初中生物理实验探究能力的培养策略

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.初中生物理实验探究能力的培养策略》课题研究结题报告威海市实验中学物理组王丽辉【内容摘要】随着新课标得实施，教学方式也在不断地变革，实验探究既是学生学习物理的重要方法方式，又是素质教育环境下学习的基本能力要求，因而显得尤为重要。而作为自主学习表现之一的实验探究能力得培养，理应成为我们研究的重点。本研究课题既是对传统实验教学模式的反思与再认识，也是对利用新的实验教学方式的深入思考。希望通过本课题的研究，能够找出一条有效的实验探究能力培养的途径。【主题词】物理探究性实验一、课题基本情况一）课题的提出.. .作为一门基础科学，物理学研究领域几乎涉及所有的自然科学和许多社会领域，已成为各类科学发展的原动力，它既要科学的思维，数学的方法，又要求有实际动手能力的训练。其自身特点决定了物理学是以实验为基础的一门科学，物理教学不能是单纯的传授知识，而是要让学生会发现问题，会提出问题，会用科学的实验方法探究、解决问题,培养学生的创新精神和实践能力。但传统应试教育过于注重知识的传授，而忽视了概念、规律的建立过程，导致学生应用知识解决实际问题的能力及知识的迁移能力较差。受应试教学这一传统思维的影响，当前物理教学中缺乏对学生创新意识的培养，教学实践中演示实验、随堂实验、学生分组实验开设不到位，第二课堂效果不好导致学生的实验探究能力不够。因此培养学生的学习能力，科学方法，科学素质，已成为物理教学的一项重要任务。对此，我校物理教研组特确定《初中生物理实验探究能力的培养策略》课题。研究过程中，课题组结合初中学生刚接触物理这门学科，抽象思维能力较差、个人学习能力不强、缺乏实际动手能力和个人难以持续探讨问题的客观情况，发挥初中学生好奇、好问、好动的特点，以提高学生学习兴趣为切入点，提倡“以学带玩，以玩促学”的教学思想，采用“自主探究，小组合作”的教学模式，课题研究取得了预期目标。二）提出背景20世纪80年代末以来，探究学习受到国际基础教育界比较普遍的推崇和实施。进入90年代，世界各国的教育改革方案中都把通过探究学习培养学生的创新精神和综合实践能力作为不可或缺的内容：.. .●美国：在教材中不露痕迹地将各学科相互渗透，教材广泛地联系周围的环境，联系生产实际，比较活泼、图文并茂，通过探究获取知识、培养学生能力。●亚洲：新加坡、日本、韩国以及我国的台湾、香港等国家和地区也都在中小学课程中突出了探究学习的特点，并日益为社会所重视。●中国：虽然国内物理实验探究能力培养的研究还是一个新领域，国内己有的研究成果不多，但探究学习已逐步引起了全社会和教育界人士的重视，有关方面的研究逐年升温。胡锦涛总书记在全国优秀教师座谈会上要求：“广大教师要踊跃投身教育创新实践，积极探索教育教学规律，更新教育观念，改革教学内容、方法、手段，注重培育学生的主动精神，鼓励学生的创造性思维，引导学生在发掘兴趣和潜能的基础上全面发展，努力培养适应社会主义现代化建设需要、具有创新精神和实践能力的一代新人”。我国《物理课程标准》将科学探究列入内容标准，强调培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和勇于创新的探索精神。三）概念界定●核心概念探究性实验：.. .简言之，就是在老师的指导下，以教材内容为基础结合学生自身生活和社会活动选择和确定研究的课题，以类似于科学研究的方式自主的对研究的内容进行实验探究，去尝试、设计方案，去发现问题、探究问题，从而在活动中获得知识，学会研究问题的方法，体验活动的乐趣和成功的喜悦，初步形成探究问题和解决问题的能力。该方法可以不受时间与空间的限制，将学生内容拓展成开放的、社会的一种学习方式。其核心在于改变学生的原有学习方式，强调一种主动探究学习，使学生真正成为学习的主人。在这一过程中，学生的创新意识和实践能力势必得到应有的锻炼与提高，其最大特点是问题性、开放性、综合性、社会性和实践性。●理论依据探究性实验由于其重视过程和方法，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养，已成为当前实验教学改革的主要方向。其理论依据主要有：1、皮亚杰的教育思想。皮亚杰根据自己的研究提出：“知识源于行动和认识发生于主体和客体之间相互作用”的观点。他认为教育应大力发展学生的的主观性，学生的学习必须是一个主动的过程，教师应当注重“自我发现法”，只有学生自我发现的东西才能被同化，强调让学生在主动中学习是学习的最高原则，只有学生自主地参与各种活动，给以合理的证实与否定，才能获得真正的知识。.. .2、布鲁诺“发现法”的教育思想。他认为发现不限于寻求人类尚未知道的事物，确切地说它包括用头脑亲自获取知识的一切形式。他主张在教学的过程中，学生在教师的指导下围绕一定的问题根据教师和教材提供的材料，通过积极的思维活动，亲自探索和主动研究，使自己成为“发现者”。他要求教师培养学生的直觉思维，强调学生大胆猜测，要用直觉思维去感知问题的情景，从而“顿悟”解决问题。3、人类大脑遗忘率规律。