導語：如何才能寫好一篇化學實驗的研究方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：初中化學 教學方法 創(chuàng)新

1前言

教學實踐表明化學是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學之一，化學實驗的教學在中學化學教育中占有非常重要的地位，其與學生化學知識的培養(yǎng)有著密切的關(guān)系。化學實驗中，學生可以非常直觀的獲取化學知識，同時也有利于學生對化學規(guī)律的鞏固、化學概念的認知、以及化學知識的理解，是一種提升學生能力關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。如何使實驗在化學教學中發(fā)揮更大的作用，已成為老師關(guān)注的熱點之一。在近幾年新教材的實踐中，也可以看到引導學生主動進行實驗的設(shè)計、改進等都會對學生的創(chuàng)新起到積極的作用。前人的教學理論以及自身的工作經(jīng)驗都表明，不斷積極的將化學實驗的教學方法進行創(chuàng)新才能確?；瘜W實驗的活力以及其在化學教學中的作用。本文就初中化學實驗教學方法的創(chuàng)新進行簡單的闡述。

2實驗教學的創(chuàng)新

2.1重視探究性的實驗

化學實驗的教學中一定要重視并發(fā)揮實驗的探究功能，否則將會降低學生的學習效果及積極性。由此，應依據(jù)化學課程的設(shè)計理念，在實驗教學中充分調(diào)動學生的探究性進行學習。以“二氧化碳的制取”實驗為例，實驗所用的藥品雖然在教材中都已經(jīng)標出，學生雖然能夠?qū)⑺幤酚涀?，但在接觸到其他可以制備產(chǎn)生二氧化碳的藥品時發(fā)生混淆。這時就需要對實驗的教學進行創(chuàng)新，首先讓學生對其所學的能夠生產(chǎn)二氧化碳的反應進行回顧，并就該反應能否進行實驗室的制備進行分析，最終進行實驗室制備二氧化碳所用藥品的確定。①使用鹽酸或硫酸與碳酸根化合物進行反應；②采用分組實驗來確定實驗室制備二氧化碳的最佳藥品。這種教學方法有利于學生創(chuàng)造性的激發(fā)，在這個過程中學生可以主動的進行化學相關(guān)知識的獲取，教師在這個過程中僅進行一定的指導和協(xié)助的作用，實現(xiàn)了真正的自主性學習。

再以教材中“氫氧化鈉溶解時放熱”的實驗為例，在傳統(tǒng)的教學中，是通過用手觸摸的方式對這個現(xiàn)象進行感知，這種方式有著其局限性。對此實驗進行一定的創(chuàng)新，在講解時，將燒杯中的水煮沸后離開熱源，此時水就會停止沸騰，只需向燒杯中加入一定的氫氧化鈉固定，水又開始沸騰。這種經(jīng)過創(chuàng)新的實驗會讓學生對其現(xiàn)象記憶深刻，同時也可以理解更加全面。

探究性的實驗，能夠讓學生成為學習的主體，其有利于學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的提升，同時也能夠培養(yǎng)學生的化學思維以及科學創(chuàng)新。

2.2完善實驗的裝置及設(shè)計

在傳統(tǒng)的實驗教學中，化學實驗的裝置都是正規(guī)化的儀器，其目的是為了培養(yǎng)學生規(guī)范化的操作。但某些實驗的裝置具有復雜、演示現(xiàn)象不清晰、環(huán)境污染等缺點。由此，對實驗的裝置進行改進性設(shè)計有利于學生分析和解決問題能力的培養(yǎng)。以“單質(zhì)碳還原氧化銅”實驗為例，原課件中該反應的現(xiàn)象不清晰，且反應時間長。在教學中通過與學生的互動，對其進行積極的改進：首先將銅絲的表面進行氧化，得到黑色的化合物氧化銅；然后把氧化的銅絲放入含有木炭粉中進行加熱使其發(fā)生氧化還原反應，反應一段時間將銅絲取出就能看到銅絲的表面由黑色變?yōu)榧t色。改進后，實驗的現(xiàn)象非常的明顯，且實驗時間較短。

再以“氫氧化鈉與二氧化碳的反應”為例，在教學中可用簡單的演示實驗對其進行解釋，這有利于學生的掌握。在裝滿二氧化碳的塑料瓶子中倒入一定的氫氧化鈉溶液，密封后搖動塑料瓶，就會發(fā)生塑料瓶變癟的現(xiàn)象，同時也會產(chǎn)生噼里啪啦的響聲。用注射器吸取一定的鹽酸并將其注射到塑料瓶住，就可以看到塑料瓶恢復原貌。明顯的現(xiàn)象對很難理解的反應進行簡單的解釋，這有利于學生的理解。

實驗的設(shè)計創(chuàng)新有利于學生對知識的渴望，也可以對學生的智慧進行啟迪。教師對實驗的創(chuàng)新有利于學生對化學知識的掌握，也有利于學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

2.3增設(shè)家庭小實驗

新教材在實驗內(nèi)容中安排了一定的“家庭小實驗”，以課外實踐的形式，培養(yǎng)學生的興趣及實驗能力。以“軟水和硬水”的區(qū)別為例，在學習完該知識后，可讓學生將用久毛巾嘗試著去變軟。在學過鹽與酸的內(nèi)容后，可以在家中用蘇打與醋進行反應，感覺鹽與酸的反應等。這種家庭“小實驗”有利于學生對于所學知識和技能溫習和鞏固，同時也能夠提升學生的觀察、分析和動手能力。

2.4開展微型化學實驗

微型化學實驗是近期國內(nèi)外在綠色化學的理念下，以預防化學污染的新思想就常規(guī)的實驗方法進行創(chuàng)新。微型實驗的實驗儀器通常來源于生活中的廢棄品，這樣學生在動手創(chuàng)作的過程中，不僅能夠加深相關(guān)知識的理解，還能展現(xiàn)自身的設(shè)計能力，也有利于學生勤儉節(jié)約的培養(yǎng)。例如，廢棄的膠囊板可以用作點滴板、果凍殼可以用作小燒杯、青霉素瓶可以用于酒精燈的制作、礦泉水瓶可以用于洗瓶的制作等。這種利用生活廢棄品進行化學實驗儀器的制備過程，給予學生創(chuàng)新的機會，不僅有利于學生對化學知識的掌握，更能讓其體會到其中的樂趣。在化學實驗教學中，應依據(jù)實驗的情況進行常規(guī)、微型實驗的選擇或結(jié)合進行取長補短，已達到提升教學效果的目的。

3結(jié)語

上述內(nèi)容為化學實驗教學方法的創(chuàng)新性研究，也是中學素質(zhì)教育的要求之一。在化學實驗中，學生可以非常直觀的獲取化學知識，同時也有利于學生對化學規(guī)律的鞏固、化學概念的認知、以及化學知識的理解。這就需要教師在授課的同時對教學的效果及方式進行積極的探索和創(chuàng)新。是達到學生創(chuàng)新意、思維及能力培養(yǎng)的目的。

參考文獻：

[1]楊劍春.南京市初中化學教學建議[Z].南京市教研室，2009.

[2]程玉珊.微型化學實驗初探[J].中學化學教學參考，2008，11：32-33.

