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微生物學理論課程沿用我院選用沈萍和陳向東主編的《微生物學》第二版教材,該教材共15章內容,用48學時來完成教材的內容顯然是不夠的,面面俱到,只能是走馬觀花,會出現泛泛而談,重點不突出,難點講不透,學生聽不懂的現象。為此,將教材內容整合縮減為12章,重點介紹1~7章基礎微生物學的內容。突出微生物的構造和代謝,注重微生物分子生物學內容的介紹,強調微生物研究無菌技術的重要性。在組織教案時注重與先修課程的內容銜接,對先修課程已經介紹的知識,在課堂上不再重復介紹。如在介紹微生物第八章微生物遺傳的內容時,遺傳學課程已介紹過證明核酸是遺傳物質的“三個經典實驗”、證明基因突變的非對應性“變量、涂布、影印”三個實驗等內容,則以問題的方式和課外自學的方式復習,不在課堂講授,把有限的學時用在基礎部分。
二、探索問題討論式課堂教學方法,構建微生物學理論教學模式
所謂問題討論式課堂教學法,是指教師或教師引導學生提出問題,在教師組織和指導下,通過學生獨立思考和討論,探求問題的答案而獲得知識的方法。傳統的講授式教學方法,教師主要運用語言方式,系統地向學生傳授科學知識,傳播思想觀念,發展學生的思維能力,發展學生的智力,教學過程幾乎是教師滿堂灌,學生處于被動學習狀態。顯然,單一講授式教學方法不利于創新人才的培養。針對微生物學課程的開設對象他們已先修了大學化學、生物化學、植物生理學、遺傳學等課程,對生物科學專業知識有一定積累的特點,教學中,在每章節開篇講授時,將該章節的教學目的、重難點對學生提示,以問題的方式提出知識點,給學生一定的時間,帶著問題瀏覽教材和在同學間進行交流討論,并讓學生上講臺陳述對所提問題理解、與同學討論的結果,闡述自己的觀點,教師在此基礎上對知識點進行點撥,加深學生對知識的理解和掌握,成為學生學習的引導者。
如在介紹第三章微生物細胞的結構與功能和第四章微生物的營養的內容時,根據第三章內容和知識點設計了原核微生物與真核微生物的主要區別,細菌的一般(基本)構造與特殊構造及功能,革蘭氏陽性菌和陰性菌的細胞壁構造的異同,細菌細胞壁的結構與革蘭氏染色結果等幾個問題;根據第四章的內容設計了微生物需要吃什么(微生物的營養要求),微生物有什么嗜好(營養類型),如何給微生物做飯(培養基的配制),微生物是怎樣吃東西的(營養物質進入細胞)等問題。讓學生帶著這些問題瀏覽教材,左右鄰桌相互討論,最后由學生來陳述問題的結果,教師根據學生們的表述,進行歸納提煉和小結,促進學生對知識點的理解和掌握。通過對問題討論式課堂教學方法的探索,構建了提出問題———閱讀討論———解決問題———提煉歸納的問題討論式教學模式。采用問題式討論教學法,改變課堂教師一言堂講授式的傳統教學方式,促進學生之間和師生之間的互動。以學生能力發展和素養提高為主要目標,得到學生的贊同和積極響應,促使學生由被動學習轉化為主動學習,課堂教學效果也明顯提高,學生在教學中多次上講臺鍛煉,有利于學生早日成才。
三、小結與討論
20世紀后半葉,物理學在此前建立起來的狹義相對論、量子力學、量子電動力學、統計物理和許多重要物理實驗基礎上,以前所未有的速度發展著.許多物理學的分支學科,如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等,都得到極大發展.與此同時,科學發展的另一個重要特征是學科間相互滲透和交叉綜合.物理學和其他學科相互滲透,產生了一系列交叉學科和邊緣學科,如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等.物理學的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學科轉移,促成各學科的發展并成為其組成部分.
20世紀后半葉,新技術特別是高新技術發展之快也是前所未有的.高技術包含的科學知識高度密集,綜合性極高,如紅外和紅外成像技術、激光技術、計算技術、信息技術、航天技術、生物技術等等,都無一例外地與物理學等學科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關,其發展在很大程度上依賴包括物理學在內的各學科的發展.