美国科学家曾对人的大脑遗忘率进行了统计，结果发现以下各种学习方式的遗忘率分别为：阅读90％，听课80％，应用70％，看电影60％，看展览50％，讨论30％，讲话30％，自己动手做10％，研究性学习5％。由此看来，带着问题进行探究性学习是一种终身难忘的教学。4、初中学生学习的思维的特点和能力层次。初中阶段学生具体的形象思维还占据一定的地位，逻辑思维仅具有一定的经验性，思维品质处于矛盾交错的发展时期。尤其是独立性、批判性的发展显著，但看问题只顾部分而忽略本质，容易片面化和表面化。而探究性实验活动从形象思维出发，通过学生独立活动和思考从而发展学生认识问题本质的能力。四）课题研究目标.. .●让学生通过实验活动感受物理学之美，体验科学探究的乐趣，感受成功的喜悦，激发学生学习物理的兴趣。●培养学生善于发现问题、提出问题的能力和解决问题的能力，勇于探索敢于创新的精神。●培养学生敏锐的观察、设计实验的能力、实际动手操作能力和实验探究能力，以及实事求是的科学态度。●培养学生合理处理信息、分析和应用信息的能力和交流合作能力、自主学习能力。●培养学生初步掌握研究物理问题的方法，体验物理学和人类社会的关系，体会用物理学为人类社会服务的意识。二、课题研究步骤一）准备阶段（2007年11月--2008年4月）进行课题论证申报，撰写课题实施方案，确定实验教师和班级，做好人员分工，并组织实验教师进行理论专题学习，了解国内外本课题研究的现状及最近的成果，让课题组成员对课题研究有了更多的感性认识，便于统一思想，作好研究的准备工作。根据课题精神由课题组成员制定出课题实施方案。主要工作是：1、组织全体成员学习素质教育理论，明确课题研究的重要性。讨论方案的概念界定，内容，实质，进行人员的分工，明确责职。.. .2、根据方案的要求进行小范围试点，论证方案的可行性，积累经验，掌握基本的数据，信息。3、根据初中物理教材和大纲的要求确定探究的素材，设计指导的方案，准备必要的硬件设备。4、组织开题研讨会。对方案论证和评审，交流心得，互相切磋。二）实施阶段(2008年5月—2009年12月)1、在实验课中进行小型探究活动，建立起初步的教学模式。撰写出教与学的案例，整理案例集。撰写出相关的实验论文，及时对学生进行调查。探索出在物理实验教学中，培养学生探究能力的途径和方法，形成一批有特色的教学案例和课件。2、将大部分演示实验改为学生探究实验，并对实验器材进行了改进。将学生验证性实验改为探究性实验，将教材中出现的实验问题设计为探究性实验，将教材中的“阅读材料”、“思考讨论”、“做一做”、“小实验”等设计为探究性实验.对探究性实验进行初步探索，旨在激发学生学习物理的兴趣，使学生了解科学探究的基本过程、方法与艺术，拓展学生的想象力、知识视野、创新思维能力，增强科学协作精神和学术研讨气氛，有效培养学生的科学素养。.. .3、加强对科学探究七要素的研究，如怎样创设情景，引导学生发现和提出问题，怎样培养学生的猜想假设能力，怎样引导学生进行探究实验的设计，怎样培养学生收集处理信息的能力，以及评估能力等，学习科学史实，培养探究精神，总结出在物理实验教学中，培养学生探究能力的途径和方法。掌握科学方法，构建探究模式，改进和优化演示实验，以探究的思想改进学生分组实验，开展课外活动，体验探究，培养探究能力。适时召开不同形式、不同规模的研讨会，推动课题研究逐步走向深入。4、在新授课、实验课、复习课、习题课中强化实验教学，培养实验设计能力、探究能力。5、完成实验探究能力培养的策略，通过平日的检测及实验操作技能测试，调整方案积累数据并撰写中期课题报告，形成阶段性成果。三)总结推广、结题阶段(2010年1月--2010年5月)1、对学生进行实验测评，与实验前进行对比性分析。2、研究成员定期对课题研究进行阶段性总结,完成主体论文和结题报告；推广实验成果，并在一定范围内进行交流；请有关专家对课题鉴定。3、根据初期成果，对前期工作进行中期评估，发现问题及时改正，完成课题典型案例搜集与整理工作，推出展示课，共同研讨。.. .4、结题。收集、整理课题研究的第一手资料，迎接省总课题组的检查与验收，争取顺利结题，参与优秀成果的评选。相关资料包括：实验报告、工作报告、成果推广报告、实施方案、阶段总结、教案设计、论文、活动资料等三、课题研究模式及方法一）模式课题实验中我们主要采取“小组合作、自主探究”的教学模式，面对全体学生，充分体现学生的合作性、自主性和参与性，通过学生的实验操作、数据的记录整理、小组间的点评、理论的推导，最后得出科学结论或定律。具体为：在课堂教学中，老师注重引导学生体验探究学习的快乐感和成就感，根据学生的智力水平、学习基础和座位分布等因素，把学生分为若干小组，每个小组里好中差三个层次的学生都有，以便于发挥优生的带动作用。对难度较大的问题，学生可以当堂与老师辩论，最后由老师总结点拨。通过学生互动、小组互动、师生互动三部曲，大部分疑难问题都可以在课堂上解决，所以物理作业可以不布置或布置一些探究性的实践作业。在综合活动课或课外活动中，以问题或兴趣为核心，对这个问题有兴趣的同学组成2—4人的小组（在分组时要控制人数，避免人数过多造成一部分人无所事事反而干扰活动的进行）进行讨论。