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科学研究的实用性范文1
【关键词】初中化学教学 微型实验 探究活动
新课改十分强调培养学生的探究能力，而化学又是以实验为基本特征的学科，借助实验是培养学生探究能力的重要途径。微型化学实验渗透了新课标的教学理念，是推进中学化学实验教学改革以及素质教育实施的重要方法，它是改变学生被动学习方式的有效方法，实验中又能培样学生的自主、合作、探究的学习能力，它又能培养学生的知识与技能、情感态度、价值观。促使学生实际操作能力和创新能力的提高。
一、微型化学实验探究活动的研究
实验是化学科学探究活动的重要形式，在化学教学中一般有常规实验和微型实验，而微型实验有着许多优点，在教学中更易于灵活运用。那么如何利用微型实验开展科学探究活动呢？下面就微型实验探究活动的实施进行加以探讨。
（一）实验探究课题的选择
探究活动离不开问题，而问题的解决是科学探究活动的实质。因此，实施实验探究活动的首要环节就是如何选择天探究课题。在初中化学教学中使用实验课题选择的来源很多。
（1）基于常规实验的改进。常规实验是微型实验探究活动课题最直接的来源。常规实验在很多方面（操作、仪器、药品、安全等）都存在着局限性，教学中教师要善于发现这些不足，基于微型实验的理念，积极的进行改进，使其更利于学生进行探究活动。
（2）从学生生活实际出发设计课题。从生活中的来的探究课题更能吸引学生的兴趣，激发学生的探究欲望。化学是一门生活有着密切联系的学科，积极挖掘生活素材，设计实验探究课题能使学生更加了解化学，而且也体现了新课程改革的所倡导的教学理念。因此，我们要善于从学生已有的生活经验出发，设计符合学生发展的实验探究课题。
（3）贯穿在学生学习过程中。学习过程是一个多变的过程，在这个过程中有着学生会面临着许多的问题和意外，新旧知识的碰撞必然会产生很多疑惑，这些都是问题的来源。因此，教师要关注学生的学习过程，在疑问处设计探究问题，如对实验现象、实验原理、实验步骤、实验装置、实验过程、实验结果等产生疑惑的时候，设置易于操作的微型实验探究活动，让学生可以通过实验答疑解惑。
（二）微型实验探究活动的实施原则
（1）科学性原则。微型实验然就活动的首要原则就是科学性原则。其主要有以下几个方面：探究的问题必须符合客观事实，探究的问题背后必须隐含这科学知识、理论和规律；探究活动的目标必须要立足于学生化学科学素养的培养上；探究活动中所使用的实验原理、方法、手段，仪器的选择、操作等必须科学；探究活动的设计要渗透科学思想，促使学生科学意识的、观念、品质的形成。
（2）主体性原则。新课程强调在学习中要充分体现学生的主体地位，培养学生自主学习的能力。在微型实验探究活动中的主体性主要体现在：探究活动课题的选择要从学生已有知识和经验出发，要符合学生的心理特点和认知水平；探究活动的选题要给学生制定一定的障碍，引发学生的认知冲突，让学生通过一定的探究才能获得；探究活动中要能使学生通过深层次的挖掘获得知识和规律；探究活动的内容要与当前教学密切联系，以免脱离实际教学；探究活动的设计要能激发学生的探究兴趣，促使学生主动参与到活动中，并给予学生足够的时间和空间，让学生自主、合作探究，力求每个学生都能获得发展。
（3）简约性原则。微型实验探究活动旨利于较少的仪器、装置、试剂进行化学实验，让学生在较短的时间内有效的运用身边的物品进行实验，通过实验探究获得化学知识，这也是当今教化学实验教学改革的新的理念。
（4）可行性原则。利于微型实验开展科学探究活动必须建立在学生最近发展区内，进行实验的物品和实间是被允许的范围内，使用的仪器也要是安全的，并对实验后的处理做到合理妥当。
（5）开放性原则。开放的探究活动是进行科学探究的重要原则，探究活动的目标要能随着学生的发展而变化，随着学生的生活而变化，这样才能激发学生的探究兴趣。
二、利于微型实验开展探究活动的实施途径
（一）课堂教学中穿插微型探究实验
课堂教学是学生获得知识的主要来源，而演示实验又一直是化学课堂教学的主要教学方法，但是学生对演示实验现象的可见度较差，只有前几排的学生能观察较清楚外，后面的学生几乎就是留下个影子，这对学生的学习产生了很大的局限性，长期借助演示实验来讲解，不利于学生实际动手能力的培养，也不利于学生科学方法的训练，这样形式单一的课堂长期下去不利于调动学生学习的主动性。因此，利于微型探究实验给化学课堂教学提供了新的活力。微型实验有助于良好教学情境的创设，通过问题集中学生的注意力，让学生带着问题有目的的进行实验，通过合作探究获得对知识更深刻的认识。
（二）家庭微型实验探究活动
学习之外就是生活，在家庭生活中进行微型实验天探究活动是学生学习化学的一个重要组成部分，家庭实验给学生提供了更多的机会，让学生有更多的时间和空间去探究，这不仅能调动学生的学习的积极性，又能激励学生不断的进行科学探索，使学生热爱科学探究活动，促使学生在探究活动中加深对化学知识的理解和掌握。家庭微型实验探究活动具有更好的开放性、自主性，学生进行探究活动的自由度更大，而且生活为学生提供了更多的实验素材，让学生在探究活动中获得多方面能力的发展，使学生的科学素养得以更好的提高。
综上所述，在初中化学教学中利于微型实验开展科学探究活动是化学实验改革的需要，也是促进学生发展的需要，作为化学教师要不断的研究，切实提高化学微型实验实施的有效性。
参考文献：
[1]徐宁.初中微型化学实验的研究与实践[J].内蒙古民族大学学报，2009，（04）.
