初中化学实验步骤十篇

初中化学实验步骤篇1

一、手与浓硫酸相接触，应如何处理

此问题源于人教版九年级化学教科书下册第53页底部.教材中指出：如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上，应立即用大量水冲洗，然后再涂上3%～5%的碳酸氢钠溶液.关于这个问题，曾困扰笔者许久.此方法在初高中衔接时出现问题.高中教师认为，这涉及浓硫酸量的多少的问题，若浓硫酸的量多，则应先用干抹布拭去，再用水冲洗，若浓硫酸的量少，直接先用大量水冲洗.为什么会存在两种答案？笔者认为，初中教材中用到了“沾”这个词体现浓硫酸的量少.因此人教版教材在处理这个问题时并未存在瑕疵，初中教材由于针对的是初中学生，在不增加学生学习负担的情况下，教材中的“沾”和“大量水”两个词对于浓硫酸接触到皮肤和衣物上的处理有了比较明确的指向.严格而言，浓硫酸接触到皮肤用大量的水冲洗，温度不会超过40℃，也不会把皮肤烫伤，所以教材呈现了正确无误的简单处理方式.教材一定会注意科学性和后续知识的连接性的，挖掘教材的一字一句，能在众多疑难杂症中找到相应对策.

二、分清实验步骤与操作步骤

在初中化学教学中发现，“装置气密性的检查”在操作步骤中的顺序问题一直困惑众多教师.人教版九年级化学教科书上册第45页中涉及的实验步骤为先连接装置并检查装置的气密性，然后再完成制取氧气的后续步骤.然而，某些中考题呈现的步骤却忽略了装置气密性检查这一环节，直接制取氧气.笔者深究认为，应理清实验步骤与操作步骤的区别，装置气密性的检查属于实验前的准备工作，应属于实验步骤，但利用高锰酸钾制取氧气的操作步骤就应只呈现实际制取氧气时所完成的动手操作流程.因此，教材在这个问题上并没有过错.

同理，待理清上述问题后，就能对其他众多问题进行解惑.如，人教版九年级化学教科书下册第47页中关于“一定质量分数的氯化钠溶液的配制”中利用固体氯化钠配制溶液，提到的实验步骤有计算、称量、量取、溶解四个步骤，而“计算”只算作实验步骤，不能称为操作步骤；人教版普通高中课程标准实验教科书必修一第16页“配制一定物质的量浓度的溶液”，教师应注意：容量瓶的检漏与计算仅属于实验步骤，不能称为操作步骤.这是实验操作前的准备工作.

三、CO2的检验

CO2的检验，源自人教版九年级化学教科书下册第118页的“练习与应用”第1题，初中教参对此题的解答是：将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2.教学教参对该气体的解答并没有错误，因为初中阶段不要求掌握碳酸氢钙的生成.因此，教师只需要在高中衔接时，对CO2的检验的方法进行拓展延伸，即：将生成的无色无味（排除SO2的干扰）的气体通入足量的（因为足量二氧化碳会与澄清石灰水反应会生成碳酸氢钙）澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2.

四、读懂教材，过渡自然

初中化学实验步骤篇2

关键词 计算机；化学实验；实验器材

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）15-0141-02

多年进行初中化学实验教学的实践表明，要加强化学实验教学，单一地靠教师的讲授与个别指导，有时教学效果不够明显。特别是在当今对学生动手能力要求相对较高的教学环境下，如何充分发挥计算机的作用，并辅助于化学实验教学就成为研究的课题之一。

通过深入地探索与比较教学研究，特别是将计算机引入化学实验教学改革，深深体会到，只有通过计算机向学生展示与全面说明各种化学实验器材的作用；通过计算机将实验步骤的规范性详细教给学生，并转化为学生已有的操作能力；通过计算机教给学生如何处理化学实验数据，并进行比较性实验学习，才能实现初中化学实验的最优化，才能真正培养初中学生对化学实验的兴趣，才能实现化学实验教学于改革中。

这是因为初中化学学科是一门以实验为基础的科学，其对于实验的学习，主要包括基本器材的操作、仪器的正确使用等。这同时要求学生学会取用药品给物质加热，连接和使用仪器，检查装置的气密性，然后过滤和蒸发，并且配制一定溶质质量分数的溶液。还要掌握实验原理以及一些气体的置备，主要包括氧气和二氧化碳的置备等。所有这一切，如果是仅靠化学教师在实验室内进行指导，或者让学生进行简单的实验是远远达不到要求的，必须是通过化学教师的精心实验教学，并通过有形的实验过程、有形的实验器材和装置、有形的实验操作规范步骤，全面转化为学生内在的学习技能。也只有这样，化学教学才能真正实现“教为主导、学为主体”的作用。

1 通过计算机向学生展示与全面说明各种化学实验器材的作用

为全面深化初中化学实验教学改革，首先以网络和计算机辅助教学为突破口，这是因为现代的初中学生由于受网络和计算机的影响，其对网络与计算机的依赖性逐渐增强，并且直接或者间接地影响到对化学的学习。尤其是初中化学实验，由于它涉及化学器材和各种化学器材的使用方法以及严格的使用规范，特别是对于普通和经常使用的化学器材，这是化学实验教学的重点，也是化学实验教学必须突破的难点之一，也只有让学生全面掌握了化学实验器材的使用方法、注意事项和在化学实验中的作用，才能真正让学生做到“心中有实验、操作有规程、应用有方法、实验能够突破动手”这个重要的环节。”

1）从化学实验教学的基本要求和规范入手，通过教育资源查询与教师动手制作，将初中化学演示与学生实验中的各个实验器材，逐一进行网络与计算机展示，并通过网络教室与化学实验平台，向学生进行化学器材学习与应用的学习教育，这样学生就会通过网络与计算机辅助，对化学实验器材的使用方法、规格、作用和不同实验器材的区别达到分类掌握、全面领会与应用的目的，实现实验教学中器材使用与操作的零失误。

2）依据中学化学实验教学的基本要求和初中化学实验教学的要求，将各个化学实验的器材使用方法、规格和作用，一一进行示范性动作分解，并结合日常的生活、社会和自然现象，对器材验证的使用方法做到解剖性示范。例如，量筒是化学实验中经常使用的器材，为此，通过网络短片和计算机动画模拟，将测量与应用进行密切联系，学生通过网络和计算机学习时，能够做到对号入座，理解其应用内涵，效果很好。

3）利用学校的现有资源――网络和计算机教室，特别是网络的教室化教学，不定期向学生进行化学单元器材、分实验器材和重点实验器材的网络化教育，让相对难以掌握的化学实验器材转化为形象化的有形素材，实现网络化实验教学。

2 通过计算机将实验步骤的规范性详细交给学生，转化为学生已有的操作能力

初中化学实验，虽然相对简单，但由于受学校条件和资源的限制，特别是随着新课程体系的建设与改革，化学实验教学不单单是动手、动脑的体现，更是学生实际操作能力的再现，是现代初中学生初中技能的一种体现，是需要化学教师精心挖掘与组织教学的。例如，在化学教学中，特别是课堂上要做一个化学演示实验，表面上看很简单，但由于受学生接受知识与动手能力的制约，往往课堂教学时间不够，甚至影响到下一节课的正常进行。如果将初中化学实验的步骤进行规范化，详细地教给学生，让学生在认知的条件与环境下完成或者观察实验，其效果就完全不同。有时，会起到事半功倍的效果。

