《中学物理教学中的科学探究》结题报告_中学物理课题结题报告

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《中学物理教学中的科学探究》结题报告

彭德山

2001年12月—2005年5月，我校对《中学物理教学中的科学探究》这一课题进行了专门研究和探索，已取得了一定的成绩，现总结四年研究过程和结果，报告如下：

一、课题的提出：

“决定人类命运的最重要的因素是人的素质，不仅是精英人物的素质，而是几十亿普通地球居民的平均素质”。随着21世纪的到来，人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐，人类的生存环境与生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其恰当的应用，无论社会还是个人的发展，都与全民及个人的科学素质密切相关。提高国民素质，尤其是国民的科学素质，已成为世界各国的重要战略，而提升全民科学素质的重任则落到了科学教育的肩上。从科学教育的国际改革趋势看，世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标，即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会、科技、经济发展所必备的素质；变革对人才的培养模式，改进学习的学习方式，以便使现在的学生在未来的社会具有竞争力，如美国1996制定的《美国国家科学教育标准》中，详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。《美国国家科学教育标准》指出：“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究，培养其进行探究性思维和探究性活动的能力，包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”

物理学是人们在长期的社会生产实践中产生的一门自然科学。初中学生学习物理知识，应该是很有兴趣的，然而，物理教学由于长期受应试教育的影响，教师只注重了单纯地向学生传授知识，埋头组织大规模题海战术训练，而忽视了学科特点，学生学得枯燥无味，使学生在生理上、心理上的健康成长受到极大影响，不利于学生主体作用的发挥，不利于学生学习兴趣的长期保持，不利于学生创新精神和实践能力的培养。2001年教育部颁发的《基础教育课程改革纲要（试行）》指出，基础教育课程改革的具体目标是“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程”。“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息，获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

正是在这样的国际、国内环境及当时教育背景下，我校在市县领导和专家的领导和指导下，于2001年12月开始《中学物理教学中的科学探究》专题实验研究活动。

二、课题的界定：

科学探究原意是指科学家用科学的方法探求事物的本质和规律的科研活动，由于学生运用科学方法探究式学习活动与科学家的科学探究活动在本质上有许多相似之处，因此便把学生的探究式学习活动也称做科学探究，这样我们便把中学物理教学中的科学探究理解为：在老师的指导下，学生运用科学方法探究式学习的教学活动。具体来说就是：在教师的指导和帮助下，让学生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，领悟科学思想和精神的一种教学方式。在科学探究教学中，学生虽然也要经历科学探究的基本过程，运用科学探究的方法和思维方式去“发现新知”，但与科学家的科学探究还是有区别的。一是科学家探究的问题结论是未知的，学生探究的问题结论对学生自己虽然是未知的，但相对人类整体而言却是已知的。二是科学家科学探究的目的是发现真理或创造出具有社会意义和价值的新产品，而学生的科学探究基本目的是培养学生创新素质，强调探究过程对学生个体发展的意义。三是科学家的科

学探究一般要经历复杂、曲折、甚至是漫长的过程，而学生的科学探究过程则是根据教学需要精心设计和组织的，它对实际的探究过程进行了筛选和重组，成为适合学生探究学习的典型化、简约化了的活动过程；四是科学家在科学探究过程中是完全独立的主体，而学生由于受其自身知识基础，能力发展水平和身心发展不成熟的制约，使得他们还不能成为完全独立的探究主体，学生的探究活动还需要在教师的指导和帮助下才能顺利进行。科学探究过程包括以下要素： 提出问题 猜想与假设

制定计划与设计实验 进行实验和收集证据 分析与论证 评估

交流与合作

三、课题构建的理论依据

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学生的主动性，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。

布鲁诺“发现法”的教育思想。他认为发现不限于寻求人类尚未知道的事物，确切地说它包括用头脑亲自获取知识的一切形式。他主张在教学的过程中，学生在教师的指导下围绕一定的问题根据教师和教材提供的材料，通过积极的思维活动，亲自探究和主动研究，使自己成为“发现者”。他要求教师培养学生的直觉思维，强调学生大胆猜测，要用直觉思维去感知问题的情景，从而“顿悟”解决问题。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。

初中学生学习的思维的特点和能力层次。初中阶段学生具体的形象思维还占据一定的地位，逻辑思维仅具有一定的经验性，思维品质处于矛盾交错的发展时期。尤其是独立性、批判性的发展显著，但看问题只顾部分而忽略本质，容易片面化和表面化。而探究性实验活动从形象思维出发，通过学生独立活动和思考从而发展学生认识问题本质的能力。

四、课题研究的原则：

主体性原则：注重学生个性特长的发展，体现“以学生的发展为本”的课改宗旨。发展性原则：使学生在掌握知识技能的基础上，智力和非智力因素都得到协调发展和共同提高，将着眼点放在学生的认知能力、学习心理和知识结构等发展上。