科学研究的实用性范文2
关键词：翻转课堂；实验研究；应用型本科；微视频
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097（2015）05-0091-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.014
引言
应用型本科教育以培养具有较扎实的理论基础、较强的分析问题和解决实际问题能力的应用型人才为目标。实践教学环节有助于培养学生的动手能力和应用能力，在应用型本科高校中占有突出的地位。实验教学是实践教学环节的必要组成部分，提高其教学质量对实现人才培养目标具有重要意义。
长期以来，应用型本科高校的实验教学普遍采用“教师演示，学生重现”的模式，教师常常忙于指导学生的实验操作，较少引导学生探究。学生则过多关注实验结果的正误，较少反思实验方法和结果。由此，学生分析问题和解决问题的能力还有待提高，实验教学对理论教学的促进作用也较为有限。因此，迫切需要研究新的实验教学方法，全面改善教学效果。
从2011年开始，翻转课堂教学模式逐渐在美国流行，并传播到世界各地。它倡导学生在课外通过观看教学微视频自学课程内容，师生在课间参加教学活动和交流互动，学生消化吸收知识。翻转课堂将教师从传统教学方式的讲授任务中解放出来，使他们能集中精力开展教学研究，提高教学效果。同时，学生成为教学过程的主体，教学获得良性发展。翻转课堂为应用型本科实验教学改革提供了新思路。
华中师范大学杨九民等将以微视频资源学习为核心的翻转课堂运用到“现代教育技术”实验课程中，取得了良好效果，但还需具体设计课内实验阶段的交流互动活动，以进一步提高实验教学质量。
一 翻转课堂及实验教学方法
1 翻转课堂的发展和内涵
早在2000年，美国迈安密大学的三位教授Lage，Platt和Treglia在经济学导论课程的教学中，提出了翻转课堂教学方式，即将传统教学模式中课内传授知识的工作转移到课外完成，而将原来课外练习的工作转移到课内完成。教学实践表明这种方式有利于学生成为学习的主体，从而获得个性化的教育。教学微视频的出现则使翻转课堂应用于教学实践成为可能。2004年，SalmanKhan为侄女录制了视频帮助其补习功课，侄女反映视频便于她略过已经掌握的内容，也利于她
翻转课堂的基本思想是采用“课外传授知识，课间内化知识”的策略开展教学。在课外，学生通过微视频自学基本知识，有效实现新知识的原始积累。在课间，教师安排学生开展协作探究式活动，并当面解决学生疑问，促使他们加深对知识的理解。翻转课堂教学模式具有以下优点：
第一，采用微视频引导学生课外自学，效果优于传统教学中教师讲授的方法。首先，教学微视频其实是教师讲课场景的复制品，一旦录制长期保存，可被多人反复使用。用微视频替代讲课，避免教师重复讲解，减少工作量。其次，学生易于根据各自的学习状况和特点，自由控制微视频播放的时间、进度和次数，满足学生个性化需要，从而提升学习效果。
第二，最佳发挥教师辅导学生的作用。在传统教学中，当教师在课内为学生讲解知识点时，由于学生刚接触新知识，还来不及深入思考，此时很少需要教师解答疑问。在课后，学生做练习时，却不能及时得到老师的帮助。翻转课堂调整了教师在学习过程中出现的次序，当学生完成课外自学，取得新知识基础后，教师与学生开展课内教学活动，交流互动，教师协助学生完成知识内化。
第三，翻转课堂的核心在于课堂上的教学活动。建构主义认为，知识是学习者以自身为主体通过意义建构而获得的。意义建构是指深刻认识新知识所反映的事物性质、规律和相互关系，理解知识点的内涵和外延，也即是知识内化。学生只有实现知识内化，才能理解新知识，掌握新知识，并灵活运用它们。翻转课堂采用微视频引导学生自学的根本目的在于，为学生实现知识内化奠定必要的知识基础。同时，微视频免除了教师讲授的任务，使教师能集中精力设计和组织课堂教学活动，促进学生吸收和内化知识，提升学习效果。
2 传统实验教学方法的分析
在传统实验教学模式下，学生通常被要求课前预习实验内容。在实验课期间，教师先用15分钟左右的时间集中讲解实验原理和内容，并演示操作过程。随后，学生独立完成实验，并在课后完成实验报告。这种传统的实验教学方法有以下缺陷：
首先，实验进展缓慢，效率低。学生基于实验指导书完成预习，较难把握实验过程的每个环节，有些学生甚至不熟悉实验仪器。他们操作不够熟练，实验进展缓慢。
其次，开展相同实验的次数多，教师重复讲解工作量大。不同班级可能开设相同实验，每个班级往往需分批进行同一实验，因此实验重复次数多。有些基础课程实验重复量相当大，重复多次讲解相同实验内容的巨大工作量使教师无暇改进教学方法。
再次，教师的集中讲解效果差。学生的接受能力有差别，每次的实验人数又很多，实验老师的集中讲解通常不能保证每个学生都能清楚把握实验方法和要求。
最后，实验过程忽视学生内化知识。实验成绩通常以结果的正误来评定，学生大都只追求完成实验项目，取得正确的数据结果，很少深入思考相关问题。教师经常忙于解答学生的操作问题，较少有技术性指导。因此，师生之间缺少专业知识层面的交流和互动，不利于教学相长。
3 基于翻转课堂的应用型本科实验教学方法
本文根据翻转课堂的优点，设计新的实验教学方法，实施结构如图1所示。在课前，主要通过教学微视频引导学生自学实验原理和操作方法，减轻教师讲解负担。在课内，学生完成基本实验后，教师以思考题为导向，组织学生开展探究活动，强化其理论基础，提高他们解决问题的能力。在课后，学生整理实验报告。以下详细介绍课前和课内的主要活动。
（1）课前活动
