陕西理工学院毕业论文
学生姓名 李哲哲 学号 1210014069 所在学院
物理与电信工程学院
专业班级 物理1202班 指导教师 唐 洁 完成地点 陕西理工学院
题 目 中学物理实验探究式教学研究
2016年6月6日
陕西理工学院毕业论文
中学物理实验探究式教学研究
李哲哲
（陕西理工学院物理与电信工程学院物理学1202班 陕西 汉中 723000）
指导老师：唐洁
[摘要]随着我国教育体制改革的不断深化，中学物理实验探究式教学是我国基础教育改革的重要内容之一，它集中体现了现代教育理念，反映和回应了时代对教育的需求，有着十分重要的教学与发展价值。从探究性教学的特点和类型出发，立足于中学物理实验教学的实际，提出中学物理实验探究性教学的必要性和可行性，并简单介绍了中学物理实验探究式教学的研究背景、教学过程、教学设计以及其价值。
[关键词] 探究式教学 实验 探究 创新 中学物理
引言
在目前中学物理教学中，实验教学的地位越来越重要。这主要表现在:新课程标准对学生的物理实验能力提出了更高的要求;学校和教师为学生提供了更好的实验环境;学生可以有更充足的时间进[1] [2]行物理实验。物理实验是一个探索过程，是一种认识和理解世界的方式。国外物理实验探究式教学是在教学过程中，充分结合演示实验和学生分组实验，整个教学过程都已实验为基础，培养学生的探究和创造能力。国外的发展趋势为物理授课在专用教室进行，运用现代化实验手段;物理演示
[3]实验使用低值高科技方式;在物理教学中贯穿探索式，注重以实验为基础。在国内，传统的教学中，实验只是一种辅助教学手段，而在探究式教学中，实验则成为主要教学手段，在整个教学过程中至始至终的贯穿，是对物理情景进行创设，对物理问题进行探索的主要渠道。我国中学物理实验主要重视演示实验，实验教学类型较为固定规范，且偏重于验证性实验，侧重实验在理科教学中的认识功能和动机功能，实验内容取材多重于概念、理论等科学知识方面，实验手段比较传统，但联系生
[4]产、生活、社会实际和具有实用价值的内容偏少，引进现代先进实验手段的内容则更少。在实验教学中要整合传承性教学与探究教学，使重知识、重传授、重间接经验的传统教学与重能力、重探究、重个性直接经验的现代探究教学得到有机结合，从而发挥实验探究式教学的最佳功能，以有利于培养学生的创造性思维及动手能力。因此，在中学物理实验教学中实施探究教学是必要的。 根据物理实验在物理学科及其在实施素质教育和创新教育中的地位和作用，从探究式教学特点和教学出发，简单的论述了在物理实验中探究式教学的必要性。在目前的物理实验中，中学物理实验教学难以发挥它应有的作用，学生的主体地位没有得到重视，学生缺乏主动探究的热情和欲望，忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。为了使学生在物理学习方面做到自主学习、积极参与、乐于探究、勇于实验、勤奋思考，因此选择这一课题。改革开放的深入进行不仅提高了我国国民经济水平,也在很大程度上改变了国民的传统观念,以往那种\"填鸭式\"的教学方法正在被越来越多的人所抛弃,素质教育、综合能力培养开始得 到大多数人的认可和支持,政府对于素质教育的提倡和新课改的实施就是这种社会思潮变化的现实体现.探究式教学是一种新型的教学方法,该模式以问题为导向, 通过对各种探究性科学行为的模拟,使学生在积累知识的同时能够提升自己的探究能
[5]力,加深对于知识和科学现象的理解。
1 中学物理实验探究式教学的提出
随着新课程全面实施，新课程理念指导着课堂教学发生着巨大的变化。中学物理实验作为物理
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教学的一种重要手段，作为学生自主学习、科学探究的重要载体，在教学中发挥着举足轻重的作用。因此对于中学物理实验探究性实验教学的研究就显得尤为重要了。新课改开始之后，新的一轮教学方式的改革势在必行，现代教育理念下正倡导采用“自主、合作、探究”的学习方式，从而各科课程标准几乎毫不例外地把探究确立为学科教学的一个基本理念。从世界各国到中国各地都在不同程度的推行探究式教学。但长期以来，我国教育界关注的主要是被动接受式的教学的理论与实践，对
