专题化实验论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇专题化实验论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

2008年上海高考第12题取材于笔者在《化学教学》发表的论文“试纸上的微型电解实验”[1], 该题依据实验中的现象,由于采用简单易行的微型化学实验操作,实验真实性得以显现,在知识与能力的考查基础上更加培养学生科学求实的态度。

自从29届国际奥林匹克化学竞赛实验试题采用微型化以来,国内各类化学试卷中都不同程度地出现以微型化学实验为背景的题目。试题中的信息在学生中快捷、广泛地传播;从以微型实验为情境的化学习题入手,另辟蹊径,可以展现微型化学实验仪器的应用,表达绿色化学的设计理念。

从期刊的影响力出发,笔者从目前化学教育研究领域比较权威的三刊(《化学教学》、《中学化学教学参考》、《化学教育》)以及以实验仪器研究为特色的期刊《教学仪器与实验》中的微型化学实验论文中取材,从不同角度出发编拟化学习题。

1以微型反应装置创设情境

如同常规实验装置的组装目的一样,微型实验仪器同样可以完成气体的制备、物质的合成、气体的干燥和净化、尾气的吸收等基本操作。以此创设化学试题情境,考查基础知识、基本技能。表面上看,只是提供给学生化学常规实验装置的缩微化,但仪器的微型化给解题带来了陌生感,尤其是仪器体积小带来的特殊操作细节,例如试剂的取量、反应程度的控制、尾气处理等――这些都是实验论文作者阐述的实验注意点,也恰是学生在实验操作中容易忽略的因素。

例1、硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,采用常规仪器进行制备和性质检验,常因气密性不佳而对环境产生污染。周老师采用六孔井穴板和注射器组装出以下微型反应装置(如图1所示),向各井穴加入指定的试剂与物料,然后用生料带缠绕井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋紧塞子,使井穴塞紧密地盖住井穴,以细乳胶管把前一单元出气管与相邻单元的进气管逐一连接起来,保证没有硫化氢泄漏。该实验无需通风橱即可进行,对反应废物摸索了实验后处理方法,体现了绿色化学实验的要求[2]。

(1)1号井穴里装有少量FeS固体,实验装置按图搭建完毕后,把吸有稀硫酸的注射器缓缓下推,就可以有连续平缓的气流产生。请问1号井穴孔发生反应应为_______________________________。

(2)2号井穴内只放入一张湿润的白色醋酸铅试纸,且“短管进、长管出”。其作用是(填写两点):____________________________________。

(3)3号井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是证明H2S的____________________(能呈现出该性质的),还可以用____________________溶液代替。

(4)4、5、6井穴孔分别盛放了0. 1 mol・L-1 ZnSO4、0.1 mol・L-1 CdSO4、0. 1 mol・L-1 CuSO4溶液,在实验中分别产生了白色、黄色和黑色沉淀,说明了这些金属硫化物的________(性质)。

(5)7号井穴孔盛有________(填写药品),其目的在于____________________。

评点:该题主要考查硫化氢气体的制备、气体检验、性质验证、尾气处理等。一切都基于基础知识、基本技能,只是通过微型化学实验装置呈现情境。

答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)缓冲作用(安全瓶), 检验硫化氢气体; (3)还原性, 酸性高锰酸钾; (4)难溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾气

例2、“电凝聚气浮法”是一种工业上处理废水的常用方法,我们用塑料多用滴管作为载体,以微型实验的形式呈现了该方法的原理。先在100 mL烧杯中加约50 mL蒸馏水,再添加3滴CrCl3溶液作为无机污染物,另加少许泥沙和硫酸钠,用玻璃棒搅拌使之浑浊,得模拟废水,标记为A。用塑料多用滴管吸取废水A,从液泡两侧分别插入两根大头针(两针不相互接触), 用鳄鱼夹、 导线将两根大头针与电池(9V)相连,即可对废水进行电解[3]。

(1)电解开始,阴极释放出大量气体,请写出电极反应式________________________________;

(2)阳极现象不明显;片刻后,溶液中生成大量绿色沉淀,随着阴极气泡大量逸出,绿色沉淀随之上浮至液面。已知大头针主要成分为铁,请推测阳极可能发生的两个反应式为:____________;

(3)绿色沉淀中不仅包括由阳极产生物与溶液酸碱性变化而生成的不溶物,还包括沉淀_______(填写化学式),这就表现出对污水中的金属离子进行清除。

(4)本实验中在电解液中添加硫酸钠的目的是____________________。

(5)另取一份相同废水,滴加3滴苯酚溶液作为有机污染物,再加3滴亚甲基蓝使其显示颜色,添加食盐至饱和,标记为B;用塑料多用滴管吸取废水B,采用如上图的装置,只不过将阳极大头针更换成全活动铅笔专用笔芯,在电解后的溶液中滴加FeCl3溶液不发生显色反应,说明____________。更换阳极材料原因是__________________________(用电极反应式说明);

评点:化工生产是化学教学的重要内容,但一直是实际教学中欠缺的,通过微型化学实验模拟实际问题可以帮助中学生了解化学与技术、体会时代性增强学生学习的使命感和责任感。该类试题适用于《化学反应原理》模块的“电解池”、《化学与技术》模块中的“水处理技术”、《化学与生活》模块中的“化学与环境保护”,以及《实验化学》模块中提出的“能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究”。

答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增强导电性; (5)苯酚在阳极释放的强氧化性气体作用下已发生了转化,避免阳极材料本身被氧化。

2以微型实验引导实验改进思维

在各大期刊发表的微型化学实验论文多为一线化学教师或高校实验研究者发表,如果只是简单地在学生面前重现这些素材,对他们自身的实验素养提高有限;而通过试题的巧妙设置,将学生也引入到对实验的设计思路中去,有利于提高他们对微型化学实验的深刻认识,也有利于他们创新思维的发展。

