武漢學(xué)院碩士學(xué)位論文第二章研究的理論基礎(chǔ)２．１化學(xué)實驗在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用２．１．１化學(xué)實驗是數(shù)學(xué)學(xué)的基本內(nèi)容數(shù)學(xué)學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的－ｌ＇－Ｊ學(xué)科，化學(xué)實驗是數(shù)學(xué)學(xué)的基本內(nèi)容，是以把握數(shù)學(xué)知識及其互相間規(guī)律為目的，有計劃人為復(fù)制和調(diào)控物質(zhì)運動的狀態(tài)與過程的一種科學(xué)實踐活動。實驗是研究數(shù)學(xué)學(xué)的一種基本技巧，主要借助儀器來進行。人工復(fù)制和操作就是化學(xué)實驗的最基本特性。要盡量減低何必要誘因的干擾，重點突出研究對象和研究的過程，且易于重復(fù)操作。作為一種實踐活動，化學(xué)實驗是和操作密切相關(guān)的。化學(xué)實驗過程包括：從指責(zé)出的問題開始，經(jīng)設(shè)計、實踐、分析和排除異常現(xiàn)象，到剖析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，剖析偏差，寫出實驗報告的系列和活動。實驗中要有實事求是的科學(xué)心態(tài)，觀測和記錄好原始數(shù)據(jù)，不要亂湊數(shù)據(jù)。在化學(xué)實驗過程中，除了要運用數(shù)學(xué)概念和規(guī)律的具象思維較化學(xué)觀察要有顯著增多，并且其中的具體思維的難度也常常較化學(xué)觀察要大得多，這主要是由于實驗中有許多實驗儀器，以及具體思維的延續(xù)常常是和操作互相展開，互相影響的三者十分密切。通過做化學(xué)實驗，使中學(xué)生把握數(shù)學(xué)知識和實驗技巧。１、根據(jù)實驗的不同原理命名法如：高中熱學(xué)實驗中“伏安法”測內(nèi)阻：“單擺周期法”和“水滴法”測重力加速２、通過計算機的輔助的模擬法在計算機的幫助下通過對化學(xué)現(xiàn)象或化學(xué)過程進行模擬來完成化學(xué)實驗的一種技巧。
在日常的教學(xué)當(dāng)中因為客觀條件的限制，有好多化學(xué)實驗難于實驗，一般就用計算機來模擬完成。諸如：天空中彩虹、飛機裝彈、萬有引力的演示等都是采用計算機模擬實驗。３、比較法首先確定好標準，之后針對標準進行比較，來完成化學(xué)實驗的技巧。分定性比較、定量比較兩種。諸如，調(diào)節(jié)的天平是否平衡，判斷顏色的深淺，等等都是定性的比較。定量的比較就是利用某種特殊的標準。當(dāng)標定量與待檢測具有相同的效應(yīng)時，比較能夠第二章研究的理論基礎(chǔ)完成。標定量是恒定不變的一種標度，比如，厚度的規(guī)定的標定量是以Ｋｒ８６在一２１０＂Ｃ的藍色光波波長標定的米尺。我們在化學(xué)實驗中對某個數(shù)學(xué)量的直接檢測，基本上都是采用了比較法。４、替代法通過兩個數(shù)學(xué)量或則兩個關(guān)系式之間特定的關(guān)系進行等效替換來進行化學(xué)實驗的技巧。取代法根據(jù)是變換等效原理。它可分為數(shù)值上的取代和運動過程的代替兩大類。諸如：我們在做驗證動量守恒定理時，就用位移的大小取代速率的值。檢測出物體運動的位移值，就可以估算動量是否守恒了。化學(xué)學(xué)上間接檢測基本上都是采用數(shù)值取代。諸如：電子的逸出功的測定實驗就是用電、光兩種不同運動形式被穩(wěn)恒電場能量量度時表現(xiàn)出的取代。世界上各國先進的信息技術(shù)當(dāng)中采用了許多各類各樣的傳感，從本質(zhì)上講都是按照運動取代弄成的能量變換器。
由實驗手段和儀器工作原理命名法如：測內(nèi)阻的“電橋平衡法＂；測物體自由下落的“頻閃法＂。２．１．２培養(yǎng)中學(xué)生的興趣和迸發(fā)中學(xué)生的求知欲化學(xué)實驗對中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣很重要，這主要有兩個誘因。化學(xué)實驗是一種目的明晰、操作性很強行為。假如中學(xué)生樂意觀察實驗，自然也會產(chǎn)生自己想動動手的欲望。設(shè)法讓中學(xué)生多動手做實驗（邊學(xué)邊實驗、分組實驗、課外實驗）除了可以滿足中學(xué)生操作的心愿，更重要的是可以讓中學(xué)生不斷感受和嘗到“發(fā)現(xiàn)”和“克服困難解決問題獲得成功”后的喜悅，進而提升興趣、增強信心、增強學(xué)習(xí)的欲望，從而轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的素質(zhì)和抱負。