设计性实验教学对综合能力培养的作用研究0522.doc

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1、1 毕毕 业业 论论 文文 题题 目目 设计性实验教学对综合能力培养的作设计性实验教学对综合能力培养的作 用研究用研究 英文题目英文题目 Designing experiment teaching on the role of the comprehensive ability training 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 职称职称 专专 业业 二二 零零 壹壹 二二 年年 五五月月 东华理工大学毕业论文 摘要 1 摘 要 科学技术的高速发展对人的创新能力要求越来越高，加强学生创新能力的培养 已成为当前高中物理教育改革中的重要任务。然而，长期以来，基础物理实验教学 模式单一

2、、教学内容陈旧。教师指出实验的目的要求、阐明实验的基本原理、描述 实验的仪器设备、介绍实验方法和实验步骤，并指明实验中的注意事项。实践已经 证明，这 种千篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的学习主动性与积极性 的发挥，难以激发他们独立思考的兴趣和激情，因而不利于创新人才的培养 近年来， 国内各学校为了改变这种现状都相继进行了物理实验课程方面的改革，同时提出了 设计性研究性物理实验的各种内容各种实验手段以及各种运作方法等 为了适应教学 上的需求，我们也在设计性研究性物理实验课程的建设和实施上做了很多的工作， 取得了一定的成效。新世纪对高中教育提出了更高的要求，设计性物理实验做为课

3、程改革的一种新的方式已经慢慢渗透到高中院校。通过设计性实验教学，学生能深 入理解物理原理，提高探索创新能力，从而更大地发挥实验的教育功能。 本文介绍了高中物理设计性实验教学的内容、教学特点，对其培养学生综合能 力的作用进行了探讨，认为加强实验室建设、重视设计性实验教学是提高学生综合 能力的基础。 关键词：高中物理教学 ；设计性实验教学；综合能力 2 ABSTRACT The rapid development of science and technology highly demands the peoples innovative ability, and strengthening th

4、e cultivation of students ability of innovation has been important tasks of the current high school physics educational reform. However, long-term since, basic physical experiment teaching mode is single, and teaching content obsolete. The teacher pointed out that the purpose of the experiment requi

5、rements, elucidated the experiment principle, described the experimental equipment, introduced experimental methods and steps, and pointed out the matters needing attention in the experiment. Practice has been proved that this teaching method following the same pattern, restricted the initiative and

6、 enthusiasm of students, on certain level, and is not enough to the students practical ability, innovation ability training. In the new century, senior high school education has put forward higher requirement, design of physical experiment for curriculum reform in a new way has been slowly infiltrat

7、ed in senior high school. Through the design of the experimental teaching, the students can deeply understand the physical principles, improve the ability of exploration and creativity, and play the educational function of experiment. This paper introduces teaching content, teaching characteristics

8、of the senior high school design physics experiment, and discusses the function of training the students comprehensive ability. This paper thinks that strengthening laboratory construction and paying attention to the design of experiment teaching can improve students comprehensive ability. Key words

9、: High school physics teaching; The experimental teaching of the design; Comprehensive ability 东华理工大学毕业论文 目录 目目 录录 摘摘 要要1 1 ABSTRACTABSTRACT2 2 第一章第一章 绪论绪论1 1 1.1 研究背景 1 1.2 高中物理实验教学现状 1 1.3 研究的目的和意义 2 1.4 研究的思路和方法 3 1.4.1 研究的思路.3 1.4.2 研究的方法.3 第二章第二章 高中物理实验教学实施过程的调查高中物理实验教学实施过程的调查1 1 2.1 研究目的 1 2.2

10、 研究方法 1 2.3 高中物理设计性实验的开设要求 1 第三章第三章 物理设计性实验教学的理论分析物理设计性实验教学的理论分析6 6 3.1 高中物理实验教学条件 6 3.2 物理设计性实验的内容地位和教学特点 8 3.3 物理设计性实验教学的类型 9 3.3.1 针对原理的设计性实验教学10 3.3.2 针对操作能力的设计性实验教学10 3.3.3 针对实验方法的设计性实验教学10 第四章第四章 物理设计性实验的教学模式研究物理设计性实验的教学模式研究1111 4.1 准备阶段 .11 4.2 制定实验方案阶段 .12 4.2.1 实验方法的选择12 4.2.2 测量方法的选择12 4.2

