模拟实验在初中科学教学中应用论文
例谈模拟实验在科学教学中的有效运用
例谈模拟实验在科学教学中的有效运用作者:王亚丽来源:《小学教学参考(综合)》2020年第12期[摘要]模拟实验有助于学生理解生活中常见事物的科学道理,有利于提高学生的动手操作能力、科学探究能力与实证能力。
小学科学教师要结合教材,科学有效地指导学生进行模拟实验,在模拟实验中培养学生的科学素养[关键词]小学科学;模拟实验;运动模拟实验;成因模拟实验;原理模拟实验[中图分類号]G623.6 [文献标识码]A [文章编号] 1007-9068(2020)36-0067-01模拟实验是科学实验中的一种基本类型。
小学科学中常见的模拟实验有三类,即运动模拟实验、成因模拟实验、原理模拟实验。
无论是教师演示实验,还是学生分组实验,都要遵循“了解原型,提出假设——建立模型,进行实验——解释原型,建构概念”的三段式教学模式,重点解决好“用什么模拟什么”“怎样模拟”两个问题,这是做好模拟实验的关键。
其中,“用什么模拟什么”实际上就是确立实验模型的过程。
模拟实验中的模型是学生进行实验研究的载体,从某种意义上讲,建立模型是进行模拟实验的基础。
在进行模拟实验前,教师要根据研究问题,让学生合理推测,引导学生找到代替原型的物体,即实验模型。
“怎样模拟”就是指根据事物的运动变化情况、形成原因或工作原理等设计实验方案的过程。
这两个问题解决了,接下来的概念建构也就水到渠成了。
下面,笔者以具体课例来谈谈运动模拟实验、成因模拟实验、原理模拟实验的操作过程。
一、运动模拟实验——了解运动变化过程运动模拟实验,就是对事物的运动变化过程进行模拟的实验。
科学教学中,这类模拟实验主要包括模拟昼夜、四季、月相的变化规律等实验。
如《四季的形成》是科学教学中较难的内容,因为涉及的知识较深、相关因素多、过程复杂。
因此,教师要遵循事物之间共变的关系,抓住主要矛盾,以概念的逐步完善、建立为原则没计教学教程,从学生的原始认识出发,突出形成四季现象的关键因素,引导学生运用已有的知识对四季形成的原因进行猜想与假设。
初中科学模拟实验教学实践与反思
观察思考新课程NEW CURRICULUM模拟实验是通过设计与原型或自然现象或过程相似的模型,并利用该模型来间接地研究原型的方法。
模拟实验随着生产和科学技术的发展而发展,是人类认识世界和改造世界的最基本方法之一。
在初中科学教学中应用模拟实验可使时过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验中重现,可将科学现象简化或进行时空的缩放,可对那些既不能从外部直接观察其内部状态,又可对不能打开的系统进行研究。
科学课堂开展模拟实验有利于充分发挥学生的想象力、洞察力、判断力,提高处理问题能力、知识的自我建构能力,启迪学生创造性思维,培养创造能力。
一、初中科学模拟实验教学存在的问题1.没有开展或者应付性的“展示”模拟实验目前,科学新课程中虽然有较多有价值的模拟实验内容,但是,限于紧张的课时,许多模拟实验要么没有开展,要么是教师越俎代庖呈现实验结果,给出实验结论,留给学生的只是实验结论和实验现象,没有促进和发展学生的思维和能力,这是一种形式化的、低效的实验教学。
2.没有形成系统的教学体系,忽视学生模拟实验技能的训练在当前情况下,许多教师往往只将模拟实验作为一种手段,其目的就是为了获得对研究对象的认识、以揭示其本质和规律,结果导致学生只能在教师的指导下运用模拟实验来探究事物,只是为了教师的要求而做实验,并没有搞清楚为什么要做这个实验即实验的目的,没有将模拟的对象与模型联系起来。
二、提高模拟实验教学的有效性的实践(一)利用教材已有的模拟实验,形成系统的模拟实验教学步骤、策略1.初中科学模拟实验的基本类型初中科学中常见的模拟实验有四类。
(1)模拟原理:模拟温度计、模拟密度计、模拟潜水艇沉浮等。
(2)模拟成因:模拟火山喷发、模拟泥石流形成、模拟板块碰撞张裂、模拟岩石的风化等。
(3)模拟过程:模拟细胞分裂、模拟远去的船只、模拟地球运动、模拟星系运动等。
(4)模拟缩放:地球仪、人眼球模型、分子模型、模拟分子间有空隙等。
2.初中科学模拟实验教学的基本步骤和教学策略(1)建立模型,即从原型(实验的研究对象叫原型)过渡到模型(进行操作的模拟装置叫模型)。
初中科学实验教学的运用与体会
初中科学实验教学的运用与体会科学实验是一种重要的教学方法,在初中科学教育中具有不可忽视的地位。
通过实际操作,学生能够亲身体验和观察现象,培养他们的观察、思考和实验能力。
在我作为初中科学教师的多年教学经验中,我深刻体会到科学实验对学生学习的积极影响。
本文将谈论初中科学实验教学的运用以及我个人的体会。
首先,科学实验可以激发学生探索科学的兴趣和热情。
科学实验通常涉及到具体的物质、现象和过程,这使得学生们能够亲自动手进行实验,看到和触摸实际的材料,并亲身体验科学知识的产生和发展过程。
通过动手操作,学生们不仅能够更好地理解和掌握教科书中的知识,而且能够从中发掘更多的知识和规律。
他们会愈发对科学充满好奇和兴趣,主动参与到实验中去。
实验不仅提供了学生们发挥创造力和想象力的空间,还能够激发他们对科学的兴趣和热情,促使他们主动地探索和学习更多的科学知识。
其次,科学实验可以培养学生的观察和思考能力。
在实验过程中,学生们需要仔细观察实验现象的变化、记录实验数据,并分析和总结实验结果。
通过对实验材料和结果的观察,学生们能够培养自己锐敏的感知力和准确的观察能力。
同时,通过分析和总结实验结果,学生们能够培养自己的逻辑思维和科学思维能力,从中发现过程中存在的问题,以及找出问题的解决方法。
实验过程中的观察和思考能力的培养对学生的综合素质提高至关重要。
再次,科学实验可以增强学生的动手能力和团队合作精神。
科学实验通常需要学生亲自进行操作,学生们需要用手去触摸、拆解和组合实验材料,这是一种很好的锻炼学生动手能力的机会。
