研究性物理開題報告

一、 研究背景和意義

目前在應試教育的影響下，物理實驗教學難以發揮它應有的作用。許多教師認為“做實驗不如看實驗(錄像)，看實驗(錄像)不如講實驗”,很少做實驗，不願花時間從事實驗教學，實驗只被作為收集數據，驗證理論，應付考試的工具。學生實驗形成了教師講，學生做，教師示範，學生模仿的教學，學生成為被動的接受者，以至於學生很少提出問題。大多數學生重結果而輕過程，為了得到期望的結果，甚至修改實驗數據。沒有養成實事求是的科學態度，沒有學會解決問題的科學方法，學生的主體地位遠沒有得到重視，學生缺乏主動探究的慾望和熱情，忽視了實驗對學生科學思維方法和創新能力的培養。

新課程指出高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與，樂於探究，勇於實驗，勤于思考。通過多樣的教學方式，幫助學生學習物理知識和技能，培養其科學探究能力，使其逐步形成科學態度和科學精神，因此，高中物理實驗教學迫切需要改革。

探究性實驗是在假設的指引下獲取支持或推翻假設的科學實證，是以實驗為載體探究科學結論形成和發展的過程，是在教師的指導下，學生運用已學過的知識、技能，把自己當做新知識的探索者和發現者，通過實驗親自發現問題.

探究性實驗由於其重視過程和方法，有利於提高學生髮現問題、解決問題的能力，培養與他人合作的精神，養成實事求是的科學態度，有利於學生創新能力的提高和主體性的發揮。強調通過實驗探究提高學生的科學素養，已成為當前實驗教學改革的主要方向。

因此，我國新頒佈的《基礎教育課程改革綱要(試行)》和《普通高中物理課程標準》，減少了一些驗證性實驗,增加了較多探究性實驗，提倡將演示實驗儘量轉化為學生的隨堂實驗，同時提倡學生在教師的指導下進行探索性實驗,強調要突出培養學生的創新精神和實驗能力，提倡“引導學生質疑、調查、探究、在實踐中學習”..以此為契機，我們師徒小組在物理實驗教學改革中，對傳統實驗教學進行了新一輪的的反思，擬在新課程背景下開展高中物理探究性實驗教學的研究.

二、課題研究的理論依據

1.中學生的心理特點

高中生心理髮展正處於從幼稚向成熟的過渡階段，其心理特點表現為：精力充沛、熱情高漲;想象力較豐富，開始有獨立思考能力;求知慾強，具有質疑思想;抽象邏輯思維開始發展，有一定的發散思維，迫切希望能有證明自己價值的途徑;自我意識覺醒，主動性、自尊心增強，渴望與人交往;有積極向上進取的精神。由於高中生身體正開始走向成熟，而心智發展明顯滯後，所以容易表現出消極的一面：如濫用精力與蠻幹，急於求成、缺乏耐心，過分憑藉想象力或憑空想象，不善於將精力集中，容易氣餒。

2.中學物理的特點

物理學是整個自然科學的基礎，除了具有豐富的物理知識外，還包含豐富的社會科學知識和科研方法，它是一門以實驗為基礎的嚴密的理論科學和定量的精密科學。中學物理又有以下幾個特徵：

基礎性：中學物理不但是其他自然科學的理論基礎，而且是一切技術科學的理論基礎，所採用的科學研究方法也是其他自然科學進行科學研究普遍使用的方法。

實踐性：中學物理特別重視與實踐相聯繫，重視用實驗去驗證相關理論，重視與生活實際相結合。

前沿性：新版中學物理現在也要求扣緊物理前沿知識，如激光、超導、電磁流、反物質等。

探索性：探索的目的是使學生靈活有機主動地學習物理知識，使學生初步掌握主動獲取知識的能力，更重要的是培養學生運用物理知識解決問題的能力。

3. 探究性物理實驗與傳統物理實驗不同

傳統的物理實驗大多是驗證性的，學生很少積極主動思考，而教師也很少留給學生獨立思考的餘地，試驗操作也是學生按照課本事先寫好的實驗器材,實驗步驟直接操作,學生的情緒調動不充分，沒有新意，沒有懸念，學生很難成為知識的創新者.

