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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】单片机课程 立体化教学模式
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）02-0059-02
一 引言
单片机技术与应用是电子科学与技术专业的一门应用性很强的课程，强调理论知识的同时，更强调实践，突出对学生分析问题、解决问题及动手能力等综合能力的培养。为了更好地服务教学并能够培养出新型人才，构建全新的、师生共同参与的单片机课程立体化教学模式显得尤为重要。
所谓立体化教学模式是指以某一课程为单元，以学生能力培养为核心，以丰富的教学资源为平台，动用所有可能的教学要素的立体化、全方位的教学体系。其强调所有教学参与者的多边互动和多种学习方式的共同发展，体现了以学习者为主的现代化教育理念，在教学资源的多样化、教学方法的现代化、知识体系的立体化等方面具有突出的特点，是学生建立创新意识、开发创新思维、培养创新能力的重要方法。
二 单片机课程立体化教学模式的构建
从教学理念、教学方法、教学资源和教学手段几个方面构建单片机课程的立体化教学模式，形成集理论教学、实验教学、网络资源等多层次、多形式的立体化教学体系。
1.构建立体化的教学理念
立体化教学模式下，教师应该改变传统的教学模式、转变教学理念，确立以学生为中心的教学意识。教师在教学过程中不能只强调教师的“教”，更要强调学生的“学”，一定要教与学并重。教和学两方面是相互依存的，教师在完成基本的讲授环节之后，应该有目的、有计划地引导学生，使其能够主动地掌握课程中的理论知识和基本的实践技能。
针对单片机课程的特点，教师可以根据学生的爱好及兴趣，组建创新性研究小组或工程设计小组等团队，引进或设计一些项目，让不同的团队完成不同的项目，从而促进学生学习的积极性和主动性，有效地完成教与学的教学过程。如在学习单片机的I/O口时，可以让学生在学习了理论知识后完成“流水灯”和“交通灯”等基础项目。
2.开发立体化的教学资源
随着现代技术的飞速发展，高等学校教学资源也正在从传统的单一的纸质教学资源向数字化、电子化和多样化的教学资源转变，从而形成了传统的纸质教学资源和现代的数字化教学资源相结合的立体化教学资源。
传统的纸质教学资源应该由教材、参考书、学习指导书以及试题库组成。现代的数字化单片机课程教学资源包括多媒体电子课件、电子图书、仿真案例库及各种网络资源等。在课堂教学中使用多媒体电子课件，不仅能够完成教学任务，而且利用动画、模拟仿真等技术可以生动、形象、直观地讲解一些枯燥难懂的知识难点和重点，提高课堂教学效果。同时也可以提供给学生，供其在课下学习中使用。作为教学中辅助资源的电子图书和仿真案例库，可以由学生按自己的需要选取学习内容。当前互联网的发展使学生能够方便快捷地使用丰富的网络资源，因此网络资源成为现代教学资源中一个不可或缺的部分。但是错综复杂、良莠不齐的网络资源使学生难以筛选，教师作为教学的指导者应该引导学生如何查找正确的网络资源，或利用现有的校园网在网络上给学生提供一些学习和研究的资料。
3.实施立体化的教学方法和手段
具有鲜明目的性的立体化教学模式，以其多样性、灵活性、阶段性和工具性等特征适合各个学科和专业，根据单片机课程自身的特点以及内容、方法、条件与教学环境的多样性，构建合理的立体化的单片机课程教学方法。优秀的教学手段能达到事半功倍的教学效果，也是培养学生创新能力的重要环节。充分利用现代信息技术对传统教学手段进行改革，实施立体化的教学方法和手段是教学发展的必然趋势。
首先，充分利用多媒体技术。教师可以根据教学内容制作多媒体教案或利用教材配套的电子教案，用于课堂上讲解课程内容的难点和重点。同时在课堂教学中利用Proteus和Keil μVision3的仿真环境，穿插讲解并演示实例，使本来很抽象的内容变得形象、生动、直观。基于多媒体技术的单片机课程教学的最大特点是突出单片机课程的多样性和生动性。学生也可以利用多媒体技术手段，进行自主学习和模拟仿真，提高学生的素质和创新能力。
其次，突出“教与学”并重的教学理念。除了在课堂上讲授课程内容和演示实例外，根据学生的编程水平和理解能力，教会他们在网络上寻找适合自己的实验内容，并学会利用Proteus和Keil μVision3的仿真环境进行仿真模拟实验，并在随后的实验课中利用实验设备进行验证。这样就会提高学生主动学习的积极性，并提高学习兴趣。因此，一套实用的单片机开发板是学生学习过程中不可或缺的设备。
