教学过程最优化是巴班斯基教育思想的核心。他指出：“教学过程最优化是在全面考虑教学规律、原则、现代教学的形式和方法、该教学系统的特征以及内外部条件的基础上，为了使过程从既定标准看来发挥最有效的（即最优的）作用而组织的控制。”巴班斯基说，这就是教学过程最优化的最一般定义。为了澄清在教学过程最优化概念问题上的模糊认识，他还多次从不同的侧面对这一概念进行了论述。首先，“教学过程最优化不仅要求科学地组织教师的劳动，还要求科学地组织学生的学习活动。”因此，把“最优化”理解为单指教师的工作，是片面的。其次，“当谈论最优性时，必须强调指出，这里所说的尽可能最大的效果并非泛泛而谈，乃是针对一所学校或一定班级现有的具体条件而说的”。第三，“教学教育过程的最优化并不是一种什么新的教学形式或教学方法，而是教师工作的一项特殊原则”。第四，用教学过程最优化的原则组织师生的活动时，“不单纯是提高它的效率，而且是要达到最优的，即对该条件来说是最佳的结果。”
巴班斯基把辩证的系统论观点作为教学论研究的方法论基础，以整体性观点、相互联系观点、动态观点、综合观点、最优化观点等指导教学论研究，提出了教学过程最优化理论。这就是说，巴班斯基的理论把构成教学过程的所有成分、师生活动的一切内外部条件，看成是相互联系的，在相互联系中考察所有教学任务和完成这些任务所可能采用的形式和方法。因此，教学过程最优化不是一种特殊的教学方法或教学手段，而是科学地指导教学、合理地组织教学过程的方法论原则；是在全面考虑教学规律、教学原则、教学任务、现代教学的形式和方法、该教学系统的特征以及内外部条件的基础上，教师对教学过程作出的一种目的性非常明确的安排，是教师有意识地、有科学根据地选择一种最适合于某一具体条件的课堂教学的模式和整个教学过程的模式，组织对教学过程的控制，以保证教学过程在规定的时间内发挥从一定标准看来是最优的作用，获得可能的最大效果。
2.1.2有效教学论之二：建构主义教学论
（1）关于学习的含义
建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。
（2）关于学习的方法
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：
①要用探索法、发现法去建构知识的意义；
②在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；
③要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考”是意义建构的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程（即交流、讨论的过程）结合起来，则学生建构意义的效率会更高、质量会更好。协商有“自我协商”与“相互协商”（也叫“内部协商”与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己争辩什么是正确的；相互协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。
教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥指导作用：
①激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；
②通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。
③为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识。
2.1.3有效教学论之三：多元智能理论
