發(fā)布時間：2023-01-12 11:00:26
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的物理學(xué)習(xí)計劃樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
Abstract：Rational drug design is important component of medicine chemistry，which can guide the innovative drug research.The rational drug design can not only improve the efficiency and save the cost of drug research，but also accelerate the development of medicine chemistry.Here，some important methods of drug design，such as properties based drug design，ligand based drug design， receptor base drug design are introduced in medicine chemistry，and the corresponding samples are used to demonstrate the idea of drug design.Obviously，the innovative drug design integrated into medicine chemistry teaching not only boosts the innovation consciousness in drug research，but also is the basis for cultivation of creative student.
Keyword：Medicine Chemistry；Drug Design；Teaching Research；Teaching Reform
隨著藥物化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展，藥物設(shè)計這一學(xué)科也應(yīng)運而生。早在1919年，langmuir[1]就提出了電子等排體的概念；1925年Grimm[2]將電子等排體概念廣義化；1932年Erlenmeyer[3]將有機(jī)化學(xué)的電子等排原理和環(huán)等當(dāng)體概念用于藥物設(shè)計，首次提出了具有理論性的藥物分子結(jié)構(gòu)修飾；1964年，Hansch[4-5]提出了線性自由能模型，即Hansch方程，使得藥物設(shè)計由定性進(jìn)入定量研究階段。為在三維空間探討藥物結(jié)構(gòu)與生物活性之間量變關(guān)系，19世紀(jì)80年代前后逐漸出現(xiàn)了三維定量構(gòu)效關(guān)系研究方法。例如，1979年Crippen[6]提出“距離幾何學(xué)方法”；1980年Hopfinger[7]等人提出“分子形狀分析方法（MSA）”；1988年Cramer[8]等人提出了“比較分子場分析方法（CoMFA）”；1994年Klebe[9]在CoMFA基礎(chǔ)上又提出“比較分子相似性指數(shù)分析方法（CoMSIA）”。三維定量構(gòu)效關(guān)系的出現(xiàn)給藥物設(shè)計注入了新的活力，讓藥物設(shè)計更趨于合理，也是目前應(yīng)用最為廣泛的藥物設(shè)計方法之一。
20世紀(jì)70年代之后，隨著分子生物學(xué)的進(jìn)展與人類基因組計劃的順利完成，對酶與受體的認(rèn)識更趨深入，更多酶的性質(zhì)、反應(yīng)歷程、藥物-酶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)得以闡明，使得藥物設(shè)計更為合理。同時，計算機(jī)圖形學(xué)、分子生物學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展與交叉應(yīng)用，不僅為新藥設(shè)計帶來了更多的機(jī)遇，同時也讓藥物研究面臨更多了挑戰(zhàn)。顯然，藥物設(shè)計方法在藥物化學(xué)中的地位也越發(fā)顯得重要。目前，藥物設(shè)計開始綜合運用藥物化學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、量子化學(xué)、藥理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科的研究內(nèi)容，使得藥物設(shè)計受到藥學(xué)研究人員的廣泛重視，已成為藥物研究中的基本工具與必備手段。
藥物化學(xué)是藥學(xué)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，本身所涉及的藥學(xué)研究內(nèi)容較多，對教師的理論教學(xué)提出了較高要求。然而，藥物設(shè)計因?qū)儆诙鄬W(xué)科交叉前沿研究領(lǐng)域，涉及多個學(xué)科的研究內(nèi)容，對學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識提出更高的要求。此外，在傳統(tǒng)的藥物化學(xué)教學(xué)中并未將藥物設(shè)計的概念、研究方法、研究手段單獨提出，這就讓學(xué)生對藥物設(shè)計產(chǎn)生神秘感，增加了藥物設(shè)計的教學(xué)難度。因此，如何將藥物設(shè)計的理念、研究方法、研究手段有機(jī)融入到藥物化學(xué)的理論與實踐教學(xué)中，需要長時間深入的研究與探討。該文將介紹藥物化學(xué)理論教學(xué)中常見的幾種藥物設(shè)計方法，將藥物設(shè)計理念融入到藥物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中，為培養(yǎng)創(chuàng)新型藥學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。
1 藥物化學(xué)教學(xué)中的藥物設(shè)計方法
1.1 基于性質(zhì)的藥物設(shè)計
基于性質(zhì)的藥物設(shè)計針對藥物或先導(dǎo)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行藥物性質(zhì)設(shè)計與優(yōu)化，以改善藥物或先導(dǎo)物的吸收、分布、代謝、毒副作用為目的。在藥物化學(xué)理論教學(xué)中，藥物設(shè)計案例隨處可見，諸如軟藥設(shè)計、硬藥設(shè)計、孿藥設(shè)計、生物電子等排等，在先導(dǎo)化合物的優(yōu)化中得到廣泛應(yīng)用。藥物分子通過簡單的設(shè)計或改造，可以改善其某些物理化學(xué)性質(zhì)或不良效應(yīng)，提高藥物的選擇性、穩(wěn)定性、溶解性、作用時間、生物利用度、增強(qiáng)藥效與降低毒副作用等。例如由乙酰水楊酸與對乙酰氨基酚拼合而成貝諾酯，不僅可以解決水楊酸對胃的酸性刺激，而且因協(xié)同作用而增強(qiáng)的藥效。再如治療前列腺疾病的已烯雌酚會產(chǎn)生雌激素副作用，將其設(shè)計成已烯雌酚二磷酸酯，因前列腺腫瘤組織中磷酸酯酶含量高于正常組織，可以在癌組織中酶解出高濃度的已烯雌酚，從而增強(qiáng)了對前列腺腫瘤組織的選擇性。
1.2 基于配體的藥物設(shè)計
基于配體的藥物設(shè)計是根據(jù)現(xiàn)有藥物分子結(jié)構(gòu)，分析結(jié)構(gòu)與生物活性的之間量變關(guān)系，據(jù)此設(shè)計新的化合物以提高其的生物活性。定量構(gòu)效關(guān)系研究在基于配體的藥物設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛，可分為二維、三維定量構(gòu)效關(guān)系研究方法。定量構(gòu)效關(guān)系研究可以追溯到1868年提出的Crum-Brown[10-11]方程，該方程認(rèn)為化合物生理活性可用化學(xué)結(jié)構(gòu)的函數(shù)式表示，但是并未建立明確的數(shù)學(xué)模型。直到1964年Hansch提出線性自由能模型，使得構(gòu)效關(guān)系研究進(jìn)入定量研究階段。20世紀(jì)80年代，三維定量構(gòu)效關(guān)系研究方法的出現(xiàn)使得構(gòu)效關(guān)系研究更為直觀，也大大提高了藥物設(shè)計的效率。例如環(huán)丙沙星的發(fā)現(xiàn)就是基于系列喹諾酮類藥物的Hansch方程，方程顯示喹林羧酸的1位取代基的最佳長度是0.417 nm，因此1位取代基為環(huán)丙基（0.414 nm）比乙基（0.411 nm）的生物活性更優(yōu)，結(jié)果表明環(huán)丙沙星的抗菌效果優(yōu)于諾氟沙星。
1.3 基于受體的藥物設(shè)計
基于受體的藥物設(shè)計是指基于X射線衍射、核磁共振或同源建模等提供的受體三維結(jié)構(gòu)信息，篩選或設(shè)計能夠與其發(fā)生相互作用并能調(diào)節(jié)其功能的小分子化合物。隨著人類基因組計劃的完成，大量與疾病相關(guān)的基因被發(fā)現(xiàn)，且越來越多藥物受體的三維結(jié)構(gòu)被測定，盡管有些具有重要藥理作用藥物靶點地三維結(jié)構(gòu)還未測定，但可以通過同源模建或從頭計算方法獲得相關(guān)信息，為創(chuàng)新藥物設(shè)計奠定了基礎(chǔ)?；谑荏w的藥物設(shè)計包括如下步驟：（1）確定藥物作用的是受體分子；（2）確定受體分子的三維結(jié)構(gòu)以及結(jié)合位點；（3）基于受體與結(jié)合位點信息，設(shè)計或篩選小分子化合物，并模擬出最佳復(fù)合物的結(jié)構(gòu)模型；（4）合成模擬得到的最佳化合物，進(jìn)行活性測試；（5）重復(fù)上述過程直到滿意為止。在藥物化學(xué)的理論教學(xué)中，卡托普利是基于受體藥物設(shè)計的典型案例。對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該酶中有一個鋅離子，對受體與配體的結(jié)合具有重要作用；此外，受體分子的精氨酸殘基帶有陽離子，可與帶負(fù)電荷的基團(tuán)形成離子鍵?？ㄍ衅绽膸€基與羧基能夠很好的滿足與受體結(jié)合的要求，具有良好的酶抑制活性，因此卡托普利也是第一個上市的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑。
1.4 基于機(jī)理的藥物設(shè)計
