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科研课题实施计划范文1
[关键词]知识提取 信息可视化 可视化技术
[分类号]TB18 G203
1 引言
可视化技术利用人类强大的视觉处理能力以及计算机这一自动化系统，将知识的外在表示方式与人类的视觉潜能紧密结合，极大地丰富了知识表示的方式，为知识提取提供了重要的途径。它主要体现在知识构建过程中，即利用可视化的方式将人脑中的知识表示出来，并经评价后存入知识库当中，以丰富知识存量、便于重复利用以及知识创新。基于可视化技术的知识提取是通过一定技术平台实现的，不同的任务环境具有不同的平台设计模式。此外，完成知识提取还需要一定的促进机制，如构建知识型团队、制定激励措施、推动技术应用等。
2 知识提取与可视化
知识提取是让知识主体告诉别人他所拥有的知识以及他的观点是如何形成的。知识提取是一个系统化的过程，是由一系列技术和方法组成的，这些技术和方法通过不同形式与知识主体进行交互、沟通及协作，来提取某一领域的知识(主要是隐性知识)，形成知识库。基于可视化技术的知识提取是通过可视化技术丰富知识的表示方式，并使知识评价活动易于开展，进而完成知识的提取过程，旨在改善知识提取的效率与效果、增加知识存量以及提高知识库的质量。
国内外已经有一些学者从事了这方面的研究，也给出了一定的理论和方法。例如，在Noh等提出的隐性知识管理模型中，基于案例库，用推理的方法，通过描绘专家的认知地图来提取专家的隐性知识。其知识提取的具体过程是将专家解决问题的思维过程用图形表示出来，从中提取解决问题的方法，同时，将问题发生情境和条件等一起存入知识库，该过程被称为“有形化阶段”。当问题发生时，就可以从知识库中选择适应新情况的认知地图来解决新问题。另外，国内学者刘有源等也将可视化技术引入知识提取过程当中。他们认为，在建造智能CAD系统或设计型专家系统等基于知识的系统时，一个十分关键的问题就是充分提取领域专家的知识。由于领域专家的知识，尤其是经验性和直觉性知识通常很难提取，而这些知识又正是提高知识系统的问题求解能力所必须的，因此如果利用一组可视化对象将知识的内部表达与形式化表达联系起来，就能够帮助领域专家和知识工程师直观理解知识的表达和描述，从而提高知识提取的效率。
上述这些研究主要考虑的是可视化技术在专家系统中领域知识的提取，主要是将可视化技术与人工智能中的知识表示方法(例如，语义网络、框架表示法、Petri网、面向对象表示法等)相联系，对其他类型的知识工作者以及其它类型的知识关注不够；同时，利用的可视化技术比较单一，对各种可视化技术包括各种信息可视化和知识可视化技术的应用不够；也没有系统探讨可视化技术在知识提取中的应用，包括可视化技术如何支持知识提取，如何与其他技术及平台进行协作等问题。
3 基于可视化技术的知识提取实现框架
在充分吸收已有可视化技术在知识提取中的应用经验的基础上，结合知识提取过程本身的特点，本文给出如图1所示的基于可视化技术的知识提取实现框架。该框架将整个知识提取过程分为三个步骤：首先，将隐性知识以可视化的形式表示出来；然后，对知识的内容、结构以及可行性等方面进行评价；最后，根据评价结果形成最终的显性知识，存入知识库。其中，前两个步骤是知识构建的过程，最后一步是知识沉淀的过程。可视化技术对知识提取的支撑主要体现在知识构建上，同时也影响到知识库的构建。
图1中：①知识表示和知识评价之间是双向沟通关系，目的加强评价者和提出者之间的沟通，以避免误解，同时由于完成知识表示和知识评价常常有许多人参与，因此所有参与者之间也需要一个沟通机制作支撑；②为了让提出者更好地表示自己拥有的知识，同时让评价者能够尽快理解、掌握提出者的知识并对其做出评价，可视化平台的设计是关键所在，同时可视化技术与沟通机制之间可以相互补充，它们既可以是彼此独立的两个模块，也可以是互相嵌套的；③这里的知识库不再是狭义上的专家系统中的知识库或者规则，库，而是从整个组织的角度设计的知识库，是广义的知识库，其存储的知识形式也是多样的，可以是结构化的，也可以是半结构化的，甚至是非结构化的。
4 基于可视化技术的知识提取平台设计
4.1平台设计原则
4.1.1从任务情境出发 在不同的任务环境中，对知识提取平台的要求是有差别的。在以提取最大量的观点、想法或意见的任务情境中，例如利用头脑风暴法提取特定领域的核心概念时，知识构建倾向于利用简易的可视化技术表示知识，对知识的具体内容给予较少关注，而且对提取的知识也仅做少量评价或者表示完成后再评价；而在以提取高质量知识的任务情境中，例如在领域本体知识工程建立时，知识构建则倾向于利用丰富、规范的可视化技术表示知识，对知识的具体内容以及评价要求严格，知识的表示和评价通过一定的沟通机制不断反复进行。