微型化学实验不是常规实验的简单缩微或减量,而是要在微型化的条件下对实验进行重新设计和探索,达到以尽可能少的试剂获取尽可能多的化学信息的目标。

例3、用一个小注射器和小塑料反应管做反应仪器,两者中各有一种化学物质,反应后将注射器针头扎入一根带火星的香烟里推动活塞,发现窜起一大串火苗[4]。请问,塑料试管中盛放药品为________,注射器中盛放____________药品。该实验可以代替常规实验中的实验是_______________。

评点:注射器是化学实验改进中常用的替代品,在微型化学实验中常常需要挖掘其功能进行设计,在命题中应用中能帮助学生体会到。图3中的注射器代替分液漏斗,图4中的注射器起到氧气收集的作用。

答案:MnO2,双氧水,氧气的制备和氧气的助燃性质

3以微型实验题干提供探究和评价的平台

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近年来科学探究实验在化学新课程考试中广被重视,这些实验题不再象以往的实验题平铺直叙――单纯的“课本知识加实验加填空”,也不象大学知识“下放”的新信息实验题,而是促使考生多想实验的整个过程:“做什么”、“怎么做”、“为什么这样做”、“选取哪些因素作为实验变量”、“可能什么原因”、“还有没有更好的改进方法”、“这样的实验有什么实际用途”等等,更加促使考生像科学家一样进行探索,达到真正考查科学思维的目的。微型化学实验与常规化学实验相比,一样能提供符合教学需要的实验内容,更能提供多个相关实验的优化设计过程和满足使用者自主探究的基本条件[5]。以微型化学实验论文素材命题,为训练学生探究思维和评价能力提供了一个适宜的平台,也为一线化学教师提供了巧妙的探究思路,有助于教师拓宽视野。

例4、紫甘蓝,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的颜色会随pH改变,一般遇酸变红,遇碱变绿。向点滴板上一凹槽滴加一滴紫甘蓝汁,再滴加一滴硫酸钠溶液,用连接导线的鳄鱼夹各夹住一根铅笔芯,将电极一端浸入紫甘蓝汁液面以下[7]。

(1)当导线分别与电池两极相连,发生现象是:

阳极_______________________________;

阴极_______________________________。

用铅笔芯将两极所在位置的溶液搅拌均匀,发现整个液滴呈现紫色,(用离子方程式)说明发生反应为_________________________________;

(2)若采用大头针作为______极电极,则对以上实验现象有极大干扰,这是因为_____________;

(3)以各类典型的酸碱盐溶液作为辅助试剂加入紫甘蓝汁中,以铅笔芯作为电极进行电解。请预测实验现象并完成下表1:

(4)将添加NaCl溶液的甘蓝汁电解后溶液搅匀,最终竟然消褪为无色。这是因为__________;

(5)以上实验是以_______、_______作为变量开展的探究活动,如果你是实验设计者,从该实验的特点出发,你还会挑选_______作为变量。(开放性问题,答案合理即可);

(6)如果你是实验竞赛的评委,你将该实验与你们常见的电解实验对比,请提出一些评价意见(至少写出两点,开放性问题,答案合理即可)。

评点:微型化学实验试题取材于实验探究论文,突出真实性;注重实验条件,突出思考性。本题不仅以紫甘蓝汁作为创新情境考查电解规律、中和反应等基本原理,还从异常现象原因探究、变量控制等角度促使学生对实验原理进行深层思考,并且通过开放性的问答培养学生评价和鉴别能力。

答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)阳极;作为阳极的金属电极比水更容易被氧化,产生有色离子如亚铁离子、铁离子对甘蓝汁颜色有干扰; (3)电极附近溶液变紫,有气泡产生;电极附近有大量气泡产生;紫色;迅速冒出刺激性气味的气泡,电极附近溶液变红;迅速冒出气泡,电极附近溶液变红; (4)电解NaCl溶液阳极产生的Cl2将电解对象漂白; (5)电极,电解质溶液;载体、电解体系等; (6)参考评价意见:评价之一:紫甘蓝汁不仅充当电解对象,还兼作实验中的酸碱指示剂,一举两得;评价之二:该微型实验只采用了一滴紫甘蓝汁液作为电解对象,降低成本,操作方便,大大减少了实验时间,适合学生自己动手操作观察探究;评价之三:紫甘蓝汁取材于纯天然,整个实验用量又是微量,所以充分体现绿色环保的理念;评价之四:实验现象明显,有利于学生加深对电解本质的理解。

4 反思

在科学教育中引入习题的初衷是巩固和加深对知识的理解,考查学生掌握知识的水平,培养学生应用知识解决问题的能力。每一道习题都是从原始问题抽象而来,然而有相当一部分已经把其中的一些次要细节、非本质的联系舍去,也没有将科学现象与事实作为背景,甚至完全脱离科学现象,学生思维的一部分已经被习题编制人员“越俎代疱”地完成了。同时,习题教学还存在着模式化倾向,缺乏科学思想的分析,太重视程序与计算、熟练与技巧。因此,在一定意义上说,我国学生创造能力的匾乏是习题教学的直接后果。事实上,科学最重要的基础是源自实验现象的,首都师范大学专家曾提出通过引进原始问题来逐步使习题教学与原始问题教学相结合,从而达到提高科学教育效能的目的。而发表在各种期刊上的实验论文能表现论文作者所作出的技术性和认知性研究的原始工作,是教学科研过程中的一种生成资源[8],也是原始问题的一种表现形式。笔者近年来以微型化学实验为主要研究方向,并尝试将所设计的原创实验素材融合入课堂教学、探究活动中,发现对提高学生解决问题能力、实验分析评价能力有较明显的促进作用;于是进而取材命题,抛砖引玉,目的之一是及时推广课程改革中来自教学一线和高校专家的实验研究经验,从而使研究成果迅速转化为“生产力”,不断推动实验教学研究工作向纵深发展;更希望这些原汁原味的实验素材呈现出反映科学概念、规律本质的原始问题和未被加工的典型实验现象和事实,使学生大脑充分开放、思维触角充分发展,体会到与原论文作者研究过程中类似的思路和体验,甚至在条件允许前提下,用微型化学实验这种耗材少成本小的实验手段完成符合绿色化学理念的验证、改进和探究,达到知识升华的目的。

建议化学命题者可以认真研究各种期刊登载的微型化学实验专题文章,将其素材开发为创新试题:具有提问多样化、知识探究化、信息情境化以及形式开放化等多方面特点,为促进化学习题教学提供优质的题材[9],同时也促进微型化学实验能在中学得到普遍重视和合理应用。

参考文献:

[1]陈凯,张丽娜,龙琪.试纸上的微型电解实验[J].化学教学,2008,(4):10.