最后，将学生分组，组成不同的学习团队，进行合作学习，并将团队的整体成绩作为评价标准之一，从而提高学生的团队合作能力。小组成员取长补短，相互学习，彼此指导，共同学习教师课堂中安排的学习内容，并达到预期的学习目标。以此为依据，在单片机课程的教学中可以将学生以2～6人组成一个学习小组，每个小组都有一个特定的综合项目，最终以小组的项目完成情况给予评价，并以此作为最终的成绩组成之一。在整个学习过程中，小组成员可以定期集中讨论或在网上学习博客。而教师作为指导者要经常关注团队或指导博客的使用，并对学生的学习活动进行指导。这样以学习小组的形式就将传统的教学方式及师生之间的单向交流改变为师生及生生之间的多向交流。从而激发学生学习的主动性，提高教学效率，促进学生间的人际合作关系，最终达到提高学生团队合作能力的目的。
4.树立立体化的教学目标
教学目标不仅是教学的出发点，也是教学评价的标准。在立体化的教学模式下，应该树立立体化的教学目标，要培养学生收集、分析和处理信息的能力；提高学生发现问题、解决问题的能力；促进学生合作学习的能力；培养学生的社会责任心和历史责任感。只有这样才能培养出新时代所需要的新型人才。
三 单片机课程立体化教学模式的特点
立体化的教学模式能够满足学生的多种需求，使学生不但能掌握单片机课程的基本理论知识，熟悉单片机的基本应用，而且能够整合单元知识，为从事相关的工作打下一定的基础。笔者认为，在立体化教学模式下的单片机课程教学的特点主要体现在以下三个方面。
1.互动性强
多媒体课件以其动画、模拟等技术与生动、形象、直观的特点给课堂教学增添了活力。辅助的Proteus和Keil μVision3的仿真环境，不但提高了教学的多样性和直观性，吸引了学生的注意力，也能调动他们的积极性，使其在感情上和行为上乐于参与到教学的活动中去。
2.资源丰富
立体化教学模式最大的优势是资源丰富，并且获取方式便捷。单片机课程的目的是使学生通过学习，掌握基本的单片机知识及其基本应用，以适应现代电子学科的发展形势，因此要求学生具备一定的单片机编程能力、学习能力、创新能力及团队合作能力。丰富的教学资源可以辅助教师完成这方面的教学。
3.个性化强
单片机课程的学习者大都经过了电子基础理论课的学习。在这一阶段内，学生的学习方式日渐成熟，但对学习的内容也有了更高的要求，这时要使他们明确自己的学习目标。在课程教学中，应注重培养学生主动学习的能力，让学生主动地学习，在学习中充分发挥他们的积极性和创新性，达到因人施教的目的。
参考文献
[1]赵月静、陈继荣、张永弟.单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J].实验技术与管理，2013（1）：176～179
[2]钞群英、徐水根.高校军事理论课立体化教学模式初探[J].长江师范学院学报，2009（5）：91～94
[3]唐文武、王汉青、王志勇等.立体化教学模式的构建与实践――以创新能力培养为视角[J].湖南工业大学学报（社会科学版），2011（4）：105～107
科研课题实施计划范文6
关键词：教师；课堂语言；问题；优化
从成为一名教师开始算起，我从事语文教学已达二十余年。随着语文教学实践经验的逐步积累，我深深体会到规范、优美的课堂语言对于一名教师，尤其是语文教师的重要性。下面，笔者不揣冒昧把自己的一点粗浅所得公之于众，权当做一块引玉之砖。
一、教师课堂语言的问题
略加考察，不难发现教师的课堂语言存在不少问题。就主要方面而言，主要表现为“贫”“淡”“俗”这三点。所谓“贫”，即贫嘴，指教师在课堂上闲话、废话多，常常漫无边际地乱吹牛皮，说不得体的话，说不该说的话；所谓“淡”，即教师的课堂语言平淡无味，既无内容又无特色还无生气，自顾自类似和尚念经一样地枯燥说教；所谓“俗”，指教师课堂语言低俗、媚俗，充满牢骚、挖苦、调侃、嘲弄等不文雅、不高雅的市井腔调和市井词汇。就教师课堂语言“贫”“淡”“俗”的具体表现而言，归纳起来，大致有如下几种形式：
1.戒不掉的口头禅
对于某些教师来说，口头禅简直成了他们课堂教学语言的一大“特色”，以至于招来学生的模仿，并引为笑谈。这些口头禅使用的频率极高，而教师往往并不自知。由于这些教师在表述过程中过多使用和所要表达的主题无关的词语，譬如“懂不懂”“这个这个”“那个那个”等，往往引发学生的无意注意，使学生的听讲受到干扰。口头禅多了，教学语言就显得既不干净，又不利落。纵然说者并不在意，听者却往往感到难受，实属必须去掉的垃圾语言。
2.恣意放纵的低俗话
