科学探究在中学物理新课程中实施的研究【毕业论文】.doc

1、毕业论文 文客久久 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 科学探究在中学物理新课程中实施的研究 学 院： 学生姓名： 专 业： 物理 学 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 文客久久 目录 摘要 . 1 ABSTRACT . 2 引言 . .3 第一章 科学探究的界定 . 4 1.1 科学探究的由来 . 4 1.2 科学探究的概念 . 5 1.3 科学探究的教学目标 . 5 1.4 科学探究的步骤 . 6 第二章 科学探究案例分析 . 7 第三章 科学探究在物理教学中实施的现状和效果 . 10 第四章 科学探究在中学物理教学中出现的问题及解决对策 . 13 4.1 出现的主要问题

2、. 13 4.2 对策和建议 . 14 结束语 . .16 参考文献 . .17 致谢 附录 毕业论文 文客久久 摘要 科学探究在中学物理新课程中 实施的研究 摘 要 近几年，各国纷纷进行了教育改革，科学探究作为物理新课程改革中的一项重要内容被提出。中学物理是一门以实验为基础的学科，研究科学探究在中学物理新课程中的实施现状、存在的问题以及解决措施，都有一定的现实意义。在当前的新课程改革的背景下，科学探究作为物理课程改革的核心内容，如何很好地在中学物理课程中实施科学探究教学方式就成为一个现实又迫切的问题。 在此基础上，本论文第一部分是对概念的介绍，目的是对科学探究进行界定；第二部分是研究科学探究

3、的历史背景，目的是对科学探究的进一步发展提供依据；第三部 分是 科学探究教学的研究成果和现状，目的是了解前人的理论成果和科研成果；第四部分是 探究对于物理课程的重要性 ， 希望能够更加重视，能够进一步完善这一方面的政策；最后一部分是存在的问题及原因分析， 目的是通过分析，找出解决方案， 通过以前的成功和失败经验，作进一步的改进 。 关键词 课程改革； 科学探究；中学物理；实施毕业论文 文客久久 Abstract THE IMPLEMENTATION OF THE RESEARCH OF SCIENTIFIC INQUIRY IN HIGH SCHOOL PHYSICS COURSE Abstr

4、act In recent years, countries have carried out education reform, Scientific inquiry as an important part of the new physics curriculum reform have been proposed. High school physics is a laboratory-based disciplines, The study of scientific inquiry of the status of implementation、 problems and solu

5、tions in new curriculum in high school physics, have some practical significance. In the context of the new curriculum reform, scientific inquiry as the core content of the physics curriculum reform, how to Implement the teaching methods of scientific inquiry well in high school physics courses beco

6、mes a real and urgent problem. On this basis, the first part of this paper is the introduction of the concept, the purpose is to define the scientific inquiry; the second part is to research the historical background of scientific inquiry, the purpose is to provide the basis for the further developm

7、ent of scientific inquiry; the third part is the research results and the status quo of scientific inquiry teaching, the purpose is to understand the previous theoretical results and scientific research; the fourth part is to explore the importance of the physics curriculum which is hoped to be able

8、 to pay more attention to, improving this aspect of the policy further; the last part is problems and cause analysis, the purpose is to find a solution by analyzing, be further improved through previous success and failure. Key Words curriculum reform; scientific inquiry; physical; implement毕业论文 文客久

9、久 引言 随着经济的全球化和信 息化，各个国家之间在人才方面的竞争越来越激烈。因此，教育改革在社会发展中占有十分重要的地位。传统的教育方式是机械式地传授和接受知识，抹杀了学生的自主思考能力，动手操作和创新能力，这必然会抑制整个社会的进步和发展。科学探究实施合理与否，会影响到学生的素质，影响到我国未来科学技术与社会的发展。物理是一门以实验为基础的学科， 因此研究科学探究在中学物理新课程中的实施现状、存在的问题以及如何进一步改革，都有一定的现实意义。 新一轮的课程改革要求教学朝着自主、合作和探究学习的方向发展。 物理新课 程 改 革把科学探究作为重要内 容 。 随着新课程改革的进行， 科学探究课程