在教育部和省市教育资源的大力支持下，化学教师通过挖掘网络资源、动手制作课件等形式，将化学课堂教学中的演示实验和部分学生实验，通过影像、动画、实际操作的形式，将实验步骤进行分解式呈现，并制作了初中化学实验步骤集锦，结合课后的开放学习时间和课外活动时间，向学生进行展播，让学生初步接触到化学实验的内涵和基本的动作要领。特别是有的化学实验，直接或者间接地向学生进行实验操作步骤的播放，有意识地向学生进行化学实验教学的渗透性教学引导。

初中化学实验教学是一个教学难点，因为它的实验探索、实验验证和实验的独立操作都需要教师的精心指导，并不像高中或者大学的化学实验教学，可以让学生自己去完成。所以指导好初中化学，必须从基础入手，从简单的要求和步骤入手，从已有的化学实验知识与技能入手。也只有如此，初中化学实验才能得以实现教学改革，促进初中化学实验向纵深方向发展。通过网络教室，点对点向初中学生传输与渗透化学实验步骤与操作过程，突出实验现象与结果，就是一个很好的教学案例。

3 通过计算机教给学生如何处理化学实验数据，进行比较性实验学习

初中的化学实验，虽然数据简单，但处理数据的方法以及处理的思维方法是十分重要的。初中化学新课程体系的建设与实施，对化学的实验能力培养做出科学的要求，这就是通过化学教学，特别是化学实验教学，引导学生初步掌握化学的理论、概念、定律和实验的方法，简要掌握化学的处理思维方法，让学生进入神秘的化学实验殿堂。

基本的化学计算 化学计算是化学的基础，也是化学实验处理数据的能力要求。因此，在初中化学实验中，每次都将实验涉及的计算内容，通过计算机一一呈现给学生，并附有运算与处理环节，其目的是让学生初步掌握化学的思维方法，掌握化学实验的科学分析方法，以便让学生在以后的化学实验探索与学习中获得启示与教育。

实验数据的处理过程进行呈现 初中化学实验，尽管没有高中化学实验那样复杂且数据处理繁多，但它的处理思维方法会直接或者间接地影响到学生对化学学习的热爱与兴趣，影响到对高一级化学实验的处理思维方法。所以，每做一个化学实验，都将数据的处理，从简单到复杂，从分析到推论，从基本的运算到习题巩固，做出课件演示，以唤起学生对化学数据处理的内在动力。

初中化学实验步骤篇3

关键词：灰色非线性规划； 均值白化模型； 分布估计算法； （近似）最优解； 蒙特卡罗模拟

0 引言

自从20世纪80年代邓聚龙教授提出灰色非线性规划问题以来， 以其灵活性与适用性强等特点已成功应用于若干生产领域中[1-2]。 但到目前为止， 对于灰色非线性规划问题来说， 使用传统的优化方法来求解局限性很强， 只能求解经白化以后规模较小的问题， 大部分灰色非线性规划问题根本无法采用传统的解析优化算法求解[3-4]。基于此， 红等[5]提出了使用遗传算法来求解该问题。而在最近几十年，智能优化算法取得了长足进步，新的智能算法层出不穷，比如粒子群算法[6-7]、分布估计算法[8]与蝙蝠算法[9-10]等。这些新型智能算法的出现为解决不确定优化问题提供了强有力的工具。为了丰富灰色非线性规划问题的求解方法， 本文提出一个基于分布估计算法的随机搜索方法来求解灰色约束非线性规划问题，并以数值算例验证算法的有效性。

1 灰色约束非线性规划问题的数学模型

在传统的非线性规划问题中，其目标函数中系数、约束函数中的系数和右端常数项都是固定不变的，但是在实践应用中，遇到的大多数实际优化问题其目标函数中的系数，甚至约束函数中的系数与右端常数项都不是确定的，而是在一定的范围内呈现不规律的波动，灰色规划就是为了解决数据在一定范围内变化形成的不确定数学规划被提出来的。 灰色约束非线性规划问题的数学模型定义如下：

称上述非线性规划问题为GCNLP的白化规划问题。

灰色规划问题的白化方法有很多种类，比如均值白化和漂移白化模型等，本文采用均值白化方法。

2 基于分布估计算法的随机搜索方法

2.1 分布估计算法

分布估计算法是进化计算领域新近兴起的一类随机优化算法，是当前国际进化计算领域的研究热点之一。分布估计算法将遗传算法与统计学习相结合， 通过统计学习的手段建立解空间内个体分布的概率模型， 然后对概率模型随机采样产生新的群体， 如此反复进行以实现群体的进化[11-12]。在分布估计算法的框架中， 根据求解问题不同的概率模型， 可分为变量无关、双变量相关与多变量相关等三类相应的分布估计算法。若按照模型描述的变量性质又可以分为离散域分布估计算法与连续域分布估计算法， 且上述两种分类方法可以互有交叉。

分布估计算法的运行框架并不像遗传发算法那样采用复制、交叉与变异等遗传操作算子，它采用一种全新的学习机制， 即通过概率模型的学习和采样来描述整个种群的进化趋势。具体来说， 分布估计算法通过概率模型描述候选解在种群空间中的分布， 采用统计学习的手段从种群的宏观角度建立一个描述解分布的概率模型， 然后对概率模型随机采样产生新的种群， 反复这样的操作， 实现种群的进化。分布估计算法的基本求解步骤可概括如下。

步骤1 按照均匀分布随机产生可行的初始种群。

步骤2 利用适应度函数评价每个个体， 按照个体的适应度大小选择适应度较好的个体组成优势种群。

步骤3 采用某种统计学习手段构造描述当前优势群体的概率模型。

步骤4 由建立的概率模型随机采样产生新的种群， 并重新评价个体。

步骤5 判断是否满足进化终止条件， 若满足， 结束进化迭代并返回问题的（近似）最优解； 否则， 选择新的优势种群， 转到步骤3。

2.2 求解GCNLP的随机搜索方法

下面详细阐述构建求解GCNLP的基于分布估计算法的随机搜索方法的具体步骤。

2.2.1 适应度函数的构建

在本文中，借用类似构建罚函数的方法来构建如下的评价种群个体优良程度的适应度函数Fitness（x），即

2.2.2 概率分布模型的构建

分布估计算法最为重要的一环是构建概率分布模型和随机抽样， 在本文中选取多变量无关的高斯分布模型来描述候选解的统计信息以指导新一代种群的生成。变量无关的高斯分布模型的联合分布密度函数为

选取高斯分布模型的好处是： 在每一次迭代中， 算法可根据选择的优势种群自适应地更新其均值向量和标准差向量， 不仅可以有效地提取当前优势群体的全局统计信息， 且在一定程度上减少对参数设置方面的尝试， 提高算法的效率。

2.2.3 抽样与种群更新

由于面临的求解对象是带约束的优化问题，所生成的初始种群中的每个个体必须要求满足问题的可行条件，换句话来说，必须要求初始种群中的全部个体落在约束域中。因此在随机抽样时，对常用的随机抽样技术蒙特卡罗方法进行了修正，修正的蒙特卡罗随机模拟技术的步骤如下：

步骤1 根据问题的概率模型，使问题的解对应于该模型中随机变量的某些特征（比如均值与标准差等）。

步骤2 根据概率模型中各个随机变量的分布，产生实现一次模拟过程所需的足够多的随机数。先产生服从均匀分布的随机数，然后生成服从某一分布的随机数，方可进行随机模拟实验。