[3]周寧懷.微型無機化學實驗[M].北京：科學出版社，2000.

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化學實驗改革是化學課程與教學改革的重要組成部分。作為站在新一輪教育改革前沿的一線教師，筆者積極融入化學實驗教學改革之中。結(jié)合一些教學實踐，有如下看法：

一、教師要具備創(chuàng)新的教育理念

中學化學實驗教學通過教師的演示實驗和學生自己動手的分組實驗，以培養(yǎng)學生的觀察能力、分析歸納綜合能力與實驗動手能力，也就是提高學生的綜合創(chuàng)新能力。為對學生進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，教師要完善自己的創(chuàng)造性人格。這是一項非常必要、十分艱巨、又需要長期“健身”的活動。教師要用自身的人格魅力來影響并引導學生，促進學生創(chuàng)新精神的形成和發(fā)展。同時創(chuàng)新教育要求我們教師確立以學生為中心的教育主體觀，建立民主、平等的關(guān)系，尊重學生的見解，寬容失誤，欣賞獨特的發(fā)現(xiàn)，做學生發(fā)展的促進者和引導者。

二、創(chuàng)設(shè)新穎的問題情景，激發(fā)學生質(zhì)疑探究的欲望

根據(jù)教學內(nèi)容用實驗故事或創(chuàng)設(shè)促使學生提出問題的情境等，誘發(fā)探究欲望，激發(fā)學生興趣。當學生有了想親自探究實驗現(xiàn)象的原因或規(guī)律的興趣時，教師的課已成功了一半。

如在講CO2的性質(zhì)時，要求每位同學帶一瓶自己喜歡喝的碳酸飲料，通過做實驗來探究CO2性質(zhì)。學生對于這種“出乎意料”的奇異的實驗現(xiàn)象會感到新奇和興奮。

教師要因勢利導，引導他們思考：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？原因是什么？這樣會使學生的興趣得到不斷提升和發(fā)展。

三、變演示實驗為學生參與實驗

在農(nóng)村初中化學演示實驗教學多為驗證性實驗，先由教師演示實驗，學生觀察現(xiàn)象，歸納得出物質(zhì)的性質(zhì)、定律。這樣，學生只是被動、消極的知識接受者，沒有積極的思維和創(chuàng)新，也沒有探究的目標和方向。

從學生的問卷中得到：大多數(shù)學生認為，看老師的操作不太注意操作動作，只注意現(xiàn)象，若自己在全班同學面前演示就會很認真地思考該怎么做，一旦操作錯誤，改正后也會記得特牢。

在這基礎(chǔ)上，我們可以把一些驗證性實驗改成探究性實驗。如在教學“二氧化碳”一節(jié)時，讓學生自備汽水。學生們就很驚奇，“上化學課要帶汽水？”立刻引發(fā)了濃厚的興趣。上課時出示的課標題“探究汽水中氣體的性質(zhì)”，讓學生情緒高漲，迫不及待地動手了。

這時老師應及時地強調(diào)探究計劃，“你準備探究哪些性質(zhì)？”引導學生有目的、有計劃地探究。

通過自由發(fā)言，補充，歸納出副標題：該氣體的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。開始實驗，學生打開瓶蓋，靜止著觀察。匯報觀察到的現(xiàn)象。“這些現(xiàn)象說明什么問題？”引導學生從現(xiàn)象到本質(zhì)的思考。

讓學生喝掉一些，用已有的儀器設(shè)計收集一瓶氣體。通過實驗現(xiàn)象，學生討論加爭論后得出結(jié)論：該氣體的密度比空氣大，不能燃燒，也不支持燃燒。最后，用適宜的方法收集兩試管氣體，并試驗氣體的其他性質(zhì)，推斷出氣體的名稱。

結(jié)論一出來，有的學生就嚷道：“二氧化碳也可以吃呀？”這時，老師簡單介紹汽水中二氧化碳的作用。使學生進一步了解生活中處處有化學。用探究性教學改變了原教材的編排順序，使教學更緊湊。學生有更多的時間參與討論甚至爭論。

由于學生參與課堂演示，課堂氣氛變得寬松、活躍。學生在觀察實驗的同時，也關(guān)心著同伴實驗的成功與否。同學們享受到實驗成功的喜悅，即使是失敗的教訓也使他們終生難忘。實驗后，再由學生評價，教師總結(jié)，這種由學生演示、評議，學生當主角，老師當配角的做法激發(fā)了學生的探究思維。

四、變驗證性實驗為探究性實驗

挖掘教材中的驗證性實驗，可轉(zhuǎn)化為運用探索性實驗來進行教學的實驗內(nèi)容，設(shè)計為探究性實驗，突出實驗的創(chuàng)造性，發(fā)揮探究性實驗教學在培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、科學方法的作用，使學生會研究與探索實驗的方法，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，促使學生主動探究解決問題的正確途徑，讓學生成為新知識的探究者和發(fā)現(xiàn)者。

這類實驗首先由教師經(jīng)過精心篩選，選擇有代表性的符合學生實際水平的問題來進行探究。要求學生先設(shè)計出解決問題的方案，然后經(jīng)過師生共同分析討論，修改后實施，必要時由部分學生協(xié)作來完成。

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一、基于信息技術(shù)支撐下的高中化學實驗教學的優(yōu)勢

1.克服傳統(tǒng)實驗弊端，發(fā)揮虛擬實驗、演示實驗優(yōu)勢。傳統(tǒng)化學實驗往往由于時間、空間等客觀因素的影響，致使實驗現(xiàn)象不明顯，有經(jīng)驗的教師往往采用巡回展示、加快反應速度、放大實驗現(xiàn)象等減少弊端，但由于課堂時間有限，演示效果往往不盡如人意。教師反復播放關(guān)鍵之處，讓學生能從多角度清晰地觀察現(xiàn)象，避免實驗中可能出現(xiàn)的失誤。

2.發(fā)揮虛擬實驗室優(yōu)勢，彌補傳統(tǒng)實驗的不足。一些化學實驗會產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，不但會污染環(huán)境，還易對實驗人員產(chǎn)生傷害。教師將虛擬實驗應用于化學教學中，如硫酸工業(yè)制法、氯氣的實驗室制法等。在虛擬實驗中，教師還可以隨心所欲地控制實驗進程，將反應較快、不易觀察的實驗慢速播放或定格，對反應較慢的實驗采取展示重點的形式演示。

3.呈現(xiàn)微觀變化，突破教學難點。傳統(tǒng)教學手段難以表現(xiàn)微觀現(xiàn)象，如晶體結(jié)構(gòu)、原子的重新結(jié)合過程等不易直接觀察，學生難以產(chǎn)生感性的認識，教師可借助于信息技術(shù)手段清晰呈現(xiàn)微觀的事物，使學生能透徹理解微觀變化。

4.引入豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，提高課堂教學成效。教師不能困囿于教材的實驗內(nèi)容，要充分利用實驗錄像、實驗動畫、實驗軟件等網(wǎng)絡(luò)資源，能變抽象為具體，提高課堂教學效果。教師還要努力學習PPT、FLASH等軟件，開發(fā)教學資源，改進課堂教學。

