课题研究方案一个 新课程背景下初中物理实验教学高效性的研究

初中物理高效课堂实验教学高效性的研究

课题研究方案

课题主持：江西上高田心中学赵邓明

课题类别：华中地区初中物理实验教学研究课题

一、课题提出的背景

1．学生的实验水平较低

从考试结果统计看学生的实验题失分率仍然很高，尤其是实验探究试题．近两年省统一命题的物理试卷，为了用命题引导课程改革、引导考试评价高效改革、引导日常的教学，试卷中出现多道新颖的实验探究，中考统计显示，这几道题看似难度不大，学生失分却很多，绝大部分学生对这种题的答案拿不准，有的老师后悔没有引导学生做这个简单的实验，有的教师后悔没有提醒学生进行细致的观察．至此，不难发现这道题，失分在教师对实验教学的轻视，失分在学生实验活动的肤浅．从而导致实验教学的质量低效，学生的总体实验水平不高．

2．教师的观点存在着偏差

“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的这类荒谬想法仍有很大的市场，指导学生实验的积极性不高，更谈不上挖掘教材本身的价值，去拓宽学生的思路，创造性地进行实验教学．多媒体普及以来，很多教师夸大多媒体模拟实验的功能和作用，以视频替代实验，大搞“幕上谈兵”．试图以题海训练学生的实验技能、探究能力．热衷于让学生死记硬背，忽略学生的实验活动。

3．教师驾驭实验教学的能力不强

去年九月开学时我讲“引言课——奇妙的物理现象”时，前前后后，做了几个实验．课后我进行了这样一个小实验：随机留住男生、女生各五名，让每个学生写出课上进行了几个实验（叙述实验的方法）、实验中观察到的现象，列举了哪些现象．仅一个学生写出全部的实验和现象，大部分学生写出实验和现象不到半数．没有学生能说出课上所做的全部实验、列举的全部现象．

针对这种现象，笔者提出的见解：物理课上的实验不是多多益善，实验不在于多，而在于每个实验效益的最大化，如果一个实验能引发学生的认知冲突，学生往往会终身难忘．如图所示的实验，执教的老师直接演示了小试管在大试管中上升。从实验教学的有效性角度考虑，可以认为这样的演示基本有效，让学生观察到了一个意料之外的现象．如

果将这个实验采用下列方案实施，效果又将如何呢？

就板图中左边的组装设问，现在将抓小试管的手放开，会发生什么现象？在学生

肯定认为，小试管向下掉．演示验证学生的预测是正确的．就板图中右边的组装设问，

现在将抓小试管的手放开，又会发生什么现象？假如有学生猜测上升，教师必须“为难”学生，追问：你猜测的理由或依据是什么．将学生的认识统一到，放手后试管应该下降．这时还不要急于演示，以停顿、沉静片刻吊起学生的探秘欲望，接下来意料之外的现象，学生印象会不深刻吗？会不感到物理的新奇吗？

4．学生实验的时空狭窄

新课程理念下，物理教材中既有相当多的演示实验和学生分组实验，还有不少课后的小实验、小制作，用来激发学生的学习兴趣，但是现实教学现状，却是学生除了做几个规定的实验，根本无缘再进实验室；课后的小实验、小制作并不被重视和利用，也谈不上去探究日常生活中物理现象和规律，去利用废旧物品做实验和搞小发明了．学生实验时主观能动性发挥不够，主要原因在于两方面，一是实验的研究性较弱，仅停留在能做好实验的层次上，二是实验量小，难度不大；其次，与生活与生产实际的结合不够；第三，实验内容的范围较窄，仅以教材中实验为主，课外小实验等方面的内容很少．本来作为现在的学生绝大多数是独生子女，比较缺乏生活经验，对生活中的一些科学现象比较缺少观察，尤其是农村中学的学生对一些现代科技知识认识不足，而我们的课堂及课后不能提供一个很好的教学空间，使他们会感到物理很难学，甚至彻底失去学习的兴趣．

5．教材实验的知识化倾向较浓

物理教材中实验，无论在实验课题和内容的选择、实验方案的设计方面，还是在实验教学的要求和评价方面，实验的知识化倾向都较为明显，过分关注知识的顺利生成，从而使实验教学的功能过于简单．

