中学物理探究性学习研究课题.DOC

1、 1 “中学物理探究性学习研究”课题 结 题 报 告 一、课题提出的背景 当人类进入二十世纪中叶以来，随着科学技术的迅猛发展，人类社会生活发生了深刻的变化，信息化、全球化趋势不可阻挡，导致人类对知识、能力、竞争力等许多概念有了新的认识。特别是我国在 2001 年 6 月召开的全国基础教育工作会议和国务院关于基础教育改革与发展的决定中，确立了基础教育发展的总方向 素质教育。随着我国义务教育新的物理课程标准的颁布与实施，使我们明确了这轮新课程改革是以全面推进素质教育为宗旨的；培养和发展学生的创新精神与实践能力、收集 和处理信息能力、主动和自主获取新知识的能力、分析与解决问题的能力、交流与协作的能力

2、及对自然环境和人类社会的责任感与使命感是改革的基本思想；以学生发展为本是改革的中心任务。我市开展的“中学物理探究性学习研究”的课题实验主要基于以下四个方面的考虑： 1、社会发展的需要。 21 世纪是知识经济的世纪，知识经济的本质是创新，而创新的核心是人，是人的创新意识、创新精神、创新能力。然而，传统的“教师是知识的传授者，学生是知识的接授者”的旧观念仍然影响着一部分教师，导致课堂教学学生学习被动，学习方式单一，缺少自主探索、合作学 习、独立获取知识的能力。在初中物理的学习中开展探究性教学，旨在增进学生的探究和创新能力，为他们将来走向社会后成为创新型的公民和人才奠定基础。 2、学生发展的需要。教

3、育要满足学生不断发展的要求，当前我国教育教学改革中最重要，也是最紧迫的任务是培养学生的创新精神和实践能力。要创设一种培养学生创新精神和实践能力的学习环境，充分挖掘学生的创造潜能，展示自己的个性。 3、教师发展的需要。综观当前的教学现状，许多教学活动其实还是一种单向度的传授，而非双向度的教学交流活动。教师更多考虑的是拿出典型和优秀的教学范例，很少考 虑到如何培养学生自主探究的学习意识，引导他们主动参与到教学活动中来，充分发挥他们的主体角色作用。从而引导教师重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力。所以，开展此课题研究有利于提高教师的自身的发展。 4、新课程改革的需要。我市从 200

4、3 年秋开始实施初中的新课程改革，新一轮基础教育课程改革把“培养学生探究能力”作为科学课程的核心目标。九年义务教育物理课程标准明确指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一”。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承积累向知识的 探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，2 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探索精神”。所以在初中物理中开展探究性学习，既是基础教育改革的核心目标，又是物理课程标准 1 对中学物理教学的重要内容和要求。 综上所述，开展“中学物理探究性学习研究”课题实验，对于提高我市初中物理的教与学水平具有非常好的

5、现实意义。为此，我市通过学校自主到市教研室申报，然后市教研室到省教研室申报立项，最后获得省教研室立项批准的实验学校是渔洋中学、周矶中学、高石碑二中。 二、课题有关概念的界定 1、探 究 广义的探究是指对世上任何事情和所有事物的认识活动。它存在于我们生活实际的各个方面，既无研究范围的限制，也无研究方法的限定。狭义的探究是指科学探究，它是在一定的信念和假设指导下进行的，即科学家提出关于自然界的问题，寻求答案，深化理解的过程。 2、科学探究 我国义务教育新的物理课程标准对科学探究并没有明确的定义，只有这样的一些表述：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。” “学生在科学探究活动中，通

6、过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科 学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。” 科学探究原是科学家们研究自然界的科学规律时所进行的科学活动。进入20 世纪 80 年代后，世界上一些国家的基础教育将科学探究引入学生的学习过程之中，把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验。因此，科学探究是学生在物理课程和现实生活的情境中，通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能、方法的学习方法和学习过程。科学探究关注的目标是：让学生经历探究过程、获得理智和情感体验、积累科学

