探究实验报告书修改2.docx

1、探究实验报告书修改2中学物理实验研究探究性实验指导书宁夏大学物理电气信息学院物理系中学物理实验室2014.9绪论探究性实验的意义、作用和实施在基础教育课程改革中，国家教育部明确规定了在中学开展探究性学习，以突出创新精神和实践能力的培养。实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，关键是改变教师的教学方式和学生的学习方式。设置探究性学习的目的在于改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会，促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略，培养创新精神和实践能力。物理学是一门以实验为基础的学科，在中学物理教学中开

2、展探究性实验是开展探究性学习的最主要有效途径。探究性实验是指：教师对知识不直接给出结论而是通过创设情景，启发、引导学生思考，再让学生利用已有的知识和生活体验，自主地或在教师的引导下提出问题，提出猜想与假设，制定实验方案，设计实验步骤，自主地进行实验与数据收集，通过小组合作分析与论证，最终得出结论，并对探究结果进行交流的一种实验形式。探究式教学既是一种教学方式, 同时也是学生的一种学习方式。着眼点在于改变学生单纯的接受式的学习方式, 并努力形成一种对知识进行主动探求、重视实际问题解决的积极的学习方式, 其本质就是一种模拟的科学研究活动。探究性实验的意义1、获得亲身参与研究探索的体验 探究性学习强

3、调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极情感，激发他们探索、创新的欲望。2、培养发现问题和解决问题的能力探究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，培养发现问题和解决问题的能力。3、培养收集、分析和利用信息的能力探究性学习是一个开放的学习过程。在学习中，培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通

4、过研究性学习，要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息，学会整理与归纳信息，学会判断和识别信息的价值，并恰当的利用信息，以培养收集、分析和利用信息的能力。4、学会分享与合作合作的意识和能力，是现代人所应具备的基本素质。研究性学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境，使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果，发展乐于合作的团队精神。5、培养科学态度和科学道德在探究性学习的过程中，学生要认真、踏实的探究，实事求是地获得结论，尊重他人想法和成果，养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。 探究性实验的特点1、学生的探究与科学家的探究本

5、质上是相同的 在探究性实验中学生经历了科学家探究的历程，两者只有程度上的不同而已，在过程本质上是相同的。例如，科学家提出的问题是基于其领域以有研究和科学经验之上的洞察力，而学生的问题则来自于对周围现象的观察和基于生活经验之上的对现象的理解，学生的探究活动需要教师不同程度的指导，学生或通过对现象的观察，或通过对教师设置的问题情境的观察、思考、交流，发现可探究的问题，从而开展探究活动。 2、学生在多方的探究活动中真正理解和掌握科学的方法和技能 学生在探究性实验中，通过观察、提问、猜测、假设、设计、实验、总结、交流等活动，真正理解和掌握科学的方法和技能。3、探究性实验更有利于培养学生的演绎思维能力

6、在探究性实验中要求明确假设，应用批判性和逻辑性的思维，要求考虑各种可能的解释。以合作和单独的方式亲自去验证自己的假设，设计检验假设的步骤，明确实验必须的材料，按计划实施实验。如果假设得到验证，要求学生作出进一步解释和预测，当假设得不到实验的证实时，学生将面对一种认知冲突或认知失衡，这引起学生的反思并提出相关问题，鼓励学生继续去探究去思考，直到冲突解除，认知达到平衡，这些过程势必使学生的演绎思维得到促进和发展。 4、探究性实验注重知识的深层理解 只有当学生可以用实验得到的结果解释现象并进行预测时，才能达到本质上的理解。因此，探究性实验允许学生出错，经常要求学生反复表达自己的想法，并从不同的角度或

