探究式实验教学对初中物理教学效果影响的实践研究.pdf

分类编号：单位代码：10065 密 级： t: 号：2006006004 研 究生学位论文 论文题 目：探 究式实验教学对初 中物理教学 效 果 影 响 旳 实 践 研 究 学 生 姓 名 ：张 晶淼 申请学位级别 ： 教育硕士 申请专业名称：学科教学 （ 物理 ) 研 究 方 向：中学物理教学 指导教师姓名 ： 陈洪云专业技术职称 . ? 高级实验师 提交论文 日期 ： 2 0 12 .3 摘 要 课程改革 实施 10 年来 ，由于中、高考的压力使新课程改革更多的停 留在形 式上 。本文从新课程 改革 的现状 出发 ，通过课 改前的探 究式实验教学和课 改后 的 探究式实验教学的对 比研究，从学习兴趣 、考试成绩、实验能力三方面对学生的 学习效果进行测量 ，研究两种不 同的教学设计对学生学习效果产 生 的影 响 。 本文主要采用 实验法 为主，辅 以调查法 、经验总结法 。选取人 民教育 出版社 出版 的 九年级物理教材 ，以天津市方舟实验九年级二班 、四班 每班 30 人为研 究对象，其 中九年二班为实验班 ，九年四班为对照班 。以八年级期末考试成绩、 前期兴趣调查 问卷 、实验 能力考核等 为依据 ，于 2010 年 8 月到 2011 年 2 月，利 用探究式教学模式 ,对课本 中的九个实验题 目进行教学 。 对实验班 从知识 与技能、 过程与方法 、情感态度与价值观三个维度出发重新设计教案， 对三维教学 目标下 的探 究式 实验 教学进行 改进与完 善 。对照班仍釆用 课 改 以前的探 究实验 教学方 法 ，且 同样进行相关 内容 的测量 与统计 。 实验结果表明：课改后的探究式实验教学设计有利于三维 目标 的深化 ， 有利 于激发学生的学习兴趣 ，有利于提升学生的学习成绩，有利于提高学生的实验能 力，从而得 出结论 ，基于三维 目标下的探 究式实验教学设计有利于提升学生的学 习效果。该研究具有实践意义，同时也为中学生教育过程中，进一步深化素质教 育改革，提供相应的实验依据。 关键词：三维 目标探究实验学习效果实验能力兴趣 a b stra ct a l though the curricul um innovation has carries out for al m ost 10 years, the innovation still rem ains on its form s because of the pressure from the exam s. t his paper begins from the current situation of education, goes through the com pari son research betw een the traditional inquiring experi m ental m ethod and the three-dim ensional tasks inquiring experi m ental m ethod it is tested by the results of the students learning interest, their grades and their experim ental abilities. it tries to fin d s ou t th e d ifferen t in flu en ce on the stu d en ts. the paper m ainl y adopts the experi m ental m ethod, assisted w i th the investigation m ethod and experience sum m ary m ethod. t he experim ent is based on the g rade n ine text book of p e p , and the stu dents are from c lass t w o and c lass f our i n t i anjin fangz hou experi m ental m i ddle school. c lass t w o is the experim ental class w hile c lass four is the com parison class. t he experim ent is based on the students m arks in the final exam in g rade 8， the pre-investigation of interest and experim ental abili ties. t he teacher adopts the i nqui ring teachi ng m ethod to teach the students nine experim ents in the text book. t he teacher also redesigns the teaching plan to the experim