基于5E教学模式与DISLab的高中物理实验的教学研究——以人教版“实验:探究加速度与力、质量的关系”为例

将建构主义理论下的5E教学模式与DISLab相融合,旨在解决当前高中物理实验教学中实验设备陈旧、灌输式教学、评价方式单一等问题,从而提升学生的科学探究能力和核心素养。通过“实验:探究加速度与力、质量的关系”的教学实践,验证了该融合模式的有效性。研究表明,5E教学模式与DISLab融合的教学模式显著提高了物理实验教学的质量和效果,有助于培养学生的科学思维和问题解决能力。

自主探究性实验课程的教学模式探讨

基于多年实践并辅以学生调查问卷,讨论了3种模式,即教师主导、研究生主导与本科生主导模式的适应性及其优缺点,提出“本科生为中心、教师为辅、研究生支持3种模式综合运用”的多层次实验教学体系与教学思路,并通过引入学生互评因子优化了考核体系。结果表明,该体系丰富了实验实践类课程教学模式,不仅有利于自主探究类创新实验的教学,又能充分利用实验室资源,且最大程度以本科生为中心,提升其创新思维以及动手、团体合作等能力。

液压与气压传动综合探究性实验的设计

为解决传统实验教学过程中学生高阶能力培养不足的问题,设计了基于液压挖掘机的综合探究性实验。利用虚拟现实技术建立了液压挖掘机的虚拟样机,采用Multi-system 5060手持式液压测试仪、压力传感器、流量传感器等对挖掘机动作过程中的压力、流量、发动机转速进行实测。根据实测数据分析了执行元件的动作性能、压力冲击特性、压力损失特性等,完成了相关实验资源的建设,为引导学生设计及分析液压系统提供了理论和实测依据。在此基础上提出了实验实施方案,将实验分解为设备工况调研分析、回路设计、系统设计、实操优化4个环节,引导学生以小组协作的方式探究并解决真实的工程问题。

科学探究与创新意识素养如何考?——2024年等级考实验题分析及对教学的启示

本文以《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(文中简称“课程标准”)为依据,分析、提炼科学探究与创新意识素养考查的问题结构和指向素养内涵发展进阶的水平要求;以2024年11套普通高中学业水平等级性考试化学卷中与化学实验相关的试题为样本,分析试题对科学探究与创新意识素养考查的基本情况,并结合具体案例对指向科学探究与创新意识素养内涵的不同水平试题的特点进行了深入分析,提出学业水平等级性考试化学实验相关试题对高中化学实验教学的启示。

模态分解的电能质量检测探究实验教学实践

针对“现代信号处理”课程的教学难点,以模态分解法(EMD)的电能质量扰动信号检测为例,进行了探究性实验教学仿真与实践。在教学过程中,引导学生对传统EMD电能质量检测法精度偏低的问题进行探究。然后根据探究结果,融合SVD滤波、ICEEMDAN及排列熵(PE)等多种现代信号处理技术,提出了SVD-ICEEMDAN-PE的电能质量扰动检测方法,能够提高精测精度。在此基础上,设计信号降噪、算法性能分析、扰动信号检测、实验信号检测等多个仿真对方法的有效性进行了验证。探究性实验教学是理论教学的延伸和拓展,教学过程注重以学生为中心,引导学生体会思考-探索-解决问题的科研方法,从而激发学生求学—求知—钻研的科研精神。

高中化学必修新教材探究实验设计特点比较研究

从科学探究本质、探究过程技能和探究过程水平三个维度分析2019版人教版、鲁科版和苏教版高中化学必修教材探究实验的设计特点。结果显示,教材探究实验对科学探究本质内容的呈现不够全面;探究过程技能以观察、比较、推断与预测、分析与解释技能为主;所呈现的探究过程水平基本在水平1或水平2。

