时间：2023-03-16 15:42:12
导语：在演示实验教学论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
一、充分认识在实验教学中开发学生智力的重要意义
1、开发学生智力是全面贯彻党的教育方针的需要
我们教育的总目标是使学生在德、智、体、美、劳诸方面都得到发展，智育即包括化学实验知识技能的传授，又包括开发学生的智力。有人认为智育就是传授知识，这显然是把“智”当作“知”来理解了，这是不全面的。人无知识不行，但光有知识没有智慧更不行，有了知识不会用，知识就是僵死的东西。有了知识又有了智慧，才能举一反三、触类旁通、灵活运用，把实验知识、技能转化为实践工作的创造性能力，因此，实验教学中须注意开发学生的智力。
2、开发学生的智力，是培养社会主义经济建设科技人才的基本措施
近几十年来，由于科学技术的飞速发展，反映科技成果的科学知识也在不断的更新换代。由于新的知识层出不穷，学生毕业后必然会遇到他们所不熟悉的新科学应用技术、新的发现、新的成果，那时，他们必须发挥自己的智慧去弄懂、掌握、应用它们。因此，只有认真重视开发学生的智力，才能使学生面向现代化、面向世界、面向未来。
3、化学实验教学对开发学生的智力有其独特的优势
化学实验这门课程是通过教学活动使学生把学到的理论知识在实践操作中进行论证，使理性认识转化为感性认识，并在感性认识过程中，通过实验技能知识的积累和独立思考，不断丰富观察力、想象力及分析问题和解决问题的能力，使其智力得到开发。例如，在乙醇制备乙醚的实验中，学生已知副产物有乙烯生成，但副产物是怎样产生的呢？学生在实验过程中观察发现得知：反应首先是乙醇与浓硫酸作用，生成硫酸二乙酯，反应伴有放热。然后乙醇进一步与硫酸二乙酯在加热条件下作用生成乙醚，但如果反应时温度过高，则硫酸二乙酯分解生成乙烯，同时伴有碳化副反应现象发生。
这是学生在掌握乙醇加热生成乙醚的基础上，在实验中通过观察得出新的理性认识，使其智力得到锻炼。
二、在实验教学中开发学生智力的方法
1、要加强“双基”教学，为开发学生的智力奠定基础
智力和知识、两者是紧密相连的。如果一个人对客观事物一无所知，就根本谈不上有什么分析问题和解决的能力。从这个意义上来说，缺乏一定的知识，就会阻碍学生智力的开发，因此，要开发学生的智力，教师就必须加强基础知识的教学和基本技能的训练。从化学实验这门学科而言，就必须通过课堂理论课的教学，把反映客观物质本质性的知识，通过实验，使学生获得的理性知识，在实验中加以检验，并对实验中的问题加以分析解决，达到智力开发的目的。要完成这个任务，教师在教学过程中就要注意讲练结合。所谓“精讲”就是画龙点睛地把实验的重点、难点和实验成败的关键讲清楚。“练”就是根据教学目的，精心安排设计各种实验内容，培养学生运用知识的能力。
2、坚持启发式教学方法，为开发学生智力创造条件
智力的开发与学习知识虽有密切的联系，但智力的开发又不能简单的归结为对理论知识和实验技能的学习，更重要的是对理论知识和实验技能的灵活运用，使理论知识渗透于实验操作之中，实验的事实结果又能升华为理论。如果教师是注入式灌输的，学生就只会死记硬背、照方抓药、机械的模仿操作，智力就难以开发。如在实验过程中，学生常会得出一些反常的实验现象，有的甚至实验失败。对此，学生往往会向教师提出许多各种各样的问题，面对这些提问，教师应该与学生一道共同分析实验操作中每一个环节，引导学生找出问题所在，并让学生自己思考解决问题的途径与方法，这样才利于学生的智力开发。启发式教学的关键在于教师要深入细致地钻研教材，结合学生实验，采取各种有效方式，充分调动学生的学习积极性，启发学生积极思考、活跃思维，激发学生的求知欲，发展观察、思维和想象等方面的能力。
在初中化学实验演示的教学过程中，大多数的化学教师采用自己演示而学生观看的教学方式，忽略了学生的课堂主体性地位，很少让学生参与到化学实验演示的过程当中，限制了学生的思维发展与动手操作能力的提高．其结果往往是教师演示过后学生单纯观看，无法理解进行实验演示的意义和实验的实际操作感受，对于实验结果和实验结论也无法进行深刻的记忆，这就导致了初中化学的实验演示教学质量难以提高和突破．这就需要初中化学教师在进行实验演示教学时要摒弃传统的教学方法，克服教师演示而学生观看的不正确教学方式，教师应当在进行课堂设计和准备时预先准备课堂所需的实验器材，并且精心进行教学环节的设计和课堂问题的准备．在实验的各个环节都巧妙地激发学生的实验参与热情，在教师进行实验演示的过程当中发现问题并且进行主动思考，在探究的过程中总结化学实验的规律，进而提高其进行问题解决的能力，真正发挥化学演示实验教学的作用，避免实验演示教学作用难以发挥的情况出现，真正提高学生的学习兴趣和热情．问题情境的合理创设对于教学环节的衔接有积极作用，并且能够尽可能的促进学生进行思考，在观察教师进行实验演示的过程中调动思维，明确规范性操作的步骤，并且对化学实验和化学知识有浓厚的学习兴趣．例如，在进行沪教版初中化学九年级上册中有关白磷自燃问题的教学时，教师应当为学生设置合理的问题，使之能够带着问题和思考进行实验演示．例如物体的着火点受到了哪些因素的影响?每一种物质的着火温度是否相同?白磷在低于40摄氏度时能否发生自燃?通过教师与学生的大量实验演示可以得出结论，即固体燃料的着火点与颗粒粗细、物体表面积等因素有关．
二、为学生创造实验演示条件，培养学生动手能力