7、知识和方法 。 3、探究性学习 本课题中的“探究性学习”主要有两层含义：一是科学探究的学习，即“在物理学习中学习探究” 。就是学生通过物理学习活动，体验科学探究的乐趣，学习科学探究的方法，培养科学探究的能力，领悟科学思想和精神；二是以科学工作者进行科学探究时的过程为模式的教学活动，既“在探究中学习物理” 。就是在教师指导下，学生针对研究课题提出假设，设计研究方案，验证假设，抽3 象出物理概念，归纳出物理规律，从而培养学生的科学探究能力、科学态度和科学精神。 三、课题研究的理论依据 1、杜威实用主义探究性学习理论 杜威从实用 主义立场出发，认为社会发展变幻莫测，充满危险，具有不确定性和不安定性。

8、因而，“实用效果有用与否”就成为一切知识是否是真理的标准。他认为世界不存在永恒的真理，人在不确定的世界能延续下来不是靠“所谓的真理”，而是靠不断改造的经验，从根本上说是凭借着探究能力。杜威首次提出了较为系统的探究式教学理论，强调培养学生的主动性探索精神和解决实际问题的 2 能力。 2、建构主义学习理论 建构主义学习理论提倡的学习方法是教师指导下的、以学生为中心的学习；它认为学习过程的最终目的是完成意义建构，强调要“以学生为中心” ，要重视 “情境”的创设和“协作学习”。 3皮亚杰的教育思想 皮亚杰根据自己的研究提出：“知识源于行动和认识发生于主体和客体之间相互作用”的观点。他认为教育应大力发展

9、学生的的主观性，学生的学习必须是一个主动的过程，教师应当注重“自我发现法”，只有学生自我发现的东西才能被同化，强调让学生在主动中学习是学习的最高原则，只有学生自主地参与各种活动，给以合理的证实与否定，才能获得真正的知识。 4、探究性学习的信息加工理论 20 世纪中期，科学哲学家波普尔和科学史家库恩等人认为：科学知识是暂时的、相对的，而不是绝对的。科学在本 质上是探究，处在不断发展和变化中。他认为把教科书上的知识当作不变的真理，把实验仅当作验证科学概念和原理的方法去教学生，容易使他们形成绝对化的科学知识观、错误的科学方法论和片面的科学发展观。在这种背景下，萨其曼、施瓦布和加涅等人于是从信息加工的

10、角度对探究性学习进行研究。他们从信息处理过程出发，认为教学与其着眼于知识的掌握，毋宁更注意教学信息处理过程本身，并建立了与此种思想相对应的探究学习的模式。 5人类大脑遗忘率规律 美国科学家曾对人的大脑遗忘率进行了统计，结果发现以下各种学习方式的遗忘率分别为：阅读 90 ，听课 80，应用 70，看电影 60，看展览 50，讨论 30，讲话 30，自己动手做 10，研究性学习 5。由此看来，带着问题进行探究性学习是一种终身难忘的教学。 4 四、课题研究的目标 总体目标： 1、在学生层面上：培养具有一定创新素质的学生。通过探究性学习，培养学生的创新意识，使学生具有扎实的基础知识、优良的创新品质、较

11、强的创新思维能力和创新性解决问题的能力。 2、在教师层面上：培养一支具有创新精神的科研型、实践型的教师队伍。使参与实验的老师转变教育观念，树立探究创新教育思想，并能自觉运用探究创新教育思 想指导自己的教学实践，通过加强理论修养和实践锻炼，提高教师的自我创新意识和能力，掌握探究性学习的本质特征，形成较强的教育创新能力。 五、课题研究的主要内容 1、探索符合新课程标准要求的丰富多彩、风格各异的探究性学习方式，建构符合学生学习需要和促进学习发展的课内外探究性教学的操作模式以及实施的一般策略与方法。 2、探究符合探究性学习理念的教学设计。 3 3、开发出一些符合探究性学习的校本课程资源。 4、探索多样

