高中物理实验教学.doc

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1、高中物理实验教学“导学探究”模式的实验研究1 引言1.1文献综述物理学是整个自然科学和现代技术发展的基础，在现代生活、社会科学和科学技术中有广泛的应用。物理学也是一门以实验为基础的学科，中学物理教学要以实验为基础，来提高学生学习物理的积极性、主动性和创造性。实践是客观能动的活动，为人们提供了丰富的感性材料，在实践过程中推动能力的发展。随着教学实践的不断深入，学生的能力得到不断提高。在实践中，我们把学生作为一个有主观能动性的个体，个体的发展在很大程度上取决于教师的帮助，以及学生在教师帮助下的实践活动。尽管物理教学对于提高学生综合能力和兴趣的培养承载着重要作用，而现在存在着中学生物理实验能力不强，

2、学生在遇到问题时不能灵活运用已学过的物理知识去解决问题，甚至不知道向哪个方向思考的现状。在日常教学活动中存在着教师难教、学生难学的现象，究其原因就是教师的“教”作为整个教学过程的主体，而学生只是在被动地接受，没有充分发挥出学生学习的主动性，教师的讲解口若悬河，但学生却心不在焉，因此改进物理学科教学方法，采用适合学生发展的教学策略是当务之急。物理实验教学的现状是教师讲解实验步骤、实验目的、器材、实验要求，并详细讲述如何测量、记录、作图、计算，得出什么结论，然后由学生按规定的步骤完成实验，学生在实验的操作中只是重复教师讲解的内容，并按要求完成实验报告规定的内容。尽管教师自己认为该讲的内容都向学生讲

3、清楚了，但仍有不少学生在实验中没有领会实验的原理、目的、要求、步骤，只是一味地为完成任务而机械地完成实验，这样的实验教学模式限制了学生的活动，不利于学生能动性的发挥，更限制了学生能力的发展。此种做法，与实验教学所要达到的目的相去甚远。因此如何在实验教学中更新教育观念、改革传统的教学模式，发挥学生在学习中的主动性、能动性，最终达到提高学生能力的目的，应是当前十分重要的课题。近一段时期以来，越来越多的教育工作者，认识到物理实验的积极作用，正在对物理实验教学方法进行改革，并对物理实验能力测量方法进行深入研究，下面作一简要分析。1.1.1主体性研究的现状：主体性教学是一种教学思想，它要求教师把教学活动

4、组织成一个在教师激励和指导下学生自主学习的互动过程。1主体性研究是目前教学改革中的热点问题。在大量文献中都提出了主体性教学的模式，为我们主体性的研究奠定了基础。深圳市教学研究室章剑和老师在构建主体性物理课堂现代教学模式中提出的教学模式，可以概括为以下程序：“探索性预习参与式讨论自主性练习点拨式精讲”。2上述教学模式突出了以下的教育思想：1.创设引导学生主动参与学习过程情景；2.激活学生的主观能动性；3.发挥小组合作学习的作用；4.创设民主、和谐的学习氛围；5.激发学生学习的创造精神；6. 让每个学生在教学中都获得发展。苏州大学物理教育科学研究所吴永熙、张德启老师在主体性教学与素质教育一文中提出

5、主体性的特征即目的性、能动性、独立性、坚持性、发展性、创造性3。大量的文献表明对主体性教学理论的研究已经比较深入，也提出了比较合理的操作模式，但在物理学科实验教学中尚未见到体现主题性教学思想的可操作性的教学模式。1.1.2探究性实验的研究：河南教育学院邢红军、李金铭在高中物理探索性实验教育目标的理论与实践研究中对探索性实验进行了介绍。选择全国中学生物理竞赛江西赛区的49名学生作为被试，把“探索浮体稳定性”的实验作为测试题，测试的结果是实验组与对照组有较高的区分度，说明在高中物理进行探索性实验教育是合理且可行的4。尽管在高中阶段增设探究性实验是必要的，但此篇论文没有谈到如何将主体性的研究应用于探

