中学实验教学研究.ppt

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1、中学物理实验研究中学物理实验研究与技能训练与技能训练一、物理实验教学的概念一、物理实验教学的概念1、国外、国外十九世纪初期，科学开始进入学校。从那时起，实验教学十九世纪初期，科学开始进入学校。从那时起，实验教学就在科学教材中占有重要的地位。在使用美国英语的国家，就在科学教材中占有重要的地位。在使用美国英语的国家，实验教学是实验教学是“laboratory activities”；在使用英国英语的国；在使用英国英语的国家，实验教学被称为家，实验教学被称为“practical activities”。 V.N.Lunetta等人认为学校实验这一术语是指在学校环境等人认为学校实验这一术语是指在学校环

2、境中，学生接触具体物体或二手的数据（例如天文照片和虚拟中，学生接触具体物体或二手的数据（例如天文照片和虚拟实验等），来观察和理解物质世界的经历（实验等），来观察和理解物质世界的经历（The terms have meant experiences in school settings where students interact with materials to observe and understand the natural world）。）。 experiment的词义是为了揭示未知事物的词义是为了揭示未知事物所进行的活动或过程；所进行的活动或过程；laboratory的词义是进行

3、科学实验或的词义是进行科学实验或研究的地方或建筑物；研究的地方或建筑物；demonstration的词义是使事情变得的词义是使事情变得明显、易懂的活动、过程或手段。明显、易懂的活动、过程或手段。第一章第一章 中学物理实验教学概述中学物理实验教学概述2、国内、国内意大利人、耶稣会士利玛窦（意大利人、耶稣会士利玛窦（Matteo Ricci,1552-1610）于明末）于明末（1582年）来华，以此为标志，我国的西学东渐活动开始，西方的科学年）来华，以此为标志，我国的西学东渐活动开始，西方的科学技术知识开始传入中国，我国也进入近代科学的萌芽阶段。在这一过程中，技术知识开始传入中国，我国也进入近代科

4、学的萌芽阶段。在这一过程中，科学术语也随之翻译过来。在我国物理学发展早期，对其影响最深的是由科学术语也随之翻译过来。在我国物理学发展早期，对其影响最深的是由江南制造局翻译的江南制造局翻译的物理学物理学。我国的。我国的“物理学物理学”这一术语也是在这本书这一术语也是在这本书中开始被使用的。在这本书中，中开始被使用的。在这本书中，experiment被译为被译为“试验试验”。在洋务运动推动下，在洋务运动推动下，1862年清政府设立了京师同文馆，年清政府设立了京师同文馆，1866年同文馆年同文馆增设天算馆，增设天算馆，1888年增设格致馆，自此物理学在各级各类学校开始开课年增设格致馆，自此物理学在各

5、级各类学校开始开课讲授。在解放前，我国科学教学方法深受美国杜威的影响，陶行知的思想讲授。在解放前，我国科学教学方法深受美国杜威的影响，陶行知的思想具有代表性。在此期间，自制简单仪器的思想也已出现（解放后，这一思具有代表性。在此期间，自制简单仪器的思想也已出现（解放后，这一思想由朱正元等推广）。在解放前演示实验被称为想由朱正元等推广）。在解放前演示实验被称为“表演实验表演实验”或或“示教实示教实验验”，直到解放后，直到解放后1956年，年，“演示实验演示实验”这一术语才出现在中学物理教这一术语才出现在中学物理教学大纲中，与此同时，其它的称呼也随之消失。雷树人最早使用演示实验学大纲中，与此同时，其

6、它的称呼也随之消失。雷树人最早使用演示实验这一术语。教学实验术语的变化原因可能是在解放后，教育界全面学习苏这一术语。教学实验术语的变化原因可能是在解放后，教育界全面学习苏联，联，“演示实验演示实验”可能是由俄语翻译而来的。在解放后对我国物理教育界可能是由俄语翻译而来的。在解放后对我国物理教育界影响较大的是前苏联的兹那敏斯基，他的著作影响较大的是前苏联的兹那敏斯基，他的著作中学物理教学法中学物理教学法对我国对我国教学论教材的结构影响深远。与此同时，在前苏联教育思想的影响下，课教学论教材的结构影响深远。与此同时，在前苏联教育思想的影响下，课外实验这种实验类型也在教学中出现。外实验这种实验类型也在教

7、学中出现。 3、物理实验教学的概念、物理实验教学的概念 物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法。物理实验的主要测，获取大量资料的一种科学研究方法。物理实验的主要特点有二：特点有二：一是可控性，二是可重复性。一是可控性，二是可重复性。在物理教在物理教学中做的物理实验是物理教学实验学中做的物理实验是物理教学实验，新课程注重科学探究，新课程注重科学探究，实质上是注重真正体现物理学研究过程和方法的物理实验。实质上是注重真

