中学课堂有效教学模式构建的实验与研究实 验 报 告.docx
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中学课堂有效教学模式构建的实验与研究实验报告
中学课堂有效教学模式构建的实验与研究实验报告
全国教育科学十一五教育部规划课题
有效教学的行动策略研究子课题
中学课堂有效教学模式构建的实验与研究
实验报告
湖南宁乡一中课题组
一、课题的提出
有效教学研究是国内外课程与教学研究领域十分的重要课题，从杜威到布卢姆，从斯金纳到加涅都非常重视对有效性教学的理论研究和实证研究，并取得了各具特色的研究成果。
20世纪80年代以后，又诞生了新的研究成果，如美国加里D鲍里奇著《有效教学方法》，美国梅里尔哈明著《教学的革命》，佩尔蒂埃著《成功教学的策略——有效的教学实习指南》等。
国内除叶澜、裴娣娜等教授对有效教学进行研究以外，部分专家、学者对此也进行了深入研究，并取得了重要成果。
如吕渭源教授著《有效教学草纲》，陈厚德教授著《新概念——有效教学》，张庆林、杨东老师著《高效率教学》等。
也有部分有关有效教学研究的论文发表在学术期刊和教育杂志上，具体情况在此不作赘述。
从国内外文献研究来看，发现存在最大问题有二：
一是国外研究成果固然有其科学性、先进性，由于文化、教育背景差异，难以有效地指导我们中国课堂教学，如何接受、借鉴、创新是我们应该着重研究的问题；二是国内研究成果大凡是文献研究和建议性理论研究，缺乏扎实的实证研究，缺少实践基础，在指导性和普遍意义上看，缺乏推广价值。
实施新课程以来，基础教育教学领域又一次开始在新课程理念下如何实现有效教学的研究。
从近几年的新课程教师培训和教学指导中发现，很多新课程教师在有效备课、有效教学、有效评价等方面存在许多问题：
一是模糊性，对何谓有效教学概念以及意义非常模糊，缺乏基本认识；二是肤浅性，是对新课程教学理念理解不透，掌握不够深刻，难以在付诸于课堂教学实践；三是滞后性，在推进新课程改革的实践中，绝大多数学校与教师未能实现相应的教与学方式的变，教育思想和观念仍停留在传统教育观上，也缺乏相应的教学行为、策略的研究，对如何提高单位时间内教学效益等问题感受不深，缺乏现代教育意识；四是矛盾性，相当部分教师至今仍然在是否固守传统教育观和接受新课程理念之间存在矛盾，最担心的是实施新课程以后，影响学生学业成绩和升学率等。
上述问题在不同地区有着不同程度的表现，直接影响着新课程教学质量。
因此，为了给处在迷茫中的新课程教师提供一种有效课堂教学的行动方案和有效指导，探索适应新课程理念的有效教学方法，通过研究建构适应新课程理念的有效课堂教学理论与方法体系，全面提高教育教学质量，有力促进我国新课程改革进程。
全国教育科学规划领导小组办公室特批准2007度教育部规划课题——有效教学的行动策略研究课题立项。
我们宁乡一中，作为省示范性高级中学，为构建适应新课程理念的中学课堂有效教学模式，有力提高学生学业成绩，促进教师专业发展，全面提高教育质量，打造宁乡一中教育教学品牌，特成立子课题研究小组，展开中学课堂有效教学模式构建的实验与研究。
二、基本构思
（一）理论假设
一是研究中学课堂有效教学模式是符合新课程理念和学生认知规律的、能够满足学生和教师发展的需要。
二是研究中学课堂有效教学模式，将有利于教师角色换、教学方式变和专业素质发展，有利于构建焕发学生生命活力的有效课堂。
三是研究中学课堂有效教学模式，将有利于大面积提高学生学业成绩，提高单位时间的学习效率，有利于促进自主、全面、和谐、健康发展。
四是研究中学课堂有效教学模式，将有利于全面提高我校的教育教学质量，形成宁乡一中的科研特色，提升宁乡一中的质量品牌，有利于发挥我校对周边兄弟学校，乃至对全省、全国同类学校的辐射、带动作用。