11、.3 测量仪器的选择12 4.3 自主设计阶段 .13 4.3.1 按教师要求实验13 4.3.2 自主设计实验，仪器自选13 第五章第五章 设计性实验教学指导方法设计性实验教学指导方法1515 5.1 激发学生对设计性实验课的兴趣和追求，形成最佳学习动机 .15 5.2 促使学生建立自信心，迈好从被动接受到主动学习知识的第一步 .15 5.3 鼓励创新，强调设计性实验中的创造性要求 .16 5.4 发挥教师的启发引导作用 .16 5.5 组织学生开好设计性实验“论文”答辩报告会 .17 第六章第六章 设计性实验教学的教学特点对培养学生综合能力的作用设计性实验教学的教学特点对培养学生综合能力的

12、作用1818 东华理工大学毕业论文 目录 61 有助于培养学生的应用知识能力 18 62 有助于培养学生的自学能力和思维能力 18 63 有助于培养学生的动手能力和创新能力 18 结束语结束语1919 致致 谢谢2020 参考文献参考文献2121 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 1 第一章 绪论 1.1 研究背景 物理学是一门以实验为基础的学科，长期以来，高中基础物理实验的教学模式 比较单一、教学内容比较陈旧、教学方法比较落后。实验内容基本上是验证性和测 量性的，缺少一些由学生自己设计并带有研究性的内容。这种千篇一律的实验教学 内容和方式在一定程度上限制了学生的学

13、习主动性与积极性的发挥，难以激发他们 独立思考的兴趣和激情，因而不利于综合人才的培养。 社会的发展要求创新；新一轮的课程改革对教育工作者提出了新的要求，在教学 活动中采取科学的、艺术的、创新性的教学方法和手段，开发学生的创新潜能，培 养创新意识、创新精神和创新能力，培养学生应用知识能力以及动手能力。作为以 实验为基础的学科，物理学史上的重大发明创造都与设计性实验密切相关，设计性 实验在高校的教学中已经越来越受重视。 国内很多高中物理教学陆续开设了一定的选题性实验、综合性实验和设计性、 研究性实验的内容，给一部分能力较强、要求较高的学生得以施展想象力和培养动 手、动脑和创新发展的机会。 实验教学

14、示范中心是实验教学改革的优秀成果，它以高素质的专门实验师资队 伍和先进优良的设备为基础，采用科学规范的管理体系，以培养学生能力为核心、 结合最新科研实践成果，以分层次建设的实验课程体系为蓝本而建设的高标准教学 实验室。实验教学强调以学生为中心，采取自主、合作、研究开放的学习方法启发 学生学习，从而达到逐步培养学生的创新意识和解决问题的能力的效果。 1.2 高中物理实验教学现状 目前，高中物理实验教学中，以基础性实验为主，及基本物理量的测量方法、 基本测量仪器的使用、简单的数据处理方法，巩固理论知识等。所以，在基础性实 验中，学生在实验方法和技能方面有较好的锻炼。只是目前所存在问题是，实验内 容

15、上验证性内容太多，反而缺乏探索性的实验内容；实验原理及测量手段所涉及的 知识面比较窄；很多学生机械地模仿实验教材中的操作内容进行实验，没法积极主 动地研究问题，看重实验结果而不注重实验过程，欠缺独立思考，一直处于被动学 习状态。 物理新课程实施以来，广大中学物理教师尝试采用了探究式教学、研究性教学、 东华理工大学毕业论文 第一章.绪论 2 体验教学、等新的教学方法，并取得了一定的效果。相应的，高师教师也应该改变 原来接受式的教学方式，根据教育对象、教学内容、教学目标采取灵活多样的教学 方式方法，充分体现其教学示范性作用，促进物理学专业师范生学习能力、探究能 力、创新能力和教学能力的提高。要做到