ental class from three di m ensions, such as know ledge and skill, process and m ethod, attitude and view point of value. the teacher w ants to develop and i m prove the teaching according to the three-dim ensional tasks. t he com parison cl ass is taught w i th the tradi ti onal experi m ental teachi ng m ethod but tested w i th the sam e lev e l. t he resul t show s that the inquiri ng experim ental m ethod is good for arousing the students i nterest, prom oti ng t hei r m arks and does good to thei r experim ental abiliti es. therefore, i conclude that this m ethod is good to the students, the research is m eaningful and it provides som e data for further innovation as w ell. k ey w ords: three-dim ensional tasks, inquiring experim ent, learning result, experi m ental abili ties, i nterest 目 录 第一章引言 1.1 题 目陈述 1 1.2 国内外研 究背景及现状1 1.2. 1 国外研 究背景及现状 1 1.2.2 国内研究背景及现状2 1.2.3 研究 目的及研究意义3 第二章理论依据 2. 1 本文 的理论 依据 4 2. 1. 1 探究式教学理论4 2. 1.2 人本主义理论4 2. 1.3 建构代主义理论5 2. 1.4 后现代主义理论5 2. 1.5 多元智力理论6 第三章“ 三维 目标 ”及物理探究实验 3.1 对三维 目标 的理解7 3. 2 基于三维 目标下 的物理实验教学的几个特 点8 3.3 课改前、 后探究式实验教学模式的对 比9 3. 4 物理新课标与课改前教学大纲的比较10 第四章 课题研究的内容、方法和实施步骤 4.1 研究 内容 11 4. 1. 1 研 究 目标 11 4.1.2 具体课程 内容11 4.2问题 与假 设 11 4.3 研 究 时间11 4. 4 研究方法 12 4. 5 样本选 择 12 4. 6 变量分析 13 4. 6. 1 自变 量 13 4. 6. 2因变 量 13 4. 6. 3 无 关 变量 及 控 制13 4. 7 实施 步骤 13 4. 7. 1 前 测 13 4. 7. 2 实验 具体 实施 方案16 第五章实验 结果 的分析 与结论 5.1 学生学 习效果后测及 结果分析27 5. 2 学生学 习成 绩统计及 分析29 5. 2. 1 数据 统计方法29 5. 2. 2 数 据 统计 结果 29 5. 3 考试成绩结果分析30 5. 4 实验 能力对 照表 及 分析 30 第六章 实验结果及讨论 6 . 1 33 6.2 该研 究 的实 际意义33 6. 3 局 限性 34 参 考文献 36 附录一： 前测 问卷调查37 附录二 ：后测 问卷调查38 附录三 ： 探究式教学案例 探究斜面 的机械效率 40 附录 四：探究式 教学案例 压 强44 附录五：探究式实验教学案例 摩擦力46 第 一 章引言 1.1 题 目陈述 2001 年 6 月 ， 国务 院关于 基础 教 育 改革 与发展 的决定 进 一 步 明确 了 “ 加 快构建符合素质教育要求的基础教育体系”的任务，从而拉幵了新一轮课程改革 的序幕 。提 出了以知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观为核心的三维 目 标 。知识与技能 目标它包括知识和技能两方面 ，是指在对学科知识 的认知过程 中 提高 自身的能力 ；过程 与方法 目标 中过程指应答性学 习环境和交往体验 ，方法包 括 不同的学习方 式 ，其 中探 究式学 习就是其 中一种 ；情感态度 与价值观 目标不仅 指 学 习兴 趣 、学 习责任 ，更 重 要 的是乐观 的生活态度 ，求实 的科 学 态度 ，宽容 的 人生态度。 三维 目标的提出使课改前以传授知识为主的教学模式向有利于提升 学生综合素质 的教学模 式改进 。 本文将三维 目标细化后整合 到探 究式实验教学过 程 中，且通过调查 问卷 、考核实验能力 、测试成绩等对学生学 习效果影响进行考 量 ，为深化教学改革提供相应 的依据 。 1.2 国内外研 究背景及现状 1.2.1 国外研 究背景及现 状 教育科学探究方法 的形成经历了漫长的历史过程 。 