（二）理论依据
1、全面发展的原则：
一切为了每一位学生的发展是新课程的核心理念。
全面发展在教学课堂中不仅是指学生获得新的科学文化知识，还要在学习新知识的过程中养成良好的思维习惯，良好的动手能力，良好的合作意识等。
同时学科知识增长的过程也应成为人格的健全与发展过程，伴随着学科知识的获得，学生变得越来越有爱心，越来越有同情心，越来越有责任感，越来越有教养。
2、以学生为中心的原则：
每一位学生，学生的情绪生活和情感体验，树立以学生发展为中心的教学思想，确立学生的主体地位，指导学生学会自主学习，合作探究。
3、先学后教的原则：
新课程改革要求每位教师要变以往先教后学的习惯做法，在教学设计理念、课堂教学思想方面要大胆地树立退居二线、服务学生自主发展的意识。
做到倒空传统教学的瓶子，装满有效教学的瓶子。
4、民主开放的原则：
根据教育的开放性原则，教师应开辟宽松的民主教育环境，充分体现学生的主体性，努力激发学生的发散思维。
5、系统论认为：
在一定条件下，系统诸要素在运动中合作、协调、同步和互补，整体效应大于部分效应之和。
即1+12。
实施有效教学，调动学生各方面学习的积极性，发展学生的个性特长，提高学生的综合能力。
（三）实验变量
1、自变量：
有效教学理论、实验班实践经验的应用以及实验教师的教学实践探究等
2、因变量：
由新课程有效教学理念与国内外有效教学经验的应用所引起的有效教学的实效性，促进师生的共同发展，努力缩小学生差异、班级差异。
3、干扰变量：
实验班和对照班教师知识能力，知识结构的差异；学生个性潜力差异；教学活动总量的差异等
4、干扰变量的控制：
选择人数基本相同、学习基础基本相同的平行班作为实验班和对比班，选择教学水平和教学任务相当的教师作为实验班和对比班的教师。
均按国家规定的计划开课，测试，不增加学生的课业负担，测试内容、方式、时间、评分标准保持一致。
不人为地制造竞争气氛，保持心态一致，对实验采用恒定法控制。
（四）实验目标
（一）通过本课题研究，进一步完善和丰富新课程有效教学理论体系，构建一套完整、科学，而又有宁乡一中特色的中学课堂有效教学模式。
（二）通过本课题研究，教师要指导学生学会自主学习，养成自主、合作、探究的学习品质，大面积提高学生学业成绩，促进学生间学业的平衡，实现学生全面发展；培养学生的学科特长，促进学生在学科专长上的可持续发展。
（三）通过本课题研究，教师要学会学习、学会科研，重构教师角色，变教学方式，提高课堂教学有效性，努力使自己朝名师方向发展，有效促进教师专业发展，为持续提高教育质量有效师资保障。
（四）通过本课题研究，构建学习型、科研型教师队伍，有力提高教师专业素质和学校教育科研水平，缩小班级差异，全面提高学校教育质量，发挥科研为教育生产力的作用，全面推动学校发展。
（五）通过本课题研究，创建学习型学校，发挥省级示范性高中的示范作用，促进区域教师专业发展，提高区域内教育科研水平，缩小学校间差异，全面推动区域性教育质量均衡发展。
（五）、实验方法
充分体现行动研究理念，以质性研究方法为主，以量化研究方法为辅；实验研究与理论研究相结合；过程研究与形成研究相结合；个体研究与综合研究相结合。
（六）、实验步骤
（一）准备阶段。
（1）学习《新课程有效课堂教学行动策略实验方案》、《选题指南》等文件，选择并确定子课题；
（2）填写课题申请、审批书，制定《实验研究方案》，报总课题组审核；
（3）成立课题领导小组，确立课题负责人；
（4）成立课题实验小组，确定课题实验教师，并作相关培训。
（二）实施阶段
1、实验初步实施阶段
（1）开题，培训实验课题组成员；
（2）全面实施先期课题实验；
（3）评价实验效益和总结阶段成果；
