高中物理实验习题教学情境创设实践研究.pdf

内蒙古师范大学 硕士学位论文 高中物理实验习题教学情境创设实践研究 姓名 刘晓芳 申请学位级别 硕士 专业 学科教学 物理 指导教师 张伟 20080220 内蒙古师范人学教育硕一ij 学何论文 中文摘要 物理实验能有效地创设学生掌握知识的学习环境 展现生动直观的 学习情境 提供丰富的感性认识 激发学生的学习兴趣 让学生在实践 中主动地学习物理 促进知识的建构 迁移 基于对高中物理课程标准 要求的认识以及对当前高中物理教学现状的思考 基于学习理论和物理 学科的特点 笔者认为在教学中有必要将实验教学与习题教学有机地结 合而不应是相孤立地进行 实践研究主要以高中物理实验教学为依托 以建构主义学习理论 情境认知与学习理论为指导 针对当前高中物理学习 教学中存在的问 题如 学生学习兴趣不浓 感性认识匮乏 学生实验意识不强 实验教 学功能发挥不充分 习题教学 去情境化 学生解决问题能力低 学习 中缺乏科学探究经历 学生知识掌握不牢靠 知识的迁移能力差等进行 研究分析 旨在将习题教学与实验教学相整合 将枯燥抽象的习题教学 与直观形象的实验情境有机地相结合 针对实验习题创设情境 进行案 例实践 重点探索解决高中物理教学中习题教学与实验教学相脱节的问 题 为改进高中物理教学和学习提供参考依据 在教学实践中主要研究 实验习题的情境创设 重在实验习题教学中创设真实的实验情境 问题 情境 迁移情境 实践情境 习题情境等 把情境教学应用于实验教学 中 把实验教学渗透到实验习题教学中 创设物理学习环境 扩展和加 强学生感性认识的基础 其目的在于激活学生对高中物理习题的学习兴 趣和动机 培养学生的实验意识 提高学生物理观察 实验操作等综合 实验能力 促进学生对知识的建构 巩固 记忆和迁移 提高学生分析 思维能力 进一步培养学生的科学探究和创新精神 提高实践能力 研究基于对物理情境创设的探索 对实验教学的再认识 针对高一 物理力学部分的演示 分组实验展开案例实践 选择高一年级四个平行 班学生作为主要研究对象 分为实验班和对照班 通过问卷调查 访谈 实验习题测试 考试成绩对比 考查实验班学生对所学知识的兴趣 记 忆 巩固 迁移 实验意识等方面的变化是否显著 结果显示 在高中物理实验习题教学中创设情境有助于激发学生学 习物理的兴趣与学习积极性 有助于增强学生的实验意识 有利于学生 塑鏊点塑翌查堂墼堕堕 兰堂堡笙茎 理解和掌握知识 促进知识的记忆 巩固 培养了学生的探索精神 提 高了学生理论联系实际的能力 促进了学生的创新和实践能力 在高中 物理教学中创设情境 将实验与习题相结合是有效可行的 关键词 高中物理 实验习题 情境创设 实践研究 内蒙 占 师范人学教育硕十学位论文 a b s t r a c t a ne x p e n m e n tmp h y s l c sc a n e e c t l v e l yc r e a t e锄 e n v i r o 啪e n to f s t u d 姐n gf l o rs m d e n t s d i s p l a yav i v i da n dv i s u a le n v i r o 啪e n to fs t u d 如n gf o r s t u d e n t s p r o v i d et h 锄ar i c ha n dp e r c e p t l l a lk n o w l e d g e s t i m u l a t es t u d e n t s i n t e r e s ti ns t u d y i n ga n dc a u s et h e mt os t u d ym es u b j e c ta c 石v e l yi np r a c 石c e a n d m o r e o v i tc a np r 0 1 m o t et h ec o n s t m c t i o na n d 仃a n s f e r e n c eo ft h e i r1 m o w l e d g e o na c c o u n to ft h eu i l d e r s t a n d m go ft h er e q u i r e m e n t so ft h ec 俩c u l u ms t a n d a r d f o rs e l l i o rp h y s i c sa n dt h et h i m i n go ft h ec u r r e ms i m a t i o no fs e n i o rp h y s i c s t e a c h i n g2 u sw e l la sm e o r e t i c a ls t u d i e so nm es u b j e c ta n di t sc h a r a c t e r i s t i c s t h e a u t h o ra r g u e st h a ti ti sn e c e s s a 巧t oi