基于機(jī)理的藥物設(shè)計是指基于疾病發(fā)生的全過程，根據(jù)藥物靶點的結(jié)構(gòu)、功能與藥物的作用方式以及產(chǎn)生生理活性的機(jī)理，通過抑制某些與疾病相關(guān)的生理、生化過程以阻斷疾病的發(fā)生，從而達(dá)到疾病治療的目的?；跈C(jī)理的藥物設(shè)計技術(shù)建立對介導(dǎo)疾病病理生理過程的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能認(rèn)識的基礎(chǔ)之上。在過去，對藥物作用機(jī)理的認(rèn)識往往滯后于藥物的發(fā)現(xiàn)，而現(xiàn)在藥物研發(fā)的重心已經(jīng)轉(zhuǎn)到了探尋分子機(jī)理并據(jù)此設(shè)計藥物上?；跈C(jī)理的藥物設(shè)計是藥物設(shè)計發(fā)展的重要方向，相比基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計更為合理。例如在精神病藥物的開發(fā)中，經(jīng)典的多巴胺受體（DA2）拮抗劑容易產(chǎn)生錐體外系副作用，而5-HT2受體與情緒、抑郁等密切相關(guān)，當(dāng)其拮抗時可使黑質(zhì)-紋狀體通路的多巴胺釋放，使多巴胺神經(jīng)節(jié)調(diào)節(jié)運動的功能恢復(fù)。基于該機(jī)理設(shè)計的利培酮可同時拮抗5-HT2和多巴胺DA2受體，具有很好的抗精神病作用而錐體外系的副作用很小。
關(guān)鍵詞 中學(xué)物理教學(xué)；現(xiàn)代信息技術(shù)；實驗
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X（2012）34-0143-02
現(xiàn)代信息技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的核心與基礎(chǔ)，它具有豐富的表現(xiàn)力，交互性強(qiáng)，共享性好。運用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助中學(xué)物理教學(xué)，不僅可以將抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化、清晰化，而且可以增加教學(xué)的容量，彌補(bǔ)實驗室的不足，將聲音、文字、圖畫、動畫、視頻等形式合理組合，以此來創(chuàng)造出生動有趣、形象逼真的情景，開闊學(xué)生的視野，提高他們認(rèn)識事物的能力。
1 現(xiàn)代信息技術(shù)輔助中學(xué)物理教學(xué)的優(yōu)點
現(xiàn)代信息技術(shù)是時代的進(jìn)步，它那強(qiáng)大的功能給人們帶來了極大的便利，同時給人們帶來了全新的感受。現(xiàn)代信息技術(shù)能突破時間和空間的限制，能擴(kuò)大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強(qiáng)化直觀效果。這些顯著特點，是任何其他媒體所沒有的。
1.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
現(xiàn)代信息技術(shù)是對傳統(tǒng)教育的重大突破與創(chuàng)新，是人們獲得教育的另一種重要方式?，F(xiàn)代信息技術(shù)的運用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中受時間、空間的限制和語言表達(dá)能力的不足，大大優(yōu)化了教學(xué)氛圍，開闊了學(xué)生的知識視野，使師生之間的信息交流環(huán)境變得豐富而生動，學(xué)生置身于這樣一個和諧的教學(xué)情境中，學(xué)習(xí)興趣被調(diào)動了起來，學(xué)習(xí)效果大大改善。
例如，筆者在講授“帶電粒子定向運動形成電流”這一問題時，就采用信息技術(shù)，使本來就看不見、摸不著的電子就很清晰地顯示出來，學(xué)生只能憑想象認(rèn)識的情況化為現(xiàn)實。電子成了生命中的個體，當(dāng)開關(guān)斷開時，金屬導(dǎo)體的電子停止運動，電路中的電燈是滅的；當(dāng)開關(guān)閉合時，金屬導(dǎo)體內(nèi)的電子馬上變成有序的運動，電路中的電燈亮了。栩栩如生的展示過程活躍在屏幕上，展現(xiàn)在學(xué)生眼前，增加了學(xué)習(xí)內(nèi)容的趣味性，從而使得學(xué)生注意力更加集中，思維更加活躍，學(xué)習(xí)更加主動，學(xué)習(xí)效果大大增強(qiáng)。
1.2 增加教學(xué)容量
中學(xué)物理課上，常常需要聯(lián)系的知識較多、內(nèi)容較廣，但課堂時間有限，過多講解和板書時間不夠，如果不講則會影響到教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性。運用信息技術(shù)可以克服這種不足?，F(xiàn)代信息技術(shù)能做到高密度的知識傳授，能擴(kuò)大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強(qiáng)化直觀效果，提高課堂教學(xué)效率。如在講解“浮力產(chǎn)生的原因”這一問題時，要涉及以前所學(xué)的“密度”“壓強(qiáng)”“力的合成”等許多知識，板書有一些困難。為了節(jié)約教學(xué)時間，筆者就應(yīng)用信息技術(shù)把相關(guān)的內(nèi)容事先制成幻燈片，隨時調(diào)用需用的知識，這樣，筆者避免了過多的講解和板書，既能突出主題，又能聯(lián)系相關(guān)知識，節(jié)省了許多時間，增加了教學(xué)的容量，取得了事半功倍的效果。
1.3 降低認(rèn)知難度
中學(xué)物理是一門比較難學(xué)的課程，既抽象又深沉。不少中學(xué)生感到物理難學(xué)，就產(chǎn)生厭學(xué)的情況。學(xué)物理要有想象能力，但初中學(xué)生接觸物理的時間不長，更想象不到完整的物理情景，從而無法準(zhǔn)確地弄清物理過程?，F(xiàn)代信息技術(shù)集文字、圖形、聲音、動畫和視頻等多種技術(shù)于一體，能夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍钷D(zhuǎn)化為形象生動的物理畫面，降低了物理知識的認(rèn)知難度，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。如日食、月食形成的情況這一問題，課本上只用了一個平面圖就表示出來，不夠具全、真實。于是，筆者用信息技術(shù)演示太陽、地球、月亮三者在天體中的運行情況，讓學(xué)生仔細(xì)觀察。通過信息技術(shù)的演示，學(xué)生明白了日食、月食形成的情況，學(xué)習(xí)效果非常好，突破了教學(xué)難點，提高了認(rèn)識水平。
1.4 優(yōu)化實驗教學(xué)
現(xiàn)代信息技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的核心與基礎(chǔ)。運用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助中學(xué)物理教學(xué)，可以彌補(bǔ)實驗室的不足。通過快錄慢放或者慢錄快放和暫停定格技術(shù)，能突破實驗的時間與空間的限制，充分展示相關(guān)物理過程或現(xiàn)象的細(xì)節(jié)，開闊了學(xué)生的視野，延伸了教學(xué)內(nèi)容。如α粒子散射實驗，這是有一定難度的。鑒于此，筆者在進(jìn)行α粒子散射實驗教學(xué)時，就運用信息技術(shù)仿真實驗室展現(xiàn)整個實驗過程，這樣，學(xué)生很容易記下α粒子散射實驗裝置、過程、現(xiàn)象，深刻理解了盧瑟福的原子核結(jié)構(gòu)理論，取得滿意的教學(xué)效果。
在中學(xué)物理實驗教學(xué)中，很多物理實驗在普通實驗室是根本就不能完成的。在這種情況下，教師就要借助信息技術(shù)的強(qiáng)大模仿力，利用動畫技術(shù)模擬無法直接用實驗演示的物理現(xiàn)象、物理過程，為學(xué)生的理解而創(chuàng)設(shè)生動形象的物理情景。
2 運用信息技術(shù)教學(xué)要遵循的原則
現(xiàn)代信息技術(shù)具有許多優(yōu)越性，創(chuàng)設(shè)的情景既能聽見，又能看見。這樣通過多種感官的刺激使學(xué)生所獲取的信息量，比單一聽教師講強(qiáng)得多，提高了學(xué)習(xí)效率。但是物理課教學(xué)要合理運用現(xiàn)代信息技術(shù)，要遵循一定的原則，不能濫用、誤用，以致影響教學(xué)，扼殺學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.1 要遵循實效原則
教學(xué)的實效性是教學(xué)的主要目標(biāo)。在中學(xué)物理課教學(xué)中，運用信息技術(shù)要收到實效，力求避免形式主義。教師要根據(jù)實際情況，運用信息技術(shù)輔助教學(xué)。信息網(wǎng)絡(luò)材料內(nèi)容要符合新課標(biāo)要求，課件制作講求精益求精，以達(dá)到最佳視聽效果為標(biāo)準(zhǔn)。在備課時教師要準(zhǔn)確把握教材，上課時要運用新課改精神發(fā)揮學(xué)生的主體性，要靈活處理教學(xué)中的突發(fā)事件，以使信息技術(shù)的優(yōu)勢在物理課教學(xué)中得到充分發(fā)揮。沒有教學(xué)實效或違背教學(xué)規(guī)律的課件一定不用。
2.2 要遵循適度原則
心理學(xué)研究表明，人的各種注意的發(fā)生和保持，均以一定的興趣為條件，而興趣對保持有意注意，提高學(xué)生主動性具有支持作用。信息技術(shù)以形象具體的圖、文、聲、像創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，很容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。然而信息技術(shù)的使用也不能過度，因為即使是感興趣的東西，如果長時間刺激，也容易使大腦皮層興奮性降低或轉(zhuǎn)入抑制狀態(tài)，造成疲勞，直接影響教學(xué)效果。因此，在教學(xué)過程中教師應(yīng)注意讓信息技術(shù)與其他教學(xué)形式交替使用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)習(xí)效率。
2.3 要遵循認(rèn)知原則
中學(xué)生活潑好動，思維敏捷，在物理教學(xué)中運用信息技術(shù)時，教師要充分考慮學(xué)生的思維特點和思維方式，否則會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。要針對不同的教學(xué)內(nèi)容，針對不同層次的學(xué)生，設(shè)計不同的課件，因材施教。在教學(xué)情境的設(shè)計中，應(yīng)該設(shè)計一些思考和討論的時間，讓學(xué)生進(jìn)行討論，深化認(rèn)識，從而訓(xùn)練學(xué)生的思維，調(diào)整原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，形成新的認(rèn)知體系，達(dá)到知識和能力的升華。