（4）总结和展示研究成果，主要征集论文、课例、教学优质课影像材料，组织编辑《课题实验论文集》、《教学课例荟萃》和《优质课集锦》。
2、深化实验研究阶段
（1）进一步深入开展实验课题研究；
（2）撰写《阶段性实验报告》；
（3）提炼和总结先进经验，构建一套科学而完整的中学课堂有效教学模式。
（三）总结评价阶段
（1）进一步深入开展实验课题研究，推广课题研究成果；
（2）撰写《实验结题报告》；
（3）全面总结和展示研究成果，主要征集论文、课例、教学优质课影像材料，组织编辑《课题实验论文集》、《教学课例荟萃》、《优质课集锦》、《中学课堂有效教学模式构建的实验与研究》。
三、实验操作：
（一）充分准备，夯实实验基础
为使中学课堂有效教学模式构建的试验与研究顺利开展，我校在以下方面做了精心准备：
1、建立课题研究领导小组，由校长欧阳才亲自挂帅。
2、明确课题研究的指导思想，以规范课题研究行为。
本课题研究属创新性、开发性实验研究，主旨是为了大面积提高学生学业成绩，促进教师专业发展。
既要追求实验研究的学术价值，又要重视本课题研究的社会效应。
本课题组和合作单位，要本着和谐、对话、合作、发展的研究理念，发扬自主、合作、探究精神，端正学术风气，规范研究行为。
3、学校以教科室牵头，多次召开教师研讨会，探讨有效教学课堂模式，集思广益，调动全校教师来思考、研究课堂有效教学模式的问题。
4、学校根据实际需要聘请专家学者指导实验研究工作，开展校本教研，培训教师队伍，提高教师专业素质。
5、利用新课程有效教学研究网平台，与各实验区、实验学校及时沟通、交流课题信息，实现资源共享，以提高课题研究效率。
6、选用等组实验，设立对比班。
先进行初态测评，在全县的水平考试中，对每个班级所占位置进行比较性评价，核算检验均值和标准差。
再随机选取等量的实验班和对比班。
7、在各学科专任教师中选择教学能力和教学任务相当的教师作为实验班和对比班的教师。
（二）展开实验、探索实验模式
1、课堂有效教学模式
在课题领导小组的领导下，经全校教师广泛研究讨论之后，我校积极展开实验，努力探索，形成如下课堂有效教学模式：
我们将一堂课分为三个阶段：
第一阶段为自主学习，发现疑难阶段。
在这个阶段，学生根据教师的教学目标对本堂课的学习内容进行自主学习。
在自主学习过程中学生将自己有疑问，难以理解的地方标记出来，并整理成问题。
第二阶段为合作讨论，探究创新阶段。
这个阶段又可以分为两个阶段。
一是学生合作讨论阶段，二是师生共同交流探讨阶段。
在学生合作讨论阶段，学生将自主学习阶段发现并整理的疑难问题在学习小组内部进行充分地交流探讨。
小组内部的讨论力求能自主解决一部分问题，不能解决的或存在多种认识的问题留到师生共同交流探讨阶段。
在本阶段教师可以以学生平等的身份随机参与某个或几个小组的讨论。
在师生共同交流探讨阶段，各学习小组选代表把本组的问题陈述出来，师生围绕这些问题进行交流探讨。
在讨论过程中，教师和学生的身份是平等的。
学生可以质疑老师的观点，老师不能将自己的认识和观点强加于学生，而应尽量引导学生自己发现答案或得出认识。
在交流过程中，学生也许会存在一些明显的错误，对于学生明显错误的观点和做法老师应及时予以纠正。
通过这种形式的讨论，学生积极投入，很可能产生一些新的见解或解题的方法，对于学生富有新意的见解或新的解题方法，老师应积极肯定，并予以适当的物质或精神的鼓励。
第三阶段为拓展延伸，练习巩固阶段。
在这个阶段，学生利用本堂课学到的知识来解决教师提供的与本堂课内容相关的练习题，力求举一反三，熟能生巧。
2、课堂教学实例展示
A、数学课例：
多面体欧拉定理的发现
一、课题的产生与提出
我们知道，平面多边形是由它的边围成，它的顶点数与边数相等，按边数可以对多边形进行分类，同类的多边形具有某些相同的性质（如内角和相等）。