n t e g r a t ee p e r i m e n t a l t e a c h i n g i t h e x e r c i s e t e 幽g0 r g a n i c a l l yi nt e a d l i n g t h ep r a c t i c a lr e s e a r c hi sm a i n l yd o n ei nc o n s i d e r a t i o no fe x p e r i m e n t a l t e a c h i n gf 0 rs e n i o rp h y s i c s w i t ht h eg u i d a n c eo ft h ec o n s t r u c t i o n i s tt h e o r yo n s t u d y i n g c o g n i t i v e c i r c u m s t a n c e sa n dt h e o r e t i c a l s t l l d y i n g t h em e s i s p r e s e n t sa na n a l y s i so f t h ec u 帆n ti s s u e se x i s ti nm ec u 仃e n tp h y s i c ss t u d y i n g a n dt e a c h i n g w h i c ha r ea sf o l l o w s s m d e n t s l a c ko fe n t h u s i a s mf o rs t u d 如n g s h o r to fp e r c e p m a ll c l l o w l e d g e 1 0 we x p e 订m e n t a lc o n s c i o u s n e s s d e f i c i e n ti n e x p 硎m e n t 1 a c ko fm r t h e re l a b o r a t i o no nt h et e a c h i n g 向n c t i o no ft h e e x p e n m e n t d e s i m a t i o n i z a t i o n i ne x e r c i s e t e a c h i n g l o wa b i l i t yi ns 0 1 v i n g p r o b l e m s 1 a c ko fe x p l o r a t i v ee n t h u s i a s mf o rs c i e n c ea n ds oo na n ds of o r t h t h ea u m o ra i m st oi n t e g r a t ee x e r c i s e t e a c h i n g 锄de x p e n m e n t a lt e a c h i n gb y 咖1 1 i n g d u u e x e r c i s e t e a c h i n g i n t oa u d i o v i s u a la n d 讥v i de x p 嘶m e n t a l t e a c h i n g t h ef o c u so ft h i st h e s i si s o np u t t i n ga ne n dt ot h ed i v o r c eo f e x e r c i s e t e a c h i n ga n de x p e r i m e n t a l t e a c h i n gi np h y s i c st e a c h i n gs oa st 0 p r o v i d er e f e r e n c e f o ri m p r o v i n gp h y s i c st e a c h i n gf o rm i d d l es c h 0 0 1 s h 1 p r a c t i c a lt e a c h i n g a ne m p h a s i si s p l a c e d o nc r e a t i n gac i r c u m s t a n c eo f e x p e r i m e n t a le x e r c i s e q u e s t i o n t r a n s f e r e n c ea n d p r a c t i c e i n s h o r t c i r c 啪s t a n c e t e a c h i n gs h o u l db ea p p e dt oe x p e n m e n t a lt e a c h i n g t h r o u g h w h i c h e x p e r i m e n t a le x e r c i s e t e a c h i n g s h o u l db e p e m