在实验过程中,学生们还常常需要与同组和其他组的同学进行紧密的合作。
只有通过相互配合和协作,才能完成实验的目标。
这既能培养学生们的团队合作精神,也能让他们在实践中学会尊重他人和倾听别人的意见。
通过实验,学生们能够从中学会团队合作的重要性,并积极运用于学习和生活中。
最后,科学实验可以提高学生的实践能力和创新能力。
实验是一种真实、具体的实践活动,它能够让学生们将课堂上学到的知识运用到实践中去,并通过自己的探索和实验,发现新的科学事物和规律。
教育行业中的虚拟实验技术应用
教育行业中的虚拟实验技术应用在教育行业中,虚拟实验技术的应用日益受到重视。
虚拟实验技术是利用计算机模拟实验场景,通过虚拟现实、增强现实等技术实现对实验过程的再现。
这种技术的广泛应用不仅为学生提供了更加灵活多样的学习方式,同时也解决了传统实验教学中资源有限、安全风险高等问题。
本文将探讨教育行业中虚拟实验技术的应用,并探讨其优势和未来发展方向。
一、虚拟实验技术在教育中的应用1. 实验教学场景模拟传统实验教学往往受到实验器材、场地和时间等因素的限制,无法满足全体学生同时参与实验的需求。
而虚拟实验技术通过模拟真实的实验场景,使学生可以在计算机上进行实验操作。
这种方式不仅节约了实验资源,还能够有效提高学生的参与度和实验技能。
2. 提供灵活性与实践机会虚拟实验技术能够提供丰富的实验场景和实验项目,学生可以根据自己的兴趣和需求选择不同的实验内容。
同时,虚拟实验技术还可以提供虚拟实验室,学生可以在节假日或者非实验时间进行实验操作,增加了学生的学习时间和实践机会。
3. 促进跨学科教学虚拟实验技术可以模拟多种学科的实验场景,使各个学科之间的知识相互联系,促进了跨学科教学的实施。
学生在参与虚拟实验的过程中,不仅能够学习到实验知识,还能够理解不同学科之间的关系,提升综合素养。
二、虚拟实验技术的优势1. 资源节约与环境友好传统实验教学需要大量的实验器材和实验场地,不仅占用了大量的空间和资源,还有可能对环境造成污染。
而虚拟实验技术可以在计算机上实现实验过程,无需使用大量的实验器材和场地,既节约了资源,又减少了对环境的影响。
2. 安全风险低某些实验过程存在一定的安全风险,特别是化学实验等。
虚拟实验技术的应用可以避免学生接触到危险物质,降低了实验中的安全风险。
这在初中、高中等学段特别重要,可以更好地确保学生的人身安全。
3. 学习兴趣提升虚拟实验技术的应用使得实验过程更加生动有趣,学生可以通过计算机模拟实验场景来进行实验操作。
虚拟实验的趣味性和互动性可以有效提升学生的学习兴趣,激发他们对科学知识的探索欲望。
浅谈模拟实验在初中科学教学中的应用
浅谈模拟实验在初中科学教学中的应用作者:胡一飞来源:《读写算》2013年第19期[摘要]初中科学是一门实验科学。
模拟实验是初中科学新课程教材中新加入的一种实验类型,科学教师要重视实验教学,积极主动地去创造条件,开展科学实验教学工作,有必要从理论上进一步去学习模拟实验的概念、模拟实验的类型、模拟实验的特点及过程和模拟实验在初中科学教学中的作用。
[关键词]模拟实验模型原型初中科学属于自然科学的范畴,实验是初中科学研究的重要方法。
实验者在进行实验时,就是按照研究目的,利用一定的手段去控制和干预研究对象或研究过程中的某些因素。
但是自然界中许多现象是人们难以直接控制和干预的,如被研究的对象在时间上或空间上极为遥远。
因此必须采取模拟的方法,即通过模拟实验才能进行。
那么,笔者从以下几方面谈谈模拟实验在初中科学教学中的应用。
一、模拟实验的概念初中科学是一门实验科学,科学实验是探索自然现象的奥秘,揭示自然规律的一种重要方法。
但是,有些科学实验由于受到一些特殊因素的制约,不能或不许直接对研究对象进行实际实验。
在这种情况下,为了获得对研究对象的认识,以揭示其本质和规律,我们可以通过模拟的方法制成研究对象的模型,然后模拟研究对象的实际情况,在模型上进行实验,这样的实验就叫做模拟实验。
科学史上曾有过许多著名的模拟实验,如1953年,美国学者米勒等人模拟原始地球条件,在实验室内用甲烷、氨、氢、水蒸气等物质制成了氨基酸等有机物,从而证明了生命起源过程的第一阶段是完全能够发生的;又如,为了深入研究生态系统的结构和功能,美国科学家于1984年开始兴建一个完全封闭的生态实验室。
由于这个实验室是模拟生物圈的结构和功能而建造的,因此叫做“生物圈2号”。
1993年1月,8位科学家进入这个实验室进行实验。
上面所举的两个例子说明,模拟实验是进行科学研究的一种基本方法。
二、模拟实验的特点和一般过程同直接实验相比,模拟实验具有如下特点:(1)模拟实验直接作用于模型而非实际的研究对象(原型)。
虚拟仿真实验于初中物理实验教学的应用
虚拟仿真技术是当前科学前沿技术,在初中物理实验教学中运用,可以突破实验仪器和设备不足的教学限制,帮助学生直观形象地模拟各种物理实验的操作过程,有利于促进学生积极投入实验教学中来,不断提升实验教学效率。
1、创造安全实验室,给予学生拓展空间
打造安全教学环境,让学生自由探索。
物理实验中有一些实验具有一定的危险性,如大气压的测量实验,实验中会用到水银,水银蒸汽有毒,会影响师生健康。
虚拟仿真实验可以避免这些实验危害,保障师生安全,给予学生安全实践空间。
2、有效帮助教师演示实验教学
把实验化抽象为具体,便于教师直观教学。
如伏安法测小灯泡电阻,这个实验比较抽象,需要教师讲解实验原理,教师可以通过虚拟仿真实验来讲述,为学生演示或者让学生自己操作了解其中的原理,在学生对这个实验理解之后再进行真实实验,提升教学效果。
同时如在探究凸透镜成像的规律实验中,室内光线的强弱对实验现象有影
响,虚拟仿真实验中不仅避免这个情况,还增加虚拟辅助线,帮助学生理解实验原理。
3、避免资源损耗,节约学校成本
弥补实验器材不足。
