高中物理探究教學的理論與實踐

1、寧波市教育科學規(guī)劃課題優(yōu)秀成果評審材料高中物理探究教學的理論與實踐課題研究報告 寧波市鄞州區(qū)姜山中學課題負責人：周紀良課題組成員：姓 名性別學 歷職 稱榮譽稱號職 務周紀良男教育碩士高級教師鄞州區(qū)名教師教務主任張光成男大學本科高級教師區(qū)教壇新秀物理教研組長沈志霞 女大學本科一級教師市教壇新秀教務副主任倪書恩男大學本科高級教師無政教副主任陳麗峰女大學本科一級教師無無謝萬鈞男大學本科一級教師區(qū)教壇新秀無馬雨峰男大學本科一級教師無無摘 要在國外探究教學長期研究的基礎上，依托義務教育階段課程改革的已有嘗試，我們歸納了適合高中生認知水平的探究技能，采用問卷調查法研究了高中生的探究技能現(xiàn)狀，力圖使高中的物

2、理探究教學適合高中學生的實際水平，不簡單化、形式化，提高學生的探究技能與對科學探究本質的理解水平。我們認為開展高中物理探究教學務必加強實驗，不僅是教師做給學生看，改變學生感性認識匱乏、實際經驗缺乏的實際現(xiàn)狀，更要加強學生自己動腦設計、動手做，有自己的實驗目的的假設檢驗型的設計性實驗，把創(chuàng)新思維、實踐能力的培養(yǎng)落到實處。通過課堂教學實踐和行動研究提出適合高中學生認知水平的基于合作小組的“實驗理性”探究方法，提供了操作策略與案例。采用異質小組合作學習，對課堂問題、課后習題、生活中的實際問題，開展實驗探究、社會調查、圖書館探究、因特網探究。提出將信息技術與高中物理探究教學整合的三條途徑，途徑之一是利

3、用因特網的探究學習；途徑之二是中學物理實驗數(shù)據(jù)的計算機實時測量；途徑之三是學生利用計算機建模，模擬物理現(xiàn)象、過程，處理物理實驗數(shù)據(jù)，提供了操作策略與案例。提出將信息技術與高中物理探究教學整合的三條途徑，途徑之一是利用因特網的探究學習；途徑之二是利用傳感器進行中學物理實驗數(shù)據(jù)的計算機實時測量；途徑之三是利用計算機建模，模擬物理現(xiàn)象、過程，處理物理實驗數(shù)據(jù)，主要是利用EXCEL和Matlab軟件，提供了操作策略與案例。我們以物理新教材（必修模塊物理1、2）為基本材料，研究了其中適宜探究學習的知識點、實驗、習題，并且開發(fā)設計探究學習的教學案例。優(yōu)秀教學的本質在于那些組織得恰當?shù)膯栴}。好的開放教學要具

4、備足夠多的的示例。通過把探究教學理論應用于高中物理教學實踐中，為2006年浙江省新課改的全面推廣和縱深推進在理論和實踐上作了準備。關鍵詞：新課改，物理教學，教學策略，探究學習，信息技術目 錄一、課題研究的提出 ································

5、83;·························5（一）本課題的研究背景······················

6、83;·······························5 1、傳統(tǒng)教學的弊端呼喚探究教學···············

7、3;·······················52、深化物理探究教學變革 ························&#

8、183;···················53、我校實施本研究課題已經具備了基礎條件 ··························

9、3;6（二）本課題的研究意義···············································

10、3;······6二、相關概念的界定及理論基礎·········································&

11、#183;·····6（一）相關概念的界定 ··········································&

12、#183;············61、探究學習與探究教學 ···································

13、············72、高中物理探究教學策略 ···································

14、3;········7（二）理論基礎········································&#

15、183;······················71、物理學科基礎保障探究教學的科學性和深廣度 ······················72、心理學基礎

16、保障探究學習的自覺性，提高探究教學中師生元認知水平·83、教育學思想能端正教學觀念，引領教學行為 ··························94、實踐性知識是開展探究教學的主要源泉···········

17、3;···················9三、課題研究的目標·····························

18、································9四、課題實施的原則················&#

19、183;··········································10（一）系統(tǒng)性原則·····

20、3;·················································

21、3;····10（二）主動性原則············································

22、················10（三）漸進性原則································&#

23、183;···························10五、課題的研究與實踐····················&#

24、183;···································10（一）課題的實施概況············&#

25、183;············································10（二）課題具體研究的過程···

26、················································111、基礎研究

27、3;·················································

28、3;·········112、實踐研究·······································&#

29、183;····················14六、課題研究的主要成果···························&

30、#183;···························27（一）學生層面實踐成果····················

31、·································27（二）學生層面實踐成果···············

32、;······································28七、討論與結論··········&#

33、183;·················································&#

34、183;···28八、參考文獻 ·············································

35、;·····················29九、附件 ···························

36、3;···········································29附件1 中學生探究學習技能調查問卷與分析表···

37、;···························30附件2 高中物理探究教學案例舉例····················

38、;·····················35附件3 高中物理新教材中的探究內容分析 ·························&

39、#183;·······附件4 教師獲獎論文附件5 教師獲得榮譽課題研究大事記一、課題研究的提出（一）本課題的研究背景1、傳統(tǒng)教學的弊端呼喚探究教學主要對傳統(tǒng)的物理課堂教學過程諸要素中不符合探究式學習的方面進行分析。教師是課堂教學的中心，教師準備上課，教師給學生講解新課，教師幫助學生鞏固復習，一切都是教師事先安排好的。不過，不是所有學生都能達到教師事先確定的目標。學生的學習沒有納入正式管理的視野，對學生學習的管理手段主要是布置練習作業(yè)題，檢查作業(yè)題的完成情況。教學內容以教材為主，并且以高考考試考綱規(guī)定的內容為準繩，對考綱不要

