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]將有機化學(xué)的電子等排原理和環(huán)等當體概念用于藥物設(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70年代之后，隨著分子生物學(xué)的進展與人類基因組計劃的順利完成，對酶與受體的認識更趨深入，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，計算機圖形學(xué)、分子生物學(xué)、計算機科學(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)系研究進入定量研究階段。20世紀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，可與帶負電荷的基團形成離子鍵?？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 基于機理的藥物設(shè)計
基于機理的藥物設(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，從而達到疾病治療的目的?；跈C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)和功能認識的基礎(chǔ)之上。在過去，對藥物作用機理的認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)到了探尋分子機理并據(jù)此設(shè)計藥物上。基于機理的藥物設(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)?；谠摍C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 文獻標識碼：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，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)是時代的進步，它那強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?，F(xiàn)代信息技術(shù)能突破時間和空間的限制，能擴大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強化直觀效果。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。現(xiàn)代信息技術(shù)的運用，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)中受時間、空間的限制和語言表達能力的不足，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)生只能憑想象認識的情況化為現(xiàn)實。電子成了生命中的個體，當開關(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。
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。現(xiàn)代信息技術(shù)能做到高密度的知識傳授，能擴大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強化直觀效果，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”“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，從而無法準確地弄清物理過程。現(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。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)容要符合新課標要求，課件制作講求精益求精，以達到最佳視聽效果為標準。在備課時教師要準確把握教材，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)生進行討論，深化認識，從而訓(xùn)練學(xué)生的思維，調(diào)整原有的認知結(jié)構(gòu)，形成新的認知體系，達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準，物理實驗教學(xué)中一定要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，能增強學(xué)生的認知能力與創(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，增強了物理教師的教學(xué)水平，提高了教學(xué)效率。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 要適時 適度 變化
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）36-0189-01
物理是一門與日常生活聯(lián)系較為緊密的學(xué)科，在教學(xué)過程中合理使用信息技術(shù)來創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生好奇心和學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生學(xué)習(xí)動力。合理應(yīng)用信息技術(shù)可以優(yōu)化課堂教學(xué)，提升課堂教學(xué)品質(zhì)，讓課堂教學(xué)效益最大化。筆者以《拋體運動的規(guī)律》的教學(xué)為例與大家探討信息技術(shù)在物理課堂教學(xué)的合理使用。
《拋體運動的規(guī)律》是高中物理必修二第五章第三節(jié)教學(xué)內(nèi)容，《課程標準》中要求學(xué)生會用合成與分解的方法分析拋體運動，在學(xué)習(xí)的過程中體會研究曲線運動的基本方法。本節(jié)內(nèi)容所涉及到的物理學(xué)思想方法是我們研究勻變速曲線的基礎(chǔ)。在本節(jié)課中如何合理應(yīng)用信息技術(shù)，我做了如下嘗試：
一、課題引入
視頻播放：籃球比賽中的片斷和投擲鉛球的動作視頻。
問題引導(dǎo)：它們的運動能否都看成是平拋運動，闡述你的理由?！?/p>
設(shè)計思路：通過生活實例引導(dǎo)學(xué)生理解拋體運動及平拋運動的分析方法，直觀形象且令人印象深刻。通過播放籃球比賽中的片斷和投擲鉛球的動作視頻引入降低教學(xué)起點。視頻在物理教學(xué)過程中可以廣泛使用，但它并不能完全替代物理實驗，所以我們在視頻使用時要有取舍，要與其它媒體組合使用，這樣才能相得益彰。在本節(jié)課的引入中應(yīng)用視頻是因為學(xué)生對拋體運動已經(jīng)有所一定的認識，通過視頻的播放可以幫助學(xué)生回憶其生活體驗，進而建立概念為后續(xù)教學(xué)打下基礎(chǔ)。
