思想实验_一种适合计算思维的教学方法_王荣良
王荣良 华东师范大学
思想实验：一种适合计算思维的
教学方法
● 认识思想实验
提起实验在科学中所发挥的强有力的作用，伽利略是功不可没的。伽利略凭借他独特的实验设计、高超的实验技巧，成就了一个又一个天才的实验，用实验事实推翻了亚里士多德2000多年的科学统治地位，具有划时代的意义。其中，比萨斜塔的自由落体运动实验，是一个经典的实验，当年伽利略登上比萨斜塔塔顶，将一个重100磅和一个重1磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地同时落地，从而证实了亚里士多德关于“物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢”的断言是错误的。
我们有理由猜测，伽利略在比萨斜塔做自由落体运动实验前，已经知道亚里士多德的观点是错误的。伽利略在1636年的《两种新科学的对话》中写道：如果依照亚里士多德的理论，假设有两块石头，大的重量为8，小的为4，则大的下落速度为8，小的下落速度为4，当两块石头被绑在一起的时候，下落快的会因为慢的而被拖慢。所以整个体系和下落速度在4～8之间。但
两块绑在一起的石头的整体重量为12，下落速度也就应该大于8，这就陷入了一个自相矛盾的境界。所以，物体下落的速度应该不是由其重量决定的。
这也是一个实验过程，只不过与比萨斜塔所做的真实的物质实验相比，这个实验的整个过程是在人脑中完成的，通过推理来推进实验的步骤和过程。这种实验，称为思想实验。事实上，思想实验并不是伽利略时代才开始有的，在各种物质条件和观察设备缺乏的古代，思想实验所起的作用有时比物质实验还要大。随着现代科学理论的完善，思想实验的过程更加严谨了。
在当前的科学实践中，当现有的实验环境不能满足实验自身的要求时，实验者会在其自身的思维领域构建出一个条件似真的理想化世界，这个理想化的世界中包括了理想化的实验仪器、设备、实验环境以及符合要求的理想化的实验对象，在这个虚拟的环境中进行实验的处理以及应用逻辑思维整理和进行实验结果的验证。
因此，思想实验就是运用人脑思维而不是实物观察的实验过程，
从已有且公认的经验事实出发，假设出一个现实中有可能无法实现的似真的环境，并经过一系列的推理推导出最终的结论，用来作为对某一理论的支撑和证明。
在教育教学过程中，有两种情况可以开展思想实验：现有的实验设备不能满足实验实施的需要，或实验的中间过程无法直接观察。前者如物理学的中原子核裂变，后者如程序设计，我们可以知道程序运行前的条件和运行后的结果，但是无法观察程序运行的过程。
● 思想实验的意义与特征近代科学中所倡导的实验注重借助各种科学仪器，人为地改变自然条件，为种种现象的发生创造优越于自然条件的人工条件。但实验条件的改善，并不能否认思想实验的作用。开展思想实验的意义，并不仅仅在于规避实验设备的使用，更重要的是能够超越现有的物质条件，探索真理。
首先，开展思想实验，可以克服物质实验的局限性。在物质实验中，不可避免地会受到整个实验设备的制约，也会受到温度、湿度等实验环境的影响。在这种实验氛围
和背景下，思想实验能够突破客观限制，减少实验花费，缩短实验周期，完成理想实验。
其次，开展思想实验，可以化具体为抽象，在思维领域中对事物的复杂性进行深入改造和纯化。在这样的过程中，无关紧要的环节被简化，无足轻重的条件被排除在整个实验之外，而实验中最为重要的部分可以得到强化并系统地利用与分析，凸显出最为本质、最为客观的规律。同时，思维逻辑可以得到进一步理论化和抽象化。
最后，开展思想实验，可以为旧理论的内在矛盾呈现提供理想情境，验证理论，提出假设，科学预测，同时催生新的科学理论。伽利略就是通过自由落体运动的思想实验，揭示了亚里士多德理论的矛盾所在，并为现代经典物理理论的诞生提供基础与假设。
从上述对思想实验的考察中，我们可以看到，思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动，这样不必物化就可得到确定的结论。其思想操作包括以下几个层面：其一，对从未进行过的或潜在的可以实现的实验进行预想；其二，为形成理想实验，对真实实验进行理想化的抽象；其三，对现实中不存在、与经验相矛盾的现象进行逻辑、有意义的想象。
思想实验有如下特征：
首先，思想实验具有实验的可操作性。思想实验不是实际进行的实验，是头脑中的实验。之所以称
之为“实验”，是因为这种思维活动
是按照实验的格式展开的，有可操
作性。
其次，思想实验具有严密的逻
辑性。在思想实验进行的过程中，
逻辑推理是它的基本工具，人们
在构思思想实验时，可以根据自己
掌握的经验和知识、当时的科学水
平，就被研究的客体进行充分的联
想，运用其逻辑思维联系有关的概
念并进行推演。
在计算学科中，图灵机的诞生
就是思想实验的一个案例。早在
1935年，图灵就开始构思一台抽象
的机器——理论上完成机械计算的
机器，这种机器是一种想象的、能
计算任何严格可定义的计算过程或
算法的计算机，它按照事先设计好
的指令或步骤把信息从一种形式转
换为另一种形式，用于推理、计算。
图灵定义了“计算”的逻辑基础，
设想有一个可以左右移动的划分成
小方块无限长的纸带、一个读写纸
带的装置以及一个控制器所组成的
机器，规定机器有四种操作：作出
标记、改动标记、把纸向前推动、把
纸向后推。一旦为这台机器制订以
上四种操作的规则以后，图灵机就
可以自动地一次扫描一个方块并且
可以“读”或“写”某些东西，可以
把所写的东西擦掉，可以一次将纸
带向左或向右移动一个方块。当它
达到某一点并完成其任务时，它会
自己停下来。图灵机是一个虚拟的
机器，图灵机理论提出之时，还没
有真实的计算机，但是运用图灵
机就可以模拟机械计算的过程和
细节。图灵机的发明与执行过程是
一个思想实验。图灵机是对计算的
高度抽象，在对计算的基本逻辑进
行定义后，它可以不依赖于物质的
计算机而完成每一个计算状态的演
算，从而提出计算机的基本结构和
工作原理。
● 思想实验的建构方法
科学实验是人们为实现预定目
的，在人工控制条件下，通过干预、
控制科研对象而观察、探索科研对
象有关规律和机制的一种研究方
法。一份实验报告通常会包括以下7
个部分：①实验目的；②实验原理；
③实验环境和仪器设备；④实验步
骤；⑤实验结果；⑥实验结果的分
析；⑦实验结论。这7个部分，反映
了科学实验的三个阶段：实验准备
阶段、实验实施阶段、实验结果处
理阶段。
实验准备阶段涉及实验目的、
实验原理、实验设计、实验环境。实
验目的是明确为什么而进行实验，
是依据研究目标而定的，有的用于
验证，有的是为了探索。实验原理
是理论的逻辑起点，整个实验就是
以此为依据的，若实验结果出现矛
盾之处，理论也会受到质疑。实验
设计是实验正确实施的关键，最能
体现实验设计者的思想和智慧。实
验环境是实验仪器、设备、材料的
准备以及外部环境的要求。实验仪
器、设备、材料的准备，表面上是一种纯物质的活动，实际上也渗透着实验者的思想，因为每一种仪器的选择与设计，都是以某一种理论为依据的。
实验实施阶段是实验者操作一定的仪器设备使其作用于实验对象，以取得某种实验效应和数据。这个阶段的活动是一种客观的物质活动，是对人们已有认识的检验，也提供新事实让人们认识。
实验结果处理阶段是对实验结果进行分析，排除实验过程中一些主客观因素对实验结果的影响，消除误差，得出正确的结果。
思想实验与常规的学科实验有着相似的过程。借鉴科学实验的设计与实施过程，我们给出思想实验5个基本要素——问题目标、思想工具、逻辑起点、实验细节、结论分析，从而形成思想实验的基本方法。
