學科教育論文-物理實驗操作能力的落實.doc

學科教育論文-物理實驗操作能力的落實摘要：本課題是現代教育科學研究方法與現代教學理論、現代教育技術相結合的結晶?，F代教育科學研究的方法使我們認識到了傳統(tǒng)實驗教學模式存在的問題，現代教學理論使我們對學生實驗技能習得的條件有了充分認識，運用教學設計方法，對物理學生實驗進行了優(yōu)化設計，現代教育技術又使得我們的教學設計得以實現。研究中對學生的行為進行了結構化觀察，對學生的態(tài)度進行了問卷調查，對學生在新與舊的教學模式下的實驗技能形成情況進行了對比研究，既得出了富有普遍意義的對優(yōu)化學生實驗過程有用的結論，又對多媒體學生實驗課的教學模式進行了有益的探索，形成了一套使學生有序與高效習得實驗技能的教學方法與課件。以此為基礎開設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)實驗教學模式存在的問題剖析我們通過觀察對比班級在實驗課時的學生行為，發(fā)現傳統(tǒng)的實驗教學方法存在如下一些問題：（1）在教師介紹實驗器材時是學生注意力最不集中之時。例如在學生實驗練習使用打點計時器時，有的學生在固定打點計時器，有的學生穿紙帶，有的學生在調整電源電壓。當教師叫學生回答器材名稱時，因大多數同學看不清教師所指部位，所以只是管自己邊看邊摸。又例如有一些學生開始是聽教師在講，但當教師講了如何選擇電源電壓后，就只顧自己動手不再聽講了，這種情況在傳統(tǒng)的實驗課中是十分普遍的，究其原因，我們認為這是由于信息相互干擾的結果。當教師介紹實驗器材時，由于學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，學生接受的視覺信息來自實驗桌上，而聽覺信息來自教師，教師對學生的引導能力就大大下降，出現大量學生注意力不集中現象也就不奇怪了。由于學生聽講時的不認真，導致一些學生在十分基本的知識點上也要發(fā)生錯誤，例如我們在觀察練習使用打點計時器實驗的學生行為時就發(fā)現有兩個小組把導線接在直流電源上，又如在練習使用多用電表的對比實驗中，有的學生把表筆插在插孔內。（2）在教師介紹實驗原理時也是學生注意力不集中之時。除了前面所述的由于信息干擾這一原因外，主要原因是因為教師只利用靜態(tài)的示意圖及板書，講解對學生產生的吸引力不及實驗器材對學生產生的吸引力大。我們通過觀察發(fā)現，近三分之一的同學在教師講解實驗原理時一直在擺弄實驗器材，例如在測玻璃的折射率這個實驗中，當教師在講解實驗原理時，有不少學生在擺弄玻璃磚。（3）學生注意力相對集中及積極參與是在儀器安裝及調節(jié)操作并記錄數據數據分析及處理這三個階段。在這三個階段學生的積極性雖然很高，但實驗效果并不好，這是因為由于學生在前面幾階段的基礎沒有打好，導致學生的操作無序，通過實驗操作并沒有達到培養(yǎng)學生良好的操作技能這一目標。例如在練習使用打點計時器時，一些學生一開始在固定打點計時器，而另一些學生在連接導線；一些學生是先放復寫紙，后穿紙帶，而另一些同學則是先穿紙帶，后放復寫紙。又例如在測凸透鏡焦距這個實驗時，由于學生在教師講解實驗原理時不專心，所以在用共軛法測透鏡焦距時還在移動光屏的位置，不能保證L不變這一實驗條件的滿足。在數據分析及處理階段，由于條件的限制，教師無法對學生的實驗及數據處理情況進行反饋，失去了對錯誤操作進行糾正的機會。（4）在反饋與評價階段，也是學生注意力相對不集中之時。由于傳統(tǒng)教學模式中缺乏強有力的反饋手段，所以反饋這一技能學習必須的教學環(huán)節(jié)通常在實驗課中很少得到體現。雖然有部分教師認識到反饋的重要性，用嘴講解觀察到的一些規(guī)范的實驗行為，但由于學生沒有親眼看見，所以常常引不起學生的興趣與重視。例如在練習使用打點計時器這一實驗的反饋階段，由于教師無法將學生打出的紙帶投影出來，故只能畫幾張圖讓學生討論一下，學生對此興趣不大。2、理論依據(1)現代教育技術為高效的實驗教學提供了硬件基礎如果說過去學生實驗教學的失敗還有著物質條件、高考、師資等多方面因素的制約的話，那么隨著現代教育技術的普及、素質教育目標的確定、教師隊伍素質的提高，優(yōu)化學生實驗教學過程，改進實驗教學方法，提高實驗教學的效率是完全有可能的。