初中化学教师在进行实验教学的过程当中，根据初中学生的实际情况进行示范性的演示实验是十分必要并且十分重要的教学方式．然而，总是由教师进行实验演示而学生观看的方式是不能够满足教学要求和教学目标的，学生没有参与实际的演示实验操作的机会会限制其思维的发展，也不能够达到素质教育的要求．初中化学实验的教学目标不仅仅是要求学生掌握实验结论，还要求学生能够在实际的实验操作过程中总结实验技能，明确实验时的注意事项和具体规则．学生被要求在独立进行演示实验的过程中养成良好的实验习惯，收获严谨求实的科学实验态度并且做到实验操作规范．然而相当数量的初中化学教师处于安全性和其他因素的考虑往往忽视了学生实际动手操作实验能力的培养，这就需要初中化学教师能够按照实验的内容和学生的实际条件，为学生创造进行实验演示的条件和机会．教师可以在进行规范性演示实验的操作时向学生讲解实验的具体内容与规范的实验操作，对实验器材和实验的目的进行详细的讲解，最后给学生提供在讲台上进行实验演示的机会，为学生创造进行实验的机会，在实际的实验操作过程中锻炼学生的实验操作能力与思维逻辑能力．例如，教师在进行沪教版九年级上册有关氢气制取的有关实验演示教学时，可以要求学生回忆之前学过的氧气制取实验原理与装置，并且要求个别学生到讲台上进行有关的实验演示，教师在旁边适时的给予指导，在学生出现步骤错误和操作失误时给出及时的提醒和纠正．
三、利用多媒体进行实验演示，提高教学有效性
尽管初中化学教师应当尽可能的提高学生的实验操作能力与实际实验水平，然而并不是所有的化学实验都能够在实验室中或者课堂上进行实验演示，也并不是所有化学实验都能够在学校的现有条件下进行．对于这些实验，教师往往采取仅仅讲解或者简单带过的方式进行教学，此外，对于具有危险性的实验并不适合学生进行实际操作，因此教师也只是口头讲解．出于这些原因，初中化学教师应当充分了解和把握学生的实验操作水平，采取恰当的教学策略进行学生实验操作能力的培养．教师应当充分进行学校教学资源的利用，利用多媒体技术进行部分化学实验的演示，帮助学生更好地了解化学实验过程，避免由于教师的简单讲解而造成的实验困惑．例如沪教版初中化学教学中浓硫酸的稀释实验演示以及工业炼铁等过程，以及其错误操作后会带来的后果以及对微观物质的认识等，教师就可以通过多媒体教学技术进行有关的实验演示，相关实验视频的播放不仅能够消除实验的危险性，还能够加深学生对于这些实验的了解，弥补了实验室无法进行演示实验的不足．同时，多媒体技术进行实验演示还能够帮助学生更加简单地把握实验内容的重点与难点部分，多媒体能够通过声音、视频等方式促进学生的多个感官，提供了丰富的知识与信息，促进学生的学习欲望和探究兴趣．教师可以在进行实验演示之前使用多媒体向学生展示实验过程与注意事项，使学生在掌握了实验过程的基础上进行动手操作，不仅能够提高其完成实验的准确性，还能够使学生掌握教学重点，提高实验教学的质量和效率．
创新是事物发展过程中量的积累，是量变过程。同时创新又是创造，是事物的突变，是一个全新事物和方法，是事物发展过程中的质变。物理的实验教学能够很好的体现这一质变过程。我们下面就在初中物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。
一、更新实验教学的思路
创新不是凭空的胡编乱造，而是通过对客观事物的观察、分析、总结，在客观事实的基础上来得到前人没有得到的结果结论，或者是用前人的正确结论创建新的领域。如果把创新等同于建造空中楼阁，那是对创新的一个歪曲，是非常容易误入唯心主义的泥潭的。
物理就是以实验为基础的学科，也就是物理的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中，那么我们所说的实验也就不仅仅局限于现行初中物理教科书中所安排的十九个学生分组实验，两百一十一个演示实验和若干课外小实验。我们的实验教学可以在课上，也可以在课下；可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，经常用学生身边的物品做实验，如用铅笔和小刀做压强实验，用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验用眼药瓶做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力：大家一起来想一想，还可以用什么来说明我们要知道的内容。或者，这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题，等等。调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。
总之，我们不是为做实验而做实验，我们做实验是学习这种研究事物内在联系，研究问题的方法。
二、实验教学方法的改革
1、观察是创新的前提
观察是实验的第一步，也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的。我们在实验教学中首先应该使学生知道：所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征，注意发现引起变化的条件和原因，其次,要使学生了解观察是要经过一定的努力，克服一定的困难，才能发现问题，才能得到对事物的正确认识和正确的结论。
需要指出的是：在教学中应该让学生知道，观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步，也是我们要进行任何创造和超越的第一步，我们所需要的不仅仅是大家观察到的结果，更重要的是观察这个活动的本身，观察在生活中无处不在。比如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中，能看到什么?在此基础上引导同学讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的，但是具体到是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出一定的结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出，再提供给学生实验。那样做实际限制了学生的思维，是不利于学生形成创新思维的。
2、实验，在学习中创新。