二、新課教學(xué)
實驗演示：平拋運動實驗演示器
引導(dǎo)學(xué)生觀察的同時并思考如何研究平拋物體的運動。
學(xué)生討論并交流各自的研究方案及其可操作性。……
研究方案之一：用攝像機對平拋運動的過程進行拍攝并用來研究平拋物體的運動規(guī)律
1.拍攝物體做平拋運動的視頻，對視頻進行軟件處理進而得到頻閃照片。
2.用刻度尺y量圖片中小球在各個相等的時間內(nèi)發(fā)生的水平位移X1、X2、X3…看它們是否相等。
3.通過照片分析其在豎直方向上的運動規(guī)律是否為自由落體運動。
設(shè)計思路：用分析頻閃照片的方法對平拋運動進行研究，頻閃照片是通過對攝像機所拍攝的視頻進行處理得到的，這種做法與傳統(tǒng)的實驗描點得到平拋運動的軌跡再進行研究方法相比，其精度較高，學(xué)生的參與度高，學(xué)生在操作過程中可體會到拋體運動我們也可以通過常見的數(shù)碼器材進行研究。在過程中體驗物理學(xué)研究問題的一般方法，進而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、幾點思考
信息技術(shù)已成為提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。多種媒體以它色彩豐富的畫面，創(chuàng)設(shè)所需要的情境。可以使枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得有聲有色，化靜為動，變抽象為具體，對于有些不易觀察到的實驗現(xiàn)象通過視頻呈現(xiàn)。信息技術(shù)走進課堂能激發(fā)起學(xué)生的積極性，產(chǎn)生事半功倍的效果。在使用過程中要注意以下幾點：
1.要“適時”
信息技術(shù)的使用要有針對性，不同的的教學(xué)內(nèi)容有其特殊性，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合通過媒體進行展示，在使用過程中要有選擇性。實驗是物理教學(xué)的重要組成部分，在實驗的過程中可以讓學(xué)生體驗探究的基本方法，但并不是所有實驗都適合拿來讓學(xué)生去探究，這樣我們可以通過媒體來演示。如通過視頻學(xué)生展示α粒子散射實驗現(xiàn)象的模擬，幫助學(xué)生建立感性認識進而理解盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型。我們可以通過信息技術(shù)的使用來幫助學(xué)生建立感性認識，從而理解相關(guān)物理概念和規(guī)律。
2.要“適度”
各種媒體都有其特點、優(yōu)勢，要合理使用達到效益最大化，在使用過程中要并不是越多越好，如果過多的使用可能會沖淡主題，還會分散學(xué)生的注意力。信息技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)情境，但不能替代老師的教，更不能替代學(xué)生的學(xué)，只有適度使用，才能讓其更好地為教學(xué)服務(wù)。掛圖、幻燈片、視頻等都是常用的教學(xué)資源，這些資源的適度使用可以有利于創(chuàng)設(shè)形象生動的的物理情境，促進學(xué)生對物理知識的理解和掌握，由于教學(xué)時長相對固定教學(xué)內(nèi)容也是相對穩(wěn)定，所以在教學(xué)過程中要注意各種教學(xué)媒體組合使用，這樣可以節(jié)省教學(xué)時間，還課堂給學(xué)生，充分調(diào)動學(xué)生，提升課堂教學(xué)效果。
3.要“變化”
高中物理教學(xué)內(nèi)容相對穩(wěn)定，但服務(wù)于教學(xué)的信息技術(shù)卻日新月異，我們要不斷學(xué)習(xí)、學(xué)會使用新的信息技術(shù)。如近幾年各種傳感器在課堂教學(xué)中得以廣泛使用，其優(yōu)點是可以方便直觀地觀察某過程中相關(guān)物理量的變化，通過傳感器收集到數(shù)據(jù)并進行處理。我們要不斷學(xué)習(xí)提升自己的教學(xué)技能，優(yōu)化課堂教學(xué)?，F(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為課堂教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源，同樣給學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了很大的便利，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓教學(xué)打破空間和時間的限制。我們已經(jīng)進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，我們要適應(yīng)時代的發(fā)展，要充分利用信息技術(shù)開發(fā)出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)資源來促進學(xué)生的提升，為學(xué)生終生發(fā)展打好基礎(chǔ)。
參考文獻：
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
文獻標志碼：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)練樣本進行離散化處理，有如下優(yōu)點：1）離散化可以降低機器學(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。
針對無標簽的數(shù)據(jù)進行離散化，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，能很好地保持數(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行區(qū)間的合并，以盡可能保持數(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數(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Kmeans劃分數(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；教學(xué)目標設(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