[2]周宁怀,屠小燕.一类气体制备与系列反应的微型装置[J].化学教学.2000(12):8～10.

[3]陈凯,刘少贤,张丽娜.电化学法处理废水的微型模拟实验[J].教学仪器与实验,2008,(10):39～40.

[4]陈博,陈凯,胡益民.有关烟草的化学实验集锦[J].中学化学教学参考.2008.(7):46～47.

[5]宋心琦.关于发展和推广微型化学实验的一点看法[J].化学教学,2008,(2):1～2.

[6]陈凯,龙琪,张丽娜.一滴紫甘蓝汁的微型电解实验[J].化学教育,2008,(8):65～67.

[7]邢,陈清梅.从习题到原始问题:科学教育方式的重要变革 [J].课程.教材.教法.2006.(261):56～60.

[8]易章和.充分利用生成资源命题推进化学课改评价研究[J].化学教学,2005,(10):41～43.

篇(2)

广州市小学信息技术学科新课程于2004年全面铺开，各区在落实新课程实施的进程中，主要凸显了三方面的问题：

第一，教材与课程发展的适应性问题。教师、学生与课程间的关系不断地相互磨合，课程本身也随着社会的发展不断演化，而广州市小学信息技术教材无论是容量还是体例样式上没有发生质的变化。

第二，课程与学习的适应性问题。在课程实施中我们普遍发现，同一区域不同学区之间，或者同一班不同学生之间的学习起点差异都比较大，一刀切的教材学习内容难以满足学优生的学习需求。

第三，学习承载的体系性问题。不少教师在实践中发现，要较好地实现承载教学资源、形成学生学习的电子档案袋以及实现作业提交、作品评价等功能，需要寻找一套具有实践公共意义和价值的学习平台。

为尝试研究解决第一、第二个问题，考虑到如果自行编制区本教材作为对市教材内容的补充，可能编制文本性材料的周期较长、可操作性不足。而通过开发网络课程的方式提供给不同发展阶段的学校及学生使用，既可丰富目前广州市小学信息技术课程内容体系，又可以满足任课教师的资源需求，还可以解决不同层次学校对课程需求不同的问题。

为尝试研究解决第三个问题，笔者在接触到相关专家推荐的Moodle学习平台后，结合自己前期对其系统功能的学习和区内一些先行者的教学实践，尝试基于Moodle开发小学信息技术的网络课程包去解决上述三个问题。

因此，笔者从2009年开始开展基于Moodle的小学信息技术学科网络课程建设研究，研究时长为3个学年。

二、研究界定

1.什么是Moodle

Moodle是目前世界上最流行的课程管理系统 （CMS）之一，由于它是一个开源、免费的应用软件，并且教育理念先进、开放，使得全世界的教师和爱好者都可以参与到系统的设计开发中，其功能越来越强大，版本不断完善，得到了广泛的国际认可和应用[1]。该软件在我国自2006年起由黎加厚教授推广，应用范围不断地扩大，其理论与实践研究得到发展，不少中小学教师也参与到开发与应用研究中去。Moodle具有承载学习资源、便利的知识测试、收集学习成果、拓展师生交流途径、提供多种评价方式、促进学生自主学习[2]等功能特点，能够使课程资源体系化，也利于课程基于网络的跨校合作共建共享，丰富课程本身的思维内涵。

2.什么是网络课程

网络课程是目前高等学校教学资源建设的重要内容之一，对网络课程的本土研究启动于2003年，并随着互联网的发展而发展的。何克抗教授指出：“网络课程是在先进的教育思想、教学理论与学习理论指导下的基于 Web 的课程，其学习过程具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特征”[3]。网络课程作为信息互联时代的另一种学习资源形式和学习活动形式，有其研究的迫切性和价值性。但囿于传统课程的实施习惯、目前应考的教学体制及未成年人学习特点等因素，网络课程在基础教育的发展还比较缓慢，特别是在应考文化学科更难以开展。

3.本研究指向

对于小学生而言，完全意义上的网络课程学习显然不适切于他们，在面授课堂中及课后，由教师组织开展引领之下的基于学习平台的混合学习，基础教育的一线教师已有实践尝试。本研究指向的基于Moodle的网络课程，就是基于混合学习意义下的网络课程，是面向双主教学（以教师为主导、学生为主体）的Moodle平台课程。网络课程由8个系统构成，分别是教学内容系统、虚拟实验系统、学生档案系统、诊断评价系统、学习导航系统、学习工具系统、协商交流系统和开放的教学环境系统[4]。本研究将结合传统课程及Moodle的功能特点，研究与传统课程相接洽、体现知识内容学习部分的教学内容系统的制作结构和样式，以及使用体现Web课程优势的交流、互动评价的操作方法等。

三、国内研究

为了解基于Moodle的网络课程开发建设的研究情况，笔者进入中国知网数据库对学位论文和国内公开发表的学术论文进行文献研究，分别以面向Moodle的研究、面向网络课程的、面向Moodle平台下的信息技术课程开发研究三个维度进行查询。文献查询时间为1996年起，查询得到Moodle研究的文献积累起始时间为2004年，对其进行分析的文献发表时间为2004年1月至2012年12月之间。经过对文献的质性分析，得到如下发现：