一些学校因为条件的限制,缺少很多复杂先进的实验器材,虚拟仿真实验可以有效弥补实验器材方面不足,促进课堂教学丰富性有效性。
避免实验器材的损耗。
初中实验中很多是电学实验,如操作失误接线错误,很容易导致烧坏实验器材。
虚拟仿真实验器材没有资源的损耗,可以有效的解决这个问题。
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模拟实验对科学研究的帮助
模拟实验对科学研究的帮助科学研究在推动人类社会进步和技术创新方面起着至关重要的作用。
在科学研究中,模拟实验是一种常用的方法,它通过模拟现实情况来进行实验,以帮助科学家们更好地理解和探索自然界的规律。
本文将探讨模拟实验对科学研究的帮助,并分析其优势和适用范围。
首先,模拟实验能够提供一个可控的实验环境。
在真实世界中,科学研究往往受到许多影响因素的干扰,如气候变化、人为干扰等。
这些因素很难被完全控制,对研究结果产生了一定的干扰。
而通过模拟实验,科学家们可以在控制条件下进行实验,有效地排除干扰因素,使实验结果更加准确可靠。
例如,在气候变化研究中,科学家可以通过模拟实验控制温度、湿度等参数,以便更好地研究气候变化对生态系统的影响。
其次,模拟实验能够缩短研究周期和降低成本。
真实世界中进行实验往往需要耗费大量的时间和金钱。
而通过模拟实验,科学家们可以在较短的时间内获得大量的数据和结果,加快科学研究的进程。
此外,模拟实验往往不需要进行大规模的场地和设备建设,从而降低了研究成本。
例如,在药物研发领域,科学家们可以利用计算机模拟实验,通过分子对接模拟等方法来加速新药的研发过程。
第三,模拟实验可以进行一些在真实世界中不可行的实验。
在科学研究中,有些实验由于种种原因无法在真实世界中进行,例如高风险、高成本或伦理限制等。
而通过模拟实验,科学家们可以在安全、经济、无伦理约束的前提下,开展这些实验,从而获取有关现象和规律的重要信息。
例如,太空探索领域中的人类登月计划,科学家们可以通过模拟实验来研究登月过程中的各种问题,为真实登月任务提供重要的指导。
然而,模拟实验也有其局限性。
首先,模拟实验只是对真实情况的近似模拟,无法完全还原真实世界的复杂性。
其次,模拟实验结果的可靠性和适用性受到模型的准确性和假设的限制。
因此,科学家们在进行模拟实验时需要注意结果的解释和推广。
此外,一些现象和问题可能超出了模拟实验的范围,需要借助其他研究方法来进行深入探究。
实验教学在初中科学中应用论文
实验教学在初中科学中的应用【摘要】兴趣是开发智力的催化剂,而实验就是科学学习的催化剂。
但研究表明,我国的学生实验和动手操作能力存在着严重的不足,这样培养出来的学生缺乏创新精神和创新能力,新课程理念下的科学教学也不仅要求学生具有自主学习的能力,而且还要学会在科学探究中自主实验和动手操作,促进学横整体素质和创新能力的发展。
鉴于当前实验教学所存在的普遍问题,本文提出创新的教学模式:课本启发式探究教学和学生自主探究教学。
通过对教学模式的改变来提升学生的操作能力和创新能力。
【关键词】课本启发式探究;学生自主探究;实验教学实验是科学学科的基础,科学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。
新课标中已经把科学实验探究列为科学课程目标和内容体系中最关键、最基本的要素。
实验有助于激发学生学习的兴趣,创设生动活泼的教学情境,帮助学生理解科学知识和技能,启迪学生的科学思维,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观。
然而,在现实的科学课程实验教学中,不少教师和学生都习惯于画实验,讲实验,听实验,背实验,忽视了对学生实验操作能力的培养,而且有的教师认为,只要让学生做了实验,就是以学生为主体,学生的实践能力就得到了培养,但忽视了学生做实验中所存在的问题,如:实验册已为学生确定了实验器材,规定了实验步骤,学生只要按要求做好就行。
这种“照方抓药”的实验方式造成了学生缺乏实验的设计能力,缺乏对实验过程、目的的理解和思考。
当前这种实验教学状况势必会严重制约学生创造能力的提高,与现行的“以学生发展为本”的素质教育理论对立,所以,如何改革科学实验教学,建立激发学生创造力的新型教学模式,成为当前课程改革的重大课题。
我们应当根据新课标的要求,结合学科特点,创建以学生探究为主的,灵活开放的教学模式,故本文提出“课本启发式探究的教学模式与学生自主探究的教学模式”。
在教学过程中,教师应结合学生实际和教材内容的特点,灵活多变的进行实验教学。
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断发展,模拟实验在初中生物教学中扮演着越来越重要的角色。
传统的生物实验需要大量的实验设备和实验材料,而且可能存在一些实验操作不够安全或者实验过程不够明确的问题。
为了解决这些问题,模拟实验应运而生。
模拟实验是利用计算机技术、虚拟现实技术等手段,在模拟实验室环境中进行实验操作,从而达到与传统实验相同甚至更好的实验效果。
在初中生物教学中,模拟实验能够帮助学生更好地理解生物知识,激发学生对生物学的兴趣,提高学生的实验操作能力和科学素养。
模拟实验在初中生物教学中的应用已经成为一种趋势,并受到越来越多学校和老师的重视和推广。
通过模拟实验,学生可以在安全、清晰、直观的环境中进行实验操作,更好地掌握生物实验的技能和方法,培养学生的实验精神和探究精神,提高学生的学习兴趣和学习效果。
1.2 模拟实验的概念模拟实验是指在实验室环境中通过模拟真实情况或过程来进行实验。
在生物教学中,模拟实验是指通过模拟生物现象或生物实验过程来帮助学生理解生物知识和培养实验探究能力的一种教学方法。
通过模拟实验,学生可以在较为真实的实验环境中进行实验操作,观察生物现象,获得实际的实验经验,从而增强他们的学习兴趣和实践能力。