步骤3 根据概率模型的特点和随机变量的分布特征，设计和选取合适的抽样方法，并对每个随机变量进行抽样。

步骤4 按照所建立的模型进行仿真实验，求出问题的随机解。

步骤5 判断产生的随机解是否满足问题的约束条件，若满足，进行下一个个体的抽样；若不满足，转到步骤3，重新进行抽样。

使用上述修正的蒙特卡罗模拟技术科随机抽样产生整个初始种群，并按照式（1）计算每个个体的适应度函数值，按照一定选取规则生成下一代种群。

2.2.4 算法的终止条件

当算法预先设定的最大进化迭代次数达到或者种群最优个体的适应度函数值连续若干代（可具体制定）没有得到改善， 此时可终止算法并返回当前种群最优个体最为原问题的（近似）最优解。

由上所述，下面给出求解GCNLP问题的随机搜索方法具体步骤：

步骤1 将GCNLP问题取均值白化模型， 得到均值白化问题。

步骤2 根据初始化规则随机生成PopSize个初试点xi（i=1，2，…，PopSize）， 得到初始种群， 令t：=0。

步骤3 根据适应度函数式（1）计算第t代种群每个个体的适应度。

步骤4 根据适应度函数值选择第t代种群中最优良的M（MPopSize）个个体， 组成优势种群。

步骤5 根据式（2）～（4）估计优势种群的概率分布， 并建立对应的概率分布模型。

步骤6 根据步骤5中所建立的概率分布模型随机抽样， 对抽样产生的个体进行可行性检验： 若不满足， 则需重新抽样； 否则保留样本个体并重复“抽样可行性检验”的过程，直到生成PopSize个可行的个体。计算新种群的每个个体的适应度， 并根据适应度选择PopSize-M个最优良的个体， 并于上一代中的优势群体合并组合成下一代种群。

步骤7 当算法达到预先设定的最大进化迭代次数（T=200）或者种群最优个体的适应度函数值连续若干代（比如30代内）没有得到改善， 此时可终止算法并返回当前种群最优个体最为原问题的（近似）最优解；若不满足终止条件， 令t：=t+1， 转到步骤4。

上述算法的时间复杂度可以从两方面进行论证。第一是种群的初始化阶段，由于种群中的PopSize个个体是在问题的基本空间中随机生成，所以该阶段时间复杂度为O（PopSize）；第二是算法的执行阶段，由算法的步骤3和步骤4，可知时间复杂度为O（T*PopSize）， T 为最大进化迭代次数，由步骤6的个体抽样统计阶段，可知其时间复杂度为O（PopSize2）。由此可见，所提出的算法的时间复杂度至少是O（PopSize2）。

3 数值算例

为了说明本文所提出的随机搜索方法的有效性， 利用两个算例进行了数值实验， 所使用的编程软件为Matlab R2010a，计算机性能配置为Intel Core i3 CPU， 主频为2.53GHz， RAM 2.00GB。具体实验情况如下：设定种群规模PopSize=100，M=20；最大迭代次数T=200，t=30。

算例1

4 结语

基于分布估计算法， 本文对于灰色非线性规划问题的均值白化模型提出了一个随机搜索方法， 数值算例表明所提出的随机搜索方法是可行有效的， 且从算法执行时间上看， 实时性也较强。关于此课题未来的研究主要存在三方面的工作： 1）关于该算法的收敛性分析的严格数学证明，关于分布估计算法的收敛性分析到现在为止并没有形成完整统一的成熟成果，因此本文算法的收敛性结论的严格证明将是未来的主要工作之一；2）对于灰色非线性规划问题， 除了均值白化的处理手段， 是否还存在更为合理的白化处理手法，比如可使用GM（1，1）模型来预测问题中的灰数在未来的变化趋势等； 3）可进一步考虑研究分布估计算法在求解灰色多目标优化问题中的应用。

参考文献：

[1] 邓聚龙.灰色预测与决策[M]. 武汉： 华中科技大学出版社， 2002.

[2] 党耀国， 刘思峰， 王正新，等. 灰色预测与决策模型研究[M]. 北京： 科学出版社， 2009.

[3] 邓聚龙. 灰色多维规划[M]. 武汉： 华中理工大学出版社， 1988.

[4] 刘思峰， 党耀国， 方志耕，等. 灰色系统理论及其应用[M]. 北京： 科学出版社， 2010.

[5] 红， 陈绵云. 灰色非线性规划问题及其遗传算法求解方法[J]. 系统工程理论与实践， 2002， 22（7）： 128-130.

[6] KENNEDY J. EBERHART R. Particle swarm optimization[C]// Proceedings of the 1995 IEEE International Conference on Neural Networks. Piscataway： IEEE，1995：1942-1948.

[7] SHI Y. A modified particle swarm optimizer[C]// Proceedings of the 1998 IEEE World Congress on Computational Intelligence. Piscataway： IEEE， 1998： 69-73.

[8] LARRANAGA P， LOZANO J A. Estimation of dsitribution algorithms[M]. Dordrecht： Kluwer Academic Publishers，2001.

[9] YANG X S. A new metaheuristic batinspired algorithm[C]// Proceedings of the 2010 Nature Inspired Cooperative Strategies for Optimization. Berlin： Springer， 2010：65-74.

[10] YANG X S. Bat algorithm for multiobjective objective optimisation[J]. International Journal BioInspired Computation， 2011， 3（5）： 267-274.

初中化学实验步骤篇4

关键词 人工根系算法 混沌细搜索 抽水实验数据 含水层参数

中图分类号：TV53 文献标识码：A

0 引言

在进行地下水资源评价和开发利用的过程中，诸如导水系数和储水系数等含水层参数是非常重要的基本数据。目前，获得含水层参数的主要途径是进行非稳定流抽水试验，分析抽水试验数据，如水位降深时间关系数据，通过相应条件下的解析井流公式反演出含水层参数。近年来，人们已经将智能优化算法应用于分析抽水试验资料，估计含水层参数问题。

本文将混沌细搜索融入到人工根系算法中，构造混沌人工根系混合算法，并用以分析在满足泰斯假设条件的含水层中进行的非稳定流抽水试验数据，以期为估计含水层参数提供一种新的方法。

1混沌人工根系算法

人工根系算法是根据植物根系向性生长这一生物行为而产生的智能优化算法。其基本思想：对于植物的根系来说，根系生长存在竞争，根系会向土壤中水分和养分分布丰富的区域生长，在这样的区域生发出的根系越茂密，并且根系生发新根具有随机性，目的是增大搜索范围和获取更多的养分和水分，从而使根系不断地向深层生长。依据这一特点模仿根系的竞争行为、向性运动和随机行为，从而实现全局最优。

人工根系算法在寻优过程中存在着一定的不足之处，当根系数目较多或者寻优域较大时，收敛速度减慢，搜索性能弱化，且易陷入局部极值点，混沌细搜索能够避免陷入局部极值点。鉴于此，将混沌序列优化算法中的细搜索与人工根系算法结合，构造混沌人工根系混合算法。具体步骤如下：

步骤1：初始化根群，将初始根群看作是当前优势根群；

步骤2：计算优势根群的适应度，并确定其所处的区域半径，通过根系间的竞争行为、向性运动和随机行为生发新根，并计算生发的所有新根的适应度；

步骤3：优胜劣汰，选取与初始根群规模一致的优势根群，并将其适应度与初始种群的适应度比较，找出当代全局最优适应度及其相应的位置；

步骤4：根据产生混沌变量，对人工根系的全局最优位置进行扰动；

步骤5：对混沌变量进行搜索，并对新位置进行比较，如果较优则更新当前位置；

步骤6： 判断算法是否满足终止条件，若满足，则停止；否则，返回步骤2。

2数值实验

在应用混沌人工根系混合算法优化时，要求选取适当的参数值，即导水系数和储水系数，使得水位降深观测值与水位降深计算值之间的离差平方和的均值达到极小。

根据算法步骤，利用MATLAB语言编制的程序进行数值实验，选取根系种群大小为50，待估参数中导水系数和储水系数的初始范围取值分别为（0，600）、（0，0.5）。以目标函数的绝对值小于1-5作为算法终止准则。计算结果如下：

