 cm, e代表40 cm×75 cm。

在岩石尺寸效应相关知识点理论讲授时, 引入此数值模拟的相关图片, 并进行分析和说明;也可让学生先观察数值模拟结果, 然后结合理论知识总结引起岩石尺寸效应的原因, 个人认为后者的教学效果更好。

通过实际课堂教学和数值模拟相结合的形式大大提高了学生的学习兴趣。

4 岩石单轴抗压强度尺寸效应数值模拟教学效果

通过把计算机数值模拟和这门课的课堂教学结合起来, 在讲解岩石的尺寸效应时利用ANSYS数值模拟辅助教学, 清晰直观展现了岩石单轴抗压强度尺寸效应的细观过程。使这门课变得容易让学生接受, 并且使学生愿意去学, 主动去学, 让教师的实验课教学生动形象, 让学生的实验课学习轻松有趣。并应用于建筑结构试验的课堂教学, 使学生对岩石单轴抗压强度尺寸效应有了更加直观、形象和深刻的认识, 为学生在实际工作中遇到类似问题进行现场分析和处理提供了一定的参考, 提高了学生分析问题、解决问题的能力[4]。

本文把计算机数值模拟和这门课的课堂教学结合起来, 对于较难理解和表述的内容利用ANSYS数值模拟辅助教学, 使开放教育与现代计算机技术相结合, 使这门课变得容易让学生接受, 并且使学生愿意去学, 主动去学, 让教师的实验课教学生动形象, 让学生的实验课学习轻松有趣。丰富教学资源, 提高了教学质量。提高了学生的学习兴趣, 激发了学生的积极性, 减轻了本课程的学习难度, 提高了考核通过率。达到了教学目的, 保证了教学质量。

参考文献

[1]王正一.脆性材料强度理论的数值教学[J].山西建筑, 2013, 39 (26) :250-252.

[2]杨圣奇, 徐卫亚, 苏承东.考虑尺寸效应的岩石损伤统计本构模型研究[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (24) :4480-4495.

[3]王正一.弹脆性岩石损伤演化的细观数值研究及工程应用[D].郑州:河南理工大学, 2009:47-52.

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇3

关键词：结构主义 解构主义 中文应用写作 教学

“结构主义”（structuralism）和“解构主义”（deconstructionism）是20世纪中后期的两个成熟的思想理论。二者虽然有共同的理论来源，同时指向“结构”，但在中文应用写作教学中如果分不清二者的关系，或只使用一种思维方法，就有可能对教材的解读出现偏差，进而影响教师的教学设计和课堂教学效果。中文应用写作教学需要进行一次哲学思辨。

一、结构主义与解构主义

结构主义，顾名思义，是关注结构的学说，以法国人类学家列维·斯特劳斯（Claude Lévi-Strauss）为代表。结构主义强调事物的稳定性、整体性、有序性，认为事物是由相互联系又相互制约的各部分组成的整体，各部分的“关系”就是“结构”；整体的功能大于各部分的功能之和，各部分又“共时性”存在着；先教什么文种，后教什么文种，都要按照一定的顺序，如含义、特点、格式、范例、练习、反馈等。结构主义的不足之处在于把每一个文种作为一个固定的封闭的系统，静态地分析文本，只关注文本的形式和结构，过分强调文种结构的稳定性、绝对性。表现在教学中就是把教材、教师个人的解读作为权威和标准答案，牵着学生的鼻子走，忽视学生的学习主体性，限制学生的智力发展和创新思维能力的培养。二十世纪四五十年代，布拉格学派出现“结果—功能主义”和韩礼德的“系统功能主义”，它们认为语言首先是人类社会活动的组成部分，写作是人有目的的活动，语言的功能不能脱离语境，语言表达是一个与语境相适应的过程。

解构主义是在结构主义之后形成的，以法国哲学家德里达（Jacques Derrida）为代表。解构主义以反传统、反权威的姿态对结构主义进行批判。解构主义强调“历时性”，把作者、文本、读者作为一个系统来考察，更加重视读者对文本的意义生成，提出了延异、撒播、替补、踪迹等概念，反对固定不变的中心概念。解构主义要求教师精心设计教学内容，培养学生的创新思维和灵活处理实际问题的能力，实现中文应用写作课堂的多元价值，让中文应用写作课不再只是学习写作技法和格式，还要体会隐藏在文种背后的人文、情感、价值观。但如果“过度”使用解构主义，否定结构的相对稳定性，又可能会走向应用写作的教学误区，甚至主次颠倒，偏离应用写作的课程定位和培养目标。

二、结构主义与解构主义在应用写作教学中的辩证运用

（一）依结构主义进行知识学习，循解构主义进行启发教学

结构主义偏向知识的理解，解构主义偏向延伸、拓新。其实，任何一个完整知识技能都必须经过这两个阶段。对文本知识结构的学习是应用写作的基础、核心。因此，教师应采用讲授法或读书指导法让学生搭建起完整的写作知识结构。但是这里有一个问题，教师为了让学生充分理解知识，出现了教师“一言堂”，这样一来学生的听课效果不尽人意。

文本知识结构是基础，但课堂教学是一种创造性的活动，除了知识本身外，我们是不是也应该关注学生独特的感受？在理解的基础上进行有创意的教学设计，通过学习期待、学习反思等环节，拓展思维空间，启发学生思考，提高教学质量。教师应精心设计教学内容，对知识的解构不能仅限于知识本身。例如：笔者在教授书信文种时，重点并不在书信的格式上，而是设计了一个场景，让学生想象十年后的自己在什么地方，做着什么。然后写一封信给十年后的自己。学生会在信中写下对未来的希望和对当下的迷茫，教师借此引导学生学习计划类文书，让学生尽早制定职业生涯规划，将这两部分的内容进行解构。笔者再在课堂上提出一个话题，使学生分组辩论，例如：手写书信是不是已经过时了？学生在辩论的过程中碰撞出思想的火花，最后教师再总结。知识建构的过程中加入对学生的人文、情感教育，这样的设计比教师单纯的讲解更能启发学生深入思考。

（二）遵结构主义教师要有所为，按解构主义教师要有所不为

结构主义与解构主义的运用需要教师与学生的密切合作，共同努力。教师是教学活动的引导者，是教学的主体。学生是学习活动的意义建构者，是学习的主体。双方是主体间的关系，并不是很多人认为的主导与主体的关系。这就要求教师须遵循有所为，有所不为的教学方式。

语言组合的多样性，使思维同一性不具有唯一性，也就是说，同一个文种的知识结构，不同的教材表述也不是唯一的。教师“有所为”就是要帮助学生明确不同的表述并加以区别；教师“有所不为”就是把知识建构的主动权交给学生，给学生创造良好、宽松的课堂氛围，但这不等于教师“不作为”，而是做学生学习活动的参与者。采取小组互助的形式，要求学生将自主习得的文种知识与写作方法制成幻灯片，利用课前10分钟向全班进行成果汇报，然后学生自己提出问题，讨论问题，教师在旁做引导修正，这样学生对应用写作的结构与方法的印象就更为深刻。