7、方面反复去验证，最终获得对知识的深层理解。 5、探究性实验注重学生科学精神的培养 探究性实验注重让学生亲身去体会科学家研究自然界时的科学探究过程，从而使学生养成尊重客观事实的科学态度和习惯，养成敢于怀疑和坚持真理的精神，养成锲而不舍的科学探索精神。 6、探究性实验重视学生的主体性和教师的主导性探究性实验强调学生的主体性和教师的主导作用，学生在探究中始终处于主动状态，从问题的提出、制定问题探究的计划，到收集资料、处理数据、得出结论和结论分析都渗透了学生的辛勤劳动和积极思考。教师是指导者和帮助者，通过教学情境的创设来激起学生的探究兴趣和欲望，促使学生思考，在探究过程中帮助学生明确方向，点明问题关键

8、，疏通思维障碍，而不是平常认为的那样，尽量给学生提供帮助和指导，避免在问题探索中走弯路。7、探究性实验重视全体参与和合作学习 探究性实验要求每个学生都积极参与到探究的各个活动进程。教师应该给每一个学生参与探究的机会，根据学生现有的探究能力水平和个性特点,制定合适的探究活动计划，实现个人的探究目标。全体参与的另一个方面就是合作学习。在探究性实验教学中，常常以小组合作的形式开展探究，即分组制定实验方案，分组实验，共同讨论、争论和综合意见。在此学习中，学生按自己的认知方式和思维模式去理解事物，由于每一个人己有的知识经验、文化背景的不同，学生对事物的理解会各不相同。合作学习让学生懂得彼此尊重、理解和容

9、忍，学会表达自己的思想，倾听他人的意见与说服他人，形成合作研究的能力，同时增强了学生的合作意识和团队精神，体现了时代和社会的要求。8、探究性实验重视形成性评价和学生自我评价 探究性实验教学对评价要求较高，如它要求评价每个学生理解了哪些概念，哪些还模糊不清或不知道，是否能灵活地运用知识解决问题，是否能提出问题，是否能设计并实施探究计划，是否能分析处理所收集的数据，是否能判断数据是支持还是反对自己提出的假设等。但要弄清楚这一切，单靠终结性评价是难以奏效的。探究式教学在重视终结性评价的同时，很重视形成性评价，如学生的实验方案、撰写的实验报告、绘制的图表、甚至制作的模型等，以及与学生面对面的交流、针对

10、某个问题所做出的解释，通过这些可以了解学生对知识理解的深度和广度，及进行科学推理的能力。重视评价还包括学生对自己学习过程的评价。学生不断地对自己的探究学习进行评价，如检查采用的方法是合适、解释是否合理、对知识的理解程度如何等，可以提高学习的效率，利于学习目标的达成。 探究性实验的要求（一）、探究性实验设计要求1、探究性实验对教师的要求： 学生是学习的主体，教师的角色将定位学习活动的促进者、组织者和倡导者，而不是看守者，所以教师在设计探究性实验是必须从学生本身兴趣特点出发，应从以下几点考虑：（1） “趣”是起点。学习兴趣是学习动机中最活跃、最重要的因素。教师应尽量设计良好的气氛，时时刻刻引发学生

11、对周围有关物理现象的关注，对物理的知识有所掌握，只有保持良好的爱好兴趣，才有可能产生对物理问题的研究和渴望解决问题的欲望。（2） “疑”是焦点。创设良好的问题环境是教师激活学生思维的一种手段，教师要善于创设合理的疑问，使学生产生对知识的冲突，使其处于积极主动状态，从而把注意力转移到研究问题上，同时问题也是探究性实验教学过程中的主线，使学生认识到探究性实验的规律与特点，在实施过程中，使学生提出新问题、认识新问题到最后解决新问题。（3） “动”是特点。在问题提出之后，学生要互动投入到自主探索的活动中，自己亲身体验、摸索，在问题中寻找答案和改进措施。（4） “思”是热点。对物理问题产生好奇，就会对现