4.1.2易于掌握和使用 为了保证让更多的人员能够在最短的时间内掌握平台的使用或者能够把握平台的特性，以有效完成知识的提取，平台的设计应遵循简单易用原则。
4.1.3丰富的交互功能 人机交互主要体现在局部细节与全局结构之间的切换以及各种动作选择两个方面。全局结构是指整个知识体系的映射方案，当知识体系的规模较小、能够在同一个屏幕上显示时，直接将所有局部细节按照一定顺序排列即可；而当知识体系达到一定规模，不能在同一屏幕上显示时，则需要提供相应机制。例如，概念图制作工具常常提供两种机制：一是将较大的概念图分割，并通过链接方式实现概念图之间的切换；二是提供导航地图，使用户能够迅速定位自己所浏览的位置。另外，还可以考虑多比例缩放机制、焦点+上下文机制、鱼眼视图来实现。动作选择是指为用户提供的操作功能，一方面便于表示知识；另一方面便于快速浏览、过滤和评价知识。不同的操作应采用不同机制来实现，包括按钮、面板、选项卡、滑块，鼠标操作、快捷键等。
4.1.4统一的集成平台 基于可视化技术的知识提取平台不仅需要可视化的知识构建工具，还需要一定的沟通机制，甚至需要与相应的知识库平台进行集成，以使用户不必在多个工具平台中频繁切换。
4.1.5一定的智能水平 基于可视化技术的知识提取平台处理的对象主要是知识，其智能也主要体现在
知识表示和知识评价方面。在知识的表示过程中，可以提供知识点记忆功能、高效检索功能、自动联想功能、错误提示功能、自动转换为知识库需要的格式等功能。而在知识评价方面，平台可以提供针对知识内容和结构的自动分析、统计、评价功能。例如，在本体构建工程中，可视化技术不仅可以支持本体的编辑、本体结构的直观展示，还可以支持一致性检查、本体演化等工作的完成。
4.2平台设计模式
不难发现，基于可视化技术的知识提取平台设计的重点在于可视化技术、沟通机制以及知识的结构化程度三个方面的把握。因此，本文提出了以可视化技术维、知识结构维以及沟通机制维的三维立体设计模式(见图2)。在不同的任务环境中，可以据此制定相应平台的具体设计方案。
基于可视化技术的知识提取平台设计主要从两个角度展开，即两种不同的设计策略：一是以可视化技术为主导，再考虑其他两个因素；二是以沟通机制为主导，进而选择可视化技术，再确定知识的存储策略。
以可视化技术为主导的设计策略首先关注如何利用相应的可视化技术去构建知识，在这种策略中，相应的构建功能是关键。例如，可以先使用微软的制图工具Visio，或概念图、思维导图制作工具Mindmanager、PersonalBrain等制图，然后将制作好的图形以网页的形式或者通过即时通信工具与他人在线交流，最终完成知识的评价。当然，也有一些工具本身也集成了沟通机制，例如，KeyoneStone允许多个用户协作共同编辑和制作同一幅概念图，不同用户之间可以通过其所提供的消息机制进行沟通。
以沟通机制为主导的设计策略则首先关注的是参与提取的相关人员通过什么样的方式进行沟通和交流，认为沟通机制直接决定知识提取的效果。例如，可视化Wiki编辑器――WikiMindMap，以Wiki作为沟通工具，并结合思维导图来提取知识。
4.3平台设计实例分析
基于可视化技术的知识提取与任务情境密切相关，本文下面结合Ideaquarium设计实例，来详细分析基于可视化技术的知识提取平台的设计模式和方法。
Ideaquarium是利用视觉隐喻技术及头脑风暴法提取知识的平台。图3是电信运营商利用Ideaquarium制定网络服务广告战略的情景：
制定战略的过程分为三步：①根据目前的形势界定战略的出发点并将其映射为贝壳，还可以给出战略的思考方向并将其映射为石头；②参与人员提出自己的想法并将其映射为一条想法鱼(idea fish)，根据不同的思考方向将其放在不同的位置(不同石头的上方)，这一过程中参与者之间需要进行沟通，以保证彼此能够正确理解他人的想法并给出初步评价，想法鱼的尺寸代表相应的支持度，越大表示支持者越多；③参与人员对提出的所有想法鱼分类，制定评价标准并将其映射为标准鱼(criteria fish)，然后将所有的想法鱼与标准鱼进行比较，根据达到标准的程度，按高低排列所有的想法鱼，越高表示越接近标准，而那些高出标准鱼的想法鱼即是有效的想法，通过这些想法即可制定最后的广告战略。
Ideaquarium让专家能够时刻把握提取过程的全貌，同时对别人及自己的想法有更好的认识，便于及时进行调整，提取过程中也易于激发新的思路和方法。视觉隐喻的应用使得知识提取的过程直观、形象且更易提取新的知识。
Ideaquarium能够完成大量观点的提取，但是该平台也存在以下缺陷：①对想法的内容本身及其关系揭示不够，它仅将想法的内容用一句话或一条短语表示，而且对各个想法之间的关系仅做了简单分类；②能够隐喻的想法数量十分有限，如图3中想法鱼仅有10条，想法的具体内容显示得不够清晰。
5 结语
科研课题实施计划范文2
[关键词]农林；无机及分析化学；试题库