基于产出结构分解的探究式实验教学设计方法研究

“四新”建设与OBE导向下的教育改革不仅对课堂教学环节提出了新的要求,实验教学环节同样需要进行再设计。基于专业培养目标、课程教学目标对实验教学的产出结构进行分解,获得知识目标、能力目标、素质目标,进而对实验教学进行再设计,提出一种探究式实验教学方法。该方法以实验教学平台为支撑,以案例项目为抓手,以团队项目管理为组织方式,设计符合产出结构的探究式实验教学方法。以“信息系统安全”课程实验为例,对探究式实验教学的设计与实施进行了说明。实施结果表明,探究式实验教学能够有效促进学生的知识、能力、素质目标产出的有效实现。

Web3D虚拟实验中探究式学习行为建模与分析研究

当前,探究式虚拟实验已在转变科学教育方式、落实核心素养目标方面发挥了积极作用,但有关探究式学习行为分析的研究较少,尚未形成系统的理论成果以更好地指导教学实践。为此,文章针对Web3D虚拟实验中的探究式学习活动,构建了具备行为记录属性的学习行为模型,并借助该模型设计实施了教学应用实证研究。通过聚类分析,本研究发现大致存在四类学习者:擅长理论学习,重视测试结果的学习者;喜欢视频/动画类学习资料,重视评价与反思的学习者;擅长建构实验,对理论性概念学习不感兴趣的学习者;投入程度低,完成任务型的学习者。最后,文章结合学习者的学习行为分析结果,从激励机制、学习资源、实验设计、讨论交流四个方面提出了优化策略,以期为后续探究式虚拟实验平台的研发和应用提供参考。

“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学——“一生一方案”,因材施教实验教学法

围绕以学生发展为中心的创新人才培养目标,我们在多年持续教改和探索基础上,提出了“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学。要求学生在完成既定的综合实验基础上,针对实验过程中发现的问题,自主设计探究方案,进行个性化实验探究;同时,将研究生组会研讨模式融入到本科生实验教学中,增设方案答辩环节,实现“一生一方案”的教学。该教学方法实施以来,成效显著,不仅激发了学生学习兴趣和实验潜能,锻炼了实验思维和知识运用能力等综合实践能力,而且开启了对求异思辨、创新能力的培养,教学模式得到普遍欢迎和首肯。

控制变量法探究烷烃取代反应的实验条件

取代反应是典型的有机化学反应类型,烷烃取代反应实验效果的影响因素较多,通过控制变量法探究烷烃与氯气光照发生取代反应的优选条件,单一改变反应物、反应容器、光照条件等变量以获取烷烃取代反应的演示实验的较佳效果,能帮助学生更充分地理解取代反应的概念,更好地服务于化学课堂教学。

融合工程设计和5E教学模式的探究实验教学

随着现代科学技术的发展,人们对创新实践能力的培养愈发重视,传统课堂教学在培养学生创新能力方面存在不足,5E教学模式与工程设计项目训练相结合能对传统教学进行补充.以“水果成熟度检测实验”为例,在工程设计项目中融入5E教学模式,探索将“如何做”的实际问题引入课堂,提升学生的动手实践能力和批判性思维.探讨将科学探究与工程设计整合的新模式,并以迭代优化为要求,运用问题形式对学生的错误设计进行纠正,促进学生形成科学思维和工程思维的正反馈.

探究式实验发展学生证据推理能力——以“氢氧化亚铁的制备”为例

本文以“氢氧化亚铁的制备”为例,设计了结合控制变量法与舒伦克线等实验方法的探究式实验。在探究灰绿色成分产生原因的过程中,学生通过设计无氧条件完善实验方案并制备氢氧化亚铁,不仅完成了实验教学目标,还探索了以探究式实验促进证据推理能力发展的有效途径。