当迭代92次时，算法满足终止条件，且所用时间为11.5994秒。得到的含水层参数：导水系数为2.9548，储水系数为0.0659。通过计算出的含水层参数得到的水位降深计算值与其实际值的绝对误差不超过3.7%。

由此可见，混沌人工根系算法运算时间短，收敛速度快，计算结果较为准确，具有较高的可靠性。

3结语

根据数值实验结果可知，混沌人工根系混合算法能够有效地运用于求解分析抽水实验数据，确定含水层参数的函数优化问题。通过实际算例进行的数值实验结果表明，混沌人工根系混合算法的运算速度快、收敛性好、计算结果可靠，从而为分析抽水试验资料，确定含水层参数提供了一种新的途径。

参考文献

[1] 康瑞龙.一种新型的智能优化算法――人工根系算法[D].长安大学，2013.

[2] 郭建青，等.确定含水层参数的混沌序列优化算法[J].中国农村水利水电，2006（12）.

初中化学实验步骤篇5

关键词：多媒体技术；初中生物教学；实验教学

一、多媒体技术在初中生物教学中应用存在的问题

（一）教师过量使用多媒体技术

现阶段多媒体技术被广泛应用于课堂教学中，部分教师已经将多媒体作为主要的课堂教学手段，很多初中生物教师花费大量的时间、精力制作课堂教学课件，几乎将全部的心思都花费到制作课件视频上，而忽视了对课程教学内容的精心钻研，忽视了教学重难点与疑点的分析，降低了课堂教学效率[2]。同时，过度使用多媒体，也会造成学生审美疲劳，使学生分不清主次，影响学生的学习成效。

（二）多媒体教学功能未被充分挖掘

在初中生物教学过程中，多媒体技术虽然经常使用，但是其教学功能仍然没有得到深入挖掘，这降低了多媒体教学的效用[3]。从大量的教学实践来看，当前生物课堂使用多媒体应用表面化，教学功能未被充分挖掘。主要表现为，在视频播放、音频播放、文本呈现、动画效果展现等方面应用不到位，以致初中生物的新课导入、知识解读、知识体系构建等方面未达到理想的效果。

二、多媒体技术在初中生物教学中的应用策略

（一）将多媒体与实验教学结合，重点分析实验步骤

初中生物虽然是学生学习生物的初阶知识，但其仍具备生物学科本身的实践性、操作性及逻辑性，初中生物教材中也包含着许多实验课程[4]。在传统初中生物实验课教学中，往往是教师直接讲解实验步骤，学生既无法亲自体验实验操作，也无法直观看到实际操作过程，对实验的步骤与现象始终停留在一知半解的程度。针对此，初中生物教师可以将多媒体技术应用于初中生物实验教学中，根据教学内容，在网络平台中寻找相应的实验操作教学视频，或者是教师自己进行实验操作、自己讲解、自己录制视频，教师可以在实验视频中重点强调实验步骤的分解部分，细化实验细节，让学生更好地学习与理解相关实验内容[5]。以初中生物教材中“血液”方面的学习内容为例，教师可以以本章节教学内容为课堂核心内容，进行“观察血细胞、血浆”的实验。首先，教师要在课前准备教学视频，并且在视频中重点强调操作手法与注意事项，说明做此实验的教学原因与目的；其次，在课堂上播放此视频，让学生观察视频中的实验操作，遇到重点部分，教师还可以利用多媒体教学的“暂停”“重放”等功能，让学生重复观看重点操作部分，加深学生印象，帮助学生更好地掌握生物实验。

（二）转化生物抽象知识，强化学生对教学内容的理解

初中生物知识较为复杂，很多知识点都是抽象的，教师在讲解时，学生只能够被动地接受、理解那些看不见、摸不到的抽象化的知识，从而导致很多学生认为生物的学习难度较大。在传统教学中，教师讲解一个生物知识仅仅需要利用教材、黑板就可以开展教学，学生无法从片面、不立体的讲解中真正理解生物知识、掌握生物原理。针对这种情况，初中生物教师可以将多媒体技术引进课堂教学，将较为复杂的知识通过简单的逻辑结构图或视频呈现出来，简化学生的思维，将抽象的生物现象通过视频及图像的方式表现出来，让学生产生直观印象。以人教版初中生物学教材八年级上册中“细菌与真菌在自然界的作用”课堂教学为例，首先，教师要准备一些关于真菌与细菌作用于物质的视频短片及图片，让学生对真菌和细菌的作用产生直观的印象，避免学生对真菌及细菌对物质的作用产生认知混淆；其次，教师在课堂上让学生观察视频中“腐乳的制作过程”，教师可以将视频中制作腐乳的等待的时间部分剪除，直接让学生观看制作之后5天、10天、15天之后的变化，让学生能够明显地看到腐乳原料的变化，从而对细菌与真菌的作用形成正确的认知与理解。

（三）利用多媒体讲解疑难知识点，建立系统的知识体系

初中生物知识较为复杂，对初中生来说具有一定的理解难度，教师在实际教学的过程中，应当善于利用多媒体讲解课程中的疑难知识点，将疑难知识具体化、形象化，以便学生学习，建立系统的知识体系[6]。对于初中生物教学中一些学生难以理解的知识点，教师可以借助多媒体的文字、图片、视频和声音等功能进行呈现，帮助学生理解。同时，配合多媒体重复播放、慢放、快放、放大等功能，加深学生的理解和记忆。长此以往，学生自然能够理清知识脉络，构建系统的知识体系。以人教版初中生物学教材八年级上册中的“染色体”一课为例，教师讲课时，不少学生反映对染色体变异部分的知识点难以理解，无法形成系统的知识认识，更不能建立系统的知识体系。对此，教师可以设计染色体变异教学视频，合理设计教学过程，借助多媒体技术辅助课堂教学，以帮助学生构建知识体系。首先，教师带领学生回忆上节课基因突变、基因重组等知识点，引出染色体变异概念，导入新课；其次，通过多媒体图片功能展示染色体结构图及其变异图，并提供实例，如有子西瓜和无子西瓜等，学生通过观看有子西瓜细胞染色体组成图，以及无子西瓜的染色体变异图，真切地看到染色体结构及其变异的具体过程、结果，知道了什么是染色体结构变异及变异的基本类型。在多媒体教学下，教师从上节课内容的回忆导入染色体变异概念，到讲解染色体结构，再到讲解染色体变异及基本，循序渐进地引导学生建立了关于染色体变异的知识体系。而传统教学中，教师通常利用口语讲述染色体结构变异的过程、结果，学生对染色体变异的理解停留在书本和想象上，自然难以形成系统化的知识体系。采用多媒体教学后，知识通过图片、视频等载体形象地展示出来，教师引导学生归纳总结，则易于建立知识体系。

初中化学实验步骤篇6

关键词：闭环DNA计算模型；排课表问题；批删除实验；批分离实验

中图分类号：TP301.6文献标识码：A

文章编号：1001-9081(2007)04-0991-03

1闭环DNA计算模型及其生化实验

DNA计算尤其是DNA计算模型是当今研究领域的热点之一[1―3]。经研究发现[3]，闭环DNA计算模型不仅在生化实验的实现上比相关模型有优势，还能够解决很多问题，应用十分广泛，例如排课表问题。对该问题的研究主要是使用二分图的边着色模型，而实际的排课表要照顾到教室规模、教师和学生等方面的要求，有了这些约束后，此问题就是一个复杂的NP―完全问题。

