分析实验改进在中学物理教学实践中的作用毕业论文.doc
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1、摘 要 物理实验给学生提供感性认识,培养学生的观察能力,帮助学生发现物理规律,建立物理理论。近年来,大量实验改进方案被引入教学实践活动,备受师生亲睐。本文通过平抛运动教学案例,从教学实际出发,进行平抛运动演示实验的改进,较全面地认识物理实验改进,分析实验改进在中学物理教学实践中的作用。关键词: 新课程标准;物理教学活动;实验改进;平抛运动 Abstract Physics experiment provide students with rich perceptual knowledge and cultivate the students ability of observation .mo
2、reover, it also can help the students to find physical laws and establish the physical theories. In recent years, lots of experiments improvement programs have been introduced into teaching practice activity ,which have gained the teachers and students more closely attention .The article through the
3、 teaching case of horizontal cast movement from teaching practice, improved the demonstration experiment of horizontal cast movement to get a more comprehensive understanding of physical experiment improvement and analyzed the function of teaching practice improvement in high school physics teaching
4、 .Key words: The new curriculum standard; Physics teaching activities; The experiment improves; Horizontal cast movement 目 录摘 要IAbstractII目 录I第1章 绪 论11.1 前言11.2 研究背景11.3 选题的价值和意义2第2章 新课程标准中的物理课程32.1课程性质32.2 课程理念32.2.1在课程目标上注重提高全体学生的科学素养32.2.2在课程结构上体现选择性32.2.3在课程内容上重视基础,体现时代性42.2.4在课程实施上注重自主学习52.2.5在
5、课程评价上强调更新观念,促进学生发展52.3物理实验能力要求5第3章 实验改进的认识73.1操作方法的改进73.2强化实验现象的改进83.3实验原理的改进93.4实验装置的改进11第4章 教学实践134.1 平抛运动演示实验的改进与制作134.2 平抛运动教学设计154.3 实验改进的几点建议21总 结22致 谢23参考文献:24第1章 绪 论1.1 前言 物理学是一门以实验为基础的自然科学1,它以物体间相互作用、物质基本结构、一般运动规律为主要研究内容。随着人类认识物质世界的不断深入,物理学一方面带动科学、技术的发展,另一方面对人类社会的全面发展起到了积极促进作用。经典物理学奠定了两次工业革
6、命的基础;近代物理学带动了航空航天技术、新材料技术、信息技术、生物技术、新能源技术等迅速发展,继而推动人类社会进步2。1.2研究背景著名物理学家杨振宁先生曾经对中、美两国学生学习物理的过程作比性较研究,发现“中国学生学习非常刻苦,基础知识丰富、扎实,且善于考试,但却普遍存在动手能力较差,不善于提出问题等缺陷3。” 长期以来,传统的教学模式把学生建立在人的客体性、受动性、依赖性的一面上,导致人的主体性、能动性、独立性的不断消蚀4。大量的资料信息都反映了同一事实:中国基础教育最为突出的弊端之一,就是忽视了培养中学生动的手能力3。物理教学活动必须以实验为基础,这是由中学生心理认知发展水平及实验直观明
7、了的特点所决定的。传统教学模式中,多重因素的共同作用下,物理实验在很大范围内仍处于“讲起来重要,教起来次要,考起来不要”的状态3,物理实验在教学活动中未受到应有的重视。采取“画实验、讲实验”替代“演示实验、做实验”的教学模式,在中学物理教学活动中非常普遍。这种与实践相脱离的现实问题,严重地制约着中学物理教学水平的整体提高。为此,制订新的物理课程标准势在必行。2001年6月,教育部正式颁发了基础教育课程改革刚要(试行),明确指出教育要“生活化、实践化、活动化”的要求,中国基础教育的课程改革正式浮出水面。同年7月中国义务教育各学科的课程标准(实验稿)颁布,把物理课程改革又向前推进了一步。2003年
