化学实验的研究方法范文

导语：如何才能写好一篇化学实验的研究方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：初中化学 教学方法 创新

1前言

教学实践表明化学是以实验为基础的自然科学之一，化学实验的教学在中学化学教育中占有非常重要的地位，其与学生化学知识的培养有着密切的关系。化学实验中，学生可以非常直观的获取化学知识，同时也有利于学生对化学规律的巩固、化学概念的认知、以及化学知识的理解，是一种提升学生能力关键环节之一。如何使实验在化学教学中发挥更大的作用，已成为老师关注的热点之一。在近几年新教材的实践中，也可以看到引导学生主动进行实验的设计、改进等都会对学生的创新起到积极的作用。前人的教学理论以及自身的工作经验都表明，不断积极的将化学实验的教学方法进行创新才能确保化学实验的活力以及其在化学教学中的作用。本文就初中化学实验教学方法的创新进行简单的阐述。

2实验教学的创新

2.1重视探究性的实验

化学实验的教学中一定要重视并发挥实验的探究功能，否则将会降低学生的学习效果及积极性。由此，应依据化学课程的设计理念，在实验教学中充分调动学生的探究性进行学习。以“二氧化碳的制取”实验为例，实验所用的药品虽然在教材中都已经标出，学生虽然能够将药品记住，但在接触到其他可以制备产生二氧化碳的药品时发生混淆。这时就需要对实验的教学进行创新，首先让学生对其所学的能够生产二氧化碳的反应进行回顾，并就该反应能否进行实验室的制备进行分析，最终进行实验室制备二氧化碳所用药品的确定。①使用盐酸或硫酸与碳酸根化合物进行反应；②采用分组实验来确定实验室制备二氧化碳的最佳药品。这种教学方法有利于学生创造性的激发，在这个过程中学生可以主动的进行化学相关知识的获取，教师在这个过程中仅进行一定的指导和协助的作用，实现了真正的自主性学习。

再以教材中“氢氧化钠溶解时放热”的实验为例，在传统的教学中，是通过用手触摸的方式对这个现象进行感知，这种方式有着其局限性。对此实验进行一定的创新，在讲解时，将烧杯中的水煮沸后离开热源，此时水就会停止沸腾，只需向烧杯中加入一定的氢氧化钠固定，水又开始沸腾。这种经过创新的实验会让学生对其现象记忆深刻，同时也可以理解更加全面。

探究性的实验，能够让学生成为学习的主体，其有利于学生发现问题、解决问题能力的提升，同时也能够培养学生的化学思维以及科学创新。

2.2完善实验的装置及设计

在传统的实验教学中，化学实验的装置都是正规化的仪器，其目的是为了培养学生规范化的操作。但某些实验的装置具有复杂、演示现象不清晰、环境污染等缺点。由此，对实验的装置进行改进性设计有利于学生分析和解决问题能力的培养。以“单质碳还原氧化铜”实验为例，原课件中该反应的现象不清晰，且反应时间长。在教学中通过与学生的互动，对其进行积极的改进：首先将铜丝的表面进行氧化，得到黑色的化合物氧化铜；然后把氧化的铜丝放入含有木炭粉中进行加热使其发生氧化还原反应，反应一段时间将铜丝取出就能看到铜丝的表面由黑色变为红色。改进后，实验的现象非常的明显，且实验时间较短。

再以“氢氧化钠与二氧化碳的反应”为例，在教学中可用简单的演示实验对其进行解释，这有利于学生的掌握。在装满二氧化碳的塑料瓶子中倒入一定的氢氧化钠溶液，密封后摇动塑料瓶，就会发生塑料瓶变瘪的现象，同时也会产生噼里啪啦的响声。用注射器吸取一定的盐酸并将其注射到塑料瓶住，就可以看到塑料瓶恢复原貌。明显的现象对很难理解的反应进行简单的解释，这有利于学生的理解。

实验的设计创新有利于学生对知识的渴望，也可以对学生的智慧进行启迪。教师对实验的创新有利于学生对化学知识的掌握，也有利于学生创造力的培养。

2.3增设家庭小实验

新教材在实验内容中安排了一定的“家庭小实验”，以课外实践的形式，培养学生的兴趣及实验能力。以“软水和硬水”的区别为例，在学习完该知识后，可让学生将用久毛巾尝试着去变软。在学过盐与酸的内容后，可以在家中用苏打与醋进行反应，感觉盐与酸的反应等。这种家庭“小实验”有利于学生对于所学知识和技能温习和巩固，同时也能够提升学生的观察、分析和动手能力。

2.4开展微型化学实验

微型化学实验是近期国内外在绿色化学的理念下，以预防化学污染的新思想就常规的实验方法进行创新。微型实验的实验仪器通常来源于生活中的废弃品，这样学生在动手创作的过程中，不仅能够加深相关知识的理解，还能展现自身的设计能力，也有利于学生勤俭节约的培养。例如，废弃的胶囊板可以用作点滴板、果冻壳可以用作小烧杯、青霉素瓶可以用于酒精灯的制作、矿泉水瓶可以用于洗瓶的制作等。这种利用生活废弃品进行化学实验仪器的制备过程，给予学生创新的机会，不仅有利于学生对化学知识的掌握，更能让其体会到其中的乐趣。在化学实验教学中，应依据实验的情况进行常规、微型实验的选择或结合进行取长补短，已达到提升教学效果的目的。

3结语

上述内容为化学实验教学方法的创新性研究，也是中学素质教育的要求之一。在化学实验中，学生可以非常直观的获取化学知识，同时也有利于学生对化学规律的巩固、化学概念的认知、以及化学知识的理解。这就需要教师在授课的同时对教学的效果及方式进行积极的探索和创新。是达到学生创新意、思维及能力培养的目的。

参考文献：

[1]杨剑春.南京市初中化学教学建议[Z].南京市教研室，2009.

[2]程玉珊.微型化学实验初探[J].中学化学教学参考，2008，11：32-33.

[3]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京：科学出版社，2000.

