湖北省中中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究課題中學(xué)數(shù)學(xué)新教材中實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究數(shù)學(xué)學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,其中許多重大發(fā)覺直接來始于實(shí)驗(yàn),新理論的提出也須要經(jīng)受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展起著舉足輕重的作用。在我國(guó)歷來的學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中,都非常指出實(shí)驗(yàn)教學(xué),隨著新課程變革的深入,實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到進(jìn)一步強(qiáng)化,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象、概念和規(guī)律漸漸成為數(shù)學(xué)教學(xué)的主要形式,然而,因?yàn)榉N種緣由,目前不少中學(xué)和班主任注重?cái)?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠,實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多問題,影響新課程的施行,影響化學(xué)教育的質(zhì)量和中學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。為深入施行素養(yǎng)教育,新課程變革從2001年秋開始試點(diǎn),到2003年在全省全面施行。十多年來,在專家的推動(dòng)和中學(xué)的促進(jìn)下,在班主任和中學(xué)生的共同參與下,變革轟轟烈烈,飽含了生機(jī)與活力。《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》提出了三維課程培養(yǎng)目標(biāo),讓中學(xué)生學(xué)習(xí)一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,具有初步的科學(xué)探究能力,具有創(chuàng)新意識(shí)、能獨(dú)立思索,養(yǎng)成尊重事實(shí)、大膽想像的科學(xué)心態(tài)和科學(xué)精神,培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑之一,由于實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部份,數(shù)學(xué)知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完善和發(fā)展上去的,化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要的組成部份,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,施行素養(yǎng)教育有著不可取代的作用。
1、課題督查2009月,按照課題研究方案,組織了課題組成員史碩陽(yáng)、周同仕、馮春雷、劉文、沈達(dá)偉等班主任督查九年級(jí)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)況,徐銀山、張雨晴、谷金花、朱敏、邵文娟等班主任督查八年級(jí)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)況。督查內(nèi)容主要圍繞課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、課后小實(shí)驗(yàn),督查問題圍繞化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用、實(shí)驗(yàn)開辦情況、實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)與多媒體整合以及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等。2、課題申報(bào)和開題10月期間,課題組成員深入學(xué)習(xí)教育科學(xué)基礎(chǔ)理論和研究方式,提升科研能力和素質(zhì)。課題組制定了《初中化學(xué)新教材中實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究》課題的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、研究方式和施行方案,進(jìn)行課題申報(bào),于2009年10月15日獲得省武器中心和省教研室聯(lián)合立項(xiàng)。(2)對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況進(jìn)行了初步的督查,打算開題工作。月15日由淮安師范大學(xué)和南京市教研室專家組進(jìn)行了開題論證。由課題組主任史碩陽(yáng)向?qū)<医M進(jìn)行了課題的開題匯報(bào)工作,匯報(bào)了課題研究的基本框架。專家組對(duì)課題論證報(bào)告和實(shí)驗(yàn)研究方案進(jìn)行了詳盡的論證和指導(dǎo)。3、理論基礎(chǔ)3、1、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,其中許多重大發(fā)覺直接來始于實(shí)驗(yàn),新理論的提出也須要經(jīng)受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展起著舉足輕重的作用。
如亞里士多德覺得,質(zhì)量越大的物體下落得越快,物體下落的快慢與物體的質(zhì)量有關(guān),這一觀點(diǎn)統(tǒng)治人們一千多年。伽利略第一次用實(shí)驗(yàn)的方式,用無(wú)以反駁的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。牛頓通過三棱鏡觀察到太陽(yáng)光偏折出一條按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫次序排列的彩色光帶,按照這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,牛頓得出太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫組成的復(fù)色光。現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展同樣是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),如盧瑟福構(gòu)建的原子核式結(jié)構(gòu)模型是以a粒子散射實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。