12、化的评价方式，构建能促进学生不断进行科学探究、提高科学探究能力的评价体系。 六、课题研究的基本思路和 主要方法 1、中学物理探究性学习研究的总体思路 总体来说就是“一个指导、两个载体、五个结合”为我们课题研究的思路。具体来说就是这样的： 所谓“一个指导”，就是根据国家颁布的义务教育物理课程标准这本法规性文件，指导我们的课题研究工作。我们通过专家引领、自己学习等途径，认真学习了标准，并将标准的精神应用到了我们的实践活动中去。 所谓“两个载体”，第一个载体就是以物理课堂内的两种“探究活动课” 为载体：即“科学探究要素渗透课”和“程序化探究课”这两种教学形式；第二个就是以物理教师自主开发的校本教材或

13、在 校外联系的社会实践基地而开展的“综合实践活动课”为载体，通过这两个载体来开展我们的课题研究工作。 所谓“五个结合”，就是将科学探究与物理教学相结合、科学探究与“ STS”教育相结合、面向全体与发展特长相结合、学生主动探究与教师有效指导相结合、过程评价与终结性评价相结合。 2、课题研究的基本思路 根据我市三所实验学校自身的教育教学实际，遵循教、科、研的科学性原则和循序渐进的原则，从实践中来，到实践中去，边研究、边实践、边总结、边优化。我们市课题组不给学校太多的条条框框，只是按照实验步骤加担子，充分发5 挥实验学校和 实验教师的聪明才智 ，让不同学校的教师从不同的角度看待科学探究的实践性问题，

14、形成各具特色的成果。 3、课题研究的主要方法 主要采用文献法、调查法、教育实验法、经验总结法。并辅之以省、内外的专家讲座、市课题组的四次研讨会。 实验法是主要的研究方法。主要研究过程包括：设计实验方案、实施实验、搜集分析实验数据，利用科学统计方法，定性与定量结合总结实验结果等。 七、课题研究的原则 1、实践性原则 探究性学习本身就是一个探究的过程，从国内外引进的探究性学习的理论到底有哪些成份是适合的，那些是不适合的，都不能简单地以理 论分析来下定论。实践是检验真理的唯一标准，而探索的过程不可能是一帆风顺的。教师要勇于实践，大胆创新，从实践中逐步积累经验，形成自己的理论，从而更好地进行实践，促使

15、探究性学习研究不断走向成熟。 2、辩证性原则 在教学过程中使用“探究性学习”的方法还是“接受式学习”的方法应以辩证性原则为指导，不能因为提倡探究性学习就将接受式学习全盘否定。教学是为了培养学生全面的科学素养和能力，不可否认探究性学习是一种切实可行的好方法， 4 但科学素养和科学能力的培养伴随的是知识积累的过程，没有一定的知识为基础，能力与素养的养成 只是空谈，知识的积累不可能都以直接经验的方式呈现或以探究的方式获得，接受式学习的方式对某些知识的获得是必不可少的，所以教师在实施探究性学习时应以辩证性原则为指导，协调好探究与接受的关系。 八、课题研究的周期和主要阶段 1、实验周期： 2003 年

16、10 月 2008 年 6 月 2、实验步骤： （ 1）培训准备阶段： 2003 年 10 月 2004 年 2 月 本阶段主要是确定各实验学校，成立课题领导小组和课题组，拟订初步的研究方案，初步确定实验框架，对课题组成员进行培训，各实验学校制定出实验方案。 （ 2）实验阶段： 2004年 3 月 2008 年 6 月 第一实验阶段： 2004 年 3 月 2005 年 8 月 各实验学校根据实验方案启动实验。市课题组于 2004 年 3 月 4 日和 2004年 10 月 9 日在渔洋中学和高石碑二中召开了两次课题专题研讨会，三所实验学校的物理老师在学校分管校长的带领下都参加了这两次会议。观

17、摩了欧阳勇、赵俊敏两位老师的课堂内的“科学探究要素渗透课” ，三所实验学校对科学探究在中学物理教学中的实施问题、中学生的科学探究方法、能力培养问题、中学生的情感、态度、价值观培养问题有了初步的认识，初步形成了一些物理课堂探究6 性学习的教学模式。同时也 收集了一些老师、学生的初步成果。 第二实验阶段：2005 年 9 月 2006 年 12 月 各实验学校在第一阶段研究的基础上继续深化，市课题组又于 2005 年 10月 25 日在周矶中学召开了第三次课题研讨会，会上听了代少兵、王诗华老师的综合实践课。 2006 年 11 月对实验学校进行了评估与总结。此阶段研究的重点是综合实践活动中学生探究