[6]探究式教学的研究比较贫乏，所以探究式教学模式的实践研究尤为重要。21世纪以来，国际竞争日趋激烈，科学技术及科学教育在人才培养和社会发展中的地位日益增强。提高国民素质，培养学生的观察和实验、科学思维、分析问题和解决问题的能力成为当代人才必备的技能。观察和实验对培养学生的观察和实验能力，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可代替的重要作用[7]。
2 中学物理实验探究式教学教学过程及教学设计
从本质上理解，物理实验探究式教学是通过一种类似科学家进行科学研究的过程，培养学生的全方面发展的能力和探究能力，它既是一种有效的教学方式，也是一种非常好的学习方式，是一种尊重学生天性和学生发展规律的一种教学方式。在国外，施瓦布是这样定义探究式教学的:探究式教学指的是学生通过自主地参与获得知识的过程，具备研究自然所必须的科学探究能力;同时，形成认
[8]识自然的基础科学概念，进而培养探索求知世界的积极态度。 2.1中学物理实验教学过程
在现实的物理实验教学过程中，课堂应成为探究式教学的主阵地。探究一方面应成为学生的一种学习方式，另一方面也应成为教师的一种教学方式。探究成为学习方式，主要强调学生的体验。而在学生体验的全过程中或部分过程中，教师都要成为积极的指导者，而不是替学生完成某些关键环节的“直接”参与者[9]。物理实验探究式教学的载体与核心是问题，学习活动是围绕问题展开的。物理实验探究式教学的出发点是设定需要解答的问题，这是进一步探究的起点。从教学的角度讲，教师需要根据教学目的和内容，精心考量，提出难度适度、逻辑合理的问题。在富有开放性的问题情境中进行实验探究。这是教学的关键步骤，教师首先要帮助学生拟定合理的研究计划，选择恰当的方法。同时，要求教师提供一定的实验条件或必要的资料，由学生自己动手去实验或者查阅，来寻求问题的答案，提出某些假设。这时，教师起到一个组织者的角色，指导、规范学生的探索过程。这个过程可以由单个学生自己完成，也可以由教师将学生分组来完成。要注意培养学生寻求合作的团队精神。经过探究过程，学生要把自己的实验过程或者查阅的资料进行总结梳理，得出自己的结论和解释。不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释或看法。他们要能够将自己的结论清楚地表达出来，大家共同探讨。教师为了达到让学生自主学习的目的，引导学生自己去发现问题，学生不明白时可适当点拨，诱导探究的方向。在探究教学中，教师是引导者，基本任务是启发诱导，学生是探究者，其主要任务是通过自己的探究，发现新事物。因此，必须正处理教师的“引”和学生的“探”的关系，做到既不放任自流，让学生漫无边际去探究，也不能过多牵引。在实验中，让学生交流自学成果。在互相交流中，使大家思维相互碰撞，努力撞击出创造思维的火花。交流形式可以灵活多样，可以让学生自由发言，也可以让学生先在四人小组交流，然后派代表在全班汇报。让学生对“交流成果”环节中所提出的问题以及普遍存在的模糊认识进行讨论，在合作学习中大胆质疑解疑。讨论的形式可以灵活多样，可以同桌互帮，四人小组研讨，全班辩论等，为学生充分表现、合作、竞争搭建舞台，使教师指导和学生自主探究相结合，传授知识和解决问题相结合，单一性思考和求异性思维相结合。讨论中，教师要做到密切关注讨论的进程和存在的问题，及时进行调整和引导；发现多种结论，特别注意和自己备课时不一致的结论，变教案为学案；充分调动学生讨论的积极性，及时发现优点，特别是善于捕捉后进生的“闪光点”，及时给予鼓励。讨论要使学生思维碰撞，闪现思维火花，激发表现欲，促进创造思维的发展。为了激发学生自主、合作、探究的学习兴趣，因此，我们在物理实验教学过程中，要善于捕捉其中可延伸、可拓展、又能升华和突出主题的地方，