現代軍事科學技術的知識密集性、綜合性極高,處于科學技術的前沿,近幾年來的局部戰爭向人們展示,現代戰爭在相當大程度上是高新技術的較量.現代軍事科學技術離不開物理學和物理學的新成就,如紅外夜視、激光制導、激光雷達、三相彈等都與物理學原理和物理學實驗技術密切相關.
這一切都表明,在科學技術發展的進程中,物理學不但在歷史上曾經是處于主導地位的,在20世紀是處于主導地位的,而且毫無疑問,21世紀物理學在科學技術發展中也必將處于主導地位,它的作用將會更加突出.
大學物理課是一門重要基礎課,它的作用一方面是為學生較系統地打好必要的物理基礎,另一方面是使學生初步學習科學的思維方法和研究方法,這些都起著增強適應能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發探索和創新精神、提高人才素質的重要作用.學好大學物理,不僅對學生在校學習十分重要,而且對學生畢業后的工作和在工作中進一步學習新理論、新知識、新技術、不斷更新知識,都將發生深遠的影響.物理課的這一作用,特別為許多專家、教授、高級工程技術專家所強調.
我國工科大學物理的學時一直少于理科.因此,目前實施的教學內容,主要是傳統物理課內容在給定學時范圍內一再精選后形成的.總的來講,工科大學生的物理基礎較薄弱,物理知識面也較窄,特別是近代物理和現代工程技術有關的物理基礎和現代工程技術方面的新知識更顯薄弱.如我們的課程基本要求中沒有物性學、分子、原子核、粒子等內容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應等內容;量子物理、統計物理等近代物理基礎的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱.這些內容,工科一般專業在后續課中多不再涉及,而它們恰恰是當今學習新理論、新知識和新技術所要涉及的,有些甚至已成為當今高新技術的組成部分.在這個意義上講,大學物理課內容“老的多、新的少”.因此,更新內容,加強現代物理和現代工程技術有關知識,特別是有關基礎知識,是工科物理教學改革必須面向的首要問題.
二、工科物理課教學改革
工科大學物理課程的教學改革是很復雜的,也是很困難的,不可能一嗽而就.應該堅持以下原則:不應改變物理課作為基礎課的地位和作用,應著力研究現代高級工程技術人才應具備什么樣的物理基礎;要重點研究如何處理好經典物理和近代物理及有關近代內容的關系;應在培養學生科學思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度,與研究教學內容改革的同時,還必須系統地研究教學方法、考試方法等教學環節的改革.
工科大學物理課內容改革的重點在于加強物理學基礎(包括經典物理基礎和近代物理基礎),同時適當地介紹反映現代物理和現代工程技術的新知識,擴大學生的知識面,在整個教學過程中提高學生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力.由于工科物理課程教學時數少,只靠課程內容和體系本身改革回旋余地小,改革要將課內課外、理論教學與實驗教學、課與課間關系諸方面綜合考慮.(一)課程教學內容改革,應以物理課程教學基本要求為依據.在保證經典的前提下,進一步精選經典物理內容,突出教學內容及能力培養,避免過分強調系統性和嚴密性等,在整個經典物理教學過程中應貫徹加強近代思想;在近代物理基礎的基本要求部分,加強量子力學和統計物理基礎知識,以利于學生在校和離校后進一步學習新理論、新知識和新技術;加強現代工程技術物理基礎專題,這部分內容應側重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分內容的講授學時,分別約占總學時的58%、27%和15%.
(二)開設物理類和技術類專題選修課(或講座).物理類選修課:如現代物理導論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態物理、嫡和信息、傅里葉光學、非線性光學、非線性力學等、技術類選修課:如現代工程技術專題、激光技術、光散射技術、全息技術、穆斯堡爾譜學、核磁共振技術、薄膜技術、換能器、紅外技術、低溫和超導等.選修課應著重物理概念、物理思想和方法,不追求數學嚴密性,不過分強調系統性和完整性.