10、已经慢慢地走进了中学物理教育的课堂，物理新课程中对研究课程已有自己明确的定义，主要目的是让学生从消极被动的接受性学习向积极主动的探索性学习转变。随着教育的不断改革，学习物理知识与探究物理问题在现代学习中将实现一次翻转。然而 由于传统教师对科学探究教学方式研究缺乏经验和训练以及资金投入不足等一些问题，科学探究在实际物理课程中的实施还存在着一些问题。 本文通过对中学物理新课程中科学探究教学模式的实施现状及其存在的问题的了解，为科学探究的有效实施提供参考。毕业论文 文客久久 第一章 科学探究的界定 1.1 科学探究的由来 19 世纪中后期 ， 科学课程进入学校课程，获得了一定的地位，但是教的情况不是

11、很理想。科学教师只是从一般原则，武断地传授知识和教诲，学生只是被动地接受现有的科学知识，死记硬背 ,并把它抄下来， 这 相当于 一个科学教育拷贝 ,受到了教育界 尖锐的批评 ， 认为“ 不称职的教师要求学生死记真理 ， 而优秀的教师则教给学生发现真理的基本途径和方法 ”。教师不应该一味地 教 给 学生 现成的 知识 ，应该设法让学生自己去发现探索，通过他们的活动来获得， 引导他们去探索 ， 试着找出更多 科学原理。那么 在科学 教学中 如何引导学生去探索呢？很多科学教育工作者积极倡导把科学方法 (观察方法、实验方法和归纳方法 等 )用于理科教学 ， 引导学生进行探讨。这些观点为科学探究进入中学

12、理科课堂打下了基础，还为 如何 开展 科学 探究 课程 指明了方向。 20 世纪 70 年代，随着经济和科技的发展，各个领域的竞争逐渐增强。然而，在经济竞争背后却是科学技术的竞争，谁掌握了科学技术的制高点，谁就可以在以科技为基础的综合国力的国际竞争中处于领先地位 1。科学技术的竞争实际上就是人才的竞争，因此各国对于人才的需求也越来越大。世界各国都非常重视教育的发展，把它当作经济发展，增强国力的重要途径，但是现有的教育制度无法满足激烈的竞争，教育改革刻不容缓。 上世纪 50 年代以来，教育改革拉开了序幕，教育理论，方法和模式不断更新变革，出现了许多新的教学模式和方法。例如：日本提出“智力投资”、

13、“开发头脑资源”，把国民经济总支出的百分之二十 左右花费在教育上面，使科技力量迅速壮大，国民素质不断不断提高，获得了促进经济发展神奇般的功效，使日本一举成为世界经济大国 2。在日本经济快速发展的形势下，美国没有等闲视之， 1983 年向国民大声疾呼：“若想维持和改造我们在世界市场上尚有的一点竞争力，我们必须致力改革我们的教育制度 3。”在这严峻的形势下，美国科学院在 1996 年推出的国家科学教育标准中提出了探究学习与教学，其核心是以培养学生科学的思维能力为根本目标；以科学方法和思想作为最主要的教育内容；贯穿让学生参与“以探究为中心”的教育方法。 美国 教育心理学家 加涅于 1964年首先在

14、Journal of Research in Science Teaching 发表关于科学探究教学的论文。虽然“学探究能力”，“学探究过程”这些名词是在伴随着科学课程改革才频繁出现的，但究其实质而言，它却是杜威的“做中学”的教育思想和布鲁纳的“发现法”的理论精华，比如强调学生在类似于科学发现的教学过程中，亲自动手参与发现的过程，注重在体验中学习，从而 提高实践能力和创新能力以适应未来生活的需要 10 。 中国是一个人口大国，教育的改革和国民素质的提高就显得尤为重要。高素质，高技能的现代人培养仅仅依靠传统的机械被动式的教学方式是行不通的。因此要培养现代人，必须改变传统的教学模式和理念，形成能够