8、正体现物理学研究过程和方法的物理实验。物理实验教学在新课程实施中占有重要地位。物理实验教学在新课程实施中占有重要地位。 发现新事物和探索新规律验证理论(地面上的子流 )测定常数推广应用 实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在人为控制条件下，使现象反复再现，从而进行认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法。主主要要特特点点可控性可重复性主主要要作作用用4.科学实验与教学实验的比较科学实验教学实验目的发现新现象，探索新规律帮助学生掌握知识和学习方法，培养能力，提高素质。内容由需要探索的新问题而定，内容是新的，结果一般是未知的。按一定的教学目的设计，根据教学实际的需要安排。比较成熟的。形式通过实验

9、观察、测量、记录、计算和分析，总结出规律。通过探究等方法使学生形成概念，掌握规律二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用地位：地位：v1、实验是物理教学的重要基础v2、实验是物理教学的重要内容v（1）物理实验本身就是物理学的不可分割的重要内容。v（2）实验教学是物理教学的重要组成部分。v（3）实验是培养学生实验能力(特别是操作能力)的保证。v3、实验是物理教学的重要方法。v(1)、实验是物理学研究的重要方法。v(2)、实验是教师教物理、学生学物理的重要方法。v4、实验是物理教学的重要手段。二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用作用：1 1、激发学生的兴趣和求知

10、欲、激发学生的兴趣和求知欲 中学生有着强烈的好奇心和求知欲，而物理实验具有真实、中学生有着强烈的好奇心和求知欲，而物理实验具有真实、直观、形象和生动的特点，易于激发学生的兴趣。学生观察老直观、形象和生动的特点，易于激发学生的兴趣。学生观察老师做实验，自然会产生自己动手的欲望。看到实际的物理现象师做实验，自然会产生自己动手的欲望。看到实际的物理现象和情景，学生会产生探其究竟、发现现象背后的规律的求知欲和情景，学生会产生探其究竟、发现现象背后的规律的求知欲望。望。 二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用作用：2 2、创设有效学习环境、促进学生对知识的掌、创设有效学习环境、促进学生

11、对知识的掌握握 物理概念和规律是从大量的具体事例中抽象出来的。实物理概念和规律是从大量的具体事例中抽象出来的。实验可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，能验可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，能使学生对物理事实形成明确具体的认识。使学生对物理事实形成明确具体的认识。 “我听了，会忘记；我看了，能记住；我做了，才我听了，会忘记；我看了，能记住；我做了，才理解理解” 这是对实验与掌握知识的关系的通俗概括。这是对实验与掌握知识的关系的通俗概括。 二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用作用：3 3、训练学生的科学方法、训练学生的科学方法 许多科学方法是在物理实验

12、中形成的，如控制变量法、图像许多科学方法是在物理实验中形成的，如控制变量法、图像法、归纳法等等。在实验教学中，通过让学生经历观察、思考、法、归纳法等等。在实验教学中，通过让学生经历观察、思考、合理测量、处理数据、分析与论证等过程，切身体会实验科学合理测量、处理数据、分析与论证等过程，切身体会实验科学的研究过程和研究方法，有助于学生提高科学探究能力，加深的研究过程和研究方法，有助于学生提高科学探究能力，加深对所学知识的信任度和理解力；可以使学生逐步掌握和运用各对所学知识的信任度和理解力；可以使学生逐步掌握和运用各种实验方法和手段；同时有利于培养学生科学的观察习惯、正种实验方法和手段；同时有利于培

13、养学生科学的观察习惯、正确的操作方法和实事求是的科学态度。确的操作方法和实事求是的科学态度。 二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用作用：4 4、培养学生的各种能力、培养学生的各种能力通过观察实验现象、可以培养学生敏锐的感知和观察能力；通过观察实验现象、可以培养学生敏锐的感知和观察能力；通过亲自动手，可以培养学生的操作能力，包括基本仪器的通过亲自动手，可以培养学生的操作能力，包括基本仪器的使用、数据的读取、仪器设备的组装、故障的排除等；使用、数据的读取、仪器设备的组装、故障的排除等；通过分析和处理实验数据，进行比较、判断和推理，可以培通过分析和处理实验数据，进行比较、判断和推

14、理，可以培养学生的思维能力；养学生的思维能力；通过设计实验，可以培养学生的创新能力。通过设计实验，可以培养学生的创新能力。 二、实验在教学中的地位和作用二、实验在教学中的地位和作用作用：5 5、培养学生的科学态度和情感、培养学生的科学态度和情感 实验除了对知识的掌握、技能的提高和方法的学习有明显的实验除了对知识的掌握、技能的提高和方法的学习有明显的作用之外，对非智力因素的培养也有显著的作用。实验不仅能作用之外，对非智力因素的培养也有显著的作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度，而且有助于学生产生热爱科学、培养学生实事求是的科学态度，而且有助于学生产生热爱科学、尊重科学规律、勇于克服困难、想