(三)教學手段改革是教學改革的重要組成部分.粉筆加教鞭不適應改革的需要已經成為人們的共識.近幾年來,有許多院校在多媒體輔助教學上做了大量的工作.實踐證明,把多媒體技術應用于教學可以改變信息的包裝形式,在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起,提高教學內容的表現力和感染力,能調動學生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動,使學生由知識的被動接受轉為主動發現.同時,這也為教學研究提供了有力工具,為教學的順暢實施與高效提供了可靠的技術保障.在提高認識的基礎上,加大這方面的資金投人,多媒體輔助教學必將成為21世紀教學手段的主體.而多媒體輔助教學軟件也應向智能化方向發展.1997年n月6日,中國物理學會正式宣布中國物理教育網建立.這就為網上教學和科研提供了方便,物理教育工作者應充分利用這一有利條件,從網上獲取信息服務于教學.名校、名師更應在網上傳播自己的教法和經驗,使大家受益.
物理化學與物理學或其他化學(如無機化學、分析化學)重疊的知識部分盡量讓學生在課前學習或者采用課堂提問等方式減少不必要的重復。在有限的學時內貫徹少而精的原則,將一些公式的推導(例如統計熱力學中的公式)和概念的引出(例如熱力學部分利用卡諾循環引出熵函數)做適當的精簡,課堂上只講具體的結論,推導過程留給學生課外自學[4]。再比如,界面化學和膠體化學可合并講解,對這兩章的內容可做一定程度的刪減和調整。課堂內學時及內容雖然減少了,但要注意加強課外學時,教師可提供一些課外的參考資料或者自學講義,教給學生學習的方法,引導學生自己去學習,培養學生的自學能力。
2設計課堂教學
在課程教學中介紹物理化學原理的同時,采取理論聯系實際的教學方式,結合生活中常見的或有趣的實際現象,讓學生帶著問題去聽課,以激發學生的學習熱情和學習興趣,使原本晦澀難懂的內容變得生動、易于理解。例如,在講化學熱力學的知識時,先問為什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰會非常順暢?在講到表面化學的知識時,先問為什么衣物上的油污只用水是洗不干凈的,必須用肥皂、洗衣粉等表面活性劑?為什么雨后荷葉、小草上水珠都呈球形?為什么毛細玻璃管中的水呈現凹液面,汞則呈現凸液面?還有讓學生用化學動力學的理論來說明為什么天氣熱的時候,牛奶、食物更容易變質?能否應用滲透壓的知識來解決海水的淡化問題等等。讓學生帶著問題去聽課,利用所學的知識對問題做出合理的解釋,才能讓學生真正的體會到物理化學理論學習的重要性和實用性,激發學生的學習熱情和學習興趣。
3改革教學模式
美國教育家杜威指出:教育不是一種“告訴”和“被告訴”的事情,而是一個主動和建設的過程。改革以前“填鴨式”、“灌輸式”的教學方法,盡量采用“研究式、啟發式、討論式”教學模式。教學方法的先進與否,將直接影響創新人才的培養成果。因此,在課堂上一方面教師講課要堅持少而精、博而通的原則,另一方面也要適當的開展討論啟發式教學,提出一些拓寬思路的研究型問題,增加課堂上師生的互動,增強雙向交流。改變教師“一言堂”的傳統教學模式,利于學生注意力的集中,激發學生的學習積極性,有效提高課堂教學效果。
4實施創新教育