6、索性实验教学中，另外由于被试为参加物理竞赛的学生与实际教学的对象不符，在实际教学中存在一定的困难。1.1.3物理实验能力的评价与测量研究情况：1991 年至1993年国家教委教学仪器研究所组织对北京、辽宁、河北、山东、江苏等省市大、中、小学生实验能力的调查，调查结果是：物理实验能力平均成绩在及格线下，高中物理实验平均成绩为55.9分5。这与天津师范大学刘桂荣教授负责的“物理学科素质教育实验研究”的结果想吻合，其调查结果表明，学生在做实验时按照教材上规定的步骤做的占84，自己设计实验方案的占13，对于实验过程中遇到故障能自己排除的占21。从完成实验报告的情况来看“以报告为主，完成填空、问答”的学

7、生占54，“乐于实验，自己设计独立完成”的占31，“能分析实验结果，找出误差原因”的占50。6上述调查表明我国学生物理实验能力较差。为定量测量中学生的物理实验能力，1994年6月首都师范大学续佩君等人通过对北京海淀区一所一般学校初二某班的物理实验能力测量，提出了等价排除法测量物理实验能力的方法7。下面对该方法做简单的介绍：采用等价排除法测量物理实验能力。针对教材的要求、学生认知水平的特点对物理实验能力进行细化处理。针对不同的能力要求设计物理能力测试命题。包含：能力卷（A卷）、知识卷（K卷）。在检测时，学生先解答K卷试题，凡达到优良者才获准参试A卷。从而排除A卷中知识的掌握程度对能力测量的干扰作

8、用。A卷评定视为能力水平标志。A卷命题紧紧围绕所要测试的物理能力而设计。K卷的命题要完整覆盖A卷所用的物理知识。K卷命题中的知识运用与A卷相当。为防止K卷对A卷的暗示作用，K卷与A卷的命题不宜相同，还应注意将A卷中涉及的知识分别纳入K卷。能力水平（AL）的测定。AL 一般为一个不很大的正数，一般在110 之间。AL越大说明能力越强，AL值由学生A卷得分确定。AL与答卷速度（V）、与答卷质量（M）有关。设A卷中施用能力的总次数为N（次），所用时间为t（分钟），每正确施用一次能力得正分n0+，每错误施用能力一次得负分n0-，再设N1、N2为A卷中正确施用能力与错误施用能力的次数，则有：A卷的答题质

9、量（M）表示了A卷中正确施用能力的稳定值。物理能力还与答题速度（V）有关，因此AL可以用下述公式表达：AL=VM+ n0其中n0 为计分起点即每份试卷的基本分，其目的为了防止出现AL为负值。综上所述，对主体性理论以及物理实验能力的讨论，在近期的文献中都有所介绍，但是将主体性育人模式应用于物理实验教学中，从而提高学生的物理实验能力和创新能力，是我们最为关心的。同时我们还关心采用了这种教学模式对学生实验能力的提高有多大的帮助。因此，本课题的设计思路就是将主体性育人模式运用到实际的物理实验教学中，通过采用“导学探究”实验教学模式对学生进行一段时间的培养，最后用实验检测的方法来测量物理实验能力，并对发

10、现的问题加以分析和讨论，为在中学物理实验教学中构建体现主体性教学思想的教学模式提供理论和实践依据。1.2 理论基础1.2.1心理学基础：1.2.1.1布鲁纳认知理论 布鲁纳提出只要采取合适的教法，就有可能把学科的一些基本概念，教给比传统年龄小得多的儿童。在他看来任何一种观念或问题，或知识的主题，都可以用简单的形式表述出来，这就使任何学生能够用一种可认识的形式去理解。从布鲁纳的学习观，不难看出在学习的过程中采用合适的教学方法是极为重要的。教师可以安排好合适的教材、教法，促进学生的发展。基于上述考虑，教师要为学生创设符合学生认知规律的学习环境与教学方法。“导学探究”模式的研究就是要从根本上优化学生

11、的学习氛围，为学生创设适宜学生能力发展的外部条件。教学模式的优化会帮助学生获取大量的有价值的信息，学生对教师提供的大量信息进行加工与整合，实现教师与学生之间的知识、情感、态度、需要、兴趣等信息的交流，加速学生学习的进程，以达到预期的教学目的。1.2.1.2人本主义心理学教学原理 人本主义很重视人在学习过程中的自我价值的实现，强调在学习过程中突出学生为学习的主体，教师居于主导地位。而教学是一种人与人情感交流的活动，在教学中教师要给学生提供大量材料，安排适当的活动。教师应把自己的情感因素转移到学生身上，促进学生自觉地、积极地学习。教师教学活动的意义在于引导学生认识学习的社会意义。因此说学生通过学习