二、基于信息技術(shù)支撐下的高中化學實驗教學策略

1.播放化學實驗視頻。多媒體集音頻、圖片、視頻等于一體，具有圖文并茂的特點，深受學生的喜愛。通過化學實驗視頻，展示氯酸鉀加入糖塊生成具有魔幻色彩的煙火、鎂在干冰塊間燃燒、快速制作石筍等實驗，感受化學知識的奧秘無窮。部分化學實驗對氣溫、光照等實驗環(huán)境有著苛刻的要求，如甲烷與氯氣的取代反應需在日光不能直射的地方進行實驗，因而對光的亮度有著嚴格的要求，如果把握不好，會直接影響實驗效果，甚至會發(fā)生爆炸，直接威脅到師生的人身安全。教師可以將課堂上不宜操作的實驗，在課前用DV拍成錄像在課堂上播放，既保證課堂教學的順利進行，也滿足了學生的好奇心，激發(fā)了學生的求知欲望。

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關(guān)鍵詞:創(chuàng)造性思維 希望羅列法 缺點列舉法 批判探究法

《面向二十一世紀教育振興行動計劃》提出:“整體推進素質(zhì)教育,全面提高國民素質(zhì)和民族創(chuàng)新能力。要進行創(chuàng)造性思維的訓練,就得先了解創(chuàng)造性思維的方法。根據(jù)前人的創(chuàng)造發(fā)明史,不難得出創(chuàng)造性思維的三種方法:①缺點列舉法;②希望羅列法;③批判探究法?！惫P者結(jié)合自己的課堂教學過程,闡述如何運用這三種方法,對學生的創(chuàng)造性思維進行訓練。

一、缺點列舉法

圍繞現(xiàn)有物品的缺點提出各種改進設(shè)想,并找出改革的方案,進行創(chuàng)造?；瘜W實驗的改進,就是這種創(chuàng)造性思維方式。

范例一:對乙烯的制備和檢驗實驗(高二化學)進行改進。

師:能使溴水褪色的氣體一定是乙烯嗎?

生:不一定,乙炔也能使溴水褪色。

含碳碳雙鍵和碳碳叁鍵的有機物都能使溴水褪色。

SO2也能使溴水褪色。

師:我們看到實驗中液體變黑,乙醇有部分被氧化成碳,濃H2SO4就被還原,生成SO2(氧化還原反應的規(guī)律),很明顯,這個實驗有一些缺點,那么有哪些缺點呢?

生:SO2沒有預先除去。

不能確定是乙烯還是乙炔,還是其他不飽和的有機物。(指出缺點)

師:那么,我們該如何改進這個實驗,來證明產(chǎn)生的是乙烯呢?

生:(討論)SO2除去用堿石灰(或NaOH溶液),確定乙烯分子組成用燃燒法。(提出改革方案)

二、希望羅列法

從思維者的志愿出發(fā),提出各種新的設(shè)想,并對這些設(shè)想進行研究。在化學教學中,可采用多種實驗方案的設(shè)計,元素化合物的多種制備,計算題的一題多解等。

范例二:《煉鐵、煉鋼》教學

師:如果你不知道煉鐵的原料,而要你進行原料的選用,你認為該解決哪些問題?

生:(討論)尋找鐵礦石,測定鐵礦石的含鐵量,選擇合理的還原劑,選擇除雜劑。

師:如何檢驗是否鐵礦石?含鐵量如何測定?

可以選用哪些還原劑?脈石(SiO2)可用哪些物質(zhì)除去?

學生:(一一討論)略。

三、批判探究法

以批判的態(tài)度對待各類信息,對信息進行比較、分析、思考,確定哪些是真實、可信、可靠的,并得出自己獨到的見解。在教學時,教師通過創(chuàng)設(shè)情境,提供一些似乎有道理的信息,要求學生形成批判繼承的研究方法與創(chuàng)新思維。

范例三:《物質(zhì)的檢驗》

師:(創(chuàng)設(shè)情境)在一次課外興趣小組活動中,老師拿來一塊晶體,并分給四個小組,要求同學們幫老師通過實驗驗證是不是明礬。于是,四個小組分別進行實驗。

(提供信息)不久,四個小組的同學都說已證實是明礬。第一組同學:用pH試紙檢測其水溶液,呈酸性。第二組同學:將晶體投入有懸浮雜質(zhì)的水中,水變純凈。第三組同學:先用焰色反應,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。第四組同學更絕,學習阿基米德:從實驗室找來貼有“明礬”標簽的晶體,稱取相等的質(zhì)量,分別投入裝滿水的燒杯中,發(fā)現(xiàn)溢出水的體積相同。

(疑問)你覺得他們是否都已證明是明礬了呢,你該選擇什么方法進行實驗?

生甲:應該都對,明礬呈酸性,能凈水,水溶液中電離出K+、Al3+和SO42-;同時同一物質(zhì)的密度應該相等。(該生有知識基礎(chǔ),但缺乏批判的態(tài)度,以為事實應該如此)

生乙:第一組不對,酸性的物質(zhì)不一定就是明礬,強酸弱堿鹽都是酸性的。第二組也不對,能凈水的除了明礬外,還有鋁鹽、鐵鹽等。第三組也有問題,加入BaCl2有白色沉淀的,還可能是CO32-,加入氨水有白色沉淀的還有Mg2+等。所以,我認為應該選第四種。(在眾多的考試中,學生養(yǎng)成了做選擇題的習慣,但在學習和生活中并不是都能做選擇題,必須克服這種思維的弱點)。

師:第四組同學真的正確嗎?

生:我也覺得有些問題,但不知道問題在哪。

師:我們今后的知識來源非常多,面對眾多信息,我們先得學會判斷哪些是對的,哪些是不對的,用批判的態(tài)度吸取知識,才是最好的方法。其實,第四組的問題也很簡單,如果一只桃子上貼上蘋果的標記,你就會認為它是蘋果嗎?

師:那么,我們該怎樣鑒定是否是明礬呢?

生:(討論)略。

在進行創(chuàng)造性思維訓練過程中,改變了一些學生原有的固定思維方式,同時也使學生養(yǎng)成了勤于思考的習慣。

參考文獻:

1.皮連生主編.《學與教的心理學》.華師大出版社

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關(guān)鍵詞：初中化學；探究性實驗；解析方法；案例分析

在中學科目中化學是自然科學中的基礎(chǔ)學科之一。主要研究氣離子的檢驗、物質(zhì)的除雜、固液氣顏色及在空氣中發(fā)生的反應等。而這些實驗不僅能讓我們學生對化學產(chǎn)生興趣，還能培養(yǎng)他們對科學的創(chuàng)新精神、探討能力，培養(yǎng)綜合性、復合型的科學人才。顯然，這需要我們?nèi)ヌ骄俊⑷パ邪l(fā)、去大膽創(chuàng)新，而這不僅僅是依靠老師個人改變課堂所能做到的，而這顯然是中學教學的一大創(chuàng)新改革，也是一大盲點。而我們教學從業(yè)者所需做的就是面對、適應及探究。更需要化學相關(guān)從業(yè)工作者對其開放性、探究性的實驗大膽研究、大膽假設(shè)、大膽創(chuàng)新。下面就職業(yè)初中化學探究性實驗的解析方法進行歸納分析。