8、4月,教育部正式制订并出版了普通高中物理课程标准(实验稿)。至此,一个以尊重学生主体意识和主动精神为目的,以全面提升全体学生的基本素质为指向,以注重开发学生智慧潜能、注重形成健全才能和人格为特点的当代教育正式揭开序幕5。 新的高中物理课程标准指出“实验是物理课程改革的重要环节6。”强调实验对物理教学活动的深刻影响,要通过实验激发学生学习物理的兴趣,要让学生在动手实验过程中掌握知识、运用知识。在新课程标准的推动下,一些趣味性强、表现力显著的演示实验,学生分组实验以及丰富的课外实验与制作便被吸收到教材中。大量实验方案被纳入教材,不仅使教材内容趣味性显著增强,还极大程度地丰富了教学资源,提高了教学活
9、动表现力。此外,实验还是体现学生在教学活动中的主体性的重要纽带。随着基础教育的不断发展,以学生为教育教学活动主体逐渐上升为主流意识,大量的实验引入教材为学生进行自主探究性学习创造了客观条件。新课程标准在全国范围内推广以来,实验广泛介入教学活动中,对教学过程产生了积极影响。通过大量的教学实践,人们发现部分实验也存在着一些的问题:有的实验难以较直观地展示完整的、显著的实验现象,给学生的观测行为带来较大困难;有的却由于实验器材昂贵、笨重等原因,不方便进行随堂操作,限制了实验的推广面;还有的实验原理不够完善,使得按制订的实验步骤进行操作,难以实现预期的实验效果等等。这些客观存在的现实问题,影响到实验在
10、教学活动中的有序展开,制约着实验辅助教学功能的体现。为了充分地挖掘实验的辅助教学功能,促进物理实验在教学活动中表现力的进一步提高,使其更好地服务于物理教学活动。一些教育工作者在原有实验方案基础之上,结合丰富的教学实践经验,积极思考,不断实践,勇于突破,为实现预定的教学目标,有意识、有计划、有步骤地开展实验改进工作。1.3选题的价值和意义 随着新教材的全面推广,教学实践的不断深入。结合教学活动的实际需要,一些实验改进方案率先被设计出来,成为宝贵的教学实践经验。并被广泛地借鉴到教学活动之中,得到了广大教育工作者的肯定,更有部分教育工作者根据实际需要,积极加入实验改进工作行列之中。物理实验改进如此倍
11、受欢迎,为使其更好地服务于教学,研究实验改进在中学物理教学中的作用就显得非常必要了。(1)帮助广大教育工作者了解实验改进,认识实验改进的重要作用,体会实验改进对教学活动产生的积极影响。只有充分地彰显实验改进优点,让更多的人意识到实验改进对教学质量提高的巨大潜力,才能促使其自发地借鉴他人改进成果,并广泛地运用到教学活动之中,切实让实验最大限度地服务于教学。(2)教育工作者是实验改进工作的设计者和执行者。帮助教育工作者认知实验改进,有序地展开实验改进工作。进而促进实验改进在教育战线上的全面推广,更进一步丰富实验教学资源,为实验广泛地介入教学活动铺平道路。从而有效地推动新课程改革的顺利进行。 第2章
12、 新课程标准中的物理课程2.1 课程性质 高中物理是普通高中自然科学学习领域的一门基础课程,衔接九年义务教育物理课程。旨在帮助学生继续学习基本的物理知识与技能,了解科学研究方法,体验科学探究过程,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情,认识物理学对科学技术进步以及文化、经济和社会发展的影响,从而进一步提高中学生的科学素养,为学生形成科学世界观和科学价值观打下基础2。2.2 课程理念高中物理课程旨在提高全体学生的科学素养,促进学生的全面发展,为学生的终身学习奠定良好的基础1 。 为适应科学技术进步和可持续发展的需要,培养适应社会发展的高素质人才,进行课程改革势在必行。成长无法替代,发展必须主动。为顺
13、应时代发展的需求,构建符合时代要求的高中物理课程标准,2003年4月,教育部正式制订并出版了普通高中物理课程标准(实验稿)。至此,新时代的高中物理课程标准正式浮出水面,而形成课程理念是新课程改革的必要前提,新的高中物理课程标准对课程理念的构建主要体现为一下几点。2.2.1 在课程目标上注重提高全体学生的科学素养高中物理课程对提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度对学生提出要求。要让学生通过自我体验的过程,掌握相关科学知识,发展科学探究能力,学习科学探究方法,增进对自然界基本规律的认识,养成科学的思维习惯,形成正确的世界观和科学观,为学生终身发展、适应现代社会和未
14、来社会发展奠定基础2。2.2.2 在课程结构上体现选择性 普通高中教育属于基础教育范畴,在重视全体学生共同基础建立的同时,还应顾及学生的兴趣、发展潜能和今后的职业需求。新的高中物理教材顺应了这一发展需求,将高中物理课程划分为12个模块(如图2-1所示)。 图 2-1 共同必修模块物理1和物理2是全体普通高中学生都必须学习的内容,要让学生通过对物体间相互作用、物体运动规律、能量等内容及相关实验的深入学习,系统地体会物理学科特点和研究方法,挖掘自己的发展潜能,清晰自己的兴趣所在,为后续课程的选择学习奠定基础2。 完成必修课程的学习后,学生可以根据自己的兴趣、发展潜能和今后的职业取向等因素选学若干模