闭环DNA模型及基本生化实验在文献[2]中已有详述。仅给出批分离实验（分离混合物中含子链族中任一子链的DNA分子）的生化实现：将足量的子链族中每一子链的探针固定在若干块充满聚丙烯酰胺凝胶体的玻璃板上，并处于初始状态；在94℃混合物与玻璃板组混合并缓慢冷却至68℃发生杂交反应，再将玻璃板组移出并用68℃缓冲液冲洗掉未杂交的DNA分子；用94℃缓冲液与玻璃板组混合发生变性反应，再将玻璃板组移出并用94℃缓冲液冲洗玻璃板组，玻璃板还原成初始状态而溶液中得到了含子链族中任一子链的DNA分子。

2排课表问题及其算法分析

在约束条件1下，约束条件2是教师在给某两合班课上课时避免还要给其中一个班上课。虽然教师给某班上课可以不只1次，但由于在某时段上教师上某两合班课就是已经给此两个课代表的边染了同一种颜色，而教师给这两个班上的其他课代表不同的边，不会染与上面相同的颜色，即在约束条件1成立的条件下，约束条件2成立。

3DNA计算的算法及其实现过程

由上述分析，排课表问题DNA算法为：

步骤1求解值，如值存在，转入步骤2；否则，排课表问题无解，结束。

步骤2对每一节课（合班课算2节课）进行DNA编码，按照小班课和合班课分别生成排课表问题的所有的边着色和探针组。

步骤3对合班课DNA序列，通过批分离实验得到所有正常合班课的边着色。

步骤4通过电泳实验，分别产生满足均衡性的边着色，并将小班课和合班课的DNA链相连接而成闭环DNA。

步骤5分别以教师和班级为约束条件通过批删除实验，达到约束条件1，2。

步骤6分别以每一天为约束条件通过批删除实验，达到约束条件4。

步骤7将步骤6的实验结果成两部份，然后，对其中一部份以教师的时间条件为约束分别通过批分离实验，达到约束条件5。

步骤8判断最优解是否满足约束条件5；并检测实验结果，得到最优解。

5结语

本DNA算法的显著特点是开放性强，即加入或修改约束不会对算法结构有太大影响。例如，将第4条约束改为：相同的课程在一个班级至多每两天安排一次。处理办法是将p次课重新分解为连续的两天，得到第p1、p2、p3、p4次课（周1，2到周4，5所上的课）的DNA编码的限制性内切酶的集合。算法其他部分不变。

初中化学实验步骤篇7

初中生物新教材学生课堂实验共37个,这充分体现了生物教学大纲指出的“生物学是一门实验科学,观察和实验是学习生物科学的基本方法。”努力创造条件,结合学生心理、生理特点,克服困难,完成大纲、教材规定的课堂实验教学,培养学生的能力,发展智力,提高学生素质,提高生物教学质量,是我们生物教师的责任。自己经过三年的初中生物实验课教学实践,谈几点体会。

1　明确实验目的,激发学生学习动机。

心理学告诉我们,目的是人采取行动的结果,而动机则是激励人去行动的动力。学生明确实验目的,自觉地产生动手实验的内部动机,实验效果就会很好。但是初一、二年级学生好奇、好动,对实验陌生。有的学生认为上实验课好玩,缺乏科学态度,有的学生认为升学不考,学习目的不明确,这些都给实验课组织教学带来一定困难。因此实验前除要求学生明确教材上的实验目的外,还要明确该实验在生产、生活等方面的实际应用。如上显微镜使用一课时,提出医生对贫血、癌症等疾病的诊断,除看、问、查以外,还要通过化验,用显微镜、电子显微镜等对病人患病部位的细胞组织等进行病理诊断,才能得出结论。没有科学手段会使病人误诊,严重时会危及生命,造成不可弥补的损失。同时介绍显微镜在工、农、医学方面的广泛应用,以此激发学生学习动机,树立科学态度,提高学习兴趣,这样有利于克服组织教学难的问题。

2　指导学生掌握实验步骤的方法,规范操作。

实验步骤是学生动手规范操作的要领,只有理解、掌握才能规范操作,实验才能成功。因此实验前指导学生预习,将实验步骤由繁化简,抓住每一步的关键词语串通于实验步骤之中可以收到好的实验效果。如显微镜使用过程中的“三个一”:一、安放距桌边一掌(5-7cm);二、对光要目(目镜)物(物镜)通光(通光孔、光源)一直线,光强用平面镜,光弱用凹面镜;三、观察时标本对孔正中距离物镜一厘米,视野中出现标本颜色或杂质时观察目标即将到位,微调粗旋镜升降,细旋校象清晰,找不到目标时缓缓移动玻片标本即可找到。教师规范操作一步,边讲该步的注意事项,边让学生模仿操作一步,教师巡视,及时表扬规范操作快而且准确的学生。纠正错误操作,如用左眼观察时,纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯,转动转换器时,纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光,观察到标本在视野中的图象。用完显微镜擦干净外表。转动转换器,把物镜偏两旁,放回镜箱原处。制作临时装片的实验,先将擦滴取展盖染的实验步骤写在黑板上,让学生看书了解每一步的涵义,圈上关键的词语,教师再讲每一步的涵义及注意的问题,边操作边叫学生模仿操作。然后强调注意事项。滴一滴清水,太多易外溢,太少易出现气泡。取材薄而透明透光易观察,展平防重叠,轻盖防气泡。气泡与细胞的区别,气泡圆边厚黑,中间亮白,轻压变形。这样学生很快掌握步骤、要领,在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞,认识细胞壁、细胞质、细胞核(细胞膜紧贴细胞壁,在光镜下看不见),然后绘出细胞结构图。这样学生就达到了实验的目的要求,兴奋不已,终生难忘。

初一九八级一班59名学生中有32名学生在北碚区初一下期末统考作文《我最难忘的一节课》题目中写了《我最难忘的一节生物实验课》。生动地说明了生物实验课对学生产生了很好的教学效果。

3　指导学生观察实验现象。

学生在实验过程中规范操作是进行实验的基础,而对实验现象的认真观察,是达到实验的目的、探索实验结果的关键。但学生在实验中往往重视操作,忽视观察、分析。如在解剖鲫鱼的实验过程中,学生认为解剖完了,实验就做完了。针对这一问题,我在实验前编好实验指导,要求学生预习实验时准备好硬纸板,在一定的位置写上鲫鱼各器官、系统的名称。做解剖鲫鱼实验时,先让学生观察鱼的各种鳍在游泳中所起的作用。然后,按步骤规范操作解剖,将观察后的器官,系统解剖放在硬纸板写好的相应位置上,并在实验指导的空白处填上相应的结构及功能,教师检查评分。我在下一节课前5分钟小测验,结果181名学生有160名均在90分以上,其余在80分以上。这样通过学生动手、动眼、动脑、观察、分析思维,培养了学生认真的科学态度,掌握了知识,提高了能力。

4　对教材要求掌握、难度大的实验进行考查。

初中化学实验步骤篇8

关键词：新课程背景；初中物理；实验教学；评价方式

教学评价是对教师教学效果和学生学习能力的测试，对于教师来说通过教学评价可以找到自身教学设计中的不足之处，对于学生来说通过教学评价能够更加清晰地认识自己能力水平高低，及时掌握自己的知识漏洞，以便及时采取弥补措施。然而传统物理实验教学评价采取的是考试方式，这在一定程度上限制了学生实验能力的培养和提高，因此在新课程背景下，教师应该根据学生实际学习状态，及时调整评价方式，帮助学生培养良好的学习习惯，提高他们的物理探究能力和实践运用能力。