①教师根据实验计划编写指导书。对于各实验项目，除原理、步骤以外，指导书还应详细说明要求取得哪些结果和结论，并给出与本实验相关的1-2个思考题，以便课内开展探究活动。
②教师录制讲解实验原理的视频。该视频可采用幻灯片方式加讲解语音的形式，或者板书加讲解语音的形式。同时录制现场操作过程的视频，以使学生能熟悉实验环境。每个视频控制在10分钟左右，充分利用学生注意力最集中的时段，提高学习效果。
③学生观看实验教学视频。学生自由选择观看视频的时间、地点和方式，在最佳状态下高效率学习。学生反复学习教学视频，掌握基本原理，熟悉实验仪器和操作步骤，并记录遇到的问题。
④在完成上述步骤的基础上，学生参考指导书，开展理论分析和计算，规划实验报告，完成预习。针对预习中遇到的问题以及实验思考题，学生通过网络平台相互交流，查找资料解决。
（2）课内活动
①学生完成基本实验。学生在观看教学视频完成预习的基础上，能在半小时左右的时间内完成教学视频所给出的基本实验内容，教师也能在此期间解答学生预习中的疑问。
②开展协助探究活动。该步骤包含两部分内容。第一，学生得到基本实验的结果后，通过相互交流，纠正错误。第二，学生开展探究，解决新问题。教师针对指导书上的思考题，组织学生以3人为一组开展讨论交流。各个小组分别讨论思考题，探讨结论，并在基本实验的框架上，设计和拟订实验方案，并通过实验予以实现。在整个过程中，教师指导和解答学生疑问。该步骤有助于学生深化对基本知识的认识，提高他们分析问题，解决问题的能力。
③展示和交流探究实验结果。各小组独立完成探究活动之后，教师选择2-3个小组为示范小组。各示范小组依次为全体同学介绍解决思考题的依据、实验方法，展示实验结果。针对展示的情况，其他同学对比本组实验方案与结果，讨论和补充改进方法。
④实验效果评价与反馈。经过探究活动、展示和交流后，每个学生首先自我评价自身掌握实验原理的情况，评价基本实验和探究实验采用的步骤、所得结果的情况，并列举本次实验中的优点和不足。然后，针对示范小组，每个学生对其实验方法和结果打分，指出其优点，提出改进意见。教师整理和总结评价材料，进一步改进教学方法。同时，将对示范小组的评价情况反馈给对应小组，促进他们提高实验技巧。学生自评有助于其端正学习态度，提高学习主动性。学生互评能帮助学生正确认识长处和不足，改进学习方法，最终提高其应用能力。
二 翻转课堂实验教学举例
下面以数字图像处理课程中的“图像的傅立叶变换与频域滤波”实验项目为例，具体说明本文提出的翻转课堂教学方法。数字图像处理课程是应用型本科高校电子信息工程专业的重要课程，要求学生掌握通过程序设计开展图像处理的基本方法。本实验的基本实验内容为验证二维傅里叶变换的平移性和旋转不变性，实现图像低通频域滤波，学生应掌握傅立叶变换原理和特性，熟悉图像正、反二维傅立叶变换的程序设计方法。
根据本文提出的教学方法，教师在编写实验指导书的基础上，采用录屏软件录制了讲解原理的视频，以及基本实验操作步骤和讲解的视频。此外，指导书中增加的思考题为：在图像的傅立叶变换域中，零频、低频和高频数据分别代表图像的什么信息，通过实验予以验证。
课前，学生观看教学视频，掌握了图像正、反二维傅立叶变换的基本过程及其程序设计方法，熟悉了常用的读图、傅立叶变换、显示等函数。针对思考题，学生通过查找资料和交流，对实验验证方法也有了初步的方案。
课内，学生独立编写图像处理的程序代码，完成基本实验内容，相互交流，纠正实验错误。之后，学生以3人为一小组，针对思考题，讨论设计方案，分析其可行性，并拟订技术路线。再通过程序设计实现方案，最终给出图像处理结果。
示范小组给出的设计方案主要有两种。如图2所示为其中一种方案的流程图，图2中FFT和IFFT分别表示正、反傅立叶变换。首先，将原图作傅立叶变换，得到频域数据。然后，分别设计2个低通滤波器、1个高通滤波器，其中一个低通滤波器的截止频率接近零频。接着，分别将三个滤波器与图像频域数据相乘，再将乘积作反傅里叶变换，得到滤波结果，实验结果如图3所示。根据处理结果图，很容易得出，傅立叶变换域中的零频、低频和高频数据分别代表图像的平均亮度、概貌和景物边缘信息。
如图4所示为第二种方案的流程图。它的基本流程与方案l一致，只是逐渐增加低通滤波器的截止频率，获得多个低通滤波结果。当截止频率fe很小时，处理结果与图3（b）一致。当截止频率fe分别取为10、20、30、40个像元时的处理结果如图5所示。可见，随着截止频率增加，滤波结果的图片越来越清晰。由此可以说明，零频代表图像平均亮度，低频代表图像的轮廓，高频代表图像的细节。
学生比较以上两种方案，讨论它们的相同点和不同点，就其优缺点发表意见。大部分学生认为方案l的结果更能说明问题，优于方案2。最后，学生开展自评和互评，教师整理打分材料，并将意见反馈给示范小组学生。通过本实验，学生加深了对傅立叶变换本质的认识，牢固地掌握了傅立叶变换和频域滤波的程序实现方法，提高了应用能力。
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关键词：实践教学；应用型本科；人才培养
教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》，进一步要求深化教学改革，不断完善高素质应用型人才培养体系，加快创新教育教学改革，提升学生创新实践能力；要求根据专业特色和人才培养要求，分类制定实践教学标注，增加实践教学比重，确保各类专业实践教学质量。
一、应用型本科的定位
应用本科教育属于较高层次的技术教育。它是相对于普通本科和高职专科而言的，它既不同于一般四年制的普通本科，也不同于专科层次的高职。
