中学物理实验教学设计与优化策略研究.doc

南阳市教育科学“十二五”规划课题 结题报告书 课题名称: 中学物理实验教学的设计与优化策略研究 项目编号: 2015JKGHB-263 项目来源: 南阳市教育局 主要内容： 1、立项通知书复印件 2、研究报告 3、研究方案 4、中期报告 5、调查问卷及数据分析 6、相关附件或论文 7、其它 承研单位： xx 主 持 人： xx 参 与 者： xx、xx、xx、xx、xx 结题时间： 二零零五年十二月 中学物理实验教学的设计与优化策略研究 研 究 报 告 一、课题的研究背景 （一）基于美国NGSS中提出的“科学实践”理念，对我国基础课程改革的启示。 中国科协组织的第八次中国公民科学素养调查结果显示，2010年，我国具备基本科学素养的公民比例为3.27℅，只相当于美国、日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末的水平。物理是一门以实验为基础的学科，实验在培养学生科学素养中作用举足轻重。从义务教育阶段物理课程内容设置来看，教育观念的转变是必然趋势，实验探究过程的开发和实验在教学中的作用也将是近年来各大学校的热点。 （二）新课程标准对实验教学的要求。 义务教育阶段物理课程以提高全体学生科学素养为目标。此阶段物理课程应注意让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题和解决问题的能力。可见初中物理实验不仅是学生获得物理知识和规律的途径，更是培养学生科学方法和科学精神的手段。在教学中设计实验是物理教师应具备的素质之一，物理实验的优化及实践也是每一位一线物理教师的需要。 （三）当前物理教学中实验开展存在困境。 根据新课程标准的要求，义务教育阶段大部分物理知识要从物理实验中自己获得，然而探究实验的开展在现实教学中存在困难： 1. 实验器材匮乏。一方面实验室现有器材数量严重不足，而学生数量较多，导致部分实验不得不变成演示实验；另一方面一些器材损坏严重，导致可投入使用的器材数量不足，甚至一些实验根本不能借助实验室器材完成。 2. 实验室器材与现有教材内容不够匹配。一些器材陈旧，教材内容优化后，已经停止了陈旧器材的使用；还有一些演示实验的器材根本没有配备。 3. 一些实验器材现象不明显或受外因影响严重，影响实验探究的开展。如探究晶体熔化的实验，现有装置基础上，晶体海波熔化过程中温度并不是保持不变的，若不对现有实验进行优化设计，直接会影响实验结果的准确度，给学生学习晶体的特点相应知识带来困扰。 综上分析，实验教学的设计有助于实验在课堂中的开展，有助于科学实验教学模式的形成，有助于激发学生兴趣；有助于培养创新意识及科学态度；学生经历实验探究，有助于学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题和解决问题的能力。 二、课题界定 实验在教学中的设计就是教学活动中对实验进行科学合理的安排，以达到最好的效果。初中学生的思维水平不高，处于从生活经验思维向逻辑思维的过渡阶段。学生对物理概念的理解、判断、推理离不开直观现象和已有经验，在学习物理中观察和实验是学生获取知识的最有效途径。 《中学物理实验教学的设计与优化策略》是以实验在教学中的设计和优化为研究核心，以《课标》的要求为出发点，优化设计结合探究目的，依据学情分析，进行科学合理的规划，以期达到仪器简单、便于操作、现象明显等特点，实现帮助学生获取知识与规律、学会科学方法、培养解决问题能力的目的。本课题以演示性探究实验为设计主体，结合学生认知发展理论和实验室与生活中可取之材，设计目的性强、具有直观性、简便易操作性、可靠又安全的物理实验。 三、课题研究的价值与意义 实验是物理学研究的一种重要手段和方法，是物理教学的重要内容。在物理课堂中，实验是激发学生学习兴趣的手段，能够调动学生积极性自主参与学习；实验是加深学生对概念和规律理解的重要环节；是认识事物规律的起点；也是物理教学中的重要组成部分。物理教育工作者通常通过加强物理实验教学来践行教育改革，致力于培养目标的达成，真正实现素质教育。然当前物理实验教学中，实验仍受诸多因素干扰，是薄弱环节，这种状况导致教师一般不愿在课堂上开展实验，学生通常因为感觉困难而失去学习兴趣，同时影响了学生的知识能力结构和非智力因素的发展。因此，必须进行实验的优化设计，提高其可操作性，以强化实验教学，激发学生兴趣。 1. 以初中物理实验教学的设计为主线，依据教学目标、教学内容和教学要求，结合学生认知水平，选择合适的实验器材，合理的进行实验，以便学生清楚地认识物理概念和规律。实验能否达到最优，检验的依据是能否激起学生较大的兴趣。生动有趣、富有魅力的实验，能激发学生的求知欲，调动学生学习的积极性，主动参与学习