有时我们老师也对小组进行适当的调整，对那些思维不活跃，还没有“问题”.. .的学生插入其他小组中去，带动这些学生共同投入探究活动，也可以提供一些“问题”让他们选择探究的课题。总之要让尽可能多的学生参与到探究活动中去，尽可能让班级里的学生人人都成为探究活动小组的成员。二）方法1、创设情景首先，要营造一个促进学生积极思维的良好的氛围。在新、奇、趣上做文章，充分挖掘教材这方面的特点把课堂气氛搞活,把“问”的情趣留给学生。如：在学习《压强》一节时，我展示了一幅图片，一个徒步走的女同学陷进雪洞里，而旁边滑雪撬的男同学却陷得不深。学生会问：为什么质量小的女同学会陷得很深，而质量相对较大的男同学会陷得很浅呢？在学习《平面镜成像规律》一节时，播放了动画《猴子捞月》，学生会问：为什么井中会有月亮呢？后来为什么盆中也有月亮呢？水中的月亮距水面多远呢？为什么水中的月亮看上去和天上的月亮一样大呢？其次，要营造一种宽松的、活泼的、民主的教学氛围。在课堂上，态度要亲切、和蔼,尽可能引发学生发问，引发他们思考。允许学生随时打断老师的讲话，提出自己的观点，对那些一时无法解释清楚的可以课后回答，有意义的、可探究的引导学生课后组织探究活动去研究,对那些有创意的要给予热烈的表扬。.. .2、提出和发现问题。苏霍姆林斯基说过：“人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，希望自己是一个发现者、研究者和探索者。”爱因斯坦说过：“提出问题，往往比解决问题更重要。”物理教学应重视培养学生的问题意识，培养学生敢想、敢说、敢问的精神。在实验活动中有目的引导学生去观察，去辨析，讨论为什么要这样做等。如在学习《流体压强与流速的关系》一节时，用漏斗吹乒乓球，学生会问：乒乓球为什么不会掉下来呢？是什么力托住了乒乓球？在学习《大气压强》一节课时，观察实验：先在大试管中注满水，然后套入小试管（无水），使装置倒立，会发现小试管不但没有掉下来，反而在大试管中上升，学生会问：小试管为什么不会掉下来？是什么魔力使小试管上升？3、猜想、设计实验，加强学生实验设计能力和探究能力的培养的培养。.. .首先要明确探究的目标，要想去解决什么问题。鼓励和帮助他们分解目标，要解决这个目标的问题先要解决哪些具体的问题，分析哪些问题可以用实验的方法，先由通过小组讨论，设计实验方案，选择最佳的可行性方案，确定实验方法，选择实验器材，能否用自制的器材完成实验，安排合理的实验步骤。例如：学生学习了磁场对电流的作用后，有学生就猜想磁场会不会对通电液体产生作用呢。接下来就会有用什么来产生磁场呢，怎样使液体通电呢等问题，在实验方案制定过程中就产生了用什么样的磁铁，磁体怎样放合适呢，磁铁的大小磁性要强到什么情况就可以了呢。对液体来说就有什么样的液体能导电，我们选择什么样的导电液体，如何配制导电的液体呢，液体有了如何给它通电呢，通什么方向的电流，让液体流动还是让液体转动呢：电流的大小多大才合适呢，要产生这样的电流用什么电源呢，等等一系列的问题。学生对学生实验方案的制定也不要求全责备，只要无大错，方向正确而具有可行性，基本框架有了就可以放手让学生去做了。让他们在实践中发现问题，解决问题从而不断完善实验或实践方案。如上面的事例中，学生一开始也不可能想的那么多，而是在实验的过程中不断的发现问题和解决问题的。并不断提出“应该进行怎样的设计”、“为什么要这么做”、“换一种方法能不能做”等问题并运用多角度思考法、缺点列举法、逆向思维法等方法，引导学生探索，对其不足加以改进。4、实验探究。.. .在实验探究的过程中，老师要时刻关心学生探究的全过程。如实验中用到新的仪器设备时，要注意在实践中培养学生会自己阅读说明书的习惯和能力，要看得懂说明书所表述的工作条件，操作要求，注意事项。还可以引导他们自己动手利用生活中可以收集到的材料或用收集到的材料制作探究需要的仪器。在实验中必须注意操作安全性：所用仪器安全、人身的安全。注意引导他们认真仔细地去观察实验现象，做好数据的收集和实验现象的记录工作，要有严格的实事求是的科学态度。当遇到困难的时候，我们要给以热情的帮助，和学生一起探讨解决问题的途径和方法。对学生实验中的进展或创新要及时表扬和肯定和赞赏，使学生在实验中有一种成就感，进一步激发学生的探究的兴趣和热情。5、总结分析。实验或实践的操作部分结束后，首先要对观察到的现象和数据进行描述，尽可能使用物理语言，不要带着对实验结果的预测来影响对实验现象和数据的描述。在实验现象和实验数据进行比较和分析的过程中，总结实验前后现象有什么相同和不同，实验前后实验数据有什么相同和不同，并思考这个“不同”是在什么条件下获得的？然后对所得的发现作进一步分析、归纳和概括，得出科学的结论，把现在的结论和原来的猜想或假设比较，是否相似，又能从中得到什么？实事求是地写好实验报告，养成严谨的科学态度，品尝成功的喜悦。6、交流合作成果展示。.. .在实验的过程中，指导老师要引导小组成员之间和小组与小组之间积极开展互相交流，相互合作。