1.教师要树立正确的评价观念

传统物理实验教学评价方式过于片面，评价内容不全面，教师过度关注对学生掌握实验知识的评价，而忽视了考查学生学习过程和操作能力地评价，导致在实验教学评价中存在很多问题，使得物理实验教学思想不够端正、教学目标不够全面、教学方式过于单一。学生对于这样的实验教学活动失去学习和参与兴趣，课堂教学效果明显降低，学生学习效率不高，因此物理教师要认识到现实中存在的问题，积极面对并找到解决的措施。鉴于此，笔者认为教师首先要改变传统教学和评价观念，树立正确的评价观念，以学生整体发展和终身能力持续发展为前提，实现以下几点转变，即从传统甄别与选拔功能转向促进学生全面发展功能转变，使评价过程成为促进学生能力发展和提高的过程；从重视知识评价向重视学生全面素质培养转变，使评价过程成为促进学生综合素养培养的过程；从单纯重视笔试结果向多样化评价方式转变；从学生被动评价向学生主动参与评价转变，发挥学生课堂主体地位的作用和价值。

2.教师要构建科学的评价目标

新课程标准对物理实验教学提出新目标，要求教师在开展教学活动之时，不仅要注重培养学生物理能力还要全面提高学生物理实验素养，即能够独立运用理论知识解决学习、生产实践中存在的问题，要求教师将实验教学目标分为认知领域、技能领域和情感领域。认知领域目标是促进学生通过实验能够掌握相应的实验知识并学会迁移运用；技能领域目标是促进学生初步掌握实验的基本过程和方法、学会正确使用实验仪器、正确设计实验步骤、正确记录并计算实验数据、能够根据计算结果推导实验结论等；情感领域目标是促进学生通过实验提高学习物理的兴趣和热情，树立崇尚科学、实事求是的科学态度。

3.确定具体的评价内容

教师在实验教学评价过程中应该结合具体的实验内容，接下来笔者将结合人教版探讨平面镜成像特点的实验对其评价内容进行分析。

3.1实验原理表述

教师应该要求学生通过自己的探索和理解对实验原理进行阐述，包括实验仪器的工作原理、实验涉及的基本思想和原理等，在本次实验中，白纸是为了记录蜡烛成像位置，镜子是为了验证成像大小关系。教师在引导学生设计实验之前，应该让学生充分掌握物理实验知识，理解开展实验的意义和作用，才能有效促进学生对物理实验地学习和探究。

3.2实验器材的选择

本次实验非常简单，涉及到的实验器材也比较少，只有蜡烛、平面镜、白纸、火柴，虽然器材简单，但是教师仍然要注意引导学生选择正确的实验材料，例如成像关键因素蜡烛和平面镜，要求学生选择长短一样的两根蜡烛，保证平面镜表现没有凹凸现象等，这些都是决定实验能否成功的关键。

3.3实验步骤设计

实验教学评价最重要的内容应该就是学生进行实验步骤设计的过程，包括学生能否根据实验对象和器材设计合理的实验步骤、学生对实验细节的处理以及对实验现象的观察等。在本次实验中，学生通过研究教材和总结生活经验，设计出如下实验步骤：①在桌面上铺一张白纸，在纸的中间位置画一条直线，在直线上竖立平面镜；②把一只刚点燃的蜡烛放在平面镜前面，并观察蜡烛在平面镜后面的像；③取与步骤二中同样长短的蜡烛在平面镜后移动，直到两只蜡烛的位置完全重合；④在白纸上记录两只蜡烛的位置，用直线将实验中两只蜡烛的位置进行连接，并用刻度尺量出两只蜡烛分别到平面的距离，将数据记录在设计好的表格中；⑤重复上述实验，以便得到更加准确的结果。

3.4实验操作的熟悉程度

物理实验教学评价中还要针对学生实验操作熟练程度进行评价，包括学生记录数据的准确性、数据分析的严谨性、表格设计清晰性以及对突发事件处理的灵活性等方面进行评价。

3.5实验结论分析

实验活动是为了验证最初的实验猜想，学生对实验结论地推导在一定程度上反映出学生对实验知识的掌握程度和熟悉程度，因此将实验结论分析纳入到实验教学评价中，有利于教师充分了解学生学习状况。在本次实验中，学生通过实验活动，得到如下结论：物与像的连线垂直于镜面，且物到像的距离等于像到镜的距离，物与像的大小是相等的。

小结：

在初中物理实验教学评价中，应该结合实验教学内容、学生学习状态、学习过程等多方面因素进行评价活动，另外还可以采用学生互评、自评的方式，形成多样化实验教学评价模式。保证评价过程的科学性和合理性，使得学生在实验过程中培养良好的学习习惯，激发强烈的学习热情和兴趣，提高学习物理知识的积极性，促进学生掌握更多物理实验知识，提高学生动手操作能力和创造力，从而保证初中物理课堂教学的效果和质量。

参考文献：

[1]张娟. 以“实验、探究、评价相结合”改革初中物理课堂教学[J]. 学周刊，2015，02：108.

初中化学实验步骤篇9

本文探讨了在网络智能教学系统中建立一个双层动态学生模型的方法，模型的初始层采用复合认知型学生模型，高级层利用Hopfield神经网络算法，在初始层数据的基础上加入兴趣、爱好、知识状态、学习历史等信息进行评价、分类。该模型克服了单一学生模型结构数据处理的障碍，能够灵活、全面地对学生的学习特征进行分析，有效改善了智能网络教学系统的教学决策过程。

【关键词】 学生模型；智能教学系统；Hopfield神经网络

【中图分类号】 G434 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009―458x（2011）12―00645―04

引 言

目前，网络教学系统正向着智能化的方向发展，智能化的主要目标是解决现代远程教学中的个别化教学问题，提高系统对学生的适应性和针对性[1]。

网络智能教学系统中的学生模型（Student Model）是个别化教学决策的依据，是适应性教学中“因材施教”的“材”的量化标准。学生模型是指在智能教学系统中根据需求构造出的一种能可靠表示学生认知特征的数据结构，记录着学生对知识的掌握程度和个人的学习水平，是学生知识结构和认知特征的反映。学生模型一般依据学生和系统之间的交互及应答历史而形成，可以根据学生的学习情况动态地修改。

在国外的相关研究中，有的学者用贝叶斯网络建立学生模型，进行个性化教学推理[2]；有的学者利用对话来获得学生对领域知识的掌握程度，从中分析学生学习的速度、掌握程度以及记忆能力，采用一定策略对学生实施个别化教学[3]；也有的学者通过对学生学习某个主题的评价，来判断该学生是否可以进入下一个主题的学习[4]。在国内，刘宇，解月光对CELTS-11学习者模型规范进行了取舍、组合，利用模糊评价方法对学生的认知能力进行评判[5]。在最近的研究中，孙中红提出基于决策树的遗传算法，将学生的学习标准、兴趣、爱好、知识状态、学习历史、心理因素和认知能力等信息进行数据挖掘和分类，从而构建一个综合覆盖模型、偏差模型、认知型模型或是几种模型组合的全面学生模型[1]。郭富强从学习者个体学习情况和学习需求出发，在研究分析影响学习者的学习基础、认知能力、心理因素的基础上，设计了学生模型，并给出了学生模型的动态调整算法[6]。