美国哈佛大学教育学院教授，心理学家加德纳在大量的实验研究和发展前人的研究成果的基础上，对人的智能和智能结构提出了新的理论。加德纳认为，“智能是解决问题或制造产品的能力，这些能力对特定的文化和社会环境是很有价值的”。而且人的智能并不象传统的智能理论，如智商理论和皮亚杰的认知发展理论所认为的那样，以语言能力和数理能力为核心、以整合的方式存在，相反每个个体身上都存在相对独立的、与特定的认知领域或知识范畴相联系的多种智能。每个个体都同时拥有多种智能，这些智能在每个人身上以不同的方式、不同程度的组合使得每个人的智能各具特点。这些智能可以培养和加强，也可能被忽视或削弱。他认为每个个体拥有以下九种智能：（1）语言修辞智能（2）数理逻辑智能（3）肢体运动智能（4）视觉空间智能（5）音乐智能（6）人际交往智能（7）内省智能（8）自然观察智能（9）生命存在智能。
按照加德纳的观点，每个人都不同程度地拥有九种智能，我们可以通过培养学生的多元智能来改进教育。多元智能理论与高中化学教学可以在以下方面进行整合。
（1）训练认知策略，发展语言修辞智能
（2）运用空间表征策略，开发视觉空间智能
（3）精心组织教学内容，促进逻辑数理智能
（4）训练观察技能，改善自然观察智能
（5）开展合作学习，塑造人际交往智能
2.2课堂学生活动的心理基础----心理因素对学生外显活动的影响
美国学者布瑞林斯基（Brylinsky）和霍德勒（Hoadley）指出：“健康课堂不仅仅指课堂上没有难以控制、不守纪律的学生，健康的课堂应该生动、活泼，具备一般意义上的生理和心理安康。健康课堂是一个循序渐进的过程，在这个过程中学生有充分的机会实现他们在生理、社会、精神、情绪、智力和环境等层面的安康。”
课堂心理气氛是学生课堂学习赖以发生的心理背景，它作为学习心理活动与学习的个性特征之间的中介因素，是通过影响课堂活动中学生的学习动机、学习行为、学习情感体验以及评价效应，进而制约学生课堂学习效益的。在不同的课堂心理气氛中，学生的学习积极性、学习兴趣、学习情感体验、学习注意力是有很大差异的，学习中的智力活动和操作活动也有较大区别，这些必然会影响学习效率。有人对同一个班的化学课调查发现，在不同的课堂心理气氛下效果相差悬殊。在良好心理气氛下，学生课堂提问15个，其中8个质量较高，发言24人次，其中7人次有创见；而在不良心理气氛下，提问仅4个，发言10人次，质量均较差无创见。两周后测验又表明，前者巩固率为90%，后者仅为72%。这表明，积极健康良好的课堂心理气氛，有助于提高学习效率；相反，则降低学习效率。
有研究表明，人的心理状态既能提高人的各种心理机能，也能降低各种心理机能，活动效率对心理状态的依赖程度的变动幅度高达±70%。积极良好和谐愉快的课堂心理气氛能使学生大脑皮层处于兴奋状态，有利于学生的智力活动。在这种心理气氛下，学生思路开阔，思维敏捷深刻，想象丰富活跃，记忆力增强，精力旺盛，积极主动。且容易受到“社会助长作用”的影响，能引起学生兴趣，从而更好地接受新知识，并在新知识的基础上分析、综合、联想、推理，进行创造性学习。而消极压抑的课堂心理气氛易使学生的智力活动受到抑制，思路狭窄，思维变得呆板拘谨。虽然被迫接受了一定的知识，但难以独立思考、积极探索，不利于学生的创造性学习。
积极良好的课堂心理气氛也是促进学生社会化的重要条件，这主要是通过暗示和流行来发挥作用的。因为课堂心理气氛会通过教师和学生的言语或非言语而暗示他人。暗示是在无压力的情况下产生的，表现为无意识的或不由自主的屈从，使被暗示者产生与刺激者相同的情绪，并有可能产生由相同情绪控制下的行为。同时，课堂心理气氛也会使许多学生追求某种行为方式，从而导致学生间产生连锁性的感染，这就是“流行”。流行的行为往往被打上切合时宜的印记，促使学生们追随它，发挥统一学生行为的功能。同时，流行又能引导学生们摆脱现状，具有创新功能。
综上所述，课堂心理气氛影响着学生的学习效率和人格发展以及社会化进程。良好的课堂心理气氛，对于提高教与学的质量具有重要的影响。而良好课堂心理气氛的营造，需要教师的精心组织和主动创设，教师是良好课堂心理气氛的创设者和维护者。
三、本课题研究的主要内容
3.1高中化学课堂学生活动的原则
学生课堂活动的原则的设立必须遵循学生的认知规律和个性前提，以促进学生主动学习和个性发展为方针。在此前提下，研究具体的活动原则。
（1）活动的目的性原则