從數(shù)學(xué)學(xué)的過去、現(xiàn)在和未來,實(shí)驗(yàn)都是數(shù)學(xué)學(xué)產(chǎn)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)校物理教學(xué)的重要組成部份數(shù)學(xué)學(xué)是由具象的數(shù)學(xué)概念、規(guī)律和化學(xué)方式組成的知識(shí)體系,小學(xué)中學(xué)生處于從形象思維向具象思維的發(fā)展階段,對(duì)于具象的化學(xué)知識(shí),中學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)客觀上存在一定難度。在教學(xué)中,中學(xué)生獲得對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)是必要的,是產(chǎn)生概念和規(guī)律的必要基礎(chǔ)。中學(xué)生有豐富的來始于生活的感性認(rèn)識(shí),這種感性認(rèn)識(shí)有正確的、也有錯(cuò)誤的,有表面的,也有本質(zhì)的,表現(xiàn)為復(fù)雜的形態(tài),借此為基礎(chǔ)有較大的難度,而化學(xué)實(shí)驗(yàn)是悉心設(shè)計(jì)的,經(jīng)過簡(jiǎn)化和純化了的化學(xué)現(xiàn)象,聚焦關(guān)鍵問題,有利于提高中學(xué)生的認(rèn)識(shí),推動(dòng)概念和規(guī)律的建構(gòu)。
按照筆者十多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),沒有實(shí)驗(yàn),從具象的概念到具象的概念,從具象的規(guī)律到具象的規(guī)律,從具象的習(xí)題到具象的習(xí)題,中學(xué)生的學(xué)習(xí)只是信息加工,符號(hào)學(xué)習(xí),思維訓(xùn)練,常年下去,許多中學(xué)生認(rèn)為化學(xué)是無(wú)趣無(wú)味、非常難懂的學(xué)科,不利于中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣迸發(fā)和積極性的調(diào)動(dòng)。教學(xué)缺少實(shí)踐能力培養(yǎng),出現(xiàn)了許多高分低能的現(xiàn)象。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是重要的化學(xué)教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要方式。新課程確立了數(shù)學(xué)教學(xué)的三維目標(biāo),即知識(shí)與技能、過程與技巧和情感心態(tài)與價(jià)值觀目標(biāo)。離開實(shí)驗(yàn)教學(xué),上述三維目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。從數(shù)學(xué)知識(shí)與技能把握來看,實(shí)驗(yàn)?zāi)芴峁┬蜗笊鷦?dòng)的化學(xué)現(xiàn)象,是具象的數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)過程能培養(yǎng)中學(xué)生的動(dòng)手操作技能。實(shí)驗(yàn)方式的優(yōu)點(diǎn)是能將復(fù)雜的條件進(jìn)行簡(jiǎn)化和純化,利用儀器設(shè)備,突出研究對(duì)象的主要誘因,排除次要的、非本質(zhì)誘因,創(chuàng)造一個(gè)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)環(huán)境,須要將認(rèn)識(shí)的某種性質(zhì)或關(guān)系以比較純粹的形態(tài)表現(xiàn)下來初中物理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)不足,便于中學(xué)生能比較容易比較精確地發(fā)覺規(guī)律。還應(yīng)當(dāng)看見,化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)中學(xué)生全面發(fā)展的作用。通過觀察,可使中學(xué)生曉得科學(xué)家探求和發(fā)覺數(shù)學(xué)規(guī)律的過程,培養(yǎng)和提升中學(xué)生的觀察能力和邏輯思維能力,培養(yǎng)中學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力,幫助她們把握科學(xué)的學(xué)習(xí)方式,理解理論與實(shí)踐的關(guān)系。
3、2、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用3、2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)能創(chuàng)設(shè)有效學(xué)習(xí)的情境數(shù)學(xué)知識(shí)是由具象的數(shù)學(xué)概念、規(guī)律和化學(xué)方式組成的,對(duì)于具象的數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué),中學(xué)生獲得對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)是必要的,是建立概念和規(guī)律的必要基礎(chǔ)。中學(xué)生有豐富的來始于生活的感性認(rèn)識(shí),這種感性認(rèn)識(shí)有正確的、也有錯(cuò)誤的,有表面的,也有本質(zhì)的,表現(xiàn)為復(fù)雜的形態(tài),僅僅借此為基礎(chǔ)有較大的難度,而化學(xué)實(shí)驗(yàn)是悉心設(shè)計(jì)的,經(jīng)過簡(jiǎn)化和純化了的化學(xué)現(xiàn)象,具有典型性、可重復(fù)性、趣味性和定性定量的全面性,聚焦關(guān)鍵問題,創(chuàng)建有效學(xué)習(xí)的情境,有利于提高中學(xué)生的認(rèn)識(shí),推動(dòng)概念和規(guī)律的建構(gòu)。3、2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)能培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)的學(xué)習(xí)方式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)中學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識(shí)培養(yǎng)和科學(xué)的學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)的有效途徑。而實(shí)驗(yàn)本身就是一種基本的科學(xué)研究方式。通常來說,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方式有以下四種方式:(1)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。是一種推理、判斷在前初中物理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)不足,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在后的研究方式。也就是在已知的數(shù)學(xué)理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,或則出現(xiàn)了與已知理論根本沖突的數(shù)學(xué)事實(shí)時(shí),經(jīng)過推理、做出假定和預(yù)言,并通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)其真理智,最后肯定或否定論斷,因而得出可靠的推論。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法常常與想像、推理、判斷等思維方式結(jié)合在一起構(gòu)成詮釋的科學(xué)方式。
