新课程理念下高中物理探究性实验教学研究
（开题报告）
邢台市第八中学 杨瑞昆
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。合作探究性的学习方式，强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象。而以往的实验课教学过程中，教师生怕学生听不懂，或者担心学生在操作过程中会出现这样或那样的错误，于是教师从实验原理、步骤、注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地讲解，然后由学生按部就班地操作，做实验流于形式，从而失去了实验教学的意义。高中物理课程标准的出台首次提出了“科学探究”这个术语，新的课程标准从科学本质和科学素养的高度论述了加强科学探究的意义及其培养科学探究意识和能力的内涵，使我们对加强物理实验教学有更深的理解和明确的方向。科学探究进入课堂并改变着学生的学习方式，课堂上学生的主动性有所加强,过去普遍被忽略的实验得到重视，科学探究在实验中可以得到更好的体现。抓好了物理实验教学，基本上就使加强科学探究落到实处。因此对于探究性实验教学的研究就显得尤为重要了。
一、问题提出
㈠课题研究的背景
1.我市普通高中于20xx年起始年级全部进入新课程。因此教育教学方法改革迫在眉睫，我们必须研究一套适应现代化教育理念的教育教学学方法。全体教师在教育教学理念上有了很大的转变教师教育理念、教学方式的转变是关键，而这种转变不可能在一二年内完成。
2.学生通过媒体“看实验”。一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示，被称为是“现代技术的应用”。学生实验多是以单纯机械操作为主的程序化实验。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤，像做广播操那样，按照规定的程序进行操作，而不需要考虑为什么这样做，还可以怎样做，更不必考虑实验中可能出现的问题以及需要如何去解决。学生用笔“做实验”。通过大量实验试题的强化训练来取代实验操作。 这些现象从一定程度上反映了中学物理实验教学存在的问题，那就是“重知识、轻方法；重讲授、轻活动；重结论、轻过程；重机械训练、轻切身体验”。物理教学结构如此严重“异化”势必导致学生物理认知结构严重“畸形”，长此以往，将严重影响学生素质的全面发展。
目前在应试教育的影响下，物理实验教学难以发挥它应有的作用。大多数学生重结果而轻过程，为了得到期望的结果，甚至修改实验数据。没有养成实事求是的科学态度，没有学会解决问题的科学方法，学生的主体地位远没有得到重视，学生 1
缺乏主动探究的欲望和热情，忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。新课程指出高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识和技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神，因此，高中物理实验教学迫切需要改革。
3.我国新颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》和《普通高中物理课程标准》，减少了一些验证性实验,增加了较多探究性实验，提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时提倡学生在教师的指导下进行探索性实验,强调要突出培养学生的创新精神和实验能力，提倡“引导学生质疑、调查、探究、在实践中学习”。以此为契机，我们在物理实验教学改革中，对传统实验教学进行了新一轮的的反思，准备对新课程理念下高中物理探究性实验教学展开研究。
基于对上述背景的分析，我校提出《新课标下探究式实验教学研究》的新课题，希望在新的课程标准下进行探究式实验教学研究，既可以使得该课题研究从更广阔的领域、更深的层次上得到完善与升华，又可以促进我校的教育教学工作，并在中学教学第一线进行规范化的实验教学，使素质教育在课堂教学这一主阵地真正落实。
㈡国内外研究现状及分析
目前国内重视探究式教学的研究与探索者较多，但就我们的眼界所及，探究教育研究的专著并不多见。靳玉乐主编《探究教学论》一书，该书综合运用现代教学理论、哲学理论、心理学理论对探究式教学的本质、心理基础、模式设计、实施与评价及其发展前景逐步展开分析，形成了一个持之有据、言之有理的比较完整的探究教学论体系。为了探究教学理论易于理解和接受，促进广大中小学教师尽快走向探究教学，该书结合大量的实例加以解释说明。比如赵秋生老师的《深化实验方法教法探究创新教育途径》；陶志军老师的《高中物理实验教学改革的思考与实践》；和俊民老师的《重视物理实验教学培养学生创新能力》；《新课程理念下高中物理实验教学的改革尝试初探》《新课程理念下高中物理实验教学的几点建议》《新课程理念下的探究性实验教学的意义的研究》等，已取得了很多重要的成果，值得我们学习和借鉴。
但是上述相关课题研究的专著，我们认为存在如下的问题：