16、这一点，高师教师首先要实现观念和角色 的转变， “即教师不再自认为是知识的所有者和传授者，而真正扮演学生学习的促 进者的角色，摆脱师道尊严的束缚，以平等的态度对待学生，以民主的方式 组织教学话动。 ”阅其次，高中教师要处理好传授知识与培养师范生能力，尤其是物 理教学能力之间的关系。高中教师要在教学过程中积极地与学生展开双向互动，在 “教学相长”的良性循环中实现共同发展。这种教学方式有利于师范生“发现问题 提出问题分析问题解决问题”能力的形成，有利于培养师范生的独立性、自 主性和创新精神，有利于学生终身学习的积极态度的形成，有利于提高课堂教学的 效率。通过高师教师的教学示范，提高物理教学能力。

17、1.3 研究的目的和意义 设计性物理实验教学以“开发学生智能，培养与提高学生科学实验能力和素养” 为目的，在对学生进行基础物理实验知识和方法技能训练的基础上，使学生能运用 所学知识和技能独立完成和解决物理实验问题，提高学生独立分析问题和解决问题 的能力，为毕业设计、撰写科研成果报告和学术论文奠定良好的基础开设设计性 物理实验不仅对激发学生的创造性思维和探索性精神、培养学生的科学实验能力、 提高学生的科学实验素质有重要作用，而且是培养学生的创新精神、创新意识，及 创造性思维等综合能力的重要途径。 “教育应当是充满智慧的事业，没有教师智慧的充分发挥，教育改革不可能真 正成功。任何教育改革最终都需要

18、落实到教师的教育实践活动中 ，但“教师只有在 具有所需的知识和技能、个人素质、职业前景和工作动力的情况下，才能满足人们 对他们的期望” 。因此，教师的素质和能力水平问题成了各国教育改革关注的焦点。 近几年来，我国基础教育改革如火如茶，课程改革不断深入，教师教学工作首当其 冲地受到前所未有的挑战，作为教育改革第一线的执行者，是否具有相应的素质和 教学能力来实施和落实课程改革，成为改革成败的关键因素之一。 在实践层面，对于提高物理教学能力的培养质量具有一定指导意义和参考价值。 教育在相当长的一段时间内是培养未来教师的主体，是培养未来从事基础教育师资 的摇篮，研究如何更好的培养出适应未来中国教育和国

19、际教育发展的合格物理学专 业师范毕业生是高等师范院校的一项重要任务。但是，近些年来，相当一部分高等 师范院校并没有按照基础教育课程改革的要求调整对物理学专业师范生的培养，对 东华理工大学毕业论文 第一章.绪论 3 师范生的物理教学能力理论研究和实践训练相对重视不足，开设的课程结构不够合 理。大部分高等师范院校开设的课程还仅限于原来的教育学、心理学、物理课程与 学论等，并没有增添与物理新课程改革相关的课程。对师范生物理教学能力的培养 也仅限于传统的微格教学和 8 周的教育实习。因此，研究新课程背景下师范生物理 教学能力的培养，对提高师范生物理教学能力培养的针对性、适切性和有效性，进 一步推进物理

20、新课改革的深化，提高师范生物理教学能力培养质量，具有重要的实 践价值。 1.4 研究的思路和方法 1.4.1 研究的思路 分析研究背景和研究意义，提出本研究拟解决的关键问题。通过界定相关的概 念、查阅文献和相关研究成果，明确基础教育课程改革对中学物理教师提出的新要 求，并构建新课程背景下中学物理教师应具备的教学能力结构，即为物理学专业师 范生教学能力的培养目标。随后通过个别访谈、开座谈会和调查问卷等形式整理、 分析目前我国师范生物理教学能力的现状及培养过程中存在的主要问题，分析问题 产生的原因，并通过以上调查研究，提出新课程背景下师范生物理教学能力培养的 有效途径和策略。 1.4.2 研究的方

21、法 (1)文献研究法:主要是通过收集有关物理教学能力构成、物理学专业师范生教学能力 培养的相关文献及研究成果资料(包括专著M、期刊文章J、报纸文章N、报告R、 学位论文D、论文集c和网络中的信息与资源)，从中找出支持本研究的理论和所 要引用的核心观点。 (2)访谈法:结合自身在高等师范院校担任辅导员的优势，通过和高等师范院校的教师 和物理学专业师范生的访谈，了解目前高等师范院校师范生物理教学能力培养的现 状和函待解决的问题，为调查问卷的制定提供参考，同时也可以弥补问卷调查的不 足，使调查结果更趋于客观。 (3)问卷调查法:了解物理学专业师范生教学能力的现状，以及影响师范生物理教学能 力的主要因