18、性学习问题、校本课程开发问题、中学生物理素质评价等问题。初步形成了一些综合实践课的教学形式，收集了部分老师开发的校本教材资源等成果。 （ 3）总结阶段： 2007 年 1 月 2008 年 6 月 全市对各实 验学校的实验数据、资料进行收集、整理、分析，总结实验结果，编辑教学案例集、论文集、学生成果集，撰写结题报告，进行成果鉴定。 九、课题研究的基本做法和措施 （一）以新的课程标准为指导，加强理论学习与培训，以保证课题研究的科学化。 任何一项课题研究都是在一定的理论指导下进行，只有在科学理论的指导下进行系统的研究，才能尽量避免研究的盲目性，以保证课题研究的科学性。 1、让课程标准作为我们研究的

19、指南 （ 1）进一步弄清科学探究的内涵。 A.科学探究是一种范围较广的学习方式，而不是某一种具体的教学方法。它强调的是学生自 己不断发现问题、解决问题，在这个过程中获取知识、体会科学方法、受到情感态度价值观的熏陶。科学探究包含了许多种类型，例如学生自选课 题，设计实验，解决问题是探究；学生用理论探究的方式学习知识也是探究等。科学探究还包含了许多种教学方法，如谈话法、讨论法、实验法、调查法等等。因此，探究式教学可以选择不同的层次和水平切入，可以是简单的概念获得，也可以是由学生自主发现问题，解决问题；可以从一个现象、一组数据、一些资料引发学生思考、讨论，也可以提出一个问题让学生去探究等。 B.科学

20、探究本身也是重要的学习内容。平常所说的知 识包括了陈述性知识和程序性知识，怎样进行科学探究是一种程序性知识，以前我们对这类知识的学习不够重视。在科学课程的学习中，学生要通过对探究过程的反复体验，学会怎样进行科学探究。 C.科学探究是一种精神。要用这种精神探索和研究自然规律，也要用这种精神来学习整个课程中的知识内容。 （ 2）在物理教学中进行科学探究的关健点 7 探究性学习不论从静态的教学结构上看，还是从动态的活动过程来看，它都是紧紧围绕学生主体性的发挥而展开的。学生主体性的发挥与否，甚至发挥程度如何，在一定意义上决定着探究活动的成败。所以探究性学习更加强 调从不同层次学生的学习基础出发，组织学

21、生参与教学活动，给每个学生都有动脑、动口或动手的机会。循序渐进，着眼于学生实质性的参与和深层次的思维活动。 （ 3）怎样正确理解科学探究的七个要素 科学探究的“七个要素”不是课堂教学的七个环节，更不应理解为课堂教学的七个程序。所以要避免将“七个要素”以环节或程序的形式呈现，也不应在一个探究课题中去追求同时体现各要素，各要素也应是隐性显现而不是机械的显性呈现。所以，在实施探究性学习时要灵活处理，避免将探究式教学程序化，甚至“八股化” 2、学习形式多样化。一是定期组织学习。三 所实验学校的物理课题组全体成员利用部分周六的上午来进行理论学习和多媒体操作培训。课题组认真学习了探究性学习（朱慕菊 主编）

22、、走进新课改与课程实施者对话（孙威立、杨组念合著）、校本课程开发导论、课程编著指南等书籍或文章，以座谈的形式开展经验交流。二是三所实验学校根据省里统一安排，多次选派课题组教师到省学习取经。实验教师外出到过武汉、宜昌、荆门、黄冈等地，去年末在武汉曾聆听过省教研室刘合荣博士关于课题研究的理论。三是加强校际交流。渔洋中学、高石碑二中、周矶中学经常进行本课题的研究、交流与合作，共 同探讨物理探究性学习的经验与方法。四是加强个人学习。课题组的老师利用自己征订的专业刊物、互联网进行自主学习，写好读书笔记和学习心得。 （二）以“探究活动课” 和 “综合实践课”两种不同类型的课为载体，促进教师教学行为和学生学