多面体是由它的面围成的立体图形，这些面的交线形成棱，棱与棱相交形成顶点。
人们发现在对多面体进行分类时并不能像平面图形那么简单。
但经过研究，人们逐步发现它的顶点数，面数和棱数之间有特定的关系。
在这一研究过程中，成就最大的就是欧拉，今天我们就来感受与学习以他的名字命名的多面体欧拉定理。
二、课题的研究
（一）将学生分成四个学习小组，组内先进行以下内容的自主研究。
1．先了解欧拉的生平与主要研究成就
欧拉（L·Euler，1707-1783），瑞士著名的数学家，是数学史上最多产的数学家，他毕生从事数学研究，他的论著几乎涉及18世纪所有的数学分支。
在初等数学中，他先将符号正规化，如
表示函数，表示自然对数的底数，、、表示
的三边等；数学中的欧拉公式、欧拉方程、欧拉常数、欧拉方法、欧拉猜想等。
其中欧拉公式的一个特殊公式，将数学上的5个常数、、、、
联在一起。
2．填写下表，组内研究与讨论，能不能从数字特点发现欧拉定理。
（1）数一数这几种种正多面体的顶点数、面数及棱数，并填入下表。
正多面体
顶点数
面数
棱数
正四面体
4
4
6
正六面体
8
6
12
正八面体
6
8
12
正十二面体
20
12
30
正二十面体
30
20
12
观察上表中填出的各组数据，你能发现表中前两个数、和第三个数之间有什么规律吗？
请写出你的猜想。
猜想：
（2）随意取几个棱柱或棱锥，如图一，上面猜想中、和的规律对它们成立吗？
写出你的观察结果。
（3）下图二中有几个多面体，上面猜想中、和的规律对这样的多面体成立吗？
写出你的观察结果。
图二
图三
（4）能不能举出其它多面体的例子，并对它们验证上述规律。
（5）请对如图三多面体验证上述规律。
你得到什么结论。
它有16个顶点，16个面，32条棱，这里有
问题：
像图三这种多面体为什么前面的结论不适应了呢？
请同学们在组内研究以后，四个小组将你们的结论提出来，大家一起讨论。
（二）四个小组将研究结果在一起进行讨论，讨论上面得出的结论的适应性。
通过相互讨论与查阅相关资料得到以下结论。
1．这里研究的欧拉定理是对简单多面体来说的。
图四
2．如上图这个正六面体，假定它的面是用橡胶薄膜做成的，如果充以气体，那么它就会连续（不破裂）变形，最后可变为一个球面，像这样，表面经过连续变形可变为球面的多面体，叫做简单多面体。
3．而如下图这个多面体，它中间有一个孔，这的表面经过连续变形，只能够变成一个圆环面，所以这个多面体不是简单多面体。
事实上，对于任一非简单多面体，它的顶点数、面数和棱数不能满足欧拉公式的结论。
下图这个多面体就是这样的例子。
图五
4．综合以上研究，我们的结论是：
一般地，简单多面体的顶点数、面数和棱数之间有关系
，这个公式称为欧拉公式。
5．自然会提出下面的问题，欧拉公式怎样证明。
（三）学生在老师的引导下，探讨欧拉公式的证明
研究方向：
多面体是立体图形，如果能将它化为平面图形，而又使原来的顶点、面、棱在不改变其数量的情况下化为平面图形中相应的点、多边形、线段，则会使问题变为我们较熟悉的关于平面图形的证明。
方法一：
先将多面体剪掉一个面再压缩成平面图形。
下面以四面体为例加以说明。
1、如图六，将它的一个面去掉，再将其压缩成平面图形。
A
B
C
D
A
B
C
D
图六
在此过程中，四面体的顶点数、棱数和剩下的面数变形后都没有变。
A
B
C
D
A
B
C
D
图七
2、去掉外围的一条棱，就减少一个面。
例如去掉，就减少一个面，由于，的值都不变，因此，在将平面图形的外围线段逐一去掉的过程中，
的值是不变的。
最后剩下一个树枝形图，如图七。
图八
A
B
C
D
A
B
3、从剩下的树枝形中，去掉一条棱，就减少一个顶点。
例如去掉，就减少一个顶点，在这一过程中的值是不变的，