普通本科和应用本科是本科教育的两种类型，它们的关系应是平行发展的。应用本科是高职教育的一个层次，它同一般普通本科相比具有鲜明的技术应用性特征。在培养规格上，应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用性人才；在培养模式上，应用本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，重视学生的技术应用能力的培养。
二、实践教学在新建应用型本科高校人才培养中的作用
（一）实践教学在应用型本科教学体系中具有十分重要的地位
2005年1月教育部《关于加强高等学校本科工作提高教学质量的若干意见》、2007年1月教育部《关于深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》、2012年4教育部关于《全面提高高等教育质量的若干意见》等文件中对于实践教学的重视程度越来越高，从“要重视”到“大力加强”再到“高度重视”。从中明确了我国高等教育大众化之后重点的转移及提高教育教学质量的着力点，体现出教育部对培养应用型人才、培养学生的实践能力的高度关注。实践教学是本科教学体系和实施素质教育的重要组成部分，是理论联系实际，培养结合锻炼学生实践能力、创新能力和综合素质的重要环节。对于培养具有创新精神和实践能力的应用型人才的应用型高效而言，实践教学具有更加重要的地位。
（二）实践教学是应用型高效培养应用型人才的必然要求
落实“应用型大学”的办学定位，首先要建立应用型人才的培养体系。原教育部长周济曾说过：“知识来源于实践，能力来源于实践，素质更需要在实践中养成，各种实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重要；实践对于大学生成长至为关键。”只有通过系统的实践教学才能培养学生的实践能力、动手能力和创造能力。
三、构建完整的理论教学体系，为实践教学提供系统的理论知识
（一）构建以能力培养为核心、以应用实践为主线贯穿全程的实践教学体系
实践教学对培养创新精神与实践能力有着理论教学不可替代的特殊作用。相对于理论教学而言，实践教学更注重的是教学活动过程中对学生的养成教育，以学生的发展为根本，充分体现学生为主体，重视学生的积极参与，让学生在参与中获取知识，提高认识能力，培养创新能力。对应用创新型人才的培养，要针对学科（专业）的特点，分析职业和岗位所需的知识结构和能力结构，以此作为建构实践教学体系的基本依据和出发点，构建课内与课外、校内与校外相结合，集实验、应用实践和创新实践为一体的实践教学体系。教学过程从低年级到高年级贯穿全过程，培养学生应用意识和应用能力，提高学生综合创新实践能力。
（二）以教学内容、方法和手段改革为突破口，开展校内实践教学
强化实践场地内涵建设，建立实习实训教学新模式。根据应用型人才培养目标和理念，要打破现有教学场地和条件制约，努力为学生创造一个良好的实践环境和条件。需加强投入，强化实践场地的内涵建设，吸引企业进驻学校，与企业共同成立实体公司等校内实践基地，形成前校后企的形式，采用工学交替、项目驱动、任务导向、现场教学等教学模式，联合开展人才培养，有效连通课堂和基地，让学生在实践训练之前在理论课堂上完成认知，在完成理论学习的同时，可以随时强化实践和训练，彻底改变以往一般高校传统的讲课、实验、实习实训各成体系，互相分离的状况。这一模式让学生提前接触真实的企业生产实践环境，感受职业岗位工作，同时又让学生利用自己所学的知识解决实际问题，使学生真正实现与企业零距离结合，提高了他们的技术技能，为更加顺利的就业提供保障。
四、深化校企合作模式
（一）深化校企合作是提高大学生人才培养质量的重要举措，高等院校可以通过校企合作的方式来实现高校与市场接轨。通过学校与企业的产学研深度合作，达到校企之间的资源共享、互利共赢。在深化校企合作模式的共识下，一方面高校可以为企业的发展提供技术支持，另一方面该模式也有效完善了高校实践教学体系，促进了人才培养。高校和企业应当做到以下几点。一是高校与企业共同制定人才培养方案。高校是为企业培养人才，因此应当深入企业调研，了解企业对于所需人才的学科专业、知识结构、能力素质等方面的真实需求，以此作为制定人才培养计划时的重要参考资料。校企双方应根据企业岗位需求和学生发展需求共同制定人才培养方案，使高校的人才培养目标与企业需求保持高度一致，实现高校的专业设置真正地与企业需求相融合。这样高校才能培养出企业需要的人才，也能从根本上解决大学生就业难问题。
（二）高校与企业共同参与人才培养过程。高校与企业进行对接之后，应共同培养适应市场和岗位需求的高素质应用型人才。与企业和用人单位合作建立产学研合作体系，企业由单纯的用人单位变成联合培养单位，共同开展人才培养工作，为企业提供急需的专业人才，为地方经济发展服务。让学生从校园走出去，了解行业发展现状，掌握市场行情，进行实地训练，使学生可以在理论与实践相结合中完成对所学知识的理解和运用，能很好地促进学生的职业定位与就业机会
（三）高校与企业双向合作、资源互补，达到双赢效果。第一，聘请企业一线专家到校举办讲座和研讨，为高校的专业设置、课程建设、教育教学改革提出建设性意见；第二，聘请企业技术人员来校担任实习实训教师（导师），让学生第一时间了解行业最新发展情况；第三，与企业建立订单式培养协议，校企联合培养学生，高校根据企业需要培养学生，企业为学生提供实习和就业机会。
参考文献：
[1]张互桂，《提升大学生就业力高校人才培养的核心要义》[J].湖南社会科学，2010（3）：150-151.