模拟实验通常会根据实际实验的步骤和原理,设计具有一定现实性的实验场景和操作流程,让学生能够亲自动手进行操作,观察实验现象,进行数据收集和分析,最终得出结论。
通过模拟实验,学生不仅可以深入了解生物现象和实验原理,还可以培养实验设计和探究问题的能力,提高他们的动手能力和科学素养。
模拟实验在初中生物教学中被广泛应用,成为教师教学的重要手段之一。
2. 正文2.1 模拟实验在初中生物教学中的优势1. 提高学生的实验技能:模拟实验可以让学生在虚拟环境中进行实验操作,提高他们的实验技能和操作能力。
由于在实验中没有时间和资源的限制,学生可以反复进行实验操作,加深对实验原理的理解。
科学实验教学在初中教育中的应用研究
科学实验教学在初中教育中的应用研究科学实验是一种重要的教学方法,它通过实际操作和观察来加深学生对科学知识的理解和记忆,培养学生的实验设计和科学思维能力。
在初中教育中,科学实验教学的应用已经得到广泛的重视和应用。
本文将从实验的重要性、实验设计和实施、实验的教学效果、实验教学的问题与策略等方面展开研究。
一、实验的重要性科学实验在初中教育中具有不可忽视的重要性。
首先,实验可以激发学生的学习兴趣,提高他们的学习主动性。
相比于传统的课堂讲授,实验能够让学生亲身参与其中,积极探索,从而提高他们对科学的热情和兴趣。
其次,实验可以帮助学生转变观念,从被动学习转变为主动学习。
通过亲身实践和实验操作,学生可以更直观地理解和体验科学原理,培养他们的科学思维能力。
此外,实验还可以帮助学生培养观察、实验设计、数据分析等实践能力,提高他们的综合素质。
二、实验设计和实施科学实验的设计和实施是关键环节。
一方面,实验设计应该符合学生的认知水平和教学目标。
教师应该根据学生的实际情况,设计适合初中生的实验项目和实验内容。
同时,教师在设计实验时应考虑实验的安全性和可行性,确保实验的顺利进行。
另一方面,实验的实施需要合理的教学方法和手段。
教师应该在指导学生进行实验时,注意引导学生观察、记录、分析数据,并进行正确的实验操作。
此外,实验过程中教师应该注重学生的主动参与和互动交流,营造良好的学习氛围。
三、实验的教学效果科学实验在初中教育中可以产生许多积极的教学效果。
首先,实验可以加深学生对科学知识的理解和记忆。
通过实际操作和观察,学生可以更深入地理解科学原理,巩固所学知识。
其次,实验可以提高学生的实验设计和科学思维能力。
学生在实验中需要进行实验设计、数据记录和分析等过程,这些过程培养了学生的实践能力和科学素养。
此外,实验还可以帮助学生培养科学态度,学会合作和团队精神。
四、实验教学的问题与策略在实验教学中,也存在一些问题需要注意和解决。
首先,一些实验设备和材料的不足可能影响实验效果。
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用一、模拟实验的概念模拟实验是通过模拟真实情景,使用虚拟工具和设备,进行实验过程的复制,以达到实验目的的一种实践活动。
它在很大程度上克服了真实实验存在的局限性,能够有效地展示实验的基本原理和过程。
通过模拟实验,学生可以在没有真实实验条件的情况下,进行实验科学的训练,提高实验操作的技能,加深对实验知识的理解。
1. 提高学生的学习兴趣。
模拟实验能够将抽象的理论知识具体化,让学生通过实际操作来感受和理解知识,从而激发学生的学习兴趣。
2. 培养学生的动手能力。
模拟实验要求学生亲自动手完成实验操作,能够培养学生的动手能力和实验技能,提高实际操作的能力。
3. 提高学生的实验精神。
通过模拟实验的训练,学生不断进行实验操作的训练,能够培养学生的实验精神,提高学生的实验思维和实验能力。
4. 减少实验成本。
真实实验往往需要大量的实验器材和实验条件,而模拟实验只需要简单的虚拟工具和设备,能够节约实验成本,提高实验效率。
5. 保障学生的安全。
有些实验比较危险,不适合学生进行真实操作,而模拟实验能够在虚拟情景下进行学习,保障学生的安全。
1. 生物实验模拟通过生物实验模拟,学生能够在虚拟的情景下,进行生物实验操作,如观察细胞结构、观察生物的生长发育过程等。
通过模拟实验,学生可以快速掌握实验技能,加深对生物知识的理解,提高学习的兴趣和效果。
通过模拟生物现象,比如模拟植物的光合作用过程、模拟动物的呼吸过程等,让学生通过操作实验,在虚拟情景下亲自感受生物现象的奥妙,加深对生物知识的理解。
通过模拟生物环境,让学生了解不同的生物生长环境对生物的影响,比如模拟不同的温度、湿度对种子发芽的影响等,让学生通过实验操作,亲自感受环境的重要性,加深对环境知识的理解。
通过生物实验设计的模拟,让学生了解实验设计的基本原理和方法,培养学生的实验设计能力,提高学生对生物实验设计的理解和实践能力。
模拟实验在初中生物教学中的应用能够提高学生的学习效率和兴趣,培养学生的实验能力和思维能力,是一种有益的教学手段。
虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究
虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究随着科学技术的发展,虚拟实验在教育领域得到了广泛的应用。
在初中物理实验教学中,虚拟实验的应用也逐渐成为一种趋势。
虚拟实验能够弥补传统实验教学的不足,提高学生的实验操作能力和科学素养。
本文将从虚拟实验在初中物理实验教学中的应用优势、存在的问题和解决方法等方面展开研究。
1. 激发学生学习兴趣虚拟实验具有生动、直观的特点,能够吸引学生的注意力,激发他们的学习兴趣。
通过虚拟实验,学生可以在电脑屏幕上观察、操作实验,从而更好地理解物理规律,培养科学探究的精神。
2. 提高实验安全性在传统实验教学中,有些实验很难进行,因为安全隐患大,例如化学实验中的易燃易爆物质。