e a t e d a n dm o r e 内蒙古师范大学教育坝十彳 值论文 v ig o r o u se f f o n sa r er e q u i r e dt os t r e n g t h e na n db r o a d e ns t u d e n t s p e r c e p t l v e k n o w l e d g eb yc r e a t i n ga ne n v i r o n m e n to fs t u d y i n g p h y s i c s t ol n v l g o r a t e s m d e n t s i n t e r e s ti nd o i n gp h y s i c sp r o b l e m s c u l t i v a t et h e i rc o n s c l o u s n e s so f d o i n ge x p 嘶m e n t s p r o m o t et h e i ro t h e ra b i l i t i e s s u c ha sc o n s t m c t i o n r e m e m b e r i n ga n dt r a n s f e r e n c eo fl m o w l e d g ea i r n i n g t oi m p r o v es t l l d e n t s c o n l p e t e n c ei na n a l y s i sa j l dt h i n k i n g c u l t i v a t et h e i ro r i g i n a t i v es p i r i ta sw e l l a ss c i e n t i 6 ce x p l o r a t i v es p i r i t i nv i e wo fm ee x p l o r a t i o no ft h es i t u a t i o n c r e a t i o ni np h y s i c sc l a s s r e 吼d e r s t a n d i n go f m ee x p e r i m e n t a l t e a c h i n g m ep r e s e n tt h e s l sc a m e so u ta p r a c t i c eo fg u i d i n gc a s et od e a lw i t hm ed e m o n s t r a t i o no fm em e c h a n i c si n s e n i o ro n ep h y s i c sa n d 伊o u pe x p e r i n l e n t f o u rp a r a l l e lc l a s s e s o ft h es a l e 伊a d e w h i c ha r eg r o u p e di n t oe x p e r i m e n t a lc l a s s e sa n d c o n 仃o lc l a s s e s a r e c t 的s e na sa no b i e c to fm er e s e a r c ht of m do u ti ft h ei m p r o v e m e n to ft h e f 盯m e r t h ee x p e r i m e n t a l c l a s s e s i sm u c hm o r en o t i c e a b l et h a n t h el a t t e r c o n t r o lc l a s s e s o nt h e i ri n t e r e s ti nw h a tt h e ya r es t l l d y i n g r e m e m b e n n g c o n s o l i d a t i o n 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a i c t i c a ls p i r i t sc a na l s ob e 如1 1 yp r o n l o t e ds ow ec a nc o n c l u d et h a tm s e n l o r p h y s i c st e a c t l i n g c r e a t i n gf a v o r a b l ec i r c u m s t a n c e s c o m b i n l n ge x p e n m e n t w l t h e x e r c i s e t e a c h i n gi s 佗a s i b l ea i l de f r e c t i v e k e yw o r d s s e n i o rp h y s i c s e x p e d m e n t a