學(xué)科教育論文-物理實(shí)驗(yàn)操作能力的落實(shí).doc

學(xué)科教育論文-物理實(shí)驗(yàn)操作能力的落實(shí)摘要：本課題是現(xiàn)代教育科學(xué)研究方法與現(xiàn)代教學(xué)理論、現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶。現(xiàn)代教育科學(xué)研究的方法使我們認(rèn)識(shí)到了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題，現(xiàn)代教學(xué)理論使我們對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能習(xí)得的條件有了充分認(rèn)識(shí)，運(yùn)用教學(xué)設(shè)計(jì)方法，對物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)代教育技術(shù)又使得我們的教學(xué)設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。研究中對學(xué)生的行為進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化觀察，對學(xué)生的態(tài)度進(jìn)行了問卷調(diào)查，對學(xué)生在新與舊的教學(xué)模式下的實(shí)驗(yàn)技能形成情況進(jìn)行了對比研究，既得出了富有普遍意義的對優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程有用的結(jié)論，又對多媒體學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式進(jìn)行了有益的探索，形成了一套使學(xué)生有序與高效習(xí)得實(shí)驗(yàn)技能的教學(xué)方法與課件。以此為基礎(chǔ)開設(shè)的各級觀摩課受到全體聽課教師和專家的好評。一、問題的提出背景1、背景-傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題剖析我們通過觀察對比班級在實(shí)驗(yàn)課時(shí)的學(xué)生行為，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在如下一些問題：（1）在教師介紹實(shí)驗(yàn)器材時(shí)是學(xué)生注意力最不集中之時(shí)。例如在學(xué)生實(shí)驗(yàn)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，有的學(xué)生在固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，有的學(xué)生穿紙帶，有的學(xué)生在調(diào)整電源電壓。當(dāng)教師叫學(xué)生回答器材名稱時(shí)，因大多數(shù)同學(xué)看不清教師所指部位，所以只是管自己邊看邊摸。又例如有一些學(xué)生開始是聽教師在講，但當(dāng)教師講了如何選擇電源電壓后，就只顧自己動(dòng)手不再聽講了，這種情況在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課中是十分普遍的，究其原因，我們認(rèn)為這是由于信息相互干擾的結(jié)果。當(dāng)教師介紹實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，由于學(xué)生看不清教師手上的器材，肯定得看自己桌上的器材，這樣的話，學(xué)生接受的視覺信息來自實(shí)驗(yàn)桌上，而聽覺信息來自教師，教師對學(xué)生的引導(dǎo)能力就大大下降，出現(xiàn)大量學(xué)生注意力不集中現(xiàn)象也就不奇怪了。由于學(xué)生聽講時(shí)的不認(rèn)真，導(dǎo)致一些學(xué)生在十分基本的知識(shí)點(diǎn)上也要發(fā)生錯(cuò)誤，例如我們在觀察練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)的學(xué)生行為時(shí)就發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)小組把導(dǎo)線接在直流電源上，又如在練習(xí)使用多用電表的對比實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生把表筆插在插孔內(nèi)。（2）在教師介紹實(shí)驗(yàn)原理時(shí)也是學(xué)生注意力不集中之時(shí)。除了前面所述的由于信息干擾這一原因外，主要原因是因?yàn)榻處熤焕渺o態(tài)的示意圖及板書，講解對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力不及實(shí)驗(yàn)器材對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力大。我們通過觀察發(fā)現(xiàn)，近三分之一的同學(xué)在教師講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)一直在擺弄實(shí)驗(yàn)器材，例如在測玻璃的折射率這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)教師在講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，有不少學(xué)生在擺弄玻璃磚。