基于Moodle开展网络课程的研究尚少，开展信息技术课程研究的更少，反映出本研究的现实需求和价值。从研究设计的构思考虑，我们要从虚拟学习共同体构成的学习主体、学习客体、共同体三个核心要素和工具、规则、劳动分工三个调节要素的理论分析出发[4]，我们的理论与实践结合的研究还远远不够，就“基于Moodle的小学信息技术网络课程开发研究”而言，围绕虚拟学习共同体的结构要素参考借鉴网络课程的相关研究以及其他学科的研究经验的同时，还要针对信息技术学科的特点，结合小学生的认知学习活动心理进行研究[4]。

四、理论基础

本研究第一核心词是课程建设，第二核心词是网络课程，因此，在研究中首先以课程理论和网络课程理论作为上位指导。其次，综合信息技术教育理论及方法、Moodle系统及其建构主义的设计理论为中位指导。再次，受教学设计理论、多媒体资源开发的标准等指导开展具体设计与制作。

五、研究设计

1.研究目标与内容

（1）研究基于市课程各内容模块的知识体系及地方课程知识体系；

（2）研究基于Moodle网络课程包制作的结构样式；

（3）开发基于Moodle网络课程包结构样式下的课程包；

（4）研究基于Moolde网络课程的教学模式和学习模式；

（5）研究基于Moolde网络课程的学业评价方式。

最后形成一套基于Moodle的小学信息技术网络课程包开发的样式、方法及其教与学的模式、学业评价方式。

2.研究的方法

采用基于设计的研究方法、行动研究法不能对研究假设、研究实践进行循环迭代设计和验证修正，同时使用个案研究法，通过教学案例的个案和实验学校的个案进行研究，寻找具有代表性的个案以支撑研究框架的假设和实证。

3.研究的技术路线（如图1所示）

在本研究中，基于设计的研究及相应的行动研究教学实验有两个切入点：一个是研究团队成员的操作切入点，另一个是研究主持人的操作切入点。第一阶段是组织研究成员对Moodle的教学案例及相应课程包进行案例体验。第二阶段是组织团队成员学习基于Moodle的平台基本操作及课程制作技术。第三阶段是进入课程的设计与迭代修正阶段：研究主持人在前期课题申报的基础上再次进行文献查询的深度分析，形成关于Moodle课程设计的前人成果基本梳理和观点，设计区域性课程包的首次框架及相应的教学模式；研究团队成员在培训学习之后开始进行课程制作的实践体验，并尝试将制作的课程用于课堂教学；研究主持人对实验案例进行观课与分析，与实验教师进行交流互动，修正区域性课程包的首次设计，形成首次设计的微调版本或大幅度修改的二次版本，二次版本同时指导教师继续进行立足校本的课程制作和教学实验，循环类推，螺旋上升。

图1 研究的技术路线设计

研究主持人为区域性学科教研员，研究团队成员均为区域小学信息技术学科的核心骨干，具有一定的开展技术研习、课程制作和教学实验的能力，专业认知的对话层次相近及互补，形成了研究主持人的研究设计与研究团队成员操作验证的研究操作程式。实验学校分别是研究团队成员所在的学校，包括省一级优质生源公办学校1所、优质生源民办学校1所、农村相对优质生源学校1所、农村学校1所、城乡结合部学校1所。

六、研究过程

研究分为六个阶段。第一阶段是文献初期研究与培训学习阶段（2009年9月至2010年1月）；第二阶段是实验点学校实验及课程立项申报阶段（2010年3月至2010年7月）；第三阶段是课程内容梳理与实验内容选取阶段（2010年9月至2011年1月）；第四阶段是实验学校课程包制作及教学实验阶段（2011年3月至2012年1月）；第五阶段是文献深度分析、区域性课程包制作及实验课展示阶段（2012年3月至2013年1月）；第六阶段是成果整理和加工阶段（2013年2月至2013年5月）。

七、研究成果

1.物化成果

（1）搭建了区域性Moodle网络课程平台及形成系列课程包

Linux系统下的Moodle平台安装与设置优化，对教师的技术能力有一定要求，并非每一位教师均能胜任。研究团队搭建了区域性Moodle网络课程平台作为公共实验平台，实验教师基于它建立本校的实验课程包并开展教学试验，通过多轮实验调整，最后形成区域性系列课程包若干，内容包括画图软件和金山文字两个模块。

（2）形成了两种Moodle型网络课程的页面建设样式

经两年研究，形成了两种页面建设样式，一种是单元化专题，另一种是微专题。“单元化专题” 一般是围绕教材章或节进行编排的知识块而设置，结构比较完整，知识量较多，例如以章为单位设置专题。“微专题” 是研究成员创新设计的呈现方式，它适合于学习内容较少、内容较独立的专题。微专题可以是一个课时的学习内容，也可以是某课时内某知识点的内容。两种形式的选择视学习单元的需要来划分课程包内容[5]。

单元化专题的学习时间跨度较长，知识之间的关联十分紧密，制作时采用一个Moodle课程制作一个单元内容的方式，它在Moodle课程页面界面的呈现形式如图2所示，学习者登录进入课程后将见到图中的页面内容结构。在一个Moodle课程内可以设计制作多个微专题内容。微专题制作后的Moodle课程页面的呈现形式如图3所示[5]。

图2 “单元化专题”的页面结构

图3 “微专题”的页面结构

（3）构建了基于Moodle的小学信息技术自主学习模式

基于网络课程的“主导―主体”理念设计构建了Moodle的小学信息技术自主学习模式。该模式由目标范例图示、任务序列、拓展学习、评价测试四个部分组成，分别对应学习过程中的“目标导学―自主学习―拓展提高―学习评价”四个环节。其模式如图4所示：目标导学由直观可视的图片范例提供；自主学习环节由教师制作好的任务序列与配套素材资源、帮助序列和作业提交模块组成；拓展学习提供相应经过加工的资源与任务给学生；最后，学生要完成自我评价、互动评价和本课的知识技能测试。与其配套的课程包内容页面标题结构样式，以“矩形与椭圆工具的使用”课程包为例（如图5所示）。此模式的目标导学、自主学习支架搭建、学习活动组织与实施由教师起主导作用；任务学习与完成、学习进程、问题解决方式则由学生始终发挥着认知主体的作用；不同的任务序列则为学生自主学习的主线[6]。