问题目标明确实验的目的，也是就思维的方向、一切的思想推演都是以此为目标的。思想实验没有物化的实验仪器，其思想工具主要是逻辑工具和学科工具。逻辑是思维的最基本工具，学科工具反映了思想实验所对应学科使用的基本学科方法。而逻辑起点正是规定了学科的基础点，也明确了哪些学科工具是可以在思想实验中使用的。实验细节是实验步骤的设计，也是运用思想工具进行推演的过程，这是思想实验中最核心、最精彩的部分。最后，结论分析是对思想实验
的总结。
现在来看伽利略的自由落体运
动思想实验。问题目标是明确的，要
对亚里士多德的理论提出质疑。逻
辑起点依然是运用亚里士多德的理
论，即“物体从高空落下的快慢同
物体的重量成正比”，这也是其学
科工具，即“重的物体（H）比轻的
物体（L）下落速度快”。其实验细
节的设计是巧妙的，首先将两个轻
重不一的物体H和L用绳子连起来，
接下来由两个推演过程组成：其
一，H+L应该比重的物体H下落速
度快，即VH+L>VH>VL；其二，
两个物体在一起时，因轻的物体L下
落速度慢，较重的物体H产生拉力，
导致VL 依据现在的逻辑起点的学科工具， 导致一种荒谬的结论。 事实上，物质实验和思想实验 并不是完全对立的。物质实验可以 通过思想实验不断纯化，逐渐达到 事物的本质。在每次的物质实验的 实验结果处理阶段，实验者都会分 析实验结论，对实验过程中的条件 进行调整，从而使实验结果更理 想。这其实也是一个思想实验的过 程。同样，思想实验也可以通过物 质实验来得到验证，伽利略的斜塔 实验就达到了这样的目的。 ● 计算思维教育中的思想实验 思维能不能教，在学界一直有 争议。有人认为思维不能教，有人 认为思维教不会，也有人认为思维 是不需要教的。作为知识教育，是 先将隐性知识显性化，通过语言、 文字、图表来表达，然后进行传授 和学习。而开展思维教育，首先，遇 到的困难就是如何将人脑中的思维 表达出来。其次，一般思维技能的 训练需要辅之以大量的具体知识， 而这些知识的掌握是需要一定的 时间、精力和能力开销的，也就是 说，思维教育与知识学习是紧密相 关的。 在中小学开展计算思维教育， 同样也会遇到这些问题。笔者在 《计算思维的方法观》（《中国信息 技术教育》2016年第6期，总233期） 一文中，阐述了这样一个观点，可 以把计算思维用学科方法来物化， 这样传授计算学科方法可以成为计 算思维教育的一个途径。但是用计 算学科方法的外壳，来表达计算思 维，需要把握好一个度。过分强调 方法细节，有可能关注了技巧而忽 略了思维。 开展思维教育需要有一定的知 识基础。计算思维教育需要相应的 计算学科知识。然而，计算思维教 育具体实施过程中需要哪些学科知 识，还缺乏深入的研究。特别是计 算学科的知识学习门槛高，对在中 小学开展计算思维教育形成明显的 障碍。 计算思维是跨接现实世界和计 算机世界的思维。在没有出现计算 机以前，人类面对的现实世界主要 是一个物理世界，人们每天处理着 大量的物理量，进行着生产、生活以及学习活动。有了计算机以后，计算机构成了一个独特的世界，它是按人的规定有限地反映现实世界，模仿人类处理现实世界的物理量，同时也构建了与现实世界不一样的时空观。我们把这个称为计算机世界，人类是按预设的目标要求，通过对现实世界的分析，来规划、设计、构造计算机世界的。在这个规划、设计、构造计算机世界的过程中，蕴涵着人的计算思维。从这层意义上说，采用思想实验的方法开展计算思维教育，比一般的思维教育有优势。计算思维是计算学科的学科思维，计算机是计算学科的代表物，运用和理解计算机的行为，可以帮助人们理解计算思维。 计算机相当于是一个“黑箱”。所谓“黑箱”，就是指那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状态的系统。虽然是一个“黑箱”，不能直接观察计算机内部的每一步操作，但是计算机具有确定的、构造的自动化属性，具体表现为：其一，计算机的每一步操作是预设的，也是明确的，在相同的外部条件下，一定会按相同的操作步骤执行；其二，对于可计算问题，计算机可以在有限的时间内通过有限步骤得到运行结果，运行结果是可观察的，且在相同的外部条件下，获得的结果一定是相同的。这为思想实验的开展提供了便利。 计算机的“黑箱”特性给中小学生理解其机理带来了困难。但在 不直接影响原有黑箱内部结构、要 素和机制的前提下通过观察黑箱中 “输入”“输出”的变量，得出关于 黑箱内部情况的推理，寻找、发现 其内部规律，实现对黑箱的控制， 正适合于思想实验。 如下图所示，计算机解决问题 的过程是“功能描述—形式化表 达—计算机代码—执行结果”，即 人们根据实际需要给出功能描述 的形式化表达，然后编制程序代码 由计算机运用得出结果。从计算机 代码执行到结果输出，是计算机世 界完成的工作，作为计算机使用者 或学习者，在对功能描述形成形式 化表达以后，一定会有一个预设结 果，可以与计算机执行的真实结果 进行比较判别，以确定计算机的运 行是否符合预设的要求。那么，他 是如何在计算没有执行的时候就有 预设结果的呢？他一定是根据计算 机的执行规律在大脑里进行了推 演，即如图所示的“?”部分。这个 推演过程就是思想实验的过程，并 且其思想实验比伽利略的自由落体 实验更容易获得验证，因为作为研 究客体和工具的物化的计算机，可 以重复多次运行。 对照思想实验提出的问题目 标、思想工具、逻辑起点、实验细 节、结论分析这5个基本要素可以发 现，与一般思想实验不同，基于计 算思维的思想实验具有思想实验的 预设结果与计算机的执行结果的比 较判别这样一个环节。因此，其关 键点是实验细节的设计主要由推演 设计和观察点设计两部分组成。推 演是在逻辑起点和思想工具基础上 完成的，功能描述和形式化表达是 其逻辑起点，基本的逻辑演绎工具 和计算学科工具是其思想工具，推 演过程就是在大脑中完成指定的计 算机执行过程。观察点是用于判断 推演过程与计算机执行过程是否一 致的参照点，其中，推演的预设结 果和计算机的最终运行结果是最重 要的观察点，但不一定是唯一的观 察点。推演过程中，可以设计更多 的观察点，可以有效地反映从功能 的形式表达到预设目标实现的逻辑 过程。因此，设计合适的观察点，是 基于计算思维教育的思想实验的重 要组成部分。 以下是一个关于程序调试的教 学案例： 一个求100以内所有素数的VB程 序，这个程序共有2个错误，要求找 出这些错误。 Dim flag As Boolean, m As Integer, k As Integer flag = True Print For m = 2 To 100 k = 2 Do While k <= m If m Mod k = 0 Then flag = Flase k = k + 1 Loop If flag Then Print m Next m 以上程序含有的2个错误，都是用错语句或漏写语句，属于语义类错误或逻辑错误，VB系统不会给出语法出错之类的提示。教师提出了如下教学实施要求：①请学生复核求素数的算法；②针对Do While-Loop循环，演算程序执行过程是否符合要求；③针对For-Next过程，演算程序执行过程是否符合要求；④了解学生完成情况，适时引入“设置断点”的调试方法。 该教学过程的目标是找到程序中的错误之处，以取得正确的程序以及运行结果。其深层次的目标是对相关算法及程序执行过程的深刻理解，并培养学生程序调试的能力。程序调试是典型的人脑对程序的推演与计算机真实执行程序过程的比对过程。教师要求学生复 核求素数的算法，就是为后面的推 演建立逻辑起点。对于存在的逻辑 错误，可以通过推演程序的执行过 程，来查看每次的输出是不是符合 要求的素数。在实际的程序调试过 程中，引入了“设置断点”的调试方 法，也就是设计合适的观察点，以 便提高错误诊断的效率。 