无机及分析化学课程是我国农林院校的一门公共基础课，以西北农林科技大学(西农)为例，每年有过一半的大一新生(近3000人)要学习该课程，足见其在农林院校的重要地位。一般有如此多学生的课程都会采用统考的方式考试，因此试卷的全面性、公正性、区分度和客观性就显得非常重要。然而由于某些原因，部分农林院校仍以人工命题的方式出卷。人工命题方式有其优点，但在当前信息科技越来越发达的时代，其缺点越来越突出。首先，人工命题往往易受出题人的主观影响，存在对课程内容覆盖面不全、难度把握不好、重点不够突出、题目容易跟往年类似或重复等缺点，对学生的考查不够细致，区分度可能也不好，达不到考试目的[1]。如果情况严重，甚至可能造成教学事故。其次，人工命题容易出错，如符号错误、分值错误、数据错误等。出题人的责任心不同，试卷的质量往往差别很大，责任心强的教师出的试卷质量还比较高，但责任心较弱的老师所出的试卷质量则不能保证。再次，人工命题效率低、成本高。命题一般在教师课程未结束的时候同时进行，教师在上课之余，要花很多时间命题，往往是人付出了很多精力，却没有得到相应回报，可能也没有得优良的试卷[2]。
1试题库系统结构
我们已进入一个信息科技爆炸的时代，电脑、手机和网络已是我们日常生活、教学和工作必不可少的工具，农林院校的无机及分析化学课程也应该跟上时代步伐，建立计算机试题库系统。试题库系统的优点显而易见。首先，计算机试题库系统可有效避免人工命题的诸多缺点，如实现教考分离，更好把握课程内容的覆盖、难度分布、重点突出、不易出错等等[3]。再次，机器出卷效率高，只要设置好一些基本要求，就会很快组成试卷。另外，试题库系统还有其他方面的用途，如满足学生的日常练习，课程进行过程中，可以利用试题库系统出一些较简单的练习题，供学生加深对课程内容的理解之用。最后，考试完之后，考试情况可以反馈给试题库系统，进一步改进试题库系统，那么以后的试卷会越来越好越客观。当然电脑组卷也不是万能的，如果结合电脑组卷和人工修改，即可结合二者的优点，得到一份优秀的试卷。建立一个优秀的试题库系统，工作量巨大，需要大量细致长期的工作。总的来说，试题库系统首先应该有一套优秀的试题库软件，然后问题就在于要采集大量试题，最后就是管理与参与者的长期完善。针对无机及分析化学课程，应该包含以下几个方面。所示，应该包含四个基本子系统，即题型管理、试题管理、用户管理和组题管理子系统[4]。题型管理子系统可以设置加入不同类型题目，除传统的填空、选择、判断及计算题之外，用户可以定制自己的题型；试题管理子系统对试题进行管理、设置难度、归类等，如批量输入试题，设置修改难度系数等；通过用户管理子系统可设置不同权限的用户，用户通过网络可以登录系统，根据要求使用系统，保证多用户使用，同时保证安全；组题管理子系统可以设置不同组题方式，产生试卷。另外还有试题质量评价模块，为考完试后进行评价反馈而设置。
2试题库系统软件
试题库软件一般通过两种途径获得，即商业软件和使用者自己编写。对于非计算机专业的化学工作者来说，编写一套较好的软件有一定难度，故采用成熟商业软件比较可行。不管那种方式，试题库软件系统应包括以下方面：(1)界面友好，易于操作管理，功能齐全：试题库系统不仅管理员使用，普通老师也要用，如出一些练习题、小测验等。大多数化学老师的计算机水平有限，因此简单易用的界面能为更多人使用。界面简单易用的同时，还要保证内容丰富、功能齐全。如题型的设置，普通的选择、填空、判断、计算题必不可少，还有其他题型，如概念、证明、小论文之类。另外用户管理、组题出卷等都要包含。每个题目设置相应的难度系数，组试卷时根据难度系数的分布情况组卷，这样考试时一般都会比较符合正态分布，难度系数可由管理员修改。(2)化学语言友好：由于化学试题必不可少的出现化学语言，如无机及分析化学课中热力学部分的热化学方程式、热力学函数关系式，原子分子结构部分的分子杂化轨道显示、化学分子结构式，四大平衡对应的滴定实验示意图等。因此试题库软件应该正确显示这些化学语言，兼容CHEMDRAW等化学软件绘制结构图，而且必须是WORD软件友好的软件，以正确显示化学语言和数学公式。(3)网络题库：试题库系统不仅在考试时使用，平时也要发挥作用。无机及分析化学课本中的练习题非常有限，学生可能需要做更多些练习题以加强对知识的理解，试题库系统可以提供网络练习接口，让学生可以更灵活地获取知识。另外网络题库可以发挥其交互的优势，让学生和教师更好的交互反馈。(4)安全性：无机及分析化学课程为农林院校公共基础课，因此试题库软件的安全性一定要高，如果出现试题泄露、黑客入侵等情况，将严重影响教学工作，造成教学事故。因此，软件系统一定要提供良好的安全性。
3试题采集