而虚拟实验能够最大限度地避免这些安全隐患,确保学生的人身安全,提高实验的安全性。
3. 便于学生复习回顾虚拟实验可以记录下学生的每一步操作过程,方便学生在课后进行复习和回顾。
学生可以多次进行虚拟实验,直至完全掌握实验过程和规律。
4. 提高实验操作能力通过虚拟实验,学生可以自主进行实验操作,培养他们的观察、实验设计和数据分析能力。
这有助于提高学生的实验操作能力和科学素养。
二、虚拟实验在初中物理实验教学中存在的问题1. 硬件设备不足部分学校在教学设备上投入不足,缺乏能够支持虚拟实验的计算机和软件。
这就限制了虚拟实验的应用范围。
2. 实验现实感不足虚拟实验往往不能取代传统实验的真实感,学生在虚拟实验中难以获得实际物理实验中的感官体验,例如触摸、闻味等。
3. 学生对虚拟实验缺乏兴趣有些学生习惯了传统的实验教学方式,对虚拟实验缺乏兴趣,甚至抵触。
这就需要教师在教学中做好引导和激发学生的学习兴趣。
1. 提高硬件设备投入学校可以增加对计算机和相关软件的投入,提高教学设备的先进程度,确保学生能够进行虚拟实验。
2. 加强实验教学设计教师要结合课程内容,精心设计虚拟实验教学,使得学生能够在虚拟实验中获得较好的实验效果,从而降低学生对虚拟实验的抵触情绪。
运用模拟实验 优化《科学》课堂教学
创新课堂
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■ 刘万 祥
【 摘要】 尊重教材设 计 , 再现教材模拟实验操作 , 同时发现教材设计不足 , 创新模拟实验设计 , 处理好 模拟实验与真实实验的关 系 , 利用其在时空性 、 可行 性、 经济性 等方 面 的优点 , 用 于初 中科 学教 学实 应 践, 必将对激发学生 学习兴趣 , 突破教学 重 、 点等 难 方面发挥其独特作用。 【 关键词 】 模拟 实验优点例举原则 科学是一门以观察和实 验为 基础 的学科 , 然而 在教学实践中 , 教师经 常会碰 到不 能或 不允许 对研 究对象进行实 际实验 的情 况 , 时通过模 拟 的方法 此 制成研究 对象 的模 型, 然后通过在模 型上进行实验 , 模拟研究对象 的实 际情况 , 即模 拟实验 , 这将对优化 课堂教学将起 到画龙点 睛之效 。
( ) 行 性 二 可 有 些 科 学 实 验 的 原 理 比 较 简 单 , 过 程 难 于 在 但 课 堂 中 实 现 , 虽 能 实 现 而 达 不 到 课 堂 演 示 的 可 见 或 度, 这时就要借助 于模 拟实验 而使 之成为 可行。如 研究氢气的密度 比空气小 时 , 可用 储气罐 中的氢气 来吹肥皂水 , 产生的泡泡都会向上飞 , 美观 、 形象 , 让 学生愉悦地感受新 知识 ; 的眼 睛晶状体 是一个 变 人 焦的凸透镜 , 我们可以用二层透 明乳胶薄膜 , 中间注 入水组成 “ 水透镜 ”通 过水 的注 入与流 出 , “ 透 , 使 水 镜” 变焦 。从 而形象地模 拟眼睛 的调节 , 近视 眼 、 远 视 眼 的 原 因及 矫 正 方 法 。 ( ) 济性 三 经 有些科学实验需要 高昂 的代 价 , 需要在 具有 一 定设备条件实验室 中进行 , 如人造卫 星的发射 , a粒 子轰击金箔实验等 , 当这些实验用于课堂教学时 , 我 们 只能通过模拟实验来进行。例如 可以用演示爆竹 喷出气体后上升 的反 冲现象来模 拟火 箭的发 射 , 用 计算机仿真模拟 a粒子轰 击金箔 实验 , 而无 需花 费 巨资。 二、 模拟 实验 应 用 课 堂 教 学 例 举 ( 尊重教材设计 , 一) 再现教材 实验操作
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用
浅谈模拟实验在初中生物教学中的应用模拟实验是指利用模型或虚拟实验室等方式进行的实验操作的仿真活动。
在初中生物教学中,模拟实验可以起到很大的作用,有助于培养学生的实验能力、观察和分析问题的能力,提高学生的学习积极性和科学素养。
本文将从三个方面来谈谈模拟实验在初中生物教学中的应用。
模拟实验可以帮助学生理解抽象概念。
生物学中有许多抽象的概念,如细胞分裂、基因结构等,直接操作很难展示出来。
通过模拟实验,可以将这些抽象概念变得具体起来,学生可以操作模型或在虚拟实验室中进行实验,观察和探究相关现象。
在学习细胞分裂的过程中,学生可以在模拟实验中通过操作模型或虚拟实验室来观察细胞在不同阶段的变化,理解细胞的生长和再生过程,以及细胞的分裂方式。
这样的实验操作可以帮助学生更好地理解抽象概念,提高学习效果。
模拟实验可以培养学生的实验能力。
实验是生物学学习中不可或缺的一环,通过自己动手进行实验操作,可以帮助学生培养实验技巧和实验观察的能力。
在课堂实验中,由于时间和场地的限制,学生的实验机会较少。
而模拟实验则可以提供更多的实验机会。
学生可以通过模拟实验,自己进行实验操作,并观察到实验结果。
模拟实验还可以提供多样化的实验情境,让学生在不同实验设置中体验不同的实验过程和结果,从而培养学生的实验思维和实验能力。
模拟实验可以激发学生的学习兴趣和科学素养。
生物学是一门富有趣味性和实用性的科学。
通过模拟实验,可以创造出有趣的实验情境,让学生在虚拟实验室中进行探索和实验,从而激发学生的学习兴趣。
模拟实验还可以培养学生的科学素养。
科学素养是指学生具备利用科学方法解决问题的能力,通过模拟实验,学生可以学习并掌握科学研究的基本思维模式和方法,提高学生的科学素养。
模拟实验在初中生物教学中具有重要的应用价值。
通过模拟实验,可以帮助学生理解抽象概念、培养实验能力,激发学生的学习兴趣和科学素养。
在生物教学中,教师可以有意识地引入模拟实验的内容和方法,使学生更好地掌握生物知识,提高学生的学习效果。
虚拟实验论文(5篇)