15、激发学生学习兴趣和潜能，培养学生的动手能力、创新能力和科学情感的教育观，真正让学生参与到教学过程中来。落实“科教兴国”战略，实现中华民族的繁荣与发展。 任鸿隽在 20 世纪初指出：“科学于教育上之重要，不在于物质上智识而在于其研究事物之方法；尤不在研究事物之方法，而在 其所与心能之训练。 吾甚望言教育者加之意也 4。”说明了科学方法和科学精神比科学知识更加重要。在总结过去课程改革设置经验的基础上，1963 年教育部印发了全日制中学物理教学大纲 (草案 ) ,开始注重科学探究能力的培养。 毕业论文 文客久久 21 世纪是知识经济的时代，强调创新能力在经济发展中的价值，迫切需要与之相适应的教学制度

16、和人才。同时，在借鉴外国教育改革的成功经验的基础上，我们也意识到恪守传统的教学方式将会阻碍教育的发展，中学生对世界充满好奇，动手能力强，被动的机械式学习状态会使学生的创新意识和动手能力得不到很好的发展。因 此，新课程倡导自主、合作、探究的学习方式。 2001 年 6 月国家教育部印发基础教育课程改革纲要（试行） 5的通知，新一轮的基础教育课程改革旗帜明确地提出了新世纪中国基础教育课程改革的核心理念，勾画了中国特色的现代化基础教育改革发展，必将营造一个适合培养人才的教学模式和环境。2001 年 7 月，全日制义务教育 物理课程标准（实验稿）首次 将“科学探究”纳入内容标准 7。科学探究不但是一种

17、非常好的学习方法，而且是一种非常好的教学方法，它 旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究转化， 从学生被动接受知识 向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的科学探索精神。 1.2 科学探究的概念 探究，从广义上来讲是指独立解决一切问题的活动，既是科学的专门研究，也指一般人解决问题的活动，它还包括儿童错误性的尝试和摸索。狭义的探究就是指科学探究。 针对于不同的对象，科学探究的概念也有所不同。一是指科学家的探究活动；二是指学生的探究性学习。 在标准中对科学探究的表述是：科学探究指的是科学家们用来研究所获事实证据的作出解释的各种方式。科学探究也指的

18、是学生构建知识、形成科学观念，领悟科学研 究方法的各种活动 6。学生的探究与科学家的探究有很多相似之处，但也存在着本质的区别。本文研究的主要对象是中学生，教育中的科学探究是指学生在老师的指导下自主参与探索而获得知识、应用知识、解决问题的学习方式。 1.3 科学探究的教学目标 科学探究主要是培养学生学生探索科学、用科学的精神和爱科学的情感。科学精神包括科学知识、科学思想、科学的探究方法和科学的价值观等等。根据以 上内容，科学探究的教学目标可分为三个方面 :19 1.知识与技能 任何科学探究活动都是为了学习一定的知识，掌握一定的技能。科学探究教学是在 教师的教和学生的学的过程中找出需要解决的问题，

19、即发现和提出问题，然后建立猜想和假设，查阅和搜集相关资料，设计实验方案，最后得出结论和与其他小组评价交流。实验结论和合理的解释就是科学探究教学的认知目标，在这一过程掌握的实验方法和动手能力的锻炼就是技能目标。 2.过程与方法 科学探究教学中，知识和过程之间没有明显的界限，他们是相互影响的，知识的学习固然重要，但是我们更重视过程。因为在一个未知问题的探究过程中，必然会遇到意想不到的毕业论文 文客久久 问题和挫折，学生对这一陌生现象的思考，是提高其假设、推理、判断等探究能力最好的方法， 这很大程度上激发了学生学习的兴趣，培养了其实事求是的科学探究精神。 3. 情感态度与价值观 （ 1）激发学生的好

20、奇心和求知欲，增强他们探索自然的动机和兴趣，在探索和了解自然的过程中体验学习和科学探究的兴趣。 （ 2）培养学生实事求是的科学态度，自然规律是不以人的主观因素而改变的，要尊重自然，探索自然。 （ 3）培养小组合作的精神，学会小组内外沟通交流，敢于发表自己的见解，虚心改正错误的观点。 三维目标之间是相互联系，三者相互交融存在于科学探究教学模式中。情感态度与价值观目标是知识与技能、过程与方法目标的基础，知识 目标和过程目标更是密不可分，学生在过程中实现了知识目标，在实现知识目标的同时，完成了过程目标，因此三者是相辅相成、密不可分的。 1.4 科学探究的步骤 美国国家科学教育标准中指出：“探究是一种