图4 基于Moodle的小学信息技术自主学习模式

图5 “矩形与椭圆工具的使用”的课程包页面标题结构

2.论文成果

通过研究，围绕平台搭建与优化、国内同类本土研究综述、学案设计、页面样式制作、与其相适应的教与学模式构建等主题撰写、形成了论文成果9篇（见表1）：

表1

八、研究结论

回顾利用Moodle平台建立网络课程包解决教学承载一体化、缓解教学差异大、更新市课程内容实现区本教学个性化等研究目的和研究假设，通过1年的前期研究准备、2年的基于设计的研究和教学的行动研究，取得了一定了成果，得出如下结论：

1.Moodle平台在技术上的普适性不足，只适合于个性化课程的建设

（1）Moodle平台安装技术门槛高，对教师的技术能力有一定要求，不适宜每所学校都独立安装服务器；

（2）如果以区域性公共Moodle平台的方式提供给师生使用，同时支撑多个班级异地使用，对服务器要求极高。

因此，利用Moodle进行信息技术课程建设，适合于有条件的区域、学校及有能力的教师进行个性化课程的建设，不适宜普适推广。

2.制作课程的难度不大但较为烦琐，教师需要花费大量的时间去制作课程包

Moodle的操作思维与一般的网页制作工具的操作思维不同，教师从学会Moodle的基本操作到会制作课程需要一定的时间练习和适应过程，从掌握制作课程的操作到懂得结合学科教学不断优化课程包的内容结构样式和教学活动的形式，还需要较长时间的实践磨合。

3.学生适应基于Moodle平台的学习模式需要一定周期的训练熟习

组织学生开展基于Moodle平台的学习，既要使学生适应该平台的一般操作，还要熟悉教师设置课程包的样式习惯，还要形成自主阅读和学习的习惯，这需要一定周期的训练熟习。研究发现，学生需要3～4课时才开始逐步适应，而且周课时要在每周2课时的基础上，不然，相隔时间过长，所需要熟悉的课时量则要加倍。

4.构建的基于Moodle的小学信息技术自主学习模式有成效

研究论证形成的基于Moodle的小学信息技术自主学习模式，有目标范例图示、任务序列、拓展学习、评价测试四个部分及与其配套的页面内容结构样式、教学组织环节，能够支撑教师有效地开展主导、引导学生基于Moodle课程包的课堂自主学习，还可以实现课外的自主学习。在开展该模式学习方式的中后期，学习成效开始显现，论证了“利用Moodle平台建立网络课程包解决教学承载一体化、缓解教学差异大、更新市课程内容实现区本教学个性化”的研究目的和研究假设，实验班取得了较好的效果。

九、研究创新点与局限性

1.研究创新点

构建并实验论证形成了小学信息技术网络课程制作的页面建设样式、内容结构及与其配套自主学习模式，并得出基于Moodle平台进行网络课程开发的技术普适性不足，前期花费时间和精力成本高、学生需要时间和学习习惯适应等结论。

2.研究局限性

由于开展Moodle教学研究的普适性不足，并不是每一个研究成员都能够按照研究团队的要求制作课程和开展实验教学，使实验班范围还不够宽，实验对象的多样性不足，有待研究成果进一步验证和完善推广的时候，增加农村学校实验、城乡结合部学校实验班进行二次实验验证。

参考文献

[1] 汪基德，张莉.Moodle国内研究新进展[J].远程教育杂志，2009（5）：15-18.

[2] 曾祥潘.Moodle系统在小学信息技术课堂的应用实践[Z].广州教学研究，2009（454）：38-41.

[3] 谢幼如，柯清超.网络课程的开发与应用[M].北京：电子工业出版社，2005.

[4] 龙丽嫦. Moodle及其网络课程本土研究综述[J].中国现代教育装备，2013（6）：67-69.

篇(3)

关键词：地理信息系统；遥感数字图像处理；教学改革

作者简介：刘春国（1973-），男，河南上蔡人，河南理工大学测绘与国土信息工程学院，讲师；卢晓峰（1981-），女，河南洛阳人，河南理工大学测绘与国土信息工程学院，讲师。（河南焦作454000）

基金项目：本文系河南理工大学教育教学改革研究项目（项目编号：2008JG035）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0081-02

当前，遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显，但我国遥感应用水平还不高，根本原因是基础研究薄弱，缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才，满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求，是高等教育的责任所在。

1998年教育部新增地理信息系统本科专业后，我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索，逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程（遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用）成为GIS专业课程体系中的重要模块，说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息，可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数，在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学（以下简称“我校”）GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量，笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。

一、革新遥感课程体系，突出“遥感数字图像处理”课程地位

随着遥感技术及其应用的迅速发展，很多专业开设了“遥感原理与应用”课程，内容分为三大模块：遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业，对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够，对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足，与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应，与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应，与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要，不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。

我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验，革新了遥感课程体系，设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程，规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识，重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理，从可见光-近红外、热红外、微波（主动方式和被动方式）波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展，适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合，数字图像处理方法众多，新理论、新方法不断推出，课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法，对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍，如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合，选择不同遥感应用领域的典型案例介绍，培养学生遥感专题分析技能，深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能，巩固和深化理论课程教学内容，提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。

我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课，提升课程地位，加大课程学时，强化实践技能训练，对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力，比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。

二、培育遥感系列课程教学群体，分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量

GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合，交叉性强，研究方法不断补充和更新，课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量，必须打破教师个人单兵作战的惯常做法，加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设，整合优化课程体系，充实更新教学内容，保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流，协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布，课程内容更加先进，课程结构更加协调，教学方法更加有效，教学手段更加丰富，实践教学得以充实，教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。