文獻標識碼：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)目標符合課程標準和學(xué)生實際的程度，教學(xué)目標的達成度?！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)目標的認識和設(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)目標設(shè)計的幾個誤區(qū)
目前教學(xué)目標的設(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認識上的誤區(qū)――忽視或誤讀教學(xué)目標
首先是，忽視教學(xué)目標的設(shè)計環(huán)節(jié)。少數(shù)教師錯誤地認為“以學(xué)生為主體”就是一味強調(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的教師的目標設(shè)計幾乎照抄教學(xué)參考書。
再次是，把課程目標誤讀為教學(xué)目標。課程目標與教學(xué)目標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的“三個維度”教條地直接挪作課時教學(xué)目標；把課程目標中“樹立辯證唯物主義世界觀等”當作課時教學(xué)目標等，這些都是混淆課程目標與教學(xué)目標的具體表現(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]
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，增強環(huán)境保護意識和健康意識；
5，培養(yǎng)辯證認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的“三個維度”照搬到課堂教學(xué)目標中，這種人為將三個維度的目標進行割裂的做法，是對課時教學(xué)目標錯誤、片面的理解。新課程目標的三個維度不是三種目標，三個目標維度只是目標維度的要素，不一定是顯性的目標維度，也不等同于每節(jié)課的目標維度。又如目標5“培養(yǎng)辯證認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。
1.2設(shè)計上的誤區(qū)――片面理解教學(xué)目標
首先是，過分關(guān)注知識體系，忽視學(xué)生認知水平。受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在教學(xué)目標的設(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)生的實際認知水平的現(xiàn)象，甚至直接把《考試大綱》中的認知水平作為教學(xué)目標的設(shè)計依據(jù)，這樣的設(shè)計勢必會導(dǎo)致目標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)目標的激勵功能。
其次是。過分關(guān)注預(yù)設(shè)性目標，忽視生成性目標。預(yù)設(shè)性目標是課堂教學(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)目標不是靜止的藍圖、僵死的教條。只關(guān)注預(yù)設(shè)性目標的做法是缺乏教學(xué)機智的反映，也是對教學(xué)目標的片面理解。
其三是，過分關(guān)注顯性目標，忽視隱性目標。教學(xué)目標是教師通過教學(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、文字和符號表達的目標進行了設(shè)計，而對過程、方法、情感等隱性目標未予以關(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)有機物的一般方法?！痹凇巴闊N”的教學(xué)目標中加入“通過烷烴碳原子的成鍵特點感受有機物的多樣性和化學(xué)世界的豐富多彩”。這樣教學(xué)目標不僅體現(xiàn)了預(yù)設(shè)性目標，還滲透了生成性目標：不僅指向明確而直接的教學(xué)結(jié)果(包括考試成績)，還指向比考試分數(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
首先是行為主體混亂。很多老師在表述教學(xué)目標時仍未能擺脫舊教學(xué)目標的束縛，教學(xué)目標中出現(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，雖然較全面地表達了對學(xué)生通過乙酸學(xué)習(xí)所期望達到的知識、技能、方法、過程、情感等方面的目標，甚至為生成性目標留有一定的空間(自主設(shè)計實驗探究乙酸的酸性)，但從目標表述的方式看行為主體較混亂，有的目標主體是學(xué)生，有的是教師。如其中目標1“掌握乙酸的酸性和酯化反應(yīng)”、目標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1中“鍛煉學(xué)生設(shè)計實驗和動手操作的能力”
和目標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90年代以前的表述方式，所制定的教學(xué)目標含糊、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)目標是否達成，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)達到平衡的標志”?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)目標的幾個策略
在教學(xué)目標的設(shè)計中，首先應(yīng)了解教育目的和課程目標的總體要求，研究教材和教學(xué)內(nèi)容，建立具體的教學(xué)目標；再對目標進行分類整合，并按一定的標準(先后左右順序或重要程度等)進行排列；最后根據(jù)學(xué)生和實際教學(xué)環(huán)境確定目標存在的價值并進行調(diào)整。其中，建立目標和再次提煉目標是教學(xué)目標設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)注意從以下幾個方面準備。
2.1依據(jù)課標和教材，充分考慮學(xué)生的學(xué)情
優(yōu)化的教學(xué)目標設(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)課程標準重新界定基礎(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、認知心理特點和學(xué)習(xí)狀態(tài)。