15、要进行科学探索的情感尊重科学规律、勇于克服困难、想要进行科学探索的情感。 总之，通过实验教学，可以使学生的科学素养得到总之，通过实验教学，可以使学生的科学素养得到全面发展。全面发展。 三、实验教学的主要任务三、实验教学的主要任务1.1.获取和巩固科学的理论知识，学会测量某些量。获取和巩固科学的理论知识，学会测量某些量。2.2.学会使用基本仪器。学会使用基本仪器。3.3.明确进行实验的一般规范。明确进行实验的一般规范。4.4.能按要求正确完成实验操作，分析和处理所得实验数据。能按要求正确完成实验操作，分析和处理所得实验数据。5.5.学习操作实验仪器、观察现象的基本技能、技巧。学习操作实验仪器、观

16、察现象的基本技能、技巧。6.6.学习和初步运用误差理论。学习和初步运用误差理论。7.7.明了观察和实验手段研究现象的基本程序。明了观察和实验手段研究现象的基本程序。8.8.培养学生在实验中的观察、思维和操作能力。培养学生在实验中的观察、思维和操作能力。9.9.使学生端正实验态度，养成良好习惯，培养探索精神。使学生端正实验态度，养成良好习惯，培养探索精神。10.10.使学生感受学习物理的乐趣，激发求知欲和动手操作兴趣。使学生感受学习物理的乐趣，激发求知欲和动手操作兴趣。四、实验教学研究的现状四、实验教学研究的现状1、国内实验教学研究现状、国内实验教学研究现状（1）博士论文情况）博士论文情况罗星凯

17、的罗星凯的实验室情景下学生学习的研究实验室情景下学生学习的研究一个建构主义的视角一个建构主义的视角；1999李春密的李春密的高中生物理实验操作能力的发展研究高中生物理实验操作能力的发展研究；2002傅骞的傅骞的实验技能测评自动化理论与应用研究实验技能测评自动化理论与应用研究；2004张伟的张伟的“非常规非常规”物理实验教学理论与实证研究物理实验教学理论与实证研究；2007朱敏的朱敏的虚拟实验与教学应用研究虚拟实验与教学应用研究；2006王鑫的王鑫的多普勒效应综合开放实验室教学系统的建构多普勒效应综合开放实验室教学系统的建构。2007罗星凯的罗星凯的实验室情景下学生学习的研究实验室情景下学生学习

18、的研究一个建构主义的视角一个建构主义的视角；1999实验室情景下学生学习的研究实验室情景下学生学习的研究一个建构主义的视角一个建构主义的视角是在我国教育是在我国教育专家、北京师范大学顾明远教授指导下，由罗星凯于专家、北京师范大学顾明远教授指导下，由罗星凯于1999年完成。本研究年完成。本研究通过临床观察和问卷相结合的方法，从通过临床观察和问卷相结合的方法，从“思思”和和“行行”两个方面，揭示了学生两个方面，揭示了学生关于科学实验研究本质的认识图示和解决实验情景问题的主要障碍与特殊关于科学实验研究本质的认识图示和解决实验情景问题的主要障碍与特殊模式。该研究以建构主义的视角揭示了实验室教学的巨大投

19、入与其实际效模式。该研究以建构主义的视角揭示了实验室教学的巨大投入与其实际效果的落差，为实验室教学实践和实验教学研究指出了方向。果的落差，为实验室教学实践和实验教学研究指出了方向。 李春密的李春密的高中生物理实验操作能力的发展研究高中生物理实验操作能力的发展研究；2002高中生物理实验操作能力的发展研究高中生物理实验操作能力的发展研究是在我国教育心理学是在我国教育心理学专家、北京师范大学林崇德教授的指导下，由李春密于专家、北京师范大学林崇德教授的指导下，由李春密于2002年年完成。该研究根据操作能力的理论，结合物理实验操作的实际，完成。该研究根据操作能力的理论，结合物理实验操作的实际，提出了实

20、验操作能力的结构模型。并以该模型为基础，设计学提出了实验操作能力的结构模型。并以该模型为基础，设计学生、教师调查问卷。通过调查揭示了高中学生物理实验操作能生、教师调查问卷。通过调查揭示了高中学生物理实验操作能力的现状和发展规律。这一研究为理解操作能力的本质、把握力的现状和发展规律。这一研究为理解操作能力的本质、把握学生实验操作能力的发展规律、学生实验操作能力的培养提供学生实验操作能力的发展规律、学生实验操作能力的培养提供了理论依据。了理论依据。 傅骞的傅骞的实验技能测评自动化理论与应用研究实验技能测评自动化理论与应用研究；2004实验技能测评自动化理论与实践研究实验技能测评自动化理论与实践研究