最早提 出在学校科学教育 中运用探究方法 的是杜威 。 以 1909 年为界限， 出现 了两种不 同的教育理念 ， 1909 年 以前， 绝大多数教育者认为科学教育的方法主要是通过教师讲授直接教给学生 大量的科学概念 、规律与原理 。1909 年，杜威在美 国科学进步联合会 的发言中 第一次对这种方法提 出批评 ， 他认为当时的科学教学过于强调信息 、 知识 的积累 ， 缺乏应把科学当成一种 思考 的方式和态度 的认识 ，杜威认为 “ 科学教育不仅使学 生学习大量的知识，更重要的是学习科学研究的过程与方法” 。 2 另一位具有代 表性的教育家施瓦布指 出，如果要使学生学习科学的方法 ，没有什么方式 比通过 积极地投入到探究的方式来学习科学 内容更好 ，为实现这一改变 ，施瓦布建议科 学教师要引导学生在实验室中完成科学探究过程， 倡导学生用实验 的方法来解释 和深化教材中的内容，而不是在教室内照本宣科的讲授科学。施瓦布、杜威、布 鲁纳、皮亚杰的研究影响了从 20 世纪 50 年代直至 70 年代早期的课程教材，使 “ 发展学生的探究能力 ”以及 “ 把科学理解为探究过程”的观点得到广泛传播。 20 世纪 80 年代 以来 ， 为 了适应经济发展的需要及各 国教育改革的大环境影响下， 1 各国普遍重视对学生创新能力、思维能力、交流与合作等能力的培养，促使探究 式教学研究快速的发展起来， 以英国为首的资本主义国家通过各种方式推动 了探 究式教学深入发展。 3 英国推出的 1998 年教育改革法案强调对学生科学探究 能力的培养 ， 20 世纪 90 年代 ， 美 国先后 出台了两部纲领性的科学教育文献， 1990 年美国科学教育研究会提 出的 2061 计划与美 国国家研究理事会 1996 年推 出 的 美国国家科学教育标准，这两部文献都强调要实施探究式教学，后者还认 为科学的中心环节就是 “ 探究”，并对探究式教学提 出了一系列的标准 。 1.2. 2 国 内研 究背景 及 现状 我国古代一些教育家关于教育的论述中就渗透着一定的探究思想。 如孔子的 “ 见诸行动 ”“ 身体力行 ” ；墨子的 “ 述而又作 ” 、“ 强力而行 ” ； 学记中的 “ 教 学相长 ” 、“ 导而弗牵 ” 、“ 强而弗抑 ” 、“ 幵而弗达 ” 。到 了近代 ，提 出教育探究思 想的人更多，其中以教育家陶行知的 “ 知行统一”思想最具代表性。 4自 20 世 纪八十年代 以来， 越来越多的教育界人士意识到， 学习的实质是使人们 自觉地通 过多种形式、多种渠道 、多个方面获取知识并内化 自身素质 ，在实践过程 中提升 自我、完善 自我 ，改造 自我的过程 ，是使人成为鲜活的个体并不断增强主体意识 的过程。 随着教育理念的深化， 在中学教学中积极提倡探究式教学被提上了新课 程改革的议程 ，我 国新一轮的教育改革从此拉开了帷幕。1999 年上海率先推行 探究式实验教学后确立 了新 的课程标准而 为广大教育界同仁 重视和认可 ， 从而使 课堂教学方式和学 习方式发生了巨大的变化 。 由单一的教师讲学生学转变成师生 双 向互动与合作，教师成 了引导组织者 ，学生成了课堂的真正主人 ，使课堂教学 形式、效果都发生 了巨大的变化。2001 年 6 月， 国务院关于基础教育改革与发 展的决定正式提 出了 “ 三维 目标 ”的教学要求。但随着各省市逐渐进入教改的 实验阶段，也呈现 出了一些 问题，由于中、高考的压力，致使探究仅流于形式， 一是学校没有充足 的时间和条件用于探究式教学的开展 ，往往是老师布置课题 ， 讲述方法、过程 ，学生仍只是沿着 固定的方法 、步骤探究结论 ，二是学生对探究 式实验教学还不适应 ，没有掌握探究式教学的基本思路和方法 ， 不会制定详细 的 计划和探究步骤， 三是教师缺乏对学生系统的了解和对探究式教学较为深入的研 究。考虑到我国的国情 ，如不深刻理解探究式教学的真正 内涵 ，科学的实施探究 式教学，就容揚使探究变为低效的学生活动 。由此 ，如何在实施探究式教学 的 1 基础上最大程度 的提高探究式教学的效率， 从而促进广大师生主动乐意实施探究 教学也 是 一个 急 于解 决 的 问题 。 1.2. 3 研 究 目的及研 究意义 我国在新世纪之初提 出了新一轮课程改革的理念， 教学 目标 由单一的层次逐 渐向多层次、多角度 、多模式过渡。但 由于应试教育的思想根深蒂固，一些教师 并没有彻底 的转变教育观念 ，加之 中考、高考 的压力 ，许多教师认为课堂的时间 很有 限，最大 的提升学 生学 习效果 的方法 就是多讲 、多练 ，忽视 学生 的主体性 ， 并没有真正的把新 的教学理念贯穿于教学过程 的始终， 而改革似乎只停 留在喊 口 号， 做表面文章 。 因此在新课改十余年后提 出该课题 ， 将有利于深化课改的效果， 最大 限度 的提 升课 堂 教 学效 率 。 研 究 目的：本文将通过一学期 的教学 实践 ，以“ 三维 目标 ” 指 导下 的探 究 式实验教学设计应用于实验班 ， 课 改前的实验教学设计应用 于对照班 ，再通过 问 卷调查 、实验能力 的考核 、测试试卷等方式 ，分析对教学效果的影响。 