比如，苏科版八年级物理“探究影响浮力大小的因素”时，在实验与探究栏目中，学生只需要按教材引领操作、观察和读数．在分析与归纳栏目中，需要学生发现的只有四个字，其中两个字是选择填空．在填空之后还有对探究结论的完整表述．

这样的教材，从知识的建构的角度考虑，有利于学生知识的建构，从教材的可操作性的角度考虑，有利学生实验活动的顺利进程．但是，有了教材内容的暗示，学生只会猜想浮力大小和排开液体的体积，液体的密度有关，而不会去猜想其它因素，除非“瞎猜”，抑制了猜想、假设能力的发展．没有了设计方案的体验，也就没有了设计方案能力的发展．有了对分析与归纳的过细引导，分析论证也就变得肤浅．

二、课题研究的目的

1．《基础教育课程改革纲要（试行）》要求教材中要“提出观察、实验、操作、调查、讨论的建议”，现行初中物理教材中为了有序开展实验教学，特别是实验探究教学，也确实出现了很多这类“建议”．这些“建议”对促进实验教学发挥了一定作用，但也在客观上削减了教师教学设计和学生自主学习的空间，造成实验教学效果的低效．通过课题的研究，这就要求教师在使用、处理现有初中物理教材时，从探究教学的需要出发，对教材进行深度开发，把教材“模糊化”、“边缘化”，以强化学生的探究学习意识，实现真正意义上的探究教学．最终寻找出可以“削减”、“弱化”教材对实验教学的负面影响的方案，提高实验教学的

高效性，特别是实验探究的高效性．

2．没有教师的理解，就没有真正的教改．物理教学中的“黑板”上实验、“口头”上实验，与教材有关，与中考导向有关，也与教师有关．凭借课题研究，帮助教师反思自身的实验教学行为，让“实验教学的重要性”、“必须重视实验功能的开发”成为广大教师的“共识”，将言语上的重视转化为行动上的落实．通过课题的研究，帮助教师认清实验教学的功能，把握提高实验教学质量的技艺，进行高效、高质的实验教学活动．通过课题研究，引发教师深层次思考，激发教师的创新潜能，更新教师的教育观念，促进物理教师专业发展．3．进行实验教学的有效性研究，关键在于提升学生的实验水平，运用实验的方法进行科学探究的能力．通过课题的研究活动，提高提升初中物理实验教学的质量，让学生“玩”的过程中，不知不觉地构建知识体系，发展实验能力，形成实验探究意识，感悟到物理的魅力，提升物理学习质量，将学生从形体疲劳的题海中解放出来，将减负增效落到实处．4．读懂中考优秀实验题、特别是实验探究题的设计思路，以优秀实验试题期望的教学行为，指导教师有针对性地进行实验教学，追求课题研究和教学成果的双赢．进行考试命题时，不再用不当的实验探究题，坑害、误导广大老师和学生．

三、课题的理论基础

1．建构主义理论．建构主义学习理论认为，学习是一个积极主动的建构过程，学习者不应被动地接收外在信息，而应根据先前认知结构主动地、有选择地建构当前事物的意义．学习的质量是学习者建构意义能力的函数，而不是重现教师思维过程能力的函数．学生学习知识的过程，是一个以积极的心态调动原有的知识经验、发现新问题、同化新知识的主动构建过程．

建构主义理论强调教师提供“真实的学习环境”，即知识的生成环境与运用知识的环境尽可能相近，这样学习的知识才是适用的、有效的．有效的实验教学就是创造含有丰富的信息，使学习能在其中积极思考、探究和进行知识建构的真实的学习环境．

2．隐性知识理论．隐性知识理论则认为，只有借助隐性知识的力量，人类所有的显性知识才得以发生和发展，而获取隐性知识的途径主要靠实践——实验．

3．认知精制理论．认知心理学的研究已证明，如果要使信息保持在记忆中，并与记忆中的已有信息相联系，学习者必须对材料进行某种形式的认知重组或精制．实验教学活动，让学生经历发现知识的过程，学生必须通过自身的思考建构知识，将其纳入已有的知识体系．这种顺应认知心理的学习活动，是理所当然的高效学习活动．

4．可接受理论．从最近发展区的理论看，学生在学习新知识之前，都有一定的学习准备，即学生原有的知识水平或心理发展水平对新的学习的适应性．弱教材探究教学活动，就是期望将学习活动落实在学生学习的最近发展区内，让学生体验到“跳起来摘到桃子”的喜悦，长进实验探究的能力．