12、主动地获取知识是教师工作的结果。人本主义为我们勾勒了一种和谐、宽松的学习氛围。高二年级的学生已经具备了一定的从外界获取知识和技能的能力以及一定的自学能力，学生的思维已经具有辩证逻辑思维的特点，这就为我们采取以学生为主体的教学模式提供了可能性。在采用 “导学探究”模式的教学中，教师成为了促进者，成为一个帮助学生安排适当的活动和材料的人。教师针对学生个体差异，对学生进行个体化指导，满足不同需要，使每个学生都能体会到成功的喜悦，尤其是中下等学生。1.2.1.3建构主义理论 皮亚杰的建构主义理论认为，知识不只是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过“意义

13、建构”的方式获得。其理论精髓是从内因和外因相互的观点来研究儿童的认知发展。教师、学生、教材、媒体是教学的四个重要要素。教师作为学习活动的组织者在教学活动中为学生提供问题情景材料和学习材料，而学生作为教学活动的主体通过自主学习、协同学习以达到获取知识的目的。建构主义的理论为本课题提供了坚实的理论基础。物理实验教学的“导学探究”模式，综合考虑上述四个要素之间的相互关系，学生不但是学习者更是知识的发现者。无论是建构问题情景、指导学生自学还是学生之间的相互探讨，其最终目的都是要帮助学生积极地、主动地学习。教师要转变教学观念，学生也要转变学习观念，才能在不断进取中学习新知、发展能力。1.2.2教学论的研

14、究：传统的教学方法强调以教师、教材、课堂教学为中心。传统的教学方法具有以下的优点：其一，教师在教学中居于主导地位，可以引导学生几乎直线式地进行学习，避免走许多不必要的弯路，加速学生发展的进程；其二，注意到了新旧知识的联系，是在一定的感性认识的基础上引出理论性的结论，然后再在实践中应用，这是符合认识发展规律的。但传统教学方法也存在着缺点：第一，片面强调教师的主导地位，忽视了学生在教学这一特殊认知过程中的主体性；第二，教学同实际生活相脱节，教学局限于书本知识的传授，一旦学生面对实际问题就会束手无策。由于存在着这两个问题，学生的学习积极性往往不易调动，教学显得呆板、机械和形式化，有一批学生不能达到预

15、期的教学目标。布鲁纳提出发现法教学。他主张，在教学过程中，学生在教师的指导下，围绕一定的问题，依据教师和教师提供的材料，通过积极的思维活动，亲自探究和主动研究。其目的就是要把握探究性思维的方法。因此必须重视以下四个环节：提出问题或具体事实、建立假设、上升为概念、转化为新的能力。这样有利于激发学习的欲望，有利于知识的迁移和能力的形成。发现法的学习动力是对学习的兴趣与好奇心，它与单纯听教师讲授有很大的不同：其一，教师与学生处于合作的状态,学生不单纯听讲，也要积极讲述。其二，学生有时成为主角进行讲述；其三，学生不仅是接受教师的结论,还具有其他可选择的方法。其四，学生对接受的内容可以加以评价。其五，能

16、引导学生积极进行探究，再将探究的结果转化为知识与能力。8在教学中发现法与传统教学方法相比，能很好地调动学生的主动性，体现学生在学习中的主体地位。在学生不断学习中提高智慧与潜力，同时也使外来动机向内在动机转移，并且有利于保持记忆。发现法存在着以下的缺点：其一， 学科知识的结构不够明确；其二，发现法耗时太多。在构建新型教学模式的同时，综合考虑传统教学方法与发现法的优点，摒弃其缺点，才会达到较好的教学效果。“导学探究”模式考虑物理学科知识体系的完整，让学生在教师的帮助下，学生进行有目的的思考与探究，使学生讨论的问题不会偏离方向，同时可以让学生在主动发现中获取知识与发展能力。1.2.3物理学科的特点：