12、象产生思考，对未知的结果产生猜想，对事物认识深化，这是思维发展的过程。2、探究性实验对学生提出的要求： 学生是活动的参与者，学生可以根据研究的内容，提出自己的问题进行分析研究，确定解决方案。根据设计认为可行的方案进行实验，提取实验数据，进行数据分析，然后进行总结和评价，进一步的提出新的问题。在探究过程中要以主动、认真、积极的态度对待，乐于思考，勤于探索。在探索中发现学习策略，在解决问题中学习，独立自主发现问题，通过实验操作、调查、信息搜集与处理，经历探索过程获得知识与能力，掌握解决问题的方法。（二）、探究性实验实施要求 在探究性实验实施过程中教师应起到引导作用,而学生应作为主体。在实施过程中教

13、师要对学生做出合理适度的引导，启发学生对探究性实验的认识，同时做出积极的评价，鼓励学生大胆操作实验。中学物理探究性实验设计所遵循的原则(一）、探究性设计原则 所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次里，需要去挖掘，实验的条件和结果之间往往存在着较大的距离，需要去跨越，解决问题的方法与途径往往不太明确，需要通过尝试错误，提出假设并验证假设来寻找。 探究性实验作为一种发现学习活动，首先学生需要进行深入仔细的观察，对外界输入信息和刺激进行过滤，唤起并指引注意做出有选择的记忆检索，结合输入信息进行评价，从而提出假设，进行试误性尝试，以便检验假设。这样，学生在解决问题的过程中，不仅能学会并形成一定

14、的认知策略和技巧，同时也激发了他们的智慧潜力，并有助于形成内在的学习动机。因此，探究性实验的性质要求所设计的实验，要在条件与目的之间设置“障碍”，学生在越障的过程中，通过思维的中介在条件与目的之间架起一座认知“桥梁”。这种越障过程既包括发散性思维，同时又包括复合思维。发散性思维不直接加工信息，它主要提供解决问题的方向与方法，它属于执行控制过程，它属于影响问题求解过程的认知策略范畴。待问题求解的方向与方法确定后，又需要复合思维进行逻辑推理，按已确定的方向深入下去直至解决问题，从而在这一探究的过程中培养学生的创造性思维。（二）、趣味性设计原则 探究性实验的设计要充分考虑学生的心理特点和认知水平，实

15、验设计要求生动、有趣，能使学生在进行实验探索时，自始至终保持很高的兴趣。探究性实验作为一种学习活动，不能依靠教师的督促使学生完成，而要通过设计良好的实验本身来激发学生的兴趣，使学生从好奇出发，进而发生兴趣，只有这样，才能使学生自觉自愿地参与实验探究活动。要求教师做到以下几点： 第一：要求教师换个思维做实验，让一些现象和日常所见相背，则会充分调动学生的好奇心理，产生主动求知欲，达到以奇激趣的目的。 第二：要求教师用生活中简单的用品模拟再现枯燥的抽象物理概念。（三）、渐进性设计原则 成功开展探究性物理实验要求学生必须具备相应背景知识、认知能力和对实验探究持积极态度。学生的能力水平适合探究任务的要求

16、是至关重要的，这就要求探索性实验的设计既要有挑战性又要有适宜性。为了引起学生认知上的冲突达到最佳或最大限度的不平衡，探索性实验的设计还要遵循渐进性原则，不能急于求成，应与学生的认知能力相适应，与具体的教学内容相联系，与学生实际技能相适应，形成一个系统化的由易到难循序渐进、相互衔接的实验体系。在这一体系中将要培养的每一目标转化为明确可见的知识要点和能力要点，分解到程度不同的探索性实验中，在实验中采用不同的途径，使学生在教师引导下运用已有知识和方法技能，去亲自“发现”新知识，成为科学知识的主动探索者，同时增强知识运用的迁移能力。（四）、效益性设计原则 从当今世界的物理教学改革中，可以看到这样一种现