探究性物理實驗作為學生的一種積極主動的認識建構手段，作為物理實驗的一種形式，它既有別於測定性實驗，又有別於一般的驗證實驗。探索性實驗的目的在於使學生獲得物理實驗研究方法的訓練，讓學生接觸探索、發明、發現的過程和方法。在探索發現的過程中，發展學生理性的、批判的思想方法，體驗學者研究的苦衷和愉悦，培養他們的發現、探究能力。要達到這種目的，就要使學生在進行探究性實驗時發生認知衝突,這要求探究性實驗設計首先要足夠“新穎”。正是這種“新穎”的刺激，才會激發學生對探索的興趣，才能引起學生探索的慾望，才使得它與主體原有的“定勢”相矛盾、相對立，才能產生認識上的不協調和衝突。比如，我們設計的“測定沒有系統誤差存在時乾電池的電動勢和內電阻”實驗，要求學生自己設計電路、得出數據，並求出沒有系統誤差存在時電池的電動勢與內電阻，這體現高中新課程探究性實驗的“新穎”。

三、 課題研究的預期目標

1、 使學生體驗富於樂趣的挑戰：探究性物理實驗因為學生必須親自去做，才能夠體會到該“如何做”。自己走進實驗室核實一下，並用自己的眼睛看一看，用自己的手做一做，這要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案死記硬背更有意義。正如學習游泳，看再多的書，記再多的要領，都無濟於事，必須親自下水，在學的過程中感悟、總結，才能掌握游泳技術。如同在游泳池中學游泳一樣，探究性物理實驗就是給學生一個自主探究、親身實踐的機會。通過這種實驗，學生將得到“如何去獲得知識”的體驗，學生的各項技能和能力將得到最大程度的發展。

2、培養學生髮現問題和解決問題的能力：探究性物理實驗通常圍繞一個需要解決的實際問題展開。在實驗的過程中，通過引導和鼓勵學生自主地發現和提出問題,設計解決問題的方案,收集和分析資料.調查研究，得出結論並進行成果交流活動，引導學生應用已有的知識與經驗，學習和掌握一些科學的研究方法，以培養髮現問題和解決問題的能力。

3、培養學生收集、分析和利用信息的能力：通過探究性物理實驗，能幫助學生學會利用多種有效手段、通過多種途徑獲取信息,學會整理與歸納信息，並恰當地利用信息,以培養收集、分析和利用信息的能力。

4、學生學會分享與合作：合作的意識和能力，是現代人所應具備的基本素質。探究性物理實驗一般以小組合作實驗為主開展實驗,學生將努力創設有利於人際溝通與合作的教育環境。使學生學會交流和分析研究的信息、創意及成果,發展樂於合作的團隊精神。

5、培養學生科學態度和科學道德：在探究性物理實驗的過程中，學生要認真、踏實地探究,實事求是地獲得結論,尊重他人想法和成果,養成嚴謹、求實的科學態度和不斷追求的進取精神，磨鍊不怕吃苦、勇於克服困難的意志品質。

6、培養學生對社會的責任心和使命感：在探究性物理實驗的過程中，通過社會實踐和調查研究，學生要深入瞭解科學對於自然、社會與人類的意義與價值，形成積極的人生態度。

7、激發教師繼續學習的熱情：探究性物理實驗教學使教師失去了決定學生學習內容的權威性和壟斷性，學生研究的很多問題超出了課堂教學、學科教材、教學參考資料的範圍，超出了教師的專業範圍;學生吸納知識的途徑由單一轉向多元，教師不再是學生唯一的知識來源，教師指導學生時，心中可能沒底，有一種緊張感。教師如果自身知識結構失衡，如知識結構單一、知識面窄、漠視學科知識與生活實際的聯繫、科研能力缺乏等，就難以勝任。為了能指導學生，教師就必須利用業餘時間繼續學習。