17、物理学实验具有真实、直观、形象、生动的特点，易于激发学生的学习兴趣，只有有了学习兴趣，才能有学习的积极性、主动性和创造性。作为教师不仅要做好实验，而且要设法让学生多做实验，选择适当的实验，激发学生的学习兴趣。1990年开始使用的人民教育出版社出版的高中物理教材（必修加选修），安排学生实验17个，占总学时的10.19；1996年开始使用的人民教育出版社出版的高中物理教材安排学生实验为22个，占总学时的12.410；2002年教育部新颁布的教学大纲又增加了大量的探究性实验。由上述比较不难看出，中学物理实验教学的地位在逐渐提高。高中实验教学大纲中对物理实验的要求也提高了。它要求学生要“明确实验目的，

18、理解实验原理、方法，学会正确使用仪器进行观察和测量”，“会分析处理数据、并得出正确结论，了解误差和有效数字的概念”，并进一步要求“会控制实验条件，排除实验故障”。物理实验教学是物理教学的重要组成部分，要通过实验为学生展开物理过程，明确学习对象并尽可能为学生创造实验机会，让学生在教师的指导下，通过动手动脑有效地去获取知识、发展能力。物理实验能力除动手能力外，还包括观察力、想象力及分析能力。通过想象、假设能锻炼和发展想象力、创造力，在实际操作和汇报实验过程中，培养组织能力、表达能力及其它能力。学生能力的培养，不仅要靠教师来传授，还要通过相应的实践活动来获得，只有通过实验才能培养实验能力11。1.3

19、课程改革对物理实验教学提出更高要求：教育部2002年颁布新的教学大纲，同时对新一轮课改提出了更高的要求，新课程能否顺利实施，关键在于教师观念的改变。新课程强调，教师是学生学习的合作者、引导者和参与者，教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。在新课改中，教学过程不只是忠实地执行课程计划的过程，而是师生共同开发课程、发展的过程，课堂变为一种动态的、发展的过程，教学真正成为师生富有个性化的创造过程12。教师促进者角色应体现在以下几点：一是积极地观察。学生在自主观察、实验或讨论时，教师要积极地看，积极的听，设身处地地感受学生的所思所想，随时掌握课堂中的各种情况，考虑下一步如何指导学生学习。二是给学生心

20、理上的支持，创造良好的学习氛围，采用各种适当的方式，给学生以精神上的鼓励，使学生的思维更加活跃，探究情绪更加高涨。三是注意培养学生的自律能力，注意教育学生遵守纪律，与他人友好相处，培养合作精神。新一轮课改提倡学生的综合能力。综合能力包含实验能力，而实验能力的培养绝非只是通过教师讲解这一唯一的途径。新一轮课改强调体验性的学习，学生的学习不仅仅要用脑子思考，更要靠自己亲身体验经历的过程，强调“活动”、“操作”等活动。物理实验教学正面临着新的挑战，改变传统物理实验教学的模式，改变原有的单一、被动的学习方式，促进学生在教师指导下的主动的富有个性的学习，这既是克服物理实验教学的弊端的需要，更是课改的形势

21、对物理实验教学提出的新要求。因此说，新课程标准呼唤新的教学模式的出现。1.4研究意义及假设1.4.1研究意义：物理实验教学对学生实验能力的培养承载着重要的作用，改革物理实验的教学方法对提高学生的能力，培养学生的创新精神具有十分重要的意义。本实验研究的意义在于：（1）通过构建“导学探究”教学模式，为物理实验教学提供可操作的教学模式；（2）通过教学模式的改革让学生的实验能力得到充分的发展，学习物理的兴趣水平得到提高；（3）为培养学生的实践能力和创新精神做一点努力。1.4.2研究问题：探究在高二年级采用“导学探究”教学模式进行物理实验教学，对物理实验能力的培养和对提高学生学习兴趣的作用？1.4.3研

22、究假设：用“导学探究”模式进行高二物理实验教学对学生物理实验能力的培养有促进作用，同时可以提高学生物理学习的兴趣。2 研究方法2.1被试：采用准实验研究方法在天津二十一中选择人数、性别构成、年龄分布、以往考试成绩基本相同的两个班作为实验班与对照班。在本次实验中选取高二、二班和高二、六班作为研究被试。实验班高二、六班人数为52人，其中女生为26人、男生为26人。对照班高二、二班人数为51人，其中女生为25人、男生为26人。2.2研究工具：2.2.1物理学习兴趣水平测试量表采用胡象岭等同志编写的物理学习兴趣水平测试题13。对学生进行物理学习兴趣水平测量。该量表共计60道涉及物理学习兴趣的问题，要求