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化学实验改革是化学课程与教学改革的重要组成部分。作为站在新一轮教育改革前沿的一线教师，笔者积极融入化学实验教学改革之中。结合一些教学实践，有如下看法：

一、教师要具备创新的教育理念

中学化学实验教学通过教师的演示实验和学生自己动手的分组实验，以培养学生的观察能力、分析归纳综合能力与实验动手能力，也就是提高学生的综合创新能力。为对学生进行创新能力的培养，教师要完善自己的创造性人格。这是一项非常必要、十分艰巨、又需要长期“健身”的活动。教师要用自身的人格魅力来影响并引导学生，促进学生创新精神的形成和发展。同时创新教育要求我们教师确立以学生为中心的教育主体观，建立民主、平等的关系，尊重学生的见解，宽容失误，欣赏独特的发现，做学生发展的促进者和引导者。

二、创设新颖的问题情景，激发学生质疑探究的欲望

根据教学内容用实验故事或创设促使学生提出问题的情境等，诱发探究欲望，激发学生兴趣。当学生有了想亲自探究实验现象的原因或规律的兴趣时，教师的课已成功了一半。

如在讲CO2的性质时，要求每位同学带一瓶自己喜欢喝的碳酸饮料，通过做实验来探究CO2性质。学生对于这种“出乎意料”的奇异的实验现象会感到新奇和兴奋。

教师要因势利导，引导他们思考：为什么会出现这种现象？原因是什么？这样会使学生的兴趣得到不断提升和发展。

三、变演示实验为学生参与实验

在农村初中化学演示实验教学多为验证性实验，先由教师演示实验，学生观察现象，归纳得出物质的性质、定律。这样，学生只是被动、消极的知识接受者，没有积极的思维和创新，也没有探究的目标和方向。

从学生的问卷中得到：大多数学生认为，看老师的操作不太注意操作动作，只注意现象，若自己在全班同学面前演示就会很认真地思考该怎么做，一旦操作错误，改正后也会记得特牢。

在这基础上，我们可以把一些验证性实验改成探究性实验。如在教学“二氧化碳”一节时，让学生自备汽水。学生们就很惊奇，“上化学课要带汽水？”立刻引发了浓厚的兴趣。上课时出示的课标题“探究汽水中气体的性质”，让学生情绪高涨，迫不及待地动手了。

这时老师应及时地强调探究计划，“你准备探究哪些性质？”引导学生有目的、有计划地探究。

通过自由发言，补充，归纳出副标题：该气体的物理性质和化学性质。开始实验，学生打开瓶盖，静止着观察。汇报观察到的现象。“这些现象说明什么问题？”引导学生从现象到本质的思考。

让学生喝掉一些，用已有的仪器设计收集一瓶气体。通过实验现象，学生讨论加争论后得出结论：该气体的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧。最后，用适宜的方法收集两试管气体，并试验气体的其他性质，推断出气体的名称。

结论一出来，有的学生就嚷道：“二氧化碳也可以吃呀？”这时，老师简单介绍汽水中二氧化碳的作用。使学生进一步了解生活中处处有化学。用探究性教学改变了原教材的编排顺序，使教学更紧凑。学生有更多的时间参与讨论甚至争论。

由于学生参与课堂演示，课堂气氛变得宽松、活跃。学生在观察实验的同时，也关心着同伴实验的成功与否。同学们享受到实验成功的喜悦，即使是失败的教训也使他们终生难忘。实验后，再由学生评价，教师总结，这种由学生演示、评议，学生当主角，老师当配角的做法激发了学生的探究思维。

四、变验证性实验为探究性实验

挖掘教材中的验证性实验，可转化为运用探索性实验来进行教学的实验内容，设计为探究性实验，突出实验的创造性，发挥探究性实验教学在培养学生的科学态度、科学方法的作用，使学生会研究与探索实验的方法，激发学生的好奇心和求知欲，促使学生主动探究解决问题的正确途径，让学生成为新知识的探究者和发现者。

这类实验首先由教师经过精心筛选，选择有代表性的符合学生实际水平的问题来进行探究。要求学生先设计出解决问题的方案，然后经过师生共同分析讨论，修改后实施，必要时由部分学生协作来完成。

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一、基于信息技术支撑下的高中化学实验教学的优势

1.克服传统实验弊端，发挥虚拟实验、演示实验优势。传统化学实验往往由于时间、空间等客观因素的影响，致使实验现象不明显，有经验的教师往往采用巡回展示、加快反应速度、放大实验现象等减少弊端，但由于课堂时间有限，演示效果往往不尽如人意。教师反复播放关键之处，让学生能从多角度清晰地观察现象，避免实验中可能出现的失误。

2.发挥虚拟实验室优势，弥补传统实验的不足。一些化学实验会产生有毒、有害物质，不但会污染环境，还易对实验人员产生伤害。教师将虚拟实验应用于化学教学中，如硫酸工业制法、氯气的实验室制法等。在虚拟实验中，教师还可以随心所欲地控制实验进程，将反应较快、不易观察的实验慢速播放或定格，对反应较慢的实验采取展示重点的形式演示。

3.呈现微观变化，突破教学难点。传统教学手段难以表现微观现象，如晶体结构、原子的重新结合过程等不易直接观察，学生难以产生感性的认识，教师可借助于信息技术手段清晰呈现微观的事物，使学生能透彻理解微观变化。

4.引入丰富的网络资源，提高课堂教学成效。教师不能困囿于教材的实验内容，要充分利用实验录像、实验动画、实验软件等网络资源，能变抽象为具体，提高课堂教学效果。教师还要努力学习PPT、FLASH等软件，开发教学资源，改进课堂教学。