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鼓励学生发散、变通，培养学生的创新意识激发学生自主、探究学习兴趣。如激发学生自主、探究学习。 2.2教学设计
中学物理探究实验教学设计，要求在进行教学设计的过程中，突出学生学习主体的地位与作用，提倡学会适应变化和学会学习的思想，倡导内在学习与意义的理论，弘扬情感等非智力囚素的动力功能，注意创造力的培养，建立民主平等的师生关系，创造最佳的教学心理氛围。囚此，在中学物理实验的探究教学中，作为教师应该根据不同的物理实验内容设计课堂教学的程序，创设学习条件，调控教学进程，从而促进学生进行有意义的学习。充分考虑物理实验探究内容应达到的目的以及应发挥的作用。在实施过程中，有目的地引导学生在亲身实践和实际操作中提高解决问题的能力及动手能力，并在实践与研究过程中体会和学习科学方法。设计探究式教学，就是要创造条件选择一些合适的内容让学生完整地经历科学探究的全过程。由于探究内容和课堂教学时间、任务的限制，在具体设计探究活动的过程时，要站在整体和全局的高度用系统的观念进行有意识的设计，逐级推进，系统安排。主体性原则是指在整个实践与研究中要充分尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动作用，注重学生的自我发展和互相启发。强调学生的主体地位和主动性同时，提高对教师的要求。教师应成为物理实验探究活动的设计者和活动过程的引导者与组织者。要求教师要努力寻找教育对象与教育内容之间最佳的结合点，研究学生的思维方式和他们解决问题的思维习惯，善于将各种间接经验转化为学生生活情景中的直接经验，并善于使学生将直接经验与所学的知识结合，力求在此基础上进行创新。学生的学习取决于他自己做了些什么，而不是教师教了什么。学生学习的主动性主要表现为主动构建新知识，积极参与交流与讨论，并不断对自身的学习进行反思，改进学习策略。在教学设计中，确定教学要求时，要注重知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的教学目标，应尊重个体差异，面向全体学生，并始终坚定“每个学生都能成功”的信念，充分发挥每一个同学的最大潜能，从而满足各种水平学生发展需要，使教学过程更能满足其个性发展的需要。在教学中教师应根据实际的实验教学内容和学生特点，组织不同程度的实验探究活动，通过实验探究式教学与其他教学方式的结合进行，使教学具有时效性，鼓励学生在原有知识水平、能力水平的基础上学习创新，当然还必须以科学性作保障做出一个可行的、高质量的创造性教学设计。
3.中学物理实验探究式教学
中学物理探究性实验教学是指在教师指导下，学生围绕某个问题独自进行实验，观察现象，分析结果，从中发现科学概念或原理，以获取知识、培养学生探究能力的一种教学方法。探究性实验是指人们从事开创性的研究工作时，为探寻未知自然事物或现象的性质以及规律所进行的实践活动。为了使学生学到研究物理问题的方法，培养他们探究和总结规律的能力，在物理实验教学中，应有计划地根据教材内容的特点和学生实验技能的基础，有目的地进行一些探究性实验，引导学生利用实验探究知识、研究物理问题，把实验的主动权交给学生。
中学物理实验探究性教学是在教师有目的指导下给学生指出探究思路，让学生明确探究的目的和途径，弄清探究所依据的实验方法，独立地通过实验观察和分析去探究研究，总结出学生原来并不知道的规律性结论，通过实验探究，可以训练学生的实验操作技能;通过实验探究，可以培养学生敏锐的观察力，训练学生多思考、多分析，使学生获得真实可靠的感性材料:通过实验探究，可以培养学生实事求是和追根求底的探究精神;通过实验过程中的分工，合作以及对实验结果的讨论、分析、归纳，培养学生的协作精神和民主讨论的科学作风;实验探究过程中的创新示范作用还会潜移默化地使学生形成良好的创造性思维习惯。中学物理探究性实验教学是指在教师指导下，学生围绕某个问题独自进行实验，观察现象，分析结果，从中发现科学概念或原理，以获取知识、培养学生探究能力的一种教学方法。探究式教学与讲授式教学是相对而言的，它们只是两种不同的教学方式，相互之间并不排斥，既相互独立又相互联系。就人的发展而言，探究式教学与传授式教学这两种教学方