本文设计的双层动态学生模型是基于网络的SQL查询语言智能教学系统，它采用任务驱动的个性化学习方式，以模拟在线实验为平台，同时提供学习资源、实例演示与综合测试等服务。SQLlearning学习系统因其实验交互、智能引导等特点在实践应用中取得了较好的效果。

一、双层动态学生模型的工作原理

在SQLlearning中双层动态学生模型的工作原理如图1所示，学生登录系统后，利用双层动态学生模型智能引导学生的实验、学习、测试等活动，系统一般选用学生模型的高级层驱动相应数据库，生成用户的个性化实验任务、测试题目、学习资源等，而对于未经高级层处理或网络条件不允许进行高级层处理的学生模型则选用初始层参数。

一般来说，高级层的处理过程是在搜集了一定量的初始层学生模型参数后，经Hopfield网络处理生成标准化模型库，进行评价、分类，并将结果取样到样本库、存储到评价库的过程。

二、初始层――复合认知型学生模型

初始层采用轻量化数据设计，结合认知型学生模型的特点，在SQLlearning系统中设计了如下的数据结构来记录学生的认知能力：

SM={Knowledge, Comprehension，Application，Analysis，Synthesis, Evaluation,CorrectRate, ExAccuracy}。

其中，Knowledge、Comprehension、Application、Analysis、Synthesis、 Evaluation依次为识记、理解、应用、分析、综合、评价6项认知能力参数，ExAccuracy，CorrectRate分别对应实验正确率、测试正确率。

初始层学生模型的参数由系统与用户的交互形成，在SQLlearning系统中主要通过资源学习、平时实验、综合测试等活动来记录。需要说明的是，系统在设计实验任务与综合测试题目时，每项均进行了认知改造, 也就是每个项目均设有认知能力观测点，如果测试项目通过，则该认知能力观测点记为1，未通过记为-1，未测试记为0，所以学生的每一次活动都有反应一项或几项认知能力的参数记录在学生模型库中。

从改造后的测试项目中可以汇总得到学生各项认知能力的信息，在矢量式 si=(a1，a2，a3，a4，a5，a6)中，ai代表某项认知能力的正确率，ai=■，其中，0

Rij(1)代表第i项认知能力到目前为止的测试中所答对的次数。

Rij(-1)代表第i项认知能力到目前为止的所有测试中答错的次数。

每个学生的认知能力ai的平均值会随时更新到学生模型库中，同样每次的测试与练习正确率CorrectRate，ExAccuracy也会以平均正确率更新到学生模型库中。

在实际应用中，若遇到新注册人数较多、服务器负担较重、网络不畅等制约条件，可以对初始层模型参数进行简单加权评价、分类，在牺牲部分评定准确性的基础上保证系统正常运行。

三、高级层――利用Hopfield神经网络处理

根据初始层的复合认知型学生模型，横向对比众多用户的学习数据，挖掘出初始层学生模型中的有用信息，对学生模型进行细致的刻画与分类，是高级层学生模型构造的关键。在这里将初始层模型的数据，加上兴趣、爱好、知识状态、学习历史等作为高级层学生模型分类的生成要素。

1. Hopfield神经网络算法设计

在高级层中，将若干个典型的、理想的学生模型对应的初始层学习数据、兴趣、爱好、知识状态、学习历史等作为Hopfield神经网络的平衡点，Hopfield神经网络学习过程即为典型的学生模型的数据要素逐渐趋近于Hopfield神经网络的平衡点的过程。学习完成后，Hopfield神经网络储存的平衡点即为各种学生模型所对应的数据要素。当需要判定学生模型时，Hopfield神经网络即利用其联想记忆能力逐渐趋近于某个储存的平衡点，当状态不再改变时，此时平衡点所对应的状态即为待判定的学生模型。具体算法设计步骤如下：

步骤1：设计理想的学生模型评价指标

从初始层的每类学生模型中随机选取样本，按类汇总以各分量的平均值作为理想学生模型的评价指标，如表1所示。

步骤2：为理想的学生模型评价指标编码

由于Hopfield网络神经元的输出只取1和-1，所以将评价指标映射为神经元的状态时，需要对其进行编码。编码规则为：当大于或等于某个等级的指标时，对应的神经元状态设为“1”，否则设为“-1”。理想的4个等级评价指标编码如表2所列，其中表示神经元状态为“1”，即大于或等于对应等级的理想评价指标值，反之用表示。

步骤3：为待分类的学生模型评价指标编码

设有5个待分类的学生模型，提取信息后有表3所示的学习数据。

根据上述编码规则得到对应的编码，如图2所示。

步骤4：利用MATLAB中神经网络工具箱函数创建Hopfield网络，对表1中的标准样本数据进行训练。

步骤5：利用训练好的网络对高级层的待分类数据仿真、分类，分类结果如图3所示。

2. Hopfield神经网络算法在网络环境中的实现

Hopfield神经网络算法处理高级层学生模型基于Matlab 7.10.0(R2010a)实现，在网络环境中，网页功能模块基于Visual Studio 2010开发。具体实现步骤如下 ：

步骤1. 基于Matlab实现Hopfield神经网络算法，伪码如下：

function [re]=hop_ddm()

%% 连接数据库，获取高级层模型库数据aa,获取样本库数据bb

代码A

%% 将获取的数据转变预处理

[mx,my]=size(aa)

[bx,by]=size(bb)

%% 为高级层模型库、样本库中的数据编码

代码B

%% 创建Hopfield神经网络

net=newhop(bz);

%% 仿真、分类、评价

Y=sim(net,{mx*4,15},{},A); % A为最后待处理的数据

for m=1:mx

for n=1:4

if Y{15}(:,(m-1)*4+n)>[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]'

%% 更新评价库中的评价结果

update(conn,'pjk',{'myrank'},{n}, strcat('where myid=',num2str(m)))

commit(conn)

end

end

end

end

步骤2. Deployment for .NET Assembly制作dll组件

将Matlab中编写的函数用Deployment Tool工具进行编译，生成 .NET Assembly动态链接库hop_ddm.dll文件。

步骤3. 将上述生成的hop_ddm.dll文件和MWArray.省略项目中添加对hop_ddm.dll和MWArray.dll的引用。

步骤4. 混合编程，在网页中调用。

hop_ddm.myhop dm_ins = new hop_ddm.myhop(); //将myhop类实例化

dm_ins.hop_ddm(); //调用hop_ddm方法

结束语

本文 结合实际应用的SQLlearning系统探讨了网络智能教学系统中一个双层动态学生模型的构建方法，重点阐述了高级层中Hopfield神经网络算法原理及其在网页中的实现方法。为验证学生模型的有效性，2011年上半学期将忻州师范学院计算机系2008级248名学生随机分为两组，实验组168名学生采用如图4所示的SQLlearning实验教学环境；对照组的80名学生则采用真实上机实验环境。在学习时间等同的情况下，对4份测试，成绩如表4所列，实验组学生平均成绩比对照组高出16.29%。在随后针对学生模型认可度的调查中，收到有效问卷152份，其中非常认可、认可、不认可的学生人数分别为109、38、5，学生模型的分类结果在受测试学生中的认可度达96.7%。

?眼参考文献?演

[1] 孙中红. 个性化智能网络教学系统中学生模型的研究[J]. 中国电

化教育，2009，（10）：107-110.

[2] Peng-Kiat Pek, Kim-Leng Poh. Using Decision Networks for Adaptive Tutoring[DB/OL]. eric.ed.gov/ERICDocs/data/ericdocs2sql/content_storage_01/0000019b/80/17/2a/8e.pdf.

