高中物理探究式实验教学的设计与实施研究

 作者：王群法 人气：632 日期：2008-10-21

探究式实验教学是新一轮的教学改革极为推崇的教学。这种教学重视实验的探究，可以使学生体验物理规律发现和形成的过程。通过探究性的学习，不仅培养了学生的探究、发现、创新的良好科学素质，而且使学生品尝到探究过程中成功的喜悦，从而激发浓厚的学习兴趣。新编物理教材中给出了较多探究性实验，但有些实验存在可见度小，受气温、湿度、阳光等条件的限制，成功率低；有些结论缺乏实验探究。

我们的物理实验教学现状还是不容乐观；学校和教师受传统教育的影响，普遍存在着重理论轻实验的思想；实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有充分体现，教学方式呆板；学生对基本测量仪器的使用不规范，学生动手操作能力差，以“背”实验结论“代替”实验操作。

实验教学是物理教学中的一种重要手段，它不仅使学生直接地形成物理概念掌握物理规律，而且对学生实验技能的培养起着决定性作用。但目前实验的教学还比较普遍的存在一个误区：教师先演示给学生看，然后把原理、结论讲给学生听。这种教法的最终结果必然造成学生处于被动地们位，教师的主导作用和学生的主体作用末能有机结合。

怎样才能把课堂教学与素质教育要求的探究性学习、发现性学习和自主性学习相结合？在大力倡导探究式实验教学的今天，迫切需要大量优秀的、具有创新性的探究实验来丰富我们的课堂教学，为此，我们课题组立足农村高中对探究式实验教学作一些有益的探索。对于学生较为深入地学习物理实验的相关理论、方法、技能：进一步提高学生的实验素养，激发学生实验探究的兴趣；增强学生的创新意识；培养学生实事求是、严谨认真的科学态度；养成交流与合作的良好习惯；发展学生的实践能力，具有非常重要的现实意义。

二、          国内外相关同类课题研究综述

美国《科学探究与国家科学教育标准》对探究式教学进行了

界定，探究式教学是指学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去获取知识的一种教学形式。如杜威从实用主义立场建立探究式教学的“问题教学法”理论；萨其曼将科学家的创造性探索活动与教学法相结合，建立由事实到理论的“探究训练”模式；使探究式教学更完备、更符合学生认知特点。

目前国内广大学者和物理教师对高中物理实验的重要性的认识加深，并已经开始着手分析和解决实验教学中存在的具体问题。研究的内容也比较丰富，主要有这样三个方面；首先，提出各种实验教学模式，并探讨它们所能起到的对于学生发展的作用。如：华南师范大学漆建军撰写的《高中物理实验探究式教学的实验研究》。其次，对学生实验能力的测量。如：山东师范大学王振东撰写的《中学物理实验能力测量研究》。再者，是对中学物理实验的评价问题的研究和探索。如：教学仪器与实验杂志中丁玉祥撰写的《中学物理实验教学目标分类测量与评价体系》。以上各种研究和探讨，对中学物理实验教学改革都能起到很好的导向作用。

三、本课题的研究理论依据

1、实用主义探究式教学理论

杜威首次提出了较为系统的探究式教学理论，强调培养学生的主动探究问题的能力和解决实际问题的能力，可以说开辟了教学研究与实践的新领域。引起人们对学生主体性的极大关注以及师生在教育过程中的地位和作用的深刻反思。

2、人本主义的探究式教学理论

人本主义探究式教学理论主要体现20世纪末期开始的美国科学教育改革运动中，指导这场改革的纲领性文献是《美国国家科学教育标准》。要认识学生具有主观能动性，教育教学必须通过学生的主动性参与才能达到预期目的，要充分相信学生，视学生为不断发展的个性，教学任务是创造条件，使学生获得发展。

3、建构主义学习理论

建构主义学习理论认为：学习不是教师单向传递知识信息、学生被动吸收的过程，而是学生主动地建构知识的过程。在物理实验教学中，应充分开展探究活动，使学生对知识进行重新建构。

4、新课程理论

新课程理论指出：没有探究，就没有科学。物理教学要给学生提供必要的科学探究机会，让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究能力，增强对科学探究的理解。通过探究式的物理实验教学，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

四、课题研究的预期目标及研究的主要内容：

（一）研究的目标：

1、学生发展目标：

（1）、激发学生探究兴趣，培养探究意识；从日常生活实验入手，培养学生认真观察生活的能力，激发探究欲望。从课本知识入手，培养学生大胆质疑的能力，养成探究习惯。落实探究式的边学边实验的教育功能，实现教与学的双赢

（2）、培养学生在实验中科学运用猜想与假设，引导探究方向；猜想与假设是学习物理的重要方法。要鼓励学生敢于猜想只有从细微之处有意识地培养学生积极思维，积极猜想的习惯，才能逐步使他们形成良好的物理思维习惯。让学生在实验中学会正确的猜想方法。

（3）、培养学生在实验中科学探究的能力，锻炼探究思维能力；把探究性学习贯穿在物理教学中，物理实验是个突破口。实验中的探究性学习能够优化实验教学，激发学生的探究情感，使他们快乐成长。让学生参与到探究式实验中，亲身探索物理知识

   （4）、切实提高学生的实验动手能力；在探究实验过程中使学生始终处于不断探索的情境中，主动实验，认真操作，仔细观察，积极思维，有利于过程和方法的教育；学生亲自动手探究物理规律，有利于形成正确的情感态度和科学的价值观。教育贵在引导，教学中要用一些方法引导、启发学生参与探究学习的过程。

