湖北省中中學(xué)實驗教學(xué)研究課題中學(xué)數(shù)學(xué)新教材中實驗改進的研究數(shù)學(xué)學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，其中許多重大發(fā)覺直接來始于實驗，新理論的提出也須要經(jīng)受實驗的檢驗，實驗對于數(shù)學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展起著舉足輕重的作用。在我國歷來的學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中，都非常指出實驗教學(xué)，隨著新課程變革的深入，實驗教學(xué)得到進一步強化，通過實驗教學(xué)來認識化學(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，因為種種緣由，目前不少中學(xué)和班主任注重數(shù)學(xué)實驗教學(xué)不夠，實驗教學(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，到2003年在全省全面施行。十多年來，在專家的推動和中學(xué)的促進下，在班主任和中學(xué)生的共同參與下，變革轟轟烈烈，飽含了生機與活力?！度罩屏x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（實驗稿）》提出了三維課程培養(yǎng)目標，讓中學(xué)生學(xué)習(xí)一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，具有初步的科學(xué)探究能力，具有創(chuàng)新意識、能獨立思索，養(yǎng)成尊重事實、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)實驗教學(xué)是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的有效途徑之一，由于實驗是數(shù)學(xué)學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)也是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部份，數(shù)學(xué)知識是在實驗的基礎(chǔ)上完善和發(fā)展上去的，化學(xué)實驗也是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要的組成部份，實驗教學(xué)在培養(yǎng)中學(xué)生實踐能力和創(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、周同仕、馮春雷、劉文、沈達偉等班主任督查九年級數(shù)學(xué)實驗教學(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數(shù)學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)況。督查內(nèi)容主要圍繞課堂演示實驗、學(xué)生分組實驗、課后小實驗，督查問題圍繞化學(xué)實驗的作用、實驗開辦情況、實驗裝置存在的問題、實驗教學(xué)方法、實驗與多媒體整合以及實驗評價等。2、課題申報和開題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)新教材中實驗改進的研究》課題的研究目標、研究內(nèi)容、研究方式和施行方案，進行課題申報，于2009年10月15日獲得省武器中心和省教研室聯(lián)合立項。（2）對高中化學(xué)實驗教學(xué)情況進行了初步的督查，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行了開題論證。由課題組主任史碩陽向?qū)＜医M進行了課題的開題匯報工作，匯報了課題研究的基本框架。專家組對課題論證報告和實驗研究方案進行了詳盡的論證和指導(dǎo)。3、理論基礎(chǔ)3、1、初中化學(xué)實驗教學(xué)的地位實驗是數(shù)學(xué)學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，其中許多重大發(fā)覺直接來始于實驗，新理論的提出也須要經(jīng)受實驗的檢驗，實驗對于數(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)，這一觀點統(tǒng)治人們一千多年。伽利略第一次用實驗的方式，用無以反駁的實驗事實證明了亞里士多德的觀點是錯誤的。牛頓通過三棱鏡觀察到太陽光偏折出一條按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫次序排列的彩色光帶，按照這一實驗現(xiàn)象，牛頓得出太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫組成的復(fù)色光?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展同樣是以實驗為基礎(chǔ)，如盧瑟福構(gòu)建的原子核式結(jié)構(gòu)模型是以a粒子散射實驗為基礎(chǔ)。從數(shù)學(xué)學(xué)的過去、現(xiàn)在和未來，實驗都是數(shù)學(xué)學(xué)產(chǎn)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)。實驗教學(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，對于具象的化學(xué)知識，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)生獲得對化學(xué)現(xiàn)象的感性認識是必要的，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識，這種感性認識有正確的、也有錯誤的，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)實驗是悉心設(shè)計的，經(jīng)過簡化和純化了的化學(xué)現(xiàn)象，聚焦關(guān)鍵問題，有利于提高中學(xué)生的認識，推動概念和規(guī)律的建構(gòu)。