要勇于发表自己的观点和看法，善于吸取别人好的做法，在合作的过程中要有合理的分工，相互取长补短，实验和实践活动开展一个阶段以后，我们一般采取以班级为单位进行不同小组间的交流，或者以年级为单位进行成果展示。让他们各个小组汇报他们探究的什么问题，描述一下实验探究的过程，描述一下实验中是如何解决一个个问题，最后得到的结论是什么。在描述实验的过程中通过交流互相质疑，发现更多的问题，更引人入胜的问题，开展新的一轮探究。探究还没有成功的小组也可以自己小组遇到的困难提供给大家讨论，寻求其他小组的帮助，克服困难，继续前进。进行成果展示和指导老师的点评，可以让全体同学分享他们的喜悦，让他们获得成就感和荣誉感，还可以知道自己在探究活动时存在那些问题，获得改进的建议，获得从不同的角度看问题的方法，同时也可以激励更多的同学积极投身于探究性实验活动，形成一个探究活动的热潮。7、学生完成实验之后，引导学生对实验进行反思。.. .一是对实验目的和原理进行反思。在学生完成实验后,引导学生围绕实验原理进行反思,如变通实验原理公式后,还能否求出被测电阻?验证实验方案是否简洁,是否存在着不合理的地方?如果有,应该如何改进,才能使实验结果更加准确等。二是对实验步骤与方法进行反思。实验前的准备工作是否做好?实验是否按要求去做?引导学生思维求异,寻求多种实验方案,然后对实验方法进行反思,找出其特点和不足,从而优化实验结构,选取最佳实验方案。三是对实验现象和规律进行反思。让学生深入地反思在实验过程中观察到的现象、实验条件和实验现象的变化,分析产生这个现象的原因,总结实验规律,掌握科学的测量方法,加深对物理知识和物理规律的理解和应用,增强分析判断能力。例如,学生在测量小灯泡电阻时发现:加在灯泡两端的电压越高,灯越亮,计算出的电阻值也越大,为什么呢?通过反思学生了解到:电压高,灯越亮,灯丝发光时温度也越高,加深了温度对影响电阻大小的影响，从而使学生明白测定值电阻和测小灯泡电阻多次测量的目的是不一样的。四是反思实验的异同点。对类似实验,可进行联系与比较,引导学生反思实验的异同点,使学生容易掌握实验的本质,理解实验规律,巩固知识与技能。五是反思实验注意事项。每一个探究实验都有其操作的注意事项,引导学生围绕实验注意事项进行反思,认清错误操作的危害,从而规范学生的实验操作,为顺利完成实验奠定了良好的基础.如在连接电路时开关为何要打开?滑动变阻器为何要把滑片滑到阻值最大处?电源两极直接用导线相连会导致什么严重后果?.. .六是反思实验拓展与创新。通过实验,学生学会了用法安法测电阻,此时可进一步引导学生认真反思，除了用伏安法测电阻以外,根据所给的实验器材,你还能用其他方法测出电阻值吗?鼓励学生进一步拓展,大胆创新。学生通过实验反思,可总结实验规律,优化实验方案,创新实验设计,揭示实验本质,增强实验效果.知道自己学会了什么,掌握了什么,使学生乐于探究,勤于动手,既提高了学习的兴趣,同时又提高了课堂的教学效率,达到提高探究能力的目的。8、在习题课和复习课中培养学生探究能力。物理总复习要十分重视实验教学的复习。在课堂上以探究实验为主线，重现实验现象，加强学生视觉感受，让学生经过观察，激活学生大脑中原有的情感结构和认知结构，这样不仅能提高对习题课和复习课的兴趣，而且实验由教师进行了新的设计大都调换了视角，更能培养学生的思维创新能力。对一些较难理解的习题，设计一些随堂实验，可点拨学生的解题思路如：物体以3m/s的速度匀速行驶时，受到的摩擦力为5N，则物体以1m/s的速度行匀速驶时，受到的摩擦力为多大？.. .(＞5N，＜5N，＝5N)。大部分学生都认为，速度减小了，是因为摩擦力变大了。所以马上做实验，通过两次速度不同实验的对比，加上理论分析，学生进一步理解了滑动摩擦力与速度无关。又如：用重30牛的铁桶到井中提水，待桶内装满水后，用力提桶使它直立于井水中，既不露出水面，又不与井底接触，如果桶内水重100牛，那么，提桶的力量将小于30牛。但不少同学有疑问，提桶的力为什么不包括水重？布置学生课后自己设计实验去探究，之后进行交流展示，加深学生知识的理解。　复习课本身是对学生知识和能力的一种综合和提高，复习课中的实验探究主要是对实验内容的对比和迁移并进一步创新。如：复习滑动摩擦力的影响因素、阻力对运动的影响、动能的影响因素三个有关联或类似的实验，进行对比复习，通过再现实验，加深学生对实验内容和目的的理解。在复习探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验时，提出：如何利用本实验器材，测出液体的比热容？学生经小组讨论后，进行实验，培养了学生设计实验的能力。又如：复习测定固体或液体密度时，教师出示分层次的思考题：1、利用天平、量筒、烧杯、水、石头、细线，如何测小石块的密度。2、利用弹簧测力计、烧杯、水、石块、细线如何测小石块的密度。3、利用弹簧测力计、烧杯、水、石块细线、酒精，如何测酒精的密度。学生通过对这几种情况的分析、对比，然后做实验，对理解如何测密度的问题就比较透彻了。让学生在实验的气氛中复习，复习不枯燥，从而提高了复习效率，培养了学生的实验探究能力。9、开展课外活动，提高实验探究能力让实验成为课外继续探究延伸的载体，使“从生活走向物理”.. .