23、学生根据自己的实际情况回答“是”与“否”。本测试命题包括30道正向命题，若答“是”得1分，答“否”得0分。20道反向命题若答“是”得0分，答“否”得1分。同时还设计了10道完美性检测题目。若完美性得分大于或等于5分，说明该同学的回答不真实视为废卷。（详见附录一）为了估测物理学习兴趣水平测试量表的信度，同时又由于该实验既无复本，又不可能同一测验对同一组学生进行重复测验，因此用内部一致性系数的估计方法拆半信度来估计测验信度。拆半法是将一个测验分为两个假定相等而独立的部分来记录，通常项目奇数为一组，偶数为另一组。分组之后求其两组分数的相关系数，最后使用斯皮尔曼-布朗公式校正，以求得整个测验的信度系数

24、。14拆半信度的计算过程如下：第一计算每个被试的奇数题总分（X1）和偶数题总分（X2）；第二求出拆半后两部分总分的相关系数，用下列公式计算：第三用斯皮尔曼-布朗公式校正：第四查相关系数检验表，看校正后的信度系数，若大于表中相应的相关系数的临界值，说明整个测验信度高。14使用上述方法选择实验班、对照班以外的第三个班进行测量，以确定物理学习兴趣水平测试量表的信度。其结果见表一：表一物理学习兴趣水平测试量表信度有效答卷平均分标准差信度5027308350572.2.2物理实验能力测量试卷物理实验能力的测量采用等价排除法。针对不同的能力要求设计物理能力测试命题，包含：能力卷（A卷）、知识卷（K卷）。高

25、二物理实验能力测量能力卷（A卷）和高二物理实验能力测量知识卷（K卷）见附录二。K卷有三种类型题，共计14道题，用以检测学生对物理知识掌握情况。A卷共计9道实验操作题用以检测物理实验能力。针对教材的要求、学生认知水平的特点对物理实验能力进行细化处理。在检测时，学生先解答K卷试题，教师对K卷进行评定，对K卷成绩优良以上的可直接参加A卷能力测试， A卷成绩未能达到优良的针对个别情况，进行查漏补缺，从而排除A卷中知识的掌握程度对能力测量的干扰作用。A卷评定视为能力水平标志。A卷命题紧紧围绕所要测试的物理能力而设计。K卷命题中的知识运用与A卷相当，即K卷的命题要完整覆盖A卷所用的物理知识。在设计A卷和K

26、卷时充分考虑到学生主动性的发挥、积极性的调动，物理实验能力的发展要以学生身心发展为基础，随着学生身心的发展而发展。在实验设计中为了反映学生物理实验能力，为了保证试卷具有较高的效度在A卷和K卷设计时围绕了以下九方面的问题16考虑： （1）按实验步骤完成操作，培养学生的规范性； （2）设计实验记录的表格，突出实验操作性的特点； （3）基本工具及仪器的使用； （4）运用误差理论分析物理实验； （5）写出实验报告（这对能力的形成与发挥起到一定的作用）； （6）分析物理实验现象和实验数据，并得出恰当的实验结论（对学生能力的培养至关重要）； （7）设计简单的物理实验； （8）排除简单故障；（9）根据需要寻

27、找实验仪器的代用品。编制了物理实验能力测量试卷的双向细目表，见表二试卷初稿编成后请和平区物理学会理事长高士毅老师、和平区名教师李梦林老师、二十一中学原物理组组长周念桓老师对试卷进行了审阅和修改，保证了试卷具有较高的效度。表二 物理实验能力测量A卷命题双向细目表行为目标题号与难度取样范围萌 生运 用施 用评 价按实验步骤操作2.B8B、9B设计表格记录数据1.A基本仪器、工具使用1.A 4.A6.C6.C 7.C误差简单分析2.B 7.C根据课文拟就实验报告5.C5.C应变在实验中突出体现2.B3.C寻找仪器代替品1.A1.A表中1、2、3等表示题号，A、B、C分别表示实验操作题、实验设计题、问