21、复杂的学习活动，需要做观察；需要提问题；需要查阅书刊及其他信息源以便了解已有的知识；需要设计调查方案；需要根据实验证据来核查已有的结论；需要运用各种手段来搜集、分析和解释数据；需要提出答案、解释和预测；需要把结果告知与人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释 8。”在物理新课程标准 7中提出了科学探究的七个步骤：提出问题猜想和假设制定计划与实验进行实验与收集证据分析与讨论合作与交流，当然在实际教学活动中，并不是一定要严格按照这几个步骤，依据实际情况可以省略其中几个步骤。在这个活动过程中，既能激发学生的学习兴趣，又能掌握知识和研究方法，形成探究能力。在探究的过程中

22、，能体现新课改中以学生为主体、教师为指导、问题为主线的现代教学理念。毕业论文 文客久久 第二章 科学探究案例分析 物理学是一门科学，是研究物质结构、物质相互运动和运动规律的自然科学。科学探究是物理学的一个本质特征。新课程改革提出将科学探究作为物理学习和教学的一种重要方式。随着国家教育部的重视和大量资金的投入，科学探究教学已经慢慢步入中学的课堂。传统的教学方式是运用原有的教师讲授的教学模式，学生的主要任务就是接受知识，叫做“接受性学习”，而现代的教师是在 教的过程中启发点拨学生，但要“点到为止”，让学生通过自己的体验、经历去探索掌握新知识和解决问题，自主建构知识体系，也就是“探究性学习”。“探究

23、性学习”展示了学习者由感性到理性，最终归纳出结论的探究过程 9。 在物理新课程中，科学探究实施主要有以下几个过程： 1、问题阶段 首先是提出问题，教师设置教学情境，引导学生提出问题，也可由教师自己提出一些问题，激发学生独立思考。其次是进行选题，教师和学生都可能提出许多问题，但在课堂中，由于时间、器材等条件有限，不可能对所有问题都进行探究，这就需要选定一个或几个问题。在问题阶段要注意的是选题要与学生的心理认知和发展水平相适应，需要联系教材。 2、计划阶段 在实验开始前，首先要进行分组，计划好方案，使探究过程具有目的性，明确探究方向和方法，在条件允许的情况下，实验方案和其他同学讨论交流，由老师评审

24、。 3、研究阶段 这是物理探究最重要的一个环节，学生开始动手实验，记录数据，收集相关信息，教师可适当地点拨启发学生。学校实验室的设备和仪器要齐全。 4、解释阶段 在这一阶段，学生主要将旧知识与新知识联结起来，在旧知识的基础上将探究结果纳入到原有的知识中，形成新的理解和解释。对于学 生的实验结论，教师要给予指导和修改，针对学生提出的问题，进行启发和回答。 5、反思阶段 这是整个科学探究必不可少的一个部分，因为在前面的几个阶段中必然会遇到一些意想不到的问题，对这一现象进行反思，是培养严谨的科学态度重要的组成环节。从证据到解释的推理过程是否存在缺陷和主观因素，和其他小组进行讨论比较，从而得出一个正确

25、的结论。 下面以水会增大物体间的摩擦力吗？为例进行探究： 导言： 在学习“摩擦的利和弊”这节内容时，会讲到下过雨后，有水的地面上人特别容易滑倒，所以水可以减小物体间的摩擦力。但是一个学生提出这样 一个问题：农民耕地使用铁楸，感到滑时，为了更容易抓紧，会往手心吐一口唾沫，这不是水使得物体间的摩擦力增大了吗 ?这个问题作为教师可能也没有充分的准备，不知道怎么解释，但教师一定要保护好学生的好奇心和求知欲，激发他们科学探究的兴趣。 探究过程： 在探究时，首先是让学生提出问题：生活经验说明，水有时会减小摩擦，有时会增大摩擦，那到底是毕业论文 文客久久 增大还是减小呢？这就需要同学们用实验的方法进行探究了