作为教师，应当具有较高的涵养，一举一动、一言一行都要显得有文明、理性和节制。市井腔、市井词以及媚俗、低俗之话别人可以有，但教师却不应该有，尤其不应该在课堂教学语言中出现。至于讲脏话、粗话、调情的话这样的坏语言习惯更是应当完全剔除。心中要有根弦，嘴巴上要安一扇门，绝对不能想说什么就说什么，一说起来就没个完。
3.不假思索的犯忌语
古语说得好：“己所不欲，勿施于人。”教师在课堂上教育学生，评点作业，当慎重严谨，伤人心的话语绝不可不假思索地脱口而出。譬如“你怎么这么笨”“你真是笨得要死”“像你这样捣蛋的学生，不该进学校，应当进监狱”的话绝对不能在课堂教学语言中出现。也许你只是一时的无心之语，但给学生造成的伤害却可能永远也无法弥补。
4.生硬粗暴的武断语
俗话说：人上一百，形形。教师既然不是圣人，自然也有七情六欲，也有情绪失控的时候。但从职业要求的角度看，教师在课堂上面对学生时，绝不可任由自己的性子来，随着自己的情绪发。诸如“你就是个蠢货”“你一辈子都不可能有什么出息”“你要考上大学我就跟你姓”这样的话是要不得的。老话说：“恶语伤人六月寒。”教师应本着与学生为善的态度多说暖人心的话、激励人的话。
二、良好教师课堂语言的标准
在我看来，良好的教师课堂语言应当符合“真”“善”“美”的标准。
1.真
真，即教师课堂语言具备科学性。科学性指教师课堂语言要做到准确、严密和精练，这是良好教师课堂语言的最基本要求。课堂教学的一大功能就是传授知识，教师必须准确地使用概念，科学地进行判断，合乎逻辑地进行推理，向学生传播正确的知识。
2.善
善，即教师课堂语言有利于学生发展。古人说：“感人心者，莫先乎情。”达理必先通情，教师在讲课中注入了自己的情感，并通过语言表达出来，才能唤起学生的求知欲，给学生留下深刻的印象，从而收到良好效果。课堂语言切忌一个调子，因为人的大脑受到一种单调声音的刺激时，疲劳会加快，容易困倦。且声调平淡，听来如同嚼蜡，学生自然会索然无味。
3.美
美，即教师课堂语言富有美感。教师要训练自己，使自己拥有一副好嗓子。男教师的声音应浑厚稳重、深沉并带有几分磁性；女教师的声音应轻快活泼、响亮并带有几分温婉。做到这样，一开口就能吸引学生的注意力。为此，教师必须在平时就自动加强这方面的训练，去拜师学艺。另外，教师在课堂上要学会控制自己的发音。这有点像唱歌，不能光凭着嗓门大，要抑扬顿挫，富于节奏和韵律。
三、教师课堂语言的优化措施
笔者认为，教师课堂语言的优化主要应抓好以下两方面工作：
1.优化课堂语言的形式
（1）教师应向声乐教师学习请教，适当地进行发音练习。虽然每个人的嗓音条件不尽相同，但只要科学地练习发声，持之以恒，一定能使自己的音质更好，发音更清楚、响亮，更字正腔圆。
（2）教师应力争戒掉自己的口头禅。当然，口头禅的戒除非短时间内能奏效，教师要有打持久战的心理准备。教师应密切关注口头禅的出现频率及变化趋势。必要时，还可以请学生来监督和提醒自己，这样戒除起来更加容易些。
（3）教师在讲解、朗读时，声音应该富有变化，注意声音的高低，速度的快慢，音量的大小，停顿时间的长短等。像白居易在《琵琶行》中描述的琵琶声一样，有时是“大弦嘈嘈如急雨”，有时是“小弦切切如私语”；有时是“大珠小珠落玉盘”，有时是“此时无声胜有声”。教师的课堂语言也要像这美好的声音变奏一样，千变万化，跌宕多姿，魅力无穷。
（4）教师的课堂语言要富于情感。教师要学会把感情融入课堂语言之中，用带有情感的语调，把教学内容化作一股清泉流入学生心田。悲的地方，要讲得学生眼含热泪；喜的地方，要讲得学生忍俊不禁；美的地方，要讲得学生心生向往；恨的地方，要讲得学生痛心疾首。慷慨激昂之处，犹如海浪滔滔；恬静温馨之时，宛若流水潺潺。
2.优化课堂语言的内容
教师不仅要在课堂语言的外部形态上下工夫，更要在课堂语言的实际内容上下工夫。如果说形式主要是一个“怎么说”的问题，那内容则是一个“说什么”的问题。良好的课堂语言形式能给人良好的第一印象，使人更愿意听；良好的实际内容则是知识、观念、思想的交集，能对学生的发展起到实实在在的推动作用。
教师担负着向学生传播科学知识以及先进文化的重要任务。因此，什么该讲、什么不该讲，什么应详讲、什么应略讲，什么应重点讲、什么应一般讲，这些问题都必须弄清楚并积极加以贯彻。讲台是有纪律的，教师必须向学生传递正确的价值观念。譬如在莫泊桑所写的《我的叔叔于勒》一文中，教师就可以好好讲讲两位先生请两位太太吃牡蛎这一部分，尤其是其中的某些细节描写。通过深入的挖掘、详细的叙述，让学生了解菲利普的虚伪，理解资本主义制度对人性的扭曲及人们亲情的缺乏。这样一来，学生不但获得了正确的认识，还产生了相应的情感体验和感悟，教学目的自然也就达到了。
参考文献：
[1]（捷克）夸美纽斯.大教学论[M].傅任敦译.北京：人民教育出版社，1984.