，所以在将树枝形图中的线段逐一去掉直到只剩下一条线段的过程中，是不变的，并且到最后剩下一条线段时，。
如图八。
4、而在最初展开为平面多边形时去掉了一个面，加上这一个去掉的平面则有
。
而对于任意简单多面体，运用这样的方法，最后都是得到一条线段，所以都可以得到上面的结果。
从而欧拉定理对于任意简单多面体都是正确的。
方法二：
直接将多面体压缩为平面图形
1、如果将图九多面体压缩，就可以得到图四相应的一个平面图形。
2、变形中的对应关系
在上述变形过程中，多面体的顶点变为了平面图形中多边形的顶点，多面体的棱变为平面图形中多边形的棱，多面体中的面变为平面图形中多边形。
也就是说，如果多面体的某个面是
边形，在对就的多边形中仍是边形。
更一般的是，多面体的顶点数、面数和棱数在平面多边形中是都不变的。
那么我们就会有这样一个证明的关键出现，那就是：
多面体各面的内角总和与展开的平面图形中的所有多边形的内角总和相等。
3、变形前后角的计算
（1）多面体的各面的内角和的计算
设图三多面体的个面分别是边形，设各个面的内角总和为，则
（注：
，因每条棱均被计算过两次）
（2）平面图形的多边形的内角和的计算
设图十中最大的多边形为边形，它的内角和是；
在这个边形内部，还有个顶点，显然一个顶点上对应了一个周角，即，所以这个顶点的内角度数和为，由于这些多边形还有
个顶点在最大的多边形的顶点上，因此这些多边形的内角和应为
所以，平面图形的内角总和为：
4、结论的得出
由
（1）、
（2）知，即
。
从而得证。
三、课题的相关结论与简单应用
（一）有关于欧拉示性数
在欧拉公式中，令，叫做欧拉示性数。
上述多面体的欧拉定理说明，简单多面体的欧拉示性数。
而图二这个多面体，它的欧拉示性数
，这就是说这种带洞的多面体的欧拉示性数等于
。
即不同类型的多面体，它们的欧拉示性数是不相同的。
事实上，数学家欧拉也是在研究多面体的分类时发现欧拉定理的。
（二）有关于欧拉定理的一些简单应用
过去我们研究的几何问题主要涉及到长度、距离、面积、全等度量等问题。
而欧拉定理与度量无关。
事实上我们在进入一个新的几何学领域：
拓扑学。
我们用一种随意变形但不得撕破的材料（如橡皮泥）做成的图形，拓扑学就是研究图形在这种变形过程中的不变性质。
例如我们已经指出正多面体只有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体五种。
为什么呢？
这里我们就可以用欧拉定理来研究这个问题。
由正多面体的定义可知，正多面体的每一个面的边数相同，每一个顶点连有相同数目的棱。
因此可设正多面体的每个面的边数为，每个顶点连有
条棱，
令这个多面体的面数为，每个面有条边，故共有条边，由于每条边都是两个面的公共边，故多面体棱数
（1）
令这个多面体有个顶点，每一个顶点处有条棱，故共有
条棱由于每条棱有两个顶点，故多面体棱数
（2）
由
（1）
（2）得：
，代入欧拉公式：
．
∴
（3），
又，，但，不能同时大于，
（若，，则有，即这是不可能的）
∴，中至少有一个等于．令，则，
∴，∴，∴．
同样若可得．
从而可得下表
每个面的边数（）
每个顶点连有的棱数（）
多面体的棱数（）
多面体的面数（）
正多面体的名称
3
3
6
正四面体
4
3
12
正六面体
3
4
12
正八面体
5
3
30
正十二面体
3
5
30
正二十面体
四、课题的应用
1996年诺贝尔化学奖授予对发现有重大贡献的三位科学家是由60个原子构成的分子，它是形如足球的多面体
这个多面体有60个顶点，以每一个顶点为一端点都有三条棱，面的形状只有五边形和六边形，计算分子中五边形和六边形的数目
解：
设分子中有五边形个，六边形个
分子这个多面体的顶点数，面数，棱数。
由欧拉定理得：