二、基于信息技术支撑下的高中化学实验教学策略

1.播放化学实验视频。多媒体集音频、图片、视频等于一体，具有图文并茂的特点，深受学生的喜爱。通过化学实验视频，展示氯酸钾加入糖块生成具有魔幻色彩的烟火、镁在干冰块间燃烧、快速制作石笋等实验，感受化学知识的奥秘无穷。部分化学实验对气温、光照等实验环境有着苛刻的要求，如甲烷与氯气的取代反应需在日光不能直射的地方进行实验，因而对光的亮度有着严格的要求，如果把握不好，会直接影响实验效果，甚至会发生爆炸，直接威胁到师生的人身安全。教师可以将课堂上不宜操作的实验，在课前用DV拍成录像在课堂上播放，既保证课堂教学的顺利进行，也满足了学生的好奇心，激发了学生的求知欲望。

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关键词:创造性思维 希望罗列法 缺点列举法 批判探究法

《面向二十一世纪教育振兴行动计划》提出:“整体推进素质教育,全面提高国民素质和民族创新能力。要进行创造性思维的训练,就得先了解创造性思维的方法。根据前人的创造发明史,不难得出创造性思维的三种方法:①缺点列举法;②希望罗列法;③批判探究法。”笔者结合自己的课堂教学过程,阐述如何运用这三种方法,对学生的创造性思维进行训练。

一、缺点列举法

围绕现有物品的缺点提出各种改进设想,并找出改革的方案,进行创造。化学实验的改进,就是这种创造性思维方式。

范例一:对乙烯的制备和检验实验(高二化学)进行改进。

师:能使溴水褪色的气体一定是乙烯吗?

生:不一定,乙炔也能使溴水褪色。

含碳碳双键和碳碳叁键的有机物都能使溴水褪色。

SO2也能使溴水褪色。

师:我们看到实验中液体变黑,乙醇有部分被氧化成碳,浓H2SO4就被还原,生成SO2(氧化还原反应的规律),很明显,这个实验有一些缺点,那么有哪些缺点呢?

生:SO2没有预先除去。

不能确定是乙烯还是乙炔,还是其他不饱和的有机物。(指出缺点)

师:那么,我们该如何改进这个实验,来证明产生的是乙烯呢?

生:(讨论)SO2除去用碱石灰(或NaOH溶液),确定乙烯分子组成用燃烧法。(提出改革方案)

二、希望罗列法

从思维者的志愿出发,提出各种新的设想,并对这些设想进行研究。在化学教学中,可采用多种实验方案的设计,元素化合物的多种制备,计算题的一题多解等。

范例二:《炼铁、炼钢》教学

师:如果你不知道炼铁的原料,而要你进行原料的选用,你认为该解决哪些问题?

生:(讨论)寻找铁矿石,测定铁矿石的含铁量,选择合理的还原剂,选择除杂剂。

师:如何检验是否铁矿石?含铁量如何测定?

可以选用哪些还原剂?脉石(SiO2)可用哪些物质除去?

学生:(一一讨论)略。

三、批判探究法

以批判的态度对待各类信息,对信息进行比较、分析、思考,确定哪些是真实、可信、可靠的,并得出自己独到的见解。在教学时,教师通过创设情境,提供一些似乎有道理的信息,要求学生形成批判继承的研究方法与创新思维。

范例三:《物质的检验》

师:(创设情境)在一次课外兴趣小组活动中,老师拿来一块晶体,并分给四个小组,要求同学们帮老师通过实验验证是不是明矾。于是,四个小组分别进行实验。

(提供信息)不久,四个小组的同学都说已证实是明矾。第一组同学:用pH试纸检测其水溶液,呈酸性。第二组同学:将晶体投入有悬浮杂质的水中,水变纯净。第三组同学:先用焰色反应,火焰呈紫色;在水溶液中,取少量加入BaCl2溶液,有白色沉淀;再取少量加入氨水,也有白色沉淀。第四组同学更绝,学习阿基米德:从实验室找来贴有“明矾”标签的晶体,称取相等的质量,分别投入装满水的烧杯中,发现溢出水的体积相同。

(疑问)你觉得他们是否都已证明是明矾了呢,你该选择什么方法进行实验?

生甲:应该都对,明矾呈酸性,能净水,水溶液中电离出K+、Al3+和SO42-;同时同一物质的密度应该相等。(该生有知识基础,但缺乏批判的态度,以为事实应该如此)

生乙:第一组不对,酸性的物质不一定就是明矾,强酸弱碱盐都是酸性的。第二组也不对,能净水的除了明矾外,还有铝盐、铁盐等。第三组也有问题,加入BaCl2有白色沉淀的,还可能是CO32-,加入氨水有白色沉淀的还有Mg2+等。所以,我认为应该选第四种。(在众多的考试中,学生养成了做选择题的习惯,但在学习和生活中并不是都能做选择题,必须克服这种思维的弱点)。

师:第四组同学真的正确吗?

生:我也觉得有些问题,但不知道问题在哪。

师:我们今后的知识来源非常多,面对众多信息,我们先得学会判断哪些是对的,哪些是不对的,用批判的态度吸取知识,才是最好的方法。其实,第四组的问题也很简单,如果一只桃子上贴上苹果的标记,你就会认为它是苹果吗?

师:那么,我们该怎样鉴定是否是明矾呢?

生:(讨论)略。

在进行创造性思维训练过程中,改变了一些学生原有的固定思维方式,同时也使学生养成了勤于思考的习惯。

参考文献:

1.皮连生主编.《学与教的心理学》.华师大出版社

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关键词：初中化学；探究性实验；解析方法；案例分析

在中学科目中化学是自然科学中的基础学科之一。主要研究气离子的检验、物质的除杂、固液气颜色及在空气中发生的反应等。而这些实验不仅能让我们学生对化学产生兴趣，还能培养他们对科学的创新精神、探讨能力，培养综合性、复合型的科学人才。显然，这需要我们去探究、去研发、去大胆创新，而这不仅仅是依靠老师个人改变课堂所能做到的，而这显然是中学教学的一大创新改革，也是一大盲点。而我们教学从业者所需做的就是面对、适应及探究。更需要化学相关从业工作者对其开放性、探究性的实验大胆研究、大胆假设、大胆创新。下面就职业初中化学探究性实验的解析方法进行归纳分析。

