國中物理學科科技創新實踐研究課的研究

《國中物理物理學科科技創新實踐活動課的研究》

南陽市油田第七中學   魯永軍

摘要：本文從選題意義，研究的內容及創新程度、應用價值，研究基礎，完成課題的研究能力，時間保證及研究成果等方面全方位的對《國中物理物理學科科技創新實踐活動課的研究》進行了總結。

一、引言

油田七中在油田基礎教育的教學改革中處於領先地位，在實施新課程的過程中，物理學科大膽的進行了自主高效的課堂教學的改革，對教師教法的研究比較充分，成效顯著，而對學生學法的研究有所滯後，從八年級以來的物理課的教學實踐中發現，學生自主探究性的學習存在着較大的問題，學生在提問、猜想、設計實驗、進行實驗與收集證據、分析論證、評估、交流與合作等探究性學習環節無所是從，力不從心，老師也困惑很大，爲此，我校九年級物理教師成立了《國中物理自主探究性學習的研究》課題組，宗旨是：讓學生在老師的指導下，用物理探究性的學習方式去主動地獲取知識，應用物理知識、技能和方法去解決實際問題，從而使探索和創造精神的培養和發展有一個切實的的落腳點，使學生真正成爲探究的主體，學習的主體，促進學生主動發展，全面的發展，也是使物理教學走素質教育之路的最有效途徑之一。

二、研究內容

1.主要思路：通過課堂內外學生的探究性學習，創設一種科學探究的情景，採用以問題爲中心的主題式探究學習的途徑，讓學生在老師的指導下，通過“探究與做一做”的學生實踐活動，利用必要的學習資源，通過問題的解決方式，讓學生自主、獨立地發現問題、實驗、操作、調查、蒐集與處理信息、表達與交流等探索活動，獲得知識與技能、情感與態度的發展，特別是探索精神和創新能力的發展的學習方式和學習過程。

2.目標與意義：通過本課題的研究，探索出一條有助於學生進行“自

主學習、自主發展”的指導策略，培養學生樂於研究，努力求知的主動精神，形成一種勇於創新的優秀品質；培養學生掌握研究性學習的方法，養成獨立思考、自主探究、合作交流的意識和主動學習的能力。進一步轉變物理教師的教育觀念和教學行爲。通過創造性研究，將課程從“特定知識體系的載體”的定位上轉移到促進“師生共同探索、共同發展”的定位上。.通過對物理探究性學習的研究，培養學生自主實驗、獨立思考的學習習慣，培養學生的探索精神和勇於創新的能力，從而開發學生潛能。促進學生主動的發展。培養學生樂於收集信息與處理信息的能力，讓學生懂得如何從各個方面收集信息，如何很好地處理信息；培養學生綜合應用知識解決問題的能力；培養學生的科學素養，會設計實驗，會從實際問題中抽象出物理模型，懂得應用分析與綜合、歸納與演繹等科學的思想方法；培養學生獲得親身參與科研的情感體驗。讓學生自主地參與獲得知識的過程，加深對知識的體驗，掌握並研究自然現象的規律，從而培養學生自主探究的學習能力。

3.方法與途徑：將多種教學資源與國中物理課程加以整合，以培養學生的物理創新意識和解決實際問題的能力爲宗旨，以學生自主探究性學習爲核心，以問題型、誘導型探究學習爲主要學習方式，以學生自我評價和他人對學生評價相結合爲主要評價方式，形成探究性學習過程設計。能夠很好地培養學生髮現問題、分析問題和解決問題的能力，使學生在完成物理學習任務的同時，實現對知識和技能的掌握。途徑：指導確定選題，蒐集資料，制定計劃，分析資料，實施探究，撰寫探究成果報告。