2.4 要遵循針對性原則
和傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，信息技術(shù)輔助物理實驗教學(xué)有著明顯的優(yōu)勢。但如果沒有了運用信息技術(shù)的針對性，以為信息技術(shù)用得越多課就越好，教育理念便先進(jìn)了，這樣就混淆了教育手段與教育方法的問題，是與使用信息技術(shù)的初衷背道而馳的。因此，在中學(xué)物理實驗教學(xué)中，使用信息技術(shù)輔助教學(xué)應(yīng)堅持針對性原則，區(qū)別不同的實驗，在確有必要的情況下才使用。
2.5 要遵循實踐性原則
實踐是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)，物理實驗教學(xué)中一定要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，能增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知能力與創(chuàng)新能力。物理實驗教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的能力，樹立科學(xué)實驗的思想，為將來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。運用信息技術(shù)雖然可以很方便地實現(xiàn)模擬實驗，但如果不為學(xué)生的實踐能力而著想，信息技術(shù)將會使學(xué)生的創(chuàng)新能力消失。因此，在利用信息技術(shù)輔助物理實驗教學(xué)時，還必須堅持實踐性原則，只要條件允許，就一定要讓學(xué)生親自到實驗室動手操作，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
3 結(jié)語
總之，現(xiàn)代信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)的整合，是物理教學(xué)改革中的一種新型教學(xué)手段，給信息閉塞的農(nóng)村學(xué)校帶來了寶貴的教育資源，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的熱情，增強(qiáng)了物理教師的教學(xué)水平，提高了教學(xué)效率。
參考文獻(xiàn)
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一、突破教學(xué)重點難點疑點
物理教學(xué)離不開物理情境，借助現(xiàn)代技術(shù)，創(chuàng)設(shè)清晰直觀的教學(xué)情境，學(xué)生的積極性被充分調(diào)動起來，帶著強(qiáng)烈的求知欲望學(xué)習(xí)，課堂中的重點難點自然會迎刃而解。主要體現(xiàn)在以下幾方面：
創(chuàng)設(shè)物理情境。
多數(shù)成功的教學(xué)活動，總是在良好的教學(xué)情境中展開的。利用信息技術(shù)，可以把新奇和有趣的物理現(xiàn)象生動、直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使他們的思維活動處于興奮狀態(tài)，從而激起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望。
進(jìn)行模擬實驗。
通過多媒體技術(shù)模擬一些實際很難完成的實驗，彌補(bǔ)常規(guī)實驗的不足，讓學(xué)生大有“耳聽為虛，眼見為實”之感，思維馬上活躍起來，疑難點頓時消失。如《電磁振蕩》一節(jié)，學(xué)生對LC電路中振蕩電流的產(chǎn)生過程，電壓和電流的大小、方向的變化規(guī)律往往感到難以理解。在做好電磁振蕩演示實驗的前提下，運用多媒體課件，就能反映出電磁振蕩中電流、自感電動勢、電壓三者間相互依存、相互制約的關(guān)系，以及LC電磁振蕩規(guī)律。
二、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟迪思維
指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采集信息、加工信息、消化信息，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。例如，《萬有引力定律的應(yīng)用—人造衛(wèi)星》一節(jié)，學(xué)生對這部分知識的了解很膚淺，但這方面的知識對學(xué)生又很有吸引力。因此，學(xué)習(xí)之前，要提前引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)收集有關(guān)知識，然后在學(xué)習(xí)的時候讓同學(xué)之間進(jìn)行探討、互相補(bǔ)充，可以開拓學(xué)生視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。運用信息技術(shù)實現(xiàn)了從教學(xué)生“知識”到教學(xué)生“學(xué)”的轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)學(xué)生的主動參與、發(fā)現(xiàn)、合作探究的過程。
三、增加課堂容量，提高效率
利用信息技術(shù)不僅能增強(qiáng)學(xué)生的投入意識，優(yōu)化教學(xué)過程，而且能增大課堂的信息容量。在《磁場對運動電荷的作用》一節(jié)中，如果用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，光板書和畫圖就約占一節(jié)課的三分之一時間，講完練完這么多內(nèi)容也約需兩課時的時間。若利用信息技術(shù)，能節(jié)省大量的板書和畫圖時間，起到事半功倍的效果。
四、能快速處理實驗數(shù)據(jù)
物理實驗中，經(jīng)常要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。而EXCEL軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和圖表功能，能把數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確地用圖表的方式直觀地描述出來，為分析物理實驗提供便捷的途徑。如新教材中探究“勻變速直線運動規(guī)律”中用圖像法求加速度，驗證《牛頓第二定律》中探究“外力一定時，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”都能用EXCEL軟件快速處理實驗數(shù)據(jù)，節(jié)省大量的時間。
五、輔助實驗教學(xué)
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)中的實驗，不僅是學(xué)習(xí)和掌握知識的手段，而且也是教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。由于受到中學(xué)物理實驗條件的限制，有些實驗不能做或?qū)嶒灛F(xiàn)象不明顯。這使學(xué)生不能得到完整的感性材料，很容易造成感知上的障礙從而影響學(xué)習(xí)。例如：“分子的熱運動”、“布朗運動”等非常重要的實驗，學(xué)生無法用肉眼直接觀察實驗現(xiàn)象，如果利用Flas，就可以形象、直觀地模擬微觀世界，使學(xué)生得到直觀地感性認(rèn)識。運用現(xiàn)代信息技術(shù)不僅能再現(xiàn)或模擬各類物理現(xiàn)象，而且還能通過各種手段使復(fù)雜的問題得到簡化，將瞬間或漫長的物理過程演變成為可控、有序的演化過程。例如：運用信息技術(shù)在大屏幕上模擬演示“原子核的裂變、衰變”等過程，從而使學(xué)生在課堂上完整、清晰、形象地感知物理現(xiàn)象和物理規(guī)律。
六、提高課堂的教學(xué)效率
關(guān)鍵詞：無監(jiān)督離散化；集成學(xué)習(xí)；分類數(shù)據(jù)；相似性；譜聚類
中圖分類號： TP391； TP18
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
Abstract： Some algorithms in pattern recognition and machine learning can only deal with discrete attribute values， while in real world many data sets consist of continuous data values. An unsupervised method was proposed according to the question of discretization. First， Kmeans method was employed to partition the data set into multiple subgroups to acquire label information， and then a supervised discretization algorithm was applied to the divided data set. When the process was repeatedly executed， multiple discrete results were obtained. These results were then integrated with an ensemble technique. Finally， the minimum subintervals were merged after priority dimensions and adjacent intervals were determined according to the neighbor relationship of data， where the number of subintervals was automatically estimated by preserving the correlation so that the intrinsic structure of the data set was maintained. The experimental results of applying categorical clustering algorithms such as spectral clustering demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed method. For example， its clustering accuracy improves by about 33% on average than other four methods. Discrete data attained can be used for some data mining algorithm， such as ID3 decision tree algorithm.