这里需要注意一个问题：如何正确对待教师的“预设”？教学是一种有目的、有计划的育人活动，否定“预设”是不妥的，这会导致教师“不作为”“放羊式”教学管理，所以教师必须有所为，关键在于如何“预设”，在施教中如何“调节”预设。但不顾学情，照本宣科，也会限制学生思维，使学生主体迷失。教师的有所为，首先体现在及时补充学生未知、生活中实用而教材并未涉及的知识结构，比如书上只介绍了信封的书写格式，而这大部分学生都已经知晓，教师无须多说。随着出国旅游的日益常态化，很多学生想在国外邮寄明信片或英文信封，却不知道如何写，教师应在课堂上补充这一内容。其次，教师的有所为体现在让应用写作与新媒体相结合。如在学习求职信、自荐信的写法时，引导学生将求职信、自荐信呈现出新意与创意，让自己在众人中脱颖而出。除了文字的表述，是否可以制作成视频的形式，让静态的文字变为动态的言语和图像。再次，教师的有所为体现在教师需要花心思预设问题情境，如学习行政公文时。

笔者在讲请示这一文种时首先呈现这样一个真实的情境：

从红花村进XX学院校门的这条马路的路面，大坑小坑随处可见，晴天一身灰，雨天一身泥，是现在的真实写照，不仅影响美观，同时也不利于红花村人们的出行，红花村现在想建成生态旅游度假村，修路成了必须要做的一件事，但由于资金紧张，需要XX市吉阳区政府拨款，现在请你帮红花村向XX市吉阳区政府写一则请示。

提供真实的问题情境，可以有效激发学生的学习动机，学习的效果会有质的提升。

三、小结

苏联教育家巴班斯基曾提出“教学过程最优化”理论，主张教师在全面考虑教学规律、教学原则、教学内容、教学组织形式的基础上，选择最合适的课堂教学方法。将结构主义与解构主义运用于中文应用写作教学中的辩证思考，正是在充分考虑到教情、学情的基础上，找到二者的平衡点，让应用写作课绽放出教育艺术之花。

参考文献：

[1]胡铁生.结构与解构：基于文本的悖论与统一[J].东北师大学报（哲学社会科学版），2006，（6）.

[2]戴夏燕，查荣.后现代写作理论下应用写作教学的思考[J].杨凌职业技术学院学报，2011，（9）.

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇4

奥苏伯尔(D.P.Ausubel)是当代美国著名的认知心理学家，他于1963年提出了认知结构同化论，用以阐明认知结构在学习中的作用。目前，这一理论已为广大教育工作者熟悉并认同。本文拟就这一理论在中学生物学教学中的应用谈点认识和体会。

一、认知结构同化论的基本内容

认知结构同化论认为，学生从事新的有意义的学习时，必须有适于新知识学习的原有的认知结构，学生学习就是一个同化和发展自身认知结构的过程。同化的实质是新旧知识的相互作用，它既是新知识习得的心理机制，也是新知识被保持的心理机制。

奥苏伯尔根据新知识与认知结构原有知识(观念)的概括和包容水平不同，提出了三个不同的新旧知识相互作用模式。

①上位学习。

认知结构中原有的观念在概括和包容水平上低于要学习的新观念。例如，根据已知的小麦、水稻、玉米等植物的特征，从中概括出单子叶植物的概念的学习。新旧观念相互作用的结果是习得新的上位观念。

②下位学习(又称类属学习)。

认知结构中原有观念的概括和包容水平高于要学习的新观念。例如，已知单子叶植物的概念，并已知水稻、玉米、小麦是单子叶植物的实例，现在要进行高粱是单子叶植物的新例证的学习。

③并列学习。

要学习的新观念与原有观念无上位、下位关系，但在横向上有彼此吻合的关系(图1C)。例如，通过呼吸作用与已知的光合作用的关系的比较，知道光合作用与呼吸作用的联系与区别的学习。新、旧知识相互作用的结果是产生一种新的联合的意义。

二、认知结构同化论在生物学教学中的应用

学生学习生物学的过程，就是一个认知结构的转换与建构的过程，也是认知结构的同化过程。因此，教师必须根据学生原有的认知结构进行教学设计，帮助学生建构良好的认知结构。

1.根据原有的认知结构进行教学

奥苏伯尔有句名言：“如果我不得不把全部教育心理学还原为一条原理的话，我将会说，影响学习的唯一的最重要的因素是学习者已经知道了什么。”并且指出，要“根据学生原有知识进行教学。”可以说，这是运用同化理论指导生物学教学的最基本的原则。在教学中，了解学生、选择教学方法、教学模式和教学策略都必须遵循这一条原则。

(1)了解学生原有的认知状况。在上课前，教师要充分了解学生已有的知识情况，尤其是与新知识有密切关系的已有概念和原理掌握的情况，这是教学设计时选择有效的教学策略和方法的依据。同时，由于学生的认知方式、学习风格、个性特征的差异，对同一事物的认识、感受也不会完全相同，这就使学生建构的认知结构具有多样性或特异性。因此，教学设计时还必须充分考虑到学生认知结构的个体差异性，采取灵活多样的教学方法和教学策略，促使学生顺利地实现认知结构的同化学习。在教学中，一般可以通过课前提问、诊断性测试等方式了解学生原有知识状况，也可以通过日常观察、心理问卷调查，了解学生的认知方式和学习风格。

(2)注重新旧知识的联系。教学中要善于从已有的知识过渡到新知识，讲清新知识与已有知识的内在联系与区别，以利于学生进行同化学习。

首先，在设计引言时，不仅要考虑到能否引发学生的学习兴趣，还要注重新旧知识的衔接，采用温故知新的方法引入。例如，学习呼吸作用时，可以设问，绿色植物通过光合作用把光能转变成贮存在有机物中的化学能，而植物的生命活动无时无刻都离不开能量的供应。那么，有机物中贮存的化学能又是怎样被释放出来，供给植物生命活动的呢?由此引入呼吸作用。这样既总结了所学旧知识又引出新知识，承上启下，易于学生理解光合作用与呼吸作用之间的联系。

其次，在教学过程中，要运用对比方法，充分揭示新旧知识的联系与区别，以旧促新，以新带旧，帮助学生掌握和理解知识，例如，高中生物“细胞”一节中描述了叶绿体与线粒体的结构与功能，但较抽象笼统，而在后继的“绿色植物的新陈代谢”中则着重讲述了与之相关的光合作用和呼吸作用。在进行教学设计时，可以抓住新旧知识间的密切联系，在前面的学习中让学生重点掌握叶绿体和线粒体中酶和色素的分布和结构特点，而后面学习光合作用和呼吸作用时，先用一定时间复习旧知识，从而使新旧知识两相结合，使学生更易于掌握诸如光合作用中光反应和暗反应以及有氧呼吸的场所等知识，更易于理解结构与功能相适应这一生物学的基本原理。

(3)选择建构化教学模式

如果说学生的学习就是利用原有的认知结构同化新知识，建构新的认知结构的过程，那么教师的教学就应该遵循认知结构建构化教学模式。这一模式的基本思路是，在学生的认知结构中找到同化新知识的原有的有关知识，经过分析、推理等思维过程，使新知识与原有的知识建立联系，进而概括出新的规律性知识并重建新的认知结构，然后通过运用新规律，进一步检验、巩固新知识，并实现知识的迁移。

运用此模式的前提是学生必须具有大量相关的原有知识。另外，知识的内化或认知结构的建构过程是一个复杂的思维活动，只有通过对知识的分析、综合、推理、重组等思维加工过程，才能建立起新旧知识之间的联系，使知识系统化、结构化，进而通过知识的应用实现知识的`迁移。比如，学习基因的遗传规律时，一旦学生认知结构中有了有关减数分裂、基因的分离规律等知识，就可以用于同化基因的自由组合规律和伴性遗传等知识，学生再通过运用遗传规律解遗传习题，就可以进一步促进对知识的理解。