人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地加以思索和总结得到的。如对于彩虹，自然界在特定雨天后才能看到，平时看不到。在序言中教学中用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里,使学生感到新奇，通过这段教学师生共同讨论，形成共识，知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验，能够对物理事实获得具体的明确的认识，有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不是色散的知识，更重要的学习了这种探索事实根本的方法——实验。
实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该：了解实验目的，正确使用仪器，作必要的记录，得出相应的结论整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论，做出正确的实验报告。向学生适当介绍一些物理学大师所做的物理实验以及所取得的成绩，而在以后的学习中能够运用这些方法来探索知识。
3、重视方法的总结，动手动脑
科学方法提出这样几个步骤：收集大量资料，证据；总结分析；得出结论；提出意见和建议。实验做完了，结果出来了，我们的实验是不是就结束了？没有。应用才是我们的最终目的，这也完全符合唯物主义方法论中关于从实践到理论再由理论到实践的辨证原则。
当学生做了基本实验后，教师应当对学生实验提出较高层次的要求－－做验证性的和设计性的实验。比如在做完测平均速度的实验后应该总结实验时所采用的物理方法：控制变量的方法，这种方法在物理的实验中是最常用的，是应该掌握的。这样在学完密度知识后根据实验室所能提供的器材可以要求学生解决如何测金属块的密度问题，学生可以根据控制变量的方法提出设计方案，也可以提出一些具体问题，自己设计实验方法进行实验。这不仅对前面知识的应用，也是一种对物理方法的使用。
运用现有的知识内容推论后面的学习内容是一种物理研究的思路，更是学生应该掌握的物理方法之一。在这个研究的过程中也更容易有新的突破。在做固体融化的实验过程中（直接加热），开始的实验结论和课本上总是不一致，学生甚至考虑了课本的大胆想法。在引导学生考虑小学学习的热平衡的知识后，就有学生考虑是不是加热不均匀的问题，通过讨论，最终使用了水浴的方法来解决了问题，结论与课本基本一致。这就是运用来探讨新知识新方法，在探讨中学生也品尝到了成功的喜悦。
三、实验教学评价中的新意识
教师对教学目标的完成情况进行评估，为制订下一个目标做准备，这是一个学科目标的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点，形成了相应的技能技巧，那么教师应该对学生学习过程进行总结，学生掌握了什么，超越了什么？谁做得最好，由教师和学生总结这个的经验，从而形成再创新能力，这个环节是必不可少的。
1.1课程内容设计鉴于信息安全专业是交叉性综合学科的特点，本专业的理论课程设置分为两类。即基础理论课程和核心理论课程。基础课程可以让学生初步认识到计算机的工作原理、软硬件系统等相关应用，对于学生学习密码学、信息论等核心课程有一定的促进作用，而且有利于学生下一步学习与深造。核心课程的设计是对本专业学习的综合提高，使学生在一定的基础之上更高层次的掌握本专业的顶层内容。这种课程体系的设置保证了学生可以适应信息安全领域、通信工程方面的相关工作，从而更好的满足社会发展和国家需要，缓解学生未来的发展和就业压力，规避行业风险。
1.2理论与实践相结合实践培养建构主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下，借助于他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料、媒体，通过意义建构的方式而获得。实践教学是实用性高级信息安全人才培养的重要环节，直接影响人才的培养质量。在实验过程中，学生以理论知识作为基础，通过分析、判断，运用理论知识解决问题。实践教学是培养学生工程能力和解决问题能力的一种重要方法和途径。借鉴传统教学方法中的优点，采用“上课+上机操作”的传统教学模式，积极利用实验室现有设备和资源，重组理论与实验教学体系，建设基础—综合—创新的三级实验教学模式，增强学习过程中的自主性与合作性。实验教学不仅承担了对基础理论知识的验证，传送实验技能的任务，而且对于培养学生勇于探索、自主创新能力的提升也有所帮助。
2网络安全防护技术
实例实践教学作为信息安全专业教育的重要内容，不仅对帮助学生理解信息安全专业的基本概念、原理和机制具有重要作用，也是培养学生实践动手能力和应用型工程人才的关键环节。该文提出把提高学生学习的主动性和参与性作为重点教学内容，进行教学活动的设计与实施。网络防护技术是安全防护技术之一，加固防火墙是实现网络防护的基本手段。该文以两人实验小组为依托，组织对抗性攻防实验，通过学生具体参与操作，增强学生的探索创新能力，充分发挥学生竞争意识，实行组内加分，组间互助的考核策略，最终达到能够合作设计完成综合实验的教学目的。该文以配置SMART-V防火墙实验为例，通过课堂实例来具体阐述本文的教学模式与理念。
3结束语
根据不同教学层次和教学任务，在开放式实验教学管理中，采取阶梯式的能力培训方法，有针对性地对本科生开展不同教学层次的能力培养。
1.1开放实验室新生参观体验阶段
通过“新生开放日”等活动，让新生参观、了解专业实验室的布局、功能，通过参观讲解和特色实验项目的演示、体验，使新生直接感受到专业教育的良好氛围，接受专业实验的初步熏陶，从而树立专业思想，提高专业课学习兴趣，初步形成实验室安全观念。培训内容：（1）介绍实验室布局及课程教学内容；（2）初步了解实验室安全管理要求；（3）演示或体验特色专业实验项目。
1.2开放实验室班级或小组使用阶段
在设计性实验教学中，使本科生养成良好的实验室工作习惯，树立实验室安全意识，在小组科研中学习使用开放实验室，规范实验室管理。培训内容：（1）学习如何自主申请实验室及实验仪器、材料；（2）学习实验室安全卫生管理制度，学会如何维护实验室环境安全，正确处理实验室废弃物；（3）规范学生在实验室工作中的行为举止，养成科学严谨的工作态度和良好的工作习惯。