的理念得到切实贯彻，由于学生对生活中经常使用或身边随处可见的材料很熟悉，用它们来呈现物理现象，探究相关的物理规律，会使学生富有亲切感、新奇感、熟知感，会让物理实验更贴近生活，拉近了物理实验和实际生活的距离，让学生感受到自己的生活空间就是一个很好的“物理实验室”。在课外活动中，我校开放了实验室、图书馆、校园网等探究性场所，使学生能根据探究需要进行实验操作、资料收集和信息处理。对学生的小创作、小发明，我们总是给予热情鼓励和及时指导，学生利用自制的仪器，自己动手操作，有的同学竟然总结出了比课本上更简易可行的实验方法。他们制作了潜水艇、针孔照相机、潜望镜、验电器、小电动机等作品，还完成了纸锅烧水等小实验。对那些有创意的作品，及时向学生推荐，让创作者为老师同学表演，并将实验情况写出报告，组织评比，引导他们不断推陈出新。曾经有学生用可乐塑料瓶做“浮沉子”，实验效果很好，其他学生看后觉得有趣味，纷纷模仿制作，有的还进行了一些改进，使之变成精美的“玩具”，一旦成为“玩具”，更容易促进学生“玩”进物理世界，“玩”出学习方法及能力。先后有10多名同学获国家专利。.. .每个假期或双休日，我们都会根据学科特点精心设计实践作业，切合学生实际的研究专题。学生可根据自身的特点和兴趣爱好任选其中几个来完成，形式可谓多样，既有调查报告，小论文、探究实验报告，又有小制作，小发明、设计物理手抄报等，如：观察电能表的转动情况，怎样测量你不知道功率的家用电器的功率？从学生那一份份还显稚嫩的作品中，不难看出他们思维的活跃，创新的火花、灵性的飞扬、感悟的深刻。每次作业我们都举行评比，激发学生的热情，每学期我们都举行实验技能比赛，评为均有学生担任，大大的调动了学生的积极性，实验探究能力不断提升。四、课题研究成果课题开展取得了良好的成效：对学生来讲，许多同学在实验活动中始终保持一种兴奋感、满足感，激发了学生质疑和探究的兴趣，增强了学生对科学探究的兴趣，提高了学生物理实验学习的积极性，提高了学生的实验能力，使学生合作能力、探究能力、应用物理知识解决实际问题的能力有了很大的提高。近三年来我校学生在各类和物理有关的竞赛中获得了好成绩，先后有10多名同学的小制作、小发明，获得了国家级专利，物理中考成绩年年在全区名列前茅，成为领军学科。对老师来讲，完成了从“经验型教师”向“研究型教师”的转变，从“以教材为本”向“以人为本”的转变，从“只重视学习成绩提高”向“注重全面素质提高”的转变，促使教师形成了现代教育理念，促进了教师队伍整体科学素质的提高。课题“物理实验探究能力的培养策略”的研究成果，得到了区教研室的认可，王丽辉和张雁萍老师的课堂教学面向全区开放，网上公开了她们的课程表。她们多次“送课下乡”.. .，带动了学区建设，共同提高，王丽辉老师在对全区教师进行培训时，对课题经验和成果进行全面推广。两年来，在省级教学能手、市级学科带头人王丽辉老师的带领下，全组物理教师整体素质的提高，典型案例和优秀成果层次不穷，表现在优质课、论文、教案的评比中荣获佳绩，先后有张雁萍、张秋华、刘妍娜等教师执教过区级以上优质课，有5位教师在国家、省市级教育主管部门主办的物理教学论文评比中获奖，其中，王丽辉、张秋华老师的论文获国家级一等奖，宋丽丽老师的论文获省级一等奖。有两位老师的教案获省市一等奖，同时王丽辉老师还参加了山东省年度创新人物的评比。课题研究取得了丰硕成果：●研究论文集形式：文本内容：课题理论和实践论文。●教学设计集形式：文本内容：主要是依据课题研究目标，本集精选了几个代表性创新教学案例。●教学反思集形式：文本内容：主要是依据课题研究目标，本集收集代表性教学反思。●辅助教学课件形式：光盘.. .内容：一些有代表性多媒体教学课件。●教学实录形式：文本内容：主要是依据课题研究目标，平时执教的公开课资料。●学生活动集形式：文本、光盘、实物内容：主要收集了一些重点实验学生的实验报告，调查报告，自办物理报，生活中的物理等文本资料；学生实验技能比赛场景、外校人员参观我校学生小发明、小制作的影音资料及部分改进的实验器材实物。五、课题研究结论一）课题研究实践说明了本课题的研究能激发学生的好奇心，使学生会提问题，善于提问题，使学生学习物理的兴趣更浓 。二）课题研究主要采用“小组合作,自主探究”的教学模式,激发了学生自主学习，自主讨论的兴趣，活动中充分体现了以学生为主体作用。三）探究实验让学生体验了科学探究的乐趣，领略了科学探究的方法，初步学会了自主的用探究的、实验的方法去研究物理问题，学生的探究意识和探究能力明显增强。.. .四）课题研究提高了学生的观察能力、动手能力、获得信息的能力、交流合作的能力、实验探究能力。五）培养了学生勇于克服困难和尊重事实，实事求是的科学态度，培养了学生应用物理知识为社会服务的意识。六）课题研究实践说明了物理实验探究能力的培养策略在现行的条件下，是行之有效的。七)课堂教学方式得到了根本转变，教师的教学水平和教学能力明显提高，我校物理成绩在历次中考均能名列前茅。六、需要研讨的问题一）我们感到由于受现行教材和考试制度的限制，探究性实验活动目前还未能在大面积的在课堂全面推开，特别是初四年级下学期因中考的压力，课后的探究性实验活动也因学生没有时间而无法正常进行了。