站在计算思维的角度，一个具 备计算思维的人应该习惯于运用计 算机科学的基本概念来思考问题、 解决问题，其前提是清楚计算机是 如何解决问题的，或者说计算机是 如何“思维”的。尽管我们说计算 思维是人的思维，目前的计算机还 不具备思维能力，但清楚计算机自 动、有序的执行指令，是把握计算 思维的基础。程序调试是一种很好 的手段，可以让程序调试者设想自 己是计算机，对于给定的程序，计 算机是如何按预设的计划执行。 “断点设置”提供了一种有效的手 段可以让计算机控制的程序执行与 人脑中设想的程序执行同步。 ● 结论 围绕程序调试与纠错的教学， 其显性目标是完成程序编写，形成 正确的语言，学习编程。而隐性目 标则有三：其一，提高编程技巧；其 二，理解计算的原理；其三，培养计 算思维。如前面所述，我们可以通 过思想实验的方法来实现计算思维 的培养。当然，程序的学习与应用不 是计算思维培养的唯一场所，思想 实验也不是只能在程序调试的学习 中运用。 思想实验是依据真实的实验为 模板而展开的一系列的复杂的思维 逻辑活动。逻辑作为思想实验构成 的框架，贯穿于整个实验的过程和 结果，并且统一体现在实验过程和 结果的逻辑表述。思想实验细节的 设计，就是以具体的学科理论为起 点，在逻辑框架下证真或证伪某一 个学科观点。而相应的学科思维， 则可以在整个思想实验过程中得到 展开和运用。 思想实验的实施过程，是人理 解计算机的执行过程，是人认识计 算学科相关知识与理论的过程，也 是计算思维的展示、运用以及培养 的过程。因此，在教学过程中，应用 思想实验的方法，可以更加突出思 维的训练和计算思维的养成。 参考文献： [1]王荣德.思想实验及其在科学发展中的作用[J].科学学研究,2001(1):14-21. 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[5]王荣良.计算思维教育[M].上海:上海科技教育出版社,2014. 2020年实验教学方法与教学手段改革概述范文稿烹饪与营养教育实验教学示范中心以学生为本，多渠道、多样式提供实验资源，全方位、立体式地开放实验室，在分层次实验教学模式方便进行了有效尝试，并取得了一定的经验。 1 实验技术 (1)根据烹饪、营养本科生地招生特点，寻求共性和发掘内在联系，根据烹饪与营养教育教学实验的特点，将单一的、分散的实验组合在一门综合性实验课程中，在注重培养基本实践技能的同时，又培养了学生的综合实践能力。 (2)建立实验教学实践基地，开展综合性设计性实验，培养学生自主应用基础知识、各种实验技术和方法，分析和解决实际问题的能力。烹饪实验基地分布全国十多个省份的高星级酒店，并与食品企业建立实验、实xx台，提供学生烹饪技能创新大赛、科研创新的机会，如耐特食品、益海嘉里等知名企业。 (3)实验课程设置符合专业特色和职业需求。实验安排能由浅入深，由简单到综合，将烹饪基本功、基本技能训练等基础性、技能性、工具性的实验安排在大学一二年级，将中国名点、名菜等理论性、应用性、专业性、开放性的实验安排在大学三年级，以达到基础为专业服务。 (4)实验教学手段运用现代前沿的科技成果。利用中心的科研支撑，把相关学科前沿科技成果以及与其相配套的先进实验技术融入到实验教学中，如烹饪菜点工艺标准化(扬州炒饭、挂糊工艺等)的研究成果，智能化烹饪机器人，分子烹饪实验室等先进的实验条件充分应用到实验教学中，对实验项目不断深入提高起到了很好的作用。 (5)积极参与大型社会性实践活动，开阔学生的视野，提高学生的实践操作能力。烹饪与营养教育专业利用学校的资源优势和专业影响力，积极组织学生参与到高要求的技能实践中去，如奥运会、残奥会、大运会等餐饮服务，既提高了学生的综合操作技能，有开阔了视野。 2 实验教学方法 实验中心的实验教学坚持以“开放”为中心，以学生为主体，教师为主导，注重基本操作技能和综合素质的培养。提倡学生以自主式、合作式、研究式为主的学习方式;教师以探究式、讨论式和启发式教学方法进行教学，实现师生互动，启迪学生思维，培养学生获取知识的能力。鼓励学生采用多种形式、多种方法进行实验，允许学生在实验室以外的环境进行实验。 (1)基础性必修实验：实验内容由老师统一设置，目的是强化训练基本的实验技能和正确的操作方法，同时验证和巩固已学的理论 山西大学研究生学位课程论文（2014 ---- 2015学年第 1 学期） 学院（中心、所）：教育科学 专业名称：心理健康教育 课程名称：教育科学研究方法 论文题目：教育研究方法——实验法 授课教师（职称）：徐冰鸥（教授） 研究生姓名：王琨、李鑫洁、牛羊 年级： 2014级 学号： 201421409006 201421409007 201421409009 成绩： 评阅日期： 山西大学研究生学院 2014年 12 月 31 日 第八章教育实验法 第一节教育实验法概述 一、教育实验法的含义 二、教育实验法的起源 三、教育实验法的特点 四、教育实验法的功能 五、教育实验法的优缺点 六、教育实验的种类 七、教育实验法的一般步骤 第二节教育实验研究的效度 一、教育实验的效度 二、教育实验研究效度的控制 第三节教育实验研究的变量 一、变量及分类 二、自变量的控制 三、因变量的控制 四、无关变量的控制 第四节教育实验设计 一、实验设计 二、实验设计分类分类 三、教育实验设计的一般步骤 四、教育实验设计类型 五、真实验设计与准实验设计 六、教育实验研究的意义 七、文献分享 第一节教育实验法概述 第二节教育实验研究的效度 一、教育实验法的含义 教育实验研究是研究者按照研究目的，合理地控制或创设一定条件或因素，人为地干预、变革研究对象，从而验证假设、探讨教育现象成因，揭示教育规律的一种研究方法。 二、教育实验法的起源 在传统的教育研究中，思辨的方法一直占主要地位。教育实验法是在近代科学的发展，特别是心理学中试验方法的运用而逐渐发展起来的。 1879年，德国心理学家冯特创立了第一个心理实验室，他把教育学看作应用心理学，虽然有一定的片面性，但毕竟在教育学中导入了自然科学的研究方法。其研究范围包括儿童身心发展及学校中其他实际问题。 其后，冯特的学生梅伊曼和同代人拉伊创立了实验教育学。主张用实验的方法研究教育活动中儿童身心的状态，为教育研究提供了新的方法。 三、教育实验法的特点 1.教育实验对象的特点 严谨性。教育研究对象是人。人的身心特点、年龄特征等都会对教育实验过程产生影响，情况复杂多变。因而，对教育实验条件的控制，要求更高，更复杂。 伦理性。教育实验应尽量避免失败，不能损害学生的身心健康。 2.教育实验环境的特点 真实性。教育实验主要采用自然实验法，在自然、正常的教育教学活动中进行实验，以保证实验结果的可靠、真实。 全面性。自然实验法条件控制困难，干扰较多。实验过程要全面、辩证地考虑问题。 3.教育实验周期的特点 长效性。“十年树木百年树人。”几年、十几年、几十年的反复实验。 主动性、控制性。为了提高教育活动的效率，要主动变革教育条件，探索有效的育人途径和方法。 4.教育实验结果的特点 量化的模糊性。教育实验中，人的精神活动千变万化，多是在人脑中，不便直接观察，也不便精确测量，难以获得准确数据。应该定性和定量相结合。不能进行定量分析的问题，应进行定性分析，不能牵强附会。不能认为只有量化的教育实验才是科学的。教育实验的科学化不等于教育实验的量化。 四、教育实验法的功能 1.检验现有的教育理论和教学方法是否有效。 2.检验自己的设想是否正确，以丰富和发展已有理论。 3.检验他人的成果是否有效，以便在引进时改造、变通、发展。 4.为新的教育理论寻找可行的操作程序。 一、选择题(每小题3分，共30分) 1.以下说法正确的是（） A.多次测量可以减小随机误差 B.多次测量可以消除随机误差 C.