基于DIS的高中物理探究实验的教学研究

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1、基于DIS的高中物理探究实验的教学研究摘要：物理是一门以实验为基础的科学，H主探究式实验教学能够培养学生观察思维能力、动手操作能力、分析解决问题的能力、探索和创新能力。将中学物理验证性实验改为探究式实验是新课程改革“三维冃标”的内在要求。本文分析了冃前中学物理实验教学存在的问题,并结合自己的教学实践，以布鲁纳发现学习理论、建构主义理论和萨其曼的探究教学理论为指导，提出了新课程实施后基于数字化信息系统DIS的高中物理探究式实验的教学新模式。关键词：新课程改革；高屮物理；数字化信息系统DIS；探究式实验教学；《普

2、通高中物理课程标准》指出：实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学牛科学索养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源⑴。基于数字化信息系统DIS的探究式实验教学，就是在教师的引导下，山学住自主设计实验，利用传感器采集数据信息、借助计算机实验软件分析数据，努力探索结论和规律的过程，通过探索过程促进学生主体性发展，培养学生科学探究能力。这种探究式物理实验教学与布鲁纳发现学习理论、建构主义理论以及萨其曼的探究教学理论存在着严格的内在一•致关系。教师在教学过程中耍创设能引起学生兴趣的问题和情景，使学

3、生通过质疑、探究、表述、小组讨论、教师点评，从而获得新知识。在这种半“发现式”学习知识的过程屮，同时也体验到学习知识的过程与方法。一、高中物理探究式实验教学的背景物理是一门以实验为基础的科学，作为一种捉供感性知识的直观手段，在学主的亲身参与过程中有利于激发学习科学的兴趣，使学牛掌握基础知识和实验技能，培养学纶解决问题的能力和科学态度。⑵然而，冃前高中物理实验教学还主要停留在教师演示实验、学生重复教师演示过的实验这一阶段，共至还有不少地方学校的物理实验是在“黑板上做”。学生在教学中学牛处于消极、被动的处境，很难

4、获得满意的学习效果。新课程改革的主要内容就是要求实现从“读科学”、“听科学”向“做科学”、“探究科学转变”，明确提出了“探究性学习”。其目的在于将发现知识的探究过程引入课堂，使他们不仅获得科学知识，同时还掌握科学方法，培养创新能力。⑶在国外，20世纪初杜威把〃实验的探究法〃引入教冇领域；美国心理学家布鲁纳提出“发现学习教学〃；20世纪50年代，美国芝加哥大学施瓦布教授在"教育现代化运动〃中倡导“探究式教学〃。在国内，各地区经济发展不平衡以及教育理念的差界导致探究性实验未能充分应用于高中物理教学课堂。二、高中物

5、理探究式实验教学模式(-)明确教师主导地位探究式物理实验教学之所以称为“半发现式”学习方式，就在于教师既要培养学生的探究能力、创新能力、提出问题和解决问题的能力，同时也要让学生取得优秀的考试成绩。这就需要教师在课堂上结合某一知识点为学生明确探究实验的主题和范围，对范阳之外的问题可留在课后H己查资料解决。在实验结束后，要对同学们的探究学习结果作一个客观、科学的评价。(-)强调学生的主体地位无论是萨具曼主张的“探究式学习〃模式，还是布鲁纳倡导的“发现学习〃无一例外都需要学生参与科学知识建构的过程，这与1=1前新课

6、程理念是-•致的。这种强调学生主体地位的探究式学习方式非常有利于培养同学们的创新思维，开发学牛潜能。在教师确定了探究学习范围Z后，同学们就可以围绕问题的核心提出口己解决问题的方法。DIS传感器的引入，丰富了学生的实践体验，借助于传感器，实验的操作难度降低了，使学住更容易学握，从而使学牛能投入更多精力关注数据ZI'可的物理关系和数据背后更深入层次上的物理分析。这种革于数字化信息系统DIS的高中物理探究式实验的教学新模式完全符合新课标的“三维目标”要求。三.基于数字化信息系统DIS的探究式实验教学案例卜•面就以作

7、者在“川DIS探究加速度与力的关系和加速度与质量的关系”为例，分亨高中物理探究式实验的教学新模式：引入新课：演示斜面小车滑动快慢等多种情况，提出问题1.小车质量、加速度少作用力Z间是什么关系；2.用什么方法探究他们之间的关系。学主讨论之后得出：卅“控制变量法”研究他们之间的关系。实验步骤：(1)用天平测小车质量(2)测量钩码的重力(3)在轨道上放置小车并安装传感器，连接线路，将细线连接小千，跨过滑轮系住小钩码，释放小车测定加速度(4)保持小车质量不变，改变钩码的大小重复实验(5)保持钩码的大小不变，改变小车质

8、量重复实验(6)处理数据并作a-F图和a-1/m图，归纳结果实验数据处理：(DtSLOb)0厶刀Af"基础型教材专用软件实16歼焙丽“势亡H8渎《用户手毎：(实手觸！、/門朮ft襄乞・点孟込入学生实验I.练习使用DIS2-1.用DIS测定位移和速虞2-2.用DIS3M定陨时速度3.用DIS测定加速度(从图求加速度》4.牛顿第二定律(从—r图求加速度)5.研究机械能守恒定律6・一定履■气体的压强与体积