[2]付大伟，《实践教学在应用型本科人才培养的作业与建设》[J].教育科学，2013（10）：28-29.
科学研究的实用性范文4
【关键词】物理学史科研方法 渗透
从物理学的发展历史来看，随着物理学研究内容的变化，物理学的研究方法也在变化着，并不断得到丰富和提高。在古代，人们主要是靠不充分的观察和简单的推理，直觉地、笼统地去把握物理现象的一般特性。随着近代自然科学的兴起，观察方法就从以自然观察为主发展为以仪器观测为主。科学实验和数学方法相结合，使精确的、定量的物理学研究有了很快的发展。整理事实材料的需要，也促进了分析、归纳和演绎等逻辑方法的发展。这一时期科学方法的发展，使物理学作为一门实验科学的特点显著地呈现出来。
物理学家们的科学研究方法很多，在教学中我们可以向学生渗透以下几种：
一、观察
物理学是一门实践性很强的学科，概念的建立和物理规律的发现往往离不开对自然现象的观察。所以培养学生学会观察、勤于观察的习惯，对物理课的学习肯定会有较大的帮助。物理学史中许多重要发明、发现同样是科学家善于观察的结果。比如意大利物理学家伽利略，1853年在比萨教堂注意到一盏悬灯的摆动受到启发，用线悬铜球模拟单摆实验，确证了微小摆动的等时性和摆长对周期的影响；德国物理学家伦琴在进行阴极射线实验时，注意到放在射线管附近氰亚铂酸钡的小屏上发出微光，从而发现了X射线（伦琴射线）。这些事例都说明观察的重要性。培养学生观察能力和观察习惯，可以起到巩固消化、加深理解的作用。
二、实验
物理学是一门以实验为本的科学，物理理论来源于实验，并且还必须经过实验的检验，可以说没有实验就没有物理学。比如富兰克林的风筝实验，在风雨交加的情况下，利用风筝将大气中的电收集到莱顿瓶中使其充电，证明了“闪电和静电的同一性”；比如光的颜色问题，从亚里士多德到迪卡尔都认为“白光是纯洁的、均匀的，是光的本质”，而色光只是光的变种，但是他们都没有像牛顿那样做过认真的实验验证，大约在1666年牛顿用棱镜进行光的色散实验，终于得出“白光是由各种折射程度不同的彩色光组成的非均匀混合体”的科学结论。
三、类比
类比是根据两个事物在某些方面的相同、相似推论它们在其他方面也可能相同相似。比如荷兰物理学家惠更斯，就是用类比的方法根据光也像声波那样能发生反射、折射，而提出光是一种波动的假说的，从而为光的波动理论奠定了基础；法国物理学家德布罗意用类比的方法根据光的波粒二象性而推论微观粒子也具有波动性，提出了物质波的概念；库仑就是从牛顿的万有引力定律中得到启发，把电荷之间的作用力类比万有引力，推论电力也像万有引力一样服从平方反比定律，从而发现了库仑定律。如果没有类比的方法，单靠实验数据的积累不知到何年何月，才能得到严格的库仑定律的表达式。类比推理是科学研究中行之有效的方法之一，在物理教学中可以启迪学生思维，寻找思维途径。当然，类比推理的结论要经过实践的检验，这里不再赘述。
四、假说
物理学中的发现往往先建立在假说的基础上，再经过理论推导或者实验验证最后证实。麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。而这种理论预见后来得到了充分的实验证实（赫兹实验）。假设推理在物理教学中经常应用的方法，如静电场中电场线，等势面是否相交，还有建立在假说基础上的一些理想实验等。
五、模型
中学物理教学中涉及到大量的建立模型的研究方法，其主要目的是忽略次要因素，抓住主要矛盾，便于发掘事物的内在规律从而使抽象的假说的理论形象化，便于思考问题。物理学史中涉及的模型是很多的。
力学中的质点、单摆、弹簧振子、光滑平面、完全弹性碰撞……
热学中的理想气体、平衡态绝热过程……
电学中的电荷、无限长导线、电力线、磁力线、纯电容和电感电路……
原子物理学中的原子“核式结构”、玻尔模型、基本粒子的各种模型……
在物理学史上，一些物理模型的提出、修正、完善和被新的模型所取代的过程，就是人类认识自然能力不断提高的过程。
物理学的思想和方法是在物理学发展过程中，在物理学家长期的科学实践中，逐步摸索、积累、形成和发展起来的，是人类智慧的结晶。它已经渗透到许多学科的研究中去，成为现代科学研究和处理问题的重要思想和方法。学生了解和掌握这些思想和方法，对于今后从事任何研究和工作，对于解决和处理各种问题，都是很有用的，是终生受益的。
【参考文献】
科学研究的实用性范文5
关键词：研究性学习 历史学本科专业 教学方式
一、研究性学习简介
研究性学习是指学生在教师的指导下，主动探究问题，“以类似于科学研究的方式去获取知识，应用知识，解决问题”Ⅲ。研究性学习可以视作一种学习方式，也可作为一种学科课程，但笔者认为，它更应该视为一种教学理念和教学方法。
作为一种教学理念，研究性学习早在数千年前就初现端倪。中国春秋时期的大教育家孔子在教学时讲究“不愤不启，不悱不发”，要求学生“举一反三”；古希腊哲学家、教育家苏格拉底强调在教育过程中教师应充当学生的“精神产婆”，二者可视为中外研究性学习最早的萌芽。至18世纪初，法国的哲学家、教育家卢梭、德国的福禄倍尔等人主张教育要顺从儿童的天性和潜能，让其主动地探索；19世纪末20世纪初美国的教育家杜威提出“生活即教育”、“做中学”等教育理念；20世纪中叶，美国的教育家布鲁纳又提出“发现学习”的教学理念，这些可视作研究性学习理念的后续发展。自20世纪90年代以来，随着知识经济和信息化社会的到来，创新性人才日显重要，与培养创新能力和创新精神高度相关的研究性学习再次成为教育改革的热点，甚至有人把研究性学习视为2l世纪时代精神的体现。