多次测量可以减小系统误差 D.多次测量可以消除系统误差 2.用分度值为0.05的游标尺测量一物体的长度，下面读数正确的是（） A.12．63mm B.12.64mm C. 12.60mm C.12.635mm 3.牛顿环测曲率半径实验中，观测到的同心干涉圆环的疏密分布是什么（） A.均匀分布 B. 从内到外逐渐变得稀疏 C.从内到外逐渐变得密集 D.无规律的 4.0.070的有效数字有（） A.1位 B.2位 C.3 位 D.4位 5.某电流值的测量结果为I=(30.55±0.05)mA，则下面关于被测电流的真值I0的哪种理解是正确的( ) (A) I0=30.55mA (B) I0=30.50mA或I0=30.60mA (C) 30.50mA 高校实验室教学管理制度 第一章总则 第一条实验教学是理论和实践相结合的教学过程，是学院整体教学的重要组成部分，是培养合格人才的一项基础性工作。实验教学既和理论教学有着十分广泛、密切的联系，又有着不同于理论教学的特点，在培养和造就全面发展的人才方面起着特殊的教育作用。为了 加强实验教学管理，不断提高实验教学质量，特制定本办法。 第二条实验教学不但使学生在基本知识、基本方法、基本技能方面受到训练，而且能培养学生动手能力与分析问题、解决问题的能力，培养他们理论联系实际、实事求是的科学精神。 第三条实验室应围绕学生教育和学院的培养目标不断吸收教学及科研的新成果，更新实验内容、改革教学方法，提高实验教学和实验技术水平，并在确保学生教育为主的基础上，开展科研工作。 第四条实验教学管理实行院、部、教研室三级管理。 第二章管理职责 第五条教务处承担如下职责： 1、根据教学计划和教学大纲要求，制定全院实验教学项目发展 规划。审定年度开设的实验教学项目内容和开设条件。组织落实全院 各专业对学生基本实验能力培养的任务。 2、做好实验教学管理工作，组织编写和修订《实验教学大纲》，统计实验项目的开出情况，检查各实验室基本任务完成情况，组织进行实验教学内容、实验教学方法等方面的改革，提高实验教学的质量和效果。 3、制定和完善教学管理制度，组织开展实验教学评估工作。不断深入研究实验教学规律，及时总结、交流推广实验教学经验。 第六条部（教研室）教学领导职责： 1、根据学院各专业的教学计划和各课程实验教学大纲，负责学 院实验教学项目的开课计划、发展规划，审定实验项目的个数、内容、时数，组织落实实验教学任务。 2、组织实验教学方法和实验技术的研究，进行实验教学方法和实验教学内容的改革，有计划、有目标地提高实验开出率和实验质量，对学生的基本实验能力进行检查和评估。 3、组织进行学院各课程实验教材和实验指导书的编写、修订和 第七条实验教师和实验技术人员要以实验教学为主要任务，认真做好实验课的准备工作，深入研究教学内容和方法，保证实验课的顺利进行和实验教学质量的提高。在实验过程中，要注意开发学生的智力，培养学生的实验技能和严谨的作风，严格实验考核，不断开发新的技术并运用到教学中来。 第三章实验教学管理 第八条实验教学必须按照国家教育部或学院编印的教学大纲和教学计划，保证各门必修课应开出的实验教学时数和实验项目的个数，不得随意削减或挤占大纲规定的实验个数和时数。 第九条凡教学大纲、教学计划内规定必开的实验教学课程、实验项目和时数，因教学基本条件等原因而不能开出的，应制定实验开出计划，并创造条件逐步开出，以达到大纲要求。 第十条尚无规范大纲的实验教学必修课程，应根据学院总体规划、培养目标和实际条件制订、完善实验教学大纲，教学要求、实验项目的数量、内容和学时比例报学院批准，列入学院教学计划方可执行。 第十一条对已执行的实验教学大纲和教学计划进行修订、补充、增删改变等，应由实验室和部（教研室）提出书面报告，报教务处审定后执行。 第十二条选修课程的实验教学管理应在保证必修课程实验教学的基础上，根据设备和财力等基本条件，由部（教研室）决定是全部开出或是部分开出，项目报教务处审查并备案。 计算思维 周以真 计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。计算思维直面机器智能的不解之谜：什么人类比计算机做得好？什么计算机比人类做得好？最基本的问题是：什么是可计算的？迄今为止我们对这些问题仍是一知半解。 计算思维可以做什么？ 计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），还要学会计算思维。正如印刷出版促进了3R的普及，计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。 计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。 当我们必须求解一个特定的问题时，首先会问：解决这个问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方法？计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。表述问题的难度就是工具的基本能力，必须考虑的因素包括机器的指令系统、资源约束和操作环境。 为了有效地求解一个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就够了，是否可以利用一下随机化，以及是否允许误报（false positive）和漏报（false negative）？计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。 计算思维是一种递归思维。它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。它是由广义量纲分析进行的类型检查。对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程序调用的方法，它既知道其威力又了解其代价。它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。 计算思维采用了抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是关注的分离（SOC方法）。它是选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。它是我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全 教学方法与手段 一、教学模式的设计与创新 运用“工学结合”教学模式秘书实务中，“会务组织、商务活动、接待工作”等是本课程的重点内容，其实操性强、技能要求高。为了使学生达到熟练掌握课程重点内容所需的知识和技能的目的，我们通过“工学结合”教学模式，一是利用企业真实工作现场、工作项目和工作过程构建生产性教学实践环境，让学生直接参与企业会务组织、经营活动策划、现场布置和接待等真实的企业活动；二是利用校内模拟仿真型的实训室和现场，运用项目导向，任务驱动方式，采用“教、学、做”一体化教学方法和手段，使学生在“做中学，学中做”。从而使学生很好地理解和掌握了课程的重点内容。例如：商务活动中的签约仪式、庆典活动策划等在模拟实训室进行仿真演练，这种边学边做的方式受到学生的普遍欢迎，取得了较好的教学效果。 二、多种教学方法的运用 近年来，课程组在实施学习情境教学的过程中，采用了多达12种的教学方法，除了有常见的讲授法、案例研讨法、引导自学法、视频教学法、实物操练法等，更是尝试了一些比较有特色的教学方法。 1.工作场景模拟法 本课程的主要学习工作任务就是在课程教学中，完成“企业文书管理”、“企业办公室事务管理”等6个学习情境中的多个教学实训项目。