物理实验能力及其培养.ppt

1、第五章物理实验能力及其培养，第一节物理实验能力简单物理实验有目的，是一种有针对性地运用仪器、设备，在人为控制条件下，反复再现、认真观测物理现象，获得大量资料的科研方法。 有两个主要的物理实验特征。 一个是控制性，另一个是再现性。 物理教学中进行的物理实验是物理教学实验，新课程重视科研，实质重视真正体现物理研究过程和方法的物理实验。 物理实验教育在新课程的实施中占有重要地位。 一、物理实验能力的概念1、物理实验全过程包含相互影响和相互交叉三个不同意义的内涵：为了思考、操作、观察，实验教育的目的培养学生的观察能力、思考能力和操作能力(阎金铎)。 2 .物理实验能力是指与进行物理实验有关的心理特征。

2、 进行物理实验活动，不是要求有某种能力，而是要求有很多相互连接的能力。 主要包括：修订实验计划的能力、实验操作能力、观察能力、分析问题解决问题的能力、处理数据的能力、分析和总结能力(段金梅)。 3 .中学的物理实验能力主要包括：制作实验修订版的能力、操作能力、记录和数据处理能力以及分析总结能力(乔水平)。 4 .对物理实验能力，即物理实验进行顺顺利利，完成实验目的的个性心理特征。 物理实验能力有操作和思考两种能力(续佩君)。 物理实验过程包括观察、操作和思考三种相互影响和相互交叉的心理活动。 观察主要表现在操作过程中，操作主要表现在完成实验设施修订、实践过程中，思维主要表现在设定、观察、分析实

3、验现象、分析实验数据的过程中。 因此，物理实验能力应涉及物理实验的观察能力、物理实验的思考能力、物理实验的操作能力，是三大能力的综合。 二、初中生物理实验能力的表现物理实验的观察能力、操作能力、思维能力和五种智能质量(包括严重性、灵活性、批判性、敏捷性、独创性)构成一个系统，它们的交叉关系形成了15个路口，构成了中学生实验能力的静态结构。 第二节初中生物理实验能力的发展研究随着初中生观察能力、思考能力、动作技能的发展和中学物理教育的培训，初中生的物理实验能力正在迅速发展。 续佩君的研究第一，实验能力不断增强。 物理观察能力和思考能力的发展有力地促进了物理实验能力的提高。 无论实验的观察能力、思

4、考能力、实验操作能力如何，都在不断发展。 第二，实验能力的结构需要完善。 在现在的教育中，忽略实验课，忽略实验能力的培养的认识和倾向或多或少存在着。 很多学校的人民教师不是“做实验”而是“做实验”。物理实验能力包括实验的观察能力、实验的思考能力和实验的操作能力，学生的这些个三种能力不能有意识、全面地培养，不能正确认识在物理实验能力中的智能品质的表现，不能全面地选择训练第三，物理实验能力存在性别差异。 男子的实验能力比女子强。 男生批判性和独创性很强。 但是，女学生视察细致，有操作规范，按部就班，实验深度很强。 研究表明，女生的实验能力与男学生相比不平衡，即部分女生的实验能力强，部分实验能力差，

5、这是目前的教学情况，影响女生物理实验能力发展的是几个心理因素。 例如，对实验的兴趣、动机、毅力、习惯、自我监控能力和独创性等。、第三节初中生物理实验操作能力的发展研究一、物理实验操作能力的概念及其结构(一)操作技能的定义对操作技能的定义问题，目前缺乏明确、一致的认识。 美国心理学家沃尔福认为操作技能是“完成动作所需的一系列身体运动知识和进行这些运动的能力”。 加尼认为“动作技能是协调动作的能力”。 “动作技能实际上有两个要素。 一个是说明行动方法的规则。 二是通过练习和回种子文件逐渐形成精确一致的实际肌肉运动”操作技能的一系列特征，操作技能可以定义为学习形成的合法规则的操作活动方式(冯忠良)。

6、 (2)操作技能的特征1操作技能是动作经验，与操作性知识有区别。 2操作技能作为操作活动的方式，与心理活动方式有所区别。 操作动作也称为外部动作，通过外观的肌肉运动来实现。 内心的动作用内部的语言在脑海里默默地完成了。 第一，关于动作的对象，操作动作的对象是物质上的对象和肌肉，心理上的动作的对象是对象头上的影像。 操作动作的对象具有物质性，心理活动的对象具有观念性。 其次，对于动作的进行，操作动作是通过出现在外部的肌肉运动来实现的，具有外显性。 心理动作在脑海中由内部语言默默进行，具有潜力。 第三，关于动作的结构，操作活动的各个动作必须切实执行，不能合并、省略，结构上有展开性，精神上的动作可以