一、初中化学探究性试验的概述

化学探究过程虽简单概括是一种程序或阶段，但它更是一种对科学的探究，对科学的创新、改革。

二、初中化学探究性实验的解析方法

一般而言，化学由于是由许多的门类组成的，因此，每个化学门类都有自身的研究领域与方法，而每个人都有自己的一套不同研究问题的方法、途径和手段。这些都是各不相同的，因而不存在统一的研究模式，但虽说如此无论是从事哪一门类或哪一领域的研究，对于从发觉问题到解决问题，都要大体上经过这样一些类似的活动过程或阶段的，譬如，发觉问题，大胆设想，制订方案及检验假设，最后得出结论。

正是无论是从事哪一门类或哪一领域的研究，对于从发觉问题到解决问题，都要大体上经过这样一些类似的活动，而这期间的过程或阶段构成了被称为“探究”的科学过程，进而也成为判断某种活动是否是科学探究活动的依据。探究学习是探究教学过程中学生的主要学习方式。

对于探究性学习这一理念最先是由美国芝加哥大学的著名教授施瓦布提出来的，他认为孩童是自己主动地积极地有意识地参与到发现问题解决问题活动知识的过程及具备研究自然的探究能力，这便同时形成了认识自然的基础――科学概念，从而达到了培养学生探索世界的积极态度的目的。而对于探究过程，美国芝加哥大学教授施瓦布提出了五个阶段：（1）明确问题；（2）收集适合问题解决的资料；（3）提出假说；（4）验证假说；（5）导出结论。

施瓦布教授等人的实验探究教学思想，强调学生像“小科学家”那样进行探究、发现，对于教师在探究过程中的作用甚少，但是，同样，施瓦布教授提出的五个阶段对于任何年龄层任何职业身份都是通用的。在探究性的化学试验中我们所需做的就是大胆创新、大胆设想，并逐步实践。曾经一位著名学者说过“你教我学，我学不会；你做我看，我能知道；你让我做，我能记住。”所以学生需要动手实践，老师只是引路人，与此同时学生也应具备化学知识储备及操作的科学性，不能盲无目的地去试验，避免一些物体之间的反应。

三、初中化学探究性实验的案例分析

案例一：

课堂教学中因适当穿插日常生活中的化学小现象，既可以提高学生的对化学学科的学习兴趣，又可以激发学生对化学的探究能力。譬如，生活中最常见的：水壶用的时间长了里面会有一层白色的水垢，也有人叫它水碱或水锈，那这种白色的物质是怎么形成的，为什么会形成呢？还有为什么区域的不同水垢的多少也会有变化呢？这时候我们就可以用我们学到化学理论来解答这些问题了。而这一实验恰恰证明了，化学无处不在，需要我们去发现、去探究。

案例二：

课堂中最常见的便是运用排水法和向下排空气法得到的空气。而对于空气中的氢气有个爆炸范围，当它与空气混合在爆炸范围内就容易发生爆炸，所以，我们在教学中重视科学性、研讨性的同时，还需要注意安全性，这是我们初中化学探究性实验的重中之重。当然，在教学中我们也需要注意实验时间，操作次数等，以便更加有利于课堂教学。

化学的学习是枯燥无味的，很多学校的化学知识只是注重理论，所以，在课堂上，教师要在立足于课堂教学的研究过程中，培养学生的主观能动性，让其获得生动的感性知识，进行积极思维，把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳，上升为理性认知。常言道，善观察者，可以见常人所未见；不善观察者，入宝山空手而归。

参考文献：

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关键词：学习兴趣；教学模式；学习方法；多媒体技术

初中阶段的化学教学是学生终身化学学习的起点，对学生而言，显得至关重要。因此，在当前的形势下，加强对初中化学课堂教学方法问题的研究，具有非常重大的现实意义。

一、激发学生的学习兴趣，在快乐中学习

正如爱因斯坦所言，兴趣是最好的老师。学生只有产生了学习兴趣，才能有求知的动力和积极性。初中阶段的化学教学过程中，学习兴趣的培养主要是基于老师的积极引导、诱导。实际教学过程中，应当立足实际，采取因势利导的方法，引导学生产生浓厚的学习兴趣。比如，在氢气还原氧化铜教学过程中，先通氢气，将试管中的残留空气彻底地排净，再利用酒精灯对其进行加热；黑色的氧化铜变为红色的铜以后，应当先将酒精灯撤去，待试管彻底冷却后撤掉氢气流。在该教学实验演示过程中，可变成饶有兴致的顺口溜，即“氢气很辛劳、早出晚归；酒精灯偷懒、迟到早退”。通过这种方式，可以很快让学生掌握该实验教学中的重点环节。不仅可以有效激发学生的学习兴趣和积极性，使学生在轻松愉快的氛围中学习，而且还能有效提高教学质量和效率，可谓一举两得。

二、创新教学模式和学习方法

初中阶段的化学课程与其他学科的教学方法有所不同，初中化学教学过程中讲究理论与实践相结合，采用探究式教学模式、以小组合作学习方法为主。随着新课程改革的不断深化，新课标要求学生在实际学习中充分发挥积极性和主动能动性，应当充分尊重和体现学生的主体地位。初中阶段的化学教学过程中，传统的填鸭式、满堂灌教学模式应当从根本上摒弃，它已不适应当前的客观需求，对学生的创新能力培养不足。基于此，应当选择小组合作教学模式，有效调动学生的积极性、培养学生的兴趣与热情。初中化学教学中，通过建立实验探究小组学习模式，取代传统的教学方式。比如，CO2化学性质教学中，引导学生采用实验小组教学方式进行二氧化碳使澄清石灰水变浑浊实验。实验教学过程中，有人认为澄清的石灰水不会变浑浊；有人认为二氧化碳通水后，再滴入石蕊会变红，继续加热后不会变色。针对以上不同意见，老师应组织学生进行探究性讨论，通过小组合作探究，找到分歧原因。通过小组合作教学模式，不仅可以充分体现学生的课堂主体地位，而且还能培养学生的创新能力，给学生创造一个可有效展现自己的平台。