研 究意义 ：新课程理 念提倡教学 目标 、教学过程 、教学 方法应从单一化 向多 维化过渡 ，而物理实验教学作为物理教学 的核心 内容之一，更应该将新课程理念 贯穿于物理实验教学过程 的始终 ，适 当的教学方法 ，合理 、科学 的教学设计 ，将 影 响课 堂教学 的实施进 程 ，将影响学生 的学 习效果 。本课题 的研 究将有利于改变 教师对课改后三维 目标对探究式实验教学效果的影响的重新认识 ， 为教学改革 的 深化积 累资料 ，以便人们认识有效实施三维 目标对学生综合 素质培养 的作用 。 3 第二章理论依据 2.1 本 文 的理论 依据 本 文研 究所 涉课 题观 点 ，是 依据探究式教学理论 、人本主 义理论 、建 构主义 理论 、后现代主义理论 、多元智力理论形成本文 的基本理论框架 。 2.1.1 探 究式教 学理 论 探究式教学是 由美国著名科学家 、 芝加哥大学教授施瓦布在 20 世纪 50 年代 在美国的现代化教育运动 中首先倡导的。他认为在教学过程中，学生应 以发现者 的身份像科学家一样去探索 问题 ，并在探索过程 中不断获取知识、积 累知识 ，培 养创造能力、思维能力、分析概括能力、交流与合作能力等，同时形成正确 的价 值观和积极的生活态度的教育。i 6】 探究式教学是一种主动的学习过程，主要是 以生活中的情景为背景，结合学生 已有的知识结构，通过提 出问题 、进行猜想和 假设、设计研究过程 、实验研究、搜集和处理实验信息，表达 与交流等探究性活 动，获取知识与技能，在过程和方法 中实现情感态度与价值观 的体验和升华的学 习方式和学习过程。探究学习从学生主体出发，关注学生的内心发生、发展，学 生在探 究过程 中获得新 的体验 、获得认可和欣赏 以及承担责任 的过程 。与其它学 习方式 比较 ，探 究学 习优越 性表现在具有 更多 的 问题 性 、幵放 性 、参 与性 、独特 性特征 ，在学 习过程 中学生间的相互交流与合作 、学习结果 的评估 与交流等方面 较其它学习方式不同。1 3 研究者普遍认为，探究学习所关注的三个 目标应为经 历探究过程 、获得技能和情感体验、积累知识和学习方法，同时探究学习也关注 学习结果 。强调通过探究过程去建构知识体系 、掌握解决实际 问题 的方法 、获得 能力的提升与发展 ， 但 他更关注探究 的过程一 强调学生探索新知 的经历和 获得新 知的体验 ，注重提高学生的探究能力和转变学生的学 习方式 。当然 ，在探 究过程 中学生会经历 问题和 困惑 、成功和失败 ，放弃和坚持 ，也可能花很多时间和精力 结果他们却一无所获 。但是 ，这却是一个人学 习、生存、生长 、发展 ，所必须经 历的过程 ，也是一个人的能力、智慧发展 的内在要求 。 2.1.2 人本主义理论 人本主义心理学是在上世纪 50 年代末和 60 年代初兴起于美 国， 被称 为心理 学的第三势力， 其主要发起者是马斯洛 (a.h.maslow)， 近年来影响较大的代表人 物是罗杰斯 (c .r . rogers )。人本主义特别强调学习方法的学习和掌握 ，强调 a 在学习过程 中获得知识和经验 。罗杰斯指 出：“ 只有学会如何学 习和学会如何适 应变化 的人 ，只有意识到没有任何可靠的知识，唯有寻求知识和过程才是可靠的 人 ，才是有教养 的人 。现代世界 中，变化是唯一可 以作为确立教育 目标 的依据， 这种变化取决于过程而不取决于静止的知识。” 7 他指出很多的知识或经验不 是单纯 的从现成 的知识 中学到 的，而是在做 的过程 中通过实践 、体验而获得 的。 学生通过参加学 习活动 ，进行 自我发现，自我评价和 自我提升 ，从而掌握学 习的 方法 ，获得生活 中的经验和积极 的态度 。所 以，最有用 的学 习是学会学习、学会 生存 、学会共 处 。 2. 1.3 建构 主 义 理 论 建构主义理论是 由瑞士的心理学家皮亚杰提 出的， 它是认 知学 习理论 的一个 重要分支。他认为学习并非是一个被动的接受过程 ，而是一个主动地建构过程。 一个人的知识必须在个人经验的基础上通过操作、交流、反省来主动建构。 8 也就是说教师所教的知识必须经过学生的主体认知、消化处理、创新 ，使之适合 他们 自己的知识 结构 。它强调 ：学生应 当是积极 的参与学习，即学 习者 的兴趣和 积极性极大地影 响着 学 习过程 和学习效果 ；学习应 当是建构性 的 ，即必须形成 良 好的认知结构 ；学习应 当是不断累积 的，即逐步的和渐进的；学习应在某些 目标 的指 引下，完成 目标 的达成并反思其过程 中的不足 。实践 已经证 明：建构主义 的 学习理论是最符合 学 习本质 的 ，最有利于 开发人 的潜 能 ，最 能促进人 的整体 的发 展，因而最能从根本上提高学生的学习能力。 9 对 于理科教育来 说 ，建构 主义不仅仅是一种哲 学意义上 的认 识论 思想 ，更 重 要的是 ，它还提供 了一种 学 习观 ，用 以说 明学生在学 习过程 中如何建 构他 自己的 知识 体 系。 基于建构主义理论 ，中学物理实验教学要充分 发挥 学生学 习的主动性 、能动 性，教学要从学生 己有 的经验知识和认知策略 出发 ，注 重教学过程 的完善 ，建立 一个有利于学生发展 的教学模式 ，促进学生对知识 的主动建构 。 