40、求的教材內容，教師課內不講，讓學生課外自己看；學生則認為教師不教，高考不考，提不起興致去看。這樣一來，本來是為開闊學生視野，加深學生理解，完善學生知識結構，激發(fā)學生進一步學習興趣的教材內容，被無情地拋棄了。教材以教師講授為主，教師對學生閱讀教材指導不力，學生因為缺少對教材的通讀、精讀，導致對教材內容不熟悉，對教材結構不清楚，對教材布局謀篇的意圖更無從理解，字里行間的意思聞所未聞。部分學生高中畢業(yè)時，沒有完整地通讀一遍教材，精讀、鉆研更加無從談起。部分學生盡管做了許多題目，但僅僅一知半解。教材中表格內列舉的各種科學技術數(shù)據(jù)沒有引起學生和許多教師的重視。把數(shù)據(jù)作為證據(jù)，利用實際數(shù)據(jù)進行解釋的意識淡

41、薄。由于沒有詳細的科學技術數(shù)據(jù)作為理解概念的基礎，也沒有親自動手進行探究，許多學生只是機械地記憶知識條目，記了忘，忘了再記，時間一長，沒忘的又混淆了，遷移能力無從談起。教材中的實驗沒有得到足夠的應有的重視。學生分組實驗、課堂演示實驗在相當一部分中學沒有得到落實。用黑板實驗代替實際實驗以應付考試的現(xiàn)象依然存在。學生的課余小制作、小實驗成了一塊荒蕪的田野，極少有人在那里辛勤耕作。教學方式以多輪反復講授為主，高中三年的教學內容趕在一年半內上完了，擠出來的時間就是做題目、講題目，以求得在全國統(tǒng)一考試中取得分數(shù)上的優(yōu)勢。教育為學生的終身發(fā)展奠定基礎被唯一地解釋為考上大學，考上更好一些的大學。由于過多地迎

42、合了家長的需要，而不顧及國家的需要，學校被社會異化為升學機器，升學率高，就是好學校。只從結果評價教師，班平均分高的教師就是好教師，不管該平均分取得的綜合因素。由于升學率成了評價學校和教師的唯一標準，費事費時的探究式學習受到教師、教學計劃、教學時間、教學評價、學校、社會等多方面的制約。解題一般采用“題型+方法”的訓練方法。這種以應付考試為主要目的的解題訓練，缺少實際生活的基礎，雖使得一部分學生的邏輯推理能力得到強化，但更多的一部分學生則做過的題目會解，沒做過的不會做，還有一部分則純粹是套公式，公式套對了，則對，套錯了，則錯，根本沒有建立依據(jù)物理學的基本規(guī)律，結合實際情況進行具體問題具體分析的能力

43、。這使得一部分學生認為高中階段所學的知識在實際工作中根本沒用。因為這種教學方式和學習方式沒有實現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，只是給學生一堆僵化的知識，而沒有極大地激發(fā)學生的思維；學生也沒有學以致用，沒有極大地提高自己的能力，因而產生了這種學習無用的思想。新世紀需要新的人才，培養(yǎng)新的人才要求新的教育，新的教育要求新的課程，新課程倡導新的學習方式，新的學習方式需要在新的探究教學的過程中形成。因此必須對高中物理探究教學過程進行理論研究。2、深化物理探究教學變革高中物理新課程標準倡導教學方式的變革，提倡科學探究教學，但我們發(fā)現(xiàn)在當前中學物理探究教學研究和實踐中存在如下問題。缺乏對高中

44、物理探究教學過程的系統(tǒng)研究較多教師對探究教學的認識是零散的、不系統(tǒng)的，造成在教學實踐中處于模仿和被動理解狀態(tài)。 物理探究教學實施策略和途徑的匱乏 首先，缺少對高中學生的探究技能現(xiàn)狀的調查，不能有針對性的對學生必要的探究技能技能進行訓練；第二，對如何實施物理探究教學的策略缺乏深度探索，致使探究教學形式化，比較膚淺。第三，在實施探究教學時，只注重通過新課教學這一途徑進行探究，而沒有從物理教學其他途徑（實驗教學、課外實踐活動、習題教學等方面）實施探究教學。同時對教材可以實施探究教學的探究點缺乏系統(tǒng)研究，造成對探究點的把握不準。3、我校實施本研究課題已經具備了基礎條件周紀良同志經過三年教育碩士的學習已

45、有一定理論功底，并積累了相當數(shù)量的關于探究教學的素材。我校的物理實驗室條件已經達到市先進水平。我校辦公室電腦全部開通ADSL寬帶網，校園內外采用光纜連接，市教育局批準我校為市現(xiàn)代教育技術示范學校。我們物理組由物理教師和信息技術教師組成。許多年輕同志已掌握了計算機軟件Matlab、Excel等的使用方法，以及傳感器與計算機數(shù)據(jù)處理的技術。針對當前高中物理探究教學研究和實踐中存在的問題，課題組根據(jù)教學實際，經過浙江師范大學教授和物理特級教師的論證提出高中物理探究教學的理論與實踐這一研究課題，并于2004年8月被立項為寧波市基礎教育教學課題。（二）本課題的研究意義（1）高中物理探究教學的理論與實踐，