（3）學(xué)生注意力相對集中及積極參與是在儀器安裝及調(diào)節(jié)操作并記錄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析及處理這三個(gè)階段。在這三個(gè)階段學(xué)生的積極性雖然很高，但實(shí)驗(yàn)效果并不好，這是因?yàn)橛捎趯W(xué)生在前面幾階段的基礎(chǔ)沒有打好，導(dǎo)致學(xué)生的操作無序，通過實(shí)驗(yàn)操作并沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生良好的操作技能這一目標(biāo)。例如在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，一些學(xué)生一開始在固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而另一些學(xué)生在連接導(dǎo)線；一些學(xué)生是先放復(fù)寫紙，后穿紙帶，而另一些同學(xué)則是先穿紙帶，后放復(fù)寫紙。又例如在測凸透鏡焦距這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于學(xué)生在教師講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)不專心，所以在用共軛法測透鏡焦距時(shí)還在移動(dòng)光屏的位置，不能保證L不變這一實(shí)驗(yàn)條件的滿足。在數(shù)據(jù)分析及處理階段，由于條件的限制，教師無法對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理情況進(jìn)行反饋，失去了對錯(cuò)誤操作進(jìn)行糾正的機(jī)會(huì)。（4）在反饋與評價(jià)階段，也是學(xué)生注意力相對不集中之時(shí)。由于傳統(tǒng)教學(xué)模式中缺乏強(qiáng)有力的反饋手段，所以反饋這一技能學(xué)習(xí)必須的教學(xué)環(huán)節(jié)通常在實(shí)驗(yàn)課中很少得到體現(xiàn)。雖然有部分教師認(rèn)識(shí)到反饋的重要性，用嘴講解觀察到的一些規(guī)范的實(shí)驗(yàn)行為，但由于學(xué)生沒有親眼看見，所以常常引不起學(xué)生的興趣與重視。例如在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這一實(shí)驗(yàn)的反饋階段，由于教師無法將學(xué)生打出的紙帶投影出來，故只能畫幾張圖讓學(xué)生討論一下，學(xué)生對此興趣不大。2、理論依據(jù)(1)現(xiàn)代教育技術(shù)為高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了硬件基礎(chǔ)如果說過去學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的失敗還有著物質(zhì)條件、高考、師資等多方面因素的制約的話，那么隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的普及、素質(zhì)教育目標(biāo)的確定、教師隊(duì)伍素質(zhì)的提高，優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率是完全有可能的。在教學(xué)過程中，教師是教學(xué)信息的傳播者，學(xué)生是教學(xué)信息的接受者，媒體是教學(xué)信息的載體，傳播效果與多種因素有關(guān)，在傳統(tǒng)教學(xué)中，文字和實(shí)物形式的信息傳輸比較直接和簡單，教學(xué)信息通道和流量相對來說比較小。現(xiàn)代教育技術(shù)的作用，就是將先進(jìn)的、宏觀的、微觀的和課外的教學(xué)信息以多媒體技術(shù)為載體集中傳遞給學(xué)生，拓寬了信息通道，加大了信息流量，而且由于聲、光、電技術(shù)的采用提高了信息傳遞的質(zhì)量。(2)現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)方法為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化提供了可操作的方法教學(xué)設(shè)計(jì)不僅僅是一門方法論的學(xué)科，它是以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，以教學(xué)傳播過程為對象，以系統(tǒng)方法論為指導(dǎo)所進(jìn)行的一種計(jì)劃過程。教學(xué)設(shè)計(jì)既是教學(xué)技術(shù)學(xué)的重要領(lǐng)域，又是教學(xué)科學(xué)的重要組成部分。（a）教學(xué)設(shè)計(jì)是一種用以開發(fā)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)，這些學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境有利于學(xué)生獲得特定的知識(shí)與技能；（b）教學(xué)設(shè)計(jì)是一種將不同學(xué)習(xí)策略整合進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的一門技術(shù)，利用這些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以使知識(shí)、技能的獲得更有效率，更有效果和更吸引人；(c)教學(xué)設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景和學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)，正是這些學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)環(huán)境能夠有利于教學(xué)活動(dòng)的順利開展。