le x e r c i s e c i r c u m s t a n c e c r e a t i n g p r a c t i c a lr e s e a r c h 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢 的地方外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也 不包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示感谢 签名 鱼i 邈 日期 为呕年 彳月f 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留 使用学位 论文的规定 内蒙古师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘 允许论文被查阅和借阅 可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印 或扫描等复制手段保存 汇编学位论文 并且本人电子文档的内容 和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名 勿l 观芳 导师签名 r 幽 日期 zo 口矿年石月lp 日 1 引言 1 引言 1 1 问题的提出 问题的提出源于对高中物理习题教学与实验教学现状的考察与思考 1 1 1 高中物理习题课教学现状 在中学物理教学中 概念教学 规律教学 实验教学 习题教学是物理教学的重 要形式 习题教学作为物理教学的基本形式之一 在教学实践中加强习题教学本无可 厚非 但教学中 老师讲 学生昕 作笔记 进行运算 学生在学习过程中体验丰 富物理现象和事实的机会比较少 许多物理概念 规律不是在手脑并用的科学过程中 形成 因而学生头脑中的物理只是课本上的定义 公式和试卷上的试题 这样的习题 教学方法使学生常常感到物理枯燥 难学 对物理学习的兴趣也不是很大 而且大量 去情境化 的练习题 培养的主要是 套公式 的能力 背习题的记忆能力 由于 应试 思想的影响 过分重视解题能力的培养 淡化了对学生解决实际问题能力的 培养 这样 当学生面对陌生问题 现实问题以及遗忘的问题时往往束手无策 不能 灵活运用所学知识解决新问题 所以 目前的习题教学中存在着违背学生认知规律的 倾向和问题 普通高中物理课程标准 实验 中强调指出 学生在物理学基础知识学习中 要经历科学探究过程 了解物理学的科学研究方法 发展探索自然 理解自然的兴趣 与热情 增强创新意识和实践能力 使学生 乐于探究 勇于实验 勤于思考 为 终身发展形成科学世界观和科学价值观打下基础 新课程标准以建构主义理论为依 据 要求教师改变过于强调知识传授的倾向 努力形成学生积极主动学习的态度 使 学生获得基础知识与基本技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程 然而 就目前高中物理教学的总体情况来看 距离新课程标准的要求还相差甚远 一份关于中学物理课堂教学时间分配情况的调查n 1 反映了中学物理教学中存在的普 遍性问题 调查结果分析显示 在实际课堂教学中 学生的 受控学习 时间偏多 高中尤为突出 教师活动时间占8 0 9 教师基本上控制着教学 学生主动获取 建构知识的过程常常被忽视 难以培养发展学生自主学习能力 实验时间太少 高中 物理课堂上很少进行实验演示 小实验探究 实验时间约4 3 使学生缺乏直接 经历科学探究过程的机会 没有经历学习过程 学生难以产生有意义的学习 课堂用 于练习题的时间多 高中问题更为严重 习题时间约1 9 6 在高一 高二有大量 内蒙占师范人学教育硕 学位论文 新课教学的情况下 将1 5 教学时f 目j 用于练习题 在高三全面展开复习时 练习题更 是 家常便饭 不难看出 高中物理教学中重视习题教学 忽视实验教学 习题教学与实验教学 不平衡 学生主动学习的机会少 主动建构知识的过程经历少 教学方法死板 教条 难以激发学生的学习兴趣 而透过学生对下面习题的解答 更不难发现我们习题教学中存在的问题 如图卜1 所示 不可伸长的轻绳一端固定于墙上o 点 拉力f 通过一轻质定滑轮 和轻质动滑轮作用于绳另一端 则重物m 在力f 作用下缓慢上升的过程中 问题是 拉力f 如何变化 学生对此题解答很轻松 而对下面的问题就不那么容易了 如图卜2 所示 一根柔软的轻绳两端分别固定在两个竖直的直杆上 绳上用一光 滑的挂钩悬一重物 绳子a o 段中张力大小为t 绳子b o 段中张力大小为t 现将右 杆绳的固定端由位置b 缓慢移到位置b 1 的过程中 要求学生回答两绳中张力大小的 变化情况 这个问题的答案是 随着绳子下移 二绳子夹角并未改变 故力的大小不 变 而多数学生回答错误 学生为什么会错选呢 我们认为在物理习题教学中太多地进行了抽象知识的传 授 而忽视了感性材料的提供 太多注重了习题的练习 忽视了学生对物理过程的理 解 面对学生的错误 