同志曾將講過:“一個沒有創新精神的民族是永遠不會前進的民族”。換而言之,沒有創新精神的教育也將是永遠不會成功的教育。教育教學的本質就是開發人的潛能,塑造具有健全人格的人。建立“以人為本”的教育理念,以學生為主體,教師為主導,把學生的發展放在首位,教學中應介紹些和教學相關的科學前沿的內容,拓寬學生的知識面,不斷培養學生的創新意識,提高學生的綜合能力和創新能力。例如,在電化學部分講授化學電源時,除了介紹早期使用的鋅錳電池、可充電的鉛酸電池和鎳氫電池外,可以結合現代社會面臨的節能和環保的要求,向學生講解一些綠色環保新電池的知識。如20世紀60年代以來就被用作空間站及宇宙飛船空間電源的燃料電池,利用太陽光中的能量進行光電轉化的太陽能電池等。在化學動力學部分,光化學反應雖然內容較少,但是光化學與環境科學、生命科學、材料科學及信息科學等緊密相關。因此,可結合科學前沿介紹一些光催化技術在環境污水處理中的應用,開闊學生的視野,激發學生參與科學研究的積極性,培養學生的創新能力。
5結束語
1.設計好課堂教學各環節的“度”
教師的課堂教學各環節要根據學情安排適當,特別要把握好教學節奏的快慢、教學內容的詳略、教學的信度與效度、教師的親和度、對學生提問的度,以達到課堂教學的和諧統一。
2.教師介入要適度
新課標強調讓學生自己通過的體驗、感知、實踐、參與和交流,來理解和形成知識。學生的問題、困惑、見解、感受等都是教學的生長點,是學生自己探究的切入點,在學生交流并探究結果的過程中,教師應該做的就是傾聽和引導,通過認真傾聽和引導,來辨別不同學生的悟性和理解力,發現他們的偏差、疑惑。通過引導,讓學生利用觀察、發現和歸納等學習方式,形成有效的學習策略。對于教師的引導,要做到適時、謹慎、有效。整個指導過程要控制講話的時間,把更多的時間留給學生,并且要掌握好介入指導的時間,介入過早,會阻礙學生自主發現,同時也會剝奪學生嘗試錯誤和從教訓中學習的機會。學生自主學習的程度如何,教師把握介入度的合宜性怎樣,是教師實現有效課堂的關鍵。
3.把握好教學內容的深度和廣度
教材是依據課程標準系統地闡述學科內容的課程資源,是教學內容的具體化,也是教與學的依據。因此,要把握好教學中的度,就必須對教材進行深入的研究。但在實踐中,對教學內容深度廣度的把握上卻存在著兩種比較激化的傾向:
①深度上,對認知教學目標的學習水平把握不準確,對學生的實際水平估計過高,只著眼于成績好的學生,忽視中下水平的學生,在教學中往往把簡單應用的知識點提高到綜合應用,嚴重造成班上學生成績的兩極分化。
②廣度上,有的教師把知識范圍任意擴大了。在目前使用的初中物理教材與過去相比,許多內容已經刪除掉了,有的老師還在給學生補充。
二、合理安排教學中的“量”
1.課堂教學的容量要適中
合適的課堂教學容量是有效教學的保證,課堂教學容量過小,學生就有了玩小動作、開小差的機會,尤其是優生吃不飽,能力得不到提升;課堂內容過多,學生對知識根本來不及梳理、鞏固,也難以掌握本節課的知識,吃的都是:“半生不熟的夾生飯”,長此下去,必然會加大差生面。所以課堂教學容量應該具有辯證性、合理性,要科學安排,合理調整,切忌貪多求快,欲速不達。課堂教學容量安排應考慮學生的年齡、心里特點和新課程標準的要求,應充分注意以下幾點:一是整體把握新課標的知識點具體分布。心中有了數,教學起來就會得心應手,隨心所欲;二是弄清每課、每單元的重點、難點。有了明確的教學目標,主攻就有了明確的方向,就可以做到事半功倍;三是明了各相關單元,各課時知識的銜接與過度,避免重復,以在有限的時間里獲得盡可能多的效益;四是要符合學情。一般而言,以大多數學生的水平為基準,偏高偏低的學生又能兼顧,這樣,整堂課就能調動所有學生的積極性了,也就有利于全體學生發展目標的實現。
2.作業要精
(一)大學物理教材大學物理教材是學生了解物理知識最為直接和方便的手段,對于學生的自學和更好地提高上課效率均發揮著至關重要的作用,但是現在大學物理教材更關注于系統理論知識的講解,文字基本覆蓋了整個教材,很少有插圖,因而不利于學生對物理知識更為直觀形象的了解。