首先是，要認真研究課標和教材?；瘜W(xué)教師在制定課堂教學(xué)目標時，要認真研究課程標準和教材，把課程標準和教材信息轉(zhuǎn)化為自己的信息，挖掘課程和教材各種能體現(xiàn)三維目標的因素。并準確把握教學(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)計就不符合課程標準的要求，也不符合教材的編寫意圖，因為課程標準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)，認識在日常生活中的應(yīng)用”，而上述設(shè)計若放在《有機化學(xué)基礎(chǔ)》選修模塊中有關(guān)“醇”的教學(xué)目標中就較為合理了。
其次是，進行學(xué)情調(diào)查。根據(jù)學(xué)生的認知心理和學(xué)習(xí)水平，控制難易程度。只有難易適度的目標，才能在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進行積極主動的思考。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，怎樣認識?”大多數(shù)學(xué)生認為：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?？梢?，學(xué)生對原子軌道的認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：
[教學(xué)目標]
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)。認識到核外電子的運動不同于宏觀物體。不能同時準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)果性目標更具體、易于測量，而過程和情意類體驗性學(xué)習(xí)目標絕大多數(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，在進行教學(xué)目標設(shè)計時，不能僅僅是對三維目標簡單的分類羅列，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)域的目標有機地融合在一起，真正實現(xiàn)促進學(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]
1.能判斷原電池的正負極，認識鹽橋的作用。
2.能借助對Cu-Zn原電池原理的認識，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。
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、教材和學(xué)生在必修2學(xué)習(xí)過有關(guān)原電池的已有認知水平，確立各知識點及目標要求，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，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，實現(xiàn)方法目標和情意方面的目標。
2.3規(guī)范敘寫方式，準確表述目標內(nèi)容
實際教學(xué)中，因受教師主觀認識的影響，教學(xué)目標的敘寫不規(guī)范、表述不準確現(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)目標的設(shè)計能準確體現(xiàn)在教案中?一是應(yīng)注意目標結(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三維目標的整體特性。因為三維目標不是并列的關(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、認知和態(tài)度相伴相生、相輔相成：知識是認知的目的，認知是知識學(xué)習(xí)的手段，態(tài)度是認知的動力。二是對于結(jié)果性目標應(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，既要符合課程標準要求，也要符合學(xué)生認知水平，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(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、能力方面的目標或無須結(jié)果化的目標。
案例7：“脫酸素劑成分的檢驗”的教學(xué)目標設(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，認識食品保鮮的意義；通過對“脫氧素劑”名稱的認知形成科學(xué)消費觀，
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一、科學(xué)確立教學(xué)目標
物理信息化教學(xué)設(shè)計中教學(xué)日標的分析與確立是至為重要的環(huán)節(jié)。分析教學(xué)目標是為了確定學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容或主題，即與基本概念、原理、方法或過程有關(guān)的知識內(nèi)容，對教學(xué)活動展開后需要達到的目標做出一個整體描述，包括學(xué)生通過，奉節(jié)課的學(xué)習(xí)將具備哪些知識能力、完成哪些創(chuàng)造性產(chǎn)品以及取得哪些潛在的學(xué)習(xí)結(jié)果、增強哪些方面的情感態(tài)度與價值觀等。教學(xué)目標分析確立好，那么統(tǒng)貫本節(jié)教學(xué)行動的指導(dǎo)思想即靈魂也就存在，其他環(huán)節(jié)的設(shè)計都要以此為依據(jù)來進行。
二、全面分析學(xué)習(xí)者特征
教學(xué)設(shè)計的最終目的是為了有效促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，教學(xué)活動的設(shè)計是否與學(xué)習(xí)者特征相匹配，是決定教學(xué)能否成功進行的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)者特征分析除了要從知識基礎(chǔ)、認知能力和認知結(jié)構(gòu)變量等智力因素方面，以及興趣、動機、情感、意志、性格等非智力因素方面外，在信息化教學(xué)設(shè)計時還應(yīng)重視信息技術(shù)環(huán)境下學(xué)習(xí)的技能要求、認知心理特點和個性心理特征，要分析學(xué)習(xí)者在信息化環(huán)境下需要具有的信息素養(yǎng)、多媒體教學(xué)資源的駕馭能力、學(xué)習(xí)者的自控能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣、興趣、動機等，否則信息技術(shù)對學(xué)習(xí)不僅不能產(chǎn)生積極的促進作用，反而會帶來消極的影響。所以對學(xué)習(xí)者分析時，應(yīng)該抓住中學(xué)階段的學(xué)習(xí)者對于事物的變化和區(qū)別具有強烈的好奇心的特點。著力培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神。