28、答题。同样由于上述物理实验能力测量不具有重复性，为了估测此次物理实验能力测量的信度，同样采用拆半信度使用第三班来估计测验信度，见表三：表三 物理实验能力信度统计测试人数平均分标准差信度50K卷A卷K卷A卷K卷A卷5038968744271290630582.2.3统计工具：Toshiba Satellite1410 型笔记本电脑和Eecell软件统计数据。2.3研究设计及步骤：2.3.1实验设计：采用准实验设计法17，对物理学习兴趣测量，物理实验能力测量采用实验组、控制组后测设计 。2.3.2研究变量分析：2.3.2.1自变量分析：结合物理实验教学的特点以及自身的教学经验采用以下两种教学模式进

29、行对比实验。对照班采用平铺直叙讲授法即教师运用口头语言作为传递知识的媒体向学生传授知识，通过“教师讲、学生听”传授知识信息。教师在课堂上讲解实验原理、实验器材、实验步骤、实验注意事项等，最后学生依照教师介绍的方法完成实验。 实验班采用“导学探究”教学模式进行教学。下面对“导学探究”教学模式做一系统阐述：物理实验教学“导学探究”模式，就是在教师的指导下学生通过自学（主要是自己阅读教材、实验操作）、相互讨论、探究性实验等形式积极主动地进行学习的一种教学模式。此种教学模式强调在教学中不应该仅是讲和听，而必须通过亲身活动去感受、发现和升华。讲课之初把要完成的教学目标先讲清楚，根据教学要求提出适当的问题

30、，问题难易适度，对如何解决问题要有引导性，使学生明确问题的指向性，充分调动学生的思维活动。在诱导性问题情景下，引导学生通过分析、综合、推理的全过程形成解决问题的办法。再按照学生提出的假设进行实验，教师依据学生讨论分析的情况适时地加以点播引导，帮助学生逐步建立起正确的思维模式，指导学生如何设计实验步骤、选择实验器材、数据处理等，最后通过学生的实践过程完成教学任务。 “导学探究”模式可表示为下述基本程序：设疑激趣指导自学讨论精讲探索实验A.设疑激趣：这是模式操作程序的基本环节，在该环节中教师通过列举生活中生动有趣的物理现象、物理学史等多种形式设疑，激发学生的学习兴趣。继而教师提出本节课要研究的课题

31、。B.指导自学：教师提出与学生解决问题有关的指导性自学提纲。教师提出的提纲要结合学生的认知水平，要紧扣课题，要具有难易适度、诱导启发的特点。自学提纲中包含：要求学生掌握的基础知识和基本技能；有关旧知识的提示；记录数据的要求；实验原理的提示；实验步骤的确定；现象的观察；对实验结论分析；误差分析的简单提示。着重指导学生掌握解决问题的思路。C.讨论精讲：通过学生自学、小组讨论等形式对要解决的问题有初步的认识，教师做巡回点拨，针对学生个体差异进行个别指导，释疑学生提出的问题。了解学生的共性问题。教师再针对学生中存在的普遍问题、教材的重点、难点及学生不能通过自学、讨论解决的问题进行讲解。以促进学生对问题

32、的掌握。在此环节中能充分体现学生在学习中的主动性以及教师的主导作用。D.探索实验：学生独立完成分组实验。获取实验数据之后，通过对实验现象、数据的分析、综合判断、推理等最后得出实验结论。 上述模式的期望目标如下：A.培养学生的自学能力，通过实验操作和实验观察培养独立思考、分析问题、解决问题的能力。B.培养学生掌握基本的自学方法，逐渐形成良好的自学习惯。C.提高学生学习物理的兴趣。D.调动学生学习物理的主动性、积极性。E.培养学生实际操作能力、勇于探索的意志力、实事求是的科学态度。F.培养学生掌握物理问题的科学研究方法。G.培养学生的合作精神。在整个教学过程中，学生的思考与结合思考的实验操作尤为重

33、要，尤其是让那些中下等学生的积极性调动起来，才能收到好的效果。教师要在学生的实验过程中规范实验操作。以下为应用“导学探究”模式进行高二物理学生实验用油膜法估测分子的大小和把电流表改装成电压表的教学设计：高二物理学生实验一 用油膜法估测分子的大小一 教学目标1 知识目标：A 了解用油膜法估测分子的大小实验原理。B 学会测量微小物理量的方法。2 能力目标：A 培养学生分析问题的能力及实验操作能力。B 培养学生掌握解决物理问题的研究方法。3 德育目标：培养学生的探究精神和实事求是的科学态度。二 教学过程：1 设疑激趣：在学生预习的基础上提出本节课要研究的问题。大家都知道分子是十分小的，但我们用什么方