虚拟实验论文(5篇)虚拟试验论文(5篇)虚拟试验论文范文第1篇本文以广州市花都区新华中学高二班级物理试验“验证力的平行四边形规章(力的合成与分解)”为例,初步讨论:1.网络虚拟试验室在高中物理试验训练的教学效果;2.同学对虚拟环境试验的参加程度;3.老师在运用网络虚拟试验室进行物理试验教学时的状况等,旨在探究讨论虚拟环境对高中物理试验教学有效性的促进作用,并辩证地看待利用网络虚拟试验室进行物理试验的利与弊,使得网络技术能够更好地提高高中物理试验训练的教学效果。
(一)试验讨论环境讨论中所采纳的虚拟物理试验平台是“同步试验:网上试验室试验平台(如图1)。
“同步试验室”是把互联网技术应用到中学化学、物理、生物试验课程中,提高同学的试验操作力量和试验探究力量。
通过本虚拟试验平台,同学可以预习和复习试验原理,试验的用品、试验的步骤,试验的留意事项;可以实现试验的仿真操作,系统将对同学的试验赐予即时的评价;对试验的问题还可赐予释疑解惑。
值得一提的是,该试验平台的内容与教材及广东科技出版社的《试验手册》配套。
(二)讨论过程及结果调查状况本讨论抽取了广州市花都区新华中学对比班:高二(6)、(7)班。
这一组对比班试验前成果和同学各方面表现基本相同。
其中,高二(6)班(试验班)共39人采纳虚拟试验模式教学;高二(7)班(对比班)共38人采纳传统模式教学。
1.对比组试验成果状况分析在分别进行了真实物理试验和虚拟物理试验的教学后,笔者当堂对同学的试验把握状况进行了简洁的测验,主要考查同学对试验理论学问的把握、试验误差的熟悉和试验步骤与细节的把握。
从两组对比班的初步试验结果获知,与试验过程亲密相关的试验步骤与细节、削减试验误差的方法的考查,试验班则比对比班把握相对更为坚固。
分析其详细缘由,在虚拟试验环境进行训练的试验班同学,试验操作过程简便、快捷,受其他无关因素干扰少,对于试验步骤熟悉清楚,而试验过程操作训练机会也比较多,所以对试验的把握更加坚固。
认识模拟实验在科学教学中的作用
认识模拟实验在科学教学中的作用陈岭(深圳市龙岗区沙湾中学,深圳, 518114 )摘要:文章阐述了模拟实验在初中科学中的独特作用,加深教师对模拟实验的认识,为以后的课堂教学提供借鉴。
关键词:模拟实验科学作用笔者在教学实践中发现,初中科学中的模拟实验数量并不多,同时实验器材较简单、步骤较明了,因此,部分老师认为,模拟试验可有可无。
结果,模拟实验的独特作用,以及实施模拟实验的实践活动,常常被教师忽略。
本文紧扣教材中的典型例子来发掘模拟实验的重要作用,希望引起更多科学老师的重视。
一.什么是模拟实验“模拟实验是根据相似性原理用模型来代替研究对象,这种实际存在的研究对象叫‘原型’,相应的模型装置叫‘模型’。
在研究中,实验工具直接作用于模型而不是原型,然后再将模型实验的结果类推到原型上去,揭示研究对象的本质和规律。
”“模型大致可以分为理论模型和实物模型两大类。
理论模型包括图像模型、逻辑模型、数学模型等,理科教学和实验中多用实物模型”[1],本文仅讨论以实物模型来进行的模拟实验,另外,用课件来模拟各种实验也不在本文讨论的范围之内。
二.模拟实验的作用1.模拟实验是对直接实验的一个必要的补充对于许多的自然现象和自然过程(如宇宙大爆炸),人们在进行研究时往往不能直接将实验手段作用于所研究的现象或对象,而必须采取模拟的方法进行。
根据研究对象的不同,可以把初中科学中出现的模拟实验归纳为以下五种情形:(一)便于研究在空间或时间上极为遥远的对象宇宙无边,星系离我们很遥远。
那么如何研究宇宙膨胀和星系运动呢?教材安排了星系运动模拟实验(九年级下册),用气球模拟宇宙,在气球上画上一些小圆点来模拟星系。
往气球中打气,然后观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。
观察者很容易看到,随着“宇宙”的不断膨胀,“星系”的距离变得越来越大。
实验材料和步骤虽然很简单,但是很能说明问题。
(二)便于研究涉及范围广泛,或者存在和发展的延续时间很长的对象在九年级下册中会学到生态系统的知识,这是一个既重要又有趣的内容,生态系统中的重要成分生产者、消费者、分解者既相对独立又相互联系、相互依赖、相互制约和相互作用着。
模拟实验在初中科学教学中的应用
模拟实验在初中科学教学中的应用作者:毛建来源:《考试与评价》2021年第11期【摘要】实验教学是初中科学教学当中能够对科学过程进行直观呈现的教学方法,本文主要从初中科学教学需求出发,模拟实验对于科学兴趣的激发、科学过程的认知等教学作用进行论述。
同时针对当前初中科学教学当中存在的无法真实展示科学现象、无法形成体系化教学等现实问题进行全面反思,提出在初中科学教学方面应当采取系统化的模型教学方式,同时通过模型过渡原型的教学思路,提高模拟实验的教学应用价值。
【关键词】科学教学初中模拟实验系统模拟实验在当前教学环境当中的应用逐渐广泛,该实验方式主要是通过从原型当中进行特征提取,进而借助逻辑设计对自然环境原型变化规律进行模拟,借助模拟实验过程能够实现对于原型的正确认知。
对于学生的学习过程来说,模拟实验的真实性和直观性是其接触了解真实科学世界的关键,教师通过对现有科学现象进行简化和缩放,能够帮助学生更加真实有效地观察到科学变化的内部状态,进而不断形成科学视角认知世界的能力,最终提高教学质量。
一、初中模拟实验在科学教学中的优势(一)引发学生对于科学的关注和兴趣模拟实验本身的仿真性将科学变化过程以最为具象、最为直观的方式呈现出来,帮助学生建立起视觉印象层面的感官认知。
初中阶段学生正处于好奇心和求知欲浓厚的阶段,从兴趣角度出发能够帮助学生形成认知科学、了解科学、不断探究科学的积极性,为学生产生浓厚的科学兴趣、进行科学探索奠定基础。
(二)解决学习过程中的难点问题在初中科学学习当中,学生常常会因为接触不够深入、常识性认知不足,导致在部分内容学习当中感到吃力。
一些教学当中的难点问题,也成为学生丧失学习信心,无法形成学习動力的关键。