22、素，找出目前高等师范院校师范生物理教学能力培养过程中存在的主要 问题。 (4)综合分析法:对照基础教育课程改革对中学物理教师提出的新要求，构建新课程背 景下中学物理教师应具备的教学能力结构，即为高等师范院校物理学专业师范生应 东华理工大学毕业论文 第一章.绪论 4 强化培养的教学能力。通过前面的访谈和问卷调查，了解了师范生物理教学能力的 现状及影响的主要因素，找出目前师范生物理教学能力的缺失及培养过程中存在的 主要问题，并分析问题产生的原因，在此基础上提出新课程背景下师范生物理教学 能力培养的有效途径和策略。 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 1 第二章 高中物理实

23、验教学实施过程的调查 高中物理实验教学一方面要充分发挥现有仪器的功能，并发挥教师的创造性开 发仪器的新功能，开发利用其他课程资源。另一方面要发挥不同实验的教育功能， 不能仅仅满足于开设实验的个数，还应在实验过程中充分调动学生的积极性，发挥 学生的创造性和想象力，真正实现物理实验教学的各种目标。高中物理学生实验有 不同的类型，包括练习使用基本实验仪器、测量物理量的实验、验证性实验、探究 性实验，这些实验的目的有不同的侧重，有的是培养学生的操作技能，有的培养学 生的数据处理能力，有的培养学生的设计能力，教师应了解不同实验的特点，全面 培养学生科学素养。 2.1 研究目的 通过问卷调查，弄清三个问题

24、，一个是现在高中物理实验开设的个数;二是高物 理实验教学情况，主要包括实验仪器的使用和实验过程的监控，学生参与实验的程 度和完成实情况;三是课改实验区和非课改实验区在实验开设情况方面有无区别，在 实验教学方式方面有无差别，若有区别表现在哪些方面。 2.2 研究方法 研究方法包括文本分析、问卷调查法、现场考察和访谈法。研究的文本有教育 部 2000 年高中物理教学大纲 、2008 年普通高等学校招生全国统一考试物理大 纲 、 山东省高考大纲全国高考大纲(新课程) 、 福建省省高考大纲全国高考大纲 (新课程) 、 普通高中物理课程标准 、司南版普通高中课程标准实验教科书物理 、人教版普通高中课程标

25、准实验教科书物理 、沪科版普通高中课程标准实验教科 书物理 。为了对实验类型进行分析，研究文献包括实验教学研究方面的文献。 2.3 高中物理设计性实验的开设要求 高中物理实验教学的基本形式有演示实验、学生分组实验、边教边实验以及课 外实验与制作，本问卷只调查统计学生分组实验和演示实验，其他形式的实验在学 生问卷中做大致了解。 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 2 关于实验项目的开设要求，没有进行课程改革的省份主要依据教育部 2000 年 物理教学大纲 ，大纲中有长度的测量、研究匀变速直线运动、探索弹力和弹簧伸 长的关系、验证力的平行四边形定则、验证机械能守恒定律、用

26、单摆测定重力加速 度、研究平抛物体的运动、验证动量守恒定律、用油膜法估测分子的大小、用描迹 法画出电场中平面上的等势线、描绘小电珠的伏安特性曲线、测定金属的电阻率、 把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内阻、练习使用示波器、用多用电表 探索黑箱内的电学元件、传感器的简单应用、测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光 的波长共 19 个必做实验，研究闭合电路的欧姆定律、用气垫导轨验证动量守恒定律、 研究玩具电机的能量转化共 3 个选做实验。为了全面培养学生综合运用所学知识的 能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团 结协作能力，教学大纲还加设了“研究课题” ，研究课题

27、可以大致分为探索性物理实 验、科技制作、新科技问题的学习报告、社会调查、扩展性学习等几个不同的类型， 所列举的实验课题有:研究影响滑动摩擦力的因素、研究材料的保温性能、估测压力 锅内水的温度、用电解法测定元电荷、测自来水电阻率的测定、研究弹簧振子的周 期和小球质量的关系、把灵敏电流表改装成多用电表、研制水“火箭” 、用激光笔做 光学实验、菜刀上的力学知识、刹车时车轮被抱死的利与弊;调查研究课题有:灶具 的演变、家用电器的发展带来的安全问题。 普通高中物理课程标准没有明确提出做哪些实验，但很多内容要求通过实来理 解。 普通高中物理课程标准中涉及的实验有: 1.用打点计时器、频闪照相或其他实验方法