三、利用多媒体集成技术，提高课堂教学质量

通过多媒体集成技术的应用，可将初中化学教学中的抽象图像、化学符号以及化学反应等资料有效地融合在一起，让学生更直观地去认知化学教学内容。比如，在初中化学教学中，石油、煤炭等资源的综合利用可利用声、形结合技术，通过视频方式来满足学生感官上的要求，从而有效提高初中化学课堂教学质量和教学效率。通过利用多媒体教学技术，尤其是模拟功能，突破初中化学教学中的难点，从而弥补传统教学模式之不足。在现实生活中，通常很难观察微观世界的化学变化，然而，利用现代化多媒体技术进行教学，可有效帮助学生打开微观世界之门，并且将学生带入一个模拟微观粒子世界，将原本比较抽象的概念有效地转换为可以用肉眼看到的实物，从而突破初中化学教学难点，以此来加深印象。

在初中化学教学中，应当充分发挥学生的课堂教学主体地位，这样才能有效提高教学质量和教学效果。

参考文献：

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【关键词】工学结合一体化；实习教学方法；应用原则

教学方法是在教学思想和教学原则的指导下，师生为实现教学目标而开展的教学活动的一切方法的总和。研究中职学校现代教学方法，就是要探索适应现代中职学校发展需要，适应中职学校教学规律和特点，构建以提高学生全面素质、培养学生创新能力和实践能力，体现以教师为主导、以学生为主体、以实践为主线的中职学校现代教学方法体系。

随着我国社会主义市场经济的快速发展，各行各业越来越需要具有综合职业能力和全面素质的、直接从事生产、技术、管理和服务第一线的应用型、技能型的高级实用人才。为此，担负这一类人才培养任务的职业教育，必须切实加强实习教学的改革和建设。

1 树立现代职业教育观，推进一体化教学改革。

在教学改革的过程中，首先要树立现代职业教育观，才能把握改革方向，取得事半功倍的效果。职业教育不是终结教育，而是终身教育的重要组成部分。职业教育要传授职业知识和技能.在实施新课程改革的过程中，我们通过听课、教师座谈、学生问卷等多种形式的调研发现，在我们的课堂教学中，以讲代练普遍存在，理论课“满堂灌”现象司空见惯，课堂教学高耗低效，学生的学习积极性没有充分调动起来，影响了教育教学质量的提高，特别在工艺课、专业理论课和实训课的教学衔接上存在诸多问题。为解决这一问题，我们首先从解决教学观念入手，从思想深处认识到深化课堂教学改革、还学生以“主体地位”的重要性和迫切性，由“要我改革”变成了“我要改革”，学生被动学习，变成主动学习，以极大的热情投入工学结合一体化课程教学的实践之中。

2 以工作任务为主线，改革实习教学方法。

2.1 提高学习任务的复合性 .现代的生产设备中，各学科、各专业相互渗透，相互之间的联系日益密切。一台加工中心的操作，就可能涉及到车、铣、磨、钻及设备维修等多个工种；一条生产线就可能包含着压力加工、机加工、金属热处理等多种工艺；传统的学科、工种与计算机日益融合，CAD/CAM技术得以广泛应用；机、电、液一体化的设备日益普及。因此，在职业教育中，要提高学习任务的复合性，要通过课题的开发或者产品的生产，指导学生把不同专业、不同工种所涵盖的知识点有机地结合在一起。这样，不但可以加强对学生综合技能的培养，而且有利于充分发挥学生的主观能动性和创造性，提高学生的就业谋生能力和综合职业能力。

2.2 实习教学要有效益 .贯彻产教结合，工学结合的原则，是职业教育的客观要求，所以，学校要建立既可生产又符合教学要求的实习基地。 我校的实习工厂，目前的主要产品外接件，形式多样。多年来，我校一直坚持走产教结合、工学结合之路，每学期及暑假期间，均组织学生进厂实习。在一线技术人员及工人的指导下，不但让学生全方位地参与企业现场技术管理、生产管理、质量管理及设备管理等，还让学生直接参与产品生产工艺的制定和实际生产，承担了零件的毛坯制备与机械加工，以及装配等部分生产任务。另外，在实习教师的指导下，还组织学生为学校制作了床架、篮球架、垃圾箱等。通过以上多种形式的顶岗实习，不但锻炼了学生，而且产生了多方面的效益：一方面，学生直接从事生产可获得一定的报酬，进行勤工俭学；同时也为社会创造财富，产生经济效益。另一方面，学生顶岗，满足了企业对短期实用型人才的需要，为企业的减员增效创造了条件，产生了人员效益。另外，学生经过真刀真枪的实习后，走入社会可以直接上岗，没有明显的过渡期，满足了社会对实用型人才的需要。同时也促进了职业教育事业的发展，产生了社会效益。

2.3 实习教学要有针对性 ，职业教育培养的是实用型人才，同时也是区域性人才。所以必须根据区域对人才的需求特色、需求量来确定自己的培养目标，对学生进行有较强岗位针对性的技能训练。

近年来，针对一些地区急需懂得现代制造技术、能熟练操作数控设备的工程技术人才这一情况，我们专门组织机械专业的学生培训了数控车床、数控铣床、线切割机床的操作及Master CAM，PRO-E软件等实用软件的使用；这样，把学生就业后的上岗培训和就业前的实习教学有机地结合在一起，从而使学生在就业前就拥有岗位，就业后就能直接上岗，有效地推动区域经济的发展。因此，职业教育中的实习教学必须坚持以市场为导向的方针。

3 教学方法的应用原则。

选择确定了教学方法，并设计出教学方案后，到了实际教学活动中，还有一个如何正确实施应用的问题。为了解决好这一问题，必须注意贯彻以下原则：

3.1 发挥教学方法的整体功能。教学方法的应用，一要考虑充分发挥由教师、学生和课程构成的教学的整体功能，使之实现整体大于部分之和的系统功能；二要注意发挥出不同教学方法构成的综合整体功能，使各种方法有机配合，收到良好的教学效果，提高教学质量。