Key words： unsupervised discretization； ensemble learning； categorical data； similarity； spectral clustering
0引言
現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)很多都是呈連續(xù)屬性，但是大部分機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如決策樹算法），只適合處理離散屬性值。為了能夠很好地應(yīng)用這些算法，需要對連續(xù)屬性值的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散屬性。因此，離散化是一種重要的預(yù)處理技術(shù)，尤其在頻繁項集發(fā)現(xiàn)應(yīng)用中很重要[1]，離散化是指將數(shù)值的值域劃分為若干區(qū)間，將這些區(qū)間標(biāo)號變?yōu)殡x散屬性。離散化算法要求能識別連續(xù)屬性與離散屬性的對應(yīng)關(guān)系。對訓(xùn)練樣本進(jìn)行離散化處理，有如下優(yōu)點：1）離散化可以降低機(jī)器學(xué)習(xí)的復(fù)雜度，對ID3學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練樣本進(jìn)行離散化處理后，其學(xué)習(xí)率比動態(tài)算法提高了，這點在將連續(xù)屬性轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散屬性[2]中得到驗證。2）可將連續(xù)數(shù)值劃分為可被人類理解的結(jié)果，如可將學(xué)生成績分為及格、中等、優(yōu)秀等。
根據(jù)離散化過程中區(qū)間的劃分可分為自底向上（bottomup）和自頂向下（topdown）方法：前者這個是指代“自底而上”嗎？若是的話，只有關(guān)于前者的描述，沒有對于后者的論述嗎？請明確。是將初始的每一個屬性值作為一個區(qū)間，然后迭代地合并相鄰區(qū)間，利用停止準(zhǔn)則結(jié)束離散化，最終將連續(xù)屬性離散成數(shù)目少、有實際意義有代表性的若干個區(qū)間；而后者是個相反的過程，將最小與最大的屬性值作為一個區(qū)間，然后逐步進(jìn)行劃分得到最終的離散結(jié)果。有監(jiān)督算法和無監(jiān)督離散化算法，可根據(jù)數(shù)據(jù)是否具有類別信息來區(qū)分。靜態(tài)和動態(tài)的離散化：前者僅僅考慮單個屬性，執(zhí)行過程獨立于學(xué)習(xí)算法；后者考慮屬性之間的聯(lián)系，并在分類器被建立的同時執(zhí)行，如ID3、C4.5決策樹。單屬性和多屬性離散化：前者是在離散每一個連續(xù)屬性時，均以一個獨立于其他屬性的方式對屬性值進(jìn)行合并或分割；后者還會考慮到屬性與屬性之間的相關(guān)性，如基于主成分分析的無監(jiān)督關(guān)系保持離散化方法[3]。
1相關(guān)研究
典型的有監(jiān)督的算法如ChiMerge[4]，通過測試相鄰區(qū)間的卡方值來確定是否合并，但要設(shè)定參數(shù)閾值會產(chǎn)生很多缺陷；改進(jìn)的Chi2[5]通過數(shù)據(jù)間的不一致率來作為區(qū)間合并的停止準(zhǔn)則，但會降低原始數(shù)據(jù)的可信度，產(chǎn)生分類錯誤。Yang等[6]首先提出了成比例的k區(qū)間離散化方法，通過按比例地修改區(qū)間大小和區(qū)間數(shù)來調(diào)整離散化偏差和方差，以適應(yīng)Naive貝葉斯分類器，該算法是小樣本的優(yōu)化問題，不適合于大數(shù)據(jù)的處理?；趨^(qū)間距離的離散化算法[7]需要用戶定義區(qū)間數(shù)目。
針對無標(biāo)簽的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化，即無監(jiān)督的算法，在Dougherty等[8]提出的算法中最簡單的為等寬與等頻率的算法，雖然都易于實現(xiàn)，但都忽視了數(shù)據(jù)分布信息，因而區(qū)間邊界的確定不具有代表性；Kmeans離散化方法，對于數(shù)值型的離散化而言，采用歐幾里得距離作為區(qū)間劃分的依據(jù)缺乏理論根據(jù)。此外，該算法依靠用戶來指定區(qū)間數(shù)目，不能自動確定區(qū)間數(shù)；保持關(guān)系的離散化方法，考慮屬性間的相關(guān)性通過主成分分析（Principal Component Analysis， PCA）降維的方法來離散，對于高維非線性可分的數(shù)據(jù)離散效果不佳；基于混合概率模型的無監(jiān)督離散化方法[9]，將數(shù)值屬性的值域劃分為若干子區(qū)間，再通過貝葉斯信息準(zhǔn)則自動的尋求子區(qū)間數(shù)目和劃分方法，在離散化過程中針對不同的屬性離散化時間可能相差較大。
目前應(yīng)用最廣泛的有：監(jiān)督算法是類屬性關(guān)系最大化（ClassAttribute Interdependence Maximization， CAIM）算法[10]，綜合考慮類與屬性之間的相關(guān)性，通過最大化相互依賴性來選擇合適的切斷點，能很好地保持?jǐn)?shù)據(jù)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，可能會導(dǎo)致劃分的區(qū)間數(shù)目與類數(shù)之間過擬合；以及后來提出的基于類屬性應(yīng)變系數(shù)（ClassAttribute Contingency Coefficient， CACC）的離散化算法[11]，即類屬性相關(guān)系數(shù)的離散化算法。
無監(jiān)督離散化方法分為基于樹的無監(jiān)督離散化方法[12]和基于核函數(shù)的無監(jiān)督離散化方法[13]。前者是建立樹的模型，切斷點的位置選擇在左邊和右邊的對數(shù)似然最大化；后者是計算區(qū)間中點的得分函數(shù)來選擇切斷點的位置。最后都通過交叉驗證的方法自動尋求劃分停止的位置，這種自上而下的方法可能導(dǎo)致區(qū)間數(shù)目過多，丟失的信息也比較多。
4結(jié)語
本文提出了一個基于集成學(xué)習(xí)的無監(jiān)督離散化方法，其新穎之處有兩點：1）利用集成學(xué)習(xí)的方法創(chuàng)建最小區(qū)間；2）根據(jù)數(shù)據(jù)集原始空間與離散空間的鄰居相似性進(jìn)行區(qū)間的合并，以盡可能保持?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)在結(jié)構(gòu)。實驗表明，所提算法的離散化過程能較好地保持?jǐn)?shù)據(jù)集的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，且離散化后的平均區(qū)間數(shù)較小。
但是本文的方法有一個缺點，即其計算復(fù)雜性較高。當(dāng)Kmeans劃分?jǐn)?shù)據(jù)集K=N時，Kmeans的計算時間為O（N1.5），CAIM的計算復(fù)雜度則為O（N2.5），合并的過程則為O（dN2），所以本文算法的計算復(fù)雜度為O（N2.5）。如何降低其計算復(fù)雜度是未來需要完成的工作。
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關(guān)鍵詞：課時教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)目標(biāo)設(shè)計；設(shè)計誤區(qū)；策略
文章編號：1005--6629(2010)04--0025--05
中圖分類號：G633.8
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
有效的教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)的根本保證和前提條件，而課時教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計又是課堂教學(xué)設(shè)計的核心，是教學(xué)活動的出發(fā)點和歸宿，決定著整個課堂教學(xué)的進(jìn)程，直接關(guān)系到課堂教學(xué)效果的優(yōu)劣和對學(xué)生發(fā)展的影響。在對課堂教學(xué)的評價中，人們通常也把“教學(xué)目標(biāo)符合課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生實際的程度，教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度?！弊鳛楹饬空n堂教學(xué)最基本的評價要點。然而，在實際教學(xué)中對教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識和設(shè)計卻存在一些誤區(qū)，在一定程度上也制約了課堂教學(xué)效率的提高。
1、課時教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的幾個誤區(qū)
目前教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計上存在諸多的問題和誤區(qū)。概括起來，包括以下幾個方面。
1.1認(rèn)識上的誤區(qū)――忽視或誤讀教學(xué)目標(biāo)
首先是，忽視教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計環(huán)節(jié)。少數(shù)教師錯誤地認(rèn)為“以學(xué)生為主體”就是一味強(qiáng)調(diào)“學(xué)生自主”，講什么學(xué)什么一切由學(xué)生來定。教師完全跟著學(xué)生走。這種做法導(dǎo)致教學(xué)的隨意性。
其次是，照搬教學(xué)參考用書或其他教學(xué)設(shè)計案例。調(diào)查顯示有l(wèi)，3的教師的目標(biāo)設(shè)計幾乎照抄教學(xué)參考書。
再次是，把課程目標(biāo)誤讀為教學(xué)目標(biāo)。課程目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)確實存在著相似性和聯(lián)系，但二者也有著十分明顯的差異(見表1)。實際教學(xué)中普遍存在的：不顧教學(xué)內(nèi)容特點和學(xué)生實際水平，把原本屬于課程目標(biāo)的“三個維度”教條地直接挪作課時教學(xué)目標(biāo)；把課程目標(biāo)中“樹立辯證唯物主義世界觀等”當(dāng)作課時教學(xué)目標(biāo)等，這些都是混淆課程目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)的具體表現(xiàn)。