28、研究匀变速直线运动 2.经历匀变速直线运动的实验研究过程，体会实验在发现自然规律中的作用 3.通过实验认识滑动摩擦、静摩擦力的规律 4.通过实验了解物体的弹性 5.通过实验，理解力的合成与分解 6.通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系 7.通过实验认识超重与失重现象物理 2 8.通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系 9.通过实验，验证机械能守恒定律 10.描绘做抛体运动的物体的轨迹 选修 3 一 l 11.观察静电偏转，了解阴极射线管的构造 12.观察常用电容器的构造，了解电容器的电容 13.通过实验，探究决定导线电阻的因素 14.通过实际操作学会使用多用电表 15.测量电源的

29、电动势和内阻 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 3 16.通过实验，观察门电路的基本作用 17.通过实验，认识安培力 18.通过实验，认识洛伦兹力 选修 3 一 2 20.通过实验，理解感应电流的产生条件 21.通过探究，理解楞次定律 22.通过实验，了解自感现象和涡流现象 23.用示波器观察交变电流的波形 24.通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用 25.通过实验，探究变压器电压与匝数的关系 26.通过实验，知道常见传感器的工作原理 选修 3 一 3 27.用融化的石蜡显示云母片和玻璃片的各向异性和各向同性 28.通过实验，观察液体的表面张力现象

30、 29.通过实验，了解气体实验定律，知道理想气体模型 选修 3 一 4 30.通过观察和分析，理解简谐振动的特征 31.通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系 32.通过实验，认识受迫振动的特点 33.通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象 34.通过实验感受多普勒效应 35.通过实验，理解光的折射定律 36.测定材料的折射率。 37.用双缝干涉实验测定光的波长 选修 3 一 5 38.探究物体弹性碰撞的一些特点 49.通过实验，理解动量和动量守恒定律 40.通过实验了解光电效应 41.根据实验说明光的波粒二象性 共有 41 处明确涉及到实验，但课程标准多用“通过实验，-一”或“通过观察- 一”表

31、述，没有具体说明应该做哪些实验，也没指明哪些是学生实验，哪些是演示 实验，不同学校可根据自己的情况选择开设，具有一定的弹性。除了内容标准中的 实验，高中物理课程标准在附录 1 中还开设了“物理实验专题， 模块，为适应不同 地区、不同学校的情况，列举了 14 个实验供学校选择，这 14 个实验是: 例 1:研究弹簧振子的周期与小球质量的关系 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 4 例 2:用冲击摆测弹丸的速度 例 3:用滑块、气垫导轨、数字毫秒计研究动量守恒定律 例 4:用摄像机、数码相机或频闪照相研究物体的运动 例 5:用变阻器设计几种不同的控制电路 例 6:把电流表

32、改装成多量程电流表、电压表或多用表 例 7:探究大容量电容对电路的影响 例 8:测定自来水的电阻率 例 9:用电桥和热敏电阻测温度 例 10:选用传感器制作控制电路 例 11:探究静电屏蔽和电磁屏蔽现象 例 12:用电解法测定元电荷 例 13:研究霍尔效应 例 14:将 CD 光盘做为反射光栅，测定其光栅常量 2000 年物理教学大纲和全国高考大纲(即普通高等学校招生全国统考大纲)、两 省的高考大纲都对分组实验做了规定(见附录 7)，对比各种大纲可以看出，4 个大纲 共有 23 个实验，其中 12 个实验同时出现在 4 个大纲中。全国高考大纲和 2000 年物 理教学大纲共列入了 19 个实验