(4)设计先行组织者

先行组织者是奥苏伯尔提出并倡导的一种教学策略。其核心是，在课堂教学中讲授新知识之前，首先为学生设计一个能把握所授知识的本质，对新知识具有引导性、起同化作用的知识结构――组织者，并将其内化为学生的认知结构。因为组织者必须在正式教授新知识之前呈现给学生，因此称为“先行组织者”。

其实，设计先行组织者，就是对学生原有的认知结构的提炼概括、拓宽引伸。例如，在根吸收矿质元素过程的教学中，通过分析植物细胞膜的结构以及相关的物理、化学知识(学生已有的)，引导学生得出如下“先行组织者”(学生原有)认知结构：(1)植物细胞具有呼吸作用;(2)植物细胞膜带有电荷，能吸附带相反电荷的离子;(3)植物细胞膜上有运输离子的载体，能将离子进行跨膜运输等。一旦学生建立起这一先行组织者，教学过程即可按上述(图2)的认知结构建构化教学模式展开。

2.建构良好的认知结构

所谓认知结构，就是学生头脑中内化的知识的组织，也就是学生头脑里内化了的知识结构。衡量学生学习质量的重要标志就在于学生头脑中是否建立了良好的认知结构，即学生到底掌握了多少知识，这些知识是否构成了良好的组织结构。因此，生物学教学的重要目标之一就是帮助学生建立良好的认知结构。那么，如何才能帮助学生建立良好的认知结构呢?

(1)重视知识结构与认知结构的匹配

学生良好的认知结构的建立，取决于教学中是否能为学生呈示良好的知识结构。因此，生物学教学必须重视知识结构和认知结构的匹配。教学中要注意以下两点：第一，坚持按知识结构进行教学的原则。

进行知识结构教学，是指教师在教学中，通过分析教科书，找出知识之间的联系和内在规律，把各章节的中心内容及与之有联系的知识串联起来，按单元或章节的知识结构进行教学设计、组织教材、板书提纲，使学生能提纲挈领地掌握学习内容，这样，有利于学生掌握基本概念和原理，也有利于发展学生的智力。

第二，科学地设计知识结构网络。

要根据各单元知识的内在联系，首先确定核心知识点(最基本的概念和原理)，在课堂教学中，时时都要围绕这个核心知识点，通过知识的纵横联系，建立知识结构网络，学生只有通过这种知识结构网络的学习与内化，才可能构建高层次的认知结构。

(2)建构良好的认知结构的原则

奥苏伯尔认为，新旧知识相互作用，必须遵循渐进分化和综合贯通原则，才能促进知识的组织，从而促进良好的认知结构的建构。

①渐进分化，建立深层次的认知结构。

奥苏伯尔指出：“个人在一特殊学科的教学内容的组织是由其头脑中的一个层级构成的。而在这个层级结构中，最概括的概念占据了结构的顶端位置，它们下面是较低概括水平的概念，比较高度分化的从属概念和具体材料。”可见，渐进分化指认知结构上位、下位知识之间或一般与个别知识之间的组织。生物学教学中必须按照这一原则呈示教材，才能促使学生的认知结构由浅层向深层转化。比如，在讲述新陈代谢时，先讲新陈代谢的一般概念，包括同化作用和异化作用;新陈代谢的工具――酶;新陈代谢与ATP等。再讲植物的新陈代谢(水分代谢、矿质代谢、光合作用、呼吸作用)和动物的新陈代谢(物质代谢、能量代谢)等。这样渐进分化，使学生对新陈代谢的概念的认知不断深化。

②综合贯通，建立整体化的认知结构。

综合贯通是指相互并列的知识之间的横向组织，如概念与概念之间、原理与原理之间乃至章节之间的横向联系，亦即对知识的融会贯通。因此，综合贯通一般出现在上位学习和并列学习中。

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇5

南京２１００２９南京医科大学公共卫生学院

摘要：发光细菌毒性试验已广泛应用于水质监测中。本文主要概述了发光细菌的分类、发光细菌毒性检测原理及其在工业废水、城市污水及河流等水域的水质综合毒性评价的应用。

关键词：发光细菌；水质监测；综述

随着工农业的不断发展，当今世界面临日益严重的环境污染问题，水污染尤为突出。水中污染物种类繁多，性质复杂，且污染物之间可发生协同、相加或拮抗等复杂作用。传统的水质检测虽能准确定量分析污染物中主要成分及含量，但不能检测水中各种污染物对环境和生物产生的综合毒性。发光细菌毒性试验因其独特的生理特性，与现代光电检测手段结合具快速、灵敏、简便等特点，检测结果可反映水中污染物的综合毒性，比测定单一组分污染物更具实际意义。１．发光细菌的分类及其生物毒性检测用商品种类

发光细菌属革兰氏阴性、兼性厌氧菌，大小约０．４一１．Ｏ×１．０—２．５ｕｍ。无孢子、荚膜，有端生鞭毛一根或数根，最适温度２０—３０＂Ｃ，ｐＨ６～９，ＮａＣｌ浓度３％，０．３％的甘油对发光反应有利。其分类目前普遍采用美国学者ＥＢａｕｍａｎｎ的方法【ｌ’２１，见表１。

表１发光细菌的分类

大多用明亮发光杆菌、鲳鱼发光杆菌及费氏弧菌作有毒有害物急性毒性效应的检测。检测时测试体系中须加入较高浓度的盐以维持其正常生存，大量氯离子的存在会在相当程度上影响样品中一些污染物的生物可利用性和毒性顺序。由我国学者分离的淡水型发光青海弧菌则具有较广泛的酸碱和温度适应性，可在蒸馏水中正常发光，使测试体系得到简化【引。

发光菌除用于急性毒性效应检测外，其发光菌经过处理以后的暗变异株在接触致突变物后可恢复一定的发光能力，通常可使暗变株的发光强度增加１０００倍左右。因此利用暗变异株恢复发光的现象可对各种遗传毒物进行筛选、检测。这类菌株有鲳鱼发光杆菌暗变株ＳＤ．１８、ＲＣ．９３，费氏弧菌暗变异株Ｐｆ－１３，明亮发光菌暗变种＂１＂９１７１等。

目前发光细菌毒性检测有３种方法，即发光菌新鲜培养物测定、发光菌冷冻干燥制剂测定及发光菌与海藻混合测定的方法。新鲜培养的发光细菌其培养条件很难限制在同一水平上，这会造成发光细菌对１３０

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有毒物质的敏感性不一致，导致重复性差且操作麻烦。而发光细菌冷冻干燥制剂可以避免以上问题，将其贮存于冰箱中，使用相对方便。２．发光细菌毒性试验检测原理

发光细菌的发光现象是其正常的代谢活动，不同种类的发光机理是相同的，其主要的过程概括如下：ＲＣＨＯ＋０２＋ＦＭＮＨ扣卫＞ＲＣＯＯＨ＋ＦＭＮ＋Ｈ２０＋ｈｖ（４９０ｎｍ）

茵细胞内由黄素单核苷酸（ＦＭＮＨ２）、长链脂肪醛（ＲＣＨＯ）及氧（０２）参与。在细菌荧光素酶（Ｅ）的催化下发生生化反应，产生波长多为４６５～４９０ｎｍ的磷光。外界条件和培养基成分以及温度、ｐＨ、氧浓度变化会影响细菌的发光。温度影响细胞内化学反应速率、生物吸收基质过程和发光细菌的生理状态。温度越高，抑制浓度越低，即响应越灵敏１４】。ｐＨ则影响发光细菌的代谢或造成化学品的水解，随着ｐＨ的变化，化学品毒性表现出增加或减弱［５１。有毒的化学物质、重金属离子、抗生素、化学治疗剂、农药等污染物质也会影响细菌发光。这类物质抑制细菌发光的途经有两个：一是直接抑制参与发光反应的酶类活性；另一方面是抑制细胞内与发光反应有关的代谢过程。因此能够干扰或破坏发光细菌呼吸、生长、新陈代谢等生理过程的任何有毒物质都可以根据发光程度的变化来测定。