7、高度省略、高度简并性，往往连动作的进行过程都感觉不到。 因此，心理运动在结构上具有简并性性。 操作动作和精神动作的特点，3操作技能是合法的活动方式。 所谓操作技能的活动方式是合法的，其活动方式符合活动的内在规律，也符合动作原理和规则。 (1)行动的精度行动的精度是指行动符合规范的程度。 (2)行动的定期行动的实行和完成，根据精度化学基花费时间。 为了提高动作速度，既不能无视精度，也不能只重视精度而无视速度。 活动执行时动作迅速、准确、操作技能熟练的特点。 (3)行动的协调的操作活动由一系列的行动成分组成，为了各自的行动恰当地进行，也就是说必须使各行动高度协调。 动作的协调性主要表现为感觉运动的

8、协调性，即眼睛和手脚，头部动作的协调性的配合.复杂的动作的统一。 前面的动作的完成是后面的动作的执行准备条件在时间上统一动作的协调性，表示在迅速地连续进行不同的动作时，按照一定的顺序进行融合成为一体。 (4)动作结构的稳定性动作结构的稳定性意味着这种活动方式对活动的条件变化具有广泛的适应性。 4操作技能是学习的，区别于本能。 操作技能作为活动方式，是随意活动的，不是遗传性的，而是通过学习得到的。 随意动作有五个特征：完成意志活动的某种冲动存在着实现动作目的的表象手段的表象动作的意志的努力。 操作技能是合法的随意运动方式，在持续的练习中，能够高度熟练和巩固。 这种熟练的活动方式在执行时不需要高度

9、的意识控制。 (3)，操作技能的分类1肌肉运动的强度分类(1)微细型操作技能是通过小肌肉群的运动实现的，所以一般不需要剧烈的大运动，把重点放在比较狭窄的空间域上，进行手、脚、眼睛巧妙的协调动作，或者配合默契来进行动作等。(2)粗放型操作技能是通过大肌肉群的运动实现的，并且在动作实行时伴随着强大的大肌肉收缩，通过全身运动来实现神经肌肉协调动作。 2操作的连续性别分类(1)连续型操作技能由一系列的连续动作组成，即操作动作本身是连续性的。 (2)断续型操作技能由一连串的不连续动作组成。 3操作执行控制的按反应历程分类(1)封闭型操作技能通常由内部种子文件反馈信息控制，也称为内循环型。 (2)开放型操

10、作技能开放型技能，在实行时被外部种子文件反馈情报控制，也被称为外循环型。 由于这种技能在执行中，外部因素不断变化，所以必须正确感知这些个的变化，并据此控制自己的活动，适应这些变化。 开放型技能要求对外界变化的情况有处理能力，对由此产生的东西有预见能力。 4操作的对象分类(1)通过操作徒手型操作技能自己的飞机机身实现的所有操作技能都是徒手型操作技能。 (2)器械型操作技能是通过操作一定器械来实现的。 (四)、操作技能的作用1、操作技能是人类变革现实不可缺少的心理要素操作技能是人们实践经验的总结，与人们对现实世界的适应和改造行动直接相关。 2 .操作技能是操作能力形成发展的重要组成部分掌握操作技能

11、是使学生形成顺利完成某些实践任务的熟练的行动方式。 操作性知识和操作技能是构成人的操作能力的两个基本要素。 人类的操作能力是由相关操作知识和操作技能的掌握和转移形成的。 (5)物理实验操作能力阎金铎认为，物理实验操作能力是用物理实验实现物理思维中存在的实验方案和制作计划的能力。 物理实验操作主要表现在设置修订和实验完成的过程中。 乔级认为，物理操作技能是由一系列动作组成，通过练习形成，是符合坚实规律的随意行动方式。 我们将物理实验操作能力定义为：在物理知识的学习、物理问题的解决、科学建立过程中，根据一定的目的和任务，通过物理实验装置，将已知的信息全部运用，通过实验手段，实现实验方案，制定修订版

12、的能力。 其主要特点是操作知识与操作技能的有机结合。 以一定物质形式的目标作为动作对象。 活动具有外显性，可见操作过程。 活动的结构具有推广性，动作必须切实执行，不能合并、省略、简并性。 活动方式有精准性、定时性、协调性、稳定性。 物理实验操作是细小的形状、断续型的操作，需要经由物理实验装置。(6)、初中生的物理实验操作能力的结构、物理实验操作能力的各质量初中生应达到的主要指标是：深入：学习到的纠正器、纠正器(如量筒、电流纠正、打点计时器等)准确观察未使用的纠正器的外部形态和一般结构； 关于未使用的修正器，理解其主要功能和使用条件，关于未使用的机器，通过阅读说明书，能够理解其测量范围、精度和使