案例1：魯科版必修1第3章第3節(jié)第二課時“實驗室里研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化”
[知識與技能目標(biāo)]
1.掌握二氧化硫的主要性質(zhì)；
2，掌握硫酸的主要性質(zhì)。
[過程和方法]
3，學(xué)會不同價態(tài)的硫元素間的轉(zhuǎn)化方法，提高自主學(xué)習(xí)能力。
[情感態(tài)度價值觀]
4，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識和健康意識；
5，培養(yǎng)辯證認(rèn)識事物兩面性的哲學(xué)觀點。
[評析]上述案例中采用了從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面的“分項目設(shè)計模式”，從形式上看體現(xiàn)了新課程“提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”的基本理念，但實際上是把課程目標(biāo)的“三個維度”照搬到課堂教學(xué)目標(biāo)中，這種人為將三個維度的目標(biāo)進(jìn)行割裂的做法，是對課時教學(xué)目標(biāo)錯誤、片面的理解。新課程目標(biāo)的三個維度不是三種目標(biāo)，三個目標(biāo)維度只是目標(biāo)維度的要素，不一定是顯性的目標(biāo)維度，也不等同于每節(jié)課的目標(biāo)維度。又如目標(biāo)5“培養(yǎng)辯證認(rèn)識事物兩面性的哲學(xué)觀點”，顯然，這樣的描述缺少了與知識載體的融合，也不適宜作為化學(xué)課堂教學(xué)的一個獨立目標(biāo)。
1.2設(shè)計上的誤區(qū)――片面理解教學(xué)目標(biāo)
首先是，過分關(guān)注知識體系，忽視學(xué)生認(rèn)知水平。受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計中還存在著過分注重教學(xué)內(nèi)容的知識體系，而忽視學(xué)生的實際認(rèn)知水平的現(xiàn)象，甚至直接把《考試大綱》中的認(rèn)知水平作為教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計依據(jù)，這樣的設(shè)計勢必會導(dǎo)致目標(biāo)f通常主要是知識1設(shè)計過高，不符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，失去教學(xué)目標(biāo)的激勵功能。
其次是。過分關(guān)注預(yù)設(shè)性目標(biāo)，忽視生成性目標(biāo)。預(yù)設(shè)性目標(biāo)是課堂教學(xué)的基本要求，確定了教學(xué)的主要方向，構(gòu)成教學(xué)活動的“下限”；而生成性目標(biāo)是教學(xué)活動中通過師生交流而激發(fā)出來的，它不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，而且反映了教師高水平的教學(xué)素養(yǎng)，體現(xiàn)了教學(xué)活動的意義和價值。從這個角度而言，教學(xué)目標(biāo)不是靜止的藍(lán)圖、僵死的教條。只關(guān)注預(yù)設(shè)性目標(biāo)的做法是缺乏教學(xué)機(jī)智的反映，也是對教學(xué)目標(biāo)的片面理解。
其三是，過分關(guān)注顯性目標(biāo)，忽視隱性目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)是教師通過教學(xué)活動對學(xué)生身心發(fā)展變化的期待，學(xué)生的發(fā)展變化既包括易于觀察和測量的行為變化，即基礎(chǔ)知識、基本技能這些顯性成分；也包涵與學(xué)生行為變化相統(tǒng)一的心理變化，即過程、方法、情感、態(tài)度和價值觀這些隱性成分。
案例2：人教版必修2第三章第一節(jié)“最簡單的有機(jī)化合物――甲烷”
1.掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫法。初步認(rèn)識甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)。
2.掌握甲烷的重要化學(xué)性質(zhì)。
3.了解烷烴的組成、結(jié)構(gòu)和通式，了解烷烴性質(zhì)的遞變規(guī)律。
4.了解同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體(碳原子數(shù)在5以內(nèi))。
[評析]上述案例中的四個子目標(biāo)雖然很具體，幾乎涵蓋了該節(jié)所有的知識內(nèi)容，但顯然只是對教材中顯現(xiàn)出來的，能用語言、文字和符號表達(dá)的目標(biāo)進(jìn)行了設(shè)計，而對過程、方法、情感等隱性目標(biāo)未予以關(guān)注，沒有充分挖掘教學(xué)內(nèi)容中所蘊含的教育價值，也就未能很好地體現(xiàn)新課程的理念。不妨在“甲烷”教學(xué)目標(biāo)中加入“在學(xué)習(xí)甲烷結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的過程中，體會學(xué)習(xí)有機(jī)物的一般方法?！痹凇巴闊N”的教學(xué)目標(biāo)中加入“通過烷烴碳原子的成鍵特點感受有機(jī)物的多樣性和化學(xué)世界的豐富多彩”。這樣教學(xué)目標(biāo)不僅體現(xiàn)了預(yù)設(shè)性目標(biāo)，還滲透了生成性目標(biāo)：不僅指向明確而直接的教學(xué)結(jié)果(包括考試成績)，還指向比考試分?jǐn)?shù)更重要的東西，包括主動學(xué)習(xí)的興趣、習(xí)慣、愿望、態(tài)度、方法、經(jīng)歷、體驗等能長遠(yuǎn)影響學(xué)生發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.3表述上――錯誤陳述教學(xué)目標(biāo)
首先是行為主體混亂。很多老師在表述教學(xué)目標(biāo)時仍未能擺脫舊教學(xué)目標(biāo)的束縛，教學(xué)目標(biāo)中出現(xiàn)“培養(yǎng)學(xué)生……”、“使學(xué)生掌握……”、“幫助學(xué)生……”等以教師為教學(xué)目標(biāo)行為主體的現(xiàn)象還較普遍。
案例3：魯科版必修2第3章第3節(jié)第二課時“乙酸”
1.掌握乙酸的酸性和酯化反應(yīng)，鍛煉學(xué)生設(shè)計實驗和動手操作的能力。
2.通過小組合作、自主設(shè)計實驗探究乙酸的酸性。
3.通過實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察、捕述、解釋實驗現(xiàn)象的能力以及對知識的分析歸納、概括總結(jié)能力與語言表達(dá)能力。
4.通過質(zhì)疑和親歷科學(xué)實驗的探究過程，體驗科學(xué)探究中的困惑、頓悟、喜悅。在質(zhì)疑、反思中提升內(nèi)在素養(yǎng)。
[評析]上述案例，雖然較全面地表達(dá)了對學(xué)生通過乙酸學(xué)習(xí)所期望達(dá)到的知識、技能、方法、過程、情感等方面的目標(biāo)，甚至為生成性目標(biāo)留有一定的空間(自主設(shè)計實驗探究乙酸的酸性)，但從目標(biāo)表述的方式看行為主體較混亂，有的目標(biāo)主體是學(xué)生，有的是教師。如其中目標(biāo)1“掌握乙酸的酸性和酯化反應(yīng)”、目標(biāo)2和4的行為主體是學(xué)生，陳述的是學(xué)生行為(會不會，如何經(jīng)歷、體驗)而目標(biāo)1中“鍛煉學(xué)生設(shè)計實驗和動手操作的能力”
和目標(biāo)3的主體又變成教師，陳述的是教師行為(做沒做，怎么做)。顯然用教師的行為表述教學(xué)目標(biāo)是不合理的。
其次是該描述過于籠統(tǒng)。一些教師仍采用20世紀(jì)90年代以前的表述方式，所制定的教學(xué)目標(biāo)含糊、籠統(tǒng)，不便于檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，因而課堂教學(xué)中對教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，教師心中無數(shù)。
案例4：人教版化學(xué)第二冊(理科)“化學(xué)平衡”
1.使學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點。
2.使學(xué)生理解化學(xué)平衡的特征。
3.常識性介紹化學(xué)平衡常數(shù)。
4.通過平衡的建立及平衡特征的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、抽象、概括等思維能力。
[評析]該案例不僅在教學(xué)目標(biāo)的行為主體上使用錯誤(只表明了教師的教學(xué)意圖)，而且闡述目標(biāo)時所使用的語言也較籠統(tǒng)，如“理解化學(xué)平衡的特性”是指“能說明化學(xué)平衡的特點”、還是“能根據(jù)平衡特點判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志”?又如，對“常識性化學(xué)平衡常數(shù)”的要求是定位在“知道平衡常數(shù)的表示方法”，還是定位在“能舉例說明平衡常數(shù)”，或者“認(rèn)識平衡常數(shù)的意義”等?如何知道學(xué)生是否“理解”?還有象“培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、抽象、概括等思維能力”，這些表述都模糊不清、難以測量。
2、制定合理的教學(xué)目標(biāo)的幾個策略
在教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計中，首先應(yīng)了解教育目的和課程目標(biāo)的總體要求，研究教材和教學(xué)內(nèi)容，建立具體的教學(xué)目標(biāo)；再對目標(biāo)進(jìn)行分類整合，并按一定的標(biāo)準(zhǔn)(先后左右順序或重要程度等)進(jìn)行排列；最后根據(jù)學(xué)生和實際教學(xué)環(huán)境確定目標(biāo)存在的價值并進(jìn)行調(diào)整。其中，建立目標(biāo)和再次提煉目標(biāo)是教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)注意從以下幾個方面準(zhǔn)備。
2.1依據(jù)課標(biāo)和教材，充分考慮學(xué)生的學(xué)情