发光细菌法【６】就是利用灵敏的光电测量系统测定毒物对发光细菌发光强度的影响。毒物的毒性可以用ＥＣ５０表示，即发光细菌发光强度降低５０％时毒物的浓度。一般情况下有毒物质和与发光菌接触时，发光强度立即发生变化。并随着毒物浓度的增加而发光减弱，即发光抑制。因而可以根据发光强度判断毒物毒性大小。

３．发光细菌水质检测方法 ３．１样品采集及处理

自美国上世纪７０年代首次分离到ＰｈｏｔａｂａｃｔｅｒｉｕｍＰｈｓｐｈｏｒｅｕｍ细菌并用于污水监测获得成功以来，３０多年中，成功用于多种类型污染物监测【７１尤其是各类水质毒性检测。如工业废水、城市污水、河流海洋水质等。试验中样品的采集及处理有直接采样和半渗膜被动式采样（ＳＰＭ）两种方式。直接采样一般用四氟乙烯衬垫的塑料瓶采样。采集一定水样量后，根据需要对水样进行预处理。如要可用ＮａＯＨ和ＨＣＩ调节水样ｐＨ值在６．０～８．０之间，实验前将样品稀成不同浓度直接测定。半渗膜被动式采样是用ＳＰＭＤ采样器采样。将ＳＰＭＤ采样器固定于水面下ｌｍ处，暴露２８天，收回ＳＰＭＤ样品，将水样经０．４５ｕｍ膜后，用二氯甲烷萃取，净化和浓缩后用高纯氮气干后用ＤＭＳＯ溶解，低温保存样品。这种采样技术可以富集到水样中的

有机有毒污染物，从而评价样品中有毒有机物含量及急性毒性的变化规律【８１。

３．２发光检测仪器

２０世纪８０年代初美国Ｂｅｃｋｍａｎ公司推出功能完备的生物毒性测试仪，它具有应用范围广，灵敏度高，相关性好，反应速度快等优点，在世界范围内广泛使用。我国于１９９５年将发光细菌法列为环境检测的标准方法（ＧＢ／Ｔ１５４４１．１９９５），使用国产的ＤＸＹ．２型生物毒性测试仪，或ＳＨＧ．１型生物发光测量仪。美国ＭＩＣＲＯＢＩＣＳＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ也推出Ｍｉｃｒｏｔｏｘ２０５５型毒物分析系统１９１。为克服细菌发光强度本底差异较大、检测期间发光自然变化幅度宽、操作繁琐、重现性不佳、误差较大等不足，我国学者也研究细菌发光传感器进行污染物急性毒性快速检测，将细胞固定化技术、生物传感器技术与发光细菌毒性测试技术有机结合起来，改善了细菌发光的稳定性，实现急性毒性的快速检测ｌｌｏ】。３．３发光细菌毒性试验结果表达

往往以相对发光率、相对抑光率、ＥＣ如表达发光细菌毒性试验结果。相对发光率＝样品光强度，对照光强度×１００％，相对抑光率＝（对照光强度．样品光强度）／对照光强度×１００％。ＥＣｓｏ为相对抑光率达到５０％的样品浓度（或稀释度）。根据测定结果判定毒性待测样品急性毒性的大小。其判定标准有三种方式：①有毒，无毒；②百分数等级；③对数等级。国内多数采用百分数等级，百分数等级可根据相对发光率的大小及等当ＨｇＣｌ２溶液浓度来判定待测样品的毒性大小，也可以用ＥＣｓｏ判定待测样品的毒性大小，具体见表２、表３。１３１

全国水体污染控制、治理技术与突发性水污染事故应急处理高级研讨会 表２发光细菌试验相对发光率毒性百分数等级 等级 Ｉ ＩＩ ＩＩＩ

ＩＶ

Ｖ相对发光率（Ｌ）（％）Ｌ＞７０等当的ＨｇＣｌ２溶液浓度Ｃ（ｍｇ／Ｌ）ＣＨｇ＜０．０７毒性级别低毒中毒重毒高毒剧毒５ｔＹ＜Ｌ≤７０３０＜Ｌ≤５００＜Ｌ≤３００．０７、＜ＣＨｇ＜０．０９０．０９≤ＣＨｇ＜０．１２０．１２≤ＣＨｇ＜０．１６ＣＨｇ＞０．１６Ｌ卸 表３发光细菌试验ＥＣ５０或ＬＣｓｏ毒性百分数等级 ４．发光细菌毒性在水质监测及评价中的具体运用 ４．１工业废水综合毒性测定

工业废水是导致水污染问题不断加重的原因，能否达标排发，涉及到待测项目多、成本高、工作量大，尤其难以判定废水的毒性大小，更无法判定多种有毒化合物的相互影响。生物方法的检测可以弥补这些缺憾，国内有多项研究运用发光细菌毒性评价水质毒性。于晓丽等用此评价了某油田不达标采油污水的综合毒性１１１）ｅ张秀君等运用发光细菌法对辽宁１６个污染源废水样的毒性进行测定，指出从行业分布来看，毒性最强为化纤业、化工业、黑色金属冶炼业，其次是煤炭开采炼焦煤制品业，毒性最低的是医药、造纸、食品加工业ｎ２ｌ。董玉瑛等应用发光细菌法对啤酒、酿造、印染、化纤、造纸废水进行的生物毒性测定其结果表明，不同行业废水的生物毒性与其ＴＯＣ值之间不存在相关性，将二者相结合，能正确反映废水的实际毒性大小【ｌ３１。周秀艳利用发光菌、斑马鱼和蚕豆根尖微核对辽宁典型２１家工业污染废水进行的急性生物毒性其结果发现发光菌相对抑光率的毒性等级在中等以上的占８１％，其中高毒及剧毒占６１．９％，工业废水发光菌相对抑光率的毒性等级略高于相应鱼类ＬＣ５０值的毒性等级，建议在对污染源废水生物毒性实行监测时，应该首选对污染物反应敏感的发光菌进行毒性试验【１４１。

运用发光细菌毒性试验对工业废水水质毒性进行评价，一般能较好地反映水质状况，并可根据结果评估其废水安全排放的可靠性。杨碧波等检测了以沈阳冶炼厂为代表的冶金类行业废水，结果显示废水毒性呈剧毒水平，处理后废水尽管符合废水排放标准但仍表现为低毒水平【ｌ５１。另外发光细菌法是一种定量表征污染水体毒性的生物监测方法，它能对环境的总体作出反应，有助于对水环境进行综合评价。乔鸿泽等用发光细菌测定法估算了两城市污水对河道水体污染的分担率，评价了工厂排放废水的毒性，并据此确定污染源监督管理中应优先治理的工厂（车间）废水Ｉｌ们。

发光细菌进行工业废水毒性试验时也存在局限性。发光菌主要受废水中有机或无机毒物影响，使其正常新陈代谢发生改变，从而使相对发光量发生变化的过程，当水中存在某些无毒有机物，且未及时分解时，在短时间，反而可成为该细菌生长、繁殖的营养源，从而刺激其相对发光度的提高。因此，在食品加工、酿造等行业废水监测中，不宜采用该方法。