13、用范围，能够正确组装使用的机器，进行预备调整，能够按照实验步骤启动使用的机器实验， 可以按照实验程序正确地操作机器实验，得到必要的数据实验结束后可以按一定的顺序拆卸、整理机器，把所有的设备恢复原状，灵活性：对于某个问题，可以根据研究问题的要求，从学习的机器、订正器、订正器中灵活地选择必要的实验器材制定多个实验方案，正确评价方案的可靠性，再次实验，就可以正确选择所需器材，根据机器的特点和性能，灵活进行组装、调整、操作，可以过渡到新机器操作中的实验，合理组合实验安排实验使用的仪器可以适当配置，便于操作实验，从不同角度观察的现象实验中，可以观察现象的动态特征、敏捷性。 基本的实验仪器和工具，如钳子、

14、螺丝刀等在操作中的动作一致，在自然、动作协调的观察中，可以对各种现象，特别是偶然现象及时进行反应实验，熟练、正确地完成现象和数据的观察和记录实验，在某个过程结束后， 可及时进行观察报告实验中各阶段的反省和重视总结实验的一阶段或整体实验完成后，可正确进行数据处理的实验结束后可立即写出实验报告，得出结论，批判：实验中、眼、耳、鼻、 综合运用皮肤等多种感觉器进行实验中发现异常现象的实验中防止动作突发事故实验能够观察时，可排除其他各种相关因素的干扰作用，集中进行观察实验，能够及时进行检查、评价、调节实验，对一般常见故障自行进行实验根据需要修改实验方案，使实验顺利进行，寻找代用品，简单加工的独创性：对于

15、未经验的实验，根据问题的需要，独立修订实验方案对未经验的实验，基于现有的实验方案，独立选择实验设备对未经验的实验， 可以根据现有的实验方案独立组装操作实验仪器，可以根据实验要求获取实验中需要的数据，对未经验的实验根据问题的需要独立分析实验得到的数据，发现新颖独特的操作技术和操作方法的实验， 善于选择新颖独特有效的方法和思路，能够独立实施探索性实验和设订性实验的设订方案可以在人民教师指导下，创作出有特色的科技作品。 二、高中生的物理实验操作能力及其质量发展研究(研究)以实验操作能力的结构模型和各质量的外表，即智能质量为主线，针对相关物理实验操作能力的各智能质量初中生应达到的主要指标，对高中生进行

16、了调查。调查了全国12所高中各学年，回收学生问题单50312=1800件、有效问题单1450件。 1、物理实验操作能力发展的总体研究定义了高中生的物理实验操作能力是操作质量的函数，公式Am=f(pf、fl、cl、cr、ct)=average(pf、fl、cl、cr，)各学年之间没有显著性差异。 从发展的图像来看，几乎是直线上升的。 我们采用最小二乘法拟合了操作能力数据，得到高中阶段学生实验操作能力发展的公式： Am=0.035*age 2.857相关系数为0.997。 第一，从相关系数来看，r=0.997，说明高中阶段学生实验操作能力的发展是线性的。 第二，若Am的最大值为5，则达到最大值的年

17、龄正好是60岁。 Am值达到4的年龄为32岁，达到了操作的熟练度。 第三，由公式可知，人在0岁时的操作能力为2.857，这显然是不可能的。 第四，从高中阶段的物理实验操作能力的发展状况来看，作为人类的集体实验操作能力，可以大致分为快速发展期、稳步发展期、定型期三个主要时期。 在高中在先或其在先时期，由于高速发展期，高速发展期可能存在突然变异期，其中包括高中或中学和高等院校在内的阶段是稳步发展期，至少从我们的研究结论来看，高中阶段将达到稳步发展期的30岁左右。 2、实验操作能力各质量的发展研究(1)、深质量的发展研究、高中生实验操作能力的深质量的发展随学年上升而提高，发展趋势有上升的趋势。 各学年之间没有显著性差异。 (2)、柔软性发展研究、高一学生柔软性最好，高二最差，呈现不稳定性。 各学年之间没有显著性差异。 (3)批判性的发展研究，高中学生的批判性的品质得分低，不过，那个发展倾向还在上升，随着学年变高批判性