试题库系统的另一大关键就是试题的数量和质量，即试题采集。大量试题需要大量人员完成，是一个大工程。有经验的老教师承担试题的核验、确定难度系数、试卷的把关等工作，其他老师可搜集试题，试题翻译，试题录入及管理等工作。系统管理可由几位老师承担，每位负责某种题型。试题采集是最为繁琐且庞大的工作，必须由多人承担，按章节划分，每1至2位老师负责一章，结合科学前沿有趣的东西，收集翻译编写题目。试题采集主要通过以下几种途径获得：(1)已有资料。西农无机及分析化学课程的命题近年都由不同老师轮流命题，教师一般都有出题经历，有一定量试题资料，因此首先将每个老师的试题资料收集、归类，就是试题库的基础试题。(2)外文课本翻译。相对于国内课本，国外教科书或参考书中一般都有大量题目，可以联系版权方，获得题目的使用权，然后进行翻译。(3)自编题目。组织教师自己命题，教师根据自己的授课经验，结合自己的专业特长和学校特点，负责某一章节试题的编写。(4)另外，试题库的题型可多样化，不局限于考试，可引导学生自己动手，查资料写小论文，将小论文的题目也可加入试题库共享。
4不断实践、反馈和改进
试题库系统是不断建设、实践及完善的长期工程，每次组卷考试后，根据考试情况进行反馈，然后对有问题的部分进行修改，如难度调整等。另外，每年都应该往系统里加入一定量的试题，淘汰陈旧试题，保持更新。经过几年的改进完善，最终会建设好一个优秀的试题库系统。
综上所述，无机及分析化学课是一门农林院校非常重要的基础课，应该充分重视其考核方式的公平性和客观性，实现教考分离，淘汰陈旧的人工命题方式，有效组织起来，建设试题库系统进行组卷考试。
作者:蒲亮 张忠 王文己 杨正亮 单丽伟 单位:西北农林科技大学
参考文献
[1]袁东华．高校试题库、试卷库建设问题的思考[J]．黑龙江教育，2013，4：77-78．
[2]陈红兵，贾俊仙，武英耀，等．创建农业院校化学网上试题库的探讨[J]．高等农业教育，2002，138(12)：50-51．
科研课题实施计划范文3
摘 要 常见气体的制取是高中化学实验重要组成部分。化学实验的知识点多而繁杂，如何掌握实验知识、养成实验技能，提高探究能力和创新能力，是需要迫切需要解决的问题。
关键词 高中化学；常见气体；实验设备
中图分类号：G633.8 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）11-0015-02
心理学家让・皮亚杰认为，学习的目的不在于增加多少知识，而是发展认知结构，将内在潜藏的发明和创造的可能性激发出来。具体到化学这一以实验为主的学科中来，学习的目的不在于重复前人所做的实验，接受前人所得到的实验结果，而是要学习实验方法，培养质疑精神、想象力和洞察力，让学生有着创造能力和发明兴趣，勇于尝试，提高整体素质。科学的实验方法、熟练的实验技能则是培养和发展实践能力和创新精神的重要途径，起到其他学习手段不可取代的作用。化学新课程理念也需要依赖化学实验课的开展才能得到贯彻和落实，因此在学习中要重视化学实验的重要性，积极改进和创新化学实验，激发学习的兴趣，体验科学探究的过程，从而强化化学探究意识，更好地培养创新能力和创新意识。
1 设计思路
常见气体的实验室制法知识是高考考查的重点、难点，中学阶段常见的气体制备有实验室制取氧气、实验室制取氢气、实验室制取二氧化碳、实验室制取氯气及实验室制取氨气。由于受学校办学条件、课时及教学进度等因素的限制，目前常见的气体实验教学采取的是教师讲、学生记的模式，很多学生缺乏实践的机会，实践能力几乎为零，这就造成教育理念与教育实践的矛盾。笔者就常见气体制备这一实验对县级市某高中学生进行访问和调查，结果显示，62%的学生表示对该实验有着浓厚的兴趣，但亲自动手做过该实验的仅占8.9%，大部分学生表示只看过演示实验。实验次数很少，成为学生缺乏学习化学兴趣的主要原因，这就需要化学教师进一步改进教学策略。
2 常见气体的制备与实验设计
常见气体的制备实验要遵循的程序为：确定化学实验问题设计化学实验方案实验实施和条件控制化学实验现象的观察与记录化学实验结果的处理。
确定实验目的 实验室中常见的气体有H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2共14种，实验的目的是掌握常见气体的实验室制法（包括试剂、仪器、原理、收集），能够灵活运用气体制备实验的规律和方法解决新问题。
设计实验方案 不同的物质进行化学反应会产生不同的反应物，如氧气的产生可以氯酸钾在二氧化锰催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气；还可以通过高锰酸钾在加热的条件下，分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；还可以利用二氧化锰将过氧化氢分解成水和氧气。因此，在熟练掌握气体生成化学方程式的基础上，根据实验条件，选择适宜的反应物，设计科学合理的实验方案。使用氯酸钾和高猛酸钾制备氧气通常使用加热法，而使用过氧化氢制备氧气则使用分解法。