21、是在我国教育技术专是在我国教育技术专家、北京师范大学何克抗教授的指导下，由傅骞于家、北京师范大学何克抗教授的指导下，由傅骞于2004年完成。年完成。该研究在分析纸笔测试、实验报告、表现性评价和检核表等形该研究在分析纸笔测试、实验报告、表现性评价和检核表等形式实验技能测评的局限性基础上，指出了研究基于计算机的自式实验技能测评的局限性基础上，指出了研究基于计算机的自动化测评的必要性。本研究以化学实验技能为切入点，开发出动化测评的必要性。本研究以化学实验技能为切入点，开发出虚拟化学实验室平台，实现了实验技能测评的自动化，为实验虚拟化学实验室平台，实现了实验技能测评的自动化，为实验技能的教学和测评提供

22、了新的思路。技能的教学和测评提供了新的思路。 张伟的张伟的“非常规非常规”物理实验教学理论与实证研究物理实验教学理论与实证研究；2007 “非常规非常规”物理实验教学理论与实证研究物理实验教学理论与实证研究是在我国物理是在我国物理教育专家、北京师范大学郭玉英教授的指导下，由张伟于教育专家、北京师范大学郭玉英教授的指导下，由张伟于2007年完成。本研究根据物理实验教学的实践，通过专家访年完成。本研究根据物理实验教学的实践，通过专家访谈和问卷调查界定了谈和问卷调查界定了“非常规非常规”物理实验。该研究在理论上物理实验。该研究在理论上理顺了理顺了“非常规非常规”实验、自制实验和低成本实验之间的关系，

23、实验、自制实验和低成本实验之间的关系，在实践中对在实践中对“非常规非常规”物理实验的制作、设计、教学提供了物理实验的制作、设计、教学提供了建议。建议。 朱敏的朱敏的虚拟实验与教学应用研究虚拟实验与教学应用研究；2006 虚拟实验与教学应用研究虚拟实验与教学应用研究是在华东师范大学张际平教授是在华东师范大学张际平教授的指导下，由朱敏于的指导下，由朱敏于2006年完成。该研究包括理论和实践两年完成。该研究包括理论和实践两个层面。在理论层面，以混合式学习理论为基础，对虚拟实验个层面。在理论层面，以混合式学习理论为基础，对虚拟实验进行了分析；在实践层面，以大学物理实验为例，开发出进行了分析；在实践层面

24、，以大学物理实验为例，开发出“温温度传感器特性的研究度传感器特性的研究”，并以此为基础调查了虚拟实验的使用，并以此为基础调查了虚拟实验的使用情况，为虚拟实验的教学提出了建议。情况，为虚拟实验的教学提出了建议。 （2）期刊情况）期刊情况课程课程教材教材教法教法、物理实验物理实验和和实验教学与仪器实验教学与仪器 课程课程教材教材教法教法是基础教育理论研究水平较高的期刊，是基础教育理论研究水平较高的期刊，而而物理实验物理实验主要是面向高等教育物理实验教学人员，主要是面向高等教育物理实验教学人员，实验教学与仪器实验教学与仪器主要是面向基础教育实验教学教师主要是面向基础教育实验教学教师 。课程课程教材教

25、材教法教法创刊于创刊于1981年，已有年，已有29年的历史，它年的历史，它是基础教育各门学科理论研究的前沿阵地。是基础教育各门学科理论研究的前沿阵地。2008年年4月月26日，日，利用北京师范大学图书馆注册号查询中国期刊全文数据库。利用北京师范大学图书馆注册号查询中国期刊全文数据库。在刊名中输入在刊名中输入“课程教材教法课程教材教法”，然后在篇名中输入，然后在篇名中输入“实验实验”进行二次查询，共有进行二次查询，共有312篇文章。其中有关实验教学的文章共篇文章。其中有关实验教学的文章共66篇。篇。 对这对这66篇文章按学科进行统计，其结果为物理篇文章按学科进行统计，其结果为物理31篇、化学篇、

26、化学23篇、生物篇、生物5篇、数学篇、数学2篇、心理篇、心理2篇、小学自然篇、小学自然2篇、地理篇、地理1篇篇。课程课程教材教材教法教法中与实验有关文章的分类统计表中与实验有关文章的分类统计表分类分类内容内容总数总数新型实验研究新型实验研究探索性实验（探索性实验（84、88、99、00、01）、边学边实验（）、边学边实验（92、97）、对比实验）、对比实验（97）、）、“非常规非常规”物理实验（物理实验（07）、差异性实验（）、差异性实验（08）10教材、大纲研教材、大纲研究究高中化学教材（高中化学教材（81）、中师物理（）、中师物理（88）、初中物理（）、初中物理（96）、高中物理大纲）、高