(二)大學課堂大學物理課堂是學生獲取物理知識最基礎的方式,真正的大學課堂應該不同于初中及高中的課堂,因為大學生的思維具有了一定的開拓性及靈活性,其實踐經驗也得到了不斷的增長,因而教師上課就不應該是初中和高中時那種“填鴨式”教學,而應起到開拓學生思維,激發其創新能力的作用。
二、大學課堂物理教學中應采取的改革措施
(一)提高大學物理老師的素質老師在學生一生的發展中起著至關重要的作用,曾經有一位著名的老師培養了多位科學家,當老師八十華誕同學們趕來為老師慶祝生日時,記者問了同學們一個問題“你對老師印象最深刻的是什么?”答案意外的驚人,同學們都說是眼神,足見要想成為一個對同學們有切實幫助的老師,就需要熱愛學生,要慈于父母,要尊重學生的人格,關注學生的成長。
(二)在教學中注重因材施教對于不同層次的學生,要注重提出不同層次的教學目標,對于具有不同特質的學生,要注重發揮他們的獨特優勢,對于不同的學科,要根據學科特點提出不同的要求。首先,對于層次較低的學生,要幫助其補充更多的基礎知識;其次,如果有些同學擅長于理論的研究,要加強對其理論知識的傳輸,使之形成完整系統的理論體系,有些同學動手能力較強,就要提供實驗器材及方法,促使其從實驗中發現真理;再次,大學課程有很多學科,其中物理學科作為一門理科學科,要求學生掌握更深的物理知識,因此在課堂上,老師要有目的地將學生往高深物理知識方面引導,使學生更深刻明白物理學習的目的,從而增強其提高專業水平的動力。
(三)注重趣味教學的方法興趣是學生最好的老師,因此要使學生很好地掌握一門學科,就必須培養學生對這門學科的興趣,對于物理知識的學習也是如此。首先,教師要提高自己的專業素養;其次,要利用先進的教學設備,更好地展示物理知識的機理,加深學生的印象,促進學生的理解。再次,要利用多種教學方式,可以采用小組合作討論、角色表演等方法來進行物理知識的教學,最重要的是要走出課堂,帶領學生去實驗室探索物理世界的奧秘。最后,要將書本上的知識與實際很好地聯結起來,注重理論和實踐的相結合,同學們只有在實踐中發現物理知識的重要性,才會去努力學習它,因此要將理論與實踐相結合。
三、小結
1.優化課堂“教”“學”比重,提高課堂效率
蘇霍姆林斯基曾經說過:從我手上經過的學生成千上萬,奇怪的是,留給我印象最深的并不是無可挑剔的模范生,而是別具特點,與眾不同的孩子。由此可見,在物理教育教學方法探究過程中,教師應在保持課程進度一致性的同時,兼顧不同學習層次學生的學習需求,將物理教學的“教”與“學”有機結合起來,做到既能有條不紊的詮釋物理知識,又使給學生留下充足的思考、交流和探索的時間。從而在師生互動、生生互動的良好學習氛圍中,提升班級物理課堂的學習效率和學習質量。眾所周知,富有生活氣息、趣味性強的物理知識,不僅能緊緊抓住學生的課堂注意力,同時也為學生活用物理知識進行了科學有效的指導。例如:在學習“光沿直線傳播”這一物理知識點,教師不妨利用多媒體技術通過圖像、視頻、文字等形式為學生講解這一知識點。在講解之后,教師可以讓學生思考若是光不沿直線傳播會產生什么樣的現象?光沿著直線傳播給我們的日常生活帶來了哪些便利?我們應如何有效利用光的特性。這種教與學相結合的物理課堂,不僅能有效激發學生思考物理問題、參與物理實踐的主動性和積極性,同時,也為學生科學、有效地進行自主物理學習提供良好的導向和指引作用。
2.喚醒學習熱情,提高自主學習能力