一、初中化學探究性試驗的概述

化學探究過程雖簡單概括是一種程序或階段，但它更是一種對科學的探究，對科學的創(chuàng)新、改革。

二、初中化學探究性實驗的解析方法

一般而言，化學由于是由許多的門類組成的，因此，每個化學門類都有自身的研究領(lǐng)域與方法，而每個人都有自己的一套不同研究問題的方法、途徑和手段。這些都是各不相同的，因而不存在統(tǒng)一的研究模式，但雖說如此無論是從事哪一門類或哪一領(lǐng)域的研究，對于從發(fā)覺問題到解決問題，都要大體上經(jīng)過這樣一些類似的活動過程或階段的，譬如，發(fā)覺問題，大膽設(shè)想，制訂方案及檢驗假設(shè)，最后得出結(jié)論。

正是無論是從事哪一門類或哪一領(lǐng)域的研究，對于從發(fā)覺問題到解決問題，都要大體上經(jīng)過這樣一些類似的活動，而這期間的過程或階段構(gòu)成了被稱為“探究”的科學過程，進而也成為判斷某種活動是否是科學探究活動的依據(jù)。探究學習是探究教學過程中學生的主要學習方式。

對于探究性學習這一理念最先是由美國芝加哥大學的著名教授施瓦布提出來的，他認為孩童是自己主動地積極地有意識地參與到發(fā)現(xiàn)問題解決問題活動知識的過程及具備研究自然的探究能力，這便同時形成了認識自然的基礎(chǔ)――科學概念，從而達到了培養(yǎng)學生探索世界的積極態(tài)度的目的。而對于探究過程，美國芝加哥大學教授施瓦布提出了五個階段：（1）明確問題；（2）收集適合問題解決的資料；（3）提出假說；（4）驗證假說；（5）導出結(jié)論。

施瓦布教授等人的實驗探究教學思想，強調(diào)學生像“小科學家”那樣進行探究、發(fā)現(xiàn)，對于教師在探究過程中的作用甚少，但是，同樣，施瓦布教授提出的五個階段對于任何年齡層任何職業(yè)身份都是通用的。在探究性的化學試驗中我們所需做的就是大膽創(chuàng)新、大膽設(shè)想，并逐步實踐。曾經(jīng)一位著名學者說過“你教我學，我學不會；你做我看，我能知道；你讓我做，我能記住?！彼詫W生需要動手實踐，老師只是引路人，與此同時學生也應具備化學知識儲備及操作的科學性，不能盲無目的地去試驗，避免一些物體之間的反應。

三、初中化學探究性實驗的案例分析

案例一：

課堂教學中因適當穿插日常生活中的化學小現(xiàn)象，既可以提高學生的對化學學科的學習興趣，又可以激發(fā)學生對化學的探究能力。譬如，生活中最常見的：水壺用的時間長了里面會有一層白色的水垢，也有人叫它水堿或水銹，那這種白色的物質(zhì)是怎么形成的，為什么會形成呢？還有為什么區(qū)域的不同水垢的多少也會有變化呢？這時候我們就可以用我們學到化學理論來解答這些問題了。而這一實驗恰恰證明了，化學無處不在，需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去探究。

案例二：

課堂中最常見的便是運用排水法和向下排空氣法得到的空氣。而對于空氣中的氫氣有個爆炸范圍，當它與空氣混合在爆炸范圍內(nèi)就容易發(fā)生爆炸，所以，我們在教學中重視科學性、研討性的同時，還需要注意安全性，這是我們初中化學探究性實驗的重中之重。當然，在教學中我們也需要注意實驗時間，操作次數(shù)等，以便更加有利于課堂教學。

化學的學習是枯燥無味的，很多學校的化學知識只是注重理論，所以，在課堂上，教師要在立足于課堂教學的研究過程中，培養(yǎng)學生的主觀能動性，讓其獲得生動的感性知識，進行積極思維，把觀察到的感性材料進行分析、綜合、概括、歸納，上升為理性認知。常言道，善觀察者，可以見常人所未見；不善觀察者，入寶山空手而歸。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：學習興趣；教學模式；學習方法；多媒體技術(shù)

初中階段的化學教學是學生終身化學學習的起點，對學生而言，顯得至關(guān)重要。因此，在當前的形勢下，加強對初中化學課堂教學方法問題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實意義。

一、激發(fā)學生的學習興趣，在快樂中學習

正如愛因斯坦所言，興趣是最好的老師。學生只有產(chǎn)生了學習興趣，才能有求知的動力和積極性。初中階段的化學教學過程中，學習興趣的培養(yǎng)主要是基于老師的積極引導、誘導。實際教學過程中，應當立足實際，采取因勢利導的方法，引導學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣。比如，在氫氣還原氧化銅教學過程中，先通氫氣，將試管中的殘留空氣徹底地排凈，再利用酒精燈對其進行加熱；黑色的氧化銅變?yōu)榧t色的銅以后，應當先將酒精燈撤去，待試管徹底冷卻后撤掉氫氣流。在該教學實驗演示過程中，可變成饒有興致的順口溜，即“氫氣很辛勞、早出晚歸；酒精燈偷懶、遲到早退”。通過這種方式，可以很快讓學生掌握該實驗教學中的重點環(huán)節(jié)。不僅可以有效激發(fā)學生的學習興趣和積極性，使學生在輕松愉快的氛圍中學習，而且還能有效提高教學質(zhì)量和效率，可謂一舉兩得。

二、創(chuàng)新教學模式和學習方法

初中階段的化學課程與其他學科的教學方法有所不同，初中化學教學過程中講究理論與實踐相結(jié)合，采用探究式教學模式、以小組合作學習方法為主。隨著新課程改革的不斷深化，新課標要求學生在實際學習中充分發(fā)揮積極性和主動能動性，應當充分尊重和體現(xiàn)學生的主體地位。初中階段的化學教學過程中，傳統(tǒng)的填鴨式、滿堂灌教學模式應當從根本上摒棄，它已不適應當前的客觀需求，對學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足?；诖?，應當選擇小組合作教學模式，有效調(diào)動學生的積極性、培養(yǎng)學生的興趣與熱情。初中化學教學中，通過建立實驗探究小組學習模式，取代傳統(tǒng)的教學方式。比如，CO2化學性質(zhì)教學中，引導學生采用實驗小組教學方式進行二氧化碳使澄清石灰水變渾濁實驗。實驗教學過程中，有人認為澄清的石灰水不會變渾濁；有人認為二氧化碳通水后，再滴入石蕊會變紅，繼續(xù)加熱后不會變色。針對以上不同意見，老師應組織學生進行探究性討論，通過小組合作探究，找到分歧原因。通過小組合作教學模式，不僅可以充分體現(xiàn)學生的課堂主體地位，而且還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，給學生創(chuàng)造一個可有效展現(xiàn)自己的平臺。

