中學(xué)生物理實驗設(shè)計和操作能力現(xiàn)狀調(diào)查報告.doc

中學(xué)生物理實驗設(shè)計和操作能力現(xiàn)狀調(diào)查報告南寧市第八中學(xué) 馬紅業(yè) 一、 問題的提出 近年來，國內(nèi)物理教育工作者對在實驗教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新能力問題進(jìn)行了大量的研究，取得了不少的研究成果，并提出了如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有力措施。但以往的研究基本上是經(jīng)驗總結(jié)，缺乏量的支持，說服力不夠強(qiáng)，適用性不夠廣。為此，我們確立了高中物理實驗教學(xué)如何培養(yǎng)創(chuàng)新能力的研究這一課題，目的是通過本課題的研究，找到一個將基本知識和基本技能與創(chuàng)新能力結(jié)合起來的途徑，使學(xué)生在掌握知識的同時，發(fā)展創(chuàng)新能力。本課題計劃第一階段的一個主要任務(wù) ，就是采用問卷調(diào)查的方法，了解學(xué)生物理實驗設(shè)計和操作能力，特別是創(chuàng)新能力的現(xiàn)狀，為本課題實驗提供客觀操作依據(jù)。 編制問卷調(diào)查內(nèi)容時，我們首先明確了調(diào)查的主要內(nèi)涵，以保證調(diào)查有較高的效度。涉及5個方面：規(guī)定調(diào)查主題，選定調(diào)查項目，明確項目的評價指標(biāo)，劃分指標(biāo)水平，提出水平標(biāo)準(zhǔn)。因為，從教學(xué)的角度考慮，物理實驗可以分為演示實驗、學(xué)生實驗和課外實驗三大類，所以我們的調(diào)查分三大類共28個項目，每個項目又細(xì)分成不同的水平，最后水平標(biāo)準(zhǔn)定為A、B、C 三級。A級水平，指學(xué)生已認(rèn)識到實驗在學(xué)習(xí)物理知識，培養(yǎng)能力上的重要性，有較強(qiáng)的提高自身能力的要求和愿望，有了一定的創(chuàng)新能力，這是我們進(jìn)行實驗教學(xué)改革所追求的目標(biāo)。C級水平，指學(xué)生還沒有認(rèn)識到實驗的重要意義，對提高能力抱無所謂的態(tài)度，這對我們的實驗教學(xué)改革不利，要避免和克服。B級水平介于兩者之間。我們進(jìn)行本課題研究和探索的目標(biāo)之一，就是要探求培養(yǎng)學(xué)生的能力，尤其是創(chuàng)新能力的途徑和方法，盡可能促使學(xué)生由低層次水平向高層次水平的轉(zhuǎn)化。二、 研究對象和方法 研究對象：本研究對象從本校高一、高二共二十三個班中隨機(jī)選取六個班，每班抽50人。調(diào)查前跟學(xué)生講清楚：本問卷的目的，是了解同學(xué)們實驗設(shè)計和實驗?zāi)芰Φ囊恍┣闆r，為我們的課題研究提供客觀操作依據(jù)。由于每個人的情況不一樣，答案自然不同，回答的結(jié)果只表明每個人對這些問題的態(tài)度，沒有錯對之分，與學(xué)習(xí)成績沒有關(guān)系，請不要有顧慮，按各自的情況如實回答；每個問題都要回答，但只能選擇一個答案，多選的作廢。結(jié)果在調(diào)查的300份中，有效答卷294份。 研究方法：本研究采用問卷的方法進(jìn)行調(diào)查。三、調(diào)查內(nèi)容及結(jié)果問題ABC1、你喜歡觀察演示實驗嗎喜歡（248）一般（39）不喜歡（7）2、老師在做實驗時，你的觀察態(tài)度是認(rèn)真（224）有時認(rèn)真（63）不認(rèn)真（7）3、老師做演示實驗時，你往往邊觀察邊思考（163） 有時邊觀察邊思考（31）只觀察不思考（100）4、老師在做演示實驗時，你想?yún)⑴c操作嗎想（168）想，但不敢（62）不想（64）5、你認(rèn)為物理演示實驗對學(xué)好物理有幫助嗎有（234）有一點（47）沒有（13）6、你對演示實驗有改進(jìn)的想法嗎有（48）部分實驗有（108）沒有（138）7、你在做實驗前能預(yù)習(xí)（60）有時預(yù)習(xí)（163）不預(yù)習(xí)（71）8、你能獨立完成分組實驗嗎能（157）有時需要老師或同學(xué)的幫助（118）不能（19）9、你是否喜歡自己設(shè)計物理實驗喜歡（114）有點喜歡（95）不喜歡（85）10、每做一次實驗，你認(rèn)為有收獲嗎有（222）有時有（57）沒有（15）11、你會處理實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論嗎會（149）有的會（120）不會（25）12、記錄實驗數(shù)據(jù)時，你實事求是（135）有時湊數(shù)據(jù)（128）總是湊數(shù)據(jù)（31）13、你實驗報告的完成是：獨立完成（58）有時獨立完成（185）抄同學(xué)（51）14、在實驗過程中遇到問題時，多數(shù)情況你是獨立思考解決（70）問老師或同學(xué)（192）不理會（32）15、你認(rèn)為做物理實驗?zāi)軐W(xué)習(xí)物理有促進(jìn)作用（151）很好玩，故喜歡（118）為了完成實驗任務(wù)，不得不去（25）16、做物理實驗時，你有選擇實驗器材的想法嗎常有（137）有時有（76）沒有（81）17、若開放