４．２河流海域等水质监测

用氯化汞作为参比毒物用发光菌试验对鞍山市三条河流的水质及底泥进行毒性分析其结果符合实际水质状况。从而据此可以判定河流水质及底泥能否作为灌溉的依据【１７１。而杜惠文等用发光细菌的急性毒性试验对洹河断面水质同监测发现细菌发光检测结果与理化检测结果并不完全一致，但根据发光菌的检测结果分析造成洹河毒性增大的因素之一是工业废水的排入【ｌ引。１３２ 全国水体污染控制、治理技术与突发性水污染事故应急处理高级研讨会

海域水质也可以用发光菌毒性试验进行检测，吴伟等用发光菌检测渔业水域污染物的急性毒性。张秀君等人研究了如何选择污染水样的稀释液以避免海水非污染组分对菌体初始发光度的影响，确保测定精度【１９１。郑天凌等采用发光细菌测试毒性法（ＭＩＣＲＯＴＯＸ）检测了取自厦门大学海滨浴场、厦门大学医院排污口、厦门大学东大沟排污口的海水水样毒性并比较了四种稀释液：３０％ｏＮａＣＩ溶液、陈海水、人工海水Ｉ及人工海水ＩＩ对发光菌发光强度的影响和在不同盐度条件下发光强度的变化。结果表明前两个站住水体无毒性反应，后一个站住水体存在毒性物质：除人工海水ｌＩ对发光菌有较强的抑制作用外，其它两种稀释液的活化作用与常用稀释液（３０％０Ｎａｃｌ溶液）相近；当盐度变化在２５‰～４０％ｏ范围时，对发光强度影响极小㈤。

４．３城市污水毒性评价

城市污水一般是由工业废水和生活污水组成的混合污水，污染成分复杂。但由于技术和经济的原因，目前主要以处理后的化学需氧量、生化需氧量、悬浮固体等常规指标的达标为目的，很少对城市污水处理过程中的有害物质进行监测，也没有相应的国家标准，对出厂水质进行控制。运用发光细菌急性毒性可评价城市污水的综合毒性。黄满红等运用发光细菌急性毒性测试比较了上海市几个污水厂的毒性，分析了发光抑菌率与污水中有机物的关系，结果发现发光抑菌率随着ｌｎ（ＣＯＤｎｂ／（ｍｇ．Ｌ－１））增大而增大，说明水中难降解物质对发光菌可能存在发光抑菌作用【２１１。

４．４水中污染物质状态对细菌发光毒性的影响

水中污染物的状态及一些因素可影响某些物质的生物毒性。有研究表明五氯酚钠对发光细菌的ＥＣｓｏ值随着ｐＨ值和硬度的增加而增加：而实验中常规有机污染物的存在对五氯酚钠毒性测定的结果影响较小

【２２１。化学物质的结构不同对发光菌的急性毒性也不同，胺类化合物质对发光菌的毒性随ｐＨ的升高而增大，酚类和茉甲酸类的毒性随ｐＨ的升高而减少，这与不同ｐＨ下有机酸碱的电离程度有关。分析显示有机酸碱的生物毒性主要是由分子态引起，但离子态作用不可忽略。４．５发光细菌毒性试验与遗传毒性评价

细菌发光急性毒性评价与遗传毒性评价结合可较全面反应水质的情况。应用细菌发光试验及Ａｍｅｓ试验对比研究了武汉市易家墩、黄孝河污灌区工业废水的急性毒性及致突变性，同时应用色质谱（ＧＣ／ＭＳ）分离鉴定技术测定了工业废水中有机污染物的化学组成。结果表明，罗家渠废水的急性毒性、致突变活性在所研究废水中最为严重：废水中急性毒性物质主要包括苯酚、苯甲酸苯甲酯等。致突变致癌物包括联苯、萘等１２３１。

另外利用发光细菌的暗变种，也可直接检测化学品的基因毒性，此技术称为“Ｍｕｔａｔｏｒ＇’。Ｋｗａｎ等人将Ｍｕｔａｔｏｒ结合到一组生态毒性筛选试验中，在加拿大的Ｙａｍｅｓｋａ河流盆地监测河水和沉积物的基因毒性，Ｈｏｋｅ等人在美国大湖地区运用了Ｍｉｃｒｏｔｏｘ对沉积物和间隙水中的基因毒性进行检测，我国学者顾宗濂等人也从明亮发光杆菌Ｔ３小种分离到了自发的暗变种Ｔ９１７１菌株，并以此检测了化学品致突变效应。张秀君等用其检测十种化合物，其中六种化合物呈致突变阳性，二种化合物呈可疑阳性，二种化合物呈阴性反映，该方法比传统的Ａｌｎｅｓ试验检测化合物的灵敏度高１２４１。赵华清等人用发光细菌法检测苯酚、溴化乙锭、甲基磺酸乙酯的基因毒性显示为阳性、环磷酰胺、缩水甘油、硫酸二乙酯、黄曲霉素ＢＩ、硫酸锌、重铬酸钾为可疑阳性。对１４种环境样品（某污水处理厂出厂黄浦江支流的检测显示）检测结果显示检出２个环境样品，７个可疑样品，激活系统Ｓ９能极大地提高试验的灵敏度１２５１。实验显示发光细菌法的灵敏度与Ａｍｅｓ试验相似。

发光细菌法对某些具有基因毒性的化合物的检测不敏感，这主要与它的作用机理有关，发光细菌法是利用发光细菌暗变种在基因毒物的诱导下回复突变，恢复正常发光，移码剂主要使发光细菌暗变种的发光系统阻遏物结合操纵子位置的能力发生改变。ＤＮＡ插入剂以共价键与发光细菌的ＤＮＡ结合，产生移码突变，ＤＮＡ损伤剂启动“ＳＯＳ功能”，使发光系统阻遏物失物。因而，该方法一般仅对ＤＮＡ损伤剂、ＤＮＡ插入剂、ＤＮＡ合成抑制剂及引起碱基替代、移码的直接诱变剂敏感，对基因毒物的筛选具有特异性。

５．发光细菌毒性试验存在的问题及运用前景１３３

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目前发光细菌毒性测试方法中仍存在结果重现性不高，报告结果不统一，部分急性毒性评价使用剧毒物质氯化汞作为毒性参照物容易造成环境污染等不足，且发光细菌法对某些具有基因毒性的化合物的检测不敏感等。这一类问题均需加以解决。如已有人通过一系列实验筛选出了ｚｌｌ２＋作为毒性参照物代替传统方法中的剧毒物质ＨｇＣｌ２，采用ｚｎ２＋作为参照物不仅可以方便地表征不同化学物质的毒性，而且可以直观地表征复杂环境样品的毒性，是一种简便可行的方法【矧。

发光细菌毒性试验具快速、灵敏、简便和经济，并较好地反映综合毒性，具有广阔的运用前景。今后可进一步开展与人体健康关系等研究，发展对内分泌、免疫及遗传毒性等毒性进行评价的方法，通过生物传感器开展在线监测等。参考文献

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试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇6

摘要：

在如今这个提倡素质教育的社会中，在新课程改革的推动下，音乐课中的合唱教学也开始受到了教育者们的重视。但是合唱教学的整体水平始终是不均衡的。例如城区和郊区的教学水平就存在着很大的差异，而郊区中学校由于受到地理位置的制约，也存在着差异。例如我所任教的学校在门头沟的山区，且不说地理位置偏远，交通不便利，学生的认知水平与门头沟城区的学生就差了一大截。这些都是因为我校的生源多半是外来务工子女，因此流动性非常大。加之父母本身的文化水平较低，对学生的学习生活关心的又不够，导致学生的认知水平整体也偏低。因此在上合唱课时，许多合唱方面的知识，对其他地方的学生来说是一种常识性的东西，而对我的学生来说就是难点。特别是在识读乐谱这方面。但是柯达伊教学法的出现，彻底改变了我的观点，它让我感觉到学习合唱不再是困难的事情。无论是城市的孩子还是乡村的孩子，音乐对他们都是一样的。