三、利用多媒體集成技術(shù)，提高課堂教學質(zhì)量

通過多媒體集成技術(shù)的應用，可將初中化學教學中的抽象圖像、化學符號以及化學反應等資料有效地融合在一起，讓學生更直觀地去認知化學教學內(nèi)容。比如，在初中化學教學中，石油、煤炭等資源的綜合利用可利用聲、形結(jié)合技術(shù)，通過視頻方式來滿足學生感官上的要求，從而有效提高初中化學課堂教學質(zhì)量和教學效率。通過利用多媒體教學技術(shù)，尤其是模擬功能，突破初中化學教學中的難點，從而彌補傳統(tǒng)教學模式之不足。在現(xiàn)實生活中，通常很難觀察微觀世界的化學變化，然而，利用現(xiàn)代化多媒體技術(shù)進行教學，可有效幫助學生打開微觀世界之門，并且將學生帶入一個模擬微觀粒子世界，將原本比較抽象的概念有效地轉(zhuǎn)換為可以用肉眼看到的實物，從而突破初中化學教學難點，以此來加深印象。

在初中化學教學中，應當充分發(fā)揮學生的課堂教學主體地位，這樣才能有效提高教學質(zhì)量和教學效果。

參考文獻：

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【關(guān)鍵詞】工學結(jié)合一體化；實習教學方法；應用原則

教學方法是在教學思想和教學原則的指導下，師生為實現(xiàn)教學目標而開展的教學活動的一切方法的總和。研究中職學校現(xiàn)代教學方法，就是要探索適應現(xiàn)代中職學校發(fā)展需要，適應中職學校教學規(guī)律和特點，構(gòu)建以提高學生全面素質(zhì)、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力，體現(xiàn)以教師為主導、以學生為主體、以實踐為主線的中職學?，F(xiàn)代教學方法體系。

隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)越來越需要具有綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)的、直接從事生產(chǎn)、技術(shù)、管理和服務(wù)第一線的應用型、技能型的高級實用人才。為此，擔負這一類人才培養(yǎng)任務(wù)的職業(yè)教育，必須切實加強實習教學的改革和建設(shè)。

1 樹立現(xiàn)代職業(yè)教育觀，推進一體化教學改革。

在教學改革的過程中，首先要樹立現(xiàn)代職業(yè)教育觀，才能把握改革方向，取得事半功倍的效果。職業(yè)教育不是終結(jié)教育，而是終身教育的重要組成部分。職業(yè)教育要傳授職業(yè)知識和技能.在實施新課程改革的過程中，我們通過聽課、教師座談、學生問卷等多種形式的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在我們的課堂教學中，以講代練普遍存在，理論課“滿堂灌”現(xiàn)象司空見慣，課堂教學高耗低效，學生的學習積極性沒有充分調(diào)動起來，影響了教育教學質(zhì)量的提高，特別在工藝課、專業(yè)理論課和實訓課的教學銜接上存在諸多問題。為解決這一問題，我們首先從解決教學觀念入手，從思想深處認識到深化課堂教學改革、還學生以“主體地位”的重要性和迫切性，由“要我改革”變成了“我要改革”，學生被動學習，變成主動學習，以極大的熱情投入工學結(jié)合一體化課程教學的實踐之中。

2 以工作任務(wù)為主線，改革實習教學方法。

2.1 提高學習任務(wù)的復合性 .現(xiàn)代的生產(chǎn)設(shè)備中，各學科、各專業(yè)相互滲透，相互之間的聯(lián)系日益密切。一臺加工中心的操作，就可能涉及到車、銑、磨、鉆及設(shè)備維修等多個工種；一條生產(chǎn)線就可能包含著壓力加工、機加工、金屬熱處理等多種工藝；傳統(tǒng)的學科、工種與計算機日益融合，CAD/CAM技術(shù)得以廣泛應用；機、電、液一體化的設(shè)備日益普及。因此，在職業(yè)教育中，要提高學習任務(wù)的復合性，要通過課題的開發(fā)或者產(chǎn)品的生產(chǎn)，指導學生把不同專業(yè)、不同工種所涵蓋的知識點有機地結(jié)合在一起。這樣，不但可以加強對學生綜合技能的培養(yǎng)，而且有利于充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，提高學生的就業(yè)謀生能力和綜合職業(yè)能力。

2.2 實習教學要有效益 .貫徹產(chǎn)教結(jié)合，工學結(jié)合的原則，是職業(yè)教育的客觀要求，所以，學校要建立既可生產(chǎn)又符合教學要求的實習基地。 我校的實習工廠，目前的主要產(chǎn)品外接件，形式多樣。多年來，我校一直堅持走產(chǎn)教結(jié)合、工學結(jié)合之路，每學期及暑假期間，均組織學生進廠實習。在一線技術(shù)人員及工人的指導下，不但讓學生全方位地參與企業(yè)現(xiàn)場技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理及設(shè)備管理等，還讓學生直接參與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的制定和實際生產(chǎn)，承擔了零件的毛坯制備與機械加工，以及裝配等部分生產(chǎn)任務(wù)。另外，在實習教師的指導下，還組織學生為學校制作了床架、籃球架、垃圾箱等。通過以上多種形式的頂崗實習，不但鍛煉了學生，而且產(chǎn)生了多方面的效益：一方面，學生直接從事生產(chǎn)可獲得一定的報酬，進行勤工儉學；同時也為社會創(chuàng)造財富，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。另一方面，學生頂崗，滿足了企業(yè)對短期實用型人才的需要，為企業(yè)的減員增效創(chuàng)造了條件，產(chǎn)生了人員效益。另外，學生經(jīng)過真刀真槍的實習后，走入社會可以直接上崗，沒有明顯的過渡期，滿足了社會對實用型人才的需要。同時也促進了職業(yè)教育事業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了社會效益。

2.3 實習教學要有針對性 ，職業(yè)教育培養(yǎng)的是實用型人才，同時也是區(qū)域性人才。所以必須根據(jù)區(qū)域?qū)θ瞬诺男枨筇厣?、需求量來確定自己的培養(yǎng)目標，對學生進行有較強崗位針對性的技能訓練。

近年來，針對一些地區(qū)急需懂得現(xiàn)代制造技術(shù)、能熟練操作數(shù)控設(shè)備的工程技術(shù)人才這一情況，我們專門組織機械專業(yè)的學生培訓了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、線切割機床的操作及Master CAM，PRO-E軟件等實用軟件的使用；這樣，把學生就業(yè)后的上崗培訓和就業(yè)前的實習教學有機地結(jié)合在一起，從而使學生在就業(yè)前就擁有崗位，就業(yè)后就能直接上崗，有效地推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。因此，職業(yè)教育中的實習教學必須堅持以市場為導向的方針。

3 教學方法的應用原則。

選擇確定了教學方法，并設(shè)計出教學方案后，到了實際教學活動中，還有一個如何正確實施應用的問題。為了解決好這一問題，必須注意貫徹以下原則：

3.1 發(fā)揮教學方法的整體功能。教學方法的應用，一要考慮充分發(fā)揮由教師、學生和課程構(gòu)成的教學的整體功能，使之實現(xiàn)整體大于部分之和的系統(tǒng)功能；二要注意發(fā)揮出不同教學方法構(gòu)成的綜合整體功能，使各種方法有機配合，收到良好的教學效果，提高教學質(zhì)量。

3.2 堅持工學結(jié)合一體化教學方法，學生做到工作中自主學習，老師做到工作中啟發(fā)式指導。指教師從學生的實際情況出發(fā)，把學生當成學習的主體，應用各種方式方法調(diào)動學生學習的積極性、獨立性、主動性和能動性，引導學生通過自己積極的學習活動去掌握知識、形成技能、發(fā)展能力和促進個性健康發(fā)展。啟發(fā)式尊重學生的主體人格，強調(diào)指導學生的學習方法，重視學生的技能形成、能力發(fā)展和個性展示。