優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計必須首先確定哪些是學(xué)生終身學(xué)習(xí)所必需的知識和學(xué)科的核心知識，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)重新界定基礎(chǔ)知識和基本技能，要把握好課程所處位置及其與前后內(nèi)容的關(guān)系，重視學(xué)習(xí)者的已有知識經(jīng)驗、起點能力、認(rèn)知心理特點和學(xué)習(xí)狀態(tài)。
首先是，要認(rèn)真研究課標(biāo)和教材?；瘜W(xué)教師在制定課堂教學(xué)目標(biāo)時，要認(rèn)真研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，把課程標(biāo)準(zhǔn)和教材信息轉(zhuǎn)化為自己的信息，挖掘課程和教材各種能體現(xiàn)三維目標(biāo)的因素。并準(zhǔn)確把握教學(xué)內(nèi)容的深廣度。如在必修2的“乙醇”一節(jié)教學(xué)目標(biāo)中出現(xiàn)“從化學(xué)鍵的斷裂和形成的角度理解乙醇與鈉的反應(yīng)、取代、催化氧化、消去等方面的化學(xué)性質(zhì)”，這樣的設(shè)計就不符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，也不符合教材的編寫意圖，因為課程標(biāo)準(zhǔn)在必修部分對乙醇的學(xué)習(xí)只要求“知道其組成和主要性質(zhì)，認(rèn)識在日常生活中的應(yīng)用”，而上述設(shè)計若放在《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》選修模塊中有關(guān)“醇”的教學(xué)目標(biāo)中就較為合理了。
其次是，進(jìn)行學(xué)情調(diào)查。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知心理和學(xué)習(xí)水平，控制難易程度。只有難易適度的目標(biāo)，才能在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行積極主動的思考。有人把“學(xué)情”全面概括為以下十個方面的內(nèi)容：現(xiàn)有水平、學(xué)習(xí)需要、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維特點、生活經(jīng)驗、個性差異和認(rèn)知規(guī)律。在充分了解學(xué)情的基礎(chǔ)上，針對學(xué)生原有認(rèn)知的缺陷，并結(jié)合教師的實踐經(jīng)驗和智慧，是形成科學(xué)的目標(biāo)體系的重要條件。
案例5：選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊》“原子核外電子運動狀態(tài)”教學(xué)目標(biāo)設(shè)計
[學(xué)情調(diào)查]經(jīng)過必修模塊化學(xué)2的學(xué)習(xí)，對于“怎樣認(rèn)識氫原子核外的一個電子的運動狀態(tài)?”大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為：氫原子核外有一條明確的軌道，電子在軌道上高速運動：也有少數(shù)學(xué)生能用電子云來描述氫原子核外電子運動的特點。對于“有多個電子的原子的核外電子如何運動?若以碳原子為例，怎樣認(rèn)識?”大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為：碳原子核外的電子在明確的軌道上分層運動，第一電子層上有兩個電子，第二電子層上有四個電子高速運動。可見，學(xué)生對原子軌道的認(rèn)識基本停留在盧瑟福模型和玻爾軌道模型之間。少部分學(xué)生能用電子云來描述氫原子的運動特點，但不能解釋多個電子的原子核外電子的運動特點。這與學(xué)生以往的經(jīng)驗是建立在氫原子的電子云上有關(guān)，處于僅是記憶而非理解的水平。由以上對學(xué)情的了解可設(shè)計以下具體目標(biāo)：
[教學(xué)目標(biāo)]
1.知道原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程。
2.從氫原子光譜出發(fā)。認(rèn)識盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型的缺陷，學(xué)習(xí)玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的要點，了解電子所處的軌道的能量是量子化的，原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷。
3.從更為復(fù)雜的光譜事實出發(fā)，認(rèn)識玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的不足，從能級的視角較為本質(zhì)地認(rèn)識原子核外電子的運動狀態(tài)和原子軌道。
4.通過以上學(xué)習(xí)。認(rèn)識到核外電子的運動不同于宏觀物體。不能同時準(zhǔn)確測定它的位置和速度，知道“電子云”是對電子在空間內(nèi)出現(xiàn)概率大小的形象描述。
5.通過了解原子結(jié)構(gòu)、量子力學(xué)模型建立的歷史，感受科學(xué)家在科學(xué)創(chuàng)造中的豐功偉績。
2.2以知識為載體，充分挖掘方法和情感等方面的教育價值
現(xiàn)行高中化學(xué)課程中明確規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容是以化學(xué)事實、概念、原理、規(guī)律、實驗等“知識和技能”為主線，滲透過程和方法、情感態(tài)度價值觀的教育：且知識類結(jié)果性目標(biāo)更具體、易于測量，而過程和情意類體驗性學(xué)習(xí)目標(biāo)絕大多數(shù)是體驗性、過程性的，只有借助于知識的載體才有實踐意義。因此，在進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計時，不能僅僅是對三維目標(biāo)簡單的分類羅列，而應(yīng)首先確立知識的主線，充分挖掘在知識學(xué)習(xí)過程中方法目標(biāo)和可能引起的情感體驗，將知識、技能、情感、態(tài)度及價值觀等領(lǐng)域的目標(biāo)有機(jī)地融合在一起，真正實現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)理念。
案例6：人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第四章第一節(jié)“原電池”
[教學(xué)目標(biāo)]
1.能判斷原電池的正負(fù)極，認(rèn)識鹽橋的作用。
2.能借助對Cu-Zn原電池原理的認(rèn)識，書寫簡單原電池的電極方程式和總反應(yīng)方程式，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。
3.運用氧化還原反應(yīng)知識解釋原電池的工作原理，在應(yīng)用中感悟知識的價值。
4.大多數(shù)學(xué)生能通過探究和推理歸納原電池形成的一般條件，并根據(jù)課堂實驗條件進(jìn)行簡單原電池實驗設(shè)計并完成實驗，感受探究過程的艱辛與喜悅。
[設(shè)計思路]首先根據(jù)課標(biāo)、教材和學(xué)生在必修2學(xué)習(xí)過有關(guān)原電池的已有認(rèn)知水平，確立各知識點及目標(biāo)要求，再挖掘在過程與方法、情感態(tài)度與價值觀方面可以生成的目標(biāo)，并確定適宜的要求層次。如“原電池電極反應(yīng)”知識點的目標(biāo)設(shè)計，可要求在教材提供的Cu-Zn原電池模型的基礎(chǔ)上，通過對其原理的理解，能書寫陌生情境中簡單原電池的電極方程式和總反應(yīng)方程式(如已知電池總反應(yīng)書寫電極反應(yīng))，達(dá)到應(yīng)用層次的較高要求：同時，在分析和書寫過程中形成一般的方法(如根據(jù)總反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)知識確定電極反應(yīng)的反應(yīng)物微粒、產(chǎn)物微粒和電子轉(zhuǎn)移關(guān)系)，從中體驗成功的樂趣(也能解決陌生情境的問題)，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，實現(xiàn)方法目標(biāo)和情意方面的目標(biāo)。
2.3規(guī)范敘寫方式，準(zhǔn)確表述目標(biāo)內(nèi)容
實際教學(xué)中，因受教師主觀認(rèn)識的影響，教學(xué)目標(biāo)的敘寫不規(guī)范、表述不準(zhǔn)確現(xiàn)象常見于教學(xué)設(shè)計中，甚至在一些優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計案例中也不乏行為主體不明確或行為動詞不具體等問題。如何使教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計能準(zhǔn)確體現(xiàn)在教案中?一是應(yīng)注意目標(biāo)結(jié)構(gòu)，即采用“整合模式”，而不是“分項模式”，融合式陳述方式更能表達(dá)三維目標(biāo)的整體特性。因為三維目標(biāo)不是并列的關(guān)系，而是融為一體的整體。三者是在同一過程中同時實現(xiàn)的，正所謂知識、認(rèn)知和態(tài)度相伴相生、相輔相成：知識是認(rèn)知的目的，認(rèn)知是知識學(xué)習(xí)的手段，態(tài)度是認(rèn)知的動力。二是對于結(jié)果性目標(biāo)應(yīng)關(guān)注行為主體(學(xué)生)、行為動詞(具體)、行為條件和表現(xiàn)程度，即通常所說的ABCD模式，特別是行為動詞的選擇，既要符合課程標(biāo)準(zhǔn)要求，也要符合學(xué)生認(rèn)知水平，而且是可觀察、可測量的(如說出……，判斷……，設(shè)計……等)。而對于體驗性目標(biāo)(如情感態(tài)度與價值觀)多數(shù)時候是以隱性狀態(tài)出現(xiàn)，難以直接觀察、無形的、不易測量，一般用一些“過程性”動詞來表述結(jié)果(如體驗……，學(xué)會欣賞……等)，不提出可測量的學(xué)習(xí)結(jié)果，且主要用于陳述長期才能實現(xiàn)的情感、能力方面的目標(biāo)或無須結(jié)果化的目標(biāo)。