我们应该反思我们教学中存在的问题 认识到问题的严重性 同时 需要重新审视我们的物理教学 图1 一l 1 1 2 高中物理实验教学现状 物理学是一门以实验为基础的自然科学 物理学规律之所以可靠 是因为它们是 建立在大量的实验事实基础之上 并经受了后来实验事实的检验 中学物理是物理科 学的启蒙课程 它的教学应该具有物理科学的基本特征 如果丢掉了物理实验 物理 教学就失去了它应有的光彩 所谓物理教学就是通过 物 物理实验 物理现象 摧l l l 引言 引入物理概念 研究 理 物理规律 即 以 物 喻出 理 的本质 以 物 明了 理 的内涵 以 物 揭示 理 的真谛 物理实验是学生获取知识 进行知 识创新的重要手段 是培养学生的科学兴趣 科学态度和提高学生终身学习能力的重 要途径 因而 实验教学能使学生有效的掌握物理基础知识 有助于培养学生手脑并 用的能力 培养学生的科学态度和科学作风 能激发学生学习物理的兴趣 物理实验 在科学研究和物理教学中的地位是毋庸质疑的 但就高中物理实验教学现状来看 却 不尽如此 主要问题表现在 1 实验开出情况 在实际教学中 主要做分组实验 演示实验部分做 小实 验几乎不做 主要做会考 高考要求的实验 课外探索性实验课题得不到重视和落实 2 实验器材使用情况 大量使用厂制实验仪器 死板 趣味性不强 实验离 实际生活太远 没有亲切感 实验教学功能没能得以很好地发挥 3 实验的授课情况 仍局限于教师反复讲 学生反复练 纸上谈兵 讲练实 验原理 步骤 注意事项 可能的误差分析 教条枯燥 就像是 只背菜谱而不亲自 做菜 一样 学生的好奇心与求知欲受到了压抑 缺失了实验应有的教育功能 4 课时少 教学时间不够成为实验教学弱化的理由 高考中理科综合模式使 得物理课时相对减少 为了在高三全面展开复习 高一 高二赶进度 在教学时间上 没能很好地保证课程目标的落实实施 5 实验教学相对孤立 没能很好地渗透到其它教学形式之中 如实验教学与 概念规律教学相分离 去情境化 习题教学让学生常常忘记了实验是研究物理学的 基本方法之一等 6 教学效果令人担忧 学生进入实验室 对实验不感兴趣 讲过的实验 隔 一段时间全忘掉了 对设计性非书本实验常常无从下手 1 1 3 高中物理实验习题教学现状 许多教师虽然组织学生到实验室做实验 但却流于形式 他们总是在课上自己一 边讲解一边演示 讲解比动手操作时间多 将每一个环节讲得非常清楚 然后让学生 按老师的演示按部就班做一次 填好实验报告册就此结束 而对学生是否掌握实验的 内容则更多寄托在再次实验习题的细致讲解与学生的练习课中 如此实验 表面上看 j 下确率挺高 但实际上实验的作用被大大削弱了 学生的动手能力 实验探究能力 创新能力根本得不到提高 实验中存在的问题也得不到暴露 实验习题的讲解只是纸 上谈兵 如此实验实在是一种人力和资源的浪费 难怪有的教师总是抱怨 实验我 讲得清清楚楚 相关习题又做了那么多 学生就是不认真学 真笨 如此简单的实验 内蒙古师范人学教育硕 学位论文 考题都做不好 有的学生也很委屈 我认真听了却又忘了 老师一讲我又会了 可 自己就是做不对 究其原因 我们不难判断 这是由于一些教师不认真挖掘与充分 发挥实验的教学功能所致 是 讲 实验 讲习题或把实验与习题分开讲授所致 总之 实验教学模式 方法陈旧 轻视实验教学的现象较为普遍 物理实验真正 的教育功能没有得到很好地发挥 不夸张地说 高中物理教学实际是 素质教育口号 喊得轰轰烈烈 应试教育抓得扎扎实实 现实中的物理教学与物理课程标准要求相 去甚远 高中物理实验教学 习题课教学等有待改革 目前高中物理习题教学与实验脱节 教师没有很好地引导学生通过做实验来讲实 验题 学生在没有理解物理过程或物理图景的前提下 套公式 解题的倾向 违背了 学生认知发展的规律 违背了物理教学的规律 也背离了新课程三维目标 因此 如 何使学生有效地进行物理学习并通过一定的习题练习提高分析问题 解决问题的能 力 这是摆在我们每一位高中物理教师面前的一个迫待解决的问题 基于学习理论和 物理学科的特点 基于当前物理课程改革的新形势 笔者认为解决这一问题应以实验 教学为突破口 将实验教学与习题教学相整合 而实验教学中应以情境创设为突破口 将情境创设基于习题课教学之上 又考虑到目前物理教学的实际发展情况 将实验教 学与习题教学的整合研究落实在实验习题教学上 重点探索解决高中物理教学中习题 教学与实验教学脱节的问题 1 2 国内外相关研究现状 高中物理教学中习题教学与实验教学脱节的问题 实质上是物理实验习题教学的 情境创设问题 1 2 1 国内相关研究现状 1 2 1 1 我国情境教学 实验情境的研究 许多专家学者从理论论证了情境教学的重要性 必要性 迫切性 并对某些科目 如语文 英语 数学 历史 化学等的情境教学作了一些有益的实践探索 首先影响 较大的当属江苏的特级教师李吉林老师 她从7 0 年代末当情境认知与情境学习理论 刚起步时 在中国 意境说 基础上 结合情境认知理论在小学语文教学中开始了情 境教学的实践探索与研究 创建了 情境教学 情境教育 情境课程 