3.2 坚持工学结合一体化教学方法，学生做到工作中自主学习，老师做到工作中启发式指导。指教师从学生的实际情况出发，把学生当成学习的主体，应用各种方式方法调动学生学习的积极性、独立性、主动性和能动性，引导学生通过自己积极的学习活动去掌握知识、形成技能、发展能力和促进个性健康发展。启发式尊重学生的主体人格，强调指导学生的学习方法，重视学生的技能形成、能力发展和个性展示。

各种教学方法既有启发性质，又有注入性质，是一把“双刃剑”，全在于教师如何应用了。比如讲授法，一味的讲、枯燥地讲，就是注入式；而以适当问题和实例开头，激发学生的学习动机，再配之以形象、风趣的讲解，……就是启发式。又如，问题解决法，问题在形式上和内容上，提得恰到好处，能适合学生的心理，就激发其学习动机，……就成为启发式；若问题提得过难或过易，连珠炮式地提一大堆问题，就会压抑学生的学习积极性，使之生厌，……就成了注入式。因此，应用教学方法，需要自始至终贯彻工学结合一体化的理念，多用启发式的教学方法，在学生的工作中解决问题。

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    一、实验探究教学活动,有助于把握教材,突出重点,突破难点。

    以氧气的实验室制法中药品和条件的探究为例说明之。

    以分组实验展开实验室用什么方法获得氧气的教学,大胆地对教材中的三个演示实验进行改进。用带火星的木条分别直接接触石棉网上的A氯酸钾、B氯酸钾和二氧化锰、C二氧化锰三种固体药品

    A中; 木条直接接触氯酸钾,木条火星闪动,但不复燃,证明产生了较少的氧气。

    B中; 木条接触掺有二氧化锰的氯酸钾,木条复燃,证明产生了较多的氧气。

    C中; 木条接触二氧化锰,火星不变化,证明不产生氧气。

    通过现象,同学们很快得出结论,若氯酸钾和二氧化锰混和加热,只有氯酸钾会放出氧气,而二氧化锰不会放出氧气。证明了氯酸钾是制取氧气的反应物,二氧化锰只是改变了氯酸钾放氧气的速度,是个条件。然后再对催化剂这个概念加以阐述。原教材中的实验,操作繁琐,药品消耗大,耗时长,不适宜学生分组。实验改进后,仪器简单,操作简便,现象明显。通过分组实验后,同学们轻轻松松地就掌握了实验室制氧气的化学反应原理这一重点内容的学习,而且把催化剂这个难点易化了。

    二、实验探究活动,最重要的是体现了教师的主导性和学生的主体性相结合的原则。

    学习有两种方式:接受式学习和体验式学习。传统教学重视知识的灌输,抽走了最生动的学生情感体验,使教学变成了干瘪的知识传授。而实验探究学习是体验式学习方式中的一种。实验探究式学习是通过自己的亲身实验活动,积极探究出知识的发生过程,从问题的解决中习得知识,培养能力,获得情感体验。更重要的是在过程中教会学生如何学会学习,如何学会解决问题。

    1、氢气的实验室制法的反应原理的探究。

    【教师投影】指出早在19世纪科学家就发现了某些金属与某些酸反应就能产生氢气。接着,老师提出探究问题:“那么哪种金属与哪种酸反应比较适合于实验室制取氢气呢?”

    【活动与探究】实验内容,铜、镁与稀硫酸,锌、铁与稀盐酸反应,然后学生动手实验,观察现象,同时填好实验报告。通过现象,同学们可能会得出错误的结论,认为反应越快越好,而不会从成本上,可操作性方面考虑。这时老师应及时反馈学生探索成果,并给予评价,引导学生得出正确的结论: 即实验室是用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气的。

    2、二氧化碳的实验室制法的反应原理的探究

    首先:老师提出问题,请同学们思考,我们学过的哪些反应可以生成二氧化碳呢?同学们思考归纳以下的反应:A 碱式碳酸铜受热分解 B 碳与氧气燃烧生成二氧花碳 C 碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳 D 一氧化碳与氧气燃烧生成二氧化碳 E一氧化碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳 F 碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳 G 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳 H 碳与氧化铁高温生成铁与二氧化碳 I 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水与二氧化碳。请同学们思考上述9个反应中,哪个反应适合在实验室制备二氧化碳呢?同学们经过思考后,大胆地提出假设:A B C 三种方法比较适合实验室制二氧化碳。

    【验证猜想】分组实验,提供给学生碳酸钠粉末,碳酸钙粉末,碳酸钙块状固体,稀盐酸和稀硫酸溶液,进行制取二氧化碳的实验。同学们经过分组实验、观察、记录实验现象,从反应速度上分析、比较得出结论,只有碳酸钙块状固体与稀盐酸反应是最适合实验室制二氧化碳的。整个过程中总结复习旧知识,提出新的假设猜想到猜想假设的验证都是学生的活动。学生在掌握知识的基础上把握科学的思维方式是突出学生在你课堂上的主动行为,最大范围地体现了学生的主体性,在实施这堂课中教师只是适当调控、点拨和引导,这样更好地达到了教学效果。

    三、实验探究活动在民主合作的氛围中,更有利于培养创新精神和实践能力。

    又如在初中“一氧化碳”的教学中,先复习“碳”与“二氧化碳”的性质,从得失氧的观点分析碳只能获得氧,即可燃性、还原性;二氧化碳只能失去氧,有氧化性。接着提出“介于两者之间的一氧化碳,应具有怎样的化学性质呢?”学生自然就会提出“一氧化碳可能具有A 得氧——还原性、可燃性,B 失氧 ——氧化性”的猜想。那么如何用科学的方法来验证“一氧化碳的化学性质呢?”同学们分组讨论,总体方案定在空气中点燃还原氧化铜。但在细节上有许多争议,问题大多集中在:一氧化碳是否需验纯,一氧化碳还原氧化铜的装置与实验步骤与氢气还原氧化铜有何区别?一氧化碳有毒,为了防止污染空气,如何处理还原氧化铜后的尾气?大家各抒己见,有的同学认为教材中的装置可优化,把处理尾气的导管弯到加热氧化铜的酒精灯上,两盏酒精灯就合二为一了。这种想法马很快就遭到其他同学的反对,如果这样加热前要通一氧化碳,停止加热后又要通一氧化碳,那么开始和结束的一氧化碳就无法处理。这时又有人想出解决的办法,酒精灯先在外面点燃尾气一会儿,再放到氧化铜下加热,结束时放酒精灯在外面点燃尾气。这样处理就创造性的把验证一氧化碳的化学性质的实验装置和步骤改进了。在同学们掌握知识和技能的基础上培养了学生的创新精神。

