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训练在大一物理实验课中运用科学思维:一项实例研究 摘要:在这份作品中,一项被称为试验性或无限度实验课的显著成就已被推荐且被评估。值得注意的是由于环境引发的时间安排限制为了使实验工作中所需的技巧更快获得,第一年实行物理实验课已被修正。这些涉及不同概念和程序能力的技巧与设计实验，采取设施，分析结果和合理报告整个过程都密切相关在学年的开始和期末通过一系列测验来叙述采用的方法并评估取得的结果。而且学生的实验报告用来证明评估他们学到的这些科学的技巧。这项由上述测验结果和实验报告所得的评估对学生的理解力，实验课思维本身，以及他们遇到的困难和在此过程中必须执行的复杂任务都有启发作用。 关键词：管理级别、无限制实验、物理、科学思维、科学技法、实验教学 介绍：在过去的数十年里，为了尝试着转变高校和大学实验课的科学思维做出了很多努力。很多致力于全面客观的分析科学思维的评论和文章都是对这项任务困难性的证明。就准备和完美而言，学生需要是多维的。总的来说这件事应解决两个关键问题：（1）一个成功的科学程序所需的技巧本质是什么？（2）用一种有效的方法来教需要什么时间和程序上的步骤？ Kirschner和Mecster温习了应对多科目科学的实践工作的文学作品，并且制定了一个精细的清单，其目标在于一名学生为了理解科学思维并发展好的科学态度而学习。一位经验丰富的科学家浏览了这个清单并满意，因为他\她把这当做是他\她日常工作中自然的部分。然而这份评论中提及的大量目标将压倒\淹没最积极的科学教师。很明显，获得那些技巧和本领是一项艰巨的任务，在难度和时间上都是如此；事实上，一个人可以说科学思维或过程的学习是一项终身的任务。 教实验课的挑战已演变很多，自从1973年Shulman 和Tamir为以实验课为中心的的科学制定了第一条重要的基本原理。随后有关科学教育最重要的历史运动尝试去解决问题和不恰当的结果。Hofftein和 Kind在2012年完成了有关这项贡献的一项评论。他们说直到二十世纪九十年代中期，这些观点中没有一个能充分利用资源以达到好的结果和实验工作中的效率。此外，他们强调一个观点，没有科学教育方面的发展提供明确的支持，关于调查学习不仅作为内容，而且是高级的学习技能。在实验室的环境中，计划一项实验，观察、提出相关问题并且假设和分析实验结果。这意味着，即使接受了实践和理论相结合的实验工作的需求，实际上不曾发生。 在科技发展研究的全球性和科学教育课程的新视角的刺激下，新世纪以来在科学教育方面已发生了重大变化。而且科学不在局限于教室、讲座厅或科学机构，而是在全社会有更广泛的需求。实验室内数码科技的出现预示着实验室工作将在很多方面发生改革。最无关紧要的是获得想象、组织、解释和数据的报告。但是，增加时间最重要的意义在于学生能够在实验课程中观察、决定并讨论。 在科学和工程教育方面的必威体育精装版研究成果已被证实。一方面，学术的或常规的实验课的无用性，在课堂上学生们几乎不知道在实验课时间发生了什么，并且学生们被告知应该干什么，好像在遵循菜谱做菜一样。另一方面，有些学生认为根据实验的无限度的实验课很有益处，学生们能学到的不仅是概念和数量上的对物理原则的理解，并且还有科学过程能力。在构建解释性的例子中，通过从观察结果和数据中推理而得，去设计实验来测验假想，解决复杂无限度的问题并且团队合作。 以此为背景，我们在这篇论文中提出的大一工程学学生的特殊经验。改善实验课工作效率的需求激励着我们，目标是使学生的态度更好，朝着基本的教学方式努力。我们把这看成是对理论与实践结合的最好赞赏。这项工作的目标在于使学生理解科学思维并且习得它成功运用所需的技巧。在这里，一项有关实验课教程的方法已实行，后来被评估，就学生在学年中获得的能力而言。 这项评估是这篇文章的另一个目的。我们在这篇文章中提及的这种评估将不仅仅使被提出的方法生效，并提供重要信息关于学生在他们实践最初遇到的困难，结果是当设计实验课教学方法时涉及的那些方面都将有相关信息。 这项被提出的新方法将在下面被细节化：在“我们的实验课工作思路描述”这一部分，我们叙述我们特别的学术形势和一年来实验课小组的组织自从欧洲高等教育区开始生效以来就施行了。我们还为在之前的实验课经历中的问题和缺点作以说明。之后，我们详细解释了在科学能力习得改善方面所做尝试相关的方法和资源，目的是更适当的开展实验课。“分析结果”这一部分是介绍在前两学年得到的结果。我们展示了在学年中用不同工具得到的改革和技巧可得所取得的成就。最后“结论”部分，最主要的结论目前已被概括，留下无限度的问题给未来的学生来解答。 我们的实验课工作的思路描述 ——我们特别的学术形势 在我们环境的限制影响下，这篇文章中所阐述的方法论已被实施。和我们一起工作的学生们正在上大一，在“工程学的引导物