33、，其中有 16 个实验相同，其他 3 个实验不同，如教 学大纲中出现的研究平抛物体的运动、用单摆测定重力加速度、把电流表改装为电 压表 3 个实验在考试大纲中没有出现;考试大纲比教学大纲多了验证牛顿第二定律、 探究动能定理、探究单摆运动的周期与摆长的关系。另外，全国高考大纲注重体现 实验的探究性，有 4 个实验要求了“探究” ，如教学大纲中的“验证牛顿第二定律” 在考试大纲中改为“探究加速度与质量、受力的关系， ， ，教学大纲中的“用单摆测 定重力加速度”在考试大纲中改为“探究单摆运动、周期与摆长的关系” 。 不同版本的物理教材所介绍的实验也不相同，司南版、人教版和沪科版三种版 本的教材中的实

34、验要求有所差别(见附录 8)，对各教材分析可见，三种版本的教材 与考试大纲相同的实验较多，其中匀变速直线运动的实验探究、探究弹力与伸长量 间的关系、探究合力与分力的关系、研究平抛运动、实验探究加速度与力、质量的 关系、探究恒力做功与动能改变的关系、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律、 研究影响单摆振动周期的因素、描绘电场线、金属电阻与温度的关系、实测电源的 电动势及内阻、用多用表测量直流电压、电流和电阻、判断二极管极性、探究电阻 定律、用示波器观察交变电流、传感器用油膜法估测分子直径共 19 个实验是考试大 纲中的实验。 从实验形式看，教材中的实验体现了多样性和探究性的特点，注重充分体现学

35、生的主体性。教材设置的栏目丰富多样，有的栏目中的实验在附录 8 表格中没有统 计，如司南版教材实验栏目的迷你实验室、观察与思考、动手与动脑、设计与制作、 东华理工大学毕业论文 第二章.高中物理实验教学实施过程的调查 5 动手做;人教版教材中实验栏目有做一做、大家做、探索者;沪科版教材中的分析论 证、实践项目、家庭活动、课外活动、小制作。 东华理工大学毕业论文 第三章.物理设计性实验教学的理论分析 6 第三章 物理设计性实验教学的理论分析 物理实验是科学认识的源泉，是进行科学方法教育的有效途径。设计性实验教 学作为实验教学的一种形式，旨在培养学生的独立探究能力，发展学生的创新思维， 培养科学研究

36、过程中的动手能力。研究设计性实验对学生综合能力的培养，首先要 了解物理设计性实验教学的相关理论。 3.1 高中物理实验教学条件 卢仕斌(2004)调查了广东省罗定市 9 所高中的实验教学仪器配置和探究性实验 教学的现状，分析了影响探究性实验开展的因素。在实验仪器配置和实验经费方面 的结论是:实验设备齐全、能开设全部实验的学校有 1 所，实验设备基本齐全、能开 设大部份实验的学校有 7 所，实验设备不太齐全、只能开设少数实验的学校有 1 所， 实验经费充足的学校没有，基本够用的只有 2 所学校，实验经费不够用的 7 所学校， 由于长期经费投入不足，现有的实验条件无论从数量还是质量上都不能满足实验

37、教 学需要。 李洪俊(2006)调查了山东省 21 所中学的物理实验室配备情况、物理实验仪器 配备情况以及物理实验仪器开发使用情况。结论是大部分学校配备的物理实验室都 达到了山东省中小学实验教学评估标准要求中规定的标准，也都基本上能够满 足实验教学的需要。仪器配备大部分达到了教育部 2000 年中学理科教学仪器配备 目录的一类标准，但从学校的层次看，城市高中、县城高中的配备情况要稍好一 些，乡镇高中配备情况较差，有的乡镇高中的配备与实验教学实际需求差距较大。 从实验未开出的原因看，最主要原因是教学时间紧张，其次是实验仪器不足。 孙天林 (2006)调查了南阳市 5 所中学的实验室配置状况和实验

38、器材种类、数 量配置情况。调查结论是现有实验器材种类与数量均能满足新课程共同必修模块探 究性实验开展的要求，但大部分实验器材利用率较低，力学和电磁学相比较力学实 验仪器利用率较高，电磁学实验仪器利用率相对较低。实验教学不能满足学生的学 习要求，关键不在实验器材等硬件设施的配置，而在于实验教学过程本身。通过个 人访谈表明，物理教师对物理实验的理解还比较肤浅，实验教学的模式多倾向于验 证模式，甚至是迫于升学压力错误地以讲解实验代替学生做实验。 刘永刚(2007)调查了包头市 5 所高中物理实验室仪器配备情况，所调查仪器包 括力学、热学、电磁学、光学和原子物理方面的共 147 种。结论是实验条件基本