实验实施和条件控制 根据反应物的状态和反应条件等因素，选择适宜的气体发生装置，根据气体的密度、在水中的溶解性等性质，选择适宜的集气方法与装置，通常的装置连接顺序为：发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置。氧气具有不溶于水的特性，一般采取排水法收集，使用加热法制备氧气所采用的实验设备是试管、酒精灯、铁架台和水槽，以先下后上和先左后右的原则来安装实验设备，试管夹夹在试管的中上部，试管口稍向下倾斜，胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，实验开始时要先检查装置的密封性，在仪器连接完之后，添加药品之前进行气密性检查。
气密性检查的方法虽多种多样，但总的原则是堵死一头，另一头通过导管插入水中，再微热（用掌心或酒精灯）容积较大的玻璃容器，若水中有气泡逸出，停止加热后导管中有一段水柱上升，则表示气密性良好，否则须重新组装与调试；如密封性好，可将药品平铺于试管底部，加热时先预热且用外焰加热。
使用高猛酸钾作为反应物时，为了防止高猛酸钾粉末进入导管，要在试管口塞一团棉花。收集氧气时，为了保证氧气的纯度，当导管口刚产生气泡时，不宜立即收集，而应待导管口有连续均匀气泡放出时再收集。
使用过氧化氢作为反应物时，所使用的化学仪器是长颈漏斗、锥形瓶、导管和水槽，化学药品为浓度为10%的过氧化氢溶液，按照先上后下、先左后右的原则组装仪器，组装好后要检查该装置的密封性，将该装置中的导气管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出长颈漏斗的下端管口；若发现长颈漏斗的颈中形成一段水柱或液面不下降，则表示该装置不漏气，再将药品放入锥形瓶中。为了防止氧气泄露，应将长颈漏斗置于液面以下。
实验现象的观察与记录 在实验之前做好实验预习工作是做好实验的前提、保障。在预习实验时，要找出实验的关键环节，并将之熟记于心。实验过程中学生要做好笔记，随时记录真实的实验现象。实验过程中要重点观察是否有颜色变化，是否有气体生成；实验结束后要比较高猛酸钾在燃烧后所产生的锰酸钾和二氧化锰与高锰酸钾有何本质的不同。当感觉氧气已充满集气瓶时，可使用带火星的木条进行验证：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
实验结束后，卸载装置时一般要遵循从右到左、自上而下、先拆主体、后拆部件的原则；采用加热法收集氧气的设备要先将导管移离水面，后停止加热，否则水将沿导管倒流回热的试管底部，炸裂试管。
结果分析 实验结束后，学生要对自己的实验进行归纳总结，分析实验结果是否与预期结果一致，当发现实验结果与预期现象一致，就思考说明了什么问题？如果发现实验结果与预期现象不一致，学生就可以分析原因，是实验操作有问题？还是有什么没有考虑到的因素？如在实验中有哪些错误操作？这些错误操作导致了怎样的后果？实验中哪些预期现象没有出现？遇到了哪些没有预期的问题？原因是什么？是怎样解决的？还可以怎样更好地解决？
如比较两种制备氧气的方法可以发现，使用过氧化氢制备氧气不需要加热，更节能，操作简单，无污染；但该装置的缺点是不能控制反应随时发生、随时停止，造成药品的浪费。为了有效地控制过氧化氢的分解速度，学生可思考如何改良实验装置，或者设计新的简易实验装置，这样通过不断的思考来使学生分析问题和解决问题的能力得到锻炼。
需要注意的是，要想较好地完成常见的气体实验室制备这一实验，需要学生掌握明确的实验目的，了解基本的实验操作，知道仪器的使用方法，懂得实验的流程。如果学生不了解这些基本知识，掌握不了这些基本的技能，就会导致学生对实验的目的、步骤和细节都不了解，从而发生在实验中不知道需要使用哪些仪器，或者某一个实验步骤完成后不知道该如何完成下一步。在了解气体制备的基本原理基础之上，学生灵活运用，冷静观察与思考，正确地分析问题，那么对气体制备及应用的综合实验题的解决就水到渠成了。
3 结语
创新能力与活动是社会发展的根本动力。随着知识经济时代与信息时代的来临与发展，创新能力成为高素质人才必须具备的一项基本素质，并逐渐演化为一种生存能力。学生要认识到创新能力的重要性，认识到具备创新能力与素质是时代的要求，关注创新能力的培养，积极参与实验，通过实际操作，不断探究、寻求到答案，从而实现主动建构知识，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
参考文献
[1]王燕.对中学化学中常见气体制备装置的探究[J].理科考试研究，2012（22）：85-86.
[2]杨长风.常见气体的实验室制备方法[J].中学生数理化：高二版，2012（12）：40-42.