在我国，现代意义上的研究性学习的提出始于上海。1999年，上海市教科院普教所在经过数年试点实践和理论探索后，在全国率先提出了“研究性学习”的概念，阐述了研究性学习的基本思路和框架，并得到了教育部的认可。一年后，教育部在颁布的《全日制普通高级中学课程计划》(试验修订稿)中，首次将“研究性学习”增为必修课，并规定了相应的课时。随后在十个省市的普通高中开展研究性学习的试点。2001年4月，教育部又印发了《普通高中“研究性学习”指南(试行)》，对开展研究性学习进行指导和规范，并对“研究性学习”进行定义：研究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。2002年9月，教育部要求在全国范围内实行课程计划，研究性学习遂由十省市的试点转而遍行全国。
此后，全国各地的高中都开设了研究性学习的课程，相关的经验总结和理论探讨成果也日益增多，研究性学习也逐渐突破了高中的范围，也摆脱了作为一门课程的限制，发展成为适用广泛的一种教与学的方法。作为教学方法意义上的研究性学习，是一种与传统的接受性学习相对的一种教学方法。与后者相比，研究性学习具有开放性、主动性、探究性、过程性、交互性等特点。正是由于这些特点，在培养学生创新精神和实践能力、充分开发学生的潜力方面，研究性学习比传统的接受性学习具有更大的优势。在高校历史本科教学中运用研究性学习的教学方法，对于提高教学质量和效果，培养具有创新能力和创新精神的优秀史学专业人才具有重要意义。
二、历史本科教学中研究性学习的必要性与可能性
1．必要性
(1)是传统大学历史课堂教学改革的需要。当前，大学历史课堂仍以接受性学习为主要教学模式。该模式的特点是：以教师为中心，以书本知识为本位，以讲授为主要方式，教师是整个教学的主体，学生是客体。在课堂上，学生只是被动地听讲、记笔记，缺乏学习主动性和积极性，缺乏师生的互动与交流，学生的学习热情和学习兴趣难以激发。这样很难达到较好的教学效果。这种传统的教学模式亟待改变。而研究性学习的教学模式正好能够弥补传统教学模式的缺陷。
(2)是培养具有创新能力和创新精神的历史专业人才的需要。传统的历史本科教育非常注重学生对历史基本知识和基本史学理论的掌握，而对学生在史学方面的创新能力和创新精神则要求甚低。因此，若一名历史本科生具备了扎实的史学基础、能博闻强识，成为了一个小型的历史知识库，就可被视为专业优秀的学生。然而，随着信息化社会和知识经济的到来，社会对历史专业人才提出了更高的要求，仅仅成为一个小的历史知识库还不够，还需要有较强的创新能力和创新精神。在传统的教学当中，创新能力和创新精神的培养并不突出，而研究性学习的教学方式则正是以培养学生的创新能力和创新精神见长的。
(3)是提高历史学科本科毕业论文质量的需要。在现行高校教育制度之下，本科毕业论文是本科生在四年学习过程必须完成的一个任务，毕业论文的质量直接反映了学生的专业综合水平，毕业论文合格与否直接关系到学生能否顺利毕业及获取学位。然而，从近年来地方性院校历史学本科专业的毕业论文情况来看，论文质量普通较低。部分毕业生甚至对何为论文、论文写作的基本要求、基本程序都不甚清楚，对如何搜集、整理、归纳史料，如何论证，如何提炼观点等也感到陌生。造成这种状况的原因有很多，但学生平时缺乏史学研究及论文写作训练是一个重要因素。而这又涉及到课程设置和教学方式等问题。至今“史学论文写作”课程尚未列入必修课，有些高校开设，有些则未开设。即便开设了该课程，多数教师也主要以讲授为主，对学生而言仍是纸上谈兵，很少进行实战训练。研究性学习的教学方式则要求在平时的教学过程中，要以问题为中心，注重培养学生的问题意识和研究能力，并要求教师指导学生每个学期进行一两次史学研究的实战训练。这对于将来提高本科毕业论文质量无疑有较大的促进作用。
2．可能性
(1)历史专业的本科生具备进行研究性学习的能力和条件。本科生是经过高考选的相对优秀的一个群体，经过一、两年的专业学习，他们的专业知识储备和思维能力足以支持其进行研究性学习。此外，与高中阶段相比，大学本科阶段的学习相对显更为轻松、自由，学生自主的课余时间也较多，学习的自主性也更强。这为大学本科生进行研究性学习提供了良好的条件。
(2)大学历史专业教师有能力进行研究性学习的教学。与高中历史教师相比，高校历史专业教师一般具有更高的学历、更多的研究实践和经验、更强的研究能力和更高的学术水平。因此，他们在教学过程当中，完全有能力组织和指导本科生进行史学的研究性学习。
(3)大学里的丰富资源为研究性学习的教学提供了良好的条件。融教学与科研为一体的大学有着丰富的教学资源，如图书馆里上百万册的藏书、数以万计的各种期刊杂志、没有边界的互联网资源、名目繁多的各种研究团体等等。这些资源为本科
生开展研究性学习的教学活动提供了极大的便利。
三、本科历史教学中研究性学习的有效形式