“熱愛是最好的老師。”只有有了學(xué)習(xí)的興趣，才談得上學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。做化學(xué)實驗?zāi)茏屩袑W(xué)生覺得真實、直觀、形象和生動，便于迸發(fā)中學(xué)生的興趣。對于學(xué)生，化學(xué)實驗有很強的吸引力，極易激起她們的直接興趣。學(xué)生天生好奇、好動。讓她們觀察生動有趣的實驗，她們的注意力會高度集中。新奇的實驗現(xiàn)象往往超乎她們的預(yù)料之外，使她們興趣盎然。鑒于以上兩個誘因，班主任首先自己要多做實驗，并且還要設(shè)法創(chuàng)造條件讓中學(xué)生多做實驗；在講清實驗?zāi)康暮蛯嶒炘淼耐瑫r，并且還要盡可能使所選的實驗?zāi)軉酒鹬袑W(xué)生的福建學(xué)院碩士學(xué)位論文興趣，提升中學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
２．１．３創(chuàng)設(shè)中學(xué)生有效把握知識的學(xué)習(xí)環(huán)境我們曉得，許多數(shù)學(xué)概念和規(guī)律都是從大量的具體例子中具象下來的。在教學(xué)中，必須注重感性認識，使中學(xué)生通過對化學(xué)現(xiàn)象、過程獲得必要的感性認識，是產(chǎn)生概念、掌握規(guī)律的基礎(chǔ)。這些感性認識可以來始于實驗提供的數(shù)學(xué)事實，也可以來始于中學(xué)生的實際生活。從生活中得到的感性材料一般來自復(fù)雜的運動形態(tài)，本質(zhì)的、非本質(zhì)的誘因一般交融在一起，僅僅通過這些途徑來使中學(xué)生構(gòu)建概念、認識規(guī)律有時會碰到很大的困難。而實驗則可以提供悉心選擇的、經(jīng)過簡化和純化了的感性材料，它能使中學(xué)生對化學(xué)事實獲得明晰、具體的認識。與生活實例相比，實驗有下邊一些特性。實驗具有趣味性實驗?zāi)艹浞诌\用中學(xué)生的各類臟器，迸發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓中學(xué)生在心情舒暢的狀態(tài)下自覺主動地學(xué)習(xí)。實驗具有典型性實驗?zāi)軇?chuàng)造一個確實的、排除了干擾的環(huán)境，它對形成各類現(xiàn)象的條件進行了嚴格、精密的控制，排除了次要誘因的影響，突出了現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。實驗具有重復(fù)性實驗?zāi)茉谙嗤臈l件下進行多次的反復(fù)，以供中學(xué)生反復(fù)觀察。實驗具有定性和定量研究的全面性實驗除了能觀察現(xiàn)象的全過程，進行定性研究，能夠檢測有關(guān)數(shù)據(jù)，估算各量之間的數(shù)值關(guān)系，進行定量研究。
“我聽了，忘掉了；我看了，記住了；我做了，理解了。＂這是對實驗與把握知識的關(guān)系的淺顯概括。為此，讓中學(xué)生步入實驗環(huán)境，在班主任的引導(dǎo)下，通過觀察、實驗、操作、游戲等親身實踐體驗，主動去探求新知識、獲取新知識，是使中學(xué)生牢靠地把握知識的有效途徑；同時，也是班主任突破教學(xué)重點難點，完成教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量的重要保２．１．４訓(xùn)練中學(xué)生的科學(xué)方式實驗?zāi)芊駝?chuàng)造最確實、最少受干擾，并保證過程以其純粹形態(tài)進行的化學(xué)環(huán)境。它創(chuàng)造了理論密切聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)過程。在這個過程中蘊含著十分乖巧的誘因。它除了能第二章研究的理論幕礎(chǔ)活化中學(xué)生學(xué)到的化學(xué)知識，并且能引導(dǎo)中學(xué)生像科學(xué)家那樣去觀察周圍的事物，用實驗手段去驗證事物的屬性，發(fā)覺事物的變化、聯(lián)系和規(guī)律，讓中學(xué)生從小學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方式，把握科學(xué)的學(xué)習(xí)技巧。實驗是對中學(xué)生進行創(chuàng)造意識訓(xùn)練和科學(xué)方式訓(xùn)練的有效途徑。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)實驗的基本技巧有三類，中學(xué)生通過化學(xué)實驗，能使這種科學(xué)方式得到訓(xùn)練。ｌ、實驗歸納法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，從而概括出規(guī)律的方式。諸如，伽利略１８歲時在修道院燭架擺動的啟發(fā)下，研究了單擺運動，歸納概括出了單擺運動的等時性。