俗話說:要想知道梨的滋味,應該親自嘗一嘗。由此可見,喚醒學生的自主學習意識,是物理課堂實現“授之以漁”的第一步,也是提升學生自主能力的前提條件。因此,在物理教育教學實踐過程中,教師應從班級學生的實際情況出發,選取貼近生活、時代感強、實用性高的物理素材來增強物理課堂的實用性、層次性和實踐性,從而真正做到因材施教、有的放矢,進而在激發學生學習主動性和積極性的基礎上,促進學生自主學習能力的培養和提升。在物理教育教學中,教師應勇于打破“一刀切”的教學模式,結合多種形式的物理活動來豐富學生的日常生活,讓物理學習充滿學生生活的方方面面。例如:教師可以通過物理競賽、物理常識大比拼、物理科學實驗小組等活動,來豐富學生的課余生活。同時,教師可以讓學習能力差的學生進行常規性、基礎性物理練習;而對于學習能力強的學生則讓其進行提高性、發散性物理訓練。這種分層次、梯度化的物理教學不僅能滿足不同學習層次學生的學習需求,同時也為學生依據自身能力確立適當的學習目標、開展恰當的物理學習提供了科學、有效的指導。
二、結語
(一)消除心理障礙很多學生一看到物理問題,就感覺心煩意亂,摸不著頭腦。有些題目文字一大堆,講述的內容非常多,這樣的問題不僅僅是在考驗學生掌握知識的水平,還是在考驗學生的心理素質。在面對這樣的問題時,首先不要恐慌,更不要抗拒和逃避,我們應該勇敢面對,用平常心去對待,就把它當成一個簡單的問題去看待,其實很多題目,當我們讀完之后,會發現,其實并不是那么復雜,也許考察的正是最基礎的那部分知識。在平時的教學訓練中,教師就可以有計劃、有目的性地選取一些這樣的題目進行分析,幫助學生消除心理障礙。
(二)消除認識障礙高中物理就其學科特征而言,的確具有邏輯性、嚴謹性、系統性、理論性等特征,在教學中,我們需要向學生說明這些特征,讓學生對物理有一個基礎而全面的了解,但是,在教學過程中,我們一定要謹記,不能一味地灌輸給學生這些知識,如果我們只是過分地強調這些,只會讓學生對物理學習產生恐懼心理,讓他們害怕學習物理,甚至出現放棄學習物理的念頭。所以,我們在教學中,除了向學生闡述物理學科的特征外,更應該向學生介紹物理學科的趣味性和多面性,物理與我們的生活息息相關,在我們生活中,隨處可見各種物理現象,這些現象,有些是有趣的,有些是神奇的,物理這個大世界中還包括太多有趣、神奇的東西,都需要我們一步步的去揭開,去解密,只有通過學習,我們才能了解到這些現象發生的本質,用這樣的語言去為學生描述一個多彩物理大世界,消除他們的認識障礙。
二、高中物理教學設計的具體流程
(一)課題引入———創設問題情境在高中物理教學設計方案中,第一步就是要進行有效的課前導入,教學一個新課題,會帶給學生一些新鮮感,激發學生的好奇心理,基于此,我們可以采用情境教學法,創設問題情境,以此來激發學生的求知欲,讓學生帶著問題去學習,去思考。課前導入是非常關鍵的教學環節,這一環節的成效,直接影響整堂課的教學質量。在課題引入這一環節中,教師要注意一點,必須要明確課堂教學的目標和任務,課前導入也是為了這一目標而服務的,所以課前導入所選擇的案例、實驗和問題,一定要與整堂課的教學基調相一致。
(二)概念形成———實驗探索,創設發現情境物理定理的形成,就是一個從發現到解密,再從解密到實驗的過程,也就是從理論到實際,從實際再到理論的一個循環過程。首先,發現問題,然后,對問題進行分析和思考,歸納出其內在的規律和本質,再將這一規律運用于實際,看是否符合,這樣一個發現、分析的過程,就是一個概念形成的過程。一般來說,概念形成的途徑和方法都是通過物理實驗,實踐才是檢驗真知的唯一標準,同樣,實驗也是獲取真知的重要途徑。在高中物理教學中,教師應該盡可能地開發一些探索性的實驗,引導學生去做實驗,探究其中的原理,讓學生自己經歷發現、分析的過程,這樣可以大大加深學生的印象,并且會讓學生得到一種前所未有的滿足感和勝利感。
(三)難點化解———創設階梯情境,獲得規律針對高中物理中的重點難點,我們要著重進行分析和探究,教師在進行這些知識點的教學時,務必要充分結合學生的認知能力、學習能力以及所掌握的知識水平,然后再根據教學內容所需,選擇出一種最適合的教學方式,來對這些難點一一破解,化解難點的教學手段很多,教師可以采用實驗教學、多媒體教學等等教學手段。