构建了 情境教育的理论框架及其操作体系 将该理论应用于识字 阅读 作文教学之中 取 得了可喜成果 其次 很多的中小学教师在不同的学科中从事情境教学的研究工作 如英语 数学 历史 化学等 但关于情境认知与学习的理论和实践尚无系统研究 待提高 在物理学科教学中情境教学研究讵越来越受到人们的关注 重点集中在问题 4 情境 实验情境的研究 尚处于初始发展阶段 1 2 1 2 关于中学物理实验教学与习题教学的整合研究 国内的一些中学物理教学研究学者 教师在实验教学 习题教学方面曾作了深入 研究 如在安忠 刘炳升 中学物理实验教学研究 高等教育出版社1 9 8 6 年版 和张伟 中学物理实验教学研究与演示教具设计 内蒙古人民出版社2 0 0 1 年版 等所著书中对中学物理实验教学的功能 实验教学方法 实验设计 教具制作等方面 作了非常详尽的研究 在黄恕伯等指导下 朱斌宏撰写的题为 中学物理习题教学研 究 江西师范大学 2 0 0 4 9 硕士学位论文中对习题教学的作用 一般规律 习题 教学方法 物理图景分析 物理过程分析等方面作了深入细致的研究 他们的研究为 中学物理教学提供了非常有价值的指导与参考 但是 文中对物理实验在习题教学中 的作用和整合问题 没有进行深入研究 近些年来一些中学物理教师在教学实践中又认识到 在教学中有必要将实验教学 与习题教学有机地结合而不应相孤立地进行 如倪红飞 习题教学与物理实验的整合 物理教学 2 0 0 6 5 一文中通过案例分析提出 习题教学与物理实验要有机整合 利用物理实验创设习题情景 通过实验研究寻找解题的切入口 使实验研究为习题教 学服务 通过习题研究可更深刻地理解实验过程中的物理思想 又如蒋天林 学生解 题过程中实验意识的培养 物理教师 2 0 0 6 2 一文指出 教师在平时课堂教学中应 适当引导学生动手做一些小实验 将复杂 抽象的思维过程转化为简单 直观的思维 过程 从而加深对相关物理现象 物理过程的理解 培养学生用实验探究问题的意识 提高学生的创新能力 他们虽然在教学实践的基础上认识到了实验 实验与习题整合 的重要性 阐明了一些观点 建议 为物理教学提供了新思路 但只是一些个人的经 验总结 更多有意义的实践事例很少 诸如将实验与习题整合的理论依据 系统方法 如何 采用怎样的器材进行实验等问题尚未深入系统地研究 因此关于将习题教学与 实验教学相整合的实践研究仍比较少见 对实验与习题相整合的具体 全面的系统分 析仍需进一步研究 1 2 2 国外相关研究现状 2 0 世纪8 0 年代中后期到9 0 年代初 情境认知与学习理论初步形成 情境认知 与学习是2 0 世纪9 0 年代以来西方学习理论领域研究的热点 是一种备受西方学者关 注的新兴学习理论 这一理论研究超越了传统的基于心理学的情境观 是学习理论领 域研究的主流 其立足学校教育需求的实践研究异常丰富 在教育实践领域产生了深 远的影响 如教育实践研究者们基于情境认知与学习 对教学设计 教学模式 教学 内蒙古师范人学教育顾十学位论文 策略等进行了探讨并进行了一系列的课程丌发尝试 比较典型的如温特贝尔特大学的 认知与技术小组在1 9 9 0 年启动开发的贾斯珀系列 从1 9 9 3 年至今 情境认知与学习 理论处于发展和完善阶段 西方研究者们不仅发展和完善了理论研究 而且进行了大 量的实践探索 研究的突破主要表现在情境学习与计算机教育 情境学习与课堂教学 情境学习的评价以及一些案例研究与开发等 有专家学者预测 传统的班级没有解构 学校没有消亡之前 在教育领域 立足 于课堂与学校的功能性情境创设的理论与实践研究将依然是研究的主要内容 综上所述 情境教学在中外教育史上源远流长 在中学物理教学中教师们虽然对 传统情境创设作过一些探讨 但物理实验教学中的情境创设则很少有人在理论上 实 践上进行过系统的探讨 特别是将习题教学与实验教学结合 在实验习题教学中创设 实验情境 把情境教学融入到实验教学中 把实验教学渗透到习题课教学中 创设物 理学习环境 扩展和加强感性认识的基础即物理习题教学中的实验情境创设则更少有 人在理论和实践上进行过系统的探讨 本人以实验习题的情境创设为实践研究内容进 行初步尝试 1 3 研究的意义 课题的研究以建构主义学习理论 情境认知与学习理论为指导 旨在将习题教学 与实验教学相结合 重在实验习题教学中创设实验情境 把情境教学融入到实验教学 中 把实验教学渗透到实验习题教学中 创设物理学习环境 扩展和加强感性认识的 基础 由此唤起实验 习题课的勃勃生机 帮助和促进高中学生实现有意义的物理学 习 从而更好地落实物理课程标准 原有的实验教学一般在引入课题 建立概念 理解规律 巩固知识以及应用知识 各个环节中开展 而在习题教学中很少开展 原有的实验课只在使学生熟悉实验器材 操作步骤 培养学生的动手能力 验证实验规律上发挥其练习功能 而更多的如 实 验误差分析问题 实验的迁移性试题往往是脱离实验纸上谈兵地讲解 实际上 高中 物理很多习题是跟实验紧密关联的 学生解决这样的物理问题出现困难 往往是因为 缺乏实验现象作为感性认识基础而不能理解物理过程或图景所致 