[10]式都是必要的，在人的具体活动中，两者常常是相辅相成、结伴而行的。探究式教学是类似于科学探究的一种模拟性的教学活动，因此，探究式教学与我们国家使用多年的传统教学方法相比异同
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是非常明显的。从教学方法上看，传统教育所采用的灌输式教学。探究式教学采用的是以学生的自主探究的方式为主。从教学形式上看，传统的教育采用的是封闭式教学形式。探究式教学采用的大多是开放式教育、情境式的教育。从学习资源方面看，传统教学中，学习资源是教科书。在探究式教学中，学习资源是多样化、多媒体。从信息来源方面看，传统教学中，信息来源是现成提供。在探究式教学中，信息的主要来源是发现、探索。从评价取向方面看，传统教学中，评价取向是强调教学结果。在探究式教学中，评价取向是强调过程。从教学对学生的影响来看，探究式教学更能让
[8]学生在学习过程中体现自主和创新。
中学物理探究性实验对于所探究的问题，可以提出不同的假设;可以有不同的探究方法;可以有不同的材料用具:只要能够解决问题就行。因此，对于一些硬件设施较差的学校来说，他们可以采用简便的方法和现成的材料进行探究性实验，甚至可以根据自己学校的实际情况，结合课程教学，取消或增加一些探究性实验，从而，有利于素质教育的开展。由于学生以前没有这样的经验，同时受学生年龄的限制，他们的思维往往有较大的局限性，因而，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。由于以往认识的偏差和条件的限制，对学生动手能力的培养不够，而且学生对实验仪器的认识和控制能力较差，因此，学生独立完成实验较难。限于学生的思维能力，学生独自分析实验结果、得出正确结论较为困难，特别是对实验中某些条件的忽视或控制不好而造成的实验结果的偏差，难以得出合理的解释。
4．物理实验探究式教学案例
实验名称：用天平和量杯测量固体和液体质量。
实验目标要求：知道如何去探究用天平和量杯测定固体和液体的质量；会正确的设计实验方案和操作；会正确使用天平和量杯测定固体和液体质量；通过实验探究培养学生的观察能力、实验能力和科学探究能力。
过程和方法：通过用天平和量杯测定固体和液体的质量，体验科学探究的过程；学会科学研究的方法。
思想目标要求：激发主动进行科学探究的意识；培养严谨求实的科学态度和协作精神。 实验过程： 引发问题：
教师:上节课我们学习了质量的概念和质量的测量，请同学们回忆一下: 什么是质量? 实验室里，称质量常用的工具是什么?其使用方法是什么?应注意什么? 提出假设：
教师:你认为上述的问题有哪些可能的答案? 学生:学生相互议论思考，能否用弹簧秤称物体质量?能否用天平称物体质量?液体怎么办?能否借用量杯来测量液体的质量?通过以上推测可以想到，可用天平来称量物体的质量
设计实验：
要求学生阅读实验教材和天平使用说明书，明确实验教材中的实验目标和要求，了解天平使用方法；
观察实验器材，明确天平性能和规格；
教师要启发学生认识实验器材的选配，知道各自的作用，思考是否有其它选配方案? 通过一系列观察、思考和探索，结合以上提出的假设，组织学生独立设计实验方案(包括探究的目标和方法、探究的步骤、观察和记录的方法等)。
探究实验：
提醒学生称量前首先对天平进行什么操作?注意那些方面? 如何进行称量物体?如何取放物体?如何增减祛码?如何读数? 如何借用量杯称量物体质量?如何读取并获得数据? 如何记录实验数据?是否将记录数据如实填写在自行设计的表格中?