39、上 能够完成课程标准中要求的绝大部分实验。但也存在一部分物理实验仪器配备数量 不足甚至是没有配备的情况。电学实验仪器和力学实验仪器的配备情况比电磁学实 东华理工大学毕业论文 第三章.物理设计性实验教学的理论分析 7 验仪器的配备要好，分组实验仪器的配备情况要好于演示实验仪器，但高中物理实 验教学实施的整体情况较差，这与物理课程标准的要求有相当大的差距，这说明相 当多的实验仪器在很大程度上得不到充分有效的利用，长期处于闲置状态。 杨同华(2008)调查了云南省怒江州 6 所高中和巧所初中物理实验仪器配备与使 用情况、物理实验课程资源利用现状。结论是各学校的实验室配备在数量上都未达 到中小学理科实

40、验室装备规范较低要求，原来配备的实验仪器大部分都达到 2000 年教育部颁布的中学理科教学仪器配备目录I 类标准，物理课程标准和各 版本新课标教科书中的大部分实验都能够使用学校现有实验仪器来完成。部分实验 没有开出的主要原因依次是:实验仪器不足、没有时间做、实验太难。 许逢梅(2008)调查了苏南地区 30 所高中的实验仪器利用和实验资源开发情况， 结果是:(1)物理实验的物力资源缺乏，仅有 1/6 学校的物理实验室基本满足实验的 需求，(2)物理实验信息资源缺乏收集和整理，只有为数不多的学校有物理实验信息 资源库。(3)现有的物理实验资源没有被有效利用，尽管很多实验都已排出，但来上 课的教师

41、很少，仪器利用率很低。(3)物理实验资源的开发是无组织的、零散的，开 发实验资源只是个别教师偶尔的行为。(4)物理实验管理资料及仪器配备目录相对滞 后，当前物理实验管理资料以及仪器配备目录远远落后于物理课程的改革形势。在 教学仪器配备情况的对比方面，党建伟等(2007)考察了美国、加拿大教学仪器配备 情况，并与我国的教学仪器配备情况进行了比较，(1)教育装备管理上的差异是:首 先，我国现行的教育技术装备，有统一的国家要求，有明确的目标和任务，但在美 国与加拿大，还没有如此明确、统一的装备概念;其次，管理制度的不同，决定了教 育技术装备的管理配备模式不同，在美、加没有专业的管理机构来服务、指导学

42、校 的装备;第三，我国重硬件，美、加则软件、硬件并举。我国有的学校装备实验室往 往喜欢做表面文章，如多媒体教室、地理专用教室、美术教室、劳技教室、计算机 网络教室等，基础设施成套设备购置齐全，但多数用于评估、验收、参观的多，学 生实际使用的少。(2)教育装备形式上的差异:美、加两国的装备一切从课程的实际 需求出发，重内涵不重形式、重实用不重华美，注重个性、追求实用和节俭。(3)在 装备及管理上充分发挥教师的作用:首先，美、加学校的教育装备充分发挥教师的能 动性;第二，美、加的装备不求统一，只追求实用、规范、科学与个性化;第三，能 不花钱装备的就凭双手与才智去建设;第四，在教室、实验室的管理上，

43、美、加学校 的教师分工不像我国那样细，教师既是管理者又是使用者。从上述调查可以看出， 多数调查结果认为现有实验条件基本上能够完成课程标准中要求的绝大部分实验， 只有一个调查认为现有的实验条件无论从数量还是质量上都不能满足实验教学需要。 实际上这也反了不同地区或不同类型学校间的差异。 东华理工大学毕业论文 第三章.物理设计性实验教学的理论分析 8 3.2 物理设计性实验的内容地位和教学特点 设计性实验是指突破传统的实验教学模式，给定实验目的、要求和提供实验条 件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验，是在掌握基础性实验和具备综合 实验知识及能力后，对今后开展科学实验全过程进行初步训练的一种教学