    总之,实验探究活动在以学生为主体的学习活动中进行的,有利于教师恰当地处理教材,也有利于培养同学们的民主合作意识和创新精神,有利于培养同学们的实践能力,符合素质教育的要求。

    参考文献:

    [1] 黄娟. 调整课堂结构 提高课堂效率[J].《试题与研究新课程论坛》 2011年2期 .

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关键词　创新性思维　最优化方法　教学

中图分类号：G642 文献标识码：A

1　创新性思维在教学中的理论及实践意义

（1）有助于培养学生的科研意识、科研能力和创新意识。最优化方法这门课程有很多经典的理论和研究问题的方法，非常有利于培养学生的科研能力和创新意识，比如说解决线性规划问题的方法有单纯形方法、两阶段法、大M法、对偶单纯形法等方法。解决无约束问题的最速下降法、牛顿法、共轭梯度法、拟牛顿法。信赖域方法等。这些理论不仅可以培养学生学会从不同角度研究问题，还可以培养学生学会自己构造算法，这样就不再停留在单纯的学会知识，而是教会学生学会用科学思维方法去自己研究问题，从而培养学生科研兴趣和抓住问题要点的能力，培养学生的创新意识。

（2）有利于学生数学思维向科学方法的渗透。与其他学科相比，数学类课程有自身的特点。数学是自然科学的基础学科，差不多我们日常生活中处处都可以找到数学的影子，有些是简单的数学问题，有些是复杂的问题，为解决这些复杂的问题需要你动用已有的全部数学知识，但有时你可能仍然对其一筹莫展，但在这个研究问题的过程中，你是在不断地动用你的数学思维和科学方法研究问题。数学揭示出事物内在的本质规律，表现的形式是数量化的表现形式，科学的数学化表现在数学方法在实际问题中的广泛应用，同时又表现在数学思维越来越成为一般的科学思维。加强研究性学习有利于让学生学会用数学的眼光看事物，看世界。

（3）增强学生学习的积极性和趣味性。最优化方法是一门很严谨的数学学科，很多学生觉得枯噪乏味，而产生枯燥的原因是因为很多理论方法都需要很难学习和理解的数学基础知识，很多的概念和定理都需要严格的理论推导和证明，对这些学生越难理解。但通过讲解知识点的产生、发展的脉络过程，让学生了解知识的来龙去脉及其内在规律，讲授方法的获得过程，就会使艰深难懂的问题变得简单易懂，增强学生的学习兴趣。

（4）数学素养与人文素养间的相互渗透。众所周知，21世纪社会已经进入到国际化和信息化的时代，其主要特点是高科技发展迅速，市场经济越来越完善，为适应社会发展的需要，需要现在的大学生在科学文化、思想道德、身体心理、劳动技能等方面都要有较高的素质。为满足社会对人才发展的需要就要求高等教育也要跟上时代的要求。这种需要在高校的课程中，应通过各门课程的教学来实现。在继承传统讲解数学课程教学方法的基础上，课程内容和方法也应改革创新、与时俱进，具有时代性，在各门课程的教学中渗透人文精神教育，充分挖掘各门课的人文内容及其内涵，有利于创新性人才人文素养的提高。

（5）有利于学生形成良好的学风和竞争意识，使得学生的综合素质与技能培养得到整体提高。加强创新性思维的培养，让学生体会到探索的重要性，培养了开拓创新的意识和思维的方法，培养了良好的学风和协作竞争的意识和机制，可以大大提高学生的综合素质和各方面的技能。

2　创新性思维在最优化方法教学中的研究内容和方法

（1）从满堂灌到讨论、启发引导式的转变：在最优化方法课程的教学中，改变过去习以为常的传统教学模式——满堂灌，在教学实践中始终贯彻以学生为主体，让学生参与到教学活动中来，激发学生学习的主动性，鼓励学生独立思考，激发他们的创新思维。比如在学习无约束最优化方法时，搜索方向的不同就得到了不同的算法，如果沿着负梯度方向进行一维搜索就得到了最速下降方法，沿着共轭方向搜索就得到了共轭梯度法等等，学习了这些内容和方法后，就有同学提出了他们自己的一些想法，这样不仅加深了对课本知识和方法的理解，而且拓展了学生研究问题的思路，提高了学习研究问题和解决问题的能力。

（2）从知识的章节学习到建立知识框架的转变：改变长期以来，教师一章一章地教，学生一章一章学的状况，在教学过程中引导学生建立知识间的脉络和联系，建立起知识间关系的框架结构，实现课程内部各知识点的融会贯通。而设计性的教学环节则让学生也参与进来。

（3）从单一学科到多学科的转变，通过单一学科到多学科的知识交叉和拓展研究，使学生经历不同单科性知识自然融汇的综和性教学训练。最优化方法这门课程跟数学建模、高等数学、线性代数这些基础课程关系密切，并且在最优化方法可以应用到很多学科中，在教学中结合教学内容实施单门课程到多学科的拓展是非常必要的，加深了学生对各学科的交叉和知识的融会贯通。