課堂內的探究性學習：依據教材特點，引導學生探究學習，找尋激發學生探究動機的切入點。新教材特徵：全書實驗探究課題共有34個，插圖378幅，加油站10處，信息窗31個，類似於小製作、小實驗的迷你實驗室14個，安排了11個實踐活動和11個交流與討論。根據學生實際，落實學生探究學習，形成探究性學習方法，利用“猜想假設”強化學生探究學習，結合生活實際，師生共同探究學習。發現式探究：主要過程是：教師提供相關問題情景——引導學生提出問題或猜想——設計解決問題或驗證猜想的方案，——實驗操作——討論、歸納與反思。接受式探究：主要過程是：教師提供有關知識和背景材料——操作或討論——得出結論——應用反思。混合式探究：它是指在某些環節是接受式探究，在某些環節是發現式探究。具體做法有：（1）教師領着探究，體驗探究過程：①從生活中發現問題，提出探究課題。②從實驗中尋找突破，感受探究方法。③按要求記錄過程，學習結題方法.（2）嘗試局部探究，形成探究能力：①自主選題練習。學科知識型選題，收集教學中可以深化、拓展、探討的知識點，可改進的演示實驗、學生實驗等。熱點型課題。“溫室效應”是社會關注的熱點問題之一。社會生活型選題，從某些具體的科學技術對社會的影響或者從日常生活中選取與物理有關的課題進行探究。②探究性學習要體現開放性，探究性學習強調以學生的自主性、探究性學習爲基礎，學生按自己的興趣選擇和確定探究的內容多來自學生的學習、生活和身邊的現象。③探究性學習要注重探究性學習過程探究性學習的主要活動程序如下所示：課題選擇—設計探究方案—探索探究—檢驗評價—形成報告

(3)學生自主探究，提高探究能力。探究性學習的基本環節（1）提出問題，創設情景 教師通過不同的途徑和方式激發學生提出科學的問題。（2）提出假設，科學驗證 ，探究學習教學設計的核心要素，是要求學生提出假設、設計探究方案進行探究，直至得出結論。這階段是自主探究階段，具體包括：

①根據已有的知識、經驗或收集的信息做出比較合理的猜想、假設和設計探究方

案；

②由學生通過網絡訪問教師放置在校園網網絡服務器上的網絡資源庫。學生帶着問題或實驗方案通過網絡的必要幫助獨立進入教師設置的學習環境進行探究；或者通過現代信息技術與多媒體實驗輔助系統進行實時實驗探究，收集實驗數據。（3）分析討論，得出結論，這階段是協作探究階段，具體包括：

①收集到的信息進行分析、鑑別、處理，得出結論；

②對得出的結論作出科學解釋。在分析討論過程中，必要時可通過網絡的輔助進行網上協作學習。學生通過網絡的輔助，將各自的猜想、假設、實驗方案或得出的結論帶入網絡討論區進行交流，比較各小組的探究過程和思維結論，從中獲取成功的經驗和失敗的教訓，使自己的思維過程更趨合理。

（4）總結交流，測試反饋

①學生對各自的探究過程進行小結，陳述各自的探究結論或實驗現象與結論，並

對各自的探究過程和結論進行反思、評價；

②學生對他人的探究過程和結論進行反思、評價，提出建設性的意見和建議；

③教師對本課的學生小結進行適當的補充、總結和評價，最後讓學生形成綜合性

的評價小結；

④小結後，引導學生進行自我測評，完成自我測試，測試結果當即反饋給學生。（5）評價遷移 ，探究學習的課堂教學評價主要是形成性評價，目的是獲得教學設計方案的成功或失敗的反饋信息，對教學設計方案作出進一步的修改，提高教學設計方案的質量，真正實現教學過程的優化。

課外的探究性學習 

(1)探究性實驗、小實驗與小製作。巧用課內外的演示實驗，激發學生的探究慾望，引導學生探究，讓學生悟出探究的一般步驟。多用分組實驗，放手讓學生探究，讓學生在實驗活動中產生思維碰撞的火花。在分組實驗中產生創造。活用課外實驗，讓學生真正體會到物理來源於生活，迴歸於社會，昇華探究活動。變演示實驗爲探索性實驗，讓學生充分的動腦、動手、動口，發揮學生的主體作用，從而有利於學生各項能力的發展。

（2）專題探究課外活動。根椐學校所在地的環境、現實，提出需要解決的問題，把學生分成小組，讓學生提出解決專題的方案，進行調查、實驗、上網收集信息，得出結論，並對結論進行反思、評價。

基於網絡環境進行探究性學習。初步探討探究性學習資源的建立和技術支持，在此基礎上，探討在網絡學習的環境下，如何指導學生對此進行探究性學習。

通過物理習題課進行探究性學習。習題課的教學作用：一是鞏固概念、規律，反饋信息，瞭解教學效果；二是深化、活化知識，培養思維品質，提高應用能力；三是訓練科學表達能力和嚴謹的邏輯思維能力。