1.3开放实验室个人独立使用阶段
在毕业专题实验阶段，学生应掌握开放实验室的申请、使用、维护、管理方法，具备实验室独立使用能力。培训内容：（1）开放实验室安全管理培训；（2）精密仪器上机培训及考核；（3）规范学生实验室工作行为，培养独立使用、维护和管理实验室的综合应用能力。
2多方面的要求
在开放式实验教学管理中，从工作态度、工作技能、工作习惯到自主实验能力，对学生提出多方面的要求。
2.1工作态度的培养要求
在开放实验室管理中，无论是新生参观还是班级开放实验，无论是小组实验研究还是个人专题实验，要求学生首先养成科学严谨的工作态度。因此，实验室管理人员严格检查学生进入实验室是否穿工作衣、带记录本，是否有实验设计方案，是否严格按照教学实验室的开放计划进行实验，是否填写仪器使用记录，在冰箱收藏的样品性质是否符合冷藏要求，实验废弃物是否按要求处理等。只有在管理中形成严格要求的氛围，才能让本科生在开放实验室养成科学严谨的工作态度。
2.2工作技能的培养要求
实验课程教学是使学生掌握实验方法和实验技术，而开放实验室的要求则有所不同，是让学生在实验室独立应用所学的实验技能。因此，开放实验室工作技能的培养要求主要是学生规范操作实验仪器，并初步掌握精密仪器的日常维护方法。2.3工作习惯的培养要求实验室管理人员每天要检查学生是否认真填写实验室使用记录、仪器使用记录，学生使用大型精密仪器要提前预约，严格按照实验室废弃物处理规定处理实验所产生的废物、废液、废料及动物尸体、垫料，检查学生仪器使用后的清洗、归位情况，从而使本科生养成良好的实验室工作习惯。2.4自主实验能力的培养要求通过设计性实验教学项目、小组科研项目和毕业生专题实验项目，通过自主选题、文献检索与优选、自主实验设计、实验研究及总结等方面的培训，训练本科生的科学思维，使其学会发现问题和解决问题，逐步形成自主实验研究能力。
3协同式的开放管理
实验教学中心下属的实验室，按照功能划分，在承担本科生实验教学任务的同时坚持开放实验室，不可避免地会产生交叉占用现象，若不能协调好，很容易引发矛盾甚至教学事故。因此，我们坚持协同式管理，明确分工及责任，保证教学秩序和开放实验室的正常运行。
3.1教师与实验技术人员的协同式管理
设计性实验项目的带教教师、学生科研项目的辅导教师和毕业专题实验的导师，作为学生实验教学的负责人，应严格审查及指导学生的实验室申请、安全协议、仪器材料申请、实验设计、实验方法、实验观察记录、实验资料统计分析和总结等教学环节。同时，实验室管理人员在预约实验室、借出回收仪器材料、安全教育、实验废弃物处理方法、仪器操作规程、维护实验环境卫生等方面给予检查和监督。双方各司其职，相互配合，全面培养本科生的基本实验素质和自主实验能力。
3.2实验室管理人员与学生的协同式管理
在开放实验室的使用过程中，学生不能总当被动使用者，而要逐渐成长为自觉管理者，因此，有必要培养学生主动参与开放实验室管理的意识。在班级使用开放实验室过程中，实验室管理人员要培训值日学生参与开放实验室管理，在申请实验仪器、处理实验废弃物、卫生值日、共用仪器后清洗、使用登记归档等方面严格要求；在小组使用开放实验室过程中，实验室管理人员要加强预约实验室、安全责任、填写实验室和仪器使用记录、实验室环境卫生等方面的培训；在毕业专题学生个人使用开放实验室时，保证毕业生能够单独承担开放实验室的使用、维护、管理责任。通过师生协同式管理，逐步培养和完善本科生的实验室独立使用能力。
4结语
论文摘要：教学实践表明，针对学生的实际情况，通过多媒体教学、加强指导和检查、利用建构主义理论和开辟第二课堂，可以明显提高分析化学实验的教学质量和学生的创新能力。
分析化学是高师化学各专业的必修基础课，是一门实践性很强的学科。在分析化学中，实验教学和理论教学具有同等重要的地位，是相辅相成的关系…。分析化学实验教学不仅要培养学生的实验兴趣，调动学生学习积极性，深刻理解所学的内容，牢固掌握基本操作，还要注重培养学生严谨的科学态度、创新意识和创新能力等综合素质。分析化学实验有着其他教学环节和实验无法替代的作用。
然而，从以往的教学效果看，分析化学实验教学中存在一些问题，以致学生对分析化学实验课未能给予应有的重视，只是基本完成教学目标，难以在实验教学中培养学生的综合素质。根据我们近几年的教学实践，通过以下几种途径可以明显提高分析化学实验教学质量和学生的综合素质。
一、采用多媒体教学。增加实验教学的趣味性和科学性。培养学生的实验兴趣。
分析化学实验对规范性操作要求很严，仅靠上课时教师演示难以保证教学效果。近两年对于分析天平的使用、容量器皿的基本操作、分光光度计的使用等内容首先通过多媒体教学将规范的操作等程序采用录像、电脑动画等直观的形式加以演示，将复杂的、枯燥的操作技能，在多媒体教学中得到深刻的理解，使学生在轻松氛围中掌握规范性操作的具体要求，实验时学生做起来就会得心应手，大大提高了实验效率。教师可以利用暂停键停止播放，有针对性地进行重点讲解，启发学生思考不按规范操作可能导致怎样的误差，让学生不仅知其然而且知其所以然。例如对于半滴的操作，用酸式滴定管时是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。加入半滴后颜色变化正好，到达滴定终点。若向此溶液中再加半滴，溶液颜色加深，滴定明显过量。通过多加半滴后颜色变化，让学生真正认识到分析化学实验对“量”的严格要求，从而能在实验中严格控制滴加量，减少实验误差。对滴定终点的判断，可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终点颜色，便于学生快速掌握滴定方法和要领。通过多媒体教学，学生深刻地体会到分析化学实验与无机化学实验具体要求的不同，加深了对“量”的概念的认识，提高了学生的实验兴趣。
二、耐心细致地指导，并进行阶段性检查，使学生牢固掌握基本操作技能