例如在浙教版《科学》八年级上册中,第三章内容为生命活动的调节,其中涉及到人体激素、神经调节等生物学知识,对于初中学生来说具有一定的理解困难。
针对这些内容的教学,模拟实验教学方法可以直接借助人体模型或者动物模型,对神经调节当中的传导机制、激素发挥影响的过程进行直接呈现,避免学生无法对抽象概念进行理解,影响学生的学习积极性。
模拟实验在初中《科学》课程教学中的应用研究综述
模拟实验在初中《科学》课程教学中的应用研究综述科学教育(师范)摘要:随着我国科学教育的改革,科学技术的发展,科学性探究的作用日益显现,很多学者针对科学模拟实验的运用作用也进行了一定的研究。
从模拟实验在初中科学课程教学中的应用研究的内涵,必要性,实施方法和途径等来分析学者的研究成果,从而进一步提出几点看法。
关键词:模拟实验;初中科学;研究综述无论是国内还是国外,对于模拟实验在初中《科学》课程教学中的研究时间并不长,也就短短的十几年。
虽然模拟实验在初中《科学》课程教学中的研究时间不长,而且受地理限制,受初中科学的合科性质限制,但是这一块的研究资料还是数量繁多,研究内容也是异常丰富多彩。
无论是在模拟实验在初中《科学》课程教学中的研究的内涵,还是对于其中的必要性,实施过程方法和途径的研究,都有一定的涉猎。
因此,笔者将从以上几方面对于我国的教育公平在性别视角上进行简单的综述,并提出我的几点小小看法。
一模拟实验在初中《科学》课程教学中的内涵的研究模拟实验有着自己的内涵。
本文主要研究模拟实验在初中《科学》课程教学中的应用。
模拟实验在初中《科学》课程教学中本身的内涵的研究内容也不在少数。
杨廷刚在《初中生物教学中几个模拟实验研究及其改进》一文中就提出初中生物模拟实验是根据实验“模型”和“原型”对象的相似性原理,通过模拟的方式来创建模型对象,并对模型对象的实际情况及其过程进行研究实验,完成探究活动,从而建构相关生物学知识和技能,培养学生的科学素养。
同时,也说在初中生物模拟实验中,常常根据实验结果的属性及过程感受,把模拟实验分为模型模拟实验、现象模拟实验、过程模拟实验、仿真模拟实验和探究模拟实验。
而朱琦在《初中物理模拟实验的教学》中也提出模拟实验是一种实物实验,但实验中所用的实物并不是真正的研究对象。
实验中观察到的现象、测得的数据和结论,要经过推理、想象、换算才能适用于真正的研究对象。
这些模拟实验的内涵的研究有着数据与理论相结合的特点,具有一定的说服力。
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浅谈模拟实验在初中科学教学中的应用
[摘要]初中科学是一门实验科学。
模拟实验是初中科学新课程教材中新加入的一种实验类型,科学教师要重视实验教学,积极主动地去创造条件,开展科学实验教学工作,有必要从理论上进一步去学习模拟实验的概念、模拟实验的类型、模拟实验的特点及过程和模拟实验在初中科学教学中的作用。
[关键词]模拟实验模型原型
初中科学属于自然科学的范畴,实验是初中科学研究的重要方法。
实验者在进行实验时,就是按照研究目的,利用一定的手段去控制和干预研究对象或研究过程中的某些因素。
但是自然界中许多现象是人们难以直接控制和干预的,如被研究的对象在时间上或空间上极为遥远。
因此必须采取模拟的方法,即通过模拟实验才能进行。
那么,笔者从以下几方面谈谈模拟实验在初中科学教学中的应用。
一、模拟实验的概念
初中科学是一门实验科学,科学实验是探索自然现象的奥秘,揭示自然规律的一种重要方法。
但是,有些科学实验由于受到一些特殊因素的制约,不能或不许直接对研究对象进行实际实验。
在这种情况下,为了获得对研究对象的认识,以揭示其本质和规律,我们可以通过模拟的方法制成研究对象的模型,然后模拟研究对象的实际情况,在模型上进行实验,这样的实验就叫做模拟实验。
科学史上曾有过许多著名的模拟实验,如1953年,美国学者米
勒等人模拟原始地球条件,在实验室内用甲烷、氨、氢、水蒸气等物质制成了氨基酸等有机物,从而证明了生命起源过程的第一阶段是完全能够发生的;又如,为了深入研究生态系统的结构和功能,美国科学家于1984年开始兴建一个完全封闭的生态实验室。
由于这个实验室是模拟生物圈的结构和功能而建造的,因此叫做“生物圈2号”。
1993年1月,8位科学家进入这个实验室进行实验。
上面所举的两个例子说明,模拟实验是进行科学研究的一种基本方法。
二、模拟实验的特点和一般过程
同直接实验相比,模拟实验具有如下特点:(1)模拟实验直接作用于模型而非实际的研究对象(原型)。
(2)模拟实验根据的是相似性原理:模型和研究对象之间具有相似性,模型所处的实验条件与研究对象所处的实际条件也是极为相似的。
(3)要运用类比推理的方法,将模拟实验的结果类推到原型上去,以揭示研究对象的本质和规律。
正是由于这三个特点,决定了模拟实验的实验过程不同于一般的直接实验。
下面结合实例加以说明。
众所周知,绿色植物堪称为“自动的空气净化器”,能吸收二氧化碳和放出氧气,这是地球上所有动物和人类赖以生存的基本前提,因而有些园艺爱好者习惯于夜晚临睡前在自己的卧室内摆放较多的绿色盆景,以提高室内氧气的含量。
你认为这种做法是否恰当?为什么?请利用下面提供的实验材料和用具设计一个简单的实验来证明你的观点。
实验材料和用具:校园内的桂花树、广口瓶、火柴、纸张。
在阅读题目时,在我们的脑海中一定会浮现这样一幅画面:
夜晚,在一间较为封闭的卧室内,摆放着很多绿色盆景,室内没有灯光,一名园艺爱好者正在睡觉。
此时室内的氧气含量是否一定比不放绿色盆景时高呢?要想回答这一问题,必须进行对比实验,测定两种情况(放绿色盆景和不放绿色盆景)下的氧气含量。
然而在真实场景下进行直接实验不易控制实验条件,得到的结果没有说服力。
因此,我们只能利用题目提供的实验材料和用具,做一个模拟实验,根据模拟实验的结果回答问题。
那么,该怎样进行这个模拟实验呢?