46、能提高教師的課程素養(yǎng)，革新傳統(tǒng)的課堂教學，落實新課程理念。（2）高中物理探究教學的理論與實踐，能轉變學生的學習方式，使學生樹立學生的探究意識，訓練學生的探究技能。在高中物理中施行探究教學的意義在于：能夠有效地鼓勵學生思考，激發(fā)學生思維，養(yǎng)成良好的思維習慣，宏揚質疑精神；保護好奇心，練就獲取新知能力；掌握物理知識，培養(yǎng)探究技能；鼓勵合作學習，具備創(chuàng)新能力；提高科學素養(yǎng)，熏陶科學精神。二、相關概念的界定及理論基礎（一）相關概念的界定1、探究學習與探究教學科學探究指的是科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑。科學探究也指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領

47、悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。 美國國家研究理事會美國國家科學教育標準科學技術文獻出版社1999本課題組所界定的“探究學習”是上述第二層意義，即學生自主參與知識的獲取過程，獲得探究自然的各種技能，領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種課內外活動。探究是一種復雜的學習活動。它涉及到觀察現(xiàn)象；提出問題；查閱書刊及其他信息資源以便了解已有的知識；設計調查和研究方案；根據(jù)實驗證據(jù)來核查已有的結論；運用各種手段來搜集、分析和解釋數(shù)據(jù)；得出答案、進行解釋并做出預測；把結果告之于人。探究需要明確假設、運用批判思維和邏輯思維、考慮各種可能的解釋。 美國國家研究理事會

48、科學、數(shù)學及技術教育中心科學探究與國家科學教育標準羅星凱等譯北京：科學普及出版社2004(8)14簡單地講，探究就是尋找問題和解決問題的過程，是一種人類的思考方式、一種尋找證據(jù)的方法、一種了解事物的過程。探究教學是以學生自主參與知識的獲取為主要特征，以教師的適當引導或共同參與探究活動為主要指導方式，以掌握基礎知識和探究技能、激發(fā)思維能力，培養(yǎng)探索世界的積極態(tài)度為目的的教學活動。探究教與學的核心是學生知識的自主建構 任長松探究式學習：學生知識的自主建構博士論文北京師范大學2003，具體操作中應以問題解決、項目完成、任務解決為引導；以實驗為基礎，讓學生自行設計實驗、親自動手實驗來證偽或證實假設；以

49、學生知識結構形成為目的；潛移默化形成學生的優(yōu)良氣質與合作意識；有益于學生的終身學習和可持續(xù)發(fā)展。2、高中物理探究教學策略高中物理探究教學策略是指在探究教學理論的指導下，在高中物理探究教學實踐經驗的基礎上，為建構學生的知識結構，發(fā)展學生的探究能力，培養(yǎng)學生的科學精神，提高學生的科學素養(yǎng)，而建立的課堂教學的結構（順序排列）和師生間連續(xù)的有實在內容的交流。（二）理論基礎態(tài)度與觀念思想與方法知識與操作技能物理課堂探究教與學科學探究教育學基礎物理學基礎心理學基礎實踐知識高中物理探究教學的理論與實踐課題是建立在物理學科基礎、心理學基礎、教育學基礎、實踐性知識等四類的基礎上的。它們的相互關系如圖所示1、物理

50、學科基礎保障探究教學的科學性和深廣度。物理學科基礎包括物理學史、科學哲學觀、中學物理學科知識體系等。 （1）物理學史物理學史是研究物理學辨證發(fā)展的過程的規(guī)律的一門學科。物理學史對解放人類思想，破除迷信，宏揚理性具有十分重大的價值。物理學史對于物理教育的作用可以概括為以下十一個方面：優(yōu)化教學過程、培養(yǎng)科學思維、激發(fā)學習興趣、學習科學方法、提高人文素養(yǎng)、樹立哲學理念、接受美學熏陶、辨證教學關系、借鑒歷史經驗、明辨科學是非、宏揚科學精神 蔡鐵權物理學史與物理教育浙江師范大學學報第23卷第3期20008。從學習物理學歷史過程中我們可以吸取不少的經驗和教訓，從物理學史記錄的科學家的真實探索中獲得有益的啟

51、迪。讓學生探究物理學中主要概念的發(fā)展歷史或者利用歷史上的一段經典探究范例來代替教材中簡單呈現(xiàn)的結論，例如利用因特網了解海王星的發(fā)現(xiàn)歷史，理解科學探究中提出問題、建立假設、尋找證據(jù)、進行實驗檢驗、發(fā)表的科學流程。學生在同樣獲得知識的同時，還受到了物理學特有的人文氣息的熏陶，更明了了知識發(fā)現(xiàn)的過程，促進了態(tài)度與價值觀的形成。充分挖掘與利用物理學史是開展探究教學的一個重要方面。 （2）科學哲學觀愛因斯坦曾這樣談及物理學與哲學的關系：科學研究的結果，往往使離開科學領域很遠的問題的哲學觀點發(fā)生變化。在中學物理教學中，對科學的理解應該把握幾個尺度。首先，科學知識、科學觀念是一個目前來講正確的但又逐漸演進的