17、象，无论是发达国家还是发展中国家，都对教师自己设计和制作的教具和低成本实验非常感兴趣。提倡利用随手取材的实验已成为一种共识。这不奇怪，因为这种教具和实验对学生来说，比较亲切，参与性强，简单明了，易于突出事物的本质，富有创造教育的因素，且成本低廉、易于推广，所以它能够成为一种发展方向。重视自制教具是我国物理教育的传统之一，应当继承这一传统，并努力开发它的教育、教学功能，挖掘自制教具及其实验的兴趣因素，激发学生的学习动机。（五）、简易性设计原则 探究性物理实验主要在教师引导下，由学生主动独立探究进行。为排除次要因素的干扰，突出研究对象的目标性、探索性，实验设计应遵循简易性的原则。在保证实验有效进行

18、的前提下，实验的设计要尽可能采用简单、明了、直观的仪器，且这些仪器要便于操作，性能稳定。设计的选题要尽可能与日常生活实际格联系。对于装置过于复杂、操作难度过大的实验，一般不适宜作为探究性学生实验。（六）、创造性设计原则 教师所设计的探究性实验应有一定的新颖性、先进性和实验性，要充分体现出创造性原则，运用创造性思维，独立的去认识新知识，符合学生的认知结构，由易到难，循序渐进。而设计性实验就是要打破现成的实验方案，依据物理探究性实验设计理论，自行设计新的实验方案和步骤，完成其实验。由于这种设计具有较大的灵活性，需要学生在牢固掌握基础知识和基本方法的前提下富有创造力。因此，以设计性实验为载体，是培养

19、学生创造思维能力的一条重要途径。设计性实验活动往往只需给学生提出课题的任务和要求，而要完成这个课题的方案是多种多样的，各种实践活动需要充分发挥学生的想象力和合作精神，用所学过的知识来解决生活或学习中的实际问题，同时也是对学生创造潜能的一种测试。这类实践活动的关键是选好课题，课题可以是同学发现并提出来的，也可以是同学和教师共同探讨而产生的问题。（七）、可行性设计原则 探究性实验内容主要是书本知识的升华，通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合，但不能超越学生的年龄特征和知识范围，即设计实验必须切实可行，使学生能够顺利的完成探究任务。既不低估也不高估学生的水平。选择满足学生现实需要的课

20、题，贴近学生生活。选择超越常规但又在情理之中的课题，学生也会感兴趣。选择具有一定难度和具有挑战性问题。（八）、科学性原则 在探究性物理实验的设计中首先必须保证实验的设计不出现科学性错误，这是最根本的要求。其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的教育因素。如果在设计中没有科学的态度和方法，或者没有认真处理实验数据，往往稍有疏忽就会出现科学性错误。（九）、安全性设计原则 探究性实验有的难度较大，学生经验不足，应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作。特别是在进行有关电学实验的探究，一定要注意用电安全，做好预防的措施。对于具有危险性的物理实验，最好在教师的指导下进行实验操作。当然，对有危险性

21、的实验，可以用多媒体设计模拟实验进行探究教学，同样可以达到较好的教学效果。 中学物理探究性实验设计步骤 教师根据教学目标，在进行探究性实验研究的过程中有意识的给学生生创设一些问题，让学生对针对要解决俄的问题进行观察和思考，最后用掌握的物理知识、方法、手段等解决问题，在解决问题的过程中进一步提出新的问题，教师要根据问题的要求和相关条件构造相关实验情景，有意识地引导学生来确定要解决问题的实验程序，最终得出准确合理的结论达到教学目标。（一）、问题提出与构想假设(1)提出问题：实验是从提出一个科学问题开始的，科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。这个问题可以是通过观察和体验而感兴趣的问题或者是一个