創設學習情景，激發探究興趣，任務驅動，合作探究；加強過程指導，教會探究方法；注重探究實效，享受探究樂趣；培養創造性思維，昇華探究能力；以“課例研究”（課堂教學）爲載體，構建“探究性學習”的框架和模式。以“科技活動”爲載體，強化“探究性學習”的活動性特點。以“課外活動”爲載體，拓寬“探究性學習”的實驗渠道。請進來、走出去，邊研究、邊交流，促進“探究性學習”的實驗向縱深發展。

三、探究性學習特點

學生是通過探究活動獲得新知和培養能力的探究性學習，是讓學生通過各式各樣的探究活動諸如觀察、實驗、調查、製作、收集資料等，親自得出結論，使他們參與和體驗知識的獲得過程，建構起對自然的認識，並培養科學探究能力。師生是相互尊重、平等、民主、合作的關係，學生是學習的主人，教師是引導者，組織者和共同探究者；重視證據在探究中的作用 ，科學家在探究中花費大量的精力收集證據，並以此爲基礎解釋自然界的運行機制，在物理學科課堂的探究中，證據有着同等的重要作用。重視形成性評價和學生的自我評價，探究性學習對評價要求較高，如它要求評價每個學生理解了哪些概念，哪些還模糊不清或不知道，是否能靈活運用知識解決問題，是否能提出問題，是否能設計並實施探究計劃。     

四、探究性學習的原則

探究性學習是一個重過程、重探索、重能力的學習活動，它具有操作簡單，師生交流頻繁，課堂自由度大的特點，因此在學習過程中，創設良好的學習情景，應該遵循以下原則：（1）主動性原則：學生在探究活動過程中主動參與的程度，落實問題探究自主性；（2）實踐性原則：學生參與探究活動的深入和拓展程度、探究方案的科學性和合理性，以及開展探究活動的效率；（3）創造性原則：學生的發展性學力和創造性學力是否提高；（4）建構性原則：學生對所學知識的意義建構。（5）直觀性原則：注重問題探究的落腳點，（6）針對性原則：注意問題探究的方向性；（7）漸進性原則：注意問題探究的節奏性，（8）開放性原則：把握問題探究的深廣度，（9）發展性原則：落實問題探究延伸點。

五、創新程度，理論意義；應用價值：

1、創新程度：新一輪基礎教育課程改革是時代發展的必然要求，對建立具有中國特色的基礎教育課程體系，提高國民素質，具有重要意義。在整個教育步入信息化時代的今天，如何加快課堂教學改革的步伐，全面推進教育現代化進程，仍是擺在我們面前的一個緊迫課題，面對物理教學改革的實際需要，我們加強國中物理探究性學習的研究仍具有新的現實意義。

2、理論意義：中學物理課程是以培養學生科學素養爲宗旨的基礎科學入門課程，是建立在對科學本質認識的基礎上，並將引導學生逐步認識科學的本質。發展學生的科學素養離不開物理的學習過程。科學的核心是探究，教育的重要目標是促進學生的發展，物理課程應當體現這兩者的結合，突出科學探究的學習方式。應給學生提供充分的科學探究機會，讓學生通過手腦並用的探究活動，體驗探究過程的曲折和樂趣，學習科學方法，發展科學探究所需要的能力並增進對科學探究的理解。從而培養學生的實踐能力，創新精神和科學素養，真正提高學生的素質。學習方式決定了一個人的思維方式，最終會成爲一個人的生活方式。對“主動、探究、合作”學習方式的倡導，充分體現了課程改革“以人爲本”的思想，着眼於學生的充分發展。探究性學習能突出學生在教育中的主體地位，爲學生提供自由活動的空間，優化學生的智能結構，在當前，它代表了教育改革的方向。