关键词：柯达伊 山区音乐 实践

一、课程说明

中国的合唱发展相对于西方合唱艺术的发展是滞后的。而我校由于地处山区，学生的认知范围受到了一定限制。因此合唱教学在山区开展更加困难。因此，开展合唱课的主要目的是让学生能够通过学习合唱歌曲，对音乐艺术有更深一层认识和理解。激发学生学习的兴趣。只有学生对合唱艺术有了兴趣，他们才能自觉、认真地唱好每一个音符，充分领会歌曲所要表达的内容，从而注意各声部的协和，努力体现合唱作品的艺术魅力。音乐不单是横向的旋律线条，更需要纵向的和声及织体的表现，才能形成音乐的美感。

二、柯达伊教学法的实践与应用

在音乐课堂教学中，我认为识谱能帮助学生更有效的进行音乐课的学习，《音乐课程标准》（2011年版）中也指出：乐谱是学习音乐的基本工具。要求学生具有一定的识谱能力，这样有利于参与音乐欣赏、音乐表演和音乐创作等实践活动。而合唱更是要求学生具有识谱、唱谱的能力。所以从一年级开始，我就要教学生认歌谱。而这学期开始新教材的进入，将原来的简谱变为了五线谱，这对本来就音乐知识匮乏的山里孩子来说简直就像听天书一样。而死记硬背的方法我觉得并不适合低年级的学生，因此在学习五线谱时我绞尽了脑汁，尝试了多种方式，但是效果甚微。

在陆续通过一些合唱课程培训后，我认识并了解了许多国外热门的教学法。这其中包括达尔克洛兹的“体态律动学”、奥尔夫及儿童音乐教育体系、柯达伊教学法和铃木教学等。这些教学法都有自己的独到之处，像是奥尔夫教学法是针对学前教育设计的一种教学法，这种教学法就是要学生“动”起来，“综合式、即兴式”学习音乐，这是奥尔夫特别强调的一个重要原则。奥尔夫教学法对于一些节奏的练习，我个人是非常的欣赏，也曾应用到教学中来，但是奥尔夫教学法毕竟针对的是学前教育，在课堂中对低年级学生还比较适用，像是用肢体表现节奏、用指、手、腿、脚的组合为歌曲伴奏等，或是用打击乐器进行简单创编、小组合作等。可是对与中高年级段的学生来说，这些教学法就显得很小儿科，因此还要再不断的去寻求新的教学方法。同样，铃木教学法也与柯达伊教学法、奥尔夫教学法、达尔克罗兹教学法，被公认为世界著名的音乐教学法。铃木教学法主要也是以幼儿为对象，通过孩子们的直觉与听觉以及每天的反复练习形成习惯，在良好的家庭环境中所进行的一种训练。铃木认为才能是人们在后天通过教育环境所刺激、培养而成的，不是与生俱来的。所以今天我主要想要谈一谈柯达伊教学法中的柯达伊教学法对山区合唱教学的一些影响。

1.柯达伊音乐教学体系

柯达伊是一位著名作曲家、哲学家和音乐教育家。他把一生的精力都奉献给匈牙利的音乐教育。他所创造的柯达伊教学体系包括首调唱名法、节奏读法、字母谱和手势。其中节奏的读法和字母谱在现在的中小学音乐课堂中已经普遍的广泛应用起来。而我个人比较欣赏柯达伊的手势教学法。

柯达伊手势教学法的原创其实是英国人，约翰·柯尔文，柯达伊只是把它借鉴到自己的音乐教育体系中来。并发扬光大。在音乐教学法中采用柯达伊的手势法，即教师用不同的手势及高度代表唱名，让学生跟随教师手势的变化直接唱出唱名的准确高度。其直观的演示效果对音乐教学很有帮助。它最大的优势是帮助孩子对音高的掌握。柯达伊手势是柯达伊教学法中的一个组成部分，它是借助七种不同手势和不同高低位置来代表七个不同的唱名在空间把所唱的高低关系具体表现出来。七种不同的柯尔文手势所代表的七个不同的音高，使听觉转为视觉，对学生进行音准的训练。

2.柯达伊教学法在音乐课堂教学中的应用

其实在义务课程改革实验班的教材中已经出现过柯达伊手势，它在三年级第五册中出现过这种与音阶相对应的手势。但是我在一年级的音乐课上就已经开始教学生认识柯达伊手势： 因为低年级学生正处于一个形象思维的阶段，单单靠死记硬背让学生记住7个唱名着实是比较困难的，对学生来说也是比较乏味的。但是用了柯达伊手势就不一样了，学生对这些手势有很浓厚的兴趣，我在教授的过程中也不仅是让学生去模仿手势记唱名，而是将手势更形象化的让学生记住。比如re的形状像小房子，si像小犄角等。这些都是学生比较常见的东西，比较贴近学生的生活，因此学生学习起来就很有兴趣。也很容易记住。柯达伊手势不仅能帮助学生快速记忆唱名，在合唱教学中它也是一位好帮手。

合唱教学是我校音乐教学中的另一大难点，因为学生本身整体的音乐素养就偏低，虽然从三年级开始教材中就出现了二声部合唱歌曲，但是由于我校学生的认知领域受到一定的局限性，在校外接受音乐文化教育的学生比较少。因此对合唱的概念并不明确。所以我校的音乐课一直停留在齐唱水平。但是这其中有许多学生自身的嗓音条件非常好，学校也非常重视学生们的音乐素养，因此成立了校级合唱队，我在合唱队中担任主要的排练任务。这个任务也是非常艰巨的，合唱队初组建，生源大都是1—4年级的学生，因为这个年龄段的学生还没有变声，属于童声，音色比较好统一，也比较好塑造。但是缺点就是学生年龄太小，加之学生本身存在着音准问题，因此根本无法体验和声效果，所以在训练过程中，每次我都会让学生先用柯达伊的手势练习去唱歌谱，帮助学生形象记忆。特别是和声音程训练时，我就会用到柯达伊手势。例如一个声部唱do，一个声部唱mi,这种三度音程的和声训练，学生可以通过看手势，比对出音的高低，这样能帮助学生更好的掌握音准。由于这些手势也是学生熟悉的手势，因此在训练时还可以让学生来代替我指挥，再训练的同时还让学生也巩固掌握了柯达伊手势。真可谓是一举两得。

想不到这个看似简单的柯达伊手势却能在音乐教学中带给我这么多的收获，让我不仅感叹国外这些教育家是多么的有智慧，他们为音乐教学做了巨大的贡献。他们的这种敢于创新的精神正是值得我们年轻教师学习的，我也开始在我的音乐课堂中钻研各种适合学生的教学方法。希望能够帮助学生更好的去学习音乐、感受音乐带来的无穷魅力。

柯达伊教学法在山区合唱教学中的实践与应用

大台中心小学

试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇7

然而,针对钢结构的金属磁记忆缺陷与损伤检测技术尚缺乏相关的试验与工程应用研究。本文通过开展钢材与某钢构件的静载与疲劳试验,对金属磁记忆方法在钢构件静载与疲劳试验的应用进行了探索性研究。首先,制作了2 个钢材标准试件( 全母材与带焊缝) ,通过开展静力拉伸试验,对母材与焊缝处矫顽力参数随着荷载及应变增加的演化特征进行了研究。然后,通过开展正交异性钢桥面板的疲劳试验,对焊缝处的矫顽力参数对裂纹萌生扩展的变化规律、及其与疲劳寿命的相关性特征开展了研究。