分析化学实验有着严格规范的操作要求，这是获得准确分析结果的最基本保证。没有规范的操作技能训练和扎实的专业理论知识储备，就不可能有很强的实验能力。加强学生操作技能训练和专业理论知识储备是提高学生实验能力的关键因素引。
在进行新的实验课程之前，不是立即开展正规的实验活动，而是先进行基本操作训练，训练过程中，要求教师有高度的责任心，仔细观察学生的操作，耐心指导操作不规范的同学。建构主义学习理论虽然强调学生建构意义的主动性，但是教师的引导和帮助的作用也是必不可少的，它们是一个问题的两个方面，相辅相成，缺一不可。教师是教学过程的指导者与组织者，意义建构的帮助者、引导者与促进者。在实验教学过程中，需要教师具备与实验内容相一致的活动经验和经历，具备能够提供符合实验要求的示范性结果。因此，教师必须努力实践，提高自身的专业素质，以具备组织设计和实施实验教学、创造性地开展实验教学活动的能力。例如很多学生开始使用碱式滴定管时，滴定结束时管尖部分有气泡，此时指导教师可以现场演示操作方法，要强调用拇指和食指捏玻璃珠的上半部乳胶管，向右边挤乳胶管，使玻璃珠移至手心一侧，这样停止滴定时管尖部分就不会有气泡。教师演示完后再让学生操作，学生能理解规范操作的必要性并能较快地掌握操作要点。提前通知学生在天平称量和滴定分析基本操作实验完成后，将进行阶段性测验，检查学生对分析化学实验规范操作的掌握情况，检测不合格的学生将不允许做下一轮实验，在这种压力下，学生几乎都会自觉地严格要求自己，认真按照规范性操作的要求去练习，直至熟练掌握规范性操作，从而养成严谨的实验习惯。
为使学生能牢固地掌握分析化学实验的基本操作，在经过前期酸碱滴定和络合滴定实验的基础上，设置了分析化学实验期中基本功检查项目，通过检查了解学生的实际操作水平，是否达到预期目标，实验中还有哪些不足，以便在后续的实验中加强训练和补救，促使学生能养成规范的操作习惯，养成良好的工作作风和严谨的科学态度。分析化学实验基本功检查是根据前期实验的内容设计的，根据分析化学实验的具体特点，我们对实验操作评分标准进行了具体规定，让学生了解，在实验过程中老师不停地巡视。发现错误后，教师及时记录下来，在学生实验结束后进行及时指导，这样学生很清楚自己的不足，有利于日后有针对性地训练。
实践证明，实验课教师耐心细致地指导，并进行阶段性检查和期中基本功检查，有利于学生养成规范的操作习惯、良好的工作作风和严谨的科学态度，确保学生牢固掌握基本操作技能。在2008年我校本科教学评估时，专家随机抽取十位大三的学生做分析化学实验，学生的规范操作和很强的动手能力给专家们留下了深刻的印象。
三、利用建构主义理论。培养学生的创新意识和创新能力
建构主义理论强调意义构建是学习的本质和最终目的，强调学习的情景性，即在真实世界中建构知识意义、学会解决问题的方法。其主要思想为：学生是意义构建的主体，在实验教学中，突出学生的主体地位，铺设解决问题的阶梯，从实验中提炼问题，又能设计一些将新知识应用于实践的实例，从而给学生解决实际问题的机会，使学生的认知不断“同化”和“顺应”，从而达到对所学理论的理解、掌握和应用，培养学生的创新能力，提高实验教学的质量。如在进行设计性实验“混合碱分析”教学时，学生通过查阅文献、理论计算和粗测等手段制定实验方案。在选用双指示剂法时，他们发现了很多问题，如第一计量点pH值由NaHCO，决定，酚酞在其中应显何色?能否从理论上加以判断?不同版本的教材中，对第一终点颜色的描述不尽相同，有的要求滴定至无色-5]，有的要求滴定至微红色J，究竟应滴定至什么颜色?实验中应如何解决这样的问题?对于前两个问题，学生通过计算NaHCO水溶液的pH值从而加以判断(理论计算pH=8．13)，也能想到配制NaHCO，溶液，于是将课前配制的25mL0．05mol·L的NaHCO溶液拿出，现场加入了2滴酚酞，此时溶液显无色，说明第一终点的颜色为无色。约2小时以后，细心的学生发现NaHCO水溶液中酚酞的颜色已经变成了浅粉色。学生非常好奇，提出问题：酚酞在NaH—CO水溶液中为什么会变色?变色的原因是什么?我们鼓励学生课后查阅资料或做实验解释其中的原因。最后经实验证明：NaHCO，水溶液的pH值会随放置时间的延长而增加，因而酚酞的颜色会加深。pH值增加的原因是NaHCO的聚合。
在实验过程中要求学生认真观察实验现象，并引导学生通过实验现象发现实验中的问题，改进实验方案，最终完成整个实验。这样不仅提高了学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力，更重要的是引导学生在实验过程中不断思考问题，拓宽知识面，培养学生的科学思维能力和创新意识。创新意识和创新型人才的培养是本科教学的一个长期的系统的改革过程，是大学本科教育提高教学质量的一个核心问题¨。
四、开辟第二课堂，提高学生综合素质
我们与本地的环境检测站、产品质量检验所及农产品检测中心等专业检测部门合作开辟第二课堂。采取分组的形式，让学生带着教师提出的任务到第二课堂进行综合设计实验。通过跟班形式，参与分析检测人员对实际样品的测定工作。学生在第二课堂主要进行如农产品药残分析，空气、水质监测，食品分析等专业知识的学习，使学生对实际样品分析测定的全过程有充分的了解。了解一些采样的基本方法和有关注意事项。熟悉要完成一个实际样品的分析，到底要检测哪些项目，每个项目的检测依据是什么。在实践中熟悉和学会查询国家标准或企业标准，能够进行分析方法的选择、分析仪器的选定、药品的配制、实验方案的制定与分析测试操作，最后把结果检测出来。在实际参与中学会环境监测、食品分析中一些常规项目的分析检测方法。在现场学习中掌握实验技术，感受紧张、快速、准确的分析场面，真正体会分析测试人员责任的重大，如在检测奶粉中三聚氰胺的含量时，如果由于检测人员的粗心或者错误操作将严重超标的奶粉误检为合格产品，对消费者的身心将造成严重伤害，检测人员将承担重大的责任。正是由于国家及地方质检部门的相关人员及主要负责人的渎职行为造成了三鹿牌婴幼儿配方奶粉的重大安全事故。