开放性原则：为学生求异思维的发展提供全方位开放的环境，包括学生的学习空间、研究时间、课题内容资源、学习的组织形式等都呈开放的势态。

五、课题研究的目标：

让学生通过实验活动感受物理学之类，体验科学探究的乐趣，感受成功的喜悦，激发学生学习物理的兴趣。

培养学生关于发现问题，提出问题的能力和勇于探索的精神，敢于创新实践的能力。培养学生敏锐的观察能力，培养学生实际动手操作能力，培养学生不折不绕敢于克服困难的意志力以及实事求是的科学态度。

培养学生合理处理信息的能力，培养他们交流合作，共同提高的能力。培养学生初步掌握研究物理问题的方法，体验物理学和人类社会的关系，体会用物理学为人类社会服务的意识。

六、课题研究的主要过程：

第一阶段：2001年12月—2002年元月 ㈠学习理论，提高认识。

2001年12月孝感市教研室在安陆举行的“中学物理教学中的科学探究”专题开题会议结束后，我校与会人员回校后，立即组织全体物理教师认真学习了“中学物理教学中的科学探究”实验的有关理论知识，并结合物理教学大纲和物理教材，进行认真讨论，使全体师生进一步认识到：

“中学物理教学中的科学探究”是实施创新教育的要求。

目前，我国到处都在实施创新教育，而创新教育的重要任务是大力培养学生的创造性思维能力，而创造性思维实际上是一种综合性的思维，是指多种思维形式的创造性运用，其形式包括发散思维、收敛思维、直觉思维、形象思维及逻辑思维。创造性思维在科学技术的创造中具有十分重要的作用，打开一部科学技术史就会发现，迄今为止所有的科学技术发现和技术发明，无一不是创造性思维的结果。

“中学物理教学中的科学探究”实验认为，学生的学习过程与科学家的研究过程本质上是一致的，因此学生应像“小科学家”一样，以小主人公的身份去发现问题、解决问题，并在探究过程中获取知识、发展技能、培养能力，特别是培养创造性思维能力，发展自己的个性，因此，本课题的实验研究对国家推行的创新教育具有重要的意义。

“中学物理教学中的科学探究”既是物理学习的目的，也是物理教学的重要途径和方法。

义务教育物理教学大纲指出：“学生通过物理课学到初步的物理知识，培养科学探究精神，获得观察、实验的初步技能，逐步发展自己的能力”。并且新颁布的《科学课程标准》明确规定：“科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”因此，本课题的研究和实施是中学物理学习目标，也是物理教学的重要途径和方法。物理教学中的科学探究充分体现了学生是学习的主体，能使学生处于主动积极的状态，通过强化物理知识的形成过程和应用过程，认识科学、技术、社会的紧密联系，体验、认识和运用科学研究的过程和方法，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生的观察实验能力、思维能力、分析和解决问题的能力，逐步提高学生的学习能力和研究能力，树立正确的世界观、人生观、价值观，最终达到全面提高素质、发展个性、形成特长的目的，从而为学生的终身学习打下良好的基础。㈡加强领导，制定方案

由于通过理论学习，全体师生进一步提高了对“中学物理教学中的科学探究”的认识，开展此项课题研究，已具备初步的思想基础，但如果没有一个坚定的领导核心和研究组织，研究工作也很难顺利开展，所以我校成立了以校长为组长，分管教学的副校长和教科研主任为副组长的专题研究领导小组，下设专题研究小组，并聘请市教研室杨汉楚老师、县教研室刘金权老师为顾问。课题组经过反复讨论，并借鉴兄弟学校的先进经验，制定自己具体的实验方案。在方案中明确地指出了课题研究的目的和意义，课题研究的目标和内容，课题研究的方法和具体过程等，并结合方案把具体任务分解到每位参加研究的成员，使此项课题研究的目标到组，责任到人，既有明确分工，又有较大范围的合作研究。第二阶段：2002年1月——2003年10月

为了保证实验方案的落实完成，2002年1月对当时二年级的学生进行了综合素质调查，确定了由同一名教师所带的两个平等班中的二⑹班为实验班，二⑽班为对比班，进行科学探究教学实验，实验班物理教师根据教学内容和目标，灵活选择教法，并适时恰当地将科学探

究融于教学活动中，并在实验班二⑹中成立科学探究实验兴趣小组，兴趣小组的同还确定课外探究的专题是：

自活动开展一段时间后，实验教师将实验班二⑹班和对比班二⑽进行对比发现，实验班二⑹的学生，对自然界的好奇心，对科学探究的兴趣，都明显强于对比班，老师发现学生学习物理的劲头提高了，喜爱物理学科的人数更多了，后来的某些所谓“差生”也在实验活动中崭露头角，使得其它同学刮目相看。问问题的人多了，学生的分析和观察能力提高了，学生间的交流增多了，相互合作多了，相互关系更融洽了，更自信更富于挑战了。原来较难开展的小制作，小论文等活动现在日益增多。

2002年4月我校承办了孝感市《中学物理教学中的科学探究》专题实验优质课竞赛活动，我校参赛教师用实验班二⑹班的学生参赛，结果获得了市一等奖的好成绩，并且我校物理教师将平时进行科学探究的心得体会写成论文，并装订成册。