26、。 根据科学探究步骤，第二步是进行猜想和假设，水增大还是减小摩擦，可能和哪些因素有关呢？让学生自主猜想，教师也可根据实际情况适当启 发学生：可能和物体表面的性质有关。在这基础上，接下来就是制定实验方案，在这个过程中让学生设计实验，教师可做“温馨提示”，关于实验中应该注意的一些问题和细节（比如控制变量、设置对照组等），经过讨论，可选用油漆过的木板和未油漆过的木板，然后把木块分别放在水平放置的油漆过的木板和未油漆过的木板上。实验方法是：用弹簧秤水平拉着木块，保持木块做匀速直线运动，弹簧秤的示数就是木块所受到的摩擦力的大小。先在干燥的表面上各做一次，再在湿的表面上各做一次，设计实验表格和记录实验数据

27、： 实验情况 接触面干燥时，弹簧秤的示数 /牛 接触面有水时，弹簧秤的示数 /牛 木块在油漆木板上匀速滑动 木块在未油漆木板上匀速滑动 准备工作完成后，学生选取实验仪器，认真地做起了实验。大家分工合作完成实验。根据最后的实验数据，的确出现那位同学所说的现象。师生讨论归纳得出：可能是未油漆过的木板会吸水，而油漆过的木板不会吸水的缘故。 此处教师可趁热打铁追问：“为什么吸水和不吸水的表面会有不同的摩擦力呢？”对于刚刚通过自己亲自动手得出结论的学生，这进一步激发了他们的求知欲，学生们八仙过海 各显神通，有的学生说：“木板吸水后材质会有所改变。”有的学生说：“油漆过的木板沾上水后，木块与木板之间形成了

28、一层水膜，而未油漆过的木板会吸水，不会形成水膜。”这一解释基本到位，教师先予以肯定再归纳补充：水减小摩擦的关键是水使两个物体之间形成水膜。油漆过的木板不吸水，沾上水后，木块与木板之间形成了一层水膜，使得摩擦力减小。未油漆过的木板会吸水，木板与物块之间不会形成水膜，而且吸水后材质会有所改变，使得摩擦力增大了。 正当大家为实验的成功而万分喜悦时，又有一个学生提出来一个问题：“看！在未油漆的木板上，如果放 很多很多水，弹簧秤的示数变小了？”教师肯定这个现象：“谁能解释一下这个实验现象？”通过前面的实验和解释，学生一般能回答出：“一定体积和质量的木块所能吸收的水分是有限的，当有很多水时，有一部分水不会

29、被吸收，因此会在木板和木块之间形成一层水膜，使得摩擦力减小了。” 反思与评析： 中学生（尤其是初中生）的思维正由形象思维向抽象思维过渡，他们对世界充满好奇，想法千奇百怪，陶行知先生说过：“好的老师不是教书，不是教学生，而是教学生学。”作为一名合格的物理教师，必须走近学生，了解学生的想法，即使对于和课本中的知 识有所抵触，教师也一时解释不了的问题，教师不该回避，而是积极引导他们探索未知世界，这样不仅使学生的知识得到了强化，还培养了学生的动手能力，保护了学生的求知欲望。事实证明：学生在自主探究的过程中遇到的困难挫折以及成功的喜悦乃是学习者最有价值的东西。 科学探究使学生在一个开放、多元化的环境中学习，提高了学习效率，获得了更多的信息，培养了各方面的能力。在科学探究教学过程中， 教师可以通过实验演示 ,创设物理情 境 ,使学生对教学内容 产生强烈 的 学习 倾向。例如 :在讲光的折射时 ,可以 这样导入新课 :在讲台桌上放一个 不透明的玻 璃杯 ,让学生站在适当的位置上观看 ,并 提问 学生 ： “ 同学们 ,现在你们能不能看到 玻璃杯 的底部呀 ?”“ 不能 ” 。 “ 那么在你们 所处的位置不变的情况 下 ,