44、实验。实 验课题，一般由实验室提出，涉及电阻、电压、电流、机械能等知识点，具有综合 应用性、设计性和实践性。它要求学生在教师的指导下，根据现有的实验条件，能 较独立地拟实验题目和定实验目的，设计实验方案、确定实验方法、选择实验器材、 拟定实验操作程序，并自己加以实现和对实验结果进行分析处理。 设计性实验使学生在实验过程中变被动为主动，它将学习的主动权交给了学生、 学生成了实验的主体。学生的实验技能、查阅文献、观察现象、分析问题和解决问 题的能力诸方面得到全面训练。设计性实验作为实验教学的高级形式和阶段，是学 生实验能力真正形成的重要标志，因而在整个实验教学中具有重要地位。 但是，由于不同的学者

45、专家对于教学活动过程、教学任务的认识以及侧重点不 同，他们研究所得出的教师教学能力结构也有一定的差异。例如:陈顺理 (1988)认 为教师、学生、教学内容、教学手段构成了教学过程不可缺少的基本因素，这些基 本因素之间的相互联系和作用就构成了一个完整的教学系统。由此他将教学能力分 为:又 1)对教学对象学生的调节、控制和改造的能力(包含了解学生的能力、因材 施教能力、启发引导能力、教会学生学习的能力、组织管理学生的能力)。(2)对教 学影响的调节、控制和改造能力(包含对教学内容加工处理的能力、对教学方法和手 段的选择运用能力、对教学组织形式合理利用的能力、言语表达能力、检查教学效 果的能力)。

46、(3)教师自我调节控制的能力(包含较强的自学能力、较强的自我修养能力、敏感地 接受反馈信息的能力)。陈安福等(1988)把教师的教学能力分为一般教学能力和教学 管理能力，前者包括搜集教学资料的能力、组织教材的能力和言语表达能力;后者包 括组织课堂教学的能力、因材施教的能力、教学反馈的能力以及教学诊断的能力。 孟育群(1990)经过研究对教师的教育教学能力作了较全面的分析论述，认为教学能 力包括:(l)认识能力。这主要表现为敏锐的观察力，丰富的想象力和良好的记忆力， 尤其是逻辑思维能力及创造性思维能力等认识能力。(2)设计能力。这主要表现为教 学设计能力，与此相关尤其须注意下述几点:明确教学目标

47、、悉心钻研教材、搞活教 学组织、讲究教学策略、实施教学评价。(3)传播能力。这主要包括:教师的语言表 达能力、教师的非言语表达能力、运用现代教育技术的能力。(4)组织能力。这主要 包括:组织教学能力，组织学生各种课外活动的能力，组织、培养优秀学生参与集体 的能力，思想教育能力，协调内外部各方面教育力量的能力，组织管理自己学习、 工作与生活的能力。(5)交往能力。主要指教育教学中的师生交往能力。康锦堂 东华理工大学毕业论文 第三章.物理设计性实验教学的理论分析 9 (1991)将教学能力分为:教学表达能力、教学组织能力、教学操作能力、教学研究能 力。郑其恭等(1993)认为教学能力主要由教学的组

48、织、设计能力，教学的实施、调 控能力，教学的检查、测定能力组成。罗树华等(2000)1171 认为教学能力包括四大 类:(1)教学能力 I(包含掌握和运用教学大纲的能力、掌握和运用教材的能力、选择 和运用教学参考书的能力、编写教案的能力、说课的能力)。(2)教学能力 n(包含因 材施教的能力、实现教学目标的能力、选择和运用教学方法的能力、激发学生学习 兴趣的能力、指导学生学习方法的能力、指导学生进行学习迁移的能力)。(3)教学 能力 m(包含课堂教学的开讲能力、创设最佳教学情境的能力、教学设疑能力、教学 举例能力、设计板书的能力、教学反馈能力、教学应变能力、课堂教学的收结能力、 进行复式教学的能力、设置学科作业的能力)。(4)教学能力 W(包含教学检测能力、 制作教具的能力、操作与示范能力、使用现代教育技术的能力)。傅道春(2001)认为 教师的能力包括:对教学内容的处理、运用各种教学方法和手段、教学的组织和管理、 语言表达、教学科研、教育机智、学生交往。陈永明等(2003)将教学能力分为:教学 设计的能力、教学语言表达能力、课堂组织与管理能力、