明确以“以活动促学生发展”的指导思想来设计与组织活动，使活动真正具有教育价值并适合于学生，使活动真正为学生的发展服务。若活动的目的性缺失，将使活动沦为一般的游戏，只满足学生的低级需要和停留在现有发展水平而难以完成促进学生发展的目的。例如:教师在演示过氧化钠与二氧化碳反应的实验时，棉花中裹入过氧化钠，用玻璃管吹气，棉花就燃烧了起来。有的老师在做完这个演示实验后，写出了方程式，就认为完成了教学任务，那么想通过这个实验培养学生的观察能力，思维能力，安全意识等，都没有体现，其目的性太过局限。
（2）活动的适切性原则
真正适合学生的兴趣需要、生活经验和学科特点。活动设计既与学生的生活经验和已有的适当知识建立有机联系，又与教学内容本身存在具逻辑意义的、实质性的内在联系。例如：在学习元素周期表时，学生的元素及其化合物的知识准备不足，有的教师上课一开始，给出前36种元素让学生按一定的规律排列，很多学生茫然不知所措，显然超出了学生的能力范围。
（3）思维的高品质原则
我们认为，思维能力是学生能力的核心，思维能力的培养是化学教学的核心任务之一。教学过程中经常经历的活动通常以外显的动作参与、动手操作的实践形式呈现，但真正有价值的活动其外在动作的参与离不开高水平的思维参与，动手操作目的在于支持高质量、高水平的动脑思考。因此，活动设计要能激发学生复杂的思维和高水平的认知，能够使外部实践活动完成向思维内在过程的有效转化，提升活动内在的思维品质。例如：在高三元素化合物复习时，有的老师设计了过氧化物的专题复习，在复习了过氧化钠、过氧化氢的基础上，老师提出了以下问题：“对Na2O2、H2O2的性质和实验我们已比较熟悉。根据以上分析，过氧乙酸应具有较强的氧化性，现有：KMnO4、FeSO4、KI、CH3COOOH等的溶液，设计实验证明之。并准备亲自验证”。学生就此进行了深入的思考和认真的讨论，设计并验证了实验。学生的思维能力得到了有效的培养。
（4）活动的真实性原则
不只为活动而活动，拒绝伪活动。追求的不应是活动的形式，而是活动的有效性。有的教师在课上就课本中已有明确答案的问题让学生进行思考讨论甚至实验探究。例如：时下很流行的一节课“氯水成分的探究”，学生在预习时已经知道了氯水中次氯酸的存在，课上还煞有其事地进行探究，这种忽略了学生已预习和有课本的事实！难怪课后有的老师说，学生很给老师面子，假如那个学生不留神把氯水中有次氯酸说出来了，这节课怎么往下进行啊？对课本中的一些说法进行更深的研究或质疑倒是可以的。如，离子方程式的书写拆与不拆的问题，课本上列出了很多条，其实原则只有一个：化合物主要是以什么形式存在的就写什么形式。这样学生就理解了为什么澄清石灰水拆，石灰乳不拆，生成Ca(OH)2不拆等，学生不用去机械记忆那些条条。又如碱液与铵盐反应生成氨的问题写NH3放出还是写NH3·H2O，这要看反应条件。
又如，第三册上对离子反应的本质的叙述是“离子反应的本质是反应物的某些离子浓度的减小”。我认为本质是离子参加了反应，表现是（参加反应的）离子浓度的减小。按课本上的讲法，将溶液稀释，离子浓度减小，难道就发生了离子反应？第二部分讲离子反应发生的条件，列出了四条，其实这四条不是条件，而是离子反应的类型。
3.2学生课堂活动的要素
首先我们体会建构主义的教学模式：以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用；利用情景、合作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性，最终达到使学生有效地对当前所学知识的意义建构的目的。可见，在这种教学模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者及意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象；媒体是用来创设情景、进行合作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作探索的认知工具。不管是“支架式教学”，还是情景性教学，都强调创设情景、确定问题、自主学习、合作学习、效果评价。
基于以上理论，我们认为，所研究的有效的学生课堂活动的要素有：活动的环境（条件）、活动的方式、活动的品质、活动的主体。