2.1.4 后现代主义理论 后现代主义理论主张教育无确定的 目的，应 因人而宜，顺其 自然 ，因此在教 育中，就要注重学生的个性发展 ，自然发展 ，提倡多元 的教育 目的观 ，反对本质 主义和权威思想 。后现代主义理论更加注重过程而非结果 ，重 生成而非预成 。后 5 现代主义理论认为 ，学 生是创造 性 的存在 ，学生是独特 性的存在 ，学生是 可持续 发展 的人 。 对物 理教育而言 ，后现代 主义为我们提供 了一种 教育观 ，多元 的、求异 的、 可持续发展的。应将该理论用 于指导我们的教育教学 的实践 。 在后现代主义理论 的影 响下 ，物理实验教学要充分尊重学生 的差异性 、多元 性，注重过程，在探究过程中实现学生的个性发展和可持续发展。 11 2. 1.5 多元智 力理论 多元 智力理 论 自 1983 年 由哈 弗大学 发展心理学 家 霍华 德 ?加德 纳 提 出 以来 ， 迄今 己经有近 20 年 的历史 ，已经逐渐 引起世界广泛关注。这一理论认 为 ，我们 的智力是 多元的，倡导学生主动参与、探究发现 、交流合作 的学 习，引起 教师角 色、教与学的方式的变革，在教育理论与实践领域产生了极大的影响。 1 2运用 多元智力理论分析我 国的教育 问题 ，对于我们树立积极乐观 的学生观 、“ 因材施 教 ”的教 学观和灵活 多样 的教育评价观 ， 促进我 国的教育改革和 学生全 面素质 的 提 尚有着重要 的意乂 。 首先 ，教师应该树立 “ 对症下药 ”的教学观 。一 是针对不 同智力 的学生“ 对 症下药 ” ，二是针对不 同性格特 点的学生 “ 对症下药 ”。加德纳 的多元智力理论 认 为每个 学生都是有着 不 同智力特 点、学 习能力和发展方 向的可造就之才 ，这就 要求教师 的教学方法和手段根据 不同的教学对象而有所不同。 其次，根据多元智力理论 ，我们应该树立积极乐观 的学生观 。每个学生都有 自己的优势 ，有 自己的风格和方法，我们的学校里没有差生的存在 ，只有各有智 力特点、学习和发展方 向不同的人才，问题不再是一个学生有 多聪明，而是一个 学生在哪些方面聪明和怎样聪明。 多元智力理论强调要 向学生展示多方面的智力领域， 在 充分尊重学生发展独 特性 的同时，向学生提供多种多样的智力活动机会 ，保证学生 的全面发展 。在学 习活动中注意鉴别学生的优势智力领域 ， 帮助学生将优势智力领域 的特 点迁移到 其它智力领域 ，从而促进学生的智力潜能得到最大化 、最优化 的发展 。 6 第三章“ 三维 目标 ”及物理探 究实验 3.1 对三维 目标的理解 新课程对学生的全面发展作 了全新的定位 ， 每一 门课程都提 出要对 以下三维 目标进行有机整合 ，即：知识与技能、过程与方法 、情感态度与价值观 。三 维 目标既各有 内涵 ，三者又有机地统一在新课程 目标中，使新课程 目标具有均衡 性 、综合性 与层 次性 。 所谓知识 ，广义地说应该是理论知识、实践技能和方法 的总称 。所谓技能， 是主体在 己有知识经验 的基础上 ， 经反复记忆和操练形成的执行某种任务的活动 方式。仅就物理实验与物理教学而言，知识与技能是建立在人类 自然科学基础知 识之上 ， 运用各 时代各个阶段 的科学发展成果 ，引入物理教学和物理实验 的全过 程，这就是教学领域中知识和技能的基本构成。 1 4 它往往伴随着物理教学、物 理实验过程的产生与发展 ， 这种知识与技能不断充实与更新 ，又促进物理教学品 质提高。物理实验 的更新 、提高又为知识和技能充实丰富内容 ，知识和技能的不 断提升又是教师教学水 平和学生获知能力提升的有力推手 ， 知识和技能产生于物 理实验 中，二者互为发展因素、更新的动力。 过程与方法的基本要意一般应是：所谓过程 ，是指在有 限的时间、空间、平 台的基础上为完成某种 目的、演示事物发生、发展 、结束 ，程序化 、连续化 、阶 段记忆或模拟再现。 所谓方法是为完成某种 目的采取的有效措施和手法。 从物理 实验教学的角度来看 ，过程和方法是提出问题 、认识和验证 问题、及对 问题最终 的阶段性结论及探究式猜想 的程序 。 这一系列 问题从发生到结束是在程序化 的操 作中借助于器具、仪器而完成的，这就是过程和方法的基本含义。过程和方法是 某种平台，实验课题是 内容 、是主导。 情感态度是人们对身边发生的有关联或无关联的事物 ，人的活动 的心理反 映，有层次递进之分 ，有程度高低之分，价值观无不打上社会 的烙 印。是个体和 群体对人和事发生、发展、结束的感性认识。它是是非判别的标准、行为取舍的 依据，它印有阶段和阶层的印记。价值观决定人们的情感态度 ，情感态度是价值 观微观的延伸，物理教学、实验教学及实验的应用对师生的教学活动产生影响， 对情感态度和价值观有可塑性。 在教学中应注意对学生情感态度和价值观形成的 影响， 在教学中适 当的予 以影响引导，它在素质教育中对学生积极获取知识和技 7 能起到积极作用。f l 2 3. 2 基于三维 目标 下的物理探 究实验教学的几个特 点 课改前的物理实验教学主要包括 了演示实验和分组实验两大类，演示实验 以 培养学生的观察能力为主线 ，分组实验 以培养学生的操作能力、技能和验证原理 为 目的，都是 以教师为中心的实验模式 。