3.應用價值：

（1）讓課堂煥發生命活力。使學生充滿自信和快樂。

（2）有效地促進教師教學觀念地改變，促使教師素質的提高，激活教師的創新精神。

（3）學生由被動變主動，真正成爲學習的主人，有效地提高學生分析，解決問題的能力，培養學生的創新精神和創新能力。

（4）學生通過課內和課外探究，獲得知識的同時，自身素質全面提高，基本技能和創新意識明顯加強，爲學生終身學習和全面發展奠定良好的基礎。

六、研究基礎。

(1) 有上級領導和學校領導的高度重視和大力支持。

(2) 學生經過八年級的學習，具有一定的自主學習和合作學習的能力。 三各班都進行了學習小組的建設，而且運行良好，有好的實驗基礎和實驗環境。

（3）七中的學生和學生家長都大力支持和配合老師的教育教學改革，爲實驗的順利進行奠定了堅實的基礎。

（4）課題組成員對課題有濃厚的興趣和深刻的思考,又有較廣泛的科研知識,同時有豐富的課題研究經驗,有較高的研究能力。

（5）七中物理組自己編制了《物理導學案》使學生課堂內外的探究學習有了依託和主線。

(6)七中物理實驗室有較完備的實驗探究的各種儀器和設備，爲實驗 探究提供了物質準備。

七、完成課題的條件和保證

1、負責人和主要成員完成主要課題和科研成果的社會評價

（1）課題組組長魯永軍老師，中共黨員，本科畢業，中教高級，年級部主任學科帶頭人，教育中心名師，多年帶班主任，完成了《實驗導學式物理目標教學法》《物理學科學生能力發展研究》《先學後教物理自主學習探究》等課題的研究，優質課大賽獲河南省、南陽市、教育中心一等獎，多次輔導學生參加科技創新大賽，分獲河南省、南陽市、教育中心、發明創造一等獎；獲南陽市優秀科技教師稱號，中招物理成績名列油田前茅，論文四篇在正規刊物發表，被評爲局優秀班主任，局優秀教師，教育中心模範共產黨員等。

(2)其他三位成員兩位共產黨員、兩位本科畢業，都走在教學改革的前列，都是非常優秀的物理老師。如：課題組王瑞芳老師本科畢業，積極參加各項科研活動，優質課大賽獲教育中心一等獎，課題實驗成果獲教育中心一等獎，發表論文多篇。

（3）學校對教研工作大力支持，設專門機構教科室，資料設備齊全.

(4)課題組負責人熟悉多媒體教學方式，教科研手段成熟，教研方式先進。

2、完成課題的研究能力和時間保證：準備階段（2016.9）

資料設備：

（1）制定實驗方案，計劃，規章制度，明確教師研究任務和方向。

（2）現成的教室和實驗室。

(3）實驗教師學習教學改革和科學探究的有關書籍，收集國內外優秀課題成果和理論。加深對教育改革新教育理念的認識和感悟。

（4）學校領導對實驗教師進行理論培訓和指導，實驗教師準備實驗資料，加強理論學習，制定實驗方案、計劃等進一步明確分工和研究方向。

（5）向廣大學生和家長進行宣傳實驗內容，意義等，並對實驗家長和學生進行培訓。（6）確定實驗班級，成立實驗組織機構。申報課題，批准立項。

實驗階段（2016.09—2017.06）

（1）實驗教師根據實驗班級學情設計出物理探究性學習模式，有計劃地進行運用。

（2）收集學生自主，合作，探究過程的學習成果和其他過程資料。

（3）定期在學生中開展一系列實驗活動，並進行課後問卷調查。

（4）教師及時總結實驗經驗並進行交流，認真撰寫階段性小結，推廣實驗成果。

(5)科研手段：實驗研究法:物理課堂高效自主學習策略研究、實驗導學式教學法在物理探究性學習中的應用、分層教學法在物理探究中的應用等。 課外研究:  課外調查、課外製作、課外發明等培養學生能力。

總結階段（2017.6）

（1）學生成績對比分析，教師撰寫實驗論文，實驗報告，總結等。

（2）實驗成果總結推廣。（3）上級驗收，結題。

八、課題研究的途徑

除了以課堂作爲實驗的主陣地外，還通過學習小組和課外活動培養學生學會合作，鼓勵學生利用網絡，多媒體等現在信息技術，深入社會和生活進行探究。在學生能力培養和素質的提高方面均有較好效果。

九、課題研究的成果

本課題通過近一年的系統性的研究以及對研究方案與策略的具體實施，在學校領導、課題組成員和學校物理教師的共同努力下，達到預期目標，取得以下成果。

1、 理論成果

本次課題研究的理論成果，主要是促進了我校物理教師在新課改實施過程中的專業成長、觀念更新，並初步探索出一條可供操作和推廣的以充分拓展的課外實驗資源來激活物理教學的途徑和方法，形成一套適合並促進我校學生形成良好探究習慣，提升探究能力和品質的新型物理課程。