1.都侧重于探究性教学的理论层面，实践与案例都是为了便于广大中小学教师理解理论，从而化作自觉的行动。
2.如果将探究式教学纳入高中正常教学过程，效果会怎样？上述的专著也找不到答案。
3.上述专著都缺乏数据分析，主要是静态的描述，缺乏对实践过程的动态剖析。 为了能够更加有效的提高我校教师的探究式实验教学能力实验教学水平，我们 2
需要针对我校的实际情况进行研究和探索，因此提出本实验课题的研究。
㈢课题研究的特色
本课题的创新点与特色：本课题立足于要建立一套能真正符合一线教学需要的，能真正实现高中物理实验教学的教育功能的探究性教学模式和理论。物理实验对学生发展起着重要的作用探究性教学充分重视激发学生的好奇心和求知欲，培养学生学习的内部驱动力，提高学生问题意识和发现问题解决问题的能力，提高学生的科学素养和科学探索精神，使探究式学习的理念真正落到实处。
㈣课题研究的理论意义和实践价值
1.理论意义
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。合作探究性的学习方式，强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象。而以往的实验课教学过程中，教师生怕学生听不懂，或者担心学生在操作过程中会出现这样或那样的错误，于是教师从实验原理、步骤、注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地讲解，然后由学生按部就班地操作，做实验流于形式，从而失去了实验教学的意义。高中物理课程标准的出台首次提出了“科学探究”这个术语，新的课程标准从科学本质和科学素养的高度论述了加强科学探究的意义及其培养科学探究意识和能力的内涵，使我们对加强物理实验教学有更深的理解和明确的方向。科学探究进入课堂并改变着学生的学习方式，课堂上学生的主动性有所加强,过去普遍被忽略的实验得到重视，科学探究在实验中可以得到更好的体现。对待物理实验的态度是真正实施物理新课程的试金石。如果在物理新课程的实施中忽视了物理实验，那就意味着倒退。抓好了物理实验教学，基本上就使加强科学探究落到实处。因此对于探究性实验教学的研究就显得尤为重要了。因此我们的选题具有重要的理论意义和研究价值。
2.应用价值
(1)对高中物理实验进行重新定位和认识。本研究将使我校一线物理教师对于如何开展实验探究教学理论和实践的指导和定位。物理新课程标准的理念改变了物理实验教学的目标、性质和模式,从单纯为了学习知识验证理论及学习操作技能,转变为以全面地培养学生科学素养为目标的课程,实验教学对于实现“知识与技能”、过程与方法、情感态度与价值观“三维教学目标有独到作用。物理实验是进行科学研究的重要方式，科学探究作为课程改革的突破口，将实验教学跟探究学习融合起来，不但让学生获得知识、获得技能，更重要的是学到了获得知识的过程与方法，让学生受到科学方法、科学思维的训练，养成科学精神和科学品德，发展学习的兴趣，这也是新课程的显著特征。探究性实验由于其重视过程和方法，有利于学生对知识 3
的真正理解，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，更有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养，这也是当前实验教学改革的主要方向。在传统的物理实验教学中充斥着教师“讲实验”,学生“听实验、看实验、练实验”机械学习现象，实验的教育功能未能得到应有的发挥。本研究课题对于改变这种状况会有重要的价值和意义,在实践中尝试高中物理自主探究性实验教学新模式,构建该教学模式的基本理论,真正实现实验教学的教育功能。
(2)对教师专业成长的引领作用。课程开发与实施水平是教师的专业生长点所在。引导教师尝试开发自己独有的教材、学材和习材，及时发现原生态的宝贵经验，及时挖掘自身的隐性特色和创新优势，及时对这些重要资源进行总结升华，尝试通过对教材、学材、习材的研究，帮助教师从传统课程的纯实施者转化为现代课程开发与实施的设计者，把对照图纸“按图索骥”施工的劳力者转化为自我意识觉醒的创意修改图纸的设计师，激励广大教师积极走到“教师即课程”的改革前沿。
二、课题研究的范围和基本内容界定
（一）课题研究的范围
本课题在我们一线的实际能力范围内以新课程理念对高中物理实验教学的影响为引线，以我校高中2009和2010级学生为观察样本，针对目前物理实验探究课存在的假探究、脱离实际等问题，运用观察、统计、访问等现代教育科学研究方法，研究适合调动学生主体探究的校本教材、学材和习材，以及与之相适应的教学方法。针对课改前和课改后分别进行调查研究，从而形成一套完整的新课程理念下的高中物理探究性实验教学的方法和模式。从而提高实验教学的效果。真正实现实验教学的教育功能，培养学生的科学素养。
（二）核心概念界定
1.实验探究课教学模式：是在学生积极参与科学探索的过程中，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面对疑难情境，学会收集和加工需要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，学生将在真实生活情境中锻炼发现问题、解决问题的能力。实验探究课所包含的具体环节有探究包含情景设问激趣、自主猜想讨论、自主探究设计、自主选择方案、自主实验探究、自主意义建构讨论交流、优化意义建构引导探究、总结评价体验迁移拓展8个环节。它充分体现了素质教育课堂教学的基本特征。
