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物格无止境 理运常有时,基于新课程与高考双重背景下的 中学物理实验教学改革的研究 姜堰市第二中学 姜立东 QQ: 553712582 Email: ,一、问题的提出：,一方面： 物理新课程对中学物理实验教学有一明确的定位，中学生做实验的目的首先不是为了“巩固所学的概念和规律，练习实验操作方法”，而是为了“经历科学过程，体会科学方法，树立科学的价值观”，同时也是为了使学生“更加热爱科学，体验科学工作的乐趣”。 另一方面： 不用讳言，高考考什么，教师教什么，学生学什么，高考事实上已经成为高中教学改革的指挥棒。,基于上述两个方面，对于中学物理实验教学改革，不能就实验谈实验，而应当将其置于整个课程改革与高考改革的大背景下，有目的、有计划系统地加以思考，实施实验教学策略。,二、考题的分析：,20082010年江苏高考物理实验试题（具体试题略）,三大特点,1、 在考查形式方面：六道试题都用“以一拖x”命题方式考查实验能力 2、 在考查内容方面：六道试题都是对学生课本实验进行改造 3 、在考查目标方面：六道试题较好地区分和鉴别不同水平考生的实验能力,三大创新,1、对原教材进行认知结构的改革 实验试题对原教材进行了认知结构的改革，但实验试题清晰有序，符合中学生认知规律，有利于学生发挥自己的水平。 2、实验问题的背景独特 2008第一道实验题（10题）源于常轨的“测定金属的电阻率”实验，但是，“导线质量相等”条件的设计有了较大的创新。 3、提出问题的角度新颖 如“定量计算”、“数据描图”及“误差分析”等问题。,三、试题的启示,1、策应课标 课标没有对实验的具体做法、使用的器材等做出硬性的规定。 2、发挥导向 新课程的实施与目前高考物理实验试题正逐步改变着教师和学生的教和学的方式，引导广大一线教师在实验的改进与创新方面突出教学的核心价值。 3、考查能力 江苏高考实验题发生了明显的变化，已跳出了课本实验的范围，从试题中看出高考考的是实验与探究能力以及学生的科学素养，而不是考实验本身！,四、改革的思路,为什么提出改革的话题？ 1、传统观念根深蒂固 教师长期形成的教学风格短期难以改变，对新课程理念的认识还很模糊，还不深入甚至不正确. 2、课程理念迫切需要 新的教学理念真正内化为我们教师自己的教学行为需要一个过程，物理新课程的实施无疑把对教师的要求提到了一个很高的理想的高度，这样的要求对于刚从传统教育转型过来或还没来得及转型的老师而言难免有些勉强和底气不足。 3、课改高考高度配匹 新课程与新高考的有效结合是教师们最为困惑和关注的问题，也就是如何实施课改高考高度配匹？,一、首先是中学物理实验教学思想的改革,目的：把握一个方向 课程基本理念中促进每一位学生的发展是新课程的灵魂也是价值追求，中学物理实验教学改革应该坚持这样的方向。 中学物理实验教学改革要超越单纯的功利目的，克服单纯追求升学率的偏向，改变只传授知识的教学观念，注重提高全体学生的科学素养， 使那些不打算继续学习物理的人；那些准备继续学习物理的人；那些进一步学习或就业时需要物理知识背景的人获得自由多样而有个性的发展。,二、其次是中学物理实验教学内容的改革,目的:培养二种品质 一种是创新，即对未知领域的探索和思考，而实验为创新提供了足够的空间。 一种是钻研，即对结论的步步求证直至获得真理，而实验为这个过程提供了载体。,目前的物理实验教学，还没形成真正的课程体系，基本上都是从属于物理理论教学，服从于物理知识的，给人的印象好象只是为了验证物理理论的正确性而存在的。 传统的实验内容还是较多，反映现代科学技术新成就的实验少； 在实验手段上采用传统测量技术的实验多，利用现代化技术手段深化教学要求的实验少； 按力、热、电、光划分各自独立的实验多，而在力、 热、电、光方面具有相互联系的综合性实验、以及设计性实验少。,问题：,近一个多世纪以来，人类在享受近代工业革命和现代科学技术带来的高度物质文明的同时，突然发现自己正亲手制造着对自身生存与发展的严重威胁 -生态环境的恶化，大气、水源受到污染，核辐射和从臭氧空洞透过的宇宙射线使人类健康受到损害，温室效应造成气候反常，酸雨毁坏森林和建筑物，试管婴儿、克隆技术、基因工程引起有关伦理道德的争论，网络技术的发展给国家安全和道德教育带来挑战等等,思考：,如果说传统的科学各个领域都只着眼于本领域的发展对人类文明做贡献，那么，解决上述问题必须在眼于研究科学、技术、社会系统各个因子之间的相互作用，保证人类文明健康发展应具有的最佳状态-这就是STS。 目前教学中STS教育的内容涉及却很少，因此设置有关课程进行STS教育或在已有的相关课程中增加STS内容是非常必要的。