(一)选择和建立研究对象(原型)的模型
无论是直接实验还是模拟实验,实验之前都要明确实验目的和实验原理,配齐实验仪器和设备等。
除此之外,模拟实验还有一个重要步骤,那就是要选择原型,然后依据原型的特点,按照相似性原理并运用类比推理法选择或建造与原型在结构上相似或功能上相似的事物作为实验模型,在此基础上再对模型进行实验。
建立科学和正确的模型,这是进行模拟实验的基础,是实验成败的关键,这也是由模拟实验的特点所决定的。
上述实验所呈现出的画面就是本实验的原型,我们要根据原型建立模型:
根据题目提供的材料用具,可以用一个封闭的广口瓶来模拟园艺爱好者的卧室;但不能用整棵桂花树来模拟园艺爱好者的盆景,因
为广口瓶太小,容不下整棵桂花树,看来要用活的桂花树的树叶来模拟画面中的盆景;题目中没有实验动物可以用来模拟园艺爱好者,只能用纸张的燃烧情况来检验氧气的含量变化。
一个封闭的广口瓶,瓶内放入一些新鲜的桂花树叶片,用燃烧的纸张来检验氧气的含量,研究对象的模型就这样建立起来了。
由于要进行对比实验,所以还要有一个相同的装置,并放入与装置一中同样多、大小相同的晒干的桂花树叶片,以便进行对照。
(二)将模型置于与原型相似的条件下进行实验
严格控制实验条件,要让模型与原型所处的实验条件尽可能相同或相似,只有这样,才能把从模型上获取的信息可靠地、有效地类推到原型上去。
例题中的原型是在黑暗的卧室中,没有灯光,因此我们要把两个装置(即模型)放在暗处大约24小时。
(三)将模拟实验的结果类推到原型上
观察实验现象,根据实验结果分析并得出实验结论,这是科学实验的几个重要步骤。
但对于模拟实验而有,在结果处理阶段,除了要对模型实验的结果进行分析、处理之外,还要将模型实验的结果类推到原型上去。
上题的实验结果是:将纸张制成可点燃的纸棒,24小时后,用火柴点燃纸棒,分别伸入两个广口瓶中,装置1中的纸棒很快熄灭,装置2中的纸棒能燃烧较长时间。
实验表明:装置1中的氧气含量低,而装置2中的氧气含量较高。
由于模型与原型具有相似性,并且模型所处的条件与原型所处的条件基本相同,因此,我们可以把模拟实验的结果类推到原型上,得出结论,即夜晚临睡前,园艺爱好者在白己的卧室内摆放较多的绿色盆景,室内氧气的含量不仅不会提高,反而会下降。
究其原因,是由于在黑暗的卧室内,绿色植物不能进行光合作用制造氧气,但此时植物细胞仍要进行有氧呼吸消耗室内氧气,致使室内氧气含量下降。
因此,园艺爱好者的做法是不恰当的。
通过上述模拟实验,我们解决了看似复杂的实际问题。
三、模拟实验在科学教学中的作用
(一)利用模拟实验培养学生的科学思维能力和科学探究能力
随着教育改革的不断深入及新课程标准的逐步实施,对学生的科学素养和科学探究能力的培养被摆在了日益重要的位置。
如模拟“噪声污染及其控制”实验,其实是在模拟噪声污染对人类造成哪些严重危害,通过该实验既能增强学生的环境保护意识,又可以培养学生的科学探究能力,提高他们的科学素养。
在学生实验中增添了模拟实验或让学生制作模型,这在以前是从来没有过的。
这些模拟实验或模拟原型建立模型的实验,对训练学生的科学思维能力和培养学生的科学探究能力是十分有用的。
(二)利用模拟实验突破教学难点
在教学过程中,对于一些难点知识,有时可以通过一个简单的模拟实验加以突破。
例如,在“水的组成”一节中,学生普遍认为“一个水分子是由
两个氢原子和一个氧子构成”这个概念较抽象、较难理解。
为了突破教学难点,我设计了一个简单的模拟实验:取两个不同颜色橡皮泥,把其中一个橡皮泥做成一个较大橡皮泥球来表示氧原子,把另一个橡皮泥做成两个较小橡皮泥球来表示氢原子,然后把他们粘在一起来表示一个水分子模型,接着把他们拆开再重新组合这一过程来表示电解水的过程。
通过这个模拟实验,学生才真正理解并掌握了这个概念,难点因此而突破。
(三)通过模拟实验及模型的制作,培养学生的创新能力
创新能力是一个人根据当前的知识和经验,加工、处理并有机迁移或整合,创造出新知识或新技术的能力。
创新能力分为知识创新和技术创新,在初中科学教学中应该充分利用模拟实验及构建模型的机会来培养学生的创造能力。
如制作潜水艇浮沉模拟实验时,可就如下问题进行个性化的讨论:1、制作模型的选材还可以有哪些?
2、物体沉浮条件与哪些因素关?
3、物体沉浮条件还有哪些应用?通过上述问题可以使学生在制作潜水艇浮沉模型实验时,加深对物体沉浮条件的理解,又激发学生学习兴趣。
同时,制作的过程,也是学生根据自己所获取的知识进行创新的过程。
综上所述,无论是进行科学研究,还是进行初中科学教学,模拟实验都是一种非常有用的研究方法。
在教学过程中,如果能够适当运用,对突破教学难点,对提高学生学习兴趣,对培养学生的科学探究能力、科学思维能力和科学实践能力将会起到积极的推动作用。
参考文献
[1]潘宝平.张富国.生物新课程与学科素质培养[m].北京:中国纺织出版社
[2]郑晓蕙.生物课程与教学论[m].浙江教育出社
[3]胡继飞.郑晓蕙.生物学教育心理学[m].广州:广东高等教育出版社。