就是采用了這樣的方式。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。這些實驗一般稱為探求性實驗。這是學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)中最常見的實驗技巧。２、實驗驗證法這是一種在實驗前進行推論、假設(shè)、判斷，之后用實驗來驗證的研究方式。實驗驗證法是在早已知道的理論知識和實踐的基礎(chǔ)上，或則是出現(xiàn)了跟早已曉得的理論發(fā)生分最后作出否定或肯定論斷，因而得出真實可靠的推論。例如，化學(xué)學(xué)家麥克斯韋總結(jié)了安培、法拉第等人的電磁學(xué)說全部成就并在此基礎(chǔ)上，假定了“位移電壓”與“渦旋電場’’的存在，并因而預(yù)言了電磁波存在的可能性。總算在１８８７—１８８９年間，赫茲通過振蕩器實驗有力的否認了電磁波的存在，并證明了光波和電磁波的性質(zhì)相同，并且統(tǒng)一了電磁波和光波。自此，麥克斯韋的電磁波學(xué)說便成了電磁理論的基石。實驗驗證法經(jīng)常與推理、想象、假設(shè)和判別等思維方式結(jié)合在一起產(chǎn)生了被稱為“演繹’’的科學(xué)方式。它表現(xiàn)出了人的認識能力的創(chuàng)造性。這些能力能促進科學(xué)家超前于實驗而又能促進科學(xué)的發(fā)展。為此，化學(xué)實驗既才能鼓勵我們敢于創(chuàng)新，潛心實踐，又能促進我們大膽構(gòu)想、勇于開拓的精神，發(fā)展和提升其預(yù)見能力；又能挺好地否定這些極端的謬論，以防我們走上歪路。
為此，驗證性實驗可以說是促進科學(xué)發(fā)展的動力之一，它讓我們少走彎路，要深信科學(xué)和真理。驗證性實驗是一種科學(xué)型的研究方式，在我們小學(xué)日常教學(xué)實踐中運用恰當(dāng)，是具有挺好的探求真理、啟迪思維的作用。３、真實實驗與理想實驗相結(jié)合的方式四川學(xué)院碩念書位論文真實實驗室人們才能實際進行的實驗活動。理想實驗室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、判斷高中物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)與訓(xùn)練，得出理想條件下的數(shù)學(xué)規(guī)律的技巧。諸如，愛因斯坦構(gòu)建狹義相對論時設(shè)計的關(guān)于同時性的相對性實驗、伽利略構(gòu)建慣性定理時設(shè)計的理想斜面實驗等等，都是理想實驗。真實實驗是具體的實踐活動，可以作為檢驗化學(xué)真理的標準，而理想實驗不但不能作為檢驗真理的標準，但是它本身得出的推論還要由真實實驗來判定正確與否。為此，理想實驗要借助于真實實驗。另外，真實實驗的純化是相對的，無論在哪些條件下都不能創(chuàng)造出絕對純化的環(huán)境，總要遭到外來干擾的影響，因而真實實驗總是具有偏差。
而理想實驗的純化是絕對的，它想純化到那個程度才能純化到那個程度，且不會形成偏差。非常是真實實驗要遭到當(dāng)時科學(xué)技術(shù)水平的阻礙，而理想實驗則可以趕超當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)水平而充分發(fā)揮人的思維能力，比真實實驗更具象、更概括、更深刻。為此，理想實驗又低于事物間的內(nèi)在聯(lián)系，它是人們認識能力高度發(fā)展的彰顯，在促進數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展的過程中起著重要的作用。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中也須要利用這些研究方式，來幫助中學(xué)生構(gòu)建概念和認識規(guī)律。例如，在測定有限次平均速率的基礎(chǔ)上，推測到位移趨向零時平均速率的極限，進而構(gòu)建即時速率的概念。運用這些理想化方式，可以發(fā)展中學(xué)生的想像力和邏輯推理能力［１０３。２．１．