52、知識體系。講基本的科學知識體系是正確的，有利于科學知識的傳承；講科學知識是演進的，有利于人類的理性的批判反思。我們要通過物理概念規(guī)律的教學，幫助學生建立科學的知識結構，培養(yǎng)分析解決問題的能力，以利于學生的終身發(fā)展。其次，按照現(xiàn)代科學的觀點，伽利略、笛卡兒、牛頓建立的牛頓力學體系和所包含的哲學思想，如機械決定論、還原論不能當作高中階段的終極真理進行教學。高中教學中不能太絕對、太線性、太完美。應該給予學生有關現(xiàn)代科學的激動人心的事實與觀點，激勵他們去探索。第三，現(xiàn)在的科學教學過于強調科學理性的一面，弱化人文的一面?；A教育中，應該將科學（Science）的理性與邏輯，故事（Story）的想象力與文

53、化，精神（Spirit）的感覺與創(chuàng)造性結合起來，這是后現(xiàn)代主義的3S。 （3）中學物理學科知識體系 中學物理學科知識體系，包括物理學的知識、方法與思想、生活物理、物理學前沿、STS教育等，是學生必備的基礎科學知識結構。通過對中學物理學科知識體系的探究學習，能夠將學生從小學、初中時期的感性直覺思維為主，發(fā)展成為以理性邏輯思維為主。物理顧名思義為“萬物之理”，物理知識不是形而上學，純粹哲學里的東西。物理就在我們身邊，物理知識涵蓋了人類生活的整個時間空間。從步行到馬車到汽車到飛機到個人飛行器；從平拋運動到人造衛(wèi)星到空間站；從太空旅館到火星探測到星際旅行，從普通電鍵到聲控開關、感應自動門、自動燈，從雙

54、線繞法到漏電保護器，從壓力鍋到太陽能熱水器到電磁灶到微波爐；從電磁波發(fā)射和接收到電視、手機、因特網；從全反射到光纖通訊；從光電效應到有聲電影到自動控制；從哈勃望遠鏡到哈伯常數(shù)到宇宙大爆炸；從信鴿識途到海豚超聲定位到全球定位系統(tǒng)GPS。物理知識聯(lián)系著人們的衣食住行，物理知識聯(lián)系著現(xiàn)代社會的生活、生產、科研和高新科技和科學發(fā)展的前沿。學以致用是物理學習的根本。要通過學習方式的變革，突顯現(xiàn)代學習方式的直接性、體驗性、問題性、應用性。2、心理學基礎保障探究學習的自覺性，提高探究教學中師生元認知水平。心理學進展不斷改變著人們原有的關于教師、學生、學習的觀念。（1）建構主義理論建構主義認為：知識是學習者在

55、一定的情景下，借助于他人的幫助，利用必需的學習資料，通過意義建構的方式而獲得的。建構主義學習理論強調：以學生為中心，學生是學習的主動建構者，教師只起輔助和指導作用。強調情景對意義建構的作用，要充分利用學生原有的認知結構中的有關經驗進行意義建構。強調協(xié)作學習。即在他人指導和相互協(xié)作中學習。強調對學習環(huán)境的設計。（2）人本主義心理學人本主義心理學重視學習的情感因素，其代表人物是羅杰斯和馬斯洛，人本主義學習觀主張學習是人性的自我實現(xiàn)，是學習者內在潛能的發(fā)揮；學習者是主體，必須受到尊重；有效學習的重要條件是人際關系；最有用的學習是學會學習。羅杰斯提倡的意義學習，而這種意義學習是以自由為先決條件的，即允

56、許學生自由地進行自發(fā)的、自我依賴的學習，在這種學習系統(tǒng)中，學習者可以自由地去實現(xiàn)自己所有的潛能。他提出教學中應以學生為中心，反對把學生看作“較大的白鼠”和“較慢的電子計算機”。意義學習的動機是產生于人類基本的自我實現(xiàn)傾向。其學習目的是使學生成為一個能充分發(fā)揮作用的人。教師所扮演的是一個促進者的角色。3、教育學思想能端正教學觀念，引領教學行為主體性教育理論對誰是主體的問題，大致有以下幾種觀點“學生唯一主體觀”認為，在教育、教學過程中，學生始終處于主體內因的地位，而教師始終處于客體外因的地位。“教師唯一主體觀” 站在教學中“教”的立場上認為，教師是教育的現(xiàn)實主體，學生是教育的現(xiàn)實客體。“師生雙主體

57、觀”認為，教師和學生是主體，教育內容是客體。在探究教與學過程中，“學生是一個積極的探究者，教師的作用是要創(chuàng)設一種能夠使學生獨立探究的情景，而不是提供現(xiàn)成的知識，學生不是被動的、消極的知識接受者，而是主動、積極的探究者”（布魯納），學生是當然的主體，教師應該把學生看作認真的學習者，沒有這個基礎，探究教學是一場夢。教師應該是學生知識建構的幫助者、促進者、引導者。 4、實踐性知識是開展探究教學的主要源泉教科書中提供了一部分探究實例，更多更好的探究課題產生于教學實踐中，要靠積累型反思型的教師和專家共同編寫探究范例，最好根據(jù)地區(qū)、學校實情、學生實際編寫校本探究課程。好的開放教學要具備足夠多的的示例。通過