27、中物理大纲（97）、高中物理教材（）、高中物理教材（98）、初中生物（）、初中生物（99）、中学化学（）、中学化学（06）、实验化学）、实验化学（07）8实验资源的开实验资源的开发和利用发和利用自制教具（自制教具（86）、电脑模拟（）、电脑模拟（94）、教育技术（）、教育技术（99）、微型实验（）、微型实验（07）、生物）、生物实验资源（实验资源（07）5实验功能实验功能创新思维能力（创新思维能力（87）、思维训练（）、思维训练（90）、实验能力（）、实验能力（94）、能力（）、能力（94）、实验）、实验教学目标（教学目标（96）、科学素质（）、科学素质（99）、能力（）、能力（99）、创新能

28、力（）、创新能力（01）、化学实验）、化学实验思维能力（思维能力（04）、设计实验能力（）、设计实验能力（07）10实验教学实验教学教学（教学（83、85、85、96）、设计（）、设计（85）、实验练习课和复习课（）、实验练习课和复习课（86）、分组实）、分组实验（验（86）、地理实验（）、地理实验（87）、生物实验（）、生物实验（87）、思维定势（）、思维定势（88）、生物实验）、生物实验（90）、调研（）、调研（91）、实验教学规范（）、实验教学规范（93）、自然（）、自然（94）、心理学（）、心理学（95、95）、）、实验变式（实验变式（98）、数学实验（）、数学实验（03、07）19教

29、学方法教学方法实验引导探索（实验引导探索（89）实验探究（）实验探究（95）、主体性物理探究演示实验策略（）、主体性物理探究演示实验策略（07）3实验教学效果实验教学效果及其评价及其评价态度（态度（00）、实验与探究能力评价（）、实验与探究能力评价（07）、）、2教师培养教师培养高师实验教学（高师实验教学（84）、高师教法实验（）、高师教法实验（87）、高师化学实验教学研究（）、高师化学实验教学研究（06）3实验室的建设实验室的建设和管理和管理建设（建设（83）、建设（）、建设（83）、）、2国外实验教学国外实验教学研究研究假说实验（假说实验（88、88）、中外比较（）、中外比较（01）、美国

30、教材（）、美国教材（07）、）、42、国外实验教学研究的现状、国外实验教学研究的现状science education中有关实验文章的统计分析中有关实验文章的统计分析 美国的美国的科学教育科学教育杂志创刊于杂志创刊于1916年，是最早专门研究科学教育的年，是最早专门研究科学教育的期刊，对该期刊文章的研究能窥视国外实验教学研究的历史和现状。期刊，对该期刊文章的研究能窥视国外实验教学研究的历史和现状。 对对科学教育科学教育（science education）杂志从）杂志从1930年到现在的论文年到现在的论文进行检索（在北京师范大学图书馆电子资源库中，没有进行检索（在北京师范大学图书馆电子资源库中

31、，没有1930年前的数年前的数据）。在题名中输入据）。在题名中输入“demonstration”，共有，共有46篇文章；输入篇文章；输入“laboratory”，共有，共有195篇文章。两者随年代的变化情况见下图，其中篇文章。两者随年代的变化情况见下图，其中系列系列1为题目含有为题目含有“demonstration”的论文，系列的论文，系列2为为“laboratory”的论的论文。文。 演示实验研究和实验室教学研究数量统计表演示实验研究和实验室教学研究数量统计表年代年代三三十十四四十十五五十十六六十十七七十十八八十十九九十十世纪世纪初初总计总计演示实验演示实验9858306746实验室教实验室

32、教学学133548281862027195 第一，对实验室教学的研究明显多于对演示实验的研究。在上世第一，对实验室教学的研究明显多于对演示实验的研究。在上世纪二十美国经济大萧条复苏后，教育工作者开始关注实验室教学和实纪二十美国经济大萧条复苏后，教育工作者开始关注实验室教学和实验室教学研究。验室教学研究。 第二，八十年代演示实验研究落入低谷。第二，八十年代演示实验研究落入低谷。 第三，九十年代演示实验又被关注。第三，九十年代演示实验又被关注。 一百多年来，实验在不同的时代被赋予不同的教育功能，科学教一百多年来，实验在不同的时代被赋予不同的教育功能，科学教育的任何功能好像它都能实现，好像它是无所不