各種教學方法既有啟發(fā)性質(zhì)，又有注入性質(zhì)，是一把“雙刃劍”，全在于教師如何應用了。比如講授法，一味的講、枯燥地講，就是注入式；而以適當問題和實例開頭，激發(fā)學生的學習動機，再配之以形象、風趣的講解，……就是啟發(fā)式。又如，問題解決法，問題在形式上和內(nèi)容上，提得恰到好處，能適合學生的心理，就激發(fā)其學習動機，……就成為啟發(fā)式；若問題提得過難或過易，連珠炮式地提一大堆問題，就會壓抑學生的學習積極性，使之生厭，……就成了注入式。因此，應用教學方法，需要自始至終貫徹工學結(jié)合一體化的理念，多用啟發(fā)式的教學方法，在學生的工作中解決問題。

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    一、實驗探究教學活動,有助于把握教材,突出重點,突破難點。

    以氧氣的實驗室制法中藥品和條件的探究為例說明之。

    以分組實驗展開實驗室用什么方法獲得氧氣的教學,大膽地對教材中的三個演示實驗進行改進。用帶火星的木條分別直接接觸石棉網(wǎng)上的A氯酸鉀、B氯酸鉀和二氧化錳、C二氧化錳三種固體藥品

    A中; 木條直接接觸氯酸鉀,木條火星閃動,但不復燃,證明產(chǎn)生了較少的氧氣。

    B中; 木條接觸摻有二氧化錳的氯酸鉀,木條復燃,證明產(chǎn)生了較多的氧氣。

    C中; 木條接觸二氧化錳,火星不變化,證明不產(chǎn)生氧氣。

    通過現(xiàn)象,同學們很快得出結(jié)論,若氯酸鉀和二氧化錳混和加熱,只有氯酸鉀會放出氧氣,而二氧化錳不會放出氧氣。證明了氯酸鉀是制取氧氣的反應物,二氧化錳只是改變了氯酸鉀放氧氣的速度,是個條件。然后再對催化劑這個概念加以闡述。原教材中的實驗,操作繁瑣,藥品消耗大,耗時長,不適宜學生分組。實驗改進后,儀器簡單,操作簡便,現(xiàn)象明顯。通過分組實驗后,同學們輕輕松松地就掌握了實驗室制氧氣的化學反應原理這一重點內(nèi)容的學習,而且把催化劑這個難點易化了。

    二、實驗探究活動,最重要的是體現(xiàn)了教師的主導性和學生的主體性相結(jié)合的原則。

    學習有兩種方式:接受式學習和體驗式學習。傳統(tǒng)教學重視知識的灌輸,抽走了最生動的學生情感體驗,使教學變成了干癟的知識傳授。而實驗探究學習是體驗式學習方式中的一種。實驗探究式學習是通過自己的親身實驗活動,積極探究出知識的發(fā)生過程,從問題的解決中習得知識,培養(yǎng)能力,獲得情感體驗。更重要的是在過程中教會學生如何學會學習,如何學會解決問題。

    1、氫氣的實驗室制法的反應原理的探究。

    【教師投影】指出早在19世紀科學家就發(fā)現(xiàn)了某些金屬與某些酸反應就能產(chǎn)生氫氣。接著,老師提出探究問題:“那么哪種金屬與哪種酸反應比較適合于實驗室制取氫氣呢?”

    【活動與探究】實驗內(nèi)容,銅、鎂與稀硫酸,鋅、鐵與稀鹽酸反應,然后學生動手實驗,觀察現(xiàn)象,同時填好實驗報告。通過現(xiàn)象,同學們可能會得出錯誤的結(jié)論,認為反應越快越好,而不會從成本上,可操作性方面考慮。這時老師應及時反饋學生探索成果,并給予評價,引導學生得出正確的結(jié)論: 即實驗室是用鋅粒和稀硫酸反應來制取氫氣的。

    2、二氧化碳的實驗室制法的反應原理的探究

    首先:老師提出問題,請同學們思考,我們學過的哪些反應可以生成二氧化碳呢?同學們思考歸納以下的反應:A 堿式碳酸銅受熱分解 B 碳與氧氣燃燒生成二氧花碳 C 碳與氧化銅受熱生成銅與二氧化碳 D 一氧化碳與氧氣燃燒生成二氧化碳 E一氧化碳與氧化銅受熱生成銅與二氧化碳 F 碳酸鈣高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳 G 碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳 H 碳與氧化鐵高溫生成鐵與二氧化碳 I 碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水與二氧化碳。請同學們思考上述9個反應中,哪個反應適合在實驗室制備二氧化碳呢?同學們經(jīng)過思考后,大膽地提出假設(shè):A B C 三種方法比較適合實驗室制二氧化碳。

    【驗證猜想】分組實驗,提供給學生碳酸鈉粉末,碳酸鈣粉末,碳酸鈣塊狀固體,稀鹽酸和稀硫酸溶液,進行制取二氧化碳的實驗。同學們經(jīng)過分組實驗、觀察、記錄實驗現(xiàn)象,從反應速度上分析、比較得出結(jié)論,只有碳酸鈣塊狀固體與稀鹽酸反應是最適合實驗室制二氧化碳的。整個過程中總結(jié)復習舊知識,提出新的假設(shè)猜想到猜想假設(shè)的驗證都是學生的活動。學生在掌握知識的基礎(chǔ)上把握科學的思維方式是突出學生在你課堂上的主動行為,最大范圍地體現(xiàn)了學生的主體性,在實施這堂課中教師只是適當調(diào)控、點撥和引導,這樣更好地達到了教學效果。

    三、實驗探究活動在民主合作的氛圍中,更有利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。

    又如在初中“一氧化碳”的教學中,先復習“碳”與“二氧化碳”的性質(zhì),從得失氧的觀點分析碳只能獲得氧,即可燃性、還原性;二氧化碳只能失去氧,有氧化性。接著提出“介于兩者之間的一氧化碳,應具有怎樣的化學性質(zhì)呢?”學生自然就會提出“一氧化碳可能具有A 得氧——還原性、可燃性,B 失氧 ——氧化性”的猜想。那么如何用科學的方法來驗證“一氧化碳的化學性質(zhì)呢?”同學們分組討論,總體方案定在空氣中點燃還原氧化銅。但在細節(jié)上有許多爭議,問題大多集中在:一氧化碳是否需驗純,一氧化碳還原氧化銅的裝置與實驗步驟與氫氣還原氧化銅有何區(qū)別?一氧化碳有毒,為了防止污染空氣,如何處理還原氧化銅后的尾氣?大家各抒己見,有的同學認為教材中的裝置可優(yōu)化,把處理尾氣的導管彎到加熱氧化銅的酒精燈上,兩盞酒精燈就合二為一了。這種想法馬很快就遭到其他同學的反對,如果這樣加熱前要通一氧化碳,停止加熱后又要通一氧化碳,那么開始和結(jié)束的一氧化碳就無法處理。這時又有人想出解決的辦法,酒精燈先在外面點燃尾氣一會兒,再放到氧化銅下加熱,結(jié)束時放酒精燈在外面點燃尾氣。這樣處理就創(chuàng)造性的把驗證一氧化碳的化學性質(zhì)的實驗裝置和步驟改進了。在同學們掌握知識和技能的基礎(chǔ)上培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神。

    總之,實驗探究活動在以學生為主體的學習活動中進行的,有利于教師恰當?shù)靥幚斫滩?也有利于培養(yǎng)同學們的民主合作意識和創(chuàng)新精神,有利于培養(yǎng)同學們的實踐能力,符合素質(zhì)教育的要求。

    參考文獻:

    [1] 黃娟. 調(diào)整課堂結(jié)構(gòu) 提高課堂效率[J].《試題與研究新課程論壇》 2011年2期 .