科研课题实施计划范文4
【关键词】化学课堂教学；问题设计；原则；实践
要打造高效课堂，就要师生互动，就要启发学生思维，教师就必须认真备课，精心设计课堂提问。问题是课堂教学的重要载体。因此，如何合理科学地设计课堂问题成为关注的焦点。下面结合教学实践，来谈谈我对问题设计的几点看法。
1 化学新课程问题的来源
学生在化学学习中，会产生许许多多的化学问题。虽然从总体上说，学生产生的化学问题都是学生在认识新事物时与他们原有的认知所发生的冲突，但化学问题的来源是不同的。
1.1 来自生产生活实际的化学问题
化学科学与生产生活以及科技的发展有着密切联系， 对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。高中学生会接触到很多与化学有关的生活问题，教师在教学中要注意联系实际，帮助学生拓宽视野，开阔思路，综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题。化学科学应用的广泛性决定了人类生活和科学技术是学生产生化学问题的重要源泉。
1.2 来自化学史中科学方法产生的化学问题
教师结合教科书分析、挖掘知识中蕴含的科学方法和人文精神，既是“教师课程观”的体现，更是提高学生科学素养的必然路向，也是产生化学问题的一条重要途径。
2 新课程背景下优质化课堂教学设计理念及基本任务
新课程背景下优质化课堂教学设计要求以现代教育理论和新课程理念为导向，遵循现代教育以人为本的理念，通过优化教学系统中的诸要素，认真反思自己的课堂教学理念和教学行为，研究学生学习的规律和方法，探究先进科学的教学策略、课堂结构和教学模式，优化课堂教学活动，提升教学品质，提高教学效率和质量，使高中化学教学行为能够体现科学的学科价值取向和明确的教学目标。把课堂的主体地位和学习过程还给学生，力求在教学上培养和发展学生的自主、合作和探究的学习品质，促进学生科学素养的发展，真正体现课堂教学的价值和功用。因此，新课程背景下优质化课堂教学设计必须着力解决好四个问题：一是“为何教”、“为何学”的问题，即学习者需求的分析；二是解决“教什么”、“学什么”的问题，即学习目标的问题；三是解决“如何教”、“如何学”的问题，即教学策略问题；四是解决“教得怎样”、“学得怎样”即教学评价问题。因此，不同于通常的备课，教学设计是一种运用系统方法开发课堂教学系统，解决教学问题的过程，它综合了教学过程中的各种要素，如：教学目标、教学内容、教学对象、教学策略、教学媒体、教学评价等。
3 新课程背景下的化学优质课堂教学设计要求
教学设计是极其复杂的一个系统，要达到预期的教学目标，必须运用系统观点和方法，遵循教学过程的基本规律，对教学活动进行系统规划。新课程背景下的化学优质课堂教学设计要求化学教师运用系统科学方法，根据正确的教育思想和化学教学原理，分析教学问题，确立教学目标，针对具体的教学对象和教学内容，对化学教学的总体结构、整个程序及其具体环节所作的预期的行之有效的教学策划。首先，要有“全人”概念，教师目中有“人”，重视进行学习者的特征分析，关注学生学习需要，合理选择学习内容，关注学生的进步和发展。其次，关注教学质量。教学目标、教学策略、教学媒体等方面的确定和选择、教学情境的创设，教学活动的具体展开能体现三维目标，关注师生互动，突出知识的形成过程。最后，关注教师的问题意识和反思品质。倡导教师在教学过程中持续追问“什么内容是学生素养形成最基础的因素”、“什么样的教学是最优质的教学”、“同一教学内容的处理在众多的选择中是否有最佳路径”对新课程背景下的地域教学形成基本的准备、实施、评价策略。因此，新课程优质化教学设计应提倡以学生为中心、充分发挥学生的主体地位；提倡以问题为中心的教学，让学生主动参与、体验、探究；提倡教师的能动性和创造性，通过认真研读教材，大胆、合理、创造性使用教材，整合各种教学资源，促进教学方式转变，发展学生能力。优质化的课堂教学设计，必须经过四种思维活动：体验专家的思维活动，体验学生的思维活动，激活自身的思维活动和整合课程的思维活动。无论是确定教学目标、安排教学内容、构思教学程序、选择教学方法，还是创设问题情境，都要充分展开这四种思维活动。只有教师在目标设计、内容优化及教学组织活动的各个方面与新课程背景下先进的教育教学理念相融会，新课程才有可能得以实施。
4 通过实验进行问题设计，培养学生的观察、分析能力
化学实验离不开理性思维的引导与支持，实验、模型、图表中蕴藏着深刻的化学道理。因此，在化学实验教学中，必须坚持实验与思维同步并进的原则，这也是化学学科的特点与优势。
教学过程是以化学实验为载体展开，以问题为线索分析原理，实验观察能为思维活动提供丰富的素材，精巧的问题设计能扩大学生学习活动的心理空间，能充分激活学生的思维，而理性的思维又能为实验观察把握正确的方向。案例中的问题设计，使学生的情感、兴趣、动机都处于积极状态，有效地将观察、分析、讲解等有机地结合在一起，促使学生的化学知识转化和飞跃。更重要的是让学生体会到问题的研究方向，使实验与思维有机结合，有利于提高学生的观察、分析和归纳总结的能力。
综上所述，一个好的问题能激发学生积极思维，催化灵感的火花，提高学生的思维品质。这样的教学有助于学生问题意识的形成，增强思维的深刻性。因此，教师要善于从知识形成条件、形成过程中提出问题、巧妙设计，增加学生思维链的长度，引导学生思维向深层发展。为更好的做好新课标背景下的高效化学课堂而努力。
参考文献：
[1] 曹海娟；；“问题教学生活化”在科学教学中的探索与实践[J]；新课程研究（基础教育）；2007年11期