按照筆者十多年的教學(xué)經(jīng)驗，沒有實驗，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，符號學(xué)習(xí)，思維訓(xùn)練，常年下去，許多中學(xué)生認為化學(xué)是無趣無味、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。教學(xué)缺少實踐能力培養(yǎng)，出現(xiàn)了許多高分低能的現(xiàn)象?；瘜W(xué)實驗是重要的化學(xué)教學(xué)方式實驗是數(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，即知識與技能、過程與技巧和情感心態(tài)與價值觀目標。離開實驗教學(xué)，上述三維目標很難實現(xiàn)。從數(shù)學(xué)知識與技能把握來看，實驗?zāi)芴峁┬蜗笊鷦拥幕瘜W(xué)現(xiàn)象，是具象的數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)，實驗過程能培養(yǎng)中學(xué)生的動手操作技能。實驗方式的優(yōu)點是能將復(fù)雜的條件進行簡化和純化，利用儀器設(shè)備，突出研究對象的主要誘因，排除次要的、非本質(zhì)誘因，創(chuàng)造一個恰當(dāng)?shù)膶嶒灜h(huán)境，須要將認識的某種性質(zhì)或關(guān)系以比較純粹的形態(tài)表現(xiàn)下來初中物理實驗改進不足，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)實驗對中學(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)生的實際動手能力和創(chuàng)造能力，幫助她們把握科學(xué)的學(xué)習(xí)方式，理解理論與實踐的關(guān)系。
3、2、初中化學(xué)實驗教學(xué)的作用3、2.1實驗教學(xué)能創(chuàng)設(shè)有效學(xué)習(xí)的情境數(shù)學(xué)知識是由具象的數(shù)學(xué)概念、規(guī)律和化學(xué)方式組成的，對于具象的數(shù)學(xué)知識教學(xué)，中學(xué)生獲得對化學(xué)現(xiàn)象的感性認識是必要的，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識，這種感性認識有正確的、也有錯誤的，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)實驗是悉心設(shè)計的，經(jīng)過簡化和純化了的化學(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)生的認識，推動概念和規(guī)律的建構(gòu)。3、2.2實驗教學(xué)能培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)的學(xué)習(xí)方式實驗教學(xué)是對中學(xué)生進行創(chuàng)造意識培養(yǎng)和科學(xué)的學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)的有效途徑。而實驗本身就是一種基本的科學(xué)研究方式。通常來說，化學(xué)實驗的基本方式有以下四種方式：（1）、實驗驗證法。是一種推理、判斷在前初中物理實驗改進不足，實驗驗證在后的研究方式。也就是在已知的數(shù)學(xué)理論和實踐的基礎(chǔ)上，或則出現(xiàn)了與已知理論根本沖突的數(shù)學(xué)事實時，經(jīng)過推理、做出假定和預(yù)言，并通過實驗來檢驗其真理智，最后肯定或否定論斷，因而得出可靠的推論。實驗驗證法常常與想像、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。
它是人們認識能力的創(chuàng)造性表現(xiàn)，這些能力能促進科學(xué)家超前于實驗而促進科學(xué)的發(fā)展。探求性實驗與驗證性實驗是兩種類型的研究方式，教學(xué)中運用得當(dāng)，都具有啟迪思維、探索真理的作用。（2）、實驗歸納法。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，從大量的實驗現(xiàn)象中找尋其普遍特點，從而概括出普遍規(guī)律的技巧。實驗歸納法的特征是：實驗在前、結(jié)論在后，實驗就是探求規(guī)律的主要手段，這些實驗常稱為探求性實驗，這是新課程提倡的實驗技巧。（3）、真實實驗與理想實驗相結(jié)合的方式。真實實驗是人們才能實際進行的實踐活動。理想實驗是人們在腦子中打造的一種理想過程，是邏輯推理的一種方式和方式。理想實驗和真實實驗有著相像的特點和目的，就是將研究的對象加以“純化”，便于在最少受干擾和影響的條件下，概括出所研究對象的特點和本質(zhì)。所謂真實實驗與理想實驗相結(jié)合的方式，就是在有限的實踐基礎(chǔ)上，經(jīng)過推測、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驗。（4）、追溯機遇的技巧。因為碰巧誘因，化學(xué)實驗有時會出現(xiàn)實驗者并未預(yù)料到的、有重要科學(xué)價值的新現(xiàn)象，這就是機遇。因為已知的數(shù)學(xué)理論不能解釋這種新現(xiàn)象，所以，機遇經(jīng)常喻示著數(shù)學(xué)理論的新發(fā)展，是新理論的先兆。