2.教学过程的主体性：素质教育的基本特征，探究性教学是学生在教师指导下的自主探究，教学过程突出了学生的主体性，教师的主导完全是为了更好地发挥学生的主体作用，并通过学生主体的充分参与、主动探究和主体的发展反映出来。
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3.学习探究的自主性：传统模式把学生视为容器，学生接受知识完全处于一种被动状态。探究性教学则不同，它是在教师指导下自主参与教学的全过程，学生知识的获得，靠的是自己的主动探究，而不是被动的接受灌输。
三、课题研究的理论依据 （一）建构主义学习理论
“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。显然，在这种场合，教师、学生、教材和媒体等四要素与传统教学相比，各自有完全不同的作用，彼此之间有完全不同的关系。但是这些作用与关系也是非常清楚、非常明确的，因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构形式，即建构主义学习环境下的教学模式。
（二）新课程发展的核心理念
新课程发展的核心理念为了每—位学生的发展新课程的价值取向是人的发展，新课程的价值在于通过促进人的发展来推动经济发展和社会发展。这种融合浓缩为一句话就是：“为了每一位学生的发展”。课程要着眼于学生的发展；面向每一位学生；关注学生全面、和谐的发展。关注人的教学才能使学科教学同时成为情感、态度、价值观的形成与发展的过程，从而真正实现人的发展。
（三）高中物理探究式教学原则
自主性原则；灵活性原则；渐进性原则；多元化、多样性原则
（四）中学物理的特点
物理学是整个自然科学的基础，除了具有丰富的物理知识外，还包含丰富的社会科学知识和科研方法，它是一门以实验为基础的严密的理论科学和定量的精密科学。中学物理又有以下几个特征：基础性；实践性；前沿性；探索性。
四．课题研究的目标
（一）教师的发展和成长
提高物理教师的实验教学素质，使之真正运用好探究式物理实验教学,为提高教学质量发挥出独特的作用。熟练灵活的应用探究式实验教学的模式。提高对新课程改革理念的认识。在实践创新完善高中物理自主探究实验教学新模式,构建了该教学模式的基本理论,并取得了较好的教学效果。教师从传统课程的纯实施者转化为现代 5
课程开发与实施的设计者，把对照图纸“按图索骥”施工的劳力者转化为自我意识觉醒的创意修改图纸的设计师，激励广大教师积极走到“教师即课程”的改革前沿。
（二）学生的发展和成长 通过我们的研究形成一种有利于学生成长的实验教学的模式和理论，在这种教学方式的指导下学生将得到“如何去获得知识”的体验，学生的各项技能和能力将得到最大程度的发展。真正实现实验教学的教育功能。
培养学生发现问题和解决问题的能力，探究性物理实验通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在实验的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料.调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，以培养发现问题和解决问题的能力。
培养学生收集、分析和利用信息的能力，通过探究性物理实验，能帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息，并恰当地利用信息,以培养收集、分析和利用信息的能力。
使学生学会分享与合作，合作的意识和能力，是现代人所应具备的基本素质。探究性物理实验一般以小组合作实验为主开展实验,学生将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境。使学生学会交流和分析研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。
培养学生科学态度和科学道德，在探究性物理实验的过程中，学生要认真、踏实地探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨炼不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。
（三）学校工作
提高学校的教育教学成绩，实现物理实验教学的真正功能，提高学生的能力和科学素养。
五．课题研究的内容
大量查阅文献资料，组织学习有关教育理论、心理学理论和教育科研方法；对课题组成员进行培训。同时通过教学中的实践与探索对课题研究特点，规律和存在的问题做进一步研究。
立足教材，以高中物理的教学内容为出发点。将演示验证性实验提升为学生探究科学的实验，将学生验证性实验转化为探究性实验，将教材中出现的实验问题设计为探究性实验，将教材中的“阅读材料”、“思考讨论” 、“做一做”、“小实验”等设计为探究性实验.对探究性实验进行初步探索，旨在激发学生学习物理的兴趣，使学生了解科学探究的基本过程、方法与艺术，拓展学生的想象力、知识视野、创新思维能力，增强科学协作精神和学术研讨气氛，有效培养学生的科学素养。 6