58、一組幾個、十幾個案例，幾十學時的探究，學生必將獲益良多。教師展開探究活動的實踐知識的總結提高升華是下一次探究教學成功的關鍵。新課程的改革，必須注重教師專業(yè)的再培訓。探究教學的實施，必須依靠一線教師的創(chuàng)造性勞動。三、課題研究的目標高中物理探究教學的理論與實踐，既承擔了改變教師的教學觀念和教學方式的任務，又承擔了轉變學生的學習方式的雙重任務。通過此課題研究要達到以下幾個目標：（一）通過對國內外探究教學發(fā)展的研究，將構建出適合高中物理探究教學的過程，來指導開展高中物理探究教學。（二）采用問卷調查法研究高中生的探究技能現(xiàn)狀，探索適合高中生認知水平的探究技能訓練項目。（三）通過課堂教學實踐和行動研究，提

59、出適合高中學生認知水平的“實驗理性”探究方法，并提供操作策略與案例。探索出將信息技術與高中物理探究教學整合的有效途徑。并能提供操作策略與案例。（四）以物理新教材（必修模塊物理1、2）為基本材料，研究其中適宜探究學習的知識點、實驗、習題，并且開發(fā)設計探究學習的教學案例。（五）通過課題研究，提升課題組教師的科研水平，積累一定數(shù)量的具有學術價值的教學案例，發(fā)表一定數(shù)量的課題研究論文。四、課題實施的原則本課題實施過程中應遵循的幾個原則：（一）系統(tǒng)性原則為了弄清探究教學的本質，本課題必須通過大量的國內外文獻的研究，系統(tǒng)地總結出國內外探究教學發(fā)展的歷程，歸類分析探究教學的模式、方法和特征，并歸納得出高中物

60、理探究教學的過程。使廣大教師對探究教學意義、本質和操作方法等有比較系統(tǒng)的認識。（二）主動性原則根據(jù)建構主義理論，學習是主體對知識的主動建構的過程，不是在外部刺激作用下形成反應的過程。因此，學生學習過程中的主體能動性對學習效果的影響起著決定的作用。在把握、實施高中物理探究教學策略時，應把學生學習過程中的主體能動性放在首位，使學生主動地參與教學過程，并在其中積極地去探索、去認知，并將知識、方法內化為自己認知結構的一部分。 （三）漸進性原則 人們對任何一個新事物的接受總需要一個過程，高中物理探究教學也不例外。我們在實施本課題研究中，課題組成員需要不斷學習，不斷總結。在課堂教學中不斷試驗，不斷反思，切

61、不可盲然追捧探究教學，忽視傳統(tǒng)的接受式教學，應當兩者并重。五、課題的研究與實踐（一）課題的實施概況1、課題研究的準備階段（2004年4月2004年10月） 在課題組組長周紀良老師的組織下，課題組成員查閱了國內外相關文獻，確立了課題并完成開題報告。并邀請了區(qū)教研員何豐明老師、浙江師范大學蔡鐵權教授、朱鐵成教授和李偉健教授，對該課題進行了可行性論證。本課題組成員周紀良、沈志霞老師對該課題作了總體的設計，并對該課題作了申報工作，確立為寧波市教學研究系統(tǒng)研究課題。課題組組長周紀良老師完成了國內外探究教學發(fā)展概述。2、課題研究的實施階段（2004年11月2006年2月）在學校領導支持下，對本校高一年級的

62、部分學生進行了“高中生探究學習情況”問卷調查，并撰寫了調查報告。學校課務安排上每周有3節(jié)物理課，1節(jié)物理活動課。教學上安排每周一次集體備課，每學期每位教師都要上好一節(jié)探究性的評議課。主要采用行動研究法、案例研究法、經驗總結法等，結合課堂教學的設計和實施具體研究，廣泛收集案例，認真分析案例，在具體教學實踐中不斷反思，調整教學設計和實施，總結經驗，積累具體研究資料和成果。3、課題研究的總結階段（2006年3月2006年8月）課題組全面整理課題研究資料，分析總結課題研究情況，匯集課題研究成果，撰寫研究報告，編印論文專集，進行課題結題鑒定匯報活動等。4、經驗推廣階段（2006年9月始）對高一年級進行新

63、課程探究教學實踐。（二）課題具體研究的過程1、基礎研究：（1）高中物理探究教學的過程高中物理探究教學的過程以懷疑為出發(fā)點，需要發(fā)現(xiàn)、形成、提出問題；以實證為判別尺度，需要收集證據(jù)，利用證據(jù)進行邏輯推理；以邏輯作辯論的武器，需要提出解釋、得出結論、自我辯護、合作交流。1、形成問題的方式、建立假說的策略形成問題的方式 教學活動中，按照問題提出的主體來分，問題的來源有三個：教師提供的問題；學生提出的問題；師生交互中產生的問題。為了能夠有效的開展課堂探究教學，培養(yǎng)學生的探究過程技能，教師應主動發(fā)展符合探究教學的口頭提問能力。提問應能啟發(fā)問題的產生，探查問題的存在，尋找問題的出處。課堂討論的內容要反映探

64、究的過程。 張紅霞科學究竟是什么北京：教育科學出版社200348以下是符合探究教學的典型提問：“你們猜這跟哪些因素有關？”猜想；“你怎么知道是這樣？”方法； “你為什么這么想？” 證據(jù)； “誰還有什么別的發(fā)現(xiàn)嗎？”尋找更多證據(jù)，修正已有解釋，合作交流。要讓學生提出自己的問題，必須維護學生的好奇心。要讓學生提出有深度的問題，必須要給學生足夠的等待時間、思考時間，有問題形成和醞釀的時間。要獲得學生對解決問題情境的最大投入，須控制不對學生的回答做出補充。要讓學生提出持續(xù)的問題，教師必須有能力引導學生解決問題，教師提供指導和幫助時盡量采用的提問的方式。師生在討論中，將產生大量的問題。高質量探究的關鍵：