每个实训项目内容都与实际工作相同。为提高教学效率、激发学生的积极主动性和锻炼学生职业技能，我们在教学过程中将学生按照5人左右一组成立商务公司，所有实训项目均放在各公司背景下进行。在实训项目操作中，每个公司需要各自承担不同企业的秘书工作，通过完成任务，达成准职业人标准。 2.分角色扮演实训法 虽然从秘书实务角度来看，课程教学中学生的主要角色就是秘书，但是在不同的企业、不同的工作场景中，会产生不同角色。学生需要交替扮演不同的角色，这样有利于学生认识秘书岗位特点，完成不同的工作任务。分角色实训有利于学生在工作中进行换位思考，也有利于学生从不同角度得到技能的全面训练。 3.任务驱动，成果导向法 课程组结合具体的工作任务，将课程内容整合成为6大学习情境，并将每个学习情境里的大任务细分为若干个小任务。让学生以秘书身份随着课程情境的渐近开展逐一完成项目的任务，当课程结束之际，学生完成工作任务，并进行成果展示。 4．实操与竞赛合一法 “实验室教学法”讲座 培训日记 ——中德合作“FMH”引进项目 主讲人：Dr.Kersten 模块名称：道路交通工程的电气工程、 信息与通信技术基础 小组成员：吴晓华、仇海兵、单晓涛 日期：2月23日 一、培训时间和内容安排 2月23日演讲人：Dr.Kersten 内容：专题讲座——实验室教学的教学方法 二、培训内容整理 （一）教与学的模式 大多数教学是在实验室里进行的，所以我们讲究应用，针对这一类的学科单纯理论授课效果并不显著。故我们的理工科定理等，我们要用试验验证，故要在实验室。所以大学、工厂、研究所里总有实验室或相关车间进行试验的验证研究，故我们越来越强调实验室的作用，同时越来越强调实验室教学方法。实验室教学主要要考虑以下三方面 A.实验室培训模式的引入 B.如何将理论知识实践化，变成行为 C.我们的整个教学实验过程实现什么样的功能。 1、为什么我们的试验教学法越发重要 建议我们高校老师将理论课、讨论课、实训课相结合，实现教学目的。心理学的角度我们学习有三个过程：一是接受、二是理解、三是转化成自己的行为。 第一步认知，第二步应用理解阶段就要去实验室，这一步学生的知识就有一定的加深，即有创造性。当有了一个新的环境，学生会举一反三，就达到了第三个阶段，即迁移。 故刚入学的学生，都是学习基础知识，就是实验课也是规定好第一步、第二步、第三步分别是什么。要去理解基础应用，比学习到实验操作的技巧。接下来培养学生观察、测量等能力，这些是工科学生必备能力。评判教学的效果就是学生是否能够将学到的知识成功的应用出来。刚开始老师给出步骤，后期就只给题目，让学生自己完成。老师在实验教学时要将各种实验区分开来，哪些是基础，哪些是提高。实验教学法同样强调学生的合作能力，也培养沟通交流能力。 在做实验室，可以将实验的规则，安全的事项等进行粘贴，给学生提供一个场景，就如工厂中，让学生深入其中。 2、实验（来自于拉丁语，愿意经验） 计算思维论文 班级： 学号： 姓名： 计算思维论文 摘要：尽管计算思维与计算机方法论有着各自的研究内容与特色，但是，显而易见，它们的互补性很强，可以相互促进。比如，计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收，最终丰富计算机方法论的内容；反过来，计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高。介绍了计算思维与计算机方法论存在的密切联系，以及以学科认知理论体系构建为核心的计算机方法论在中国的研究与应用。相对而言，计算思维的研究主要在国外，主要是在美国和英国，他们研究的重点放在计算思维的过程及其实质和特征上。此工作有助于人们对计算思维与计算机方法论的认识，以及对它们展开进一步地深入研究。 1.背景： 计算思维是什么本文所指的计算思维，主要指2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette札Wing)教授在美国计算机权威杂志，ACM会((Communications oftheACM))杂志上给出，并定义的计算思维(ComputationalThinking)E¨。 周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。为便于理解和应用，本文将定义中的“基础概念”更换为更为具体的“思想与方法，这样，计算思维又可以更清晰地定义为：运用计算机科学的思想与方法进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。以上是关于计算思维的一个总定义，周教授为了让人们更易于理解，又将它更进一步地定义为： (1)通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的思维方法；是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法I是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注分离的方法(SoC方法)； (2)是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即 《经济分析方法与手段》实验教学标准手册 一、基本信息 1.序号：******** 2.课程代码：******** 3.课程名称：经济分析方法 4.课程总学时：36 5.实验（实训）学时：36 6.开课院（部）：经济学院 7.适用专业：经济学、投资学、国民经济管理 二、课程信息： 1.课程类别：专业必修课 2.先修课程：微积分、线性代数、概率统计、统计学等 3.教材资料：《SPSS 16实用教程》，宋志刚等编著，人民邮电出版社，2008年10月。 三、实验（实训、实习）要求 本课程通过理论学习和上机实验，使学生熟练SPSS 分析软件的基本操作；掌握数据生成、数据处理以及图表等经济分析基本手段。通过教学，使学生能系统掌握运用SPSS 进行回归分析、聚类分析以及因子分析等经济分析原理与方法。 四、实验（实训、实习）内容 经济分析方法是一门应用性很强的课程，因此在教学方法上，在采用课堂讲授的基础上、主要是运用上机实验的形式来进行教学。由于本课程强调应用，内容繁多，教师在课堂上详细讲解每章的难点、重点内容的同时，特别要注重训练学生应用SPSS统计分析软件的原理去解决实际问题的能力。所以在整个课程的教学过程中，要能使学生熟练SPSS 分析软件的基本操作；掌握数据生成、数据处理以及图表等经济分析基本手段。使学生能系统掌握并运用SPSS进行回归分析、聚类分析以及因子分析等经济分析原理与方法。 五、教师组织 由经济分析实验室兼职实验教师承担教学任务。 六、学生组织 按照“经济学”、“投资学”、“国民经济管理”各专业教学方案实施教学计划。七、实验实训考核与成绩评定 要求完成平时课堂上机练习，撰写实验报告，实验报告成绩作为考核的重要依据。 八、实验（实训、实习）目录 1.建立SPSS数据文件 2.整理数据资料 3.数据统计描述 4.参数检验 5.非参数检验 6.方差分析 7.相关分析 8.回归分析 9.聚类分析 10.因子分析 11.综合实验 九、各实验项目说明（对应八） 实验一建立SPSS数据文件 1.项目编号：JJFXFF-01 《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称（中文）：物理实验英文名称：Physics Experiments 2.课程编码： 01000102 3.课程类别：基础独立设课 4.课程要求：必修基础实验 5.