四、 課題研究的範圍和對象：

課題研究的範圍：xx中學

xx高級中學

xx綜合高級中學

課題研究的對象：課題組成員任教班級學生

五、 課題研究的內容：

1、理論研究方面：

大量查閲文獻資料，組織學習有關教育理論、心理學理論和教育科研方法;對課題組成員進行培訓。同時通過教學中的實踐與探索對課題研究特點，規律和存在的問題做進一步研究。

2、實踐研究方面：以三校課題組成員任教班級學生為研究對象，立足教材，高中物理的教學內容為出發點。將演示驗證性實驗提升為學生探究科學的實驗，將學生驗證性實驗轉化為探究性實驗，將教材中出現的實驗問題設計為探究性實驗，將教材中的“閲讀材料”、“思考討論” 、“做一做”、“小實驗”等設計為探究性實驗.對探究性實驗進行初步探索，旨在激發學生學習化學的興趣，使學生了解科學探究的基本過程、方法與藝術，拓展學生的想象力、知識視野、創新思維能力，增強科學協作精神和學術研討氣氛，有效培養學生的科學素養。

(1)將演示實驗轉化為探究性問題或實驗

在演示實驗中，利用新的教學理念、“演示實驗”的教育功能，創造性地使用教材：對於必須由教師親自做的演示實驗，使用探究法的敍述代替結論性的解釋;運用科學家的思維方式分析和處理資料;將易操作、易成功，沒有破壞性和危害性的實驗改為學生的探究實驗。

(2)將學生驗證性實驗轉化為探究性實驗

建構主義理論認為，學習不是教師向學生傳遞知識信息、學生被動吸收的過程，而是學習者主動建構知識意義的過程，這一過程是不能由他人所代替的。原教材基於安全、規範等因素考慮，所安排的“學生實驗”大多數是根據課本設計好的方案，由教師提供實驗方案與儀器，再讓學生動手操作，最後填寫“實驗報告”。這種程序限制了學生的創新思維與分析、解決問題能力的建構。為此，根據客觀條件和學生認知結構的特點，有選擇地將一部分驗證性的學生實驗改為探究性實驗。

(3)將教材中出現的實驗問題設計為探究性實驗

針對教材中出現的實驗問題，不是直接告知學生問題在何處，而是引導學生思考討論可能造成實驗失敗的原因並自行設計實驗方案和學術討論加以解決。

(4)將教材中的“閲讀材料”、“思考討論” 、“做一做”、“小實驗”等設計為探究性實驗

六 、課題研究的方法:有文獻研究法、調查法、比較研究法、統計分析法、個案研究法、模擬研究法以及行動研究法等。

七、 課題研究的步驟

課題研究時間為二年。

第一階段(準備階段)：XX年5月一XX年9月 ,成立課題組，收集理論資料，組織課題組成員學習相關的材料，調查學生實驗操作具體情況並建立檔案以備以後對比分析

第二階段(研究實施階段)：XX年10月一XX年6月.

1、根據實施計劃提出問題和任務，分期舉辦實驗探究研討活動，廣泛交流，收集第一手資料，並進行整理分析，撰寫階段性研究報告等

2、通過觀察、調查、分析，進行初步論證，發現不足之處，提出解釋，改進觀點

3、修正、改進，具體操作，再實驗、再驗證。通過反覆論證，反覆操作、改進，循環往復，螺旋上升

第三階段(總結成果，課題結題，成果推廣)：XX年7月一XX年8月

總結探究性實驗的設計思想，構建探究性實驗教學模式，形成探究性實驗教學理論系統。

八、課題組成員分工：

邱麗瓊：全面負責課題研究的各項工作，包括課題立項報告和結題報告的撰寫、理論研究、教學實踐和電腦操作等工作。

張凡、吳通盛、李林芳、陳栩、範子文:負責課題的實踐與研究，同時進行相關信息收集、負責問卷調查設計和調查資料統計工作，同時進行網絡收集、資料統計、課件製作和電腦操作工作。

葉春：主要負責課題的器材準備和方法指導。

九、 預期成果：書面報告和光盤

十、 研究經費：實報實銷

理論指導：xx縣教育局教科室

課題實施：師徒課題組

課題立項報告執筆人：邱麗瓊