5.选择理论．选择理论是一种需要满足理论，它认为，学校是满足学生需要的重要场所．学生到学校来学习和生活，主要的需要就是自尊和归属等．按照选择理论，不爱学习的

学生，绝大多数不是“脑子笨”（硬件问题），而是他“不愿学习”（软件问题）．提升实验教学的有效性，更多的是创设特定的实验，让学生通过实验活动，学习知识、发展能力，满足学生对归属感和自尊感的需要，他们会感悟学习有意义，愿意学习，最终取得学业的成功．

四、课题名称的界定

广义上，目前初中物理中教学活动都是有效的，题海教学的有效性体现在训练学生的解题能力，得法的题海训练还可以提高学生的抽象思维能力．讲授法教学可以在极短的时间内，帮助学生获得科学的知识．本课题中“有效性”是一个狭义的概念，所谓的“有效教学”既需要达成《课标》的要求，还需要有较高的“性价比”．这里所谓较高的“性价比”特指，达到同样的教学效果，期望学生付出的时间最少，教学成本最低．

有效性是指通过课堂教学，学生获得发展．发展就其内涵而言，指的是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的整合．相对于人的发展这一目标，任一维度的目标都不能脱离整体而单独存在，缺少任一维度都无法实现真正意义上的发展．物理是以培养学生科学素养为宗旨的科学课程．亲身经历以探究为主的学习活动是学习物理的主要方式．教材中安排了许许多多的活动，其中就有许多的物理探究实验，物理课的学习就是要让学生通过参加这一系列的实验活动来提高学生的观察能力、思维能力、实践能力和创新精神．这就是实验教学有效的基本要求．有效的实验教学，要能通过实验培养学生学习、运用物理知识的本领，提高学生的动手操作等能力．作为高效的实验教学活动，还需要具备下列三点。

1．以学生为本．能充分激发学生的观察、操作实验的兴趣与热情，使学生积极主动地参与活动．

2．关注本质而非表象．如果实验教学表面看上去热热闹闹，学生人人在动手，个个在参与，大家忙得不亦乐乎，但若问到学生为什么要这样做，开展这样的实验是要解决什么问题时学生却回答不上来．这些学生对开展实验的目的性还不明白，对实验的兴趣更多的还是停留在因为做实验很有趣、很好玩、也很好看的层面上，玩得高兴但收获却很少．3．切合学生实际．如果学生对所设置的实验缺乏兴趣或设置的实验脱离学生的知识背景，且得不到相应的材料资源的支持，学生就会对实验教学失去热情，活动只能停留于表面，缺乏思维的参与．虽然有时实验活动显得热闹，但学生一阵忙乱后，活动就成过眼云烟，学生得不到任何收获，这样的活动就成为一个无效实验教学．

人的发展是三维目标的整合，这并不意味着三维对人发展的贡献是等值的．因而，着眼于人的发展的教学要根据各学科的特殊性和学生原有基础有所侧重．显然，物理课程的三维目标判断探究实验有效性的最好依据．有效的实验教学不可能完全满足三个维度的目标，但必须突出实现三维目标中的一个或多个．比如，科学探究的基本模式是：发现问题──提出问题──确定解决问题的方案──收集资料（实验操作）──分析资料（或实验现象数据）──形成科学结论──交流讨论──提出新的问题．作为课堂实验探究活动，可以是上述过程的全部，也可以是过程中的一个片段或某一个环节，只要学生能通过探究活动掌握了一定的知识，或学会了某种科学的方法、技能或形成一种科学的态度和价值观，能很好地达到其

中一个目的，这样的活动就可以称为一个有效的活动．切不能以学生是否取得成果或得出正确的结论，作为衡量实验探究有效性的标准．

五、课题研究的内容

1．初中物理实验教学高效性的调查．

通过问卷调查、开座谈会、听课诊断等多种形式了解当前的初中物理实验教学中成功的经验、存在的问题，了解教师、学生对实验教学的态度．对成功的经验，总结提升形成文本材料．对存在的问题，从教师、学生两方面探讨导致实验教学低效、甚至无效的成因，寻找矫正策略、提升实验教学的质量．