所以迫切希望使用新的教材和实行新的评价制度。　　二）要在课堂上大量的开展探究性实验活动，实验仪器要做到尽可能基本配套，取用方便。要靠课后或课前的老师或同学自备自制一学期搞数次还可，多了老师和同学在准备费的时间太多，实际操作上有一定的困难，需要在今后的实践中逐步设法解决。.. .三）由于我们物理教师上课的班级数较多，所教的学生数常常有一百几十至二百多人，活动大面积开展起来，由于受时间和精力的限制，对某些小组和学生来说教师的引导和参与往往不能做到真正到位，教学的效果会受到一定的影响。对于这个问题我们还没有真正解决好，需要大家共同探讨。四）学生自主学习、自主探究能力的培养需要一个过程。在培养的过程中，特别是刚刚开始的时候，学习知识的效率确实要低一些；学生科学态度的培养，探究方法、学习方法的培养也要浪费一些时间。但是，一旦学生把自己当成学习的主人，激发起学习的热情，掌握了正确的学习方法，学习的速度会远远超过以前，教学进度不但不会落后，反而会大大超前。五）在实验探究过程中，学生“学会学习，学会合作”，心智得到全面发展和主动发展，探究能力明显提高，而做为教师的我们，在课题研究成果的推广工作中，不能拘泥于已有成果，不能局限于已得经验形成的策略，应该与时俱进，方能逐步走向卓越。学习体会威海市实验中学王丽辉我有幸听了梁作棠教授的《物理结构与相互作用的标准模型以及粒子物理前沿简介》、冯容士先生的《信息技术与自制教具》、李新乡先生的《视频案例在教师专业化成长中的应用》等专题报告，并听取了华东地区六省一市五位教师的说课及五位专家的评课，收获颇丰，体会也不少，主要是：一、了解了物理学的发展前沿，知道了五种夸克的来历，了解了中微子质量、暗物质与暗能量，使自己增长了知识，开阔了眼界。.. .二、明确了物理教材要适应信息时代的变革，整合物理教学与信息技术，及时构建信息平台。在实验教学中，除了用传统的手段和方法，采集处理实验数据外，还要采用新的实验技术，如DIS等拓展学生进行实践探究的时空。我们在平日的教学中，应尽可能的优化、改进传统实验，发挥计算机所蕴含的学习和探索潜力，学习冯教授的自制物理教具的创新精神和坚持不懈的探究精神。三、感到收获较多的是教师的说课和专家的评课。遗憾的是没有听到他们现场的讲课（由于流感的原因临时改为说课），参加说课的每位教师都各具特色，他们将课改精神和课堂教学实践紧密结合，多采用自主、探究与合作的学习方式，让学生真正成为学习的主人，学生的自主学习能力、创新精神和实践能力得到提高。专家的精彩点评，让我茅塞顿开，收益匪浅，对教材的处理上，无论是在理论上还是在实际操作中都上升了一个层次，让我有了一定程度的提高。我最欣赏济宁的孔祥龙老师的说课，他说课的题目是八年级第四章第一节《温度计》，本节课设计有很多亮点，他将教学内容划分为四大板块，即：1、温度计的概念；2、测温的原理；3、温度的单位；4、温度的测量。在第一板块的教学中，他利用视频让学生观看了液态氮冷冻金鱼、超导磁悬浮试验，吸引了学生的眼球，激发了学习的兴趣。第二板块的教学中他让学生自制了温度计，抓住“瓶子怎么能反映温度的高低？”这一问题，利用了转换法使学生掌握了测温的原理，学生的思维流畅，环环相扣。第三板块的教学中，通过提问“用你自制的瓶子，能否测出热水、冷水的温度？”、“为什么把冰水混合物的温度规定0℃，沸水的温度规定为100℃.. .，就这一隐含问题的解决，使学生掌握了科学的学习方法，这又是我们平日教学中容易忽视的问题。目的是让学生经历建立温标的历程，意识到测量温度必须先建立温度标准：选定两个恒定的温度为定点，并采用适当的分度方法建立温度标准。让学生体会科学探究是有过程的，有曲折的，不是一步就完成的。第四板块的教学中，主要目的是落实使用温度计的技能训练，养成使用仪器先观察仪器，阅读说明书，再操作的习惯，这是实验技能和素养的重要方面。本节课知识与技能上难度不大，原理及使用学生都易于接受，因此，有空间，有时间向学生渗透过程与方法，是落实二、三维目标的很好的素材，表面看起来，这节课不是探究课，但是隐含着过程、方法，隐含着科学探究，关键是怎样挖掘和展现，让学生通过学习物理，不仅学习科学知识，而且经历科学过程，领悟科学方法，濡染科学精神，品味科学的美丽与魅力。通过本次学习，开阔了视野，提升了认识，学到了很多教师成功的经验，在今后的教学过程中，我将不断学习和进取，不断改进课堂教学，采用科学有效的教学方法和学习方式，做到“一切为了学生，为了学生一切”。在物理实验教学中培养学生的科学探究能力[2010-11-2113:16:00|By:wanglihui] 0推荐探究和接受是学生学习科学知识的两种基本方式。正像玻亚利所说：“学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现，因为这种发现，理解最深，也最容易掌握其中的规律、性质和联系”。在科学探究过程中，学生处于主要地位，教师可以是参与者、组织者、指导者和评价者。物理教学中的探究性实验为学生创设了一种再发现的学习情境，需要学生用脑子去思考，用身体去感受，用心去体验，能使学生的身心与探究过程充分交融，因而有利于学生对知识生成过程的再发现。