34、法才能测量分子的大小呢？这正是我们这节课要解决的问题（时间4分钟）2 指导自学：（时间8分钟）请同学们依据下面的思考题再次阅读教材P226，设计实验方案。思考题： 油酸分子的特点。 配置油酸-酒精溶液的目的。 简述实验原理和实验过程。 在本实验中如何测量较小的物理量，本实验方法对其他测量较小物理量的方法有什么帮助？在这个环节中，可以通过阅读教材和思考题等方法，使学生对此实验有初步的理解与认识。3 讨论精讲：提出思考题后，学生在阅读教材的基础上分小组讨论，教师针对学生思考的情况作巡回指导。教师收集学生中存在的共性问题、难以解决的问题、错误的思考进行讲解。（8分钟） 在此环节中，通过学生的小组讨论

35、与教师的精讲使学生对实验方法进一步加深理解。4 探索实验：学生依据自学的实验方法并结合教师指导的实验要求，完成最后一个环节，独立完成实验、记录数据。（20分钟）5 小结：实验基本方法和操作基本方法，提出课后依据实验数据分析实验结果、分析实验误差完成实验报告。（5分钟）高二物理学生实验五 把电流表改装成电压表三 教学目标1 知识目标：A 了解电流表（表头）的原理。B 理解电流表改装成电压表的原理。2 能力目标：A 培养学生分析问题的能力及实验操作能力。B 培养学生掌握解决物理问题的研究方法。3 德育目标：培养学生的探究精神和实事求是的科学态度。四 教学过程：1 设疑激趣：在学生预习的基础上提出本

36、节课要研究的问题。我们常用的电压表是由小量程的电流表改装而成的。通常要用一个电压表测量电压，而我们手头只有一个电流表（量程已知）、滑动变阻器、电阻箱、导线、电源、电键等必要仪器。请同学们考虑用什么方法将电流表改装成电压表用于测量。（时间2分钟）2 指导自学：（时间10分钟）请同学们依据下面的思考题再次阅读教材P136、P137和P230，设计实验方案。思考题： 电流表结构特点。 串联电路特点。 用什么方法测电流表的内阻？ 书中P230图实5中如果电阻R比R/大得多，接入R/后，当R/调至电流表的指针偏转正好是满偏刻度一半时，可以认为rg= R/。想一想为什么需要R比R/大得多这个条件？ 改装后

37、的电流表如何改装表头？ 用什么方法对改装后的电压表进行校对？在这个环节中，可以通过阅读教材和思考题等方法，使学生对此实验有初步的理解与认识。3 讨论精讲：提出思考题后，学生在阅读教材的基础上分小组讨论，教师针对学生思考的情况作巡回指导。教师收集学生中存在的共性问题、难以解决的问题、错误的思考进行讲解，并提出半值法测电流表内阻的方法。（10分钟） 在此环节中，通过学生的小组讨论与教师的精讲使学生对实验方法进一步加深理解。4 探索实验：学生依据自学的实验方法并结合教师指导的实验要求，完成最后一个环节，独立完成实验、记录数据。（20分钟）5 小结：实验基本方法和操作基本方法，提出课后依据实验数据分析

38、实验结果、分析实验误差完成实验报告。（3分钟） 在上述教学活动中，教师的指导性教学体现在第二个、第三个教学环节中。教师在对教材仔细分析的基础上，提出与学生的认知水平相适应便于指导自学的问题。每一个思考题都是根据问题的解决提出的，教师再根据学生在自学中存在的问题进行讲解，这样教师的讲解会更有针对性。既有学生充分的思考时间，又有教师的精讲，学生才会对问题有进一步认识，在这种情况下，学生完成实验操作。整个教学活动不但紧凑，而且集学生的思考、教师的指导和精讲、学生的操作于一堂。在师生的互动下完成一节实验课教学，使学生在学习中的“主体性”得到充分的发挥。2.3.2.2因变量：该实验因变量为高二年级学生物