23、习方式的转变。 1、上好课内“探究活动课” 课题实验研究之初，部分实验教师在教学中普遍存在着两个问题：一是探究性学习的课堂追求外显的形式，在课堂教学中采用程序化、问答式教学模式，牵强附会地显现科学探究的几个要素，舍弃了深入研究如何操作来提高学生探究学 6 习能力的过程。二是没有正确处理师 生的关系，教师要么包办代替，形成形式上的探究，实质上的传授，要么放任自流，当个旁观者，导致课堂教学效率不8 高。为此，近五年来，全市多次的课题研讨专题会都围绕课内“探究活动课”开展研究，并在基础上开展了教学评优活动，以促进教师教学行为和学生学习方式的转变。 （ 1）上好科学探究要素渗透课，让学生学会探究 课程

24、标准将科学探究按七个要素来划分，是为了方便学生了解和学习，但是实际的课堂教学中可能涉及到这七个要素中的一个或者几个，即部分的科学探究和完全的科学探究。其次，科学探究不只是一个形式，还有科学探究的思想、科学探究 的精神、科学探究的方法、科学探究的能力，所有这些都需要我们结合教学内容进行有机渗透。另外，我们的课堂教学毕竟要受到时间和空间的限制，因此，我们有必要以传统教学为原型，在传统教学模式中渗透科学探究的部分要素，进行专题训练。通过这种课型的研究，既让实验学校的老师灵活掌握了如何上好科学探究要素渗透课，又让学生掌握了科学探究的基本要素，学会了科学探究的基本方法，并具有了一定的科学探究的思想。 （

25、 2）上好程序化探究课，让学生在探究中学好物理 近五年来，我们三所实验学校的老师们围绕着这个问题进行了重点研究，并探究出了部 分切实可行的教学模式。如：渔洋中学提出的“探究型物理课堂教学模式” ，即：“创设情景 提出问题；分组讨论 大胆猜想；设计实验 探究新知；分析现象 体验感悟；归纳总结 交流评价”。例如，他们在“探究凸透镜成像规律”一节内容的教学中，先从学生角熟悉的放大镜为突破口，提出：凸透镜所成的象是否均是放大的？然后让学生进行探究性实验，提供实验仪器，让学生自己设计实验过程，分析实验现象，最后，总结出凸透镜成象规律。 又如：周矶中学在进行探究性学习研究时，以“问题”为中心而提出的课堂教

26、学模式：即：“观察现象 产 生兴趣；提出问题 大胆猜想；收集信息 设计实验；进行实验 验证猜想；总结结论 交流评估”模式 ，其操作基本流程图略。再如：高石碑二中提出的“情景引入 学生初探 师生共探 拓展应用”模式。以上三所实验学校在理论与实践的基础上总结出来的各具特色的程序化的课堂教学模式，基本反映了科学探究的过程，体现了新课程对课堂教学的基本要求，是我们实验学校老师们的经验总结和教学改革中的创新。同时，这些模式更多的受益者是我们的学生，他们在这些模式下学好了物理。 9 （ 3）开展“探究活动课”实践与评比活动，努力提高老师课 堂教学水平 从2003 年到 2007 年，通过开展示范课、优质课

27、的观摩和实验学校老师自己上展示课、参加省、市优质课堂教学评比等活动，极大的提高了我市老师的课堂教学水平。五年来，我市课题组成员通过市教研室组织，观摩了课改专家的示范课录像20 多节，通过省教研室李尚仁老师、许晓林老师组织的课堂教学优质课大赛活动，共观摩优质课 50 余节，市教研室组织三所实验学校老师上要素渗透“探究活动课”展示课 30 多节，优质课评比课 20 多节。实验教师在探究性学习的教学过程中，紧紧抓住科学探究基本要素的能力要求，设计科学合理的探究活动， 7 将科学探究的几个要素落到实处，同时实现教师和学生在教学上角色的重新组合，注重充分发挥教师在课堂教学中的三种功能与作用：一是发挥教师