65、教師能進行符合探究教學的有效提問，學生能形成探究性問題。建立假說的策略假說是對所要研究的問題提出的暫時性、推測性的回答，或者對所觀察的現(xiàn)象的一個假設性、猜測性的解釋。高中物理探究教學中提出假說應注意：假說要有一定的根據(jù)。學生提出假說時，一般會綜合過去的經驗和各種相關的信息來解釋現(xiàn)象產生的原因。調查表明 附錄1中學生探究學習技能調查問卷問題32 ，學生在生活中與現(xiàn)行教學中提出了一個暫時性的回答后，沒有進一步檢驗自己假設的意念和行動。解題教學中培養(yǎng)學生的證據(jù)意識。假設檢驗是導致科學發(fā)現(xiàn)的方法之一 M.W艾森克，M.T基恩認知心理學上海：華東師范大學出版社2004第四版439。對某一現(xiàn)象，觀察、積累

66、體驗、獲得經驗、進行評論、提問、探索后，假說可能隨之產生。建立假說前要有實驗體驗。創(chuàng)造力階段論 M.W艾森克，M.T基恩認知心理學上海：華東師范大學出版社2004第四版500（Wallas）把創(chuàng)造過程分為四個主要的階段：準備期、醞釀期、啟發(fā)期、確認期。提出假說一般位于第三階段，檢驗在最后階段。提出假設前，必須先提出問題，明確問題，積累經驗。引導探究的是問題，不是假說，如滑動摩擦力與哪些因素有關，又如重物比輕物下落得快慢的探究。假說是在實驗操作過程中總結獲得的。如如滑動摩擦力可能與接觸面大小有關就是一個假說，正確與否要用實驗驗證。 亞里士多德對他假說的驗證是日常生活經驗，物體推一推動一動，不推則

67、停止。伽利略則通過理想斜面實驗進行驗證。對物理學史上某個“假說”提出的前因后果的過程學習。例如萬有引力定律應用的教學中，海王星的發(fā)現(xiàn)就是一個科學探究中發(fā)現(xiàn)問題、建立假說、進行理論推理、實驗檢驗、證偽假說修正理論或證實假說發(fā)展理論的范例。科學探究過程具體分析如下：首先，發(fā)現(xiàn)問題。1781年發(fā)現(xiàn)的第七顆行星天王星的運行軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律，考慮六大行星對它的引力作用后計算出來的理論軌道有一定偏差。第二，形成假說。有人推測，天王星軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星，它對天王星的引力作用引起了上述偏差。這個假說是對所要研究的問題提出暫時性的回答。但這種假設是一種更高級的猜測，是建立在萬有引力定律之上的

68、系統(tǒng)的有理論依據(jù)的猜測。第三，理論推理，實驗檢驗。亞當斯和勒維列分別計算出這顆未知行星命名為海王星。1846年9月23日，德國柏林天文臺的天文學家伽勒根據(jù)勒維列提供的海王星圍繞太陽運動的軌道數(shù)據(jù)，用望遠鏡觀察到海王星，從而確認了這顆太陽系的第八顆行星的存在。第四，證實假說發(fā)展理論。海王星的發(fā)現(xiàn)不但意味著推測假說的成立，也又一次證明了萬有引力定律的正確。2、收集證據(jù)的途徑、提出解釋的方法收集證據(jù)的途徑高中物理教學中，證據(jù)在邏輯推理過程中使用。證據(jù)包括科學解釋所依賴的觀察結果和數(shù)據(jù) 美國國家研究理事會美國國家科學教育標準科學技術文獻出版社1999141。證據(jù)的來源有直接證據(jù)，如觀察的結果、實驗的結

69、果；間接證據(jù)如已公認的知識、實驗數(shù)據(jù)和結論。用作證據(jù)的實驗數(shù)據(jù)應經得起別人重復實驗的檢驗。對學生來說，只要是圍繞自己所探究的問題的種種觀測結果、實驗數(shù)據(jù)、相關的說明和解釋，都可以稱之為證據(jù)。使用證據(jù)的規(guī)則論證過程分原理、證據(jù)、推理過程、結論幾個部分。證據(jù)與結論之間應有嚴格推理作為保障。推理可以分為有效推理和無效推理 M.W艾森克，M.T基恩認知心理學上海：華東師范大學出版社2004第四版。一個結論被判定錯誤了，要讓學生分清錯誤的根源是原理應用錯了，還是證據(jù)不適用，抑或是模型不適用，還是推理過程錯了。學生們能夠參與提出論據(jù)、據(jù)理力爭和作出解釋的能力，都要靠平時的訓練來培養(yǎng)。 美國國家研究理事會美