2、教师发展目标：

（1）逐步转变教师传统的教育理念，改变传统的实验教学策略；

（2）强化教师在新课程物理实验中的探究意识，提高教师探究物理实验教学的设计与实施的能力；

（3）切实提高教师的实验动手能力和创新能力，建立民主、平等、宽松、和谐的新型师生关系，培养教师间开拓进取、团结协作、敢于创新的精神；

3、学校发展目标：

（1）传统的实验装备得到新的开发、改善。不断有新的实验设备补充到实验室；

（2）建立现代化的实验室，适应新课程物理实验的教学需要，并使传统实验与现代实验得到有机的整合；

（3）促使学校办学理念的改变、重视物理实验的开发与研究；

（4）营造良好的探究文化氛围，开发物理实验教学的校本课程；

   （二）研究的内容

1、实验教学现状的研究

    对当前的物理实验进行调查，对三方面的问题进行研究：一是来自教师的问题；二是来自学生的问题；三是评价体系的问题。

    2、课堂内探究性实验设计及其优化策略的研究

    正确把握“开放”与“收敛”的度，对选择和设计合适的探究点进行研究；创设能适度调控探究活动方向与水平的实验问题情景；开发与拓展数字化实验与原有实验整合的功能

    3、课堂外挖掘生活资源改进实验和教具的研究

利用生活资源的丰富使实验具有可靠的科学性、成功性；挖掘生活资源的附加潜能，使实验具有创新性、趣味性；用生活资源的亲切感，促进学生的探索性和参与性。

4、在网络环境下如何让学生自主地进行探究实验的研究

许多实验可能看不清，可能过于复杂，可能呈现的时间过短，可能无法提供器材让学生动手，可能在教室里根本无法实施等原因，利用信息技术进行互补，进行模拟，用计算机辅助物理实验。

五、研究对象及研究方法

研究对象：、高二8个班的学生

研究方法：

1、调查法：

广泛调查目前学校的实验器材的使用情况，教师开展、组织实验教学的情况，学生实验的开设情况。掌握学生做实验的过程，了解各班实验教学的实际情况，找出不足，进而制定相应的指导策略，从而有效地推进课题研究的开展。

2、文献研究法：

在研究的起始阶段，从文献研究入手，全面了解国内外同类课题的研究状况，并在课题研究进程中，随时查阅相关文献，了解当今国内外教育发展的形势和本课题研究的趋势，全面把握研究方向，为本课题研究提供有价值的信息。

3、行动研究法：

    组成“专家引领——专人负责——教师操作”的课题实验群体，按照行动研究的“计划——行动——调查——反思”四个环节贯穿于课题研究的全过程。

4、经验总结法：

课题组成员及时收集阶段性研究结果，不断反思和总结研究的得与失，注意发现成功的案例，树立范例，典型引路。

5、个案研究法

以我校2007级高二学生个别典型的探究性实验小组作为一个群体，进行案例式研究。

六、课题研究的预期成果

1、结题报告

2、案例、教学设计、论文

3、典型探究性实验教学课堂实录，汇编成册交流和推广

七、课题研究步骤及人员分工

（一）课题研究的具体步骤：

 1、第一阶段：2008年4月——2008年5月。结合学校实际，研究实验教学理论，从实际出发，确定课题内容、研究目标，构思研究方案，组织论证活动，完成课题研究的实施方案。

2、第二阶段：2008年6月——2008年8月。课题组负责将课题内容分化，构成课题网络系统，让全体教师能随时浏览、查阅资料，提供各种课题研究信息，着手实施。

3、第三阶段：2008年9月——2009年7月。全面开展课题实践；有计划地进行课题的小结、交流、研讨、探究活动；在行动研究中总结经验，发现问题，分析整合，调整策略，提炼成果；做好各种资料的搜集、归类、存档工作。

4、第四阶段：2009年8月——2009年9月。完成全部课题的研究工作，写出课题研究报告和制作结题集，向立项部门送审。课题组对课题的结题材料进行研讨，分析、汇总,不断修改完善；邀请专家、领导进行评议；向立项机构送审。

(二)、课题组成员及具体分工

八、课题研究的条件分析

    1、“科研兴校”是新时期我校确立的立校战略决策。本课题的研究，实际上是学校实验教学的一次改革与发展，为此，由学校安排研究工作中所需的人力、物力、财力，从而为本课题研究提供充足的财力支持。

2、学校教科室要加强课题研究的检查和指导；指导课题组的研究工作，检查研究过程，及时指出存在的问题，从而为本课题研究提供有力的技术支持。

3、发挥教研组的作用，物理组教师具有较强的实验动手能力，和较好的合作水平。在市教仪站的支持下，加快物理实验的改革与创新，从而为本课题提供有力的硬件保障。

4、近几年，我校在市教科所的指导下，在课题研究方面取得了丰硕的成果，市立项的重点课题《新形势下对高中生加强中华美德的研究与实践》荣获市二等奖，《农村普高综合实践活动课程的开发与实践研究》获市一等奖和浙江省三等奖。为我们做课题研究积累了宝贵的工作经验。

参考文献：

[1]汪端红.高中牧师实验探究教学法探索和实践[G].华中师范大学教育硕士学位论文.2004.5

[2]胡凤花.高中物理实验探究教学的实验研究[G].福建师范大学教育硕士学位论文.2005.8

[3]李科敏.探索性物理实验的教育功能及其设计的研究[G].广西师范大学硕士学位论文.2001.4

[4]刘峻松.开放式中学物理实验教学研究[G].江西师范大学教育硕士学位论文.2003.8

[5]聂六英.中学物理实验情境教学研究 [G].湖南师范大学教育硕士学位论文.2004.4

[6]衡耀付.中学物理实验探究式教学研究[G].华中师范大学

教育硕士学位论文.2004.5