三、汇聚国内外优秀教材成果，整合优化教学内容体系

教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式，决定了高等学校人才培养的规格，在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书，是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设，收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参，注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参，参考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遥感数字图像处理著作，认真研讨不同教材特点及其开课对象，针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点，根据教学对象和课程学时，按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求，制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分：图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾，如遥感成像过程、机理与数据特征，以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位；避免与先开课程内容重复，为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样，课程重点介绍常用算法，使学生能掌握数字图像处理原理，夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理，教导学生注重算法但不应局限于具体算法，培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。

四、重视实践教学，多手段丰富实践教学内容

实践教学是创新人才培养中的重要环节，对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力，有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节，从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径，丰富了实践教学体系。

从课程设置体系上，“遥感数字图像处理”单独设课，紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验（见表1），增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课，结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识，设置综合设计型实验6个模块，培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。

积极利用各种平台，提供实践课题，培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力，促进实验室开放，设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下，设计了一些探索研究型实验课题，鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计（论文）也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度，遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题，供学生参与大学生科研训练，并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题，引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题，检验了专业知识，培养了探索精神、创造思维和合作能力。

五、结束语

本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效，有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目，每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程，需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。

参考文献：

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21世纪高等院校面临的一个重大的任务就是培养创新型人才，如何使目前高等院校的实验教学示范中心适应这一任务是一个重要的研究课题［1－2］。物理实验教学是理工科院校本科生的重要基础课程，是学生进入高校最早的必修课程之一。课程内容丰富、课程时间长，而且涉及所有理工科专业学生。所以如何培养学生科学实验素质、提高学生实验创新能力、满足不同层次、不同专业学生对物理实验课程内容的需求，是目前国内高校物理实验教学中心研究的主要课题［3－6］。在近几年的物理实验教学中我们提出并实践了“层次—递进—素质互联一体化的教学新模式”。新模式教学实施过程中包括了各种教学元素，例如课程体系、内容、教学方法、教材等。我们在实施过程中优化了多种教学元素［7］，例如：教学模式结构一体化课程体系层次化实验知识递进化教学手段、方法多样化融入教材注重实验效率激发学生兴趣和拓展研究个性学生创新团队产生。实践表明，该模式是一种行之有效的物理实验教学新模式，取得了成效显著的多项标志性成果。1层次与递进互联教学新模式与实验中心建设有机结合所谓“层次、递进”，是指将课程体系内容的展开为“层次化”，使课程内容与教学方法的实施，按由浅入深、从基础到研究的秩序进行，使课程的实施逐步“递进化”。分层次、递进式教学模式突出了学生的主体地位，转变了教与学的关系。其特点与作用表现在：教学新模式转变了学生学习方式；加强学生自主性学习能力培养体现了课程教学对人才培养的新模式，重点突出学生科学素质的培养。针对本科生自主性学习和研究性学习的特点，我们将分层次、递进式教学模式与物理实验必修、选修课的教学有机结合，采用3个实验教学层次并依次展开［8］：基础性实验（大学物理实验课程，全校本科生必修）提高性实验（近代物理实验课程应用物理类、光信息类本科生必修）研究性与创新性实验（物理实验新技术进展与专题实验，全校本科生选修，重点培养优秀生）。

1．1基础性实验课程特点：①以基本实验方法、基本实验技能、基本实验思想训练为主的、基本物理量测量的普及性实验；②以逐步培养学生自主性学习为主题的开放性基础实验（包括预备性实验、网上实验及多媒体课件实验等）；③内容丰富（力学、热学、电学、光学等）适应不同专业学生需求。基础性实验教学的要求：（1）对学生要求：①独立完成实验全过程，每个实验结果数据经教师签字认可，实验结果数据处理正确，能够撰写符合规范要求的实验报告；②通过基础性实验训练，基本掌握物理实验中常用的实验方法，例如比较法、放大法、转换法及传感器法、干涉法，补偿法等；③在基本实验训练中能够进行常用物理量的一般测量，如电阻、电压、电流、磁感应强度、长度及微小长度，温度（含热电偶测温）、折射率、液体浓度、光强度等物理测量；④了解常用实验仪器性能，并学会使用方法及操作技能，如测长仪器、电桥、测温仪器、计时仪器、分光计、共振仪、He－Ne激光器、半导体激光器、固体激光器、干涉仪。（2）对教师的要求：授课讲稿必须说明每个实验的目的、要求和实施细则、授课时间、拓展思维性的实验主题或能够启发学生既动手、又动脑的实验问题；注重学生实验过程中的实验灵感的培养，激发学生实验兴趣；对学生的实验结果进行讲评，批改全部实验报告，并指出实验报告中的问题和不足。（3）对实验人员要求：学生实验情况及时反馈，征求每位学生对实验仪器使用情况意见，每位学生实验完成后，按实验桌号（仪器号）填写实验仪器使用情况记录本，包括实验仪器使用的满意度（仪器完好率、性能、稳定性等）提出意见或建议，保证课堂教学仪器完好率达到100％。

1．2提高性实验课程特点：①在同一个实验中综合应用多种实验方法和技术的“综合性实验”；②由学生按课题的设计要求自行设计实验方案并独立完成全过程的“设计性实验”（完成方式：课内与课外相结合）。在实验类型与实验内容的安排上，将综合性实验与新技术实验有机结合（在实验训练中观摩现代技术测量仪器）。原则上每个实验大类配置1～2台反映现代技术水平和物理实验原理、方法紧密结合的实验仪器，例如在长度或微小量测量的物理实验中，配置了激光测距仪、电子水准仪等；在物理光学类实验中配置了光栅光谱仪、椭圆偏振测厚仪等；在电磁学物理实验中配置了B－H特性测试仪、磁光或电光效应实验仪等。通过综合性实验的训练与观摩现代技术实验仪相结合，有利于学生在实验过程中了解现代物理实验技术的发展及应用，有利于拓宽学生实验技术应用的知识面，引领学生站在新技术实验领域的高度去审视实验技术发展的过程，激发学生对实验的兴趣，培养学生的实验研究能力。