５培養(yǎng)中學(xué)生的數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰瘜W(xué)實驗?zāi)芘囵B(yǎng)中學(xué)生的實驗?zāi)芰Α嶒災(zāi)芰κ遣荒軆H借助班主任的講解來傳授的，而必須在相應(yīng)的實際活動中能夠得到發(fā)展，只有通過實驗?zāi)軌蚺囵B(yǎng)實驗?zāi)芰Α３酥猓ㄟ^實驗還可以培養(yǎng)中學(xué)生的想像能力、思維能力等。比如，在進行觀察與實驗中，須要用驚喜敏銳的感知和觀察力，去及時捕獲一些重要現(xiàn)象，因而培養(yǎng)了觀察能力；通過設(shè)計實驗、分析結(jié)果等能鍛練和培養(yǎng)想像能力和剖析能力；在研究緣由、結(jié)果和產(chǎn)生概念的過程中，要進行概括、抽象的邏輯思維和辨證思想，通過剖析、比較、判斷、推理等能培養(yǎng)和發(fā)展想像力、創(chuàng)造能力；在實際操作和匯報實驗結(jié)果的過程中，能夠培養(yǎng)組織能力、表達能力等等。
第二章研究的理論基礎(chǔ)２．２培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰Φ慕逃龑W(xué)心理學(xué)理論基礎(chǔ)２．２．１教育學(xué)基礎(chǔ)一個國家的興亡關(guān)鍵在教育，教育是培養(yǎng)人的活動，只有培養(yǎng)出了大批杰出人才，能夠積極促進社會發(fā)展，國家才有希望，教育對社會才有推動作用。中學(xué)生數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)是對中學(xué)生的能力、意志、心理的全面鍛練和增強。教育的主要目的是培養(yǎng)人才，中學(xué)生數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰Φ奶嵘龑τ谥袑W(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)等科學(xué)知識是至關(guān)重要的。教育社會學(xué)覺得，教育所進行一系列活動，主要是為未來社會成員進行知識、能力、技能等做打算，全面培養(yǎng)個性品質(zhì)和專業(yè)綜合素養(yǎng)。中學(xué)數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)就是提高中學(xué)生完成實驗和解決問題的能力，同時重視中學(xué)生的責(zé)任意識、誠實美德、合作精神的養(yǎng)成，著力推動每位中學(xué)生的發(fā)展。學(xué)習(xí)是獲取知識的過程，建構(gòu)主義覺得，知識不是通過班主任傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情景即社會文化背景下，利用其他人（包括班主任和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，借助必要的學(xué)習(xí)資源，通過意義建構(gòu)的方法而獲得【１１】。培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰?strong>高中物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)與訓(xùn)練，既要指出學(xué)生的認知主體作用，又不能忽略班主任的指導(dǎo)作用。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境由協(xié)作、情境、意義、會話建構(gòu)四大要素構(gòu)成。在學(xué)習(xí)技巧上，建構(gòu)主義倡導(dǎo)學(xué)習(xí)以中學(xué)生為中心，班主任處于指導(dǎo)的地位，班主任是意義建構(gòu)的推動者、幫助者，而不是知識的灌輸者和傳授者；班主任的指導(dǎo)作用主要是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景、激發(fā)中學(xué)生的興趣和求知欲望、協(xié)作學(xué)習(xí)的引導(dǎo)和組織等。中學(xué)生是信息加工的主體，應(yīng)當(dāng)成為意義的主動建構(gòu)者，而不是被動承受知識接受者和被灌輸者的對象。應(yīng)鼓勵中學(xué)生在學(xué)習(xí)中積極主動去收集有用的相關(guān)資料和信息，多動腦，多動手，把自己已有的知識與當(dāng)前的學(xué)習(xí)內(nèi)容相聯(lián)系，但是對這些聯(lián)系加以認真思索和整合。國家新的課程標準和現(xiàn)代素養(yǎng)教育觀都一致覺得：中學(xué)生是教學(xué)雙邊活動