33、能似的。在七十年代育的任何功能好像它都能实现，好像它是无所不能似的。在七十年代末和八十年代初，科学教育界内外开始怀疑实验的教学效果，即实验末和八十年代初，科学教育界内外开始怀疑实验的教学效果，即实验的教育目标和学生学习结果之间的差距。在这一背景下，科学教育者的教育目标和学生学习结果之间的差距。在这一背景下，科学教育者开始从社会建构的视角来分析实验教学实际效果低下的原因，并提出开始从社会建构的视角来分析实验教学实际效果低下的原因，并提出提高实验教学效果的对策和措施。提高实验教学效果的对策和措施。 3、我国实验教学研究的优点和存在的不足、我国实验教学研究的优点和存在的不足优优点点 （1）在实践中探

34、索出多种实验类型）在实践中探索出多种实验类型 ：探索性实验、边学边实验、对比实验、探索性实验、边学边实验、对比实验、“非常规非常规”实验、差异性实验这些实验、差异性实验这些是我国科学教育工作者自己探索出来的新型实验类型，这些研究不仅丰富了实是我国科学教育工作者自己探索出来的新型实验类型，这些研究不仅丰富了实验的理论，而且在教学中发挥了一定的作用。验的理论，而且在教学中发挥了一定的作用。 边学边实验是我国一线教师在边学边实验是我国一线教师在教学实践中，通过教学改革实验所提出的新型实验类型，现在已与演示实验、教学实践中，通过教学改革实验所提出的新型实验类型，现在已与演示实验、学生实验、课外实验一起

35、，在我国被称为实验的四种类型。学生实验、课外实验一起，在我国被称为实验的四种类型。 （2）对实验教学功能进行了翔实的研究）对实验教学功能进行了翔实的研究对实验教学功能的研究是我国科学教育界一直关注的课题。从对实验教学功能的研究是我国科学教育界一直关注的课题。从87年到年到07年年一直有文章出现，研究内容既有宽泛的能力，也有具体的实验思维能力和实验一直有文章出现，研究内容既有宽泛的能力，也有具体的实验思维能力和实验设计能力，涉及的学科也是多样的。设计能力，涉及的学科也是多样的。 （3）研究内容从笼统到具体）研究内容从笼统到具体 有关实验研究的内容从笼统到具体。如在八十年代，许多文章的题目大而有关

36、实验研究的内容从笼统到具体。如在八十年代，许多文章的题目大而笼统，如笼统，如加强实验教学，培养实验能力加强实验教学，培养实验能力、加强化学实验，提高教学质加强化学实验，提高教学质量量、加强实验，提高化学教学水平加强实验，提高化学教学水平等等，涉及到具体实验的功能、实验等等，涉及到具体实验的功能、实验器材的准备、实验的教学、实验的评价等内容较少。近期的文章较具体。器材的准备、实验的教学、实验的评价等内容较少。近期的文章较具体。 （4）文章类型从经验总结到理论研究）文章类型从经验总结到理论研究 早期文章的写作方式往往是，文章的小标题是经验的总结，段落的内容是早期文章的写作方式往往是，文章的小标题是

37、经验的总结，段落的内容是具体的教学案例。现在的文章要么有理论指导，要么有调查数据支撑。具体的教学案例。现在的文章要么有理论指导，要么有调查数据支撑。 不不足足之之处处 （1）实验教学策略缺乏细致的研究）实验教学策略缺乏细致的研究（2）忽视对学生学习、教学效果的研究）忽视对学生学习、教学效果的研究当代教育的理论和实践重点已从教师的教转向学生的学。然而当代教育的理论和实践重点已从教师的教转向学生的学。然而在实验领域，与教师的教相比，对学生学习的研究却很少。只有两在实验领域，与教师的教相比，对学生学习的研究却很少。只有两篇文章涉及该领域。篇文章涉及该领域。 （3）教师专业化发展研究不足）教师专业化发

38、展研究不足在实验方面对教师教育的研究较少，且缺乏对教师专业化发展在实验方面对教师教育的研究较少，且缺乏对教师专业化发展的系统研究。的系统研究。 （4）中外实验研究交流缺乏，缺乏比较研究）中外实验研究交流缺乏，缺乏比较研究我国的实验教学的研究我国的实验教学的研究“本土化本土化”比重较大，这在呼唤比重较大，这在呼唤“本土本土化化”研究的时代是值得庆幸的事。然而也要看到事情的另一面，在研究的时代是值得庆幸的事。然而也要看到事情的另一面，在当今全球化的时代，我国的实验研究几乎处于封闭状态，缺乏对国当今全球化的时代，我国的实验研究几乎处于封闭状态，缺乏对国外实验教育研究成果和理论系统的介绍和研究，这将不