（一）传统高中物理实验教学方式效果的调查与启示
对传统的实验教学方式方法效果进行调查研究，从而发现问题，确立需要解决的问题。
（二）新课程理念对高中物理实验教学的影响的调查与研究
在新课程理念下师生的教育和学习观念发生了哪些变化？哪些方面有了提高？还存在哪些问题？
（三）新课程理念下高中物理探究性实验教学研究
探索一套完整的高中物理探究性实验教学的方法。从而提高实验教学的效果。真正实现实验教学的教育功能，培养学生的科学素养。
六．课题研究的对象和方法
本课题以我校高中2008级、2009级、2010级450名学生为观察样本，针对目前物理实验探究课存在的假探究、脱离实际等重大问题，运用观察、统计、访问等现代教育科学研究方法，研究适合调动学生主体探究的校本教材、学材和习材，以及与之相适应的教学方法。
设计调查问卷，抽样老师同学进行调查，收集同学老师意见，收集专家意见，参考专业资料，理论与实践相结合进行研究。具体采取文献分析法、问卷法、访谈法、调查法、案例分析法、反思法、对比法、测验法等。
（一）文献分析法
本课题通过查阅国内外相关文献资料，对前人的研究成果和中学生的心理特点做出理性的分析，以期站在前人的基础上，做出客观的分析。
（二）调查法
本课题通过问卷的运用和设计，对不同类型学校学生进行问卷调查，以及对部分学生和教师进行访谈，了解学生学习方式的现状以及学习方式中易出现的问题。
（三）案例分析法
通过对典型个案的干预、分析与研究，探索探寻有效策略，以期积极有效地对个别学生实施成功的干预。
（四）经验总结法。
七．课题研究步骤 课题研究时间为两年。
（一）第一阶段（准备阶段）
20xx年1月一20xx年4月 ,成立课题组，收集理论资料，组织课题组成员学习相关的材料，调查学生实验操作具体情况并建立档案以备以后对比分析
（二）第二阶段（研究实施阶段）
20xx年4月一20xx年4月.
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1.根据实施计划提出问题和任务，分期举办实验探究研讨活动，广泛交流，收集第一手资料，并进行整理分析，撰写阶段性研究报告等。
2.通过观察、调查、分析，进行初步论证，发现不足之处，提出解释，改进观点。 3.修正、改进，具体操作，再实验、再验证。通过反复论证，反复操作、改进，循环往复，螺旋上升。
（三）第三阶段（总结成果，课题结题，成果推广）
20xx年5月一20xx年12月
总结探究性实验的设计思想，构建探究性实验教学模式，形成探究性实验教学理论系统。
八．课题参加人员的组成和分工
杨瑞昆：全面负责课题研究的各项工作，包括课题立项报告和结题报告的撰写、理论研究、等工作。
刘瑞亭、王新、董晓华:负责课题的实践与研究，同时进行相关信息收集、负责问卷调查设计和调查资料统计工作，同时进行网络收集、资料统计、电脑操作工作。
经过我们统一组织，团结协作、严格认真和规范的实验操作，一定能取得较为理想的实验效果。
九．课题研究的预期成果
传统高中物理实验教学方式效果的调查与启示（论文）
新课程理念对高中物理实验教学的影响的调查与研究（论文）
新课程理念下高中物理探究性实验教学研究。（研究报告）
十．完成课题的保障条件
课题组成员曾获河北省教学设计大赛一等奖，邢台市青年教师教学大赛一等奖，邢台市教学成果一等奖，物理竞赛优秀辅导员，十佳优秀教职工，十佳优秀班主任，市级嘉奖，市级三等功，巾帼建功等多项教育教学成绩。课题实验人员参与过多项教改实验，具有强烈的教研热情和很高的教科研能力、丰富的实践经验。课题组主持人具有从事教科研的能力和经验，有较高的指导、组织能力。课题组内，人员分工明确具体，学校在行政管理和组织上为本课题研究的顺利开展提供了保障；我们的研究将研究过程融入教育教学常规管理之中，深受学校领导的重视，为课题研究提供了组织和时间的保证。总之，经过我们统一组织，团结协作、严格认真和规范的实验操作，一定能取得较为理想的实验效果。
参考文献
[1]丁鸿志.“合作—探究式”实验课教学模式[J].中学物理,2000，(12)：8~9
[2]钟伟青.浅谈新课程理念下高中物理有效教学策略[J].中学物理,2010，(21)：3~4
[3]陶志军.高中物理实验教学改革的思考与实践[J].中学物理教学参考,2009，(05)：15~16 8
[4]廖伯琴. 物理探究式教学设计与案例分析[M]. 北京：高等教育出版社，2003：23~26.
[5]高树忠,刘凤玲.高中创新课堂教学模式研究[M].北京:科学出版社,2005：42~46
[6]王棣生，中学物理创新教法---实验改革指导[M].北京：学苑出版社，2002：86-90
[4]物理课程标准研制组，普通高中物理课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社，2004：2~5
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