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扼要记录实验过程中出现的问题。 分析总结：
如何运用己知的原理或公式处理实验结果? 测量结果说明什么? 跟你的猜想和假设有何差异? 你得出的结论是什么?’ 评估交流：
将自己的称量结果与同学交流分析，看称量结果是否合理? 对你的实验设计的合理性、操作过程以及测量的结果进行评估。 思考有什么不妥的地方?有没有其它因素影响了实验结果? 让学生把自己的探究过程和结果与其它同学进行交流，是否有新发现？
5.中学物理实验探究式教学的价值
中学物理实验探究式教学的重要意义在于它对素质教育、创新教育以及科教兴国战略的实施具
[11]有重要的促进作用。对高中物理实验进行重新定位和认识。可以解决的主要问题是提高学生的动手能力，培养学生对本学科的兴趣，可以较深入地达到对知识技能的理解与掌握，更有利于创新思维与创新能力的形成与发展，学生在学习过程中的主体性得到体现，使学生做到乐于探究、勇于实验、勤奋思考、积极参与，为我国创新型人才培养提供了可靠的保障。有利于素质教育和创新教育的实施；有利于激发学生学习物理的兴趣和动机；有利培养学生的科学探究能力；有利于培养学生
[12]的创造思维能力物理实验探究式教学有利于学生的科学素养和可持续发展能力的培养。通过实验探索，去发现问题、解决问题，从而使学生获得新的收获和体验，进而发展学生的能力。因而它可弥补传统教育教学中过分分科学习、人为地进行知识条块分割的弊端，促进学生科学素质全面提高。随着现代知识激增，物理学科不断自身分化越来越细，而且还表现为学科之间的交叉融合。在解决实际生活问题时往往需要综合思维、综合性知识、多种能力，单一知识和能力很难解决。只有实现各学科知识的有机整合，培养具有高素质、全面发展的人才，才能满足21世纪社会发展的需要。 探究式教学是物理实验教学方法的其中一种，在物理实验教学中运用实验探究式教学的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知欲，进而掌握知识，发展能力。这种教学方式根据实验具有真实、直观、形象、生动的特点，在学生原认知基础上，在教师引导下，通过创设问题情境、引发问题、提出假设、设计实验、探究实验、分析总结、评估交流等一系列具体实践活动，调动学生学习积极性，吸引学生注意力，唤起他们直接兴趣，实现知识和技能的掌握、巩固和迁移。在解决实际生活问题时往往需要综合思维、综合性知识、多种能力，单一知识和能力很难解决。虽然实际实验教学中我们所研究的问题可能侧重于物理学科，但也需要学生综合运用己有的知识进行问题的研究。探究式物理实验教学对知识、课程的这种整合作用是由其综合性、探索性、实践性的特点决定的。通过实验探索，去发现问题、解决问题，从而使学生获得新的收获和体验，进而发展学生的能力。因而它可弥补传统教育教学中过分分科学习、人为地进行知识条块分割的弊端，促进学生科学素质全面提高。只有实现各学科知识的有机整合，培养具有高素质、全面发展的人才，才能满足21世纪社会发展的需要。
6.总结
本文从物理实验探究性教学的特点和类型出发，立足于中学物理实验教学的实际，提出中学物理实验探究性教学的必要性和可行性。揭示了实验探究式教学是物理学科中实施素质教育，促进学生全面发展的重要途径和方法，是培养创造性人才的重要手段。在中学物理实验探究性教学中，应注重学生实验的探究性教学，同时，将探究性教学的思想贯穿到演示实验中进行演示实验的探索性教学，以此培养学生逐步提升探究性学习的能力。中学物理探究式教学要引导多样化的探究，不仅要重视实验探究，把物理实验贯穿探究式教学始终，也要重视利用现代信息技术手段辅助理论探究，从而满足不同能力层次、不同认知结构学生的需要，面向全体学生的教学。中学物理实验探究式教
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学要以教师的引导和丰富的课程资源为基础，让学生在探究性学习中提出问题，主动探究和运用创
[13]新，达到培养全体学生的科学素养，提高学生的自主创新能力。同时，教师的实验教学观念、教学行为有所转变，科研意识和能力有所提高[14]。教师也要从思想观念、知识结构、工作方式和行为等方面改变自己、挑战自己、完善自己和充实自己。中学物理实验探究式教学是一个很大的课题，有很多问题还需要进行更深入的探讨。
致谢：
通过此次的毕业论文，我深深的感觉到自己需要学习的东西还很多，本文只是中学物理实验探究式教学的一点皮毛，还请各位老师多多批评指正，为以后的研究方向指明道路。此外，在这里也特别感谢唐洁老师对我论文的辛勤指导，和各位答辩老师的指导。老师您辛苦了!
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Research on the inquiry teaching of physics experiment in
middle school
Li ZheZhe (Grade12,Cla1202,School of physics and electrical engineering, Shaanxi University of Technology,
Hanzhong 723000 Shanxi)
Tutor:TangJie
Abstract:With the deepening of the reform of the educational system in China, the middle school physics experiment inquiry teaching is one of the important content of the basic education reform in our country.It embodies a concentrated
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reflection of the concept of modern education, to reflect and respond to the demand of era of education, has a very important value in teaching and development.The from the inquiry into the characteristics and types of teaching of based on the actual physics experiment teaching in middle school, put forward the high school physics experiment inquiry teaching of the neceity and feasibility, and a brief introduction of the high school physics experiment the teaching research background, teaching proce, teaching inquiry based design and its value.
Key words:Inquiry teaching experiment inquiry innovation middle school physics
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