22、可以验证的观点，并能描述实验的目的。(2)构想假设：假说是对实验结果的预测，假说是建立在观察、现有的证据和以往的知识经验上的。但与许多预测又有不同的是：假说必须能够被检验，而预测是推论的一种，有可能是错误的。(二)、设计实验与制订计划 设计一个实验来检验假说，在计划中应该确定所研究问题的变量，写明详细的实验器材和实验步骤以及在实验中要进行的观测，必要时要创建一个过程流程和设计记录实验数据的表格。设计实验时涉及到两个很重要的问题就是变量控制法和可操作定义。变量控制法是指在一个设计好的实验中，除了要观察的变量以外，其余变量都应始终保持相同。变量是指实验中可以变化的因子。其中人为改变的因子称作调节变

23、量。随着调节变量变化而变化的因子称为应变量，应变量是为了得到实验结果而需要观察或测量的指标。可操作定义是指要说清楚某个变量该如何进行测量，或者实验中具体某个术语该如何表述，实验者按照你的陈述能进行实际操作。（三）、实施方案 进行实验：严格按设计中确定的步骤认真操作，按照说明安全正确地使用实验设备。仔细记录实验中所观察到的所有情况，包括清晰准确地描述得到的结论。（四）、进行实验与收集证据 分析数据：实验中得到的观察和测量结果称为数据。实验结束时要对数据进行分析，看是否存在某种规律或趋势，能否支持先前的假说，实验中是否存在缺陷。是否需要收集更多的数据，等等。常常把数据根据需要整理成表格或图像，以便

24、更好的帮助分析数据。在信息技术水平日益提高的今天，利用计算机，记录数据、处理数据，利用计算机进行数据的图像处理已成为重要手段。重复实验步骤：大部分科学家在得出重要结论之前，都必须反复实验。因此，如果提出的实验结论不能解决问题，就必须重复前边所有的步骤，反复实验，直到得出答案为止（五）、分析与论证 得出结论：结论就是对实验研究发现的总结。在下结论的时候，通常需要重复几次实验才能得出最后的结论，教师应鼓励学生从得出的结论中发现新的问题，并设计新的实验来寻求答案。（六）、交流与合作 交流结论：为使研究可重复、可验证，把研究过程的细节、实验结果和得出的结论与他人交流，与人分享。（七）、评价在探究实验中

25、，重视对学生的科学探究能力、实验技能、情感态度价值观等方面的发展做出评价。需要通过观察、记录和分析学生在探究实验活动中的表现，对学生的参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、分析问题的思路、知识的理解和认知水平以及表达交流技能等进行全方位的评价，即进行活动表现性评价。评价的形式可以是教师及同学的评价，也可以是学生个体的自我评价。教师要根据评价内容，采用多种不同的评价方式或形式，客观、全面地对学生在知识和技能、过程与方法、情感态度价值观方面的发展进行评价。（1） 评价的原则 科学性原则：评价要符合现代教育的理念，注重科学探究的环节，对实验设计、操作过程、数据处理等能做出科学、合理的解析和判断

26、。 导向性原则：通过分析与评价，引导实验向科学探究的方向进行。 发展性原则：通过评价、反馈，发展实验参与者的实验设计理念及思想，有利于培养学生探究的兴趣、能力，让学生掌握科学探究的基本技能、技巧。 探究性原则：设计的实验能体现科学探究的思想，具有探究的功能，能激发学生探究的乐趣。（2）评价的指标：( 仅列举了与实验最相关的几项评价指标与评价项目)评价指标评价项目制定计划与设计实验（1）明确目的和已知条件，经历制定计划与设计实验的过程（2）尝试选择科学探究的方法及所需的器材（3）尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识（4）认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用进行实验与收集数据（1）

27、能初步描述实验数据或有关信息（2）能对收集的信息进行简单的比较（3）能进行简单的因果推断（4）经历从实验现象归纳科学规律的过程（5）尝试对探究结果进行描述和解析（6）认识分析与论证在科学探究中是不可少的分析与论证（1）有评估探究过程与结果的意识（2）能注意探究结果与假设间的差异（3）能注意探究过程中未解决的问题，并发现新的问题（4）尝试改进探究方案（5）有从评估中吸取经验教训的意识（6）认识评估对科学探究的意义评估（1）有评估探究过程与结果的意识（2）能注意探究结果与假设间的差异（3）能注意探究过程中未解决的问题，并发现新的问题（4）尝试改进探究方案（5）有从评估中吸取经验教训的意识（6）认识