（4）从理论学习到实际应用的转化：最优化技术应用范围十分广泛，在我们日常生活中，在工农业生产、社会经济、国防、航空航天工业中处处可见其用途。比如我们自己所接触过的课题有：结构最优设计、电子器件最优设计、光学仪器最优设计、化工工程最优设计、标腔最优配方、运输方案、机器最优配备、油田开发、水库调度、饲料最优配方、食品结构优化等等。那么在教学中，研究了很多用最优化方法解决实际问题的例子，比如运输方案的实施，饲料最优配方等，提高了学生解决实际问题的能力。

（5）从单纯的学习到创新性的转变：最优化方法这门课程有很多理论有自己独特的研究方法，并且这些方法有很多实际的应用，那么针对各种理论方法的优缺点和学生感兴趣的问题，可以鼓励学生主动进行一些专题研究，让学生自己选题，收集相关资料，开展理论和应用研究，最后以总结报告撰写论文的形式汇报自己的研究成果，锻炼了学生研究问题和解决问题的能力，达到由单纯的学习知识向独立研究与创新的转变。有位同学在学习完最速下降法之后，对这个方法特别感兴趣，提出了自己改进的最速下降算法，并且研究了算法的实施步骤、收敛性以及与牛顿法之间的关系，最后还通过例子进行了实例比较。还有位同学对最速下降法的收敛性做了改进，考虑到相邻两个搜索方向是正交的，提出两次迭代后再做一次一维搜索，用以改进最速下降法的后期收敛速度慢的问题。这些研究工作不仅加深了学生对书本内容的学习和理解，还很具有创新性，提高了学生的创新性思维。

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1.物理科学方法教育理论研究进展

学术界一直在为科学方法教育与知识教育两者之间的关系进行争论,其争论的焦点就是科学方法教育所处的地位。长久以来,科学教育领域对此问题一直都没有停止过研究,现已经形成了完整的观念体系,即知识中心教育观。国外某学者认为物理学中无论是哪一方面的内容,通过分解之后,都与3个因素有着直接的关系,这3个要素分别为事实、逻辑或者方法论、表述形式等。其中事实需要实验来进行验证,而逻辑与方法论实际上就是物理思想,而表述形式实际上就是指数学。这一结构模式不仅促进了物理学科整体的发展,同时也会与物理相关学科的发展提供了思路,也会物理教学提供了途径。前苏联某学者通过研究将物理学科结构进行了更为详细的划分,更为真实的反映出物理知识与物理方法直接的关系。其物理知识与方法结构如图1所示。

通过图1,可以知道该学者将物理学科划分为五个部分,并且对科学方法、科学知识、数学等3者之间的关系进行了界定。这一结构模型还有很多不完善之处,有待进一步研究。一些学者在上述结构模型的启发下,提出了更为合理的知识―方法结构图,如图2。

图2中,学者也将物理知识与方法分为5个部分,而科学方法处于中心位置,与其他4项内容都有着密切的联系。不同部分之间要想有效联系,都需要通过科学方法,因此科学方法在其中起到的是纽带作用,沟通者其余四个部分。科学发现认识论学者,科学根源就是现象,学者在科学研究期间,现象与理论之间并没有产生直接联系,科学现象只有经过科学方法的论证之后,才有可能成为科学理论。同理,科学理论也不能直接应用,只有通过科学方法,才能够应用到现实中,并且在现实中进一步延伸。此原理同样适用于科学教育。两个将结构图相比,笔者认为图2更加的合理。

2.物理科学方法显化教育的内容研究进展

现阶段科学方法分类还未有统一的定论,因此其也是学科界研究的重点内容。只有对科学方法进行正确的分类,科学方法中很多难以解决的问题才能得到有效的解决,很多学者通过长时间的研究实验,已经形成了系统理论,即智力―技能―认知结构理论。

站在能力因素的角度来考量这一问题,我们可以将其分为两大类,一类是硬能力,智力与技能都属于硬能力,因为这需要他通过人类的大脑才能实现;另一类是软能力,也就是认知结构理论,因为知识结构理论是通过人类的后天学习而形成,其就类似于人类的软件。

在能力结构中区分“硬能力”与“软能力”有着重要的意义。因为根据这种区分,我们不仅清楚了能力因素中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性,更为重要的是,我们进一步明确了在能力因素中,智力的提高和技能的形成主要是靠训练而达成的,而能力因素中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使学生掌握。从这种基本思想出发,我们把科学方法分为了思维方法和学科方法。前者是主观的,是大脑的功能,需要训练才能使学生形成与掌握,后者是客观的,不是大脑的功能,需要传授才能使学生习得与掌握。这样一种分类方式,不仅来源清晰,而且与教育方式在逻辑上是自洽的。

3.物理科学方法教育的实践进展

在物理科学方法教育显化研究中,我们认为,科学方法与知识不同,它所涉及的不是物质世界本身,而是人们认识物质世界的途径与方式,是高度抽象的。如果只从隐性教育角度进行教学,学生也可能从中学到一些科学方法,但只能是零星的、不连贯的,收效甚微。但若脱离具体物理知识去传授科学方法,则更不可取。这样,就形成了一种科学方法教育途径的两难处境。因此,我们尝试寻找一种恰当的教育方式,在显化科学方法的同时,进行科学方法教育途径的创新,使学生对科学方法的了解切中要害。我们认为,这就是结合科学方法的物理概念与规律教学。

概念与规律既是物理教学的核心,又是学生物理学习的起点。从核心着手贴近教学本质,从起点出发符合认知顺序。事实上,物理知识与科学方法本来就是一种水融的关系,每一个概念与规律的得出,都自始至终贯穿着科学方法。如果把物理学喻为珍珠项链,那么物理知识是珍珠,而科学方法就是串起珍珠的那根“线”。因此,我们认为:只有通过结合科学方法的物理概念、规律教学,只有使学生在每一个物理概念、规律得出过程中真切体会科学方法的作用,学生头脑中的科学方法才能显示出其内涵、色彩和格调,才能显示出其内在的理由、作用和功能,学生学习过的科学方法才能真正活起来。正是在这个意义上,我们认为结合科学方法的物理概念、规律教学,是科学方法显化教育途径的创新。