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關(guān)鍵詞　創(chuàng)新性思維　最優(yōu)化方法　教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

1　創(chuàng)新性思維在教學中的理論及實踐意義

（1）有助于培養(yǎng)學生的科研意識、科研能力和創(chuàng)新意識。最優(yōu)化方法這門課程有很多經(jīng)典的理論和研究問題的方法，非常有利于培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新意識，比如說解決線性規(guī)劃問題的方法有單純形方法、兩階段法、大M法、對偶單純形法等方法。解決無約束問題的最速下降法、牛頓法、共軛梯度法、擬牛頓法。信賴域方法等。這些理論不僅可以培養(yǎng)學生學會從不同角度研究問題，還可以培養(yǎng)學生學會自己構(gòu)造算法，這樣就不再停留在單純的學會知識，而是教會學生學會用科學思維方法去自己研究問題，從而培養(yǎng)學生科研興趣和抓住問題要點的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（2）有利于學生數(shù)學思維向科學方法的滲透。與其他學科相比，數(shù)學類課程有自身的特點。數(shù)學是自然科學的基礎(chǔ)學科，差不多我們?nèi)粘Ｉ钪刑幪幎伎梢哉业綌?shù)學的影子，有些是簡單的數(shù)學問題，有些是復雜的問題，為解決這些復雜的問題需要你動用已有的全部數(shù)學知識，但有時你可能仍然對其一籌莫展，但在這個研究問題的過程中，你是在不斷地動用你的數(shù)學思維和科學方法研究問題。數(shù)學揭示出事物內(nèi)在的本質(zhì)規(guī)律，表現(xiàn)的形式是數(shù)量化的表現(xiàn)形式，科學的數(shù)學化表現(xiàn)在數(shù)學方法在實際問題中的廣泛應用，同時又表現(xiàn)在數(shù)學思維越來越成為一般的科學思維。加強研究性學習有利于讓學生學會用數(shù)學的眼光看事物，看世界。

（3）增強學生學習的積極性和趣味性。最優(yōu)化方法是一門很嚴謹?shù)臄?shù)學學科，很多學生覺得枯噪乏味，而產(chǎn)生枯燥的原因是因為很多理論方法都需要很難學習和理解的數(shù)學基礎(chǔ)知識，很多的概念和定理都需要嚴格的理論推導和證明，對這些學生越難理解。但通過講解知識點的產(chǎn)生、發(fā)展的脈絡(luò)過程，讓學生了解知識的來龍去脈及其內(nèi)在規(guī)律，講授方法的獲得過程，就會使艱深難懂的問題變得簡單易懂，增強學生的學習興趣。

（4）數(shù)學素養(yǎng)與人文素養(yǎng)間的相互滲透。眾所周知，21世紀社會已經(jīng)進入到國際化和信息化的時代，其主要特點是高科技發(fā)展迅速，市場經(jīng)濟越來越完善，為適應社會發(fā)展的需要，需要現(xiàn)在的大學生在科學文化、思想道德、身體心理、勞動技能等方面都要有較高的素質(zhì)。為滿足社會對人才發(fā)展的需要就要求高等教育也要跟上時代的要求。這種需要在高校的課程中，應通過各門課程的教學來實現(xiàn)。在繼承傳統(tǒng)講解數(shù)學課程教學方法的基礎(chǔ)上，課程內(nèi)容和方法也應改革創(chuàng)新、與時俱進，具有時代性，在各門課程的教學中滲透人文精神教育，充分挖掘各門課的人文內(nèi)容及其內(nèi)涵，有利于創(chuàng)新性人才人文素養(yǎng)的提高。

（5）有利于學生形成良好的學風和競爭意識，使得學生的綜合素質(zhì)與技能培養(yǎng)得到整體提高。加強創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)，讓學生體會到探索的重要性，培養(yǎng)了開拓創(chuàng)新的意識和思維的方法，培養(yǎng)了良好的學風和協(xié)作競爭的意識和機制，可以大大提高學生的綜合素質(zhì)和各方面的技能。

2　創(chuàng)新性思維在最優(yōu)化方法教學中的研究內(nèi)容和方法

（1）從滿堂灌到討論、啟發(fā)引導式的轉(zhuǎn)變：在最優(yōu)化方法課程的教學中，改變過去習以為常的傳統(tǒng)教學模式——滿堂灌，在教學實踐中始終貫徹以學生為主體，讓學生參與到教學活動中來，激發(fā)學生學習的主動性，鼓勵學生獨立思考，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。比如在學習無約束最優(yōu)化方法時，搜索方向的不同就得到了不同的算法，如果沿著負梯度方向進行一維搜索就得到了最速下降方法，沿著共軛方向搜索就得到了共軛梯度法等等，學習了這些內(nèi)容和方法后，就有同學提出了他們自己的一些想法，這樣不僅加深了對課本知識和方法的理解，而且拓展了學生研究問題的思路，提高了學習研究問題和解決問題的能力。

（2）從知識的章節(jié)學習到建立知識框架的轉(zhuǎn)變：改變長期以來，教師一章一章地教，學生一章一章學的狀況，在教學過程中引導學生建立知識間的脈絡(luò)和聯(lián)系，建立起知識間關(guān)系的框架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)課程內(nèi)部各知識點的融會貫通。而設(shè)計性的教學環(huán)節(jié)則讓學生也參與進來。

（3）從單一學科到多學科的轉(zhuǎn)變，通過單一學科到多學科的知識交叉和拓展研究，使學生經(jīng)歷不同單科性知識自然融匯的綜和性教學訓練。最優(yōu)化方法這門課程跟數(shù)學建模、高等數(shù)學、線性代數(shù)這些基礎(chǔ)課程關(guān)系密切，并且在最優(yōu)化方法可以應用到很多學科中，在教學中結(jié)合教學內(nèi)容實施單門課程到多學科的拓展是非常必要的，加深了學生對各學科的交叉和知識的融會貫通。

（4）從理論學習到實際應用的轉(zhuǎn)化：最優(yōu)化技術(shù)應用范圍十分廣泛，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會經(jīng)濟、國防、航空航天工業(yè)中處處可見其用途。比如我們自己所接觸過的課題有：結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計、電子器件最優(yōu)設(shè)計、光學儀器最優(yōu)設(shè)計、化工工程最優(yōu)設(shè)計、標腔最優(yōu)配方、運輸方案、機器最優(yōu)配備、油田開發(fā)、水庫調(diào)度、飼料最優(yōu)配方、食品結(jié)構(gòu)優(yōu)化等等。那么在教學中，研究了很多用最優(yōu)化方法解決實際問題的例子，比如運輸方案的實施，飼料最優(yōu)配方等，提高了學生解決實際問題的能力。