它是人們認(rèn)識(shí)能力的創(chuàng)造性表現(xiàn),這些能力能促進(jìn)科學(xué)家超前于實(shí)驗(yàn)而促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。探求性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是兩種類型的研究方式,教學(xué)中運(yùn)用得當(dāng),都具有啟迪思維、探索真理的作用。(2)、實(shí)驗(yàn)歸納法。這是一種由某些到通常的研究方式。也就是按照研究目的,人為地控制條件,從大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中找尋其普遍特點(diǎn),從而概括出普遍規(guī)律的技巧。實(shí)驗(yàn)歸納法的特征是:實(shí)驗(yàn)在前、結(jié)論在后,實(shí)驗(yàn)就是探求規(guī)律的主要手段,這些實(shí)驗(yàn)常稱為探求性實(shí)驗(yàn),這是新課程提倡的實(shí)驗(yàn)技巧。(3)、真實(shí)實(shí)驗(yàn)與理想實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。真實(shí)實(shí)驗(yàn)是人們才能實(shí)際進(jìn)行的實(shí)踐活動(dòng)。理想實(shí)驗(yàn)是人們?cè)谀X子中打造的一種理想過程,是邏輯推理的一種方式和方式。理想實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)有著相像的特點(diǎn)和目的,就是將研究的對(duì)象加以“純化”,便于在最少受干擾和影響的條件下,概括出所研究對(duì)象的特點(diǎn)和本質(zhì)。所謂真實(shí)實(shí)驗(yàn)與理想實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,就是在有限的實(shí)踐基礎(chǔ)上,經(jīng)過推測(cè)、判斷,得出理想條件下的數(shù)學(xué)規(guī)律的技巧。如真空不能傳聲的理想實(shí)驗(yàn)。(4)、追溯機(jī)遇的技巧。因?yàn)榕銮烧T因,化學(xué)實(shí)驗(yàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)者并未預(yù)料到的、有重要科學(xué)價(jià)值的新現(xiàn)象,這就是機(jī)遇。因?yàn)橐阎臄?shù)學(xué)理論不能解釋這種新現(xiàn)象,所以,機(jī)遇經(jīng)常喻示著數(shù)學(xué)理論的新發(fā)展,是新理論的先兆。
溯源機(jī)遇的方式,關(guān)鍵在于憑著豐富的知識(shí)積累和敏銳的洞察力及時(shí)捉住預(yù)定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)之外而常被人們看作微不足道的碰巧目標(biāo),追根追溯以獲得科學(xué)上的重大突破。諸如,倫琴在一次碰巧的機(jī)會(huì)中發(fā)覺了X射線。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的能力和科學(xué)素質(zhì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程主要包括目的確立、器材選取、步驟安排、結(jié)果處理、結(jié)論得出和偏差剖析,是一個(gè)較長(zhǎng)的思維和操作過程。在實(shí)驗(yàn)過程中可以培養(yǎng)中學(xué)生的觀察能力、思維能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,也可以培養(yǎng)中學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)要求中學(xué)生尊重客觀事實(shí),不能弄虛造假,不能篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),具有老老實(shí)實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)心態(tài),同時(shí)實(shí)驗(yàn)也不是一帆風(fēng)順的,也會(huì)有坎坷,培養(yǎng)中學(xué)生不怕磨難、頑強(qiáng)奮斗的追求科學(xué)的精神,有利于培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。4、課題研究的內(nèi)容與目標(biāo)通過研究,提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、改進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)方案、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)參與“猜想與假定”教學(xué)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)安全和借助信息技術(shù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)五個(gè)方面的改進(jìn)和課例。通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn),意在提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,推動(dòng)新課程的深入施行,推動(dòng)施行素質(zhì)教育和中學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。(1)、初中數(shù)學(xué)新教材中實(shí)裝置的改進(jìn)。(2)、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究,重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)探究方案的改進(jìn)。