28、在探究性学习活动中导与引的作用 导演角色，二是发挥教师在探究性学习活动中的参与和示范作用 演员角色，三是发挥教师在探究性学习活动中的资源调配作用 道具角色。这些活动有力地促进了教师教学行为和学生学习方式的转变。几年来，我市课题实验学校的老师中有周矶中学的冯贵龙老师、高石碑二中的黎承伟老师在全省优质课评比活动中荣获得二等奖，另外还有 10 多人次在市优质课评比活动中分获市一、 二等奖。 2、开展课外物理探究性实践活动，上好综合实践活动课 实施探究性学习研究的目的就是培养学生的探究创新意识与实践能力。但是初中物理教学中有很多探究活动由于器材和课时的限制，很难保证在课堂上探究的深度、广度，所以必须拓

29、展教学空间，积极开发和利用其它教学资源，注重学校、家庭和社会的紧密联系，将课内探究和课外探究有机结合起来。从而培养他们探究的兴趣和能力。我们的做法是： （ 1）引导学生开展多种形式的课外探究活动：如学习了物态变化以后，学生在课外探究：冰熔化的快慢与上面撒盐多少的关系；开水不响，响水不开；在学 习了透镜及其应用以后，让学生进行课外探究：小孔成像及凸透镜的折光能力与什么因素有关等。几年来，学生共撰写探究报告达 200 多篇。 （ 2）引导学生充分利用当地资源，广泛开展社会调查活动，培养学生的实践能力和解决实际问题的能力。例如高石碑二中根据国家南水北调工程中汉江水10 的污染与保护的课题，要求学生实

30、地到兴隆河考察；其他学校也结合实际开展了噪声污染状况调查、家庭用电与节电的调查、手机最怕什么的调查，同时引导学生通过上网收集资料、课外阅读等形式，撰写科技小论文。 （ 3）积极组织学生参加各级科技类活动，引导学生充分利用 身边器材，开展小发明、小创造活动，培养学生的创新意识和能力。学生们通过参加省、市“科技小制作竞赛” 、“无线电操作竞赛” 、“车模竞赛”等活动，极大的调动了学生的动手热情，培养了学生自主创新意识和能力。如渔洋中学学生在参加全省青少年无线电制作竞赛中获得省一、二、三等奖六人次，在“争当小科学家”活动中表现的特别突出，有 4 名同学通过预赛闯入决赛，由此而到北京参加了全国意决赛，

31、并获得一金两银一铜的好成绩。几年来，各学校在每年参加省、市科技创新大赛活动中获奖的成果达 200 多件。 （三）开展优秀教学案例的总结与交流活 动，促进探究性学习研究向纵深发展。 为了更深入地开展探究性学习研究活动，我们开展了优秀论文评比和典型案例的总结与交流，优秀论文评比的内容主要是围绕探究性学习中存在的问题进行研究和总结，例如如何提出问题、如何猜想、如何设计实验与进行实验、科学探究的课堂实施误区、物理课堂科学探究活动的困难与对策、怎样在探究活动中真正做到关注全体学生的发展等，为老师提供了可以借鉴的经验。在新课程初中物理案例的研究中，我们开展了撰写“课堂教学实录与评点”的研究，通过老师们 8 真正走进课堂，对课堂中的整个流程进行记录，既学习了其他 老师的课堂教学的好的地方，也让听课教师写出听课后对这节课的评点，注重了老师的教学反思。同时我们还结合省教研室开展的教学设计评比活动，大力倡导教师们撰写教学设计，并在省、市参加评比。通过这几年优秀案例总结与交流活动，有力地促进了探究性学习研究活动向纵深发展。几年来，我市课题实验学校的物理教师撰写了大量的新课程优秀教学案例共 200 多篇，其中有 15 人次的教学案例被收入湖北长江出版集团出版的中学物理课堂教学实录与评点一书中（主编：潜江市教研室李祥富主任），另 外三所实验学校还有多位教师的的新课程教学案例在各级各类杂志发表或获奖的。