案例7：“脫酸素劑成分的檢驗”的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計
1.所有學(xué)生能應(yīng)用鐵的還原性、原電池原理等知識解釋“脫酸素劑”的作用原理；掌握鐵等常見物質(zhì)的檢驗方法并能設(shè)計方案解決“脫酸素劑”的成分檢驗問題。
2.正確完成“脫酸素劑”中各成分檢驗的操作并得出結(jié)論，總結(jié)檢驗方案設(shè)計的一般原理和方法。
3.體驗問題解決的過程，認(rèn)識食品保鮮的意義；通過對“脫氧素劑”名稱的認(rèn)知形成科學(xué)消費觀，
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關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；物理教學(xué)；實驗教學(xué)
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）05-296-01
物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)的自然科學(xué)，是學(xué)生必須掌握，而又相對難以理解的課程，尤其是物理知識基礎(chǔ)未能掌握好的同學(xué)。而隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，給教學(xué)注入了新的活力，將信息技術(shù)融入物理課程，通過豐富的、形象的動態(tài)效果彌補(bǔ)了空洞的物理現(xiàn)象，能夠讓學(xué)生更好、更容易的掌握所學(xué)知識。而怎樣最大化的讓信息技術(shù)為課堂服務(wù)，讓學(xué)生受益，這是今后還要不斷探索的課題。
一、變情景直觀化，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
課堂教學(xué)由于受到時間和空間的條件制約，許多身邊生動的物理現(xiàn)象，無法在課堂內(nèi)實際展示。這時就可以借助多媒體技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)，把復(fù)雜抽象的物理情景直觀化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如對開普勒三大定律的理解，不僅需要學(xué)生豐富的空間想象能力、較強(qiáng)的邏輯思維能力、較為扎實的數(shù)學(xué)表達(dá)及運算能力，該內(nèi)容是教學(xué)的重點也是難點，用傳統(tǒng)方法講授學(xué)生不易接受。如果教師精心設(shè)計多媒體動畫，不僅可以直觀反映太陽系中各行星的運動軌跡，而且可以清楚地根據(jù)相對于各行星的運動軌跡橢圓，找到太體的位置。
二、運用動態(tài)效果，突破教學(xué)難點
應(yīng)用多媒體課件展現(xiàn)物理過程，可以為課堂教學(xué)提供豐富、生動的實際情景，可以把復(fù)雜的物理過程簡單化、清晰化，讓學(xué)生通過觀察、聯(lián)想和想象去理解動態(tài)的物理過程，形象地建立起相應(yīng)的過程圖景。如：直線運動中有關(guān)“追擊和相遇問題”一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，主要是因為此類問題涉及到的情景相對復(fù)雜，各物理量之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，學(xué)生一時難以理清思路。如果教師能把這類題目涉及的物理過程用多媒體課件展示給學(xué)生，同學(xué)們就不難從清晰的過程情景，準(zhǔn)確分析兩個物體的運動過程，找出兩個物體運動的時間、位移和速度的三個關(guān)系。這樣既降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，實現(xiàn)了難點的有效突破，同時通過歸納總結(jié)，提升了學(xué)生能力，不失為一條行之有效的方法。
三、創(chuàng)造知識背景，擴(kuò)大課堂容量
利用動畫、視頻、音頻等形式，通過大信息量的展示，豐富學(xué)生頭腦中的認(rèn)知背景，從而使一些抽象或難得一見的物理現(xiàn)象能直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前。如宇航員在完全失重下進(jìn)行的各種有趣的實驗、海市蜃樓現(xiàn)象、長江三峽船閘通航情況、安全用電的常識、核能的利用等，這些內(nèi)容利用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難展現(xiàn)出來，而它們無論是從激發(fā)學(xué)生的興趣，保持學(xué)生的興趣，或是從幫助學(xué)生理解記憶相關(guān)的知識，還是從引導(dǎo)學(xué)生體會物理知識的應(yīng)用價值等方面來看，都是十分必要的。因此，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，在教學(xué)中適時地播放，可以激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣、豐富學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的感性認(rèn)識。
四、輔助實驗教學(xué)，提高實驗效果
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)好演示實驗是物理教學(xué)的重要一環(huán)。物理實驗在物理教學(xué)中的地位這么重要，但它在具體實施中卻存在許多問題。由于實驗器材的局限性，有一些實驗（如電磁感應(yīng)）的效果不是太明顯，可觀察性受限制，利用多媒體技術(shù)可以輔助教師把演示實驗的過程及現(xiàn)象更準(zhǔn)確、更清晰、更直觀的展現(xiàn)給學(xué)生。
如：在演示“海波和松香的熔化實驗”時，就可以把實物投影的鏡頭對準(zhǔn)試管中的物質(zhì)和溫度計，并把它投影到大屏幕上，以便學(xué)生觀察、比較并讀數(shù)、記錄。這樣做，既使學(xué)生真切地看到了實驗的步驟，又使實驗現(xiàn)象更加明顯，更加清晰可見，就比單獨做一個演示實驗或單獨用一個固體熔化實驗的課件進(jìn)行演示效果要好得多。
五、利用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)
學(xué)生獲取信息、處理信息的能力是當(dāng)前教育十分關(guān)注的問題。現(xiàn)在有了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)手段，我們可以充分利用廣闊的互聯(lián)網(wǎng)資源，集合具體的教學(xué)內(nèi)容的特點，給學(xué)生布置他們能主動參與的獲取、處理信息的學(xué)習(xí)任務(wù)，并為他們提供適當(dāng)?shù)木W(wǎng)站或在局域網(wǎng)上為他們準(zhǔn)備充足的學(xué)習(xí)資源。如對于新材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用，新能源的開發(fā)與利用等科技前沿的理論與應(yīng)用的問題，我們教師一般并沒有必要的原始知識儲備，因此，教學(xué)中教師可以處于引導(dǎo)者、組織者的角色，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，一方面可以落實具體的知識內(nèi)容，同時也鍛煉了學(xué)生獲取、處理信息的能力。
六、改變學(xué)習(xí)方式，提供有效手段
在新知識教學(xué)任務(wù)完成后，通常需要進(jìn)行練習(xí)，并且及時的把學(xué)生的練習(xí)結(jié)果及時的反饋給教師，以便了解課堂的教學(xué)效果。教師可以在備課過程中根據(jù)學(xué)生在反饋小結(jié)中可能出現(xiàn)的問題，設(shè)計成各種與學(xué)生相適應(yīng)的電子版的針對性的練習(xí)，在課堂上根據(jù)學(xué)生的實際情況及時的進(jìn)行調(diào)整，從而使后續(xù)的練習(xí)更有針對性。而且學(xué)生回家后發(fā)現(xiàn)問題可以通過網(wǎng)絡(luò)和老師聯(lián)系，解決問題的變得容易且輕松。
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關(guān)鍵詞 分析化學(xué) 課程網(wǎng)站 教學(xué)系統(tǒng)
中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
0前言
網(wǎng)絡(luò)課程構(gòu)建是信息社會發(fā)展的產(chǎn)物，利用先進(jìn)信息技術(shù)有針對性的建立一個教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，其價值在于改革原有的教學(xué)觀念與形式，有助于改變原有的人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建一個具有信息時代特征的全新教學(xué)模式。無機(jī)及分析化學(xué)是一門較為復(fù)雜的學(xué)科，涉及到眾多的理論知識與分析數(shù)據(jù)，需要學(xué)生具有較高的理解能力，而網(wǎng)絡(luò)立體課程的構(gòu)建，能夠有效的簡化無機(jī)及分析化學(xué)課程的復(fù)雜性，便于學(xué)生快速掌握。
1基于無機(jī)及分析化學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程教材建設(shè)
教材建設(shè)涵蓋了教學(xué)觀念、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系等眾多內(nèi)容，是整個網(wǎng)絡(luò)立體課程構(gòu)建的主要環(huán)節(jié)。結(jié)合學(xué)科對學(xué)生所掌握的化學(xué)基礎(chǔ)知識的要求考慮，明確教材建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為“少而精、精而新”。結(jié)合此原則將傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代全新化學(xué)知識進(jìn)行有機(jī)融合，對無機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合與優(yōu)化，與素質(zhì)教育為核心觀念進(jìn)行開展教材建設(shè)工作。在全新的立體化課程中教材建設(shè)所關(guān)注的是解決傳統(tǒng)學(xué)科與全新交叉學(xué)科知識之間的相互關(guān)系，在維持基礎(chǔ)原理與概念性知識不變動的基礎(chǔ)上實現(xiàn)內(nèi)容的更新。在無機(jī)及分析化學(xué)的理論課程教學(xué)過程中，化學(xué)基礎(chǔ)理論和化學(xué)分析方法及四大平衡是最為重點的內(nèi)容，針對此，采取了簡化分析法，促使這些難度較高的內(nèi)容在試驗課程中予以解決，同時在理論課程中編寫環(huán)境與化學(xué)等眾多容易引起學(xué)生興趣的延伸知識閱讀材料。