3、對優(yōu)化物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)的思考與設(shè)計(jì)通過對傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的觀察，我們認(rèn)為存在著三大問題，按照教學(xué)設(shè)計(jì)更有效率、更有效果和更吸引人的要求，我們進(jìn)行了如下的思考與設(shè)計(jì)。(1)變視聽信息相互干擾為協(xié)調(diào)一致視聽信息相互干擾大大影響了教師對學(xué)生的控制與引導(dǎo)，使開始階段的信息傳輸受阻，降低了課堂教學(xué)的效率，這對于以動(dòng)作技能為特征的學(xué)生實(shí)驗(yàn)課（特別需要示范與反饋）來說，確實(shí)是一個(gè)致命的問題。我們認(rèn)為在開始講解器材作用與介紹實(shí)驗(yàn)原理時(shí)一定要讓學(xué)生的頭抬起來，為了做到這一點(diǎn)，我們認(rèn)為可以用視頻展示臺(tái)將實(shí)驗(yàn)器材放大，這樣學(xué)生既可以看到清晰的儀器，又可以聽教師講解。如果為了做成一個(gè)相對完整的課件，也可以用掃描儀將儀器的照片掃入CAI課件。在實(shí)驗(yàn)原理講解時(shí)，我們力求用生動(dòng)活潑的形式來吸引學(xué)生的注意力，例如在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中我們制作了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理的動(dòng)畫。在動(dòng)畫中，交流電的大小與方向的變化通過電流表的指針偏轉(zhuǎn)來表現(xiàn)，振片的磁極變化通過與永久磁鐵對應(yīng)的顏色變化來反映，打點(diǎn)周期通過周期為0.02S的一個(gè)小時(shí)鐘來表達(dá)。又例如在測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，在操作步驟講解時(shí)，由于學(xué)生還沒有實(shí)際看大頭針像的經(jīng)驗(yàn)，教師很難用語言把物像遮擋及其本質(zhì)講清楚，我們通過制作動(dòng)畫很好地突破了這一教學(xué)難點(diǎn)。由于動(dòng)畫生動(dòng)形象，所以大大提高了學(xué)生的注意力，整個(gè)學(xué)習(xí)過程十分順利，教學(xué)效率大大提高。（2）用動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律指導(dǎo)動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)傳統(tǒng)教學(xué)模式下培養(yǎng)出來的學(xué)生的動(dòng)作技能是十分缺乏的，具體表現(xiàn)在參加實(shí)驗(yàn)考查時(shí)，既便面對十分簡單的實(shí)驗(yàn)，例如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用用萬用表測電阻學(xué)生也是手不斷地抖，看一步操作步驟做一步，根本達(dá)不到熟練（自動(dòng)化）程度，另外在傳統(tǒng)模式下的學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，不同組的學(xué)生其操作常常各不相同，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作方法，例如在用玻璃測折射率這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生用玻璃磚作工具固定大頭針。究其原因，我們認(rèn)為這是由于教師不熟悉動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律的緣故。有的教師把動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)等同于知識(shí)的學(xué)習(xí)，認(rèn)為我己經(jīng)把它講清楚了,你們也就會(huì)了。有的教師由于自己已經(jīng)掌握了動(dòng)作技能（達(dá)到自動(dòng)化）而認(rèn)為動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)很簡單。其實(shí)既使是比較簡單的騎車、游泳等動(dòng)作技能，哪個(gè)人是一學(xué)就會(huì)的呢？動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是先知覺再通過訓(xùn)練成為動(dòng)作技能，一般說來它的學(xué)習(xí)需要經(jīng)歷三個(gè)階段：第一是認(rèn)知階段，學(xué)習(xí)者通過外部的言語指導(dǎo)，或通過觀察他人的動(dòng)作示范，試圖理解任務(wù)及要求。這里的動(dòng)作示范可以是指導(dǎo)者的示范也可以是其他學(xué)習(xí)者動(dòng)作的示范。這一階段的主要任務(wù)是領(lǐng)會(huì)技能的基本要求，掌握組成技能性活動(dòng)的局部動(dòng)作；第二是聯(lián)系形成階段，此時(shí)學(xué)習(xí)者要建立外部刺激與動(dòng)作之間的聯(lián)系，這一階段的基本任務(wù)是把局部動(dòng)作組成大的單元；第三是自動(dòng)化階段，學(xué)習(xí)者經(jīng)過學(xué)習(xí)，各個(gè)局部動(dòng)作之