安全实验的关键是要按照操作规定进行实验，危险也能变为安全。反之，安全也变得不安全。但也不要害怕，也不必满腹恐惧不敢动手实验；要熟悉操作规定，了解反应规律，不懂要问，不可蛮干。否则，在实验过程中一旦发生事故，危及师生的安全，甚至严重致残造成终生不幸，且会影响学生学习化学的兴趣，事关重大，务必高度警惕。
请注意下列情况下常常会发生实验事故：
一、违反操作规定
例如，点燃氢气必须先检验纯度。可是，如果你在用锌和盐酸反应制取氢气的演示实验过程中，当锌粒反应完后，打开反应器的塞又装上锌粒，塞上塞就点燃，就会引起仪器爆炸。为什么会发生爆炸事故呢？这是因为你违背了点燃氢气前必须检验纯度的操作规定。实验过程中打开塞装锌粒跟实验开始时装锌粒相同，反应器里进入了空气，氢气和氧气混合，点燃都会发生爆炸。
又如，在制乙烯时，在大试管里倒入酒精和浓硫酸，加热时，就会发生液体喷出事故。为防止这样的事故发生，在加热液体制取气体时，应加入瓷片以防爆沸。
还要注意，如果你用酒精和浓硫酸加入瓷片加热制乙烯，用排水取气法收集完毕时，先撤去了酒精灯，冷水就会沿导管流入盛浓硫酸的烧瓶，以致引起烧瓶炸裂。这是因为你违背了实验操作而引起的。
加热制取气体并用排水法收集，实验完毕时，应先把导管从水里撤出，再撤酒精灯。上面的操作正好颠倒了，先撤去了酒精灯，还没来得及取导管，水就沿导管流入反应器，引起仪器炸裂，溅出硫酸。
二、用药过量发生事故
一些实验虽然剧烈，但试剂量小并无危险，用药量稍大便会发生危险。如红磷在氧气里燃烧时，反应很剧烈，但药量少时并无危险。
在做分组实验时，让学生观察红磷在氧气里燃烧时的现象，放入的药量一定要适量，不得随意用药，否则就会发生意外事故。
又如：用小苏打和浓硫酸反应做二氧化碳的灭火实验。如果小苏打和浓硫酸用量大，产生气压过大，会冲开胶塞，喷出酸液。像这样，也曾发生过烧坏衣服，腐蚀操作者的手的事故。
再如：配制银氨溶液时，如果加入过量的氨水，且不随配随用，久置后再用，溶液中生成了容易爆炸的物质，用时就会引发爆炸事故。此实验要防止加入过量氨水，银氨溶液必须随配随用，不能久置。
三、药品混入杂质
在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时，错把木炭粉当作二氧化锰加入试管与氯酸钾混合，使得药品中混入了杂质，造成了爆炸事故。因此用药时要认真辨清药物，不得马虎从事。
又如：做甲烷的演示实验时，有人没有把空气排净就点燃甲烷气体，产生爆炸事故。此实验应先做甲烷的性质实验，再点燃甲烷气体，以防空气的混入，保证甲烷的纯度，避免爆炸事故的发生。
四、使用失落标签未经鉴定的试剂发生事故
如，在配制溶液时错把硫酸当盐酸使用，造成伤害事故。凡失落标签的试剂一定要检验确定后再使用，以避免伤害事故的发生。
五、实验室空气不流通
在演示氯气、硫化氢、二氧化氮、一氧化碳等有毒气体时，或学生实验可燃性气体。如制氢气、乙烯、乙炔等时，如果实验室空气不流通，有毒、易燃气体逸散到空气中越积越多，达到一定浓度，会引起师生中毒或其他意外事故。因此实验室应安置通风橱、换气扇等通风设施，必须做到实验室空气流通。
为安全地进行化学实验教学，实验时一定要做到以下几点：
1．一切实验一定要按照操作规定进行。
2．一切实验一定要在预备室准备好，做到实验无误，方可拿到教室或实验室做。
3．做有毒、可燃性实验时，一定要打开门窗，使空气流通。
4．有可燃性气体参加的实验，在点燃或加热前切勿混入空气或氧化剂。
5．用药量宁少勿多，不要取用未经鉴定无标签的试剂，随配随用，不可久置。
6．没做过的实验要向能者请教或查清资料再做，不要冒然实验。
7．步骤多的实验，操作顺序要记熟，不可看一步做一步。
8．实验室要有一定的安全设施。
1.1定量生理学课程简介
定量生理学是生物医学工程专业的核心专业课程。该课程以物理学原理和数学方法学为基础，从工程技术讨论人体的生理过程，学习并掌握生物膜与生物膜电位原理和方法，进一步学习并掌握基于电生理测量技术的原理以及相关技术，使学生建立起从基础理论学习到实际生物医学工程中有关生物电信号测量以及应用之间的桥梁;并且能够运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性，培养学生对生理系统进行定量分析的基本方法，培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素质和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此，该课程的实验教学任务不仅重要而且要求极高。
1.2实验教学方式改革
长期以来，许多高等院校对实验教学重视不够，重理论轻实验的传统观念依然存在。由于不重视实验教学的重要性，资金投入相对不足，有些陈旧或损坏的仪器设备没有及时更新，这无形中就影响了学生的实验兴趣;而且传统的实验教学过分强调教师的中心地位，学生的主动性、探索性受到一定限制。许多实验项目与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节，使得实验教学存在很多问题。而且传统实验教学的最大弊病就是开设的实验往往只是一个“装配”实验，培养的也只是一个装配工，不能锻炼和培养学生解决问题的能力，创新更无从谈起。实际上实验技术人员的工作是实验教学顺利完成的重要保障。实验技术人员的日常工作繁杂、琐事多、重复性强，每天除了要为即将进行的实验教学完成大量的准备工作外，还要做好实验所用仪器设备的维护保养、修理、保管等工作。这些工作看似简单，但对实验技术人员的要求也比较高，然而目前实验技术人员在职称评定、进修以及工作量待遇等方面明显处于弱势，不利于发挥实验技术人员的主观能动性。这两方面因素严重影响了目前高等实验教学的质量及效果，因此现有实验教学急需改革。为了解决上述传统实验存在的两个主要问题，我们提出将科研创新引入到实验教学中，结合科研进展不断更新完善实验教学内容，使实验教学与科研创新相结合，使其更具有前瞻性和可持续发展性。一方面，我校的科研创新生物医学实验室注重开放和创新实验的建设，彻底改变“照方取药”的被动实验方式，采取“引、点、拨”的实验教学方式，让学生自己提出需要解决的问题、达到的目标，自己设计实验方案，引导学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的主动性和创造性，给学生充分施展个性的余地，从而达到弥补现有实验教学的不足。另一方面，以教学科研型教师为实验教学主要人员，构建教学科研互动基地，使其成为培养学生实践能力、研究能力和创新能力的新型教学实验平台，让学生在本科基础学习阶段能较早地开展带有课题研究性质的实验活动，更多地接触科研实践，提高工作能力和科学素养，培养学生的科研创新能力。
