传感技术在化学新课程实验探究中的应用

论文摘要

传感技术是一种计算机和微电子技术相结合的新型实验手段,具有便捷、直观、实时、定量等特点,近年来被广泛地应用于中学理科实验教学中。课题研究探索如何将其引入中学化学实验教学中,使学生在了解和掌握先进的科学技术的同时,转变他们的学习方式,培养科学探究能力和创新精神,实现新课程改革所提倡的培养学生科学素养的理念。研究在相关的教学理论和传感技术的指导下,结合化学新课程实验改革对探究性实验的重视,将科学探究思想和设计融入传感技术实验,于2006年9月起在南京外国语学校的“数字化实验室”开设了三个学期的“基于传感技术的中学化学实验探究”的实验选修课程。根据三阶段教学目标的不同,分别设计了指导——探究、合作——探究和自主——探究三种不同的教学模式进行了实验探究教学,以探讨传感技术在中学化学实验教学中实施途径及模式。实践研究证明,应用传感技术开展中学化学实验探究选修课是可行的,可以很好地激发学生的学习兴趣,对提高学生的动手能力、交流合作能力、思维能力创新能力等有很大的帮助。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 传感技术在化学新课程实验探究中应用的研究背景
• 1.1 化学课程改革和学科特征需要
• 1.1.1 科学探究是化学新课程改革的重要部分
• 1.1.2 实验手段现代化是化学实验教学改革的重要趋势
• 1.1.3 实验在化学教学中具有十分重要的作用
• 1.2 国内外关于传感技术在中学理科实验探究中应用的研究现状及趋势
• 1.2.1 国外关于传感技术在中学理科实验探究中应用的研究现状
• 1.2.2 国内关于传感技术在中学理科实验探究中应用的研究现状
• 1.3 传感技术在化学新课程实验探究中应用的目的和内容
• 第二章 传感技术的相关介绍
• 2.1 相关概念介绍
• 2.2 传感器的基本原理
• 2.3 传感技术的特点
• 2.4 基于传感技术的数字化实验系统的组成
• 2.5 基于传感技术的数字化实验系统的功能
• 2.5.1 突破常规实验的时空限制
• 2.5.2 实现实验现象的直观化
• 2.5.3 方便定量实验的实施
• 2.5.4 提高学生的信息素养和思维能力
• 第三章 传感技术在化学新课程实验探究中应用的理论基础
• 3.1 建构主义学习和教学理论
• 3.1.1 建构主义学习理论
• 3.1.2 建构主义教学理念
• 3.2 多元智力理论
• 3.3 科学探究理论
• 3.3.1 科学探究的涵义
• 3.3.2 科学探究的构成要素
• 3.3.3 科学探究的基本特征
• 第四章 传感技术在化学新课程实验探究中应用的实证研究
• 4.1 应用传感技术进行中学化学实验设计
• 4.1.1 应用传感技术进行化学实验设计的原则
• 4.1.1.1 科学性原则
• 4.1.1.2 主体性原则
• 4.1.1.3 开放性原则
• 4.1.1.4 可行性原则
• 4.1.2 应用传感技术进行中学化学实验设计的实验课题来源
• 4.1.2.1 对常规实验的改进
• 4.1.2.2 从自然及生活中产生探究课题
• 4.1.2.3 由文献或其它资料所提供的课题案例中产生探究课题
• 4.1.2.4 由社会热点问题产生探究课题
• 4.1.3 应用传感技术进行中学化学实验探究的实验设计案例
• 4.2 “基于传感技术的中学化学实验探究”选修课的教学设计
• 4.2.1 学生组成与分析
• 4.2.2 教学目标
• 4.2.3 研究方法
• 4.2.4 研究进程及各阶段任务
• 4.2.4.1 教学实践的前期准备
• 4.2.4.2 教学实践阶段
• 4.3 “基于传感技术的中学化学实验探究”选修课的教学实施
• 4.3.1 第一阶段（2006.9-2007.1）:指导——探究阶段
• 4.3.1.1 阶段任务
• 4.3.1.2 探究内容
• 4.3.1.3 指导——探究型教学组织形式
• 4.3.1.4 选修课实施情况
• 4.3.1.5 阶段实施总结
• 4.3.1.6 针对出现问题拟采取的改进策略
• 4.3.2 第二阶段（2007.3-2007.6）:合作——探究阶段
• 4.3.2.1 阶段任务
• 4.3.2.2 实验探究内容
• 4.3.2.3 合作——探究型教学组织形式
• 4.3.2.4 选修课实施情况
• 4.3.2.5 阶段实施情况总结
• 4.3.2.6 对选修课程的改进策略
• 4.3.3 第三阶段（2007.9-2007.12）:自主——探究阶段
• 4.3.3.1 实施构想
• 4.3.3.2 实施准备
• 4.3.3.3 自主——探究型教学组织形式
• 4.3.3.4 实施过程
• 4.3.3.5 阶段实施情况总结
• 4.4 对选修课实施效果进行多元化的评价
• 第五章 结论与反思
• 5.1 应用传感技术开展中学化学实验探究和开设相应的选修课是可行的
• 5.1.1 应用传感技术开展中学化学实验探究是对常规实验教学的有益补充
• 5.1.2 应用传感技术开展中学化学实验探究有利于学生综合素质的提高
• 5.2 研究的创新之处
• 5.2.1 采用多元化教学模式开设“基于传感技术的中学化学实验探究”选修课
• 5.2.2 达到了传感实验与常规实验的统筹安排
• 5.2.3 学生以小组为单位进行有效的实验探究
• 5.2.4 学生以实验课题为研究对象进行自主探究
• 5.3 应用传感技术有待深入思考的问题
• 结束语
• 参考文献
• 附录
• 附录1:南京外国语学校选修课实施计划
• 附录2:第一阶段选修课实施情况调查问卷及结果统计
• 附录3:第二阶段选修课实施情况调查问卷及结果统计
• 附录4:实验探究开发案例
• 附录6:学生自主实验设计
• 研究生就读期间个人研究成果
• 致谢