1．3研究与创新性实验研究与创新性实验的目的是在提高性实验基础上，通过对学生的科研基础训练，进一步提高其科学研究素质，锤炼其创新能力。训练的形式与内容主要有下述两类：①组织若干个围绕基础物理实验的研究课题，学生以个体或团队形式参与，采用科研方式，创新性地完成所研究实验项目；②结合教师科研项目，进行科研基础训练，在教师引导下，以学生个体或团队形式完成的研究与创新性实验项目。研究与创新性实验的步骤：创新性实验要求学生在教师指导下或自行提出某个实验原理、实验方法、实验条件、测量结果的数据处理方法等有创新的设想或一些新的构思，以书面形式提出初步方案送交创意性实验室或网上申请、登记，并约定实验时间。研究与创新性实验书面申请要求：①创新性实验题目。②要完成构思或设想的条件，是否要教师指导或自行完成。③重点要解决的问题，突出新构思或创新点。研究与创新性实验内容提示：①实验原理、方法及理论方面的创意性。②对提高或改进实验技能训练等方面的创意性。③基础实验原理、方法与小科技作品相结合的新思路、新方法。研究与创新性实验结果总结报告：①创新性实验技术报告（原理、方法、结果）。②创新性实验结果成败原因，提出下一步打算或设想。研究与创新性实验是激发学生创新意识、培养学生科研能力的重要途径，有利于学生在接受科研工作能力基本训练的同时，养成严肃认真、实事求是的科学作风，从而为培养高素质并具有创新精神的人才提供初步平台。

2教学新模式促进了实验教学手段、方法多样化

在“层次—递进—素质互联一体化的教学新模式”实施过程中，以6个结合为核心，培养学生科学实验素质，提高学生实验创新能力。（1）基础实验与网络技术、多媒体技术相结合。示范中心网站和国家精品课程网站上开辟了一个开放的、资源丰富的网络教学平台，丰富了课程资源，拓宽了教学的时间和空间，目前网上实验有68个。每个实验室都为多媒体实验室，所有实验都用PPT方式向学生进行实验前教学，内容丰富，效率高。此种结合方便学生实验过程中能察看课件内容去解决实验中遇到的问题。（2）基础实验与新技术、新方法相结合。原则上每个实验配置1～2台反映现代技术水平和物理实验原理、方法紧密结合的实验仪器。通过基础实验、综合实验的训练与现代技术实验的观摩和测试，有利于学生在基本训练实验过程中了解现代技术发展与应用，拓宽了实验技术知识面，引领学生站在新技术实验领域高度来审视实验技术发展的过程，激发了学生对实验的兴趣。（3）课堂教学中自主性学习与研究性学习有机结合。该结合促进学生在实验中逐步学会解决问题的能力。比如：通过热电偶测量温差实验，引导学生查阅资料，了解其他测温方法；在示波器基本实验中，出现了仪器故障或理论与实验不符合，通过启发和引导，鼓励学生自主排除故障或解决为什么理论与实验不符现象；对薄膜厚度测量的方法，在基本实验中学生掌握了劈尖干涉法，通过提高性实验又掌握了白光干涉法，通过研究性实验又掌握了椭圆偏振法，采用“递进式”学习法，有利于激发学生的求知热情，提高了学生的科学实验素质。（4）课堂教学与开放实验室相结合。物理实验中心所有仪器设备面向本科生开放，利用江苏省实验教学示范中心网站所有仪器设备名称、用途和图片等，有些仪器设备的介绍用展板挂在实验走廊，展板的内容为实验原理、用途、仪器主要性能及测试参数等。所有开设的物理实验必修和选修课程所涉及到的近百个实验向本科生开放，利用国家级精品课程网站，开辟了一个开放的、信息资源丰富的网络教学环境，丰富了课程资源，拓宽了教学的时间和空间。教师科研和学术思想面向本科生开放，在硬件（科研成果引入教学）和软件（提供一些研究性或创新实验项目，提示、建议研究的思路与方法等内容）上同步进行（5）“层次、递进”教学新模式与实验教材实时结合。实时组织编写了典型的实验教材［9］，对实验原理、方法和实验过程进行透彻剖析，向学生提供了26个设计性实验案例、18个创新实验案例、17个专题实验仪器介绍，提高学生对实验方法和实验综合运用的能力，使其逐步积累在实验工程技术中广泛应用的现代物理技术，如激光技术、传感器技术、共振技术、微弱信号检测技术、纳米材料或薄膜制备技术等，激发了学生的求知热情，提高了学生的科学实验素质和创新能力。（6）课程考核内容层次化与合理性结合。该结合有利于激发学生实验兴趣和拓展研究个性。考核层次分为三部分：基础性实验（包括误差理论与数据处理方法考试）（50分）＋提高性实验（50分）＋研究与创新性实验（20分），满分为120分。评定等级：优≥90分，良≥80分，中≥70分，及格≥60分，不及格≤59分；凡超过100分的学生可优先安排创新实验和科研基础训练项目。

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1.1高中生物实验的内容

根据实验的主要方法，可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型：观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5]．其中，观察、检测和模拟类实验比较常见；设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径；调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象，要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论，培养学生收集和分析资料信息的能力；而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案，然后通过各种途径收集相关资料，最后对搜集到的资料进行筛选归类整理，并以各种形式（如黑板报、论文、报告及辩论赛等）展示．在选修模块实验中，选修1的实验以实践活动为主要学习方式，全部为实验操作，不同实验内容的教学目标各有侧重，有的侧重基本概念或原理，有的侧重实际应用，还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度．实验类型大多数为引导式探究．在引导式探究活动中，学习资料中提出的实验结构或程序，学生自己设计并进行实验，通过参与探究过程有所体验和发现，从而达到预期的实验目标[6]．根据选修2的实验中的活动建议，主要是进行调查、讨论和探究活动．教师引导学生开展这些活动，培养学生的参与意识，使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术，能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关．选修3的实验中，除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外，其它实验都不在实验室进行，而多为口头交流、辩论等活动，由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速，教师要积极引导和组织学生查阅有关资料，练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7]．