3.2.1活动的环境（条件）
3.2.1.1建构健康的课堂生态环境
有效的活动必须有良好而积极的课堂生态环境。和谐、平等、尊重、信任、理解和宽容的课堂氛围可以使学生和教师之间产生一种积极的相互依赖，可以给学生以心理上的自由和安全感。来自同伴和老师的鼓励可以使学生获得心理上的支持，知识上的启迪，学生的思维更加活跃，探索热情更加高涨，活动也就更有成效。相反，师生之间若处于对抗性关系，学生则态度消极，不参与教师的教学活动，不举手、不回答老师的提问，甚至还公开扰乱课堂秩序，表现出对立性和破坏性，教师的精力和时间都用于课堂管理和纪律的维持，活动的有效性便无从谈起。
营造良好的课堂心理气氛包含创设和调控两层含义，通常采取下列策略。
（1）正确鉴定课堂心理气氛的现状
鉴定课堂心理气氛是营造良好课堂心理气氛的前提和基础。鉴定方法主要有观察法、访谈法、问卷调查法、心理测量法等。我国学者柳夕浪根据课堂心理气氛的内涵，从课堂敢为、课堂不适、课堂交往、课堂态度等四个方面编制了《课堂心理气氛调查问卷》。其中课堂敢为因子主要调查课堂上学生是否敢于讲话、不怕出差错的倾向；课堂不适因子主要调查课堂上学生是否产生焦虑及其焦虑程度；课堂交往因子主要调查课堂上学生与他人交往的愿望、交流学习的情况；课堂态度因子主要调查学生基于对课堂学习目的的认识而产生的情绪反应。根据调查结果可以了解课堂心理气氛的现状。
（2）公正评价，合理期望
教育心理学的大量研究表明，教师期望的自我实现性预言效应是确实存在的。教师对学生的高期望会使学生向好的方向发展，教师对学生的低期望则会使学生越来越差。教师在课堂教学中往往是通过一些特定的行为来向学生传达他们的期望信息，只有当教师采取恰当的方式，准确把握、合理评价每位学生，坚信“只要给予足够的学习时间和适当的教学，几乎所有的学生对几乎所有的学习内容都可以达到掌握的程度”，形成适度的高期望，才可能形成良好的课堂心理气氛。
（3）教师要以自己积极的情感感染学生
师生的情感共鸣是课堂心理气氛的重要变量。现代教学论认为，教学过程不仅是传授知识的过程，更是师生在理性、情感方面的互动过程。学生是否乐于接受教师所传授的信息，关键在于这信息能否满足学生的情感需要。课堂教学中要使师生双方的意图、观点和情感连结起来，使教师传授的知识、提供的信息能引起学生强烈的求知欲望、积极的思维活动和强烈的内心体验，教师就必须增加情感投入，给知识、信息附加情感色彩，实施情感性教学，以教师自身的情感体验营造良好和谐的课堂心理气氛。教师本身的情感状态，可以产生共鸣作用，使学生受到潜移默化的影响，使课堂中出现某种心理气氛。这就要求教师在教学过程中倾注积极的情感和真诚的爱心，用情感和爱心去感染和打动学生，让他们伴随着丰富而快乐的情感体验参与教学过程。诸多优秀教师的经验说明，教师的积极情感有助于良好课堂心理气氛的形成。它还要求教师能够深入到学生内心，体验学生的情感，把自己的情感倾注到学生身上，重视与学生的情感交流，缩短因教师的权威、地位、角色而产生的与学生间的心理距离，增强与学生在心理上的合作，以让学生能够“亲其师，信其道”。教师的师爱是调控课堂心理气氛的长久动力源泉。
（4）树立教师的教育威信
教师是课堂教学的组织者和领导者，他的人格和威信是一种巨大的精神力量，具有很强的教育作用，是影响学生情感体验，制约课堂心理气氛的重要因素。教师在课堂活动中，不应把自己看成发指令、提要求、检查执行结果的监督者，而应看作教学活动中平等的一员。在学生成长过程中，教师应逐渐放松对学生的权力控制，以平等的态度对待学生，以民主的方式指导和组织教学，以适应学生日益增强的成人感和独立性的需要，促进学生自我定向和自律能力的发展。教师在课堂活动中要处处严格要求自己，以身作则，为人师表，用自己的良好威信影响学生，给全班学生以积极的情绪体验，以创造良好的课堂心理气氛。
（5）教师要合理利用信息传递