(3)、實(shí)驗(yàn)參與科學(xué)探究的要素“猜想與假定”教學(xué)的改進(jìn)。(4)、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全的研究與改進(jìn)。(5)、利用信息技術(shù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。5、研究方式采用問卷調(diào)查法、訪談和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方式相結(jié)合,整理歸納高中數(shù)學(xué)新教材中實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的突出問題,探討問題形成的誘因。為了獲得小學(xué)數(shù)學(xué)新教材中實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的突出問題,首先對(duì)部份班主任進(jìn)行了采訪,了解當(dāng)前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大體狀況。針對(duì)實(shí)驗(yàn)作用和評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí),演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、隨堂實(shí)驗(yàn)和課后興趣實(shí)驗(yàn)的開出率情況和實(shí)驗(yàn)類型選擇情況,編制了《初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)情況調(diào)查問卷》,問卷為8個(gè)封閉式問題,進(jìn)行問卷調(diào)查。在調(diào)查問卷的基礎(chǔ)上,為了深度了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的突出問題,針對(duì)實(shí)驗(yàn)作用和評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí),實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)療效、實(shí)驗(yàn)類型選擇、探究實(shí)驗(yàn)的施行、多媒體使用和信息技術(shù)整合等情況,設(shè)計(jì)了下述八個(gè)相關(guān)的談話提綱,對(duì)高中數(shù)學(xué)教師進(jìn)行了采訪。二、主要研究工作1、課題督查工作2009師督查九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)況,徐銀山、張雨晴、谷金花、朱敏、邵文娟等班主任督查八年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)況。督查內(nèi)容主要圍繞課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、課后小實(shí)驗(yàn),督查問題圍繞化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用、實(shí)驗(yàn)開辦情況、實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)與多媒體整合以及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等。
課題組悉心設(shè)計(jì)了下述調(diào)查問題:一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有哪些作用?二、目前,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備狀況怎么?三、新教材中的實(shí)驗(yàn)是否須要改進(jìn),您覺得什么實(shí)驗(yàn)須要改進(jìn)?四、在平常教學(xué)中,您采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法主要是哪些類型的?驗(yàn)證性還是探究性?五、在平常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,您是如何如施行探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的?六、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,您是怎樣使用多媒體的?七、您覺得信息技術(shù)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)怎么整合?八、目前,您覺得高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)怎樣?近六年來,基礎(chǔ)教育進(jìn)行持續(xù)課程和教學(xué)變革,專家的推動(dòng),中學(xué)的推進(jìn),班主任和中學(xué)生的參與,父母的關(guān)注,使變革飽含了生機(jī)與活力。中學(xué)數(shù)學(xué),在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面發(fā)生了巨大的變化,而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重不夠,還存在許多改進(jìn)的空間。從現(xiàn)實(shí)和有關(guān)的調(diào)查中反映出一些突出問題。如,對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠注重,化學(xué)實(shí)驗(yàn)課開出率不太高,“講解實(shí)驗(yàn)”、“黑板實(shí)驗(yàn)”和“多媒體實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生;所做的實(shí)驗(yàn)有不少問題,如演示實(shí)驗(yàn)可見度低,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不顯著,實(shí)驗(yàn)成功率不高和實(shí)驗(yàn)安全等問題;在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)方案屈從于教材上的實(shí)驗(yàn)方案,信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效整合等問題,針對(duì)那些突出問題,加大對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。(1)目前許多中學(xué)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,跟不上新課程變革發(fā)展的需求。實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,與新的教科書介紹的實(shí)驗(yàn)不配套;新教材上有些實(shí)驗(yàn)存在不足,