学生做了实验仍然 答不好实验习题往往是因为以往的实验没能很好激发学生的探究兴趣 实验与实验习 题不相结合所致 所以 研究在物理习题教学中如何进行情境的创设 将是高中物理 教学改革的一个重要内容 而研究在物理实验习题教学中如何进行情境的创设 将为 此研究提供参考依据 物理实验习题教学与实验紧密结合 将有利于激发学生的探究 兴趣 促进学生知识意义建构 提高学生灵活运用知识的能力 同时有利于帮助学生 树立学习信心 特别是对改善物理实验教学与习题教学的整合具有现实意义 1 4 研究的思路 1 4 1 研究的内容 课题主要以高中物理实验教学为依托 将习题教学融入实验教学中 实验教学渗 透到习题教学中 以情境创设为突破口 针对当前高中物理学习 教学中存在的问题 如学生学习的兴趣 主动性不浓 习题教学 去情境化 等问题导致学生解决问题的 能力低 学生实验意识不强 学习中缺乏科学探究经历 因而学生知识掌握不牢靠 知识的迁移能力差等问题进行研究分析 将实验教学与习题教学紧密结合 针对实验 习题创设情境 进行案例实践 为改进物理学习和教学提供参考依据 1 4 2 研究的主要方法 课题研究综合运用文献研究法 访谈法和问卷调查法 针对课题研究内容提出假设 设计实践分析的调查问卷 测试题 设置对照班开 始实践 进行实践效果检测假设 验证分析或事先通过与学生 同事交流 查文献资 料 设计问卷结构 拟定问卷内容 试用 修改问卷 发放 回收问卷 分析调查结 果 从而获得客观认识 内蒙 占师范人学教育硕十学位论文 2 实验习题教学与情境创设的整合 2 1 研究的理论基础 本研究以情境认知与学习理论为指导 以中学物理教学论为基础 针对物理习题 教学脱离实验的现状 探索整合物理习题教学与实验情境创设 旨在促进课程目标的 全面实施 2 1 1 关于情境认知与学习理论 情境认知与学习理论建立在建构主义理论基础之上 建构主义认为乜1 知识既不 是客观的东西 也不是主观的东西 知识是个体在与环境相互作用的过程中逐渐建构 的结果 它强调学习是一种能动 积极主动 建构的过程 如通过练习 也许可以教 给儿章某种知识 但这种知识很快就会被遗忘的 除非儿童能够理解它 也就是说除 非儿章能够把它同化到他已有的认知图式中去 这种同化只有在儿童积极参与建构时 才有可能发生 儿童越是积极 他的学习就越有可能成功 建构主义认为口1 知识的习得是由学生在已有知识和经验的基础上进行同化和顺 应 而这一过程是学习者在一定的情境 社会文化 背景下 借助他人 包括教师和 学习伙伴 的帮助 利用必要的学习资料 通过意义建构的方式而获得 因此每个学习者应基于自己与世界相互作用的独特经验和赋予这些经验的意义 去建构自己的知识 而不是等待知识的传递 以建构主义理论为依据的新课程标准要求教师改变过于强调知识传授的倾向 努 力形成学生积极主动学习的态度 使学生获得基础知识与基本技能的过程成为学会学 习和形成正确价值观的过程 情境是指一个人在进行某种活动时所处的社会环境 情境认知与学习理论认为h 1 知识不是抽象的 而是一种高度基于情境的实践活动 是情境性的社会实践 是个体 与环境交互作用过程中建构的一种交互状念 是一种人类协调一系列行为去适应动态 变化发展的环境的能力 情境认知强调 知识必须在真实情境中呈现 以激发学生的 认知需要 同时学习还需要社会的交互作用和合作 在任何学习情境中 不仅知识被建构 而且同时也建构了这种知识的意义 2 1 2 关于物理实验教学 物理习题教学和物理实验情境教学 高中物理教材把学好物理总结为 i 句话 理解概念和规律 做好实验 做好练习 题 因此 实验教学 习题教学是物删敦学的重要组成部分 是学好物理的重要途径 2 实验爿题教学与情境创改的鹎合 好的习题教学 一可以使学生通过解答一系列有序问题从各个方面理解某一知识 完 善对知识的建构 从而深化巩固对物理概念和物理规律的理解 二能有效地发现学习 教学中的缺陷 实现学习 教学反馈 三能提高学生的思维品质 思维的深刻性 思 维的灵活性 思维的敏捷性 思维的发散性和思维的批判性 物理实验教学是物理 教学的重要基础 重要内容 重要方法 重要手段 在教学中实验教学与习题教学都 很重要 我们要深入体会 认真研究 改进教法 学习是从感知开始的 物理学习中的绝大部分是由物理学习环境的刺激所引起 的 物理实验和观察作为物理环境的重要组成部分 是融于物理学内部的本质特征 我听了 忘了 我看了 记住了 我做了 理解了 佑1 物理实验能有效地创设学 生掌握知识的学习环境 展现生动直观的学习情境 激发学生的学习兴趣 让学生在 实践中学习物理 主动地学习物理 物理实验情境教学是指在教学过程中 根据学生 学习心理和学科的特点 采用形象 直观的教学手段 创设与教学内容相适应的场景 和氛围 引起学生强烈的情感体验 以调动学生的学习兴趣 提高教学效果的教学方 法 把情境教学融入到实验教学中 把习题教学融入到实验教学中 创设物理学习环 境 扩展和加强感性认识的基础 由此唤起实验 习题课的勃勃生机 这既是本研究 的现实意义 也是基于情境认知与学习理论的认识产物 