课程属性：独立设课 6.课程总学时：总学分： 7.实验学时： 51 学时总学分： 1.5学分 8.应开实验学期：第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业：土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程：大学物理 11. 编写人：徐子湘俸永格编写日前：2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学，物理规律的研究都是以严格的实验为基础，实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程，在实验过程中，通过理论的运用与现象的观测分析，充分提高学生分析问题与解决问题的能力；充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求： 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己 独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是： （1）学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 （2）获得必要的实验知识和操作技能训练，培养学生的动手能力、工作能力、创造能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 （3）树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求： （1）进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 （2）能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 《实验室制取二氧化碳》教学设计 实验室制二氧化碳教案 武强县实验中学：刘赛 教学目标: 知识目标： （1）让学生通过相互交流归纳出实验室制取气体的思路和方法。（2）使学生学会实验室制取二氧化碳的原理、制备装置、收集方法、验满方法、检验方法。 能力目标： 通过探究“实验室制取二氧化碳的理想药品”的过程以及教师演示的有关实验内容，提高学生实验操作技能，培养学生观察能力、探究能力、分析和归纳能力以及相互交流协作能力。并能用所学知识解释日常生活与之有关的化学问题。 情感态度价值观： （1）通过实验的探究、观察、分析，培养学生严谨细致、一丝不苟、实事求是的科学态度和探索精神。 （2通过小组内同学之间的交流、合作，增强学生的团结协作、勇于动手，积极参与的精神。 （3）通过二氧化碳知识与日常生活的紧密联系及有关探究实验，激发学生学习化学的兴趣和热情。 教学重点：初步学会实验室制取二氧化碳的原理、装置、收集、检验及验满。 教学难点：实验室制取二氧化碳的化学反应方程式，了解实验室制备气体的思路和方法。 教学方法：实验、讲解、总结。 实验仪器、药品：大理石、纯碱面、小苏打、稀盐酸、稀硫酸、石灰水、锥形瓶、集气瓶、导管、试管、药匙、镊子、火柴等 教学过程： 教师活动学生活动设计意图 【复习提问】 1、二氧化碳有哪些物理性质？在实验 室如果要收集一瓶二氧化碳可用什么 方法？ 2、二氧化碳有哪些化学性质？夏天鸡蛋容易坏，有人说，把新鲜鸡蛋在石灰对上节课内容进行全面的复习：一氧化 碳的特性；二氧化碳的物理性质与收集 联系生活实际，从学生熟悉的物质、 事实出发复习相关知识，让学生认 识到化学可以解决生活的实际问 题，提高学习兴趣并为新课的学习 打下基础。 计算思维 Jeannette M. Wing (周以真) (翻译：徐韵文，王飞跃, 校对：王飞跃） 它代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，每一个人，不仅仅是计算机科学家，都应热心于它的学习和运用。 计算思维是建立在计算过程的能力和限制之上的，不管这些过程是由人还是由机器执行的。计算方法和模型给了我们勇气去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。计算思维直面机器智能的不解之谜：什么人类能比计算机做得更好？什么计算机能比人类做得更好？最基本的是它涉及这样的问题：什么是可计算的？今天，我们对这些问题的答案仍是一知半解。 计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。在阅读、写作和算术（英文简称3R）之外，我们应当将计算思维加到每个孩子的解析能力之中。正如印刷出版促进了3R的传播，计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。 计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列思维活动。 当求解一个特定的问题时，我们会问：解决这个问题有多困难？怎样才是最佳的解决之道? 计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。表明问题的困难程度是为了考量机器——就是用来运行其解的计算工具之基本能力。我们必须考虑机器的指令系统、它的资源约束和它的操作环境。 为了有效地求解一个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就足够了，是否可以利用一下随机化，以及是否允许误正或误负。计算思维就是把一个看来困难的问题重新阐述成一个我们知道怎样解的问题，如通过约简、嵌入、转化和仿真的方法。 计算思维是一种递归思维。它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。它是由推广量纲分析进行的类型检查。对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程序调用的做法，它既知道其威力又了解其代价。它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。 计算思维采用了抽象和分解来迎战浩大复杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是关注的分离。它是选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。它是我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信心。它就是为预期的多个 演示实验教学策略和方法的探究 化学是一门以实验为基础的科学，它的发展与实验分不开的，化学实验中演示实验是进行直观教学的有效方法，是吸引学生注意力，调动学生学习积极性的最活泼、最有效的手段；而且通过有计划地、周密细致地观察实验现象以及分析、推理、判断等思维活动，也有利于对学生观察能力、想象能力、记忆能力和思维能力的培养因此，如何提高演示实验教学的效益，是值得深入研究的课题。下面从演示实验的教学创新问题谈自己粗浅的认识。 1.演示实验的教学创新策略 让学生参与演示实验发挥主体作用 学生不是一个机械的和被动接受知识的容器，他们是一个个活生生的人，是发展的主体，教师的教育和环境的影响只能通过学生的主体性才能转化为学生的自觉的学习行为。