复材管力学性能测试系统多层级探究式实验教学

依托大学生创新创业项目,结合纤维增强树脂基复合材料在海洋工程中应用的前沿,开展了基于多层级探究式实验教学研究,制作了能准确测量复材管轴向受压和环向受拉力学性能参数的测试系统,构建了复材管双向非线性模型。每个层级学生团队在导师指导下开展特定主题的科学探索活动,学习前沿理论知识或者培养关键实验技术能力,从而实现该层级综合能力的培养目标。通过研究表明,选定合适的科学前沿问题开展多层级探究式学习,不仅使大学生获得了对科学前沿课题相关背景及知识的理解,而且还显著提升了学生的创新能力和团队协作能力,培养了学生的科学研究素养。

氧化钙塑料试剂瓶膨胀破裂原因的探究实验

对氧化钙塑料试剂瓶膨胀破裂的原因开展实验探究。实验一在量筒中加入无水乙醇分别浸没氧化钙和氢氧化钙两种固体粉末,可测得粉末的体积,从而计算它们的真密度。结果表明,氧化钙吸水变成氢氧化钙后,真密度从3.45 g/cm^(3)变为2.33 g/cm^(3),质量是原来的1.32倍,相当于真体积膨胀至原体积的1.95倍。实验二让10 cm^(3)氧化钙粉末充分吸收水蒸气3天,再放回到量筒中重新测量体积,发现粉末堆积体积增大至22 cm^(3)。因此,试剂瓶破裂的原因是氧化钙受潮吸水后体积大幅膨胀。

探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解--能力的影响研究—基于“植物生理学实验”课程

文章基于“植物生理学实验”课程,对探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解能力的影响进行了研究,采用准实验设计,选取40名生物学师范生作为研究对象,进行科学探究理解能力的前后测评,结果显示,探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解能力的各维度都有积极影响。

基于真实问题情境开展实验探究的教学案例设计——以“揭秘84消毒液”为例

新课改背景下,教学目标愈加重视学生学科核心素养的培养和发展,本文以“揭秘84消毒液”为主题,选择贴近生活的真实问题“如何正确认识和科学使用84消毒液”创设情境,基于学生实际学情,设计了“感知84消毒液”“84消毒液的性质探究”“84消毒液的消毒原理”和“84消毒液的科学使用”四个环节,通过一系列真实问题引导学生进行实验探究,对学生发散性思维的培养和中学化学教学有一定的理论启发和实践指导意义。

对两个中学化学实验问题的探究

能否用Fe与CuSO_(4)溶液反应验证质量守恒定律,实验室制取CO_(2)时如何选择盐酸的浓度,是一部分中学化学教师在实验教学中遇到的两个疑难问题。基于此开展实验探究发现:Fe与CuSO_(4)溶液反应,不适宜用于课堂教学中验证质量守恒定律;实验室制取CO_(2)时盐酸的物质的量浓度,以6~8 mol/L为宜。

基于教材化学实验指导学生开展课外科学探究

教师依据教材中的化学实验资源,进行资源整合、优化、拓展和延伸,有助于指导学生开展课外科学探究项目,如青少年科技实践活动、青少年科技创新大赛比赛项目,调动学生的主观能动性,进行自主、探究式学习,有助于提高学生综合运用已有知识提出问题、分析问题和解决问题的能力,落实化学学科素养,提升科学素质。

数学实验:让学生在亲历探究过程中学会学习

数学实验是教师引导学生在特定的任务情境中,借助一定的工具,以“做”为支架,在数学思维的参与下,理解数学知识、验证数学猜想和发现数学结论的一种学习方式。随着课改的不断深入,一线教师已经认识到数学实验对变革教学方式的意义,但还未真正发挥实验的价值。为此,教师要引导学生经历完整的数学学习过程,积累“定位实验—驱动实验—引领实验—策划实验—优化实验—反思实验”的经验,从而形成实验探究的能力。

有机化学探究性实验题例析

有机化学探究性实验题,以考查有机物结构与性质、反应类型及本质为素材,重在考查学生的证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等核心素养.