溯源機遇的方式，關(guān)鍵在于憑著豐富的知識積累和敏銳的洞察力及時捉住預(yù)定實驗?zāi)繕酥舛１蝗藗兛醋魑⒉蛔愕赖呐銮赡繕?，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會中發(fā)覺了X射線。實驗教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的能力和科學(xué)素質(zhì)化學(xué)實驗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，是一個較長的思維和操作過程。在實驗過程中可以培養(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)生動手操作的實踐能力。實驗要求中學(xué)生尊重客觀事實，不能弄虛造假，不能篡改實驗數(shù)據(jù)，具有老老實實、實事求是的科學(xué)心態(tài)，同時實驗也不是一帆風(fēng)順的，也會有坎坷，培養(yǎng)中學(xué)生不怕磨難、頑強奮斗的追求科學(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)容與目標通過研究，提出改進實驗裝置、改進探究實驗方案、改進實驗參與“猜想與假定”教學(xué)、改進實驗安全和借助信息技術(shù)改進實驗教學(xué)五個方面的改進和課例。通過實驗改進，意在提升實驗教學(xué)的質(zhì)量，推動新課程的深入施行，推動施行素質(zhì)教育和中學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。（1）、初中數(shù)學(xué)新教材中實裝置的改進。（2）、初中化學(xué)實驗教學(xué)方法研究，重點是實驗探究方案的改進。
（3）、實驗參與科學(xué)探究的要素“猜想與假定”教學(xué)的改進。（4）、初中化學(xué)實驗教學(xué)安全的研究與改進。（5）、利用信息技術(shù)改進實驗教學(xué)。5、研究方式采用問卷調(diào)查法、訪談和經(jīng)驗總結(jié)等方式相結(jié)合，整理歸納高中數(shù)學(xué)新教材中實驗教學(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)新教材中實驗教學(xué)存在的突出問題，首先對部份班主任進行了采訪，了解當(dāng)前中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的大體狀況。針對實驗作用和評價的認識，演示實驗、學(xué)生分組實驗、隨堂實驗和課后興趣實驗的開出率情況和實驗類型選擇情況，編制了《初中化學(xué)實驗情況調(diào)查問卷》，問卷為8個封閉式問題，進行問卷調(diào)查。在調(diào)查問卷的基礎(chǔ)上，為了深度了解實驗教學(xué)存在的突出問題，針對實驗作用和評價的認識，實驗裝置、實驗療效、實驗類型選擇、探究實驗的施行、多媒體使用和信息技術(shù)整合等情況，設(shè)計了下述八個相關(guān)的談話提綱，對高中數(shù)學(xué)教師進行了采訪。二、主要研究工作1、課題督查工作2009師督查九年級化學(xué)實驗教學(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化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)況。督查內(nèi)容主要圍繞課堂演示實驗、學(xué)生分組實驗、課后小實驗，督查問題圍繞化學(xué)實驗的作用、實驗開辦情況、實驗裝置存在的問題、實驗教學(xué)方法、實驗與多媒體整合以及實驗評價等。
課題組悉心設(shè)計了下述調(diào)查問題：一、實驗教學(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)實驗教學(xué)設(shè)備狀況怎么？三、新教材中的實驗是否須要改進，您覺得什么實驗須要改進？四、在平常教學(xué)中，您采用的實驗教學(xué)方法主要是哪些類型的？驗證性還是探究性？五、在平常的實驗教學(xué)中，您是如何如施行探究實驗教學(xué)的?六、在實驗教學(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)實驗教學(xué)怎么整合？八、目前，您覺得高中化學(xué)實驗教學(xué)評價怎樣？近六年來，基礎(chǔ)教育進行持續(xù)課程和教學(xué)變革，專家的推動，中學(xué)的推進，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，而且實驗教學(xué)注重不夠，還存在許多改進的空間。從現(xiàn)實和有關(guān)的調(diào)查中反映出一些突出問題。如，對實驗不夠注重，化學(xué)實驗課開出率不太高，“講解實驗”、“黑板實驗”和“多媒體實驗”的現(xiàn)象時有發(fā)生；所做的實驗有不少問題，如演示實驗可見度低，實驗現(xiàn)象不顯著，實驗成功率不高和實驗安全等問題；在實驗探究教學(xué)中，實驗方案屈從于教材上的實驗方案，信息技術(shù)與實驗教學(xué)有效整合等問題，針對那些突出問題，加大對中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。（1）目前許多中學(xué)的數(shù)學(xué)實驗設(shè)備陳舊，跟不上新課程變革發(fā)展的需求。實驗設(shè)備陳舊，與新的教科書介紹的實驗不配套；新教材上有些實驗存在不足，