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[4] Mia K. Stern and Beverly Park Woolf. Curriculum Sequencing in a Web-based Tutor[DB/OL]. 省略/index/4MBNT2BNUMKB3A2G.pdf.

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收稿日期： 2011－08－25

初中化学实验步骤篇10

【关键词】 杜威；思维五步法；联想

一、思维的概念及价值

1、什么是思维

杜威认为，思维是起源疑难困境中的不确定。主要有以下一些含义：第一，思维的产生需要一种特定的环境即由一种不确定或者疑惑的情境而引起的。没有这种特定的情境，就没有思维。第二，要形成有意义的思维，则需要有意识探究行动和结果之间特定连接的问题。第三，对于生活来说，思维可以提供一种经验性的明智方法。

2、思维的价值

思维区别与胡乱思考是因为它有一定的价值。首先，思维是避免单纯冲动或单纯惯动的唯一方法。其次，通过思维，人们还想出和安排出各种人为的标志，来提醒大家预见到各种后果，以及获取避免这些后果的方式。最后，思维还会给自然的事件和物体赋予很不相同的地位和价值，远远不同于那些无思维力者对它们的感受。

二、思维五步法简介

在杜威看来，思维是起源于怀疑。并归纳总结思维过程概括出三要素：事实、暗示过程和事实之间的实在联系。他指出任何方法都存在着：特殊事实的认识；合理的概括；应用与证实。后来杜威又进一步总结，将思维的过程分为五个阶段，即“五步法则”。

第一个步骤：感受到困难、难题。我们在寻求什么事物将对所提出的问题做出回答时，我们就进行探索。处在不确定的情景中，我们产生了怀疑。在不确定的情境中，可能会暂时阻止人们的直接行为。但是，人们依然会在不确定中寻求解决之道。所以，思维活动便在此时开始了。而在这个阶段，更多的采取一种暗示的方法，根据在暗示中寻找摸索可能的解决办法。而这种暗示依靠着人们以往的经验和平时积累的知识。如果没有这些经验和知识的积累，那么，这种暂时的阻止可能就变成永久，疑难终究还是疑难，思维在此停滞。

第二个步骤：问题的定位和定义。即确定疑难的所在，并从疑难中提出问题。第二个步骤往往是和第一个步骤结合在一起的。此时就是将刚才所感受到的困难和疑惑逻辑化。将困惑转化为待解决的难题。这种转化可以确定情境中的行动障碍，使行动更有方向性。没有提出问题就会在黑暗中盲目摸索。这个阶段的存在与否，在最大程度上影响到思维的用心深浅，是科学思维还是盲目思索。

第三个步骤：通过观察、搜集事实材料，并联系实际提出解决疑难的各种假设。即联想。杜威认为，联想是推论的核心。用心做出若干不同的联想，是良好思维中的一个重要因素。此时的联想其实是对之前暗示的修正。只有对疑难有正确的认识，才能得到更好的提出实际可行的解决问题的方法。但是，对于最终解决疑难来说，人们的行动是尝试性的，而不是决定性的。随着对问题的不断洞察和理解，逐步改正，有时可能重新回到不确定的情境，并产生新的暗示，变成确定的推测。

第四个步骤：判断哪一种假设能解决问题。当我们对问题有任何一种想法时，进一步思索它的意义，它的蕴涵，即是推理。就是对一种概念假设从理智上加以认真的推敲。杜威认为通过推理，可以将最初显得似乎不相接的两个极端连接成为一个整体。但是推断，要依靠个人头脑中的知识储备。通过判断形成一个确定的概念，

第五步骤：用行动检验假设。是对联想的一种看法的肯定或者否定。并且进行进一步的观察和实验。从而审视靠思维形成的解释在实践中能否行得通。如果实验结果符合最初的推想，那就可以确定，并加深对其的认识能力。反之，如果实验与理论推想不一致。则表明这种情境得出这个结论，就要开始新一轮的思维探索，修正这个结论。

杜威思维五步法只是一个大致的框架，思维过程并不是严格的按照这个程序进行的。完全根据个人的理智和知识的积累。在真正的思维中，每个阶段都会形成一种暗示，而这种暗示可能会形成一种观念来指导思维。精心地提出假设，假设在思维的每一个阶段，检验也是在每一个步骤存在，随时反馈思维，不断观察作出正确的暗示。

第一，“思维五步法”是从直接经验出发，从疑难问题开始的。

第二，“思维五步法”的动力在于不断追求结果的需求，它排除盲目性与偶然性。

第三，“思维五步法”的目的在于应用，在于将疑难化为确定。

第四，“思维五步法”不是固定的形式主义的思维模式 。

第五，“思维五步法”不是一个封闭的完成了的过程。

杜威的“思维五步法”的关键步骤也是“假设-检验”以及“检验”之后的再“假设-检验”。“假设-检验”式的反思性思维意味着追问暗示的由来并形成假设，也就是说，“假设-检验”中的“假设”实际包含了“获得暗示-确定问题”的思维程序，而“检验”实际蕴涵了“观察-分析”的思维步子。

假设。假设一般被视为“解释”或“解决”问题的一个设想。确实，假设总是对问题的解释或解决，所有的假设都是对问题原因（解释）以及问题的化解（解决方案）的关注，是关于“为什么发生这样的问题”（解释）的估计和预谋。

检验。问题与假设只有进入了检验的程序，问题才成为问题，假设才成为假设，问题与假设才获得最后的意义。这就是杜威所强调的“理解事物的意义”。一种观念在得到理解之后，这样的事件或事物便有了意义。理解了的事物才是具有意义的事情。

三、思维五步法的实际意义

思维五步法被广泛的应用于教育学领域，杜威认为教学的过程和思维的过程是相同的。并提出教学五步法。

第一阶段：杜威认为教育孩子的过程中，从体验一个真实的情况开始。教师为孩子提供一个真实确定的情境。

第二阶段：杜威认为，在这个阶段，必须是存在一个真实的思维导向问题。儿童必须有足够的信息即知识经验积累和实用的材料来应对这种情况所产生的问题。

第三阶段：从观察和试验中，必须作出故障诊断思维和假设。杜威认为，进入未知的推论总是从一个已知的东西的飞跃，产生的东西。

第四阶段：儿童自主学习，根据平日的积累和实验的过程找到解决问题的方法。在此时，儿童不仅要找到方法，更应当有序组织和安排他们解决问题的方法，即提说假说。

第五阶段：儿童通过实践测试证明他的想法是正确的。杜威认为，此时，儿童形成初步的概念，他提出了一些解决问题的方法和假设，并在以后的实践活动中可以得到应用。

所以，总的来说，杜威认为，人们在实践活动中存在着不确定和疑惑，思维活动从此刻开始。为了解决问题，开始观察和产生联想，提出假设，以便可以找到解决问题之道。而提出怎么的解决之道，产生怎样的联想，提出怎样的假说，则是根据日常生活的积累，存在着个人差异。找到方法之后，就回到实践中去检验理论的真实性，如果可行，则初步形成一个概念，根据情况会上升到理论指导，或者形成真理。如果不能解决实际问题，则回到观察的阶段，再一次重新联想和推论，以便找到正确的解决之道。一个有意义和有价值的思维就是在这种来回往复中形成的。最终形成一个可靠正确的经得起推敲的结论。

【参考文献】

[1] 杜威著. 姜文闵译. 我们怎样思维[M]. 北京人民教育出版社，1991.

[2] 杜威著. 王承绪译. 民主主义与教育[M]. 北京人民教育出版社，1990.