物理實驗室，你會去做實驗嗎會（141）有時會（101）不會（52）18、老師常鼓勵你設(shè)計實驗嗎經(jīng)常（72）有時會（111）不會（111）19、你認(rèn)為只在實驗室里做實驗就能提高操作技能嗎不是（167）不知道（71）是（56）20、在教學(xué)中，老師是否介紹了常用器材在不同條件下的使用方法及其作用是（141）有時是（118）沒有（35）21、在分組實驗中，老師是否讓你根據(jù)實驗的不同要求選擇實驗儀器是（119）偶爾（89）沒有（86）22、實驗研究的一般方法，如控制變量法、比較法、圖像法、代換法、近似處理法等等，你知道幾種（189）只知道一種（57）不知道（48）23、對物理課本內(nèi)的小實驗?zāi)闶欠褡隽巳隽耍?3）做了部分（112）沒有做（169）24、對課本以外的一些物理小實驗，你經(jīng)常做（26）有時做（109）不做（159）25、在中學(xué)，你參加過幾次科技課外活動多次(48)一次（61）沒有參加（185）26、你寫過科技小論文嗎寫過（45）想寫，但沒寫（49）沒有寫過（200）27、你做些小制作嗎經(jīng)常做（46）不常做（189）沒有做過（59）28、學(xué)校成立物理科技興趣小組，你愿意參加嗎愿意（134）有選擇地參加（31）不愿意（129）四、調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析 1、 學(xué)生普遍認(rèn)識到了實驗的重要性，有較強(qiáng)的提高自身實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的愿望 據(jù)統(tǒng)計84%的學(xué)生喜歡觀察教師演示實驗；76%的學(xué)生在課堂上能認(rèn)真觀察教師的演示實驗；80%的學(xué)生認(rèn)為教師演示實驗對學(xué)習(xí)物理有幫助；76%的學(xué)生認(rèn)為每做一次學(xué)生分組實驗都有收獲；48%的學(xué)生表示如果學(xué)校開放實驗室，會去做實驗，另外34%的學(xué)生認(rèn)為會有選擇地去做；還有64%的學(xué)生知道了幾種物理實驗常用的方法。 2、學(xué)生有一定的實驗設(shè)計和操作能力，但實驗設(shè)計和操作能力仍較弱 有20%的學(xué)生在做實驗前能預(yù)習(xí)，55%的學(xué)生有時能預(yù)習(xí)，但25%的學(xué)生實驗前沒有預(yù)習(xí)；53%的學(xué)生能獨立完成分組實驗，40%的學(xué)生則需要教師或同學(xué)的幫助才能完成實驗；只有24%的學(xué)生能獨立解決實驗過程中遇到的問題，65%的學(xué)生多數(shù)情況下要問老師和同學(xué)；有46%的學(xué)生能實事求是地記錄實驗數(shù)據(jù)，有44%的學(xué)生有時寫實驗報告時湊數(shù)據(jù)；有51%的學(xué)生會處理實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，有40%的學(xué)生有時不會處理實驗數(shù)據(jù)；20%的學(xué)生能獨立完成實驗報告，63%的學(xué)生有時能獨立完成實驗報告，17%的學(xué)生做實驗報告是抄其他同學(xué)的。 動手能力弱是個普遍的現(xiàn)象，我們的調(diào)查再次證實了這點。原因很多，不少教育工作者已對此進(jìn)行了深刻的分析，在此不再贅述。只提一點，現(xiàn)行的實驗報告冊，多是立足于培養(yǎng)學(xué)生的一般實驗?zāi)芰?，很少考慮到如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。對每個學(xué)生分組實驗，都幫學(xué)生詳細(xì)地寫好了格式。長期的訓(xùn)練使學(xué)生形成這樣的思維定勢：實驗就是要按既定的要求進(jìn)行，不能偏離“標(biāo)準(zhǔn)”，這種“按方抓藥”式的實驗，盡管對培養(yǎng)學(xué)生的某些能力有作用，是學(xué)生在一定階段的學(xué)習(xí)中是必須的，但卻不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。所以，為了在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，一定要編寫相應(yīng)的實驗報告冊，這種報告冊既考慮到培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗操作技能，學(xué)會按基本規(guī)程做實驗，又能引導(dǎo)他們提出新建議、新方案，進(jìn)行新嘗試。編寫符合這種要求的報告冊正是我們課題下階段的工作任務(wù)之一。 3、 學(xué)生寫小論文、做小制作和小實驗普遍很少 68%的學(xué)生沒有寫過科技小論文；64%的學(xué)生不常做小制作，20%的學(xué)生沒有做過小制作；有57%沒有做課本內(nèi)的小實驗；54%的學(xué)生沒有做課本外的小實驗；63%的學(xué)生在中學(xué)沒有參加過科技活動。 好奇心強(qiáng)、求知欲高、好動是中學(xué)生的年齡特征。那為什么出現(xiàn)上述現(xiàn)象？原因主要是片面追求升學(xué)率。為了追求升學(xué)率，師生都是考什么，學(xué)什么，不考的就不學(xué)。