笔者认为，问题教学、课堂讨论、史迹考察、学年论文、课题研究等是高校历史教学中研究性学习的几种较为有效的形式。
1．问题教学
问题教学，是指以问题为中心进行教学活动。教师在进行历史专业课的教学时，要有意识地将教学内容“问题化”，即在备课时，将教学内容归结为若干个问题。在课堂教学时，首先将这些问题展示出来，以引起学生的兴趣，并引发其思考。然后，引导学生或与学生一起共同分析、探讨、解决这些问题。在这个过程中，学生的注意力集中，参与程度高，既掌握了相关知识，也培养了问题意识和研究能力。这种形式适用于整个本科阶段，也适用于几乎每一门专业课。
2．课堂讨论
课堂讨论，是指在课堂教学过程中，由授课教师组织学生就教学内容中的某些问题进行探讨的一种教学形式。在进行课堂讨论时，教师首先要确定一个与教学内容相关的论题。该论题最好是当前的学术前沿或存在争议的问题(如一些历史人物的评价、历史事件的因果关系等)，教师需向学生强调该问题尚未解决或尚无定论。这样，论题及讨论将更具有开放性，学生在课堂讨论时也就没有顾虑，可充分发挥其创新思维和想象力。其次，教师要根据实际情况，采用适当的讨论形式(如分组讨论、自由讨论等)，有效地组织学生进行讨论。最后，教师要对课堂讨论进行总结和点评。课堂讨论也适用于整个本科阶段的每一门专业课程。不过，由于课堂讨论一般费时较长，实行的次数不宜太多，以免影响教学进度。
3．史迹考察
史迹考察，是指教师带领或组织学生对特定的历史遗迹进行考察的一种课堂之外的教学方式。研究性学习强调学生要在实践中学习知识和技能。就历史专业的本科生而言，史迹考察无疑是研究性学习的好形式。史迹其实就是活着的历史，它比写在教科书上的历史更形象、更鲜活，也更易引起学生的兴趣。史迹考察由于在野外举行，它显然要比课堂教学更加生动有趣。更为重要的是，史迹考察可以使学生将书本知识与实践相结合，一方面将之前学到的书本知识运用到考察的实践当中，同时接受实践的检验，另一方面史迹考察还可学到不少书本之外的知识，增长见识。史迹考察对于培养学生的习史兴趣、观察能力、探索能力和对史学知识的运用能力有很大的帮助。
4．学年论文
学年论文，是指学生在一个学年当中完成一次的学术论文。本科学年论文的对象是一至三年级的本科生。就历史专业而言，学年论文的工作通常由历史系统筹安排，分年级进行。学年论文的题目可由学生自选或由教师提供，一般在学年初期确定。然后系里根据教师的专业方向为每个学生确定指导教师或由学生与教师双向选择。之后，学生在指导教师的指导之下，独立地进行论文资料的收集、整理及论文的写作。到学年末，系里要分年级按专题组织学年论文研讨活动，让学生们彼此分享论文的研究成果及写作经验。系里还可以组织教师对学年论文进行评比，评选出部分优秀的论文加以奖励，从而达到鼓励的作用。学年论文由于历时较长，学生有充足的时间和精力去完成，且有指导教师的协助，因此对其质量要有较高要求。在形式上，要严格按照史学学术论文的标准进行写作，如摘要、关键词、引文、注释、参考文献、论文结构和格式等都要符合相应的规范；在内容上，务必要有创新之处(观点、研究方法、材料解读等方面的创新)。学年论文最主要的作用在于训练学生史学论文的写作，同时它对于培养学生的研究能力、写作能力、历史知识的运用能力及将来提高毕业论文的质量具有重要意义。
5．课题研究
课题研究，是指在教师的指导下，学生以个人或小组形式对某一课题进行研究。课题研究是研究性学习的一种基本方式之一。它强调的是培养学生对知识的运用能力和解决实际问题的能力。课题研究的一般操作程序是：确定课题、制订计划、实施研究、总结交流。就历史本科专业而言，学生在大学一、二年级所上课程基本上是历史专业的基础课，如《中国通史》、《世界通史》、《中国历史文选》、《史学概论》等，该阶段的学习任务也主要是打好专业基础，而不过于强调知识的运用及史学研究。所以，课题研究更适合大三、大四高年级的学生。由于历史学科的特点，课题研究的周期一般较长，所以每年实施的课题以1个为宜。另外，在确定历史课题时，要根据实际情况，选择难易适中，范围较小而具体的问题。通过历史课题研究，学生一方面运用和巩固了已有的历史知识，另一方面通过研究又能亲自获得新的历史知识，培养解决历史问题的能力。此外，学生还能够获得进行历史课题研究的亲身体验，懂得历史研究究竟是怎么一回事，为日后进行更深入的历史研究积累经验。
参考文献
[1]胡兴宏．关于学校实施研究性学习的构想．上海教育科研，2000(1)．
[2]张华，仲建维．研究性学习的历史、现状和未来，教育科学研究，2004(3)．
[3]钟启泉．现代课程论．上海：上海教育出版社，1989．107．
科学研究的实用性范文6
关键词 科学本质观 显性方法 初中生 科学课程标准 初中化学
理解科学本质的基本内涵是科学素养的核心。提高公民的科学素养是全世界各国的共识。我国在新颁布的科学（7～9）课程标准中明确提出：科学课程是建立在对科学本质认识的基础上，它应引导学生认识科学的本质。
1.概念的界定
科学本质，Nature of Science，常简写为NOS。科学本身具有复杂性，使得科学本质不是一个容易界定的概念。尽管围绕科学本质有种种的争论，但是基于初中生的认知水平，教育领域使用的“科学的本质”是指关于科学的一组“价值观、方法和活动的集合”。