由于学生对知识的再发现建立在对探索过程的亲身体验和心灵感悟上，所以能将探究行为转化为技能和方法，并转化为解决问题的能力，从而在根本上提高学生的创新能力。.. .在目前的物理教学中，普遍存在着重讲解轻实验的现象，即便进行实验，也多作验证之用，致使实验的探究性、创造性成分白白流失，造成学生创新精神和实践能力的严重不足。为此，笔者以培养学生的科学探究能力为出发点，对物理实验教学进行改革，尽可能将演示实验改为学生实验，将验证实验改为探究实验，力求让学生自己动手“学科学、做科学”。一、改进和优化演示实验，突出科学探究教学实践中，我将光的反射定律、欧姆定律等演示实验都设计成了探索性的学生实验。例如：在“大气压的测定”这节课的教学中，如果教师按教材依葫芦画瓢，直接运用托里拆利实验获得结论，虽然能测得大气压值，但这种生硬的灌输式的教学，学生只知其然，达不到知其所以然的目的，我设计成探究式教学，教学效果则有很大不同：（1）将装满水的瓶子，安上一个带玻璃管的塞子，分析为什么吸不到水？（2）让学生自己设计实验测定大气压的值。（3）将两端开口的玻璃管插入水槽中，分析为什么管内外水面相平？（4）把玻璃管中安上活塞，排出管内空气，向上拉动活塞，分析为什么水柱能上升？（5）分析若玻璃管足够长时，水柱是否会一直随着上升？（6）在水柱不随活塞上升而上升时，你能从中悟出什么？（7）设想一下，怎样使管内水面以上部分达到真空状态，从而精确地测出大气压的值？（8）这个实验能否换用酒精或水银等其它液体来完成？选用哪种液体最合适？按此“质疑、实验、探索、解疑”.. .的探索方式进行教学，使学生像科学家一样亲自参与科学探究与发现，这不仅有利于调动学习思维的积极性，激发灵感、产生顿悟，而且还可以使他们的创造性思维得到培养。又如：将阿基米德原理的演示实验改为学生实验，进行科学探究：【提出问题】一艘满载货物的万吨巨轮正在大海中航行，海水对它的浮力有多大呢？很显然，这个问题已经无法用前面学过的用弹簧秤测量浮力的方法来解决，问题的提出在学生心中激起了求知的欲望。为了解决轮船在海中航行时所受浮力大小的问题，必须先研究和浮力大小有关的因素。【猜想与假设】浮力大小究竟和哪些因素有关，大家可以猜想，发表自己的见解，并说出理由。这时课堂气氛顿时活跃，同学们根据以往学过的知识、生活经验进行猜测、讨论。教师将学生提出的各种猜测进行归纳：浮力大小可能与物体的密度、物体的体积、物体的形状、浸入液体深度、液体密度大小有关。【制定计划与设计实验】猜想是否正确，还需要动手实验去验证。浮力大小可能与其中一个还是几个因素有关？如何进行实验研究？于是学生自己设计实验，选择器材，并自觉地运用了控制变量法进行实验。【进行实验与收集证据】学生进行了如下的实验操作：a.用弹簧秤测出体积相同而密度不同的铜块和铝块浸入水中时所受的浮力大小，并比较。b.用弹簧秤测质量相同而形状不同的橡皮泥浸没水中时所受的浮力大小，并比较。.. .c.观察橡皮泥分别浸没在酒精和水中相同深度处弹簧秤的示数。d.观察橡皮逐渐进入水中弹簧秤的示数和浸没水中后，在不同深度处弹簧秤的示数。【分析与论证】通过上述实验，学生分析得出浮力的大小与物体密度、形状和深度都无关，与液体的密度和排开液体的体积有关。【提出新问题】我们已经探究出浮力大小和液体密度、排开液体的体积有关，那么它们之间有没有确定的数量关系呢？【设计并进行实验】请同学们设计方案，怎样使物体放入水中后，既能测出浮力的大小，又能收集起物体排出的水。学生选用了自制的溢水杯进行实验，进一步收集证据。在教师的引导下，学生通过实验发现体积小的金属块浸没在水中时，弹簧秤读数变化小（浮力小），排开的水也少；体积大的金属块浸没在水中时，弹簧秤读数变化大（浮力大），排开的水也多。既然浮力大排开的水多，浮力小排开的水少，那么浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系？从而引导学生去秤一秤排开液体所受重力有多大？看它和浮力大小究竟是什么关系？.. .【分析与论证】学生惊奇的发现，浸在液体里的物体所受的浮力，竟和排开的水所受重力正好相等。从而进一步通过实验（浸没、部分浸入、漂浮）得出了阿基米德原理。这在阿基米德是灵感思维，对学生则是在老师指导下，经过探究活动后发现的。二、以探究的思想改进学生分组实验教学中我把部分学生实验改成探索性实验，并增加了一些探索实验内容，以拓展学生的思维领域。通常采用以全班讨论或小组讨论的形式进行。由于学生思考问题的方式和角度不同，讨论中可能出现多种实验方案，这些方案只要合理有效，就及时肯定，并让学生去做，不必要求设计的实验和书上给出的实验相同。例如：在“测小灯泡功率”的实验中教师没有给出具体的步骤，一切由学生自行完成，结果我在巡视实验的时候发现，各小组都有明确的实验步骤，并设计出了开放性的记录表格，记录了灯丝在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流和功率。实验后学生多方向、多角度的分析观察到的现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论。