所以，教师在教学中应尊重学生的主体性，唤醒学生的主体意识，激发和发挥学生的主动性和创造性；教师要努力营造民主、宽松、和谐的课堂气氛，师生之间、生生之间、小组之间能够相互讨论和交流，互相倾听和沟通，在这样的充满生命力的课堂中，教师从监督者变成了引导者和参与者，学生认真进行演示实验操作，观察现象，分析成功与不足，探 讨和发表自己的意见，真正体验到实验带给他们的乐趣，这种积极的情感促进了他们学习的积极性，也能挖掘出演示实验对学生的各种素质。 让教师发挥积极的指导作用 验证性实验教学中，教师只作为一个主宰者、评论者；而在探究性实验教学中，教师要作为一个咨询者、服务者和提问者，教师在讨论和辩论时往往有意持不同意见，以引导和促进学生去创造发现。探究性实验有利于理解科学过程和培养科学探究所需要的能力、思想方法、行为方式和价值观念。演示实验教学中应该由教师的演示向引导学生动手实验的探究式教学转变，从而不断尝试培养学生敏锐、精确的观察力以及解决问题的能力。 运用现代化教育媒体辅助教学 把微观问题宏观性，抽象问题具体化，增强教学的直观性，能有效的帮助学生分析实验现象，理解物质变化的本质原因，把感性认识上升到理性认识，达到演示实验教学的优化。例：观察Fe(OH)2沉淀的颜色，由于Fe(OH)2白色沉淀很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，学生难以观察到稍纵即逝的Fe(OH)2白色沉淀现象。教学时可用暂停镜头，把现象定格在屏幕上，就能清晰的观察到白色现象。若用慢镜头放映，可观察到Fe(OH)2被氧化的白色→灰绿色→红褐色的颜色变化过程。因此用媒体代替演示实验具有趣味性、效 一、特色教学方法 1、课堂教学 根据高职教育的特点，在课堂教学中，课程组教师采用启发式、讨论式、提问式等不同互动型教学方式，引导学生自己进行思考和判断，提高学生的学习主动性，激发了学生的学习兴趣，收到良好的教学效果。特别是聘请生产单位专家进课堂教学，将生产一线的具体方法和理论融合到教学中，提高了教学效果。 针对多媒体教学的特点，对于一些抽象的理论，采用课程组开发的教学课件，使抽象的概念形象化、具体化；而对于一些具体推导及计算的内容，则采取传统的板书教学方法；同时开设了一系列的设计性教学内容，要求学生用一定的理论知识，设计出复杂物品的分析流程，通过一系列的教学改革，课堂教学的效果得到了很大的提升。 2、实验教学 实验教学采取“项目实验—综合实验—设计性实验—集中实训—单位实习”的教学思路，通过一系列的实践，保证学生具有很强的分析操作技能和生产实践能力。 （1）项目实验：根据《定量化学分析实验》教学大纲，选择具有代表性的典型实验，要求学生反复验证操作，对常见分析项目达到熟练内容、快速操作分析的要求。 （2）综合实验：综合实验是在项目实验基础上开设的综合性分析实验，我们界定的综合性分析实验主要包括一些复杂样品的测定，多成分、微量成分的测定等，要利用不同的方法和手段，对同一样品采取多角度的分析。以利于提高学生的综合素质。 （3）设计性实验：对于一些复杂的样品，要求学生对与复杂样品提出全分析的方法及步骤，并进行具体的实践求证，在老师的指导下提出设计的不足和问题，并通过查阅资料，修正方法等进行进一步的完善。从而激发学生的创新与竞争意识。 （4）集中实训：在修完全部课程后，学生再进行一次集中实训，实训的项目、内容包括实验仪器设备的操作维护，标准样品的分析，典型实验分析及讨论，分析数据分析处理等。 （5）生产单位实践：利用假期时间，组织学生到生产单位进行生产实践，实习期间由实践单位组织老师进行督导考核。 3、考试方法 实验考试：操作考核+项目考核+集中实训考核+生产单位考核+实验理论考核（期末考核）。 理论考试：期末考试+单元考试。 通过一系列的考核方式的改革，学生对平时实验的要求及注重程度大大增强，考试结果更趋于合理，学生成绩也更由代表性。 二、现代化教学 购置“分析天平基本操作”，“滴定分析基本操作”录相片；“化验员手册”录像片；引进了北京大学、大连理工大学等高校公开出版的多媒体课件。在课堂教学中，配套使用投影、幻灯、录像片、课堂演示、结构模型等教学手段， 《大学物理实验》(A类)教学大纲 课程名称：大学大学物理实验课程编号：实验学时：实验学分： 面向专业：非物理学本科 一、本实验课的性质、任务与目的 （一）课程性质 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课，是一门独立的、实践性很强的基础课，是学生进入大学后，受到系统实验方法和实验技能基本训练的开端，是理工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。大学物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们既有深刻的内在联系，又有各自的任务和作用。 （二）课程的任务与目的 1、通过对实验现象的观察、分析和物理量的测量，学习物理实验知识，加强对相关物理学原理的理解。 2、培养与提高学生的科学实验能力： ①能自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备； ②借助教材或仪器说明书能正确使用仪器； ③能够运用物理理论对实验现象进行初步分析； ④能正确记录数据，掌握列表法、作图法和遂差法等数据处理方法，初步具备处理数据、分析 结果、用不确定度表示实验结果、撰写实验报告的能力，能撰写完整规范的实验报告；了解 并学会使用本课程的网上教学系统。 ⑤能够完成简单的设计性实验。 3、培养与提高学生的科学实验素质，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品质。 4、掌握实验的基本知识、基本方法、基本技能，为后继的实验课程的学习打下必备的基础。二、本实验课的基本理论 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课，是国家教育部规定的一门独立的实验课程，本实验课是基于大学物理理论的重于实验方法和实验技能训练的实验课程。 （一）误差基本理论（在绪论课中介绍，并在各实验的学习中逐步掌握）： 1、测量与误差的基本知识 2、测量的不确定度和测量结果评定 3、有效数字 4、数据处理方法(列表法、作图法和逐差法) （二）各实验原理所依据的物理理论知识 1、力学、热学、电磁学、光学以及近代物理的基本知识 2、各实验的设计思想和基本原理 三、实验方式与基本要求 实行分层次教学：基础（必做）实验教学→开放（选做）实验教学 1、基础实验教学 为了培养学生的基本实验知识和基本实验操作能力，对于基础（必做）实验的教学要求： （1）由指导教师讲解实验的基本原理、基本要求、目的、操作规程及注意事项。 （2）分组实验，循环进行，基本实验每人一套设备，每位教师同时指导学生人数一般为20-25人，每个实验3学时，由教师指导、学生独立操作完成。 （3）要求学生课前预习，并撰写实验预习报告，遵守实验课守则，认真实验，按时完成实验报 《二氧化碳的实验室制法》教学设计 【设计思路】：本课学习实验室中如何制取二氧化碳，从而总结出实验室制取气体的思路。是研究二氧化碳的性质和用途的基础并给以后制取其它气体提供了思路，在本节课的教学中，我充分利用了STS 教育的思想和理论，使科学、技术与社会融为一体，从而更好的培养学生的环保意识，创新精神和实践能力。 【教法处理】：以学生分析、探究、实践为主，以教师提示、启发、辅导为辅。 【教学目标】： 1.知识与技能： （1 了解实验室中制取CO2的反应原理。 （2探究实验室中制备C02的装置。 （3了解实验室中制取气体的思路与方法。 （ 4 提高学生的动手能力和分析资料、推理判断的能力。 2.过程与方法：能合理使用课堂资料，并会利用这些资料设计实验方案。 