28、评估对科学探究的意义说明:物理课程标准中提出了科学探究的七个要素(在具体的活动中，可以包括所有要素，即开展一系列探究活动，也可以包括部分要素，进行某个环节的探究活动。在进行评价时，要针对不同的探究课题，从中选取一部分内容，加以细化并进行评价。评价活动中，探究的同一环节，不同的探究内容也有不同的评价内容和要求。 中学物理探究性实验教学设计案例探究平面镜成像特点设计者学校/班级设计者姓名八年级新人教版上册第四章第3节教学时数学情分析课设计立足在物理走向生活、生活走向物理的思路。以一个“小魔术”引出课题，激发学生的学习兴趣，调动学生探究学习的积极性，使学生一开始就进入兴奋状态。在探究平面镜成像特点中

29、领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦，进一步让学生感受到生活离不开物理。学生在生活中肯定都观察或者留心过平面镜成像的现象，对平面镜成像的特点有一定认识，但基本停留在学习的感知和表象阶段，还没有进行过科学的探究，尚缺乏理性的思考，学生有进一步探究的欲望，但怎么探究，探究哪些方面，还迫切需要教师的帮助和启发。本节课的教学重点与难点重点：（1）掌握平面镜成像的特点 （2）掌握平面镜成像原理难点：了解虚像与实像的区别知识与技能（1） 了解平面镜成像的特点。（2） 了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。（3） 理解日常生活中平面镜成像的现象过程与方法（1）经历“平面镜成像特点”的探究，学习

30、对实验过程中信息的记录。（2）观察实验现象，感知虚像的含意。情感态度和价值观（1）在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。（2）培养实事求是的科学态度。（3）通过对平面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。教学方法本节课采用的教学方法包括讲授法、讨论法、探究法、实验法等教学媒体演示法、观察法、探究法,实验分析法. 教学流程设计依据一、课题引入师：上课前，老师先给大家表演一个小魔术，大家欢迎不欢迎啊？小魔术：“浇不灭的蜡烛”，问：蜡烛为什么浇不灭？学习了今天的内容以后，也许你就会弄清其中的奥秘， 二、实验教学教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察师：

31、我们可以看到这些镜子都是平的.用它可以照出人的面孔和各种各样的物体,并与物体本身的形状一样.我们把这样的镜子叫平面镜,把出现在镜子里的面孔物体叫做像.（再让学生阅读书上活动1“镜前成像”,并提出一些问题让学生思考）师：当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化？像的大小与物体的大小有怎样的关系？生：当物体离平面镜越远时，像越小师：像的大小与平面镜的大小有关系吗？生：（这些问题,并不要求学生立即回答或正确,目的是为了引起学生学习的兴趣,使学生对平面镜成像有一个感性认识,为学习本节的内容奠定基础，并与生活中的错误概念加以区别，强化新概念的建立。）师：刚才许多同学提出了有趣和有价值的问题，其中有的同学提到平面镜成的像为什么会左右相反，为什么会物近像大这些问题实际上就是和我们今天要学习的平面镜成像特点有关的，下面我们一起来研究这个问题。1、探究平面镜成像特点 器材：蜡烛两根、方格纸、刻度尺、平面镜、玻璃板、铁夹等。a.猜想： 像大小可能与_有关。 像到镜面的距离可能与物体到镜面的距离_。师：同学们的猜想是否准确呢？谁猜想得最符合实际情况呢？让我们一起通过实验来检验。（学生的猜想可能会超出教师的预先设想，例如有的学生会猜想像在镜子内表面，有的学生可能会猜想像的大小和镜子摆放角度和大小有