2 2 什么是实验习题 概念界定 在科学教育中引入习题的初衷是巩固和加深学生所学习的知识 考查学生掌握知 识的水平 培养学生应用知识解决问题的能力 以指导学生进行物理练习为主的课 称为 习题课 故通常意义上所说的 实验习题 即为了巩固演示实验 分组实验 而编制的习题 基于对物理实验在习题教学中的作用的认识 本文中所说的 实验习 题 是指为了巩固演示实验 分组实验而编制的习题以及可用实验创设情境从而解决 问题的习题 2 3 物理情境创设的功能 方法 手段 2 3 1 情境创设的功能 电影艺术家卡 德雷耶尔对情境的功能有一段非常精彩的描述旧 在一个普通 的房间里 突然我们被告知 座位后面躺着一具尸体 顷刻 日j 房间旱的一切都改变了 我们目及到的每一件东西都显得阴森森的 连灯光也黯然失色 空气也凝固了 教学与电影具有相似的艺术特点 当一个 马德堡半球 呈现在没有情境准备的学生 面前时 在学生的脑海罩只是一个冷冰冰球形铁制品的视觉形象 它既不能激发观察 9 内蒙古师范人学教育硕十学位论文 者的兴趣也不能c i 发丰富的联想 如果教师先行介绍发生在1 6 私年德国马德堡市验 证大气压存在的惊人实验后 再呈现 马德堡半球 它在学生的眼中就成了一个富 有传奇色彩 生动活泼的历史见证物 情境可以为学生提供良好的暗示或启迪 有利于锻炼学生的创造性思维 同时情 境创设有利于激发学生学习兴趣 使学生乐学 爱学 能引起学生的情感共鸣 主动 经历学习过程 加深物理知识与现实生活的联系 增加学习的实践性 2 3 1 1 创设物理情境 能激活学生物理学习的内在动机 情境教学强调学生到实际生活中去观察 到具体情境中去感受 这把物理教学与 实际生活紧密联系起来 在物理情境教学中 学生身临其境 通过各种感官吸收信息 从而获得了生动的形象 丰富的知识 激活了学习动机 提高了教学质量 2 3 1 2 创设物理情境 能加强学生对物理知识的记忆 记忆内容的多少 记忆时间的长短与记忆方法和资料是有关的 对物理情境的认 识是对现象本质规律的认识 有利于把错综复杂的物理现象条理化 模型化 形象化 能加强学生对物理知识的记忆 2 3 1 3 创设物理情境 能促进物理知识的顺利迁移 迁移就是大脑中已有的认识结构图式的储存信息的复合 并在新刺激物输入信息 的作用下 参与同化与顺应 建立物理情境的过程就是认知结构化的过程 如果忽视 物理情境的建立 一味强调物理量的含义 单位 方向等 结果会使学生学到的物理 知识如空中楼阁 这样就不能顺利迁移 2 3 1 4 创设物理情境 能指导学生学习物理的方法 对物理情境的建立 教学中常通过实验 物理学史等 让学生从不自觉的应用到 逐渐过渡到自觉的加以应用 在物理情境中 有利于培养学生良好的思维习惯和科学 的学习方法 改变那种把注意力指向物理知识的结论 不注重得出结论的思维过程和 方法的做法 2 3 2 情境创设的方法 手段 情境 是与参与事件相关的整个情景 背景和环境 情境创设 就是要根据学习 内容创设带有目的性的学习情境 促进学生对所学内容的意义建构 方面 情境创设 是更好的 意义建构 的前提和基础 情境创设的好与坏 将影响意义建构的效率 情境创设 不仅要按照学习内容进行情境的 设 更要立 足于情境的 创 另一方而 意义建构 的目标导向决定了 情境创设 的行为 情境创设要与意义建构目标相 致 否则学习就可能引向歧途 一个理想的教学情境 i o 2 实验习题教学与情境创殴的螯合 不但可以激发学生的学习兴趣 同时也可以增进学习的效果使学生置身其中 潜移默 化 情境创设 要体现学生知识意义建构的目标 是目标导向下的情境创设 故情境 创设因应把握如下几点原则 情境创设 要以学生为中心 合乎可迁移性 真实性 多样化等原则 情境创设 应出师生共同参与 分工合作 积极创新 努力使教学情境更充实而 生动 温馨而富有人情 体现人性化的特点 情境创设 要提供一个温馨开放的学习环境 以接纳 包容 鼓励 引导学生进 入一个生动活泼的学习领域 2 3 2 1 用物理演示 分组实验创设真实实验情境 学习是个体在学习情境中 运用已有的认知结构去认识 辨别 理解新知识 增 加自己的经验 从而改变自己的认知结构的过程 现行高中物理教材 必修加选修 中有学生分组实验2 2 个 课堂演示实验8 1 个 这为我们提供了一套用来培养和提高 学生实验能力的优秀实验素材 同时也是教师创设实验情境的绝好素材 利用实验来 设置情境 让学生在现象中感知 在实践中体会 引导学生观察 分析实验现象 可 以很好地揭示物理现象的本质 探究物理规律 培养学生的探索精神 2 3 2 2 利用课堂交流设疑 创设问题情境 纵观科学发展史 几乎每一次质的飞跃都是从问题开始的 朱熹曾提出 学贵置 疑 大疑则大进 小疑则小进 根据认知理论 物理课堂教学过程应该是不断地用 提出问题并解决问题的方式来取得新知识的思维过程 教学过程中 教师若能巧妙地 抓住时机 设疑导学 就能更好地激发学生的学习兴趣和学习欲望 教师要针对学生 在思考过程中可能碰到的困难和容易出现的差错 应创设条理清晰 合乎逻辑和符合 学生认