显性方法是以科学史、哲以及（或者）与科学本质各种方面一致的教学来增进对科学本质的认识。显性方法强调的是学生参与科学活动，能意识到与他们参与的活动有关的科学本质方面，并能在科学本质观这一方面进行反思活动，以此促进学生科学本质观的发展。
2.研究方法
本研究从人教版初三化学中选取5个主题：空气、原子结构模型、表示元素的符号、质量守恒定律和燃烧为教学内容，通过显性的方法来发展初中学生的科学本质观。
2.1研究思路（表1）
2.2研究对象
选取深圳市普通初中（宝安中学）初三学生108人，以随机分派的方式将学生分为2个班，A班为实验组，B班为控制组。为了进一步了解他们在科学这门课程上的学业成绩的同质性，研究者在实验前先收集了研究样本初二（2009至2010学年）下学期科学期末考试成绩，并以独立样本检验其差异性（见表2），加以评估分析，以尽量减少非随机抽样所造成的误差。结果表明，2个班级无显著性差异。
2.3研究工具
本研究中所使用的工具是自编初中生科学本质观调查问卷，对该工具说明如下：（1）通过文献研究界定科学本质的内涵。（2）拟定科学本质的3个维度及涵盖的16个子项目。将拟定具体指标送给相关专家审阅修改。（3）编制2套类型、题目数量相同，内容相似的初稿。（4）进行预测，分析并修改。（5）分析信度和效度。（6）得到终稿——《初中生科学本质观调查问卷Ⅰ》（以下简称《问卷Ⅰ》）《初中生科学本质观调查问卷Ⅱ》（以下简称《问卷Ⅱ》）。《问卷工》由31个选择题组成，《问卷Ⅱ》由36个选择题组成，分为正向题目和反向题目。每个题目的选项有4个评定等级。在计分时，采用等距形式赋值，最高分为4分，正向题目分别为4、3、2、1分；负向题目分别为1、2、3、4分。
2.4研究程序
（1）2个班的学生均接受《初中生科学本质观调查问卷Ⅰ》的测试，作为前测。
（2）进行为期8周的教学实验。
（3）2个班的学生均接受《初中生科学本质观调查问卷Ⅱ》的测试，作为后测。
2.5数据分析
用SPSS17.0和Excel软件对收集的数据进行管理和统计分析。
3.研究结果
3.1前测结果及分析
笔者利用《问卷Ⅰ》对2个班级的学生进行前测，用SPSS17.0对结果进行统计，如表3。
通过独立双样本t检验，P值为0.946，可以认为在进行教学实验之前，2个班的科学本质观是没有显著差异的。
科学本质观3个维度共16个子项目，通过计算其平均值与该因素子项目最理想情况的总分（即每个项目都为4分）的比值，结果显示学生对科学本质的16个子项目的理解都不理想。比率由高到低是：科学与技术、可知性、预见性、科学与道德、多样性、科学与社会、局限性、求真性、重复性、科学家身份、相对性、实证性、创造性、建构性、累积性、公开性。
3个维度中，初中生对科学事业的本质理解最好，其次是对科学知识本质的理解，对科学方法本质的理解最不理想。
3.2后测结果及分析
3.2.1利用《问卷Ⅱ》对学生进行后测，结果比较如表4。
从表4中可以看出，对于科学本质总体的认识，实验组平均分高于控制组。通过独立双样本t检验，2组差异显著。
3.2.23个分量表结果分析
科学本质观在本文中所分的3个分量表科学知识的本质、科学方法的本质和科学事业的本质，实验组A班与控制组B班的比较如表5、6、7。
从上面3个表中可知科学知识的本质、科学方法的本质和科学事业的本质3个维度实验组的平均分都高于控制组。通过独立双样本t检验，科学知识的本质和科学方法的本质实验组与对照组差异显著，而科学事业的本质2组并无显著差别。3个维度包含的16个子项目的平均得分实验组都高于对照组，但只有在相对性与累积性2个方面具有显著差异性。
4.研究的结论与建议
4.1结论
经过8周的教学实验可以看出，科学本质观的显性教学可以在一定程度上使学生的科学本质观得到发展，其中科学知识的本质和科学方法的本质发展得较好，而科学事业的本质改善不明显。
4.2建议
出现以上的结果可能是由于教师本身科学本质观的缺陷使得提出的问题难以引起学生的思考。学生讨论中出现的闪光点无法及时捕捉，而使资源出现浪费。受传统科学本质观及其教材等因素的影响，教师在教学过程中容易流露出逻辑实证主义哲学范式的教学语言。因此，笔者从课程标准、教材及教参编写2个方面提出建议。
4.2.1对科学课程标准的建议
我国《全日制义务教育科学（7～9年级）课程标准（实验稿）》在目标标准、内容标准和实施建议中没有显性提到科学本质目标，而是将科学本质的理解作为科学探究活动伴随的结果，而不是显性的课程目标。这样导致教师在教学设计和教学过程中缺少体现科学本质观的意识。因此，（1）在课程标准中对于课程目标要进行科学本质的目标设计；（2）要在内容标准中对科学本质具体内涵进行显性说明；（3）在实施建议中要为教师提出科学本质教学话语的具体要求；（4）在课程资源的开发和利用中要尽量能罗列出每一部分教学内容中所涉及的科学史线索，以供教师按图索骥；（5）在案例中要提供呈现科学本质观的成功教学案例以供教师学习；（6）在附录中要罗列出当代科学本质观要求教师使用的科学本质教学话语。
4.2.2对《科学》教材及教师用书编写的建议