2002年9月，课题实验小组在研究半年的专题实验后，增加了实验班和对比班，除后来的二⑹（实验班）、二⑽（对比班）升为三⑹（实验班）、三⑽班（对比班），继续进行对比实验外还增加了另一位教师所带两个平行班二⑹（对比班）、二⑼（实验班）进行实验，课题实验小组还根据我校的实际情况，重点对中学物理教学中的科学探究与多媒体教学整合进行研究，并将多媒体课件归类整理，并应用于实际教学过程中，课题实验小组全体成员，利用每周教研日集体备课时间，分析教材，将初

二、初三两册中，每章节能进科学探究实验的教学内容进行分章描述，写出了科学探究的分章描述教案并装订成教案集。

2002年11月，我校课题组主要成员参加了孝感市教研室在孝南实验中学举行“中学物理教学中的科学探究”专题实验研讨会，并在大会上作了“实施‘中学物理教学中的科学探究’一年的回顾”的专题发言，受到与会领导和同行的一致好评。2002年12月底，我校派课题组教师参加了孝感市在应城实验中学举行的“中学物理教学中的科学探究”专题实验说课活动，并取得了市二等奖。第三阶段：2003年10月至今

在2003年10月，课题实验小组对前段实验过程进行回顾和总结。并再一次增加了实验班的数量，组织课题组成员深入研讨有关“中学物理教学中的科学探究”与多媒体网络整合的课题，并由一名教师主讲了“简单磁现象”的录像课，该节课改变了原有的应试教育旧模式，构建出创新教育新的平台，该课题评为市创新大赛一等奖第一名，并代表孝感市参加了2003年12月底举行的湖北省创新大赛，获省二等奖。

2003年11月，我校接受了省市课题组领导和专家对课题研究的中期检查工作，获得了一致的好评，特别是我校的多媒体课件与“中学物理教学中的科学探究”相结合，深得领导和专家的称赞，并在12月底的市物理年会再次展出，获得与会领导和专家的肯定。

2004年月，我校再次承办了孝感市“中学物理教学中的科学探究”专题实验优质课竞赛活动，我校青年教师主讲的“研究液体的压强”的一节优质课，获市一等奖。

七、课题研究的主要成果：

在四年的科学探究实验活动过程中，我们感到开展这项活动既有压力也有收获。因这这项实验活动没有现成的经验，只有大胆探索，闯出一条新路来，才能有新收获。在这项活动中，经过全体课题组成员及学生的不懈努力，学到了不少知识，也取得了一些成绩。

自开展这项活动以来，我校学生学习物理的兴趣、主动参与物理学习的意识以及学习物理的能力等方面都有进一步的提高。特别是在每年四月初开展的学生小制作、小发明、小论文比赛活动，学生小制作达800余件，小发明120多个，小论文900多篇，其中有多篇小论文被“云梦报”等刊物选中刊登。并且，在近两年的全国物理竞赛活动中，我校学生有一人获全国一等奖，四人获全国二等奖，八人获全国三等奖，十三人获省级奖励，由于学生通过积极地参加科学探究活动，使得其素质得到全面提升，学生参加中考的物理成绩优异，为我校中考一直名列前茅立下大功，特别2003提毕业的第一届实验班三⑹，2004年毕业的第二届实验班三⑼班，该班学生中考上一中人数及其它各项指标都名列学校前列，并且在这二届毕业班学生中被华师一附中录取的十名学生，均在实验班中。

自开展这项活动以来，教师的业务水平，业务能力也进一步得到了提高，教师撰写的论文教案多达

篇，其中获省级奖励的有

篇，市省奖励的篇。省二等奖的优质课一节，市一等奖优质课三节，二等奖优质课说课一节，多媒体课件省级奖励

件，市级奖励

件，专题实验论文集，教案集各一本，与专题实验相配套的电教课件一套等。

八、课题研究后的反思：

经过四年的课题实验研究，使我们深深体会到《中学物理教学中的科学探究》在培养学生的创新精神和实践能力，以及提高教师的教学能力等方面具有重要的作用的同时，我们也深深感到由于科学探究性实验本身的开放性，决定了评价主体的多元化，评价方式，评价手段的多样性，加上作为一门新的教学方式，没有更多的成型经验可供借鉴，所以我们的课题研究还有许多不完善的地方，如：由于受现在使用教材和考试制度的限制，加上家长、社会还不能完全理解，使得科学探究实验活动不能大面积在课堂全面推开，所以我们迫切希望使用新教材和新型评价体系，加上要进行科学探究性实验活动的实验仪器很难配套，获取也不方便，要靠老师或学生课前自备自制，如一学期几次尚可，次数较多则有一定的困难，当然这些问题的存在，使我们科学探究实验过程中还要做很多的工作，但我们坚信，《中学物理教学中的科学探究》专题研究有着深远的意义和广阔前景，值得大力推广。

2005.6