（5）從單純的學習到創(chuàng)新性的轉(zhuǎn)變：最優(yōu)化方法這門課程有很多理論有自己獨特的研究方法，并且這些方法有很多實際的應用，那么針對各種理論方法的優(yōu)缺點和學生感興趣的問題，可以鼓勵學生主動進行一些專題研究，讓學生自己選題，收集相關(guān)資料，開展理論和應用研究，最后以總結(jié)報告撰寫論文的形式匯報自己的研究成果，鍛煉了學生研究問題和解決問題的能力，達到由單純的學習知識向獨立研究與創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變。有位同學在學習完最速下降法之后，對這個方法特別感興趣，提出了自己改進的最速下降算法，并且研究了算法的實施步驟、收斂性以及與牛頓法之間的關(guān)系，最后還通過例子進行了實例比較。還有位同學對最速下降法的收斂性做了改進，考慮到相鄰兩個搜索方向是正交的，提出兩次迭代后再做一次一維搜索，用以改進最速下降法的后期收斂速度慢的問題。這些研究工作不僅加深了學生對書本內(nèi)容的學習和理解，還很具有創(chuàng)新性，提高了學生的創(chuàng)新性思維。

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1.物理科學方法教育理論研究進展

學術(shù)界一直在為科學方法教育與知識教育兩者之間的關(guān)系進行爭論,其爭論的焦點就是科學方法教育所處的地位。長久以來,科學教育領(lǐng)域?qū)Υ藛栴}一直都沒有停止過研究,現(xiàn)已經(jīng)形成了完整的觀念體系,即知識中心教育觀。國外某學者認為物理學中無論是哪一方面的內(nèi)容,通過分解之后,都與3個因素有著直接的關(guān)系,這3個要素分別為事實、邏輯或者方法論、表述形式等。其中事實需要實驗來進行驗證,而邏輯與方法論實際上就是物理思想,而表述形式實際上就是指數(shù)學。這一結(jié)構(gòu)模式不僅促進了物理學科整體的發(fā)展,同時也會與物理相關(guān)學科的發(fā)展提供了思路,也會物理教學提供了途徑。前蘇聯(lián)某學者通過研究將物理學科結(jié)構(gòu)進行了更為詳細的劃分,更為真實的反映出物理知識與物理方法直接的關(guān)系。其物理知識與方法結(jié)構(gòu)如圖1所示。

通過圖1,可以知道該學者將物理學科劃分為五個部分,并且對科學方法、科學知識、數(shù)學等3者之間的關(guān)系進行了界定。這一結(jié)構(gòu)模型還有很多不完善之處,有待進一步研究。一些學者在上述結(jié)構(gòu)模型的啟發(fā)下,提出了更為合理的知識―方法結(jié)構(gòu)圖,如圖2。

圖2中,學者也將物理知識與方法分為5個部分,而科學方法處于中心位置,與其他4項內(nèi)容都有著密切的聯(lián)系。不同部分之間要想有效聯(lián)系,都需要通過科學方法,因此科學方法在其中起到的是紐帶作用,溝通者其余四個部分?？茖W發(fā)現(xiàn)認識論學者,科學根源就是現(xiàn)象,學者在科學研究期間,現(xiàn)象與理論之間并沒有產(chǎn)生直接聯(lián)系,科學現(xiàn)象只有經(jīng)過科學方法的論證之后,才有可能成為科學理論。同理,科學理論也不能直接應用,只有通過科學方法,才能夠應用到現(xiàn)實中,并且在現(xiàn)實中進一步延伸。此原理同樣適用于科學教育。兩個將結(jié)構(gòu)圖相比,筆者認為圖2更加的合理。

2.物理科學方法顯化教育的內(nèi)容研究進展

現(xiàn)階段科學方法分類還未有統(tǒng)一的定論,因此其也是學科界研究的重點內(nèi)容。只有對科學方法進行正確的分類,科學方法中很多難以解決的問題才能得到有效的解決,很多學者通過長時間的研究實驗,已經(jīng)形成了系統(tǒng)理論,即智力―技能―認知結(jié)構(gòu)理論。

站在能力因素的角度來考量這一問題,我們可以將其分為兩大類,一類是硬能力,智力與技能都屬于硬能力,因為這需要他通過人類的大腦才能實現(xiàn);另一類是軟能力,也就是認知結(jié)構(gòu)理論,因為知識結(jié)構(gòu)理論是通過人類的后天學習而形成,其就類似于人類的軟件。

在能力結(jié)構(gòu)中區(qū)分“硬能力”與“軟能力”有著重要的意義。因為根據(jù)這種區(qū)分,我們不僅清楚了能力因素中的智力、技能、知識和科學方法的不同屬性,更為重要的是,我們進一步明確了在能力因素中,智力的提高和技能的形成主要是靠訓練而達成的,而能力因素中的知識和科學方法則可以通過傳授、探究或發(fā)現(xiàn)使學生掌握。從這種基本思想出發(fā),我們把科學方法分為了思維方法和學科方法。前者是主觀的,是大腦的功能,需要訓練才能使學生形成與掌握,后者是客觀的,不是大腦的功能,需要傳授才能使學生習得與掌握。這樣一種分類方式,不僅來源清晰,而且與教育方式在邏輯上是自洽的。

3.物理科學方法教育的實踐進展

在物理科學方法教育顯化研究中,我們認為,科學方法與知識不同,它所涉及的不是物質(zhì)世界本身,而是人們認識物質(zhì)世界的途徑與方式,是高度抽象的。如果只從隱性教育角度進行教學,學生也可能從中學到一些科學方法,但只能是零星的、不連貫的,收效甚微。但若脫離具體物理知識去傳授科學方法,則更不可取。這樣,就形成了一種科學方法教育途徑的兩難處境。因此,我們嘗試尋找一種恰當?shù)慕逃绞?在顯化科學方法的同時,進行科學方法教育途徑的創(chuàng)新,使學生對科學方法的了解切中要害。我們認為,這就是結(jié)合科學方法的物理概念與規(guī)律教學。

概念與規(guī)律既是物理教學的核心,又是學生物理學習的起點。從核心著手貼近教學本質(zhì),從起點出發(fā)符合認知順序。事實上,物理知識與科學方法本來就是一種水融的關(guān)系,每一個概念與規(guī)律的得出,都自始至終貫穿著科學方法。如果把物理學喻為珍珠項鏈,那么物理知識是珍珠,而科學方法就是串起珍珠的那根“線”。因此,我們認為:只有通過結(jié)合科學方法的物理概念、規(guī)律教學,只有使學生在每一個物理概念、規(guī)律得出過程中真切體會科學方法的作用,學生頭腦中的科學方法才能顯示出其內(nèi)涵、色彩和格調(diào),才能顯示出其內(nèi)在的理由、作用和功能,學生學習過的科學方法才能真正活起來。正是在這個意義上,我們認為結(jié)合科學方法的物理概念、規(guī)律教學,是科學方法顯化教育途徑的創(chuàng)新。