1 基于金属磁记忆的无损检测方法

磁性材料[9]是指具有可利用的磁学性质的材料,钢材属于磁性材料中的软磁性材料。材料学中对软磁材料的定义为: 磁化发生在矫顽力( Hc) 不大于1 000 A/m的材料。其基本特征是易磁化和饱和,反映在磁滞回线和磁化曲线( 图1) 上的特征参数磁导率高,矫顽力Hc小,高饱和磁感应强度和低的磁滞损耗软磁材料最重要的三个直流参数为: 磁导率 μ、剩余磁化强度Br和矫顽力Hc。三个磁特征参数[9]的含义如下。

( 1) 磁导率 μ( magnetic permeability) : 表征磁介质磁性的物理量。表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力、其公式 μ = B /H 。其中H为磁场强度,B为磁感应强度。

( 2) 剩余磁化强度Br( retentivity) : 是指磁体经磁化至饱和以后,撤去外磁场,在原来外磁场方向上仍能保持一定的磁化强度。

( 3) 矫顽力Hc( coercivity) 指在磁性材料已经磁化到磁饱和后,要使其磁化强度减到零所需要的磁场强度。

矫顽力Hc( coercivity) 是软磁材料的主要静态磁性参数之一,是最能代表软磁材料磁记忆特性的代表性参数之一。因此,对于软磁材料矫顽力的研究一直是材料界和工程界的热点问题之一。为此,国内外科研和工程领域已分别就闭合和开放的磁滞回线原理开发了不同类型的矫顽力测试设备及系统,以适应不同领域内对矫顽力参数采集和性能评估的需要。

采用了KPM-LI-K2M型矫顽力测试系统( 图2,由探头、数据线和采集仪三部分组成) 。该系统的矫顽力测量范围为1 ~ 50 A/cm,测量范围内误差为2. 5% ~ 5% ,脉冲频率为8 Hz。测试时,首先清除构件表面的油污或设置一层厚度不超过0. 6 mm的绝缘层,准备标记测试位置,将探头准确贴至测试位置并按动探头上的采集按钮,系统将自动对该部位进行一次完整的充磁和退磁循环,并测试得出该部位的矫顽力值,并在采集仪正面的显示屏上显示,具体可参见图3。

2 钢材拉伸试验研究

2. 1 试验介绍

首先,开展了2 个Q345B钢试样( 试样Ⅰ和Ⅱ)的拉伸试验研究,分别为全母材和带焊缝试件。试样采用8 mm厚钢板制作,试件Ⅰ和Ⅱ均在同一块钢板上取材加工,其几何参数及矫顽力测点位置参见图4,该图同时也给出了拉伸试验装置。从图中可以看出,试件Ⅰ和试件Ⅱ的几何尺寸完全相同,但试件Ⅰ采用全母材而试件Ⅱ中间存在一条焊缝。

拉伸试验方案: 从0 k N开始加载,加载速率0. 2 k N / s,每加载7 k N持荷80 s( 供开展矫顽力采集) ,加载至试件断裂后试验停止。

2. 2 试验结果

经观察,试样Ⅰ和试样Ⅱ均在测点B处发生最终断裂,而A点在断裂时均出现明显的塑性拉伸和缩颈现象; 同时,试样件Ⅰ的最终拉伸率大于试样Ⅱ。图5 给出了试件Ⅰ和试样Ⅱ在测点A和测点B处矫顽力值与拉伸力间的散点关系图。对于试样Ⅰ,测点A和B处的矫顽力值均随拉伸力的增加而增大,且二者间的矫顽力值在试样断裂前基本相同; 当试样Ⅰ断裂后,相比于上一级荷载,测点A处矫顽力值略有下降,而测点B处矫顽力值由9. 7A / cm上升至15. 7 A / cm。对于试样Ⅱ,测点A和B的矫顽力值也随着拉伸力的增加而增大; 测点B在零荷载时的矫顽力值较测点A小,而随着拉伸力的逐渐增加,二者间的差异程度逐渐减小,当试件濒临断裂的临界点时,二者间的矫顽力值几乎相同。

分别以Ⅰ-A,Ⅰ-B,Ⅱ-A和Ⅱ-B表示试样Ⅰ和试样Ⅱ的测点。例如,Ⅰ-A表示试样Ⅰ的测点A。对比零荷载状态下的试样Ⅰ和试样Ⅱ的矫顽力值可知,各测点的矫顽力值自大而小分别为: Ⅱ-B > Ⅱ-A > Ⅰ-A = 1-B。由于两个试样均取自同一母材,因此可以忽略因材料差异对矫顽力值的影响。由图4可知,试样Ⅱ在测点B位置处存在一个焊缝,而A点距B点仅30 mm,两个测点均处于残余正应力的分布区,则Ⅱ-B的残余应力值大于Ⅱ-A,而试样Ⅰ由于采用全母材,则Ⅰ-A和Ⅰ-B的残余应力均为零。对比矫顽力值的相对大小规律可知,残余应力水平越高,矫顽力值越大,因此可认为钢材的矫顽力值与测点处的应力水平有关。

以试件Ⅰ为例,当拉伸力由0 k N增加至217k N,Ⅰ-A和 Ⅰ-B的矫顽力值仅由5. 3 增长至8. 0( 平均变化率为0. 012) ,而当拉伸力由217 k N增加至243 k N,Ⅰ-A和Ⅰ-B的矫顽力值由8. 0 增长至9. 7( 平均变化率达到0. 065 ) ,后一阶段与前一阶段的平均变化率比值为5. 14,即后一阶段矫顽力值随拉伸力的增加速度远远大于前一阶段。

从材料变形的弹塑性层面,材料应变可分为弹性应变和塑性应变,材料的断裂主要由塑性应变水平决定,因此矫顽力值与塑性应变间的相关性规律对判定和预测材料的断裂具有重要意义。对于测点B,试样Ⅰ和试样Ⅱ的断裂后对应的矫顽力值分别为15. 7 和17. 5; 而对于测点A,对应于试样Ⅰ和试样Ⅱ的断裂后矫顽力值分别为10. 1 和9. 5。由此可知,无论焊缝( 或塑性残余应变) 是否存在,两个试件在材料断裂后的矫顽力分布相同。注意到此时拉伸力消失,弹性应变水平为零,因此材料的矫顽力受塑性应变的影响较大,而与弹性应变的相关性较小。

3 钢桥面板疲劳试验研究

3. 1 疲劳试验简介

为检验该方法对于疲劳裂纹检测的适用性,选取对疲劳裂纹较为敏感的正交异性钢桥面板的顶板-U肋细节开展疲劳试验。该细节试验构件几何尺寸参见图6,疲劳加载装置参见图7。

3. 2 试验结果

对构件在疲劳试验全过程中的矫顽力值进行了监测,以某试验构件为例,图8 给出了其中三条焊缝的矫顽力值变化曲线。其中,该构件在循环次数达到42. 4 万次时,在4#焊缝处出现肉眼可见微裂纹,而在循环次数达到43. 7 万次时,裂纹严重开展,试验停止。