实验主要包括 了测试仪器一 测量数据一 处理数据一 验证结果一 完成实验报告 ， 侧重于让学生掌握一些基本实验 的仪器 的 使用、实验 的方法 、以及实验 的测量方式和基本实验技能的训练 ，实验后可 以正 确运用数学知识处理数据 ，攥写报告 。这些实验基本上都是 由教师简单介绍实验 目的、原理、使用器材、注意事项等。对教学的重点、难点教师进行详细讲解 ， 学生只是按部就班 的去完成。课改前的物理探究实验教学，只是注重结果的探究 忽视了过程 ，方法过于单一，对实验 的内容、使用方法 、概念的理解虽然具有强 化作用， 但是学生被动地重复、 机械的操作，受思维定势的影响，学生的共性多， 个性少 ，主动少 、创新 少 ，打消 了学 生学习的兴趣 ，制 约 了学生学 习过程 中的主 观 能动性 ，不利于创造性 的培养 。基于三维 目标下 的物 理探 究实验教学改变 了单 一化的特点，注重 了过程与方法的研究，以学生为主体 ，教师为引导 ，培养学生 的能力和技能。其具体特 点如下： (1) 实验教学的模式 以探究式实验为主 ，由单一化 向多样化转变 。实验教学 模式 由原来的演示实验 、分组实验延伸 出演示实验 、分组实验 、随堂实验 、课外 实验 的几种模式 。其 中演示、分组实验都是 以探究为主，通过提出问题一 进行猜 想和假设一 设计实验一 完成实验一 交流与评估等一系列的活动展开的。 而随堂实 验是 以学生身边 的器材为研究对象即时展幵的。 例如在讲解长度的测量时，直接 让学生用刻度尺来测量书本的长和宽，增强课堂教学的实际意义 。课外实验是指 学生回到家后选取实际生活中的素材感悟物理的知识，加深对课堂教学的理解 ， 例如在讲解 重力一节后可让学生完成水平仪 的制作 ，在讲解 密度 的应用 一节时可让学生回家观察水结成冰后的体积变化， i 5多样化的实验模式有利于 激发学生的学习兴趣 ，培养学生好的学习习惯 。 (2 ) 更多的关注过程与方法，注重探究的感悟 ，在过程 中达到提升学生多方 面能力的 目的。 釆用探究式实验教学模式是指在给 出研究课题的前提下 ，学生依 据 以有的知识经验进行合理的猜想 ， 在猜想的基础上可提供器材 ，也可 以 自主选 1 8 择器材 、方法 ，自行 设计并得 出结论 的过程 。例如在讲解 流体 的流速和压强的 关 系 一 节 时 ，教师 提 出课 题 后 ，学生进行合 理 的猜想 ，教师 给 出很 多实验 器材 。 例如有几张 白纸 、几支 吸管 、烧瓶 、漏斗 、兵兵球 等 ，由学生 自主选择器材进行 实验 ，学生的想法是新奇 的，有时甚至不在教师 的计划范畴 内，有 的学生选择两 张 白纸 并排 竖放 ，并 向其 中间吹气 ；有 的学 生选择 漏 斗和兵兵球 ；有 的选 择兵兵 球和吸管 ；有 的选择吸管和烧杯 。这 样 ，通过课堂上学生丰 富多彩 的探 究活动 ， 调动学生 的积极性 、主动性 、参与性 ，在过程 中找到学 习物理 的方法 ，在过程 中 体验学 习物理带给他们 的乐趣 ，在过程 中实现 了各种 能力的提升 。 (3) 基于三维 目标下 的物理探究实验教学倡导探索合作 的创新精神 、团队精 神 ，由个人获取知识的方式 向团队协作、集体求知 、合作互补获知 的方式转变 。 探 究 式实验 教 学模 式主 张 团队的合 作 与分工 ，在探 究过 程 中学会 与 人交 流 、与人 共处 、与人分享 ，提升学生对情感态度与价值观 的认识 。 综上所述 ，三 维 目标 是教学改革应坚持 的新理念 ，三维 目标对课 改前 的教学 扬长弃短 ，对 新 的教学方式 、方法 、目标多维渗透 ，三维 目标倡 导教书育人 ，倡 导教 学 中知识和技 能 、道德和情感全面健康发展 ，以知识和 品德 的双提升提 高人 的综 合 素质 为根本 目的 。 3. 3 课改前 、后探 究式实验教学模式的对 比 课改前 的探究式实验教学模式 以提 出问题 规 定器 具 既定 的实验过 程 验证实验结论为主线展开的， 教师给 出实验 目的、 器材 、 固定的实验方法 ， 学生只是参与 了验证 实验结论 的过程 ，学生不会 自己发现 问题和 提 出问题 ，缺少 对学生求异思维的训练 。教学过程教师往往将关键 的创造环节 当作现成 的概念 ， 问题的答案往往是唯一和理想化的。 i 6 学生的创造能力极大地被打压，无法激 起学 生的求知欲望 ，实验课没有实现其真正 的价值 。 课 改后 的探 究 式 实验 教 学模 式 以提 出 问题 进 行猜 想 和 假 设 实验 设 想 与制 定计划 进行 实验 探 究 实验数据 与信息处理 分析 与论证 实验交流与合作为主线展开的。 问题的提 出是 以已有经验和教师创设 的情境为基 础 的，假设和猜想是在学生 已有知识和经验 的基础上提出的，实验 的设计与测量 是学生根据 自己的测量 目的而选取 的，实验 的结论是未知 的，学 生通过积极地活 动 ， 自己探 寻最 终 的结果 。 9 3. 