70、國國家科學教育標準科學技術文獻出版社199953提出解釋的方法 在物理教學中，要培養(yǎng)學生證真的思維，也要培養(yǎng)證偽的意識。即對某些結論，只要舉出一個反例，就可證明它偽。解釋是科學事業(yè)的核心。科學的目的是對已有的世界的解釋。解釋種類有描述式解釋，定性式解釋，定量式解釋。描述（陳述）是對觀察、實驗的記錄。描述是解釋的基礎。描述是證據(jù)，解釋是觀點?？茖W的解釋就是把現(xiàn)有的科學知識和來自觀察、試驗、模型的新證據(jù)組合成具有內在一致的，符合邏輯的說明 美國國家研究理事會美國國家科學教育標準科學技術文獻出版社1999。培養(yǎng)學生證據(jù)意識是要在培養(yǎng)推理論證能力的過程中實現(xiàn)。解釋數(shù)據(jù)的方法一般有邏輯法（歸納、演繹、反

71、證等），圖表法，計算機輔助法等。提出解釋需要注意：邏輯過程簡明。注意常見的邏輯錯誤 張紅霞科學究竟是什么北京：教育科學出版社200386。如以偏概全，一次觀察得出普遍結論；相關解釋為因果；無法證明不存在即為存在；科學解釋與隨意解釋。當他人對你的解釋提出質疑時，你的解釋就成為一種為證明自己所言正確的辯護。學生提出自己的解釋是將所觀察到的與已有知識聯(lián)系起來學習新知識的方法。對于學生，這意味著對理解的更新。3、結論評價的重要、合作交流的技巧結論評價的重要探究學習有四個特點 鐘啟泉現(xiàn)代教學論發(fā)展教育科學出版社1988363- 364，第一個特點是“學生自主地抓住自然的事物、現(xiàn)象，通過探究自然的過程而獲

72、得知識。”第三個特點是“旨在有效地形成認識自然之基礎科學概念?！边@兩個特點指出了探究學習不僅要關注過程，也要注重得出結論，不能僅僅停留在探究的過程中，而且要讓學生最終獲得知識結構的更新。自主地發(fā)現(xiàn)問題所在，嚴密地分析問題，善于得出適當?shù)慕Y論，可以培養(yǎng)學生的決策能力?！岸每茖W和有科學的本領還可使學生們有足夠的能力勝任將來的各種重要而富有成效的工作。工商企業(yè)者所需要的新就業(yè)者就是那種善于學習、善于推理、思維有創(chuàng)造性、能決善斷、會解決問題的人?！?美國國家研究理事會美國國家科學教育標準科學技術文獻出版社1999合作交流的技巧彼此間把自己有的提供給對方；或者相互溝通叫做交流?？茖W探究和學生學習科學的

73、一個重要階段就是口頭和書面交流。交流的手段有口頭、電子、書面、繪畫、圖表、模型、數(shù)學等各種交流方式。開展探究教學需要發(fā)展學生的合作交流技能。為了促進合作，需要給學生講授、示范一些合作技能，例如共享科學資料、專注于自己的任務、按計劃完成任務、承認組員的貢獻、幫助組員、獲得組員幫助、在組中談話時使用適當?shù)恼Z氣、主動傾聽、復述他人的科學思想、協(xié)商必要時讓步、對問題的答案進行判斷、堅持自己的看法等。（2）高中生探究學習情況調查與分析要有效開展探究教學，必須了解學生的對于探究的認識，對待探究的態(tài)度，已有的探究技能的情況。本調查目的是了解高中學生的探究學習技能理解和運用情況。設計分為探究態(tài)度、探究技能、和

74、探究的元認知三個維度。維度一探究態(tài)度設計11個問題；維度二探究技能包括探究流程模式與和探究基本技能、整合技能，共設計54個問題；維度三探究的認知與元認知策略設計11個問題。共計76個問題。調查對象：姜山中學2004級高一（1）班，53人；高一（5）班，52人；共105人，有效問卷102份。采集有效數(shù)據(jù)102×76=7752個。從調查結果看：；比較喜歡猜想，但對于學習中的想法、假設不太愿意動手驗證檢驗，占56.88，對于生活和學習中的想法，更少去設計實驗驗證，占86.47，原因可能是學生認為生活中缺乏做實驗的條件，占74.51，家里沒有一個工具箱，占69.61；進行實驗、收集證據(jù)意識薄

75、弱，分析得出結論情況較好；合作意識欠強，反映出的問題是自我評價高的學生愿意幫助別人，自己評價低的學生，不愿向他人學習。平均得分小于3分的問題分析平均得分小于3分的問題，合作與交流所占比率最大62.5%，主要表現(xiàn)為缺少學習伙伴，不愿意向他人求教，自己評價高的愿意幫助別人，自己評價低的，不愿向他人學習。對于提出問題，平均得分小于3分的問題占60%，主要表現(xiàn)為沒有提問的習慣，提不出明確的問題。對于分析與論證得出結論，平均得分小于3分的問題占55.6%，主要表現(xiàn)為對問題的假設或想法，形成后不太會動手用各種實驗或各種推理來證明它是正確的，較少或不習慣用數(shù)字或數(shù)學關系式表達生活中的實際問題66.67%。回

76、答得分最高的是探究態(tài)度與探究的流程模式。對于探究的流程，每個學生基本上了解。學生自己動手進行實驗的條件極其缺乏，問題9“在我的生活中，缺乏條件去做一些實驗”%。問題36“我會把生活中的實際問題用數(shù)字或數(shù)學關系式表達出來?！?，利用數(shù)學解決生活中的實際問題意識薄弱，實踐缺乏。調查啟示開展物理探究教學能夠保持和激發(fā)學生的好奇心，滿足求知欲望，是受學生歡迎的，有相當?shù)膶W生基礎。但要有效開展探究教學，以下三點必須重視：首先，開展高中物理探究教學務必加強實驗，不僅是教師做給學生看，改變學生感性認識匱乏、實際經驗缺乏的實際現(xiàn)狀，更要加強學生自己動腦設計、動手做，有自己的實驗目的的假設檢驗型的設計性實驗。開