分组实验时强调小组成员要有明确分工，加强小组间的合作与讨论。实验结束后，各小组将自己的探究过程，收集的证据和作出的结论，包括没有解决的问题向全班报告，然后经过质疑答辨和讨论，作出结论，达成共识，使大家都分享到探究成果。三、加强实验设计能力的培养.. .为培养学生的探究能力，让学生根据物理原理设计实验。我按学生不同程度确定实验设计的内容。采用的方法一是写出实验报告或提出实验方案，组织学生讨论比较，选择最佳的可行性方案，统一进行实验。二是师生自编或精选一些探索性、综合性强的实验问题，让学生自己去设计和操作实验。例如：学生在学习了通电导体在磁场中会受力运动，通电线圈在磁场里会受力转动，这是电动机的原理后。有的同学提出：如果把通电的液体放入磁场中，结果会怎样？学生猜想之后自行设计实验进行探究，结果设计了多种实验，可以使通电液体在磁场中运动。例如将裸铜丝弯成封闭的圆环嵌入玻璃器的边沿作为一个电极、把一小段碳棒放入玻璃器的中央作为另一个电极，向玻璃器内倒入电解质（食盐水），再把玻璃器的一半圆面“卡”在马蹄形的磁场中，用导线把学生电源、变阻器、裸铜环、碳棒串联起来。接通电源，闭合开关，移动变阻器的滑片，使其电阻逐渐减小，电流随之逐渐增大，会观察到盐水由慢到快的旋转起来，现象很明显。问题可以由学生自己提出，也可以由教师提出。例如：在做完瓶吞鸡蛋的实验后，提问：如何把吞进瓶中的鸡蛋完整地取出来？引导学生分析压进瓶内，靠的是瓶内外的压力差，反过来也可再用瓶内外的压力差，将鸡蛋压出来，学生讨论得出一些切实可行的办法：①把瓶倒过来让鸡蛋堵住瓶口后，放入一个密封容器中减小容器内的气压，瓶内外的压力差使鸡蛋从瓶内吐出来。②.. .把瓶子倒过来，让鸡蛋堵住瓶口，再给瓶子加热，使瓶内的气压高于瓶外气压，鸡蛋也会被吐出来。我发动学生课后进行实验探究，学生在实验中遇到很多的问题，他们不断地克服困难改进实验，结果学生把广口瓶换成150ml平底烧瓶，把去壳的熟鸡蛋换成去壳的熟鹌鹑蛋，实验时把一端浸过酒精棉的铁丝点燃后，迅速插入烧瓶中，待燃烧片刻后抽出铁丝，再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上，过一会即可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢下滑到瓶底，这样改进可见度增大，生动形象地证明了大气压的存在。把烧瓶倒立，使鹌鹑蛋堵住瓶口（小头向下），然后把烧瓶固定在铁架台上，用毛巾包住瓶底，并不断把热水慢慢注到毛巾上，一会烧瓶就会吐出鹌鹑蛋。教材中的演示实验和学生实验的设计及操作方法虽然都是经过反复证明了的，但实验操作方法仍然存在着这样或那样的不足，而且方法都只有一种，不利于学生创新思维的培养。为此教师可以有意识地创造一种探索氛围，比如提出“应该进行怎样的设计”、“为什么要这么做”、“换一种方法能不能做”等问题并运用多角度思考法、缺点列举法、逆向思维法等方法，引导学生探索，对其不足加以改进。四、在实验习题的教学中融入科学探究.. .对一些较复杂的练习题，笔者设计了一些随堂实验，以点拨学生的解题思路。例如：用重30牛的铁桶到井中提水，待桶内装满水后，用力提桶使它直立于井水中，既不露出水面，又不与井底接触，如果桶内水重100牛，那么，提桶的力量将小于30牛。但不少同学有疑问，提桶的力为什么不包括水重？我布置学生课后自己设计实验去探究，并让学生在课堂上将探究结果加以演示：取一小铁桶，将它直立于水中，记录下弹簧秤提桶的力的大小，然后再将小桶的口朝下，会发现弹簧秤提桶的力大小不变，说明了将桶直立于水中，提桶的力不包括水重。这个小实验很有说服力，加深了学生对阿基米德原理的理解。五、开展课外活动，体验科学探究课外活动是物理课堂教学的延伸和补充，是学生将物理知识应用于实践的重要途径。当学生完成规定的学习任务后，教师更应鼓励学生自己选择课题进行探究，以满足学生的个性发展需要。在课外活动中，我校开放了实验室、图书馆、校园网等探究性场所，使学生能根据探究需要进行实验操作、资料收集和信息处理。初中物理课本中有32个小实验，在老师的引导下，学生在实验室利用自制仪器，自制潜水艇、针孔照相机、潜望镜、完成了纸锅烧水等小实验。有的小组自制仪器非常巧妙，指出书本上实验的不足，并加以改进，如改进了磁极间的相互作用规律、焦耳定律等。对那些富有创造精神的作品，我及时向学生推荐，让作者为老师同学表演，并将实验情况写出报告，组织评比，引导他们不断推陈出新。曾经有学生用可乐塑料瓶做“浮沉子”，实验效果很好，其他学生看后觉得有趣味，纷纷模仿制作，有的还进行了一些改进，使之变成精美的玩具，一旦成为玩具，更容易促进学生“玩”进物理世界，“玩”出学习方法及趣味。.. .总之，改革物理实验教学，培养学生科学探究能力，不仅有利于国家《科学课程标准》的贯彻落实，而且有助于培养学生分析、概括能力和应用科学知识解决问题的能力，培养科学探究精神和严谨的科学态度，使学生真正体验科学的奇妙和伟大，并不断在探究中提高、发展和创新，成为适应今后社会高速发展的开拓型人才。 ..