39、利于我国实外实验教育研究成果和理论系统的介绍和研究，这将不利于我国实验教学理论和教学质量的提高。验教学理论和教学质量的提高。 3、我国实验教学研究的优点和存在的不足、我国实验教学研究的优点和存在的不足五、中学物理实验常用方法五、中学物理实验常用方法v（一）观察法（一）观察法（实验现象的观察，规范化操作的观察）实验现象的观察，规范化操作的观察）v（二）控制变量法（二）控制变量法（牛顿第二定律，欧姆定律）（牛顿第二定律，欧姆定律）v（三）放大法（三）放大法（机械放大，电放大，光放大）（机械放大，电放大，光放大）v（四）转换法（四）转换法（油膜法测量分子直径）（油膜法测量分子直径）v（五）模拟法（五

40、）模拟法v（六）留迹法（六）留迹法v（七）理想化方法（七）理想化方法v（八）累积法（八）累积法（单摆测重力加速度）（单摆测重力加速度）v（九）外推法（九）外推法(一一)按实验知识、技能、能力等训练的目的和功能的标准分类：按实验知识、技能、能力等训练的目的和功能的标准分类：1.技能训练实验技能训练实验(包括基本实验仪器的使用和训练学生实际操包括基本实验仪器的使用和训练学生实际操作技能的训练作技能的训练) 实验实验操作操作训练训练 所有实验项目都有技能训练的要求，技能训练实验是进一步实验教学的基础。所有实验项目都有技能训练的要求，技能训练实验是进一步实验教学的基础。2.测量性实验测量性实验 任务驱

41、动任务驱动实验操作实验操作分析评价分析评价 关键是教师要引导学生明确实验任务、掌握所依据的原理关键是教师要引导学生明确实验任务、掌握所依据的原理3.验证性实验验证性实验 理论学习理论学习实验验证实验验证 问题探讨问题探讨猜想假设猜想假设实验验证实验验证4.探索性实验探索性实验 创设情景创设情景提出问题提出问题实验探究实验探究形成结论形成结论 交流讨论交流讨论 这类实验一般安排在学习物理规律之前，先创设问题情境，让学生发现并提出探究的问这类实验一般安排在学习物理规律之前，先创设问题情境，让学生发现并提出探究的问题，通过实验的探究活动，模拟科学家发现事物规律的研究活动，去探索物理量之间的必然题，通

42、过实验的探究活动，模拟科学家发现事物规律的研究活动，去探索物理量之间的必然关系，总结物理规律，领会科学探究的一般过程，学会科学探究的一般方法。关系，总结物理规律，领会科学探究的一般过程，学会科学探究的一般方法。六、中学物理实验的分类六、中学物理实验的分类(二二) 按实验过程操作形式进行分类按实验过程操作形式进行分类1.学生分组实验学生分组实验2.演示实验演示实验3.边学边实验边学边实验(三三) 按是否用到信息技术的标准分类按是否用到信息技术的标准分类1.常规物理实验常规物理实验2.数字化实验数字化实验 (包括基于包括基于DIS的实验和虚拟实验的实验和虚拟实验)基于基于DIS的实验：主要由真实实

43、验装置、传感器、数据采的实验：主要由真实实验装置、传感器、数据采 集器、计算机及其分析软件构成的实验集器、计算机及其分析软件构成的实验 系统。系统。虚拟实验：主要利用虚拟现实技术而做的模拟的非真实的虚拟实验：主要利用虚拟现实技术而做的模拟的非真实的 实验实验第二章第二章 中学物理实验教学策略中学物理实验教学策略一、学生分组实验的教学策略研究一、学生分组实验的教学策略研究 学生分组物理实验，是指教师依据课程标准，有计划地学生分组物理实验，是指教师依据课程标准，有计划地设计实验内容、系统地训练学生的实验技能和习惯的教学方设计实验内容、系统地训练学生的实验技能和习惯的教学方式。分组实验中，学生在教师

44、的指导下，独立完成实验操作，式。分组实验中，学生在教师的指导下，独立完成实验操作，处理实验数据，得出实验结论。一般用于加深理解和巩固所处理实验数据，得出实验结论。一般用于加深理解和巩固所学的物理概念和物理规律。学生分组实验是培养学生实验能学的物理概念和物理规律。学生分组实验是培养学生实验能力和科学态度的主要途径，也是发展学生创造思维和进行科力和科学态度的主要途径，也是发展学生创造思维和进行科研启蒙教育的重要途径。研启蒙教育的重要途径。了解基本实验仪器的构造、原理，学会基本仪了解基本实验仪器的构造、原理，学会基本仪器的使用器的使用探索和验证物理规律探索和验证物理规律培养学生独立实验的能力培养学生