在教學過程中，教師是教學信息的傳播者，學生是教學信息的接受者，媒體是教學信息的載體，傳播效果與多種因素有關，在傳統(tǒng)教學中，文字和實物形式的信息傳輸比較直接和簡單，教學信息通道和流量相對來說比較小?，F代教育技術的作用，就是將先進的、宏觀的、微觀的和課外的教學信息以多媒體技術為載體集中傳遞給學生，拓寬了信息通道，加大了信息流量，而且由于聲、光、電技術的采用提高了信息傳遞的質量。(2)現代教學設計方法為實驗教學的優(yōu)化提供了可操作的方法教學設計不僅僅是一門方法論的學科，它是以認知學習理論為基礎，以教學傳播過程為對象，以系統(tǒng)方法論為指導所進行的一種計劃過程。教學設計既是教學技術學的重要領域，又是教學科學的重要組成部分。（a）教學設計是一種用以開發(fā)學習經驗和學習環(huán)境的技術，這些學習經驗和環(huán)境有利于學生獲得特定的知識與技能；（b）教學設計是一種將不同學習策略整合進教學經驗的一門技術，利用這些教學經驗可以使知識、技能的獲得更有效率，更有效果和更吸引人；(c)教學設計是一種創(chuàng)設學習情景和學習環(huán)境的技術，正是這些學習經驗和學習環(huán)境能夠有利于教學活動的順利開展。3、對優(yōu)化物理學生實驗的思考與設計通過對傳統(tǒng)教學模式下的學生實驗過程的觀察，我們認為存在著三大問題，按照教學設計更有效率、更有效果和更吸引人的要求，我們進行了如下的思考與設計。(1)變視聽信息相互干擾為協(xié)調一致視聽信息相互干擾大大影響了教師對學生的控制與引導，使開始階段的信息傳輸受阻，降低了課堂教學的效率，這對于以動作技能為特征的學生實驗課（特別需要示范與反饋）來說，確實是一個致命的問題。我們認為在開始講解器材作用與介紹實驗原理時一定要讓學生的頭抬起來，為了做到這一點，我們認為可以用視頻展示臺將實驗器材放大，這樣學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。在實驗原理講解時，我們力求用生動活潑的形式來吸引學生的注意力，例如在練習使用打點計時器中我們制作了打點計時器工作原理的動畫。在動畫中，交流電的大小與方向的變化通過電流表的指針偏轉來表現，振片的磁極變化通過與永久磁鐵對應的顏色變化來反映，打點周期通過周期為0.02S的一個小時鐘來表達。又例如在測定玻璃的折射率實驗時，在操作步驟講解時，由于學生還沒有實際看大頭針像的經驗，教師很難用語言把物像遮擋及其本質講清楚，我們通過制作動畫很好地突破了這一教學難點。由于動畫生動形象，所以大大提高了學生的注意力，整個學習過程十分順利，教學效率大大提高。（2）用動作技能的學習規(guī)律指導動作技能的學習傳統(tǒng)教學模式下培養(yǎng)出來的學生的動作技能是十分缺乏的，具體表現在參加實驗考查時，既便面對十分簡單的實驗，例如打點計時器的使用用萬用表測電阻學生也是手不斷地抖，看一步操作步驟做一步，根本達不到熟練（自動化）程度，另外在傳統(tǒng)模式下的學生實驗時，不同組的學生其操作常常各不相同，經常出現錯誤的操作方法，例如在用玻璃測折射率這一實驗時，有的學生用玻璃磚作工具固定大頭針。究其原因，我們認為這是由于教師不熟悉動作技能的學習規(guī)律的緣故。有的教師把動作技能的學習等同于知識的學習，認為我己經把它講清楚了,你們也就會了。有的教師由于自己已經掌握了動作技能（達到自動化）而認為動作技能的學習很簡單。其實既使是比較簡單的騎車、游泳等動作技能，哪個人是一學就會的呢？動作技能的學習的特點是先知覺再通過訓練成為動作技能，一般說來它的學習需要經歷三個階段：第一是認知階段，學習者通過外部的言語指導，或通過觀察他人的動作示范，試圖理解任務及要求。這里的動作示范可以是指導者的示范也可以是其他學習者動作的示范。這一階段的主要任務是領會技能的基本要求，掌握組成技能性活動的局部動作；第二是聯(lián)系形成階段，此時學習者要建立外部刺激與動作之間的聯(lián)系，這一階段的基本任務是把局部動作組成大的單元；第三是自動化階段，學習者經過學習，各個局部動作之