4 物理 新课标 与课 改前 教 学 大纲 的 比较 实施新课程改革 以前在 教学 中要求达到的水平主要 以教学大纲作为参照 ，其 中对 知识 的要 求分 为 “ 知道 ”和 “ 理解 ”两个层 次 。对 技 能的要求用 “ 会 ”来表 示，即能正确操作，并得出结论。 1 4实施新课改以后教师在教学中要求达到的 水平主要是 以课程标准作 为参照 的，其 中应 以知识 与技 能、过程 与方法 、情 感态 度 与价值观 为主线进行教 学 内容 的设计 ，下面是对物理新课 标 与教 学大 纲 的对 比 。 表 一 ：物 理 新 课 标 与 教 学大 纲 的 比较 教学大纲课程标准突破 引 导学 生学 习物 理 的初 步 知识学 习物 理 的基 础 知 识 ，养成在 强化双 击训练 的基 目 及其在现实生活 中的应用 ，了好 的学 习习惯 ，会用科 学方础上 ，更加注重科学 标解物理学在科学发展中的重要法及原理解决实际问题探究的作用，强调过 作用程 与方法 的学 习 激 发 学 生 学 习兴趣 ，在 了解注 重 了课程在 情感 勾 培养学生初 步 的观 察 、实验 能和 认 识 s 然 过 程 中 有 归 属价值观方面 的教育功 力， 、概括能力 、初步 的分析和感 ，保持对 自然界的好奇心能 应用物理解 决 问题 的能 力 经 历 科 学探 究 过 程 ，具 有科加 强 了学 科 综 合 记忆 学 探 究 的 能 力 ，乐 丁 -参 与社物 理 与社 会 的联 系 培养 学 生学 习物 理 的兴趣 、实会活动 事 求 是 的求 学 态 度 、 良好 的学 习习惯关心科技 发展 ，a -有可 持续 发 展 的意 识 ，树 立 正 确 的二 m 教学 b 标 教学 内容 前言 将科 学探 究与科学 内 教 学 中应 该注 意 的 问题 课程 目标 容放 在 并 列 的位 置 ， 关 丁 ? 教学要求的说明 内容标准 强调 了学 习过程与方 教学 内容和要求 实施建议 法 的重要性 内考核与评价课时安排 附录 容附录 其中：内容标准乂分为科学 体其中：教学 内容和教学 目标分探究、科学内容两部分，在淡化 了学科为中心， 系别列出，教学内容分为知道、科学探究部分明确提出对探为教材的多样化、教 理解两 个层 次 ，而 实验要 求则究能力的基本要求 学方 式 的多样化提供 用会来表示 了发展的空间 通过上述 的对 比发现 ，新课程 改革在教学理念 、教 学 目标 、内容 要求 方面都 有 了很大的变化 ，本论文就是通过物理教学的一个侧面 实验 教学 为例 ，根据 课改前的探究式实验教学和基于三维 目标指导下 的探究式实验教学进行设计 ， 并 以九年级两个班作为研究对象实施教学，对 以下 内容进行研究。 10 第四章课题研 究的内容 、方法和 实施步骤 4. 1 研 究 内容 4. 1. 1 研 究 目标 (1)研 究基 于三 维 目标 下 的探 究式 实验教 学是否 会对 学 生的学 习成 绩产 生影 响 。 (2 ) 研究基于三维 目标下 的探究式实验教学是否有利于激发学生 的学习兴趣 。 (3 ) 研究基于三维 目标下 的探究式实验教学是否促进 了学生动手 能力、分析概 括 能 力 、创 新 能力 、思维 能力 、交 流合作等 能力 的提 升 。 4. 1.2 具体 课 程 内容 选取教材 为人 民教育 出版社 九 年级物 理教材 ,实验 时间从 20 10 年 8 月到 20 11 年 2 月。 其 中该教材 中可进行探究式实验教学的 内容共九个实验题 目， 在教学中 全部作为实验教学 内容 ，按照三维 目标要求进行教案设计 。 本文选取典型探究式 实验教学案例 3 个形成模式化教学设计。 4. 2 问题 与假 设 问题 ：基于三维 目标下 的探 究式实验教学与课改前探究式的实验 教学相 比，对学 生 的学 习效 果 有 无 影 响 ？ 对于该 问题 的研究 ，由于 内容较广泛 ，本文从学生学 习兴趣 、学 习成绩 、 实验能力三个维度进行考虑 。 假设 ：1、三维 目标下 的探究式实验教学有利于学生的学习成绩提高。 2、三 维 目标 下 的探 究式实验教学有 利于 提 高学 生的学 习兴趣 。 3、三维 目标下 的探 究式实验教学有利于学生动手能力 、分析概括能力 、 创新能力、思维能力 、交流合作等能力的提升 。 4. 3 研究时间 表二 ： 一个学期 （ 2009-2011 学年度上学期 ） 时间1:作进度检 杏方式 2009. 3- -2009. 6 查 阅文献 资料 ，作选提 前准 备 。 定 期 汇 报导 师 指 导 、交 流 2009. 6-2009. 8 确定题 0 ,制 定研究工作计划 ， 写开题报 告。 定期汇报导师指导 、交流 2009.11 通过 开题专家 组评 审指 导 2010. 8,- -2011. 2 初步 设计探究式实验教 学模 式方案 ， 并实践定期汇报导师指导 、 交流 2011. 3 2011. 4 收集 实验数据 ，进 行分 析 ，得 出实验 结论 。定期汇报导师指导 、 交流 1 1 2011. 5 20 11. 8 整 理处理 实验 数据 ，攥 写论文、修 改论文 。 20 12. 3论 文 答 辩 。 专 家 组评 审 指 导 4. 