45、独立实验的能力分组实验的目的一、学生分组实验的教学策略研究一、学生分组实验的教学策略研究以验证已学过的物理规律为主要目的的实验。以验证已学过的物理规律为主要目的的实验。如牛顿第二定律的验证等。如牛顿第二定律的验证等。分组实验的类型测定性实验：测定性实验：训练性实验：训练性实验：验证性实验：验证性实验：以测定物理量值和常数值为主要目的的实验。以测定物理量值和常数值为主要目的的实验。如测量玻璃的折射率等。如测量玻璃的折射率等。以掌握仪器的性能和使用方法，提高操作技能以掌握仪器的性能和使用方法，提高操作技能为主要目的的实验。如伏为主要目的的实验。如伏- -安法测电阻等。安法测电阻等。探究性实验：探究

46、性实验：以实验设计，操作，分析对知识或规律进行以实验设计，操作，分析对知识或规律进行 科学认识的实验形式。如探究加速度与物体质科学认识的实验形式。如探究加速度与物体质 量、物体受力的关系量、物体受力的关系一、学生分组实验的教学策略研究一、学生分组实验的教学策略研究（1 1）实验要确保安全性，无人身危险，操作不宜过繁。）实验要确保安全性，无人身危险，操作不宜过繁。要尽量减少和控制干扰因素。仪器要比较牢固。设计实要尽量减少和控制干扰因素。仪器要比较牢固。设计实验时应注意让基本仪器在不同实验中重复出现，增加学验时应注意让基本仪器在不同实验中重复出现，增加学生的练习机会。生的练习机会。（2 2）要求学

47、生在实验前明确实验目的、原理及现象发生）要求学生在实验前明确实验目的、原理及现象发生的大概情况，实验结束后，要求写出实验报告。的大概情况，实验结束后，要求写出实验报告。（3 3）引导学生理解观察内容的真实性，鼓励学生发现和）引导学生理解观察内容的真实性，鼓励学生发现和分析意外现象及异常情况所发生的原因。分析意外现象及异常情况所发生的原因。（4 4）重视引导学生从观察的直接兴趣转入操作兴趣，进）重视引导学生从观察的直接兴趣转入操作兴趣，进而通过研究实验和分析实验体会物理本身的规律。而通过研究实验和分析实验体会物理本身的规律。学生分组实验教学的基本要求在分组实验中，学生既是实验的主体，又是观察的主

48、体。在分组实验中，学生既是实验的主体，又是观察的主体。 需要教师进行各方面的准备和指导。需要教师进行各方面的准备和指导。 学生分组实验教学的基本过程课前准备阶段课前准备阶段对学生：对学生： 明确实验目的，理解实验原理，领会实验方法，明确实验目的，理解实验原理，领会实验方法，了解仪器性能了解仪器性能对教师：对教师： 抓好教学组织，进行器材检查，提出操作规范抓好教学组织，进行器材检查，提出操作规范课后总结阶段课后总结阶段对学生：分析处理数据，完成实验报告对学生：分析处理数据，完成实验报告对教师：指导数据处理方法，分析影响实验结果的因素，对实验对教师：指导数据处理方法，分析影响实验结果的因素，对实验

49、 中问题进行分析和讨论中问题进行分析和讨论课内操作阶段课内操作阶段对学生：检查熟悉仪器，着重规范操作，准确观察、测量、记对学生：检查熟悉仪器，着重规范操作，准确观察、测量、记录录对教师：及时巡回指导，适当示范操作，引导学生思维，培养对教师：及时巡回指导，适当示范操作，引导学生思维，培养良良 好习惯好习惯学生分组实验教学的基本方法示范练习总结法（技能训练性实验）引导实验分析法（测量性实验）理论实验综合法（验证性实验）引导探索总结法（探索性实验）主体：主体： 教师教师 学生学生 师生师生示范示范练习练习总结法（技能训练性实验）总结法（技能训练性实验）目的是要求学生掌握物理仪器的使用方法或读数方法目

50、的是要求学生掌握物理仪器的使用方法或读数方法教师示范：在学生练习使用某种仪器之前，教师对这种仪器教师示范：在学生练习使用某种仪器之前，教师对这种仪器 的操作方法，读数方法及使用时注意的问题等做的操作方法，读数方法及使用时注意的问题等做 好示范。（如螺旋测微器）好示范。（如螺旋测微器）学生练习：在教师指导下，学生自己练习物理仪器的使用方学生练习：在教师指导下，学生自己练习物理仪器的使用方 法和读数方法。法和读数方法。师生总结：教师引导学生及时总结使用方法和读数方法，找师生总结：教师引导学生及时总结使用方法和读数方法，找 出难点问题，师生共同分析，得出解决方法。出难点问题，师生共同分析，得出解决方