39、理实验能力，物理学习兴趣，即通过操纵教学模式这一自变量，研究实验班、对照班学生物理实验能力和物理学习兴趣的变化情况。2.3.2.3无关变量与控制方法：无关变量控制方法学生性别选取男女比例基本相同的班级教师差异对教学的影响选取同一教师任教学生答题的真实性均采用闭卷形式答题教师的情绪及学生状态基本上都安排在上午第三节课进行授课顺序交叉授课教学时间用同样多的课时完成相同的内容2.3.3研究程序： 第一步：为了保证物理学习兴趣水平测试量表的信度，在对实验班、对照班进行测量前对第三个班进行信度测量，并编订物理实验能力测量试卷（K卷和A卷）。第二步：确定实验班、对照班，并于2002年九月使用物理学习兴趣水

40、平测试量表对实验班、对照班的物理学习兴趣进行测量。第三步：分别用不同的教学方法对实验班、对照班进行实验教学，教学时间为2002年9月至2003年1月，完成高二年级物理 的全部实验教学内容。其中包括用油膜法测分子大小、等势面的描绘、测量金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、把电流表改装成为电压表、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等实验，并同时修订物理实验能力测量试卷（A卷和K卷）。为了保证物理实验能力测量试卷具有教高的信度使用该试卷对第三班进行试测，并对物理实验能力测量试卷进行修改第四步：2003年3月使用物理学习兴趣水平测试量表对实验班、对照班的物理学习兴趣进行后测。同时分别用物理实验

41、能力测量试卷（A卷和K卷）对学生物理实验能力进行测量。第五步：对测量结果进行统计、分析并撰写论文。3 研究结果：3.1实验班、对照班物理学习兴趣水平变化情况：3.1.1实验班、对照班物理学习兴趣总体水平比较见表四表四 实验前、后实验班、对照班物理学习兴趣水平比较测试人数有效答卷平均分标准差z值显著性差异实验前实验班524728.458.561.58P0.05显著性差异不明显对照班514627.957.72实验后实验班514532.347.374.60P0.01显著性差异明显对照班484329.867.56 注： 在后测时由于个别学生生病未能参加测试，致使后测人数少于前测人数。说明：通过表四可以

42、看出经过一个学期的实验，实验班总体兴趣水平显著高于对照班（P0.05显著性差异不明显对照班262228.527.32实验后实验班262333.897.484.07P0.05显著性差异不明显对照班252426.747.69实验后实验班252231.447.252.03P0.05 显著性差异明显对照班242129.767.47说明:通过表五、表六可以看出经过一个学期的实验实验班男、女生物理学习兴趣水平均高于对照班，但男、女生显著性水平不同，男生显著性水平为0.01水平，女生显著性水平为0.05水平，表明男生提高更为明显。3.1.3实验班、对照班不同水平学生物理学习兴趣水平变化情况见表七、表八、表九

43、表七 实验前、后实验班、对照班学优生、学困生物理学习兴趣水平比较有效答卷平均分标准差t值显著性差异实验前实验班学优生学困生98293926337398282.56P0.05显著性差异明显对照班学优生学困生88300727867207752.77P0.05显著性差异明显实验后实验班学优生学困生99335229397587943.31P0.01显著性差异明显对照班学优生学困生98324527267538192.86P0.05显著性差异明显说明：通过表七可以看出实验前后无论实验班还是对照班学优生与学困生之间都存在显著性差异（显著性水平为P0.05显著性差异不明显对照班83007720实验后实验班93

44、352758262P0.05显著性差异不明显对照班82786775实验后实验班92939794399P0.01显著性差异明显对照班82726819 说明：通过表八、表九可知，经过一个学期的实验，实验班学习水平不同的学生物理学习兴趣水平的提高均高于对照班，但实验班学困生物理学习兴趣水平的变化更为显著P0.01。3.2实验班、对照班物理实验能力水平变化情况3.2.1实验班、对照班物理实验能力总体变化情况见表十表十 实验班、对照班显著性差异比较测试人数平均分标准差z值显著性差异实验班52937139248P0.05 显著性差异明显对照班51880115 说明：通过表十可以看出经过一个学期的实践，实验班物理实验能力显著高于对照班。3.2.2实验班男、女生变化情况见表十一表十一 实验班男、女显著性差异比较测试人数平均分标准差t值显著性差异男2610081303.15P0.01