4 研 究方 法 本文采用 以实验法 为主 ，文献调查法 、调查 问卷法等为辅 的研 究方法 。实验 过程 中实施不 同的教学设计 ，对 两个班学生的学习效果进行 比较 。 (1)实验 法 ： 实验设计为等组前测 后测形式 1 7 ，用 rg i、 rg2分别代表实验班和对 照 班 。 基 本 模 式 ：r g i: 0 , x , o 2 r g 2: o 1 o 2 实验 结果 ：（ 0 2 o i) (o 4一 o 3) 所用 符 号 的意 义 ：r 随机 分配和控 制 g ：班 级 x : 实验 处理 ； 一 ：无 实验 处理 ； 0 ：表 示 一次测试或 观 察 。 被试 选 取 ： 选 取两 个平 行班 ， 分 别采 用 不 同的教 学模式进 行 教 学 ， 一学 期后 ， 通过试卷考核和 实验 能力 的考核 比较两个班 的差异 。 (2 ) 文献调查法 的使用 ，通过数据库相关资料进行数据搜索 ，保证所得文献 的 真实性 、可用性。借鉴前人研究数据，概括 出结论 以指导课题研究。 (3 ) 调查 问卷法 ：利用具有一 定信度 的相关 的问卷 ，调查 目前我校学 生对物理 教学现状 的认可度及学 习物理 的兴趣 。 (4 ) 经验 总结法 ：通过对实践活动 中的具体情况 ，进行归纳与分析 ，使之系统 化 、理论化 ，上升为经验 的一种方法 。将课题研究过程、内容加 以归纳 ，撰写有 关 的阶段 性 总 结 。 4. 5 样本选 择 采用平行班级：以天津市方舟实验九年级二班、四班为研究对象 ，其中九年 二班为实验班 ，九年四班为对照班 ，在 以上两个班抽取情况基本相 同的学生各 30 名学生，将这些学生的各种测量数据作为本次研究对象并进行数据 的处理 。 12 4. 6 变 量 分析 4.6.1 自变量 ：物理实验 教 学设计 对照班采用课 改前 的探究式实验教学设计 ， 实验班采用三维 目标下的探究式 实验教 学设计 ，形 成具体 的教学案例 ，进行对 比实施 。实验 阶段 以人 民教育 出版 社 义务教 育 课程 标 准 实验 教科 书 九年 级物 理 中的九个 实验 为 主要 内容 ，本 文 以 探究斜面的机械效率 压强 摩擦力 1 8 三个案例进行说明。 4. 6. 2 因变量 ：学 习效 果 直接测量指标 ：通过实验报告的设计、实验考核的成绩 、阶段性检测试卷 ， 将 实验班和对 照班 的成绩进行 对 比，通过统一 的检测进 行 因变 量 的测 量 。 间接测量指标 ：通过 问卷调查 的方式 ，对 学生学 习物理 的兴趣进 行调 查 。 4. 6. 3 无 关 变量 及 控 制 表三： 无关变量列表 1 7 无 关 变 量控 制手 段 学 生 的认知水 平两 个班 的成 绩 相近 物 理 教 师由同一位 教师 同时担任 两 个班 的教 学 教材 、课 时 、实验 内容完全相 同 被试性 别两个班选 取被试 人数相 同 ，且 男女 比例相 同 检测题 0 、时间 、评价标准完全相 同 学生平均年龄两班平均年龄都为14 岁 家庭背景 选取两个班的学生家庭情况基本相同 班主任 的管理风格 班主任都 比较年轻 ，与 同学 的关 系很融洽 ，两个班 的学习 氛围都很好 4. 7 实施 步 驟 4. 7.1 前 测 ： 选取九年级两个班学生进行考核 ，最终确 定 60 名学生作 为研 究对象 ，其 中， 从九年 级二班 、四班各抽取 30 名 。选取 的九年级学 生 60 名 中 ，以八年 级 期末成 绩 、兴趣调查和实验 能力的考核 内容为参考 ，选取 原则为：成绩前 10 名 、中间 10 名 、后 10 名 的 同学 。 以及对 自变量予 以控制 。 对选取 的学生进 行如下 的测试 ：1、利用 问卷 对 初 中物 理 实验教 学 的认识 进行问卷调查，2、完成探究导体的电流与电压、电阻的关系的实验。 1 9 13 表四：前测 问卷调查表 有 效 问卷 60 份 人数（ 人 ） 占总人 数 白分 比 （ ) 1、你喜欢物理a .很感 兴趣1524 实验 课 吗 ？ b .般3356 c .不 感 兴趣1220 2、你认为在物a .多做1830 理上做实验应 b .随便2440 该 c . 可 以不做1830 3、你认为实验a .以是否观 察到物理现 象为标准3050 成功 的标准 b .以是否会操作为标准1220 c .以能 力是 否 得 到锻 炼 为标 准915 d .无 标 准915 4 、做实验前你a . 详细讲解 ，然 后按要求做3050 希望老师怎么 b . 老师精讲 ，大部分让我们来完成1830 做 c . 老师什么都不讲，让我们做1220 5 、你 是 闪为喜a .是1830 欢物理实验而 b . 有 点影响3050 喜欢上物理的 c . 无影 响1220 吗 6、你喜欢什么a . 教师指导，学生实验2236 样 的实验方 式 b . 教师演示 ，学 生观 察2846 c .教 师 讲 ，学 生听1018 7 、你有时会把a . 般不会2440 老师安排今天 b . 这种情况很少1627 的实验拖到明 c . 从不2033 天 吗 8、下列实验 a . 事先知道结果 的实验1220 14 中，你最不喜 b .实验 现象不 易观察1525 欢