（1）教師的專業成長。

由於我國教育的傳統和現實諸多方面的原因，當今教師的的知識結構、專業水平，特別是相關的教育教學的理論水準都停留在各自的“原生態”的階段，教師們對於與自己專業相關的最現代、最前沿的信息和理論缺乏最基本的瞭解，更不要說將之溶入到自己的知識結構，形成體系。但是經過兩年多的課題研究的探索和實踐，我們學校物理教師的知識結構、專業水平和對當今最前沿、最現代的教育教學理論的把握，有明顯的改善和提升。這些論文所涉及的現代信息和所引用的相關論述中，可以看出我們的教師，從對教育教學的理論認知，到具體的教育教學的實踐與操做，都已經超越了“原生態”，正逐步走向教育的現代化。

（2）教師觀念的轉變。

自主探究性學習”的教學觀在課題研究和實施的過程中得到了老師們深度的認同，並積極付諸教學實踐。過去教師們對“傳道、授業、解惑”的理解僅限於道德教育，知識教育，而當教師們嘗試着打破“一本教材”，“一本教參”和考試成績對自己的層層束縛之後，這才豁然發現物理教學的天地原來是如此的寬廣：舉凡天地日月，山川湖泊，飛鳥蟲魚，以及社會萬象都是物理教學可以關照的對象。法國啓蒙思想家盧梭的觀點，教育不應該是純粹的知識教育，它應該包括事物教育，自然教育和人的教育也就是生命教育三個層次。我們認爲，有着濃厚科學背景的物理教育尤當如是。

（3）初步探索出一條將課外實驗資源有效整合到課堂教學中的的途徑與範式。

教學過程中教師和學生角色的換位。在傳統的教學中，教師在課堂上的角色是絕對主動的施與者，學生則永遠是被動的受與者。儘管素質教育和新課改都竭力提倡學生學習“主體性的原則”，但是因爲我們真的要把課堂讓位給學生，讓他們來自由講述的時候，你才發現他們根本就不知道講什麼，怎麼講。不能講的原因是，因爲學生對於學習的內容缺少必要的經驗積累和閱讀積累，沒有積累就不能觸發，不能觸發就不想表達，也不能表達。這樣一來他們永遠只能是被動的接受者。所以對於教師而言，要讓學生成爲真正的學習主體，它的根本前提是要讓學生對所學的內容，有一定的積累和相關信息的儲存，也就是要有課前充分拓展的自主性探究，只有這樣我們的課堂教學纔可能真正的活起來。

2、實踐成果

(1) 學生的實驗探究意識和探究能力明顯增強

通過實驗探究式教學，激發了學生的探究熱情，培養了學生的探究意識和能力，學生進行創造發明和技術革新的意識增強，特別是通過開展豐富多彩的課外實踐活動，如小實驗、小發明、小製作、小論文、課外實踐等，學生的動手能力和發明創造能力明顯增強，我校2017年12月參加油田教育中心科技創新大賽多人獲得一、二等獎，課題組的輔導老師也多次獲得優秀科技輔導教師稱號。

(2) 教師的實驗教學水平和能力明顯提高

通過實驗教學有效性的研究，一是提高了教師處理教材和合理利用實驗教學資源的能力，教師能根據學生探究性學習的需要，合理地組織教學內容.二是提高了教師研究學法的熱情和能力，在實驗探究學習的研究中，最重要的是要激發學生實驗探究的興趣和熱情，使他們能積極主動地去探究和體驗，這就要求教師不但要研究每節課教什麼，怎麼教，還要研究學生怎麼學.三是提高了教師自身的實驗探究精神和探究能力，不具有探究精神的教師，是很難培養出具有探究精神的學生的，所以在實驗探究教學中，教師要和學生一起，積極主動地探究.四是提高了教師的科研水平，魯永軍老師三次參加唐河同課異構講課比賽均獲一等獎，劉根喜老師兩次參加唐河同課異構講課比賽均獲一等獎。

(3)學生學習的效果明顯提高

通過課題的研究，有效地促進了教學質量的提高，調研考試分析顯示，我校中學物理成績在原來基礎上有明顯提高，處於我市各類學校領先地位，會考南陽市總評位居前列，在南陽市佔據領先的地位．學生的綜合素質得到了很大提高，個性特長得到了充分發揮，學習物理的積極性空前高漲。   

3、顯性成果

課題研究的系列報告：開題報告、實施方案、階段性評估報告、結題報告各一份，和幾位物理教師的獲獎證書等。

總之通過認真科學的實踐，本課題研究的組織嚴密，過程科學合理，效果明顯，結論正確，值得大力推廣。