,1、物理学本身是和自然现象、科学技术、社会生产和日常生活紧密相联系的。作为物理学科应在普及STS知识，增强STS意识，发挥其独特的功能。 2、有条件地开设STS课程，普及STS知识，增强人们的STS意识，已经成为全民教育的一种趋势。我想这是对学生的负责，对社会的贡献。,发展：,有许多西方国家或地区开设了STS课程，如英国一些学校已开设140多种。澳大利亚Griffith学校要求学生用1/4的时间学习STS课程。 早在六七十年代，美国许多著名的学校先后成立STS研究中心，专门开展对科学、技术和社会三者相互关系的研究，并开设了STS课程，其目的在于使学生深刻理解技术本身及其对人类和社会的影响。,英国SATIS（Science and Technology in Socitey）教材中,在讲电的产生和输送时，主要介绍有关电力网的知识，如要得到电压稳定、价格低廉的电力供应，为什么要把许多电站联成电力网，以及核电站、火力电站及水电站的各自的特点，还具体给出了英国西北电网中各个电站的功率和每兆瓦小时的成本，以及冬季夏季各一天24小时预期的用电曲线，让学生设想自己是电力网的调度员，以5小时为一个时间段，根据各时间段预期的用电量，作出把哪些电站接入电网的计划。 教材中的这类内容，并不在于给学生许多实际知识，而在于使学生形成“成本-效益”观念。,三、再次是中学物理实验教学方法的改革,目的：解决三个疑惑 1、实验方法是解决问题的手段还是解决问题的知识？ 案例：实验测电源电动势和内阻，课本提供的方法是运用两表一器进行分析和研究，进而完成实验，但学生如果只是记住了这一方法，而不是真正从原理上去理解和实验，那就出问题了，如果换成一表一器或其它方法，学生可能就难解决了。 上述表明，学生在遇到陌生复杂实验问题时常常有两种态度：“回忆”与“分析”,（1）第一种“套用解决问题的类型”-不理解的情况下生硬模仿，其心智行为：识记 实际上就是“具体问题抽象分析” （2）第二种“掌握解决问题的方法”-理解情况下的自觉迁移，其心智行为：分析 实际上就是“具体问题具体分析”,有这样一个故事，两位杰出的木匠通过雕刻老鼠来一比高下，结果，一个木匠雕得栩栩如生，另一名工匠雕得神像而形远。最后，由猫当了裁判，来决定哪一只老鼠更“逼真”，谁知，猫直扑第二只老鼠，为什么？ 原来，第二只老鼠虽然形态稍逊，但它是用鱼骨头做的，猫在乎的根本不是象与不象，而是鱼味。,新课程改革十分强调实验探究在物理课程中的作用，教师在实施探究教学活动时，往往只注重探究教学中的知识问题，即“形似”，而忽视了探究教学的另一面“神似”-即学生从探究学习过程中领悟科学探究的本质，形成正确的科学态度。否则探究教学就会演变成对智力进行徒有形式的机械训练，无法使学生体验探究学习的乐趣，迷失探究教学的方向。 探究教学活动要做到“形似”又“神同”， 追求“形”“神”兼备的科学探究。,3、实验是“果然如此”还是“原来如此”？,从物理学发展历史来看：物理基本法则产生于一些普通但有着丰富数据流量和现象作支持的实验。 案例一： 验证动量守恒定律老教材实验思路：给出公式：m11+ m22= m11+ m22 学生通过实验能够得出结论，学生的感觉就是“果然如此”，与结论确实一致，整个过程围绕结论专进行实验的验证，没有其它的思考。,新教材实验思路：,先是提出研究的内容碰撞前后哪个物理量可能是不变的？，质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的不变量，而速度是变化的，质量和速度的乘积也是变化的，那么，碰撞前后究竟什么是不变的？ 提示：会不会是两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和是不变量？ 或者，各自的质量与自己速度的二次方的乘积之和是不变量？ 或者，两个物体的速度与自己质量的比值之和是不变量 或者-有更多的方案。 这样学生得出答案后，感觉就是“原来如此”，知道了问题的本质。,案例二：教科版3-1，p56页“探究小灯泡变暗的原因”实验（研究电源的内阻）,活动1：闭合K1，学生发现L1发光。逐次闭合开关，观察灯泡亮度变化？ 可以变化为：然后换用高性能低压稳压电源重复以上操作，灯泡的亮 度基本不变，引导他们带着浓厚的兴趣进入新课的学习，这样的实验 对比自然引导学生思考电源的问题，让学生寻找问题的本质。,过去几十年教材是纯叙述式的教材，学生只是简单的重复课本和上课要求，没有自己的思想和观点，知道的只是“果然如此”，现在物理新教材根据课标的要求，将以往教材中较多的学生实验和演示实验改为问题的科学探究，这些改变的目的是什么？ 从目前实施的课堂教学来看，答案很明确：