1.2高中生物实验的特点

1.2.1实验数量多，类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准（实验）》列举的实验活动建议就有68条，当然这些实验并不要求学生全部掌握，但大多数是最基础的，学生掌握这些后，还要了解教材以外的实验，如试卷和课外书上出现的，要对大纲要求的实验有所扩展和延伸，才能够学以致用．实验数量多则相应地要求实验课时也多，据统计，实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8]．高中生物实验类型多．各种类型实验的方法不同，包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等；实验形式也不同，包括教师演示、学生分组完成及独立完成等．高中生物实验综合性强．往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点．如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程，而且还要求培养学生的实验设计能力，在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析；又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成，而且也是一个模拟实验，模拟的过程充满探究的要素，此外，实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察，这无疑也培养了学生的观察能力．1.2.2科学探究受到重视，实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习，在能力目标别提出了发展科学探究能力，并详细列举了11条与探究紧密相关的能力，这为开展探究性实验教学提供了重要指导．强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上，必修的3个模块中，具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一，而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容，另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102．由此可见，课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中．高中生物课程标准强调关注学生的生活经验，注重与现实生活的联系，在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，这样可以激发学生的学习兴趣，也可以让学生学以致用．如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息，并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等．如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等，选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等，这些实验活动贴近生活，实验材料也来源于生活．实验技术比较先进．特别是选修部分的实验，大都与生命科学新技术、新应用紧密联系．如基因工程、克隆技术及干细胞研究等．此外，还有多媒体技术的运用，如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等．

2生物科学（师范）专业实验内容及存在的不足

2.1实验内容

在高师生物科学（师范）专业课程体系中，生物类专业必修课比重大，几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程，包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验，每门实验课程的实验数均在8~12个．

2.2存在的不足

2.2.1课程内容强调专业性，缺少与高中生物新课程的联系受传统高师生物课程观的影响，实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性，突出学科专业性，而师范性不明显，验证性实验占据主导，设计性和综合性实验欠缺，缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出．生命科学的发展日新月异，高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10]，但生物科学（师范）专业的实验教学内容设置往往多年不变，不能反映生命科学学科发展的最新成果，与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符．2.2.2实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念，就是要改变轻视学生生活的现状，让学生在真实的生活中学习和体验知识．从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出，高中生物实验更加强调与生活的联系，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识．但生物科学（师范）专业的实验内容大多是对理论的验证，更强调实验的学术性，相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系，不能激发学生学习的兴趣，无法让师范生深切地体会到专业知识的价值，可能会影响到以后工作的教学质量．2.2.3实验教学缺乏体系建构生物科学作为一门独立形态的自然科学，应有其自上而下、自下而上的实验体系，但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75．每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练，各门课程自成体系，与本专业其它课程联系不紧密，对课程内容整合较少，因而造成一些实验内容重复，如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致．2.2.4实验教学模式化高师生物学实验教材编制模式化，实验设计程式化，即实验目的基本原理实验内容与材料等仪器与设备等操作步骤实验结果实验分析报告[11]76．实验过程以教师讲解、演示为主，学生履行三步曲，即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作观察实验结果完成实验报告[12]．学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低，对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新，师范生独立实验能力的培养受到限制．2.2.5研究性实验内容缺乏目前，生物科学（师范）专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验，虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能，但仍属于间接获取知识的渠道，对培养师范生的科学探究能力不利．

3有效衔接高中与大学的生物学实验教学

3.1加强高中相关实验内容的渗透，增加和生活联系比较紧密的实验内容

生物科学（师范）专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究，了解其基本内容和方法手段．在保证实验课内容达到本科水平的前提下，选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容，制定切实可行的实验计划，力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一，使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系．

3.2改进生物科学（师范）专业的生物学实验手段，使实验内容跟上科学技术的发展

在实验内容上，应该结合当前高中生物教学岗位的要求，组织各教研室有经验的任课教师对实验教学进行改革，剔除内容陈旧、技术落后的实验，增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容，跟上生命科学技术的发展．此外，在实验课程中，可以结合相关的研究课题和最新研究进展，在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍，补充同一个实验的不同技术与方法．有些新技术、新方法，即使因为条件所限不能亲手做，但也应让学生有所了解，如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法，也有较为先进的便携式光合仪测定法．

3.3整合实验内容

在制定生物科学（师范）专业的实验教学计划时，要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容，避免学科间实验的简单重复，以增加实验的多样性和丰富度，提高实验教学效率，让学生在有限的实验教学中，接触和了解更多的实验内容与方法，这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点．实际上，高中生物涉及的68个实验，均可按照生物科学（师范）专业的专业课程进行分门别类，分别归入或融入到具体的相关课程实验中去，使学生在大学实验教学过程中，基本能接触到所有的中学生物实验内容．

3.4改革实验教学体系

将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验3个不同层次的新体系[9]101．生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容，旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力，掌握生物学基本研究方法；综合训练实验则由学生实验小组（6~8人）自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文，完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题，旨在培养学生的综合能力和创新能力；研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目，在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验，旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度．

3.5鼓励师范生积极参与实验准备工作

准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一．高师院校在生物实验教学中，应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中，如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等，使学生系统地了解实验从始至终的全过程，这将提高师范生准备和组织生物实验的能力．

3.6培养学生口头表达能力，锻炼文字驾驭能力

教师应按照学生的认识规律，对实验内容加以组织、润色，并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来，以便学生理解和接受．在实验教学中，教师要引导学生从实验现象出发，能够用生物专业语言表达、组织及研究实验，还应认真对待学生的实验报告，对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正．

4结语