为对比起见,图8 同时给出了相邻的两条始终未出现疲劳裂纹的焊缝处矫顽力的变化曲线。从图上可以看出,(1) 在疲劳试验开展的初期( 10% 相对疲劳寿命) ,各焊缝的矫顽力值均出现明显的下降,而此后各焊缝矫顽力值在出现裂纹之前将基本稳定( 变化幅度不超过0. 1 A/cm,相对变化不超过2. 5% ) ,一旦焊缝处出现细小微裂纹,该处矫顽力值将发生显著减小; (2) 对于出现疲劳裂纹的焊缝,一旦疲劳裂纹形成,矫顽力值将迅速下降。对于4#焊缝,自疲劳裂纹出现至疲劳破坏过程中,其矫顽力值由4. 4Hc/ cm下降至4. 0Hc/ cm( 相对变化为10% ) 。

4 结论

通过开展标准材料构件( 全母材和有焊缝) 的静力拉伸试验、正交异性钢桥面板顶板-U肋细节的疲劳试验,探索该无损检测方法对于钢结构静力和疲劳损伤检测的适用性。研究结论如下。

( 1) 无论是母材或者是焊缝处,矫顽力值随应力水平的上升而增大。相比于弹性应变,矫顽力值对塑性应变更为敏感,焊缝处矫顽力水平显著高于母材,主要由于焊接时将产生较大的残余塑性变形。焊缝垂直方向的矫顽力显著高于平行方向,说明垂直方向的残余应力水平高于平行方向。

( 2) 宏观裂纹对矫顽力值的影响较大,而微观裂纹对矫顽力值的影响较小。这主要表现在,当疲劳加载的初期和裂纹萌生、发展两个阶段的焊缝处矫顽力值变化不足3% ,而当宏观裂缝出现后矫顽力立即下降到初始值的90% 。

( 3) 该无损检测方法对于钢结构的静载性能和疲劳性能具有一定的适用性,但具体的检测阈值尚应通过开展大样本试验的验证和实际工程的现场试验给予确定,从而为其全面推广提供依据和基础。

摘要：结构裂纹无损检测是钢结构性能评价的基础。介绍了一种基于金属磁记忆的无损检测方法。为验证该方法对于钢结构性能检测和评价的适用性,首先开展了全母材和带焊缝的钢材标准试件的静力拉伸试验研究,获取了矫顽力随荷载和应变的变化规律。然后,通过开展钢桥面板疲劳试验,对矫顽力与裂纹萌生扩展之间的相关性进行了研究。相关成果可为该方法推广应用提供参考。研究表明:内力水平越高,矫顽力值越高;相比于弹性应变,矫顽力值对塑性应变更为敏感。当宏观疲劳裂纹出现时,矫顽力值出现10%的下降,而在出现前矫顽力值仅发生2.5%左右的波动,因此该方法对宏观裂纹的检测较为适用,而对于微观裂纹的检测效果较差。

关键词：金属磁记忆,钢结构检测,焊缝,静载试验,疲劳试验

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试验教学法在结构与稳定性的教学中的应用论文 篇8

关键词 图形数字化 数字摄影 数字化信息 实时监测

中图分类号：TU317 文献标识码：A

1图像数字化技术

1.1含义

所谓图形数字化技术，就是利用计算机等现代化的方式，对图形进行采集、传输以及处理的一种技术。图形的原始数据，在生成图像的过程中会经历一系列的变化，而变化的过程会导致对于相同的输入数据而又不同的输出结果，再把这些数据进行一定的组织之后就能够形成所需要的图形文件了。这些图形文件具有数据量大、结构性强等特点。这是因为现在获取信息的手段越来越多，因此得到的数据也越来越复杂。可是无论如何，数据在本质上只能分为数字化以及模拟的两种信息，且两者之间是可以相互转换的。

1.2 处理流程

对于图像的图形数字化，需要经历这几个步骤。首先要进行图像信息的获取，主要是将获得的图像转换成数字信号，因为计算机只能对数字信号进行处理。然后，对图像信息进行存储。因为图像的数据量很大，所以在存储的时候要用到数据压缩的技术等。然后就可以传递图像的信息了，在传递到计算机之后，计算机就可以对图像进行处理，一般会使用几何处理、算数处理、图像重建或复原等处理方式。最后，就可以把处理后的图像进行输出了。

2 土木工程结构试验中图形处理方法应用

在土木工程中使用图形处理方法具有很大的应用前景，而图形数字化技术主要有数字摄像测试技术和数字图形处理学两个方面。

2.1 数字摄影技术测试应用

使用数字摄像技术测试和传统的方式相比，具有其没有的优势。这种测量方法的效率高、信息量大，能够客观真实地反应食物，并且在同一时刻能够对多个目标进行拍摄。

数字摄影技术有远景拍摄和近景拍摄之分。土木工程的结构在使用的时候经常会发生整体偏移的情况，而且可能出现局部变形、裂缝开展等问题，而远景摄影测试技术则能够很准确的把发生这些问题的结构的参数的变化表现出来。具体的测试方法就是，在需要被测的结构的某个位置固定好光标，然后利用远距离的摄像仪来对摄像仪来对光标进行取影，最后可以用数字图形处理技术来确定光标的位置。现在，这种技术已经得到了广泛的使用，对于大型建筑物的观测特别适用。而近景的拍摄则能够测量土木结构的局部变形、或者开裂等情况，且这种技术既可以用于动态的拍摄，也可以用于静态的拍摄。

2.2 图形数字化技术应用

这种图形数字化的技术和传统的图形处理方式相比，也有着很多的优势。首先，它在对于土木工程结构的测试过程中，并不一定要和其进行接触。由于数字摄影这种先进的测量技术，能够直接从结构上就获得位移、变形、裂缝宽度等数据，却不需要进行接触，不仅大大的方便了测试，而且在精度、速度以及数据量等方面和以往使用的方式相比较都有着极大地提高。其次，这种方式在任何时间都可以对土木结构进行摄影。传统的方式需要连续的摄影，这就需要拍摄人员用连续的时间来拍摄，往往很不方便，而现在这种新技术则克服了这种困难，采用数字化的摄影，几乎可以在任意的时间间隔来拍摄图像。除此之外，数字化的图像摄影还能够把实验的全过程完整的拍摄下来，并且进行存储，可以在以后多次重现。而传统的技术，只能保证把图像演示一次，在教学的时候不能满足学生的需要，因此这种数字化摄影技术具有很大的优势。而且，利用图形数字化的技术，还能够利用计算机处理已经获取的图像数据，从而形成立体的图形，将结构的位移、裂缝数据信息等清楚的表现出来，反映出在受力的情况下结构的性能。除此之外，在土木工程结构试验中，运用图形数字技术，对于多媒体的教学也是很有帮助的。这种方式，能够把教学中所需要的内容、材料以及相关的数据，用图像的方式生动的表现出来，这样学生对于土木工程的结构又能够有着更加深刻、真实的认识，便于学生的理解和接受。

当然，图形数字化技术存在这些优势的同时也是有很多要求的。比如说，这种技术需要的仪器设备十分复杂，对于相关人员的技术要求也很高。在不同的情况下，对于计算的软、硬件设置也需要有不同的配置。

3 结语

如今已经是信息化时代，土木工程的设计中也应用到了新的科技。和传统的测试方式相比较，把图形数字化技术应用到土木工程结构的试验之中，具有很大的优势。该篇文章首先讨论了什么是图形数字化技术，然后对这种技术在土木工程呢过结构试验中的应用的的优势进行了分析，无论是在拍摄上、还是在对于图像的处理上，都具有传统的方式没有的优势。数字图形技术在土木工程结构中的应用，在技术上是可行的，而且成本也不高，随着时代的发展，会得到更广泛的接受以及越来越多的应用。

参考文献

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