2．进行“弱”教材探究教学的研究．

对此，初步规划采用“弱”教材探究教学，适当“弱化”教材在探究教学中暗示和引领作用，让学生领悟相关的知识，完成知识建构，体验探究的方法，开发创新的潜能．研究教材中哪些探究需要弱化教学，哪些探究不能弱化教材，甚至需要强化教材．尝试弱教材探究教学的实施策略．这方面研究的初步方案——物理“弱”教材探究教学的研究，入选2009年中国教育学会物理教学专业委员会年会，并在大会上进行介绍．

3．研究命题对实验教学高效性的影响．

考试的导向功能不可忽略，目前学校、老师围绕考试组织教学可以说是教育的“潜规则”．期望结合近几年各地的中考实验试题，特别探究试题．总结对提升实验教学质量有益的命题策略，容易引发实验教学质量低下的不当做法．至少可以用正确命题导向引导实验学校教师，引导海安县物理老师，实实在在地开实验教学努力提升实验教学质量，最终提升物理教学质量．这方面的前期研究已经取得一些成果，以文章《中考探究试题的命题》、《再谈中考探究试题的研究》，分别刊于《中学物理教学参考》、《教学月刊》（中学版）．主题——《进行“弱”教材教学的研究》作为本阶段研究的重点，在现状分析、经验总结的基础上，设计具有针对性、可行性的实施方案，在县城、城郊、边远地区各用一两个班级试验，开展物理实验教学有效性的探究性实践，积累课案，构建高效、高质的实验教学模式．

主题——《初中物理实验教学有效性的调查》之中，“听课诊断”环节属于本课题研究的难点，因为这种方式对诊断者自身的要求较高，需要诊断者具有先进的教学理念，很强的教材、课堂驾驭力，敏锐的观察力，开放的思维等等。

六、课题研究的方法

课题组同志都是第一线的物理教师，而非理论工作者，所以我们将课题主要定位在“行动研究”上，即将先进教学理念转化为教学的创新实践，在实践中形成经验、更新理念、丰富理论或使理论明晰起来．将“教学”与“研究”紧密结合起来，在研究中教学、在教学中研究．要从解决问题、优化教学出发，通过现状分析和经验总结发现问题、提出问题并制订、完善研究方案，开展实验教学的有效性的探究性实践．

研究方法：开展物理实验教学的现状分析和经验总结，要综合运用调查研究、案例研究、

文献研究和经验总结的方法，切实把握实验教学中存在的实际问题，探讨提高可行的解决方案，探寻理论的支撑．

开展物理实验教学有效性的探究性实践，坚持想好了做，做好了想．注意综合运用建构型、反思型、对话型等研究模式，在现状分析和经验总结的基础上，按照“设想→尝试→反思→再设想→再尝试→再反思”的基本思路开展探究性实践．

要高度关注课堂实验教学的实践，注重对案例的广泛积累和深入分析，摸索规律，提升理念．

七、课题预期的成果

组织课题组的教师寻找机会，参加各个层次的听课、评课活动，收集积累相关实验

教学高效性的成功经验，诊断实验教学存在的问题，收集案例，聆听教研、科研部门的

领导、专家对课题研究的指导，制订课题研究计划．

收集整理2010年、2011年各地中考物理试卷中的典型实验题．从两个层面进行分析、评价，一是从解题层次进行讨论，形成文章向学生刊物投稿，引导学生发现重视物理实验的教学，不仅有趣，而且有益——有助于物理成绩的提升．二是从命题的层面进行讨论，形成文章向教师刊物投稿或用于各个层次交流研讨，引导各个层次的命题老师，用对实验教学有积极导向的实验试题丰富、充实物理试卷，减少对实验教学有负面影响的实验试题．整理、分析相关研究资料，总结课题的研究成果，形成操作性较强的高效实验教学的基本模式．在总结成果的基础上，借助于各种平台以讲座、公开课、论文发表等形式，展示推广研究成果

1．文集：包括开题报告、中期报告、结题报告、发表的论文．

2．典型课例的教学．

3．课题研究中至少有一项成果获省、市级以上教学研究成果奖，文章在省级以上期刊上公开发表．

八、课题实施的保障

实验教学的高效性研究维系着物理教学质量的提升，因此课题的研究理应获得教研部门关心支持，特别是物理教研员的鼎立相助．本课题是在我县“高效课堂”政策的背景下进行的，将减负增效、教师专业成长作为重要的研究目标，从学校发展的角度着眼，理应获得学校领导的赏识和支持．