教师所传递的信息也是影响课堂心理气氛的重要因素。教师所传授的内容是否新颖、科学，教学结构是否严密，对内容的表述是否形象、生动、具体，教学内容是否符合学生的实际等都会影响知识的可信度。另外，教学信息传递的渠道、媒体、风格等构成的传播方式也会制约信息的可接受度。只有当学生认为教师所传递的信息是可信的、可接受的，他们的课堂心理状态才会是积极的、活跃的，课堂心理气氛才会是和谐的。因此，教师对所传递知识的准备、对传递途径方法的处理应该成为课堂心理气氛调控的重要环节。如教师所传授的内容和所提出的要求，应难易适度，即应有一定的难度，但这个难度又不是不可逾越的。当学生经过努力，克服了困难，取得了学习上的胜利时，就会感到自己的智慧和毅力的力量，体验到一种刻苦努力获得成功的幸福和喜悦，学习情绪和课堂心理气氛就会为之大振。
（6）重视课堂教学中的多向交往，建立良好的班级人际关系
课堂教学中师生、生生之间的交叉联系，叫多向交往。多向交往具有多层性、自主性、求异性、情趣性、差异性等特点，因此它能够满足学生的求知欲，发挥学生的主观能动性，提高学生的自学能力，提高学生的智力活动水平，符合因材施教的特点。因此教师重视课堂教学中的多向交往，便能营造良好的课堂心理气氛。
师生关系融洽，教师热爱、信任学生，学生尊重、敬仰教师，可以导致积极、健康、愉快、活跃的课堂心理气氛；不和谐、僵化、紧张的师生关系则容易酿成消极、沉闷甚至一触即发的紧张课堂心理气氛。从生生关系来看，也有类似的情况。同学之间团结友爱容易使课堂上形成互相尊重、体谅、友好的学习风气；如果同学之间不和睦，矛盾重重，勾心斗角，课堂上就容易出现嘲讽、攻击、紧张、压抑等不健康气氛。
（7）维持学生在课堂学习中的良好心理状态
心理状态是个体在一定时间内心理活动相对稳定的状况与水平。学生在课堂学习中的心理状态是直接影响其学习效率和课堂心理气氛的重要条件。因此，在课堂教学中，教师要善于观察了解学生的心理状态，自觉激发学生良好心理状态，有意识消除不良心理状态。首先，教师应从学生非言语行为中了解学生的心理状态，即从学生在课堂学习时的表情、目光、动作、姿势等方面，观察、了解其心理状态。其次，教师应满腔热情地激发学生产生和保持良好的心理状态。如教师一句热情而富有鼓励性的话，一个亲切而信任的目光，都可能引起学生的兴奋感、愉快感、责任感，产生积极的心理状态。再次，课堂教学中要不断消除和克服学生学习中出现的不良心理状态。这可从两个方面人手：一是分析产生不良心理状态的原因，二是要消除课堂教学中师生双方在认知、情感、动机、兴趣、注意、意志、性格、师生关系等方面的心理障碍。
3.2.1.2有足够的时间和空间
有效的活动必须保证学生有一定的探索时间和空间。要在较短的时间里组织学生开展充分的活动是较为困难的，很难保证活动的深入。同样，班级规模过大，学生数量太多，既限制了某些活动开展的环境空间，也难以保证学生有充分表达、师生有充分交流的机会。有限的时间和空间使学生无法进行深度探索，认识与思考也只是浅尝辄止，难以真正收到成效。这就要求教师在设计学生活动时要注意问题的条件和开放度。例如有的教师让学生用一节课的时间“探究电解的原理及应用”，题目太大了，学生完不成。
3.2.1.3丰富的教学资源是有效活动的有利支持
有效的活动须有丰富的活动资源与材料作为支持条件。对于活动教学来讲，使用丰富、大量、具有开放性的活动资源是活动得以展开的保证。正是这些实践性、生动性、形象性、参与性强的活动资源，激发了学生兴趣，调动了学生多种感官参与活动，创造了学生动手实践、直接体验、感性认识的机会。活动资源可从文本、影视、互联网、工农业生产、大自然和社会生活中寻找，重要的是因地制宜、就地取材，创造性地就近发掘可利用的丰富人文和自然资源。
3.2.1.4教师的及时指导使学生课堂活动保持正确的方向
有效的活动离不开教师的有效指导。在活动中，教师的适时参与和引导对于达成高质量的活动成效是至关重要的。如果一味强调学生的自主探究，自主活动而放任自流，那么学生的活动最终只会流于形式，探究水平、思维水平、表达和交流能力的提高也就无从谈起。教师的指导除了活动前要精心准备好活动的情境、活动的材料外，最主要的是体现在活动过程中，要密切关注学生的行为与反应，观察学生在活动过程中的对话与交流，要有意识地对活动的各个环节进行质疑，以激活学生的思维，指出学生逻辑上的问题，揭示矛盾，从而激起学生的认知冲突。