2基于無機(jī)及分析化學(xué)的網(wǎng)絡(luò)立體化網(wǎng)站構(gòu)建
結(jié)合相關(guān)機(jī)構(gòu)的教學(xué)大綱要求，針對無機(jī)及分析化學(xué)課程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)立體化建設(shè)，構(gòu)建基于無機(jī)及分析化學(xué)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。將課程介紹、教師信息、項目化教學(xué)、試驗教學(xué)等欄目內(nèi)容放置在學(xué)校網(wǎng)站中。結(jié)合無機(jī)及分析化學(xué)課程實際教學(xué)需要構(gòu)建立體化網(wǎng)站，其中包括課程作業(yè)、教學(xué)筆記、答題討論、課程問卷、教學(xué)郵箱、個人資源等模塊，在各模塊中構(gòu)建相應(yīng)的內(nèi)容，形成一個全面的且具有立體化特征的教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)此門課程時，可根據(jù)自己的時間規(guī)劃學(xué)習(xí)流程，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，同時也能夠?qū)Υ讼到y(tǒng)提出自己的建議。
就教學(xué)觀念而言，將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)新精神方在首位，將無機(jī)及分析化學(xué)課程明確為學(xué)生學(xué)習(xí)科技知識的基礎(chǔ)課程，同時又是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)課程。在理論課程教學(xué)過程中，占據(jù)主要地位的是學(xué)科所涉及到的眾多理論，將各理論原理進(jìn)行重構(gòu)，指導(dǎo)學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)。在實驗教學(xué)過程中，占據(jù)主要地位的是化學(xué)分析技術(shù)與技能訓(xùn)練，制定基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實踐操作課程，關(guān)注系統(tǒng)分析問題與解決問題，同時強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性與綜合性的實驗教學(xué)形成。
3網(wǎng)絡(luò)立體化網(wǎng)站教學(xué)實踐中的教學(xué)方式改革
網(wǎng)絡(luò)立體化網(wǎng)站教學(xué)模式具有多樣性特征，能夠針對學(xué)生的不同學(xué)習(xí)能力提供適合的教學(xué)平臺。此種教學(xué)模式中，對教學(xué)方式的改革首先體現(xiàn)在學(xué)科安排方面，無機(jī)及分析化學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，其學(xué)時數(shù)在不斷的減少，在此情況下，對教學(xué)內(nèi)容安排的合理性以及教師的教學(xué)能力均提出了更高的要求，需要不斷的對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式以及測試方式進(jìn)行改革。另一個改革的主要方向是教學(xué)內(nèi)容，無機(jī)及分析化學(xué)所涉及到的內(nèi)容眾多，且較為復(fù)雜，包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、定量分析、酸堿平衡與酸堿滴定法、配位平衡與配位滴定法、氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法、沉淀溶解平衡與沉淀滴定法等，這些內(nèi)容不可能在理論教學(xué)課程中進(jìn)行完全講授?；诖耍枰匦聦虒W(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理安排，突出重點內(nèi)容，可應(yīng)用精講與對比分析討論法。第三個改革的主要方向是教學(xué)方式，在此種教學(xué)模式中較常應(yīng)用到的包括講重點、講難點、講思路、講方法、講應(yīng)用等教學(xué)方式，形成一個在課堂中講授、在課外進(jìn)行講座、在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中解答疑問的互動性教學(xué)形式，關(guān)注提升學(xué)生的邏輯思維能力，同時加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。
4 結(jié)論
在教學(xué)改革的逐漸深化下，不僅僅需要做到教育理念c教育模式的改革，還需要更為細(xì)化的針對學(xué)科進(jìn)行深入改革。立體化教學(xué)系統(tǒng)是借助于信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所構(gòu)建的一個教學(xué)系統(tǒng)，全文基于無機(jī)及分析化學(xué)學(xué)科展開了網(wǎng)站立體化教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建以及應(yīng)用，其對無機(jī)及分析化學(xué)課程教學(xué)形式的改革起到重要推動作用，有效的提升了教師的教學(xué)效率、學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時促進(jìn)了交互式教學(xué)模式的形成。
課題名稱：基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺下的《無機(jī)及分析化學(xué)》課程教學(xué)改革。編號：ZY2015-09。
參考文獻(xiàn)
[1] 馮燕.基于項目教學(xué)的《使用構(gòu)建動態(tài)網(wǎng)站》課程改革研究與實踐[J].亞太教育，2015，05（25）：117.
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；探究式教學(xué)；Excel；單擺
在信息技術(shù)支持下的探究式物理教學(xué)模式是使信息技術(shù)真正成為學(xué)生自主使用的認(rèn)知和探究手段以及解決問題的工具，是利用信息技術(shù)構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境，以此提高學(xué)生自主獲取、加工、整理和應(yīng)用信息的能力。
探究式物理教學(xué)模式大體要經(jīng)過以下五個步驟： 提出問題、提出假說、制訂方案、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)與評估。下面以“單擺”教學(xué)實踐為例，展示在信息技術(shù)支持下的探究式教學(xué)模式。
1.在特定的情境中提出科學(xué)的問題
教師利用多媒體向?qū)W生展示擺鐘的振動、伽利略擺鐘的發(fā)現(xiàn)及惠更斯對單擺研究的背景材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察擺球在豎直平面內(nèi)的振動。由學(xué)生歸納上述視頻物體的振動的共性，從而引出單擺模型，師生共同研究后提出問題“單擺的振動周期與哪些因素有關(guān)？”
2.根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，提出假說或猜想
由學(xué)生討論后提出猜測：單擺的振動周期與擺長、擺角和質(zhì)量有關(guān)?？梢岳每刂谱兞糠ǚ謩e研究這三個因素對周期的影響。
3.根據(jù)已有資料，制訂計劃方案
將全班學(xué)生分成八小組，每組6～8人，師生討論后決定主要采用實驗法。各小組做實驗利用控制變量法研究單擺的振動周期與哪些因素有關(guān)，先研究擺角小于100°的單擺的振動，測量周期與質(zhì)量、擺長關(guān)系 ，再定性研究周期與擺角關(guān)系。
4.收集有價值的證據(jù)或數(shù)據(jù)
（1）研究周期與擺長關(guān)系。每組學(xué)生安裝好實驗裝置，保持單擺在小角度下振動，改變擺長L，其他不變。測量20次全振動的時間t，從而得到不同的振動周期T，分別測出不同的擺長及對應(yīng)的時間，測量記錄數(shù)據(jù)如表1。
（2）研究周期與質(zhì)量關(guān)系。保持單擺在小角度下振動，改變擺球質(zhì)量m，其他不變，測量30次全振動的時間t如表2。
5.對所收集的證據(jù)、數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，對問題做出科學(xué)的解釋，得出符合證據(jù)的結(jié)論并對結(jié)論的可靠性做出評價
（1）研究單擺的振動周期T與擺長L關(guān)系，利用Excel分析處理表1數(shù)據(jù)。①利用Excel軟件繪制單擺的振動周期T與擺長L關(guān)系的圖線：依據(jù)數(shù)據(jù)繪制出的圖線呈現(xiàn)傾向上的近似直線，同時此直線像水稻一樣略微向下垂（如T-L圖）。②利用Excel的函數(shù)擬合功能，猜測振動周期T與擺長L關(guān)系：先嘗試用直線擬合尋找了T與L關(guān)系，直線擬合結(jié)果為T=1.46L+0.66，再嘗試用多項式擬合尋找T與L2關(guān)系，擬合結(jié)果為T=-0，80L2+2.26L+0.49。
接著嘗試用乘冪擬合尋找T與 關(guān)系，乘冪擬合結(jié)果為T=2 。③分析這三種擬合中哪一個是最好的。要求表達(dá)式盡可能簡單同時與實驗數(shù)據(jù)符合程度最好，誤差最小。
（2）研究單擺的振動周期T與質(zhì)量m關(guān)系，分析處理表2數(shù)據(jù)，由表格可知當(dāng)擺球質(zhì)量變化時，周期不變，得到周期與擺球質(zhì)量無關(guān)。
（3）研究單擺的振動周期T與擺角關(guān)系，分析處理表3數(shù)據(jù)，由表格可知當(dāng)擺角小于20o時，周期基本不變。教師說明在高中階段只研究單擺在小角度下振動的周期規(guī)律。
學(xué)生進(jìn)一步查閱資料知周期T還與重力加速度g有關(guān)，最終由師生合力得到單擺小角度振動的周期T=2π /g 。