3.情感态度与价值观：从寻找药品、设计装置和制取气体的过程中获取成就感，进一步增强学习化学的自信心。从化学原理与实际生活的联系中，增强学生的环保意识、创新精神和实践能力。 【教学重点、难点】： 探究实验室制取C02的方法，并制取C02. 【教学流程】： 课题导入---- 提出问题 --- 搜集资料---- 分析判断---- 实验探究---- 交流总结 【教具准备】：教师用具：多媒体、石灰水、酚酞、无色透明的塑料瓶（碳酸钠、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、浓盐酸）。 学生用具：（1）仪器：锥形瓶、烧杯、大试管、集气瓶、长颈漏斗、（带导管的）双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、盛水的烧杯（代替水槽）、酒精灯。 （2）药品：石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。 【教学过程】： 课题导入：教师表演魔术（向澄清的石灰水中滴入几滴酚酞，将变红的溶液倒入盛有二氧化碳的无色透明的瓶中，振荡，观察现象。） 【STS理念的运用】运用趣味演示实验，激发学生的兴趣和探究的欲望。引言：我们要表演好这个魔术，重要的是制取一瓶二氧化碳，怎样制取二氧化碳呢？这节课我们就来学习二氧化碳的实验室制法。 板书：二氧化碳的实验室制法 请同学们分组讨论一下：我们要研究清哪些问题，就能顺利的制取二氧化碳了？（学生讨论回答，教师板书记录） 我们首先需要研究的问题是：什么反应可以生成二氧化碳？ 【STS理念的运用】这一环节运用问题讨论法，进行设疑，培养学生分析问题、解决问题的能力，加深学生对问题的理解。 板书：1、反应原理 点燃 ［提问］：我们知道的能生成二氧化碳的反应有哪些？高温 ［回答］：C+O2 === CO2 C+2CuO===2Cu+CO2 点燃 ［提问］：这些反应能用于实验室制取CO2 吗？高温 C+O2 ==== CO2 材料好，反应快但不易收集 C+2CuO====2Cu+CO2 反应慢，需条件高 教学目标： 1.知识目标：了解幼儿园常用的教学手段；理解掌握幼儿园常用的教学方法。 2.能力目标：初步具有运用幼儿园教学方法理论分析幼儿园教学活动的能力。 教学重点：掌握幼儿园常用的教学方法。 教学难点：分析幼儿园教学活动中运用的方法。 教学准备：教案、PPT 教学方法：讲授法、讨论法、案例分析法 教学过程： 一、幼儿园常用的教学手段 教学手段是教师有效地传递信息，促使师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。 【思考】：幼儿园常用的教学手段有哪些 分析小结： 1.目前在幼儿园普遍使用的教学手段主要有教具、实物，图书，挂图、照片，录像、录音、以及自制教具等。 2.在现代社会中，教师使用电视、电脑、投影仪、幻灯片、自制多媒体课件等，既方便快捷又优化的有效手段。 二、幼儿园常用的教学方法 【思考】：某教师在组织教学活动时，幼儿始终无法积极主动地参与，学习兴趣不浓，注意力容易分散，你认为原因有哪些最主要的原因是什么 分析小结： 可能有很多原因，如教具的准备不够充分、教师的教态不够亲切自然、教学方法运用不恰当等。其中最主要的原因是教学方法运用不恰当所致。 幼儿园常用的教学方法主要有活动法、直观法、口授法三大类。 （一）活动法【理论研讨】 含义：这是一种以幼儿的实践活动为主的教学方法，是指教师在教学活动过程中，通过创设情境或提供材料，引导幼儿自己实践、探索和发现。幼儿园常用的活动法主要是游戏法、实验法、操作练习法和发现法。 1.游戏法： （1）是指教师以游戏的口吻或用有规则游戏组织幼儿学习的方法。 （2）运用游戏法时应注意的问题: a.可将游戏作为教学活动中的一个环节，也可以用一个游戏贯穿于整个教学活动中。 b.游戏是为教学活动服务的，所选游戏的目标和规则莹与教育要求相吻合。 2.实验法： （1）教师提供一定的仪器设备，鼓励幼儿通过亲自动手操作来观察和寻找这些变化与产生变化的原因，验证自己的设想。 （2）运用实验法要应注意的问题： a.实验的安全性。 b.教师预先操作实验，以形成完美的实验指导计划，并观察幼儿实验的全过程，提供有针对性的指导，促使幼儿在实验过程中获得成功感。 c.在实验过程中教师应注意让每个幼儿都有操作的机会，实验结束后，注意引导幼儿自己寻找和归纳实验结果。 3.操作练习法 实验室安全注意事项 一、重要规定： (一)穿著规定： 1. 进入实验室，必须按规定穿戴必要的工作服。 2. 进行危害物质、挥发性有机溶机、特定化学物质或其它环保署列管毒性化学物质等化学药品操作实验或研究，必须要穿戴防护具(防护口罩、防护手套、防护眼镜)。 3. 进行实验中，严禁戴隐形眼镜。(防止化学药剂溅入眼镜而腐蚀眼睛) 4. 需将长发及松散衣服妥善固定且在处理药品之所有过程中需穿著鞋子。 5. 操作高温之实验，必须戴防高温手套。 (二)饮食规定： 1. 避免在实验室吃喝食物且使用化学药品后需先洗净双手方能进食。 2. 严禁在实验室内吃口香糖。 3. 食物禁止储藏在储有化学药品之冰箱或储藏柜。 (三)药品领用、存储及操作相关规定： 1. 操作危险性化学药品请务必遵守操作守则或遵照老师操作流程或进行实验;勿自行更换实验流程。 2. 领取药品时，该确认容器上标示中文名称是否为需要的实验用药品。 3. 领取药品时，请看清楚药品危害标示和图样;是否有危害。 4. 使用挥发性有机溶剂、强酸强碱性、高腐蚀性、有毒性之药品请必定要在特殊排烟柜及桌上型抽烟管下进行操作。 5. 有机溶剂，固体化学药品，酸、碱化合物均需分开存放，挥发性之化学药品更必需放置于具抽气装置之药品柜。 6. 高挥发性或易于氧化之化学药品必需存放于冰箱或冰柜之中。 7. 避免独自一人在实验室做危险实验。 8. 若须进行无人监督之实验，其实验装置对于防火、防爆、防水灾都须有相当的考虑，且让实验室灯开着，并在门上留下紧急处理时联络人电话及可能造成之灾害。 9. 做危险性实验时必须经实验室主任批准，有两人以上在场方可进行，节假日和夜间严禁做危险性实验。 10. 做有危害性气体的实验必须在通风橱里进行。 11. 做放射性、激光等对人体危害较重的实验，应制定严格安全措施，做好个人防护。 12. 请将废弃药液或过期药液或废弃物必须依照分类标示清楚，药品使用后之废(液)弃物严禁倒入水槽或水沟，应例入专用收集容器中回收。 (四)用电安全相关规定： 1. 实验室内的电气设备的安装和使用管理，必须符合安全用电管理规定，大功率实验设备用电必须使用专线，严禁与照明线共用，谨防因超负荷用电着火。 2. 实验室用电容量的确定要兼顾事业发展的增容需要，留有一定余量。但不准乱拉乱接电线。 3. 实验室内的用电线路和配电盘、板、箱、柜等装置及线路系统中的各种开关、插座、插头等均应经常保持完好可用状态，熔断装置所用的熔丝必须与线路允许的容量相匹配，严禁用其他导线替代。室内照明器具都要经常保持稳固可用状态。 4. 可能散布易燃、易爆气体或粉体的建筑内，所用电器线路和用电装置均应按相关规定使用防爆电气线路和装置。 5. 对实验室内可能产生静电的部位、装置要心中有数，要有明确标记和警示，对其可能造成的危害要有妥善的预防措施。 6. 实验室内所用的高压、高频设备要定期检修，要有可靠的防护措施。凡设备本身要求安全接地的，必须接地;定期检查线路，测量接地电阻。自行设计、制做对已有电气装置进行自动控制的设备，在2020年实验教学方法与教学手段改革概述范文稿
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