1.3将科研创新引入实验教学
随着知识经济和技术经济的飞速发展，创新已成为时展的要求和社会进步的动力，而科研创新是创新的一个极为重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作为高等教育的主阵地，在本科生教学中将科研创新引入实验教学，有利于培养本科生的创新意识和科学精神;有利于培养本科生将理论与实践相结合的意识和能力;有利于促进师生的共同发展;有利于促进地方本科院校加快学科和专业的建设;有利于为地方培养大量的创新型人才，因而具有重要的现实意义。借助于生物医学高水平实验室，我们通过开展综合性实验、科研训练计划、学科竞赛、课外科技活动等方式，激发了学生学习知识的热情，引导学生参与科研创新过程，为学生科研创新能力的培养提供了一个重要平台。
1.4开放实验教学
在增加理论课综合性实验的同时，由于课程实验学时的限制，学生能够亲自动手的实验远远不能满足人才培养的要求，因此，我们开设了“开放性实验”，这样就起到了很好的补充作用。例如，“数字脑电图仪的使用与EEG采集”“蛋白质－核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析”“脑电信号的Hurst指数研究”等多项开放实验。此外，我们一般从大二学生中选取有科研潜力的学生，开展“本科生科学研究训练计划”教学，如国家级“基于GIS的移动生理信号监测管理平台的设计与实现”“基于JSD的注意力脑电研究”“基于超临界新技术的石墨烯功能化及生物传感器应用研究”。本科生在确定课题，进入实验室后，将由指导教师对其直接负责。在指导教师指导下，会学习很多课堂上不教的东西，提高学生学习、科研的兴趣、具备一定的科学思维和分析能力、激发对所学专业的兴趣、坚定从事相关工作的信心和决心，一些本科生发表或录用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源杂志论文多篇。在此基础上，鼓励学生参加各种学科竞赛、科技创新等活动。因为有了开放实验及本科生科学研究训练计划教学的推动，我们学院的科研氛围浓厚了许多。因此很多本科生有了要进实验室的要求，这样本科生的日常学习变得充实，许多学生一有时间就去实验室看文献做实验，并在实验中体会了科学研究的乐趣和魅力，培养学生动手、创新、协作能力，对学习能力的提高、团队精神的培养、心理素质的锻炼有着不可替代的作用。这些都说明依托科研创新生物医学实验室的开放实验教学对学生创新能力有较大的贡献，对新时期的大学生培养意义重大。
2结束语
论文关键词：数学；教学；知识；教师教育
一、数学知识研究
传统上认为数学教师至少要掌握他所教的数学知识。班级授课制成熟后，人们开始同意这样一个原则：除了所教的数学知识以外，数学教师还需要掌握像组织教学、控制课堂秩序等一些教学知识。随着教学研究的深入，人们发现教师仅仅知道他所教的数学的术语、概念、命题、法则等知识是不够的。…除此之外，教师还要知道数学的学科结构。学科结构的概念最早源于Schwab。他指出了理解学科结构的两种方式：一个方式是句法性地(syntactically)，另一个方式是实体性地(substantively)。所谓句法性地是指从学科所表现出来的逻辑结构方面去了解学科结构。比如，引入无理数表示不可公度线段，引入负数与复数表示某些方程的解。前者可以看到，后者看不到，仅是为了保持方程都有解这个论断的完整性和通用性所做出的一种假设与解释。对这三个概念含义的理解，只能通过产生这些概念的前后联系才能揭示。所谓实体性地是指从学科的概念设计角度去了解学科结构。比如，欧氏几何与解析几何有不同的概念框架。Ball把数学的学科结构知识称为关于数学的知识。它是指知识从哪里来，又是如何发展的，真理是如何确认的，又将用到哪里去。
主要有三个维度：一是约定与逻辑建构的区别。正数在数轴的右边或者我们使用十进位值制都是任意的、约定的。而0做除数没有定义或者任意一个数的零次幂都等于1就不是任意的、约定的；二是数学内部之问的联系以及数学与其他领域之间的联系；三是了解数学领域中的基本活动：寻找模式、提出猜想、证明断言、证实解法和寻求一般化。
对数学知识的研究，拓宽了人们对教学用的数学知识的理解。它显示教学用的数学知识是很复杂的，除了术语、概念、法则、程序之外，还有数学学科结构或者关于数学的知识。这些知识对于教师确定为什么教、选择教什么和怎么教都会产生影响。比如，约定的与逻辑建构的概念的教学策略会有很大的不同，逻辑建构的概念就必须讲清楚它怎么来的，为什么要定义这个概念，怎样定义，它会有什么用，它与其他的概念的关系是怎样的，它的应用有哪些限度。而约定的概念就没有这些必要。但是，有效地数学教学，仅仅具有上述知识还不够。它缺少对学生的考虑，不能给教师提供教授一群特定的学生所必须的教学上的理解。比如，仅仅通过推导知道(+6)=a+2ab+b对有效教学是不够的，教师还需要知道一些学生容易把分配律过度推广而记成+6)=a+b，知道用矩形的面积表征可以有效地消除这一误解。学生误解的知识与消除误解的教学策略显然不能纳入数学知识的框架，教学用的数学知识的复杂性要求更精致的框架来描述。
二、教材分析研究