15、块7 。为了让学有所长的学生更充分地发展自身的长处,各中学校还可以根据全体学生的具体情况开设相关课程,如“物理实验专题”、“物理专题研修”等,以便增强学生的自主学习能力和独立研究能力,发展学生的创新意识,进一步促进学生实验素养的提高2。新的高中物理课程标准是为全体高中学生发展而制定的国家课程标准,有针对性地提供学生可选学的物理课程模块,满足学生的不同发展需求,从而有效促进学生自主地、富有个性地学习2。2.2.3 在课程内容上重视基础,体现时代性高中物理课程在内容上重视基础的建立,密切联系生活,精选可供学生终身学习必备的基础知识与技能。我们赖以生存的环境首先是物理环境,在日常生活中,我们时时刻刻
16、与各种物质打交道。新教材有目、有计划、有针对性地借用它们的物理属性,结合人为意识的控制或干预使其呈现物理现象,进而探索物理规律。其重要价值就在于它贴近实际生活,让学生有熟悉、亲切感。此外,课程内容还反映新的科学思想和当代科学技术发展的重要成果,关注物理学的技术应用所带来的社会影响,突出课程内容的时代特性2。2.2.4 在课程实施上注重自主学习高中物理课程应促进学生展开自主学习,充分发挥学生的主体作用,培养学生科学探究能力,并逐步形成科学态度和科学精神2。 教材中学生分组实验以及课外实验与制作的大量引入,为学生展开自主学习创造了条件。在教师的帮助下,引导学生积极实验、乐于探究,使他们在实验中自由
17、体验,在实物和现象进行充分作用的过程中获取深切感受和直接经验。通过实验以及课外制作为载体,促进学生在课内外自由、自主地实践、体验,从而拓展了主客体相互作用的空间,为实现学生对知识意义的主动构建创造了必要条件。2.2.5 在课程评价上强调更新观念,促进学生发展所谓教学评价是指对教师教授物理的过程、学生学习物理的过程以及成果进行的价值判断1。高中物理课程应重视教学评价。要通过教学评价,挖掘教学工作的长处,暴露教学工作中的缺陷,有效实现扬长避短,优化教育教学活动,同时促进教师业务水平的提高。此外,注重过程性评价,重视学生的个体差异,帮助学生认识自我、建立自信,促进学生在原有水平上发展进步,体现课程评
18、价的诊断功能和内在激励功能2。2.3 物理实验能力要求 物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验是指教育工作者有目的、有计划地利用仪器、设备,在人为控制的条件下使物理现象反复出现,从而进行观测研究的科学实践活动1。物理实验对物理学的形成和发展起着决定性的作用,是物理学发展的根本所在,也是检验物理理论的唯一标准。实践证明:物理实验可以重复再现物理过程,可以加速或延缓物理过程,可以简化和纯化研究过程,可以强化研究条件,还可以对物理现象或过程进行定量研究。总而言之,物理实验对提高学生的科学素养起着至关重要的作用。为此,新的物理课程标准把物理实验能力纳入课程内容标准,物理实验在中学物理教学过程中的
19、重视程度空前提高。 实验是物理新课程改革的重要环节,是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径,也是物理课程改革的重要资源2 ,还是新课程标准在全国范围内有序展开的重要支柱。新的高中物理教材在各个模块中都安排了一些典型的科学探究和物理实验以及课后实验与制作。共同必修模块中的物理实验,是新课程标准对高中学生最基本的实验能力要求。在必修和选修模块中,都包含了对物理实验的进一步要求。高中学生在物理课程学习过程中应达到如下实验要求(见表2-1)。表2-12科学探究要素对科学探究及物理实验能力的基本要求提出问题能发现与物理学有关的问题从物理学的角度较明确地表述这些问题认识发现问题和提出问题的意义
20、猜想与假设对解决问题的方式和问题的答案提出假设对物理实验结果进行预测认识猜想与假设的重要性制定计划与设计实验知道实验目的和已有条件,制定实验方案 尝试选择实验方法及所需要的装置与器材 考虑实验的变量及其控制方法认识制定计划的作用进行实验与收集证据用多种方式收集数据按说明书进行实验操作,会使用基本的实验仪器如实记录实验数据,知道重复收集实验数据的意义具有安全操作的意识认识科学收集实验数据的重要性分析与论证对实验数据进行分析处理尝试根据实验现象和数据得出结论对实验结果进行解释和描述认识在实验中进行分析论证是很重要的评估尝试分析假设与实验结果间的差异注意探究活动中未解决的矛盾,发现新的问题吸取经验教
21、训,改进探究方案认识评估的意义交流与合作能写出实验探究报告在合作中注意既坚持原则又尊重他人有合作精神认识交流与合作的重要性第3章 实验改进的认识改进实验并不等价于设计实验。实验改进是指人们根据教材纳入的实验方案或其它原创实验方案,在原有实验方案的基础之上,为强化实验现象,提升实验感染力,而对原有方案进行部分人为意识强化过程。结合大量实验改进方案的归纳、分析,实验改进方式主要包括以下几类。3.1 操作方法的改进在教学活动中,人们发现部分实验,根据既定步骤和操作方法进行实验时,总是难以达到预期的实验效果。尤其是对要求操作控制精细的实验,稍微控制不当,实验就难以被顺利完成。例如油膜法估测分子大小的实
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