科研课题实施计划范文5
关键词: 传授新知识的演示实验 验证性演示实验 探究性实验
化学是一门以实验为基础的自然学科,它需要学生不仅从实验中去认知事物,而且应通过实验来培养创新精神和实践能力。我国著名无机化学家、教授、博士生导师,中科院院士戴安邦先生曾指出:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式,是化学学科素质教育的有效组成部分。化学实验以其丰富的内涵在化学教学培养学生的素质中发挥独特的功能。” 而化学的课堂教学,离不开演示实验,化学课堂演示实验,其特点是操作简便,现象明显,具有较强的直观性与示范性。通过演示实验,不仅可以使学生比较容易地接受新知识,还可以使学生了解正确使用仪器及试剂的方法和操作过程,以便在学生独立进行实验时能使用或容易学会使用这些仪器和试剂,并进行正确的实验操作。因此,演示实验是化学教学中最常用的直观手段之一,直接关系着化学教学的质量。从演示实验的目的看,可以把演示实验分成传授新知识的演示实验、验证或巩固所学知识的演示实验及探究
性演示实验三种类型。
一、传授新知识的演示实验
这是以让学生获取新知识为目的而进行的演示实验,通常是边讲边演示。从逻辑上看,这往往是一个由特殊到一般的学习过程。教师在演示时,先讲述实验原理、条件及注意事项;当学生观察到实验现象后,教师再通过启发引导学生对所观察到的现象进行分析、解释,为学生顺利地得出正确的结论奠定基础。
例如,在讲“铵离子的检验”时,采取的方法是先演示“氯化铵和硫酸铵分别与氢氧化钠溶液作用”的实验,然后总结得出检验铵离子的一般方法。为此在开始演示实验之前,要突出强调铵盐能跟碱起反应放出氨气(讲铵盐性质时学过的)。实验过程中,要引导学生观察湿润的红色石蕊试纸接近装有铵盐(氯化铵或硫酸铵)与氢氧化钠混合液的试管口时,试纸颜色的变化,能闻到什么气味,然后由学生根据实验现象或结果来回答,并由教师加以总结得出正确的结论。像这样通过演示实验来进行新知识的教学,就具有较强的真实感和说服力,使学生容易理解和记忆所获得的新知识。使用传授新知识的演示实验进行教学时,应注意以下几点:
①在演示实验时,学生并未掌握有关实验的理论知识,在没有理论的指导下,学生观察实验时往往会忽略掉最关键的内容。因此,教师要有意识地引导学生注意实验的条件、环节和实验的主要结果(亦即告诉学生观察什么、如何去观察),使学生能看懂实验,准确地观察到实验的现象和结果,并会描述实验的现象。这是这种演示实验的感性阶段。
②在演示实验结束后,教师不要急于做出结论,应通过谈话启发学生自己去做结论,以培养学生的思维能力,促进其对知识的消化理解,并加强对所学知识的巩固。例如,在前述有关铵盐检验的实验中,当学生观察到“试纸变蓝,有刺激性气味”时,应启发学生思考产生此现象的原因。这是这种演示实验的理性阶段。
③要注意把实验中所得出的特殊(或个别)的结论推广到一般(或同类的其它对象)中去,使学生类推地掌握带有规律性的知识。例如,应把从演示“氯化铵和硫酸铵中铵离子的鉴定”实验所得出的结论推广到其它铵盐的鉴定中去,总结得出“化学上检验铵盐的一般方法”,这是对这种实验的总结归纳。
④应要求学生用文字或图表把实验的结论记录下来,或结合指导学生读书把教材中的有关内容做上记号或摘录下来以巩固知识,达到新知识的教学目的和要求。
二、验证性的演示实验
这是以验证或巩固已学过的知识为目的而进行的演示实验,通常是在讲授完新知识以后进行的实验。从逻辑上看,这往往是一个由一般到特殊的学习过程。教师讲课时,先通过新旧知识的联系与对比,结合使用各种直观教具讲授新知识,待学生初步掌握了这些知识后,再进行有关的演示实验以验证和巩固所学过的知识。
例如,在讲“氯气的实验室制法”时,先结合有关气体的制取与收集的挂图,讲解实验室制取氯气的化学原理与收集方法,使学生对这部分内容先具有初步的认识,然后课堂现场演示实验室制取及收集氯气的过程。使学生通过观察教师的演示,进一步加深印象,提高当堂课的巩固率。使用这种演示实验法进行教学时,应注意以下几点:
①在演示实验前,因学生对有关内容已有初步的印象,所以教师在演示时,要引导学生运用已初步掌握的知识来观察实验的过程及现象,同时应该强调操作过程中的关键步骤及过程,即有目的、有针对性地观察。
②在演示实验过程中,要启发学生积极思考。例如在演示实验室制取氯气时,可以提出这样的问题:除了用排饱和食盐水法收集氧气外,能否用排空气法收集?怎样用简单的方法证明收集到的是氯气?
③演示实验结束后,教师要敦促学生用学过的知识来解释实验现象和结果。如在演示氯化铵溶液与指示剂作用时,当学生观察到“滴有紫色石蕊试液的氯化铵溶液变成红色,而滴有无色酚酞试液的碳酸钠溶液变成红色”后,让其解释该现象,指出该现象所证实的问题。
三、学生分组探究性实验
通过这种方式促使学生自主地观察实验现象,从中发现问题活跃思维,从而达到良好的教学效果在学生上分组实验课时,为了使学生能正确而迅速地进行实验操作和观察,避免在实验方法或使用实验仪器和试剂方面出现大错误,教师一般都要先进行部分实验的演示。例如,在完成一个实验探究课题时,教师应首先为学生能顺利地设计实验方案、正确地进行实验、准确地观察到实验现象、明确地归纳出结论而作好各方面的准备工作,如在学习钠与水的反应时,首先给出下面的问题:
实验探究:在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中。你看到什么现象?请尽可能多地列出你所观察到的实验现象?