有效的教学必须考虑学生已有的知识和知识呈现的最佳序列。在数学学科中，马力平的知识包(Knowledgepackage)是国际上较为典型的此类研究。知识包是围绕着一个中心概念而组织起来的一系列相关概念，是在学生的头脑里培育这样一个领域的纵向过程。(n知识包含有三种主要成分：中心概念、概念序列和概念结点，也包括概念的表征、意义和建立在这些概念之上的算法。下例是20以内数的加减法的知识包(图1)。在这个知识包内，中心概念是20至100数的“借位减法”，它是学习多位数的加减的关键前提。
马力平的知识包实际上是我国内地传统的教材分析研究。这类研究结果是教学参考书的主要内容之一。它是一种课程知识，是教师对课程的分析，比对数学知识的分析更接近教学用的数学。但它也不是教师教学时使用的数学知识。它最多是教师对教学的考虑，没有考虑师生互动时产生的数学需求。教师在教学时，能够动员起来的知识不一定符合教学情境的需要。比如教师预期的一种学生的反应在与学生的互动中没有出现，教师以学生的这种反应为跳板的后继知识就没有了用武之地。马力平概括出的知识包，与教师在课堂教学时使用的数学知识还有一段距离，教师在教学时可能用得上，也可能用不上。教师在教学时所需要的数学知识远远超出教材分析所能提供的内容。
三、教学用的数学知识研究
Ball开创了教学用的数学知识研究。她通过分析数学教学的核心活动，直接研究课堂教学中教师使用的数学知识及其影响。下面以Ball的一个课例来说明其研究方法与结果。该课内容是三年级多位数减法：Joshua星期一吃了16粒豌豆，星期二吃了32粒豌豆。问Joshua星期二比星期一多吃了多少粒豌豆?学生在解题过程中提供了六种解法。Sean从16的后继数l7开始向后数数，一直数到32得到答案。ba认为，32的一半是16，答案就是16。Betsy把表示16和32的教具(豆子)一一配对，数一下表示32的教具中剩余的没有配对的豆子得到答案。Mei的方法是直接从表示32的豆子中拿走16粒，数一下剩余的就行了。Cassandia提供了标准的减法算法，Scan受到启发，提供了另一种解法：16+16=32，整节课，学生想尽办法鉴定这些解法的异同。L6JBall认为，这节课教学的核心活动是处理数学知识的关联和控制课堂讨论。知识的关联涉及到在具体和符号的模式中，减法和加法是如何关联的、减法的“比较”和“拿走”的解释是如何关联的、教具的表征如何转化为符号表征、Betsy的配对比较法如何转化为Sean的向后数数的方法、Betsy的方法如何和Mei的方法协调，控制课堂讨论首先表现在提供线索和解释，推动正确的方法的发展；其次表现在搁置有问题的方法。比如搁置Riba的说法。Riba的论断是正确的，但要使其他的学生能够明白他的意思，还需要添加几步推理。但这几步推理与用它来证明Sean的结论超过了三年级学生的理解能力。
Ball对这节课教师需要使用的数学知识进行了归纳。除了传统的教材分析提供的借位减法的符号算法及其背后的位值制之外，教师还需要其他知识。首先需要知道问题的两种表征模式(如减法32—16：?与缺失加数的加法16+?=32)是等价的。其次，还要知道此问题的一些表征：比如像Sean的从17数到32，或者Mei的从32里拿走l6个等等。第三，教师还需要具有深刻的数学眼光去审查、分析和协调学生的多种解法。最后，教师还需要一些关于数学论证的知识。通过上述分析，Ball指出，教材分析只能提供教学用的数学知识的一部分，其余大部分只能在分析数学教学的核心活动中才能得到。
四、启示
1．教学用的数学知识是有效教学的知识基础。它与数学家的数学知识、教材分析得出的数学知识是不一样的。它具有一种教学上有用的数学理解，这种理解主要集中于学生的观念和误解上。学生对特定内容的理解是有差异的，教师需要调和学生不同的理解方式并在这些方式之间灵活自如地转换，引导学生把知识进一步组织，促进学生在已有的知识基础上有效学习。
2．教学用的数学知识是高观点下的数学知识，它联系着更深刻的概念和方法。Ball的课例仅是小学三年级的两位数退位减法，但是，通过对课堂教学核心数学活动的分析显示，隐藏在退位减法之外的，是高等数学的等价、同构、相似性和表征之间的转化等概念。从结构上说，前五种解法是同构的，前五种解法和最后一种缺失加数的加法是等价的。但前四种解法的解释模型是不同的，有三种是“拿走”模型，一种是“比较”模型。只有从数学结构上理清这些解法的关系，才能有效地引导学生在不同的方法之间转换并分清这些方法的异同，促进学生高效地组织自己的数学知识。香港的“课堂学习研究”也证实，数学专家参与的教研活动，能提升课堂教学的有效性。
3．教学用的数学知识存在一定的结构。首先是学生理解的知识。像Ball的课例所展示的，学生对退位减法的理解有不同的方式、不同的层次和一些误解，这些知识是教师教学的起点。以学生已有的知识为起点自下而上的讲授使知识加以扩充，把新知识与学生已经构成内在网络的概念和方法联系起来，这是提高教学效率的奥妙；其次是教学策略。像Ball的课例所展示的，学生的理解各种各样，需要教师使用相应的策略来控制课堂讨论，协调不同的方法，促进正确的方法发展，搁置有问题的方法，这是提高课堂教学效率的重要手段；第三、控制与反馈的知识。教师需要提供线索和解释，矫正学生的误解，促进学生自我评价的参与，促进学生进一步精简合理化知识；第四，课程知识。像马力平的知识包概念所揭示的，特定课题呈现的最佳序列，它的来龙去脉及与其它学科的横向联系，是教师用来教学的数学知识基础。顾泠沅的研究也揭示，辨明一门学科各知识点的固着关系及其潜在距离，构建适合学生特点的、具有合适梯度的结构序列，是提高教学效率的基础；最后是教学目的的统领性观念。像退位减法，是像Ball那样对学生的经验进行精简合理化还是直接教授退位减法的法则，取决于教师对数学的理解、信念数学的认识论以及对特定学生最有价值的数学知识的判断。当然，这些成分是从不同的维度来说明教学用的数学知识的属性，它们之间的关系及提高课题教学效率的机制还需从课堂教学的经验出发进一步的概念化。
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