77、展實驗教育，學校、社區(qū)、家庭都要采取行動。學校要開放已有實驗室，更新儀器，加強專職指導教師。學校、社區(qū)要共建實踐場所、調查單位，定期組織社區(qū)內的專家進行講座，輔導學生創(chuàng)新實驗。家庭應鼓勵學生進行家庭小實驗、小制作、小發(fā)明。其次，物理教學中重視理論基礎是中國教育的傳統(tǒng)之一。演繹推理是學生的強項，實驗和歸納推理是學生的弱項，探究教學中要有意識地培養(yǎng)學生自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，注重學生個人認識史中的原始創(chuàng)新。第三，要培養(yǎng)學生的合作意識。調查反映出的問題是自我評價高的學生愿意幫助別人，自己評價低的學生，不愿向他人學習，認識到這點，在合作探究教學中教師應有所作為。2、實踐研究：（1）高中物理探究技

78、能的分類與訓練綜合文獻，探究技能包括科學過程技能和科學探究流程模式兩項。結合我國科學教學實際情況，以及高中生的認知特點，將科學探究過程所需的技能分為基本技能與統(tǒng)整技能兩大類。基本技能分七種：觀測、分類、預測、推理、建模、信息、交流。統(tǒng)整技能又分五種：形成假設、操作型定義、控制變量、實驗、解釋資料并得出結論。探究技能科學過程技能科學探究流程模式基本技能統(tǒng)整技能下圖是探究技能的分類圖：科學探究流程模式是一種思考模式，是關于如何進行科學探究的認知策略，也是人們對科學探究的理解。例如我國九年義務教育物理課程標準（2001）、普通高中物理課程標準（2003）提出7項科學探究要素：提出問題、猜想與假設、制

79、定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。這是我國初、高中物理教學對科學探究流程模式的概括?？茖W探究流程模式都是對科學家們的科學研究活動的模仿，具體統(tǒng)合了科學過程的各種技能，可以使學生增強處理問題的能力、思考判斷能力與創(chuàng)造能力。科學過程的基本技能有：觀測，包括觀察（Observing）與測量（Measuring）。觀察的訓練項目：觀察的客觀性的訓練。觀察的記錄或者觀察的描述必須與研究對象的客觀實際相符。描述是解釋的基礎，描述是證據(jù)，解釋是觀點。 張紅霞科學究竟是什么北京：教育科學出版社200371解釋不是事實；想象不是事實，推理不能代替事實。觀察的記錄或者觀察的描述最

80、好能夠量化。能夠用列表法記錄觀察數(shù)據(jù)。表達時要將證據(jù)（事實）和觀點分開。觀察的準確性的要求。觀察應該科學、仔細、一絲不茍。要尊重數(shù)據(jù)，保留原始數(shù)據(jù)，不篡改數(shù)據(jù)。在知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀三維課程目標中，觀察是技能的一種；誠實屬于第三維目標情感態(tài)度價值觀。誠實是科學思維方法和科學工作的基礎。在科學界，誠實受到高度贊揚。在科學課程中有許多機會展示誠實的意義和價值。觀察的結構性的指導?？茖W觀察是有理論指導的觀察。觀察要事先確定目的，事先或事中制定觀察計劃，宜在一定的理論指導下進行探究。觀察的易錯性的重視。觀察的錯誤來自觀察者、儀器和被觀察對象。觀察的重復性的認識。對一個自然現(xiàn)象的科

81、學觀察，一個觀察者多次的觀察的結果在誤差允許的范圍內應保持一致，其他觀察者在同樣的實驗條件下也應能獲得相同的觀察結果。測量的訓練項目：測量系統(tǒng)的選擇。了解什么時候使用什么測量系統(tǒng)。這是測量的一個重要訓練目標。例如要測量金屬導線的直徑，測量精度要求0.05mm，那么學生應該知道用精度為0.05mm的游標卡尺，而不是毫米刻度尺或螺旋測微器。測量儀器的操作。基本儀器的操作訓練是中學理科教學中培養(yǎng)學生技能的一個重要途徑。原始數(shù)據(jù)記錄。例如總是報告和記錄你觀察到的東西，而不是你想象應該是的東西，也不是你認為老師想要的東西；不要因為與其他人得到的結果不同而涂改自己的原始數(shù)據(jù)，改變自己的計算結果。估算水平的提高。例如要學生比擬1摩爾氣體在標況下所占的體積22.4L有多大，許多同學不能正確回答。說明學生沒有受到估算的訓練。在本文所做的高中生探究技能調查問卷第50題中“初到一個教室，我能估計出這個教室面積有多少平方米”。只有約26的高一學生自認為能估計出，約49自認為不能估計。5分為最高分，該題平均得分是分。分類（Classifying）：在深入觀察的基礎上，將觀察到的不同事物用一定的標準加以整理歸類的過程。分類的訓練項目：分類標準的確定。進行分類首先要確定分類的標準或依據(jù)。例如可以把帶電粒子在勻強電場中的運動情況進行分類。分類標準是初速度和磁