三、掌握教學(xué)策略的選擇
教學(xué)問題以一定的活動方式展開的，教學(xué)目標的達成也是在開展一個個教與學(xué)活動的過程中實現(xiàn)的。在物理信息化教學(xué)設(shè)計中教學(xué)策略的選擇與設(shè)計是核心環(huán)節(jié)，也是體現(xiàn)教師的教育教學(xué)觀念的一個環(huán)節(jié)。但每種方法策略都有各自的特點與運用場合，有的是為了獲得認知學(xué)習(xí)結(jié)果，有的是為了訓(xùn)練動作與技能，有的是培養(yǎng)情感態(tài)度，有的是建構(gòu)交流體系等，所以教學(xué)策略的選擇應(yīng)當根據(jù)當前的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象進行選擇與組合來優(yōu)化教學(xué)，以達到預(yù)期的目標。
四、創(chuàng)設(shè)活動情境，提高教學(xué)效益
物理來源于生活，又用于生活。物理信息化教學(xué)總是與一定的“情境”相聯(lián)系的，在“情境”中只有那些生動、直觀的形象才能有效地激發(fā)學(xué)生聯(lián)想，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，達到知識的“遷移”；在具體教學(xué)中要充分利用各種信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)具有豐富教育教學(xué)意義的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在情境中獲得發(fā)展、創(chuàng)新、特別是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下。教師可以方便地引導(dǎo)學(xué)生進行基于資源、合作、研究、問題等方面的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在意義豐富的情境中成功建構(gòu)知識。
所以，物理信息化教學(xué)設(shè)計的著眼點應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生的主體性，落腳點是應(yīng)該創(chuàng)設(shè)一個有利于啟迪學(xué)生思維、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)情境。
五、優(yōu)化組合教學(xué)媒體
物理學(xué)是一門科學(xué)性、實踐性、操作性很強的基礎(chǔ)自然學(xué)科，在物理教學(xué)中要以大量的觀察和實驗為載體進行物理知識的傳授。而一些物理現(xiàn)象和原理的分析很難用語言和文字表述清楚，實驗由于受到常規(guī)實驗儀器、實驗材料、危害程度等條件的限制，實驗效果不盡如人意，如果比較恰當?shù)貙⒚襟w引入課堂教學(xué)就可以很好地解決類似的問題?？梢圆捎媚M型實驗教學(xué)模式，通過多媒體技術(shù)模擬一些重要的，在日前條件下難完成的實驗，可以彌補常規(guī)實驗的不足，提高實驗的演示效果。但是，以信息技術(shù)為主的物理教學(xué)設(shè)計關(guān)注教學(xué)過程的形象性和生動性，不利于學(xué)生對物理知識的掌握，所以選擇教學(xué)媒體時要依據(jù)戴爾的“經(jīng)驗之塔”理論，針對教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容，分析哪些是學(xué)生要獲得的具體經(jīng)驗、替代經(jīng)驗、間接經(jīng)驗、抽象經(jīng)驗等，使媒體所呈現(xiàn)的信息與學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)及教學(xué)內(nèi)容有一定的重疊，科學(xué)有效地發(fā)揮媒體的功效，使課堂教學(xué)達到最優(yōu)化。
所以，物理信息化教學(xué)設(shè)計中，要堅持以物理教學(xué)內(nèi)容為主、信息技術(shù)為輔的前提。處理好物理教學(xué)內(nèi)容和信息技術(shù)的關(guān)系，既要堅持物理教學(xué)內(nèi)容的主體地位，又要發(fā)揮信息技術(shù)的載體作用。
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 文獻標識碼：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、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)標準為“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)知識進行有機融合，對無機化學(xué)及分析化學(xué)等教學(xué)內(nèi)容進行重新整合與優(yōu)化，與素質(zhì)教育為核心觀念進行開展教材建設(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)機構(gòu)的教學(xué)大綱要求，針對無機及分析化學(xué)課程進行網(wǎng)絡(luò)立體化建設(shè)，構(gòu)建基于無機及分析化學(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行改革。另一個改革的主要方向是教學(xué)內(nèi)容，無機及分析化學(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)課程中進行完全講授?；诖?，需要重新對教學(xué)內(nèi)容進行合理安排，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，還需要更為細化的針對學(xué)科進行深入改革。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《無機及分析化學(xué)》課程教學(xué)改革。編號：ZY2015-09。
參考文獻
[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 。