（1）
另一方面棱数可由多边形的边数和来表示，得
（2）
由
（1）
（2）得：
，
∴分子中五边形有12个，六边形有20个。
我们再看一个例题。
一个正多面体各个面的内角和为，求它的面数、顶点数和棱数。
解：
由题意设每一个面的边数为,则，
∴，
，∴,
将其代入欧拉公式,得,设过每一个顶点的棱数为,
则，得,即
（1）,
，∴,又，
∴的可能取值为，,,
当或时
（1）中无整数解；
当,由
（1）得,
∴,∴，
综上可知:
，，。
B、历史课例：
《开辟新航路》
教学过程
激发兴趣
启迪思维导入新课
教师：
播放嫦娥1号发射过程视频资料
显示：
走出家乡故土，到远方去探索未知是人类文明的不渝追求。
师：
15世纪后期，西欧人扬帆远航，探索通往东方新航路。
显示标题：
开辟新航路
引导学生看教材子目：
从整体上把握本节课的内容
显示字幕：
东方的诱惑（原因条件），开辟新航路（经过），走向会合的世界（影响）
设问：
何为新航路？
显示字幕：
十五、十六世纪之交，西欧各国经过一系列航海探险活动，开辟了通往印度和美州等世界各地的航路，这就是通常所说的新航路。
自主学习小组合作感悟新课
1、东方的诱惑
教师活动：
运用课本材料，并适当补充材料，引导学生看书，分析理解新航路开辟的原因和条件。
[设置情景]：
假如我们生活在15世纪的西班牙，作为商人，你最需要什么？
当时面临着什么主要问题？
作为国王和宗教领袖，你意欲何为？
作为航海家，你有什么抱负，当时的条件支不支持你实现抱负？
观察西欧商人清点钱币，认识随着商品经济的发展资本主义萌芽的出现，欧洲出现狂热的寻金热，成为探索通往东方新航路的主要动力
出示材料1：
《马可.波罗行游记》中说：
东方某国据有黄金，其数无限……君主有一大宫，其顶皆用精金为之……宫廷房室地铺金砖，以代石板，一切窗栊亦用精金……
材料2：
1453年，奥斯曼帝国的军队攻占君士坦丁堡，占领巴尔干、小亚细亚以及克里木等地区，从而控制了东西方之间的通商要道。
不但帝国军队肆意抢劫商旅，而且帝国当局还规定对过往商品课以重税。
这实际上等于堵死了这一条重要的商路。
结果，欧洲市场上东方商品的价格猛涨。
------引自吴于廑等主编《世界史·近代史编》上卷
提出问题并阅读课文，认识科技的发展成为新航路开辟的重要条件
学生活动：
按照教师要求，分组讨论，小组代表发言，得出结论。
从材料中汲取信息：
《马可.波罗行游记》进一步刺激了向东方寻宝的野心，而通往亚洲的商路受到限制是新航路开辟的直接原因
设计意图
培养学生的发现问题、解决问题的能力，提升学生的探究能力
2、新航路的开辟：
教师活动：
[过渡]
航海家们在500多年前走在了探寻新航路的最前列。
今天，我们来亲身体验新航路开辟的历程。
组织四个小组的代表分别介绍迪亚十、达伽玛、哥伦布和麦哲伦四位航海家开辟新航路的过程。
航海家
支持国
方向
目的地
按课前的分工，四个小组各派一位代表以不同的形式展示探究成果（技术上有
ppt动态路线图；图片；flash动画等。
形式上有的以讲解员的身份，有的以航海家本人的身份、有的以其船员的身份）。
操作课件，展示新航路开辟的动态地图，介绍航行经过，最后展示开辟新航路的经过表格。
师：
同学们，新航路的开辟圆满完成，你们也经历了狂风巨浪的洗礼，感受了前人伟大的胆识和气魄，你们还有什么收获和感想呢？
（学生回答，教师总结。
）
小结：
新航路的开辟圆满的完成了，他们经历了狂风巨浪的洗礼，我们也感受了前人伟大的胆识和气魄。
是啊，他们在探索中的坚毅勇敢，百折不回的精神令人钦佩；他们探索的结果既有利于人类文明的进步，又给许多地区带来了灾难
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