科研课题实施计划范文6
一、零距离接触课题研究――课题，想说爱你不容易
“万事开头难”。对于做课题，2008年之前我对它一无所知，感觉它应该是教育家、学者或是研究员的事；于我，一个既没有高深的理论素养，又担任着形形的忙碌的教学与管理任务的村小普通教师，那是遥不可及的。与小课题的第一次亲密接触是在2008年，适逢徐州市首届教师个人小课题立项。当时，我连课题是什么都不清楚，做一个完整的课题方案更是无从下手。天生的倔强与不屈在我的骨子里升腾，我铆足了劲，一头“扎”进了课题研“海”里，信心百倍地开始了我的课题研究生涯。
为了制定切实可行的课题方案，我利用课余时间骑车去28里外的铜山区大许实验小学请教，对他们的指点，才开始是“丈二和尚”摸不着头脑，后来才开始有所领悟；有时，为了完成一个课例，我熬到夜里二、三点，直累得腰酸颈疼、眼布血丝。为了制定切实可行的课题方案，掌握课题研究的思路，我经常去浏览优秀博客，与专家、领导、同行反复研讨，经过一次次修改，《六年级学生语文课内拓展阅读的课例研究》终于成了首届徐州市教师个人立项课题，我深深地吐了一口气，感到前所未有的喜悦。
二、遨游书海提升研究力――任时光匆匆，我只在乎你
后来我才知道，完成课题方案仅仅是课题研究的开始，读书成长才能推进课题研究走向深入。接着我便从读书开始充实自我，提升自我，徐州十佳读书校长曹玉辉成了我学习的典范。他什么书都看，教育论著、网络小说、经典名著、儿童读物、管理理论，甚至时尚读物。他认为读书不必太拘泥，读不完一本书，至少可以开始读第一页，不必太功利，不一定本本书都让自己豁然开朗，有一点收获就好。以前我用整块的时间，到学校、办公室里去读教育名著这种“正式”的书，读了曹校长的床上、厕上、车上、沙发上、鞋柜上“五上”读书法，我才知道读书怎么方便就怎么读。从那以后，我也让阅读生活化，把读书当成生活方式的一种。床头桌边、橱柜饭桌、厕所梳妆台，甚至灶台上都放上我喜欢看的书。晒洗头发时，我翻几页《为了自由呼吸的教育》；熬稀饭时，我捧起《36天，我的美国教育之旅》、《给教师的101条建议》，静静地等待“水开米烂”；晚上，收拾完家务，我一头扎进书海，与苏霍姆林斯基、卢梭、李希贵、肖川、李镇西、张敬义……进行心灵对话；等车候人、开会学习，在随身携带的包里我也会装本爱读的书，以便见缝插针阅读。读书，开阔了我的眼界，改变了我狭隘、重复、忙碌的生活状态；让我思考问题更为深刻，让我的文化内涵和素养品质得以提升；更让我远离了浮躁与庸俗，于不知不觉中受到一种熏陶、一种陶冶。与此同时，我的课题研究也同步进行着，从阅读大量科研资料到课堂的实践与反思，到精心准备的每一次教研活动，我都在阅读中全力以赴、不断提升。经过一年的读书、做笔记、上研讨课、做研究，我的首个教师个人小课题终于顺利通过了市教科所的网上结题论证，并连续两年评为铜山区优秀读书个人。
三、脚踏实地做课题――一道路，就在自己脚下
如果说读书调动了我课题研究的内驱力，开展课题研究则把我引向了更广阔的专业成长天地。到了2009年，我已经能自己做课题研究方案，独立开展小课题研究了，研究成果多次获奖，并获得了多项荣誉。而最让我高兴的莫过于在我的带动下，整个学校的教科研工作呈现出一片大好局势，校内读书的多了，教研的氛围浓了，同事们学习的兴致高了，年轻教师写教育博客的越来越多，他们中绝大多数由课题研究的被动者转为主动者，很多教师投身于课题研究并取得了好的成绩，老师们能自觉地经常性地研讨各学科的课题研讨课，科研水平得到了更大提高。在此期间，我不间断地读书、学习、上课，听课、反思、总结，每次获得外出学习机会都倍加珍惜，听课从不迟到早退，边听边飞快地记笔记，四年里记录本写满了十几本。
四、立足课堂做课题――研究，让课堂产生效益
很多时候，科研和教学是相辅相成、相互促进的。因此，我把课堂当作教学科研的阵地，在日常教学中开展课题研究，积极探索提高课堂教学效率的最佳途径。为了上好语文课，我读张敬义老师的《探索语文教育的真谛》，读窦桂梅老师的《窦桂梅与主题教学》，读网上的名师课堂实录，读《小学语文教学研究》，在采撷教海之蜜的过程中踏上了教改之路，在一次次探索中，我为学生搭建了交流展示的平台，经常给学生推荐一些行文流畅、耳熟能详的名家大作，开展读书交流会、讲故事比赛、美文诵读比赛、猜谜语、读书征文比赛、手抄报评比、阅读知识竞赛、“我读书我快乐”演讲比赛、童谣朗诵会、成语接龙等丰富多彩的活动，让他们在展示中享受成功的欢悦，体会阅读带来的甘甜，养成阅读的好习惯。我每学期都会被镇小学中心校指派为全镇小学语文老师上语文公开研讨课，也经常受到镇中心校领导与学校同行的好评，同时执教班级的语文成绩连续获得全镇前三名的佳绩。
开展课题研究的五年里，我对读书与教学的关系有了更明晰的认识：读书是教学生命的活水，教师要想上出精彩的课，一定要多读书，只有多读书、多积淀，课堂才能有深厚的文化底蕴。读书与写作就是教师生命成长的双翼；只有读得多了，才会厚积薄发，才会让课堂教学变得智慧。五年来的课题研究，如同一把“钥匙”，打开了自我研究的大门，提高了我的专业水平；课题研究，又如同一柄“手杖”，帮助我更好地实现了自主成长。