為了考出好成績，學(xué)生每天有看不完的書，做不完的作業(yè)，哪還有時間和精力參加科技活動？另外，既然升學(xué)與否基本不看學(xué)生寫了多少篇科技論文，完成多少小實驗，做了多少小制作，以及在這些方面得過什么獎項，造成學(xué)校、老師和學(xué)生都不把科技活動當(dāng)一回事，學(xué)校很少開展科技活動，學(xué)生在這方面花的時間和精力就少，成績自然也很少。 4、教師還不夠重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力 只有24%的學(xué)生認(rèn)為老師常鼓勵他們自己設(shè)計實驗；有29%的學(xué)生認(rèn)為在分組實驗中，教師只偶爾讓學(xué)生根據(jù)實驗的需要選擇不同的實驗器材，29%的學(xué)生則認(rèn)為教師沒有讓學(xué)生根據(jù)實驗的需要選擇不同的實驗器材。 應(yīng)該說，教師當(dāng)中，不少人也知道培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性，至少他們在口頭上是贊成培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。那為什么在行動上做得不夠呢？一可能是把提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力對立起來，他們沒有認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力可以大大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。就以高考要求來看，以往強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生的知識積累，就算也考有能力題，但這些“能力”題是一些怪題、偏題，用題海戰(zhàn)術(shù)，靠猜題?？梢娦А６遣簧倮蠋熯€不知道在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一些方法，以至于雖然認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性，卻不知如何入手。五、對物理教學(xué)的建議 通過對調(diào)查結(jié)果的分析，現(xiàn)就如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力初步提出如下一些教學(xué)建議： 1、進(jìn)一步提高教師和學(xué)生對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力重要性的認(rèn)識 對教師而言，很顯然，教師對富有創(chuàng)新能力的學(xué)生的態(tài)度往往決定了整個班對這種行為的基調(diào)。學(xué)生容易模仿教師對創(chuàng)造力的接受程度和價值觀。如果對一個標(biāo)新立異的想法或做法，教師置之不理，甚至冷嘲熱諷，那還談什么培養(yǎng)學(xué)習(xí)的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力?？梢姡囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，關(guān)鍵在教師。近年來，隨著素質(zhì)教育理念的深入，高考中已常常出現(xiàn)考查學(xué)生創(chuàng)新思維能力的題目。所以，教師要清楚的認(rèn)識到，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力是時代的要求，是改革的方向，是提高教學(xué)質(zhì)量的根本。還要通過業(yè)務(wù)進(jìn)修，讓教師認(rèn)識到在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的常用做法。例如，（1）可在實驗器材上進(jìn)行創(chuàng)新。實驗器材的改變給學(xué)生提供了一個嶄新的實驗手段，這就要求學(xué)生把握基本的實驗原理，創(chuàng)造性地運用新的實驗器材完成類似實驗。（2）可在實驗條件下，進(jìn)行創(chuàng)新，實驗條件的改變，將要求學(xué)生在新的條件下，運用所學(xué)的物理規(guī)律，創(chuàng)造性地確定實驗方案、創(chuàng)造性地測定相關(guān)物理量、創(chuàng)造性地處理實驗數(shù)據(jù)，從而達(dá)到同樣的實驗?zāi)康摹＿€可以在實驗數(shù)據(jù)處理上進(jìn)行創(chuàng)新或在實驗原理上進(jìn)行創(chuàng)新，等等。對學(xué)生而言，學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主人，當(dāng)然也是創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的主人。教師相對學(xué)生的學(xué)是外因，外因必須通過內(nèi)因才能起作用；教師的教，只有通過學(xué)生的折射才能生效。所以，教師要通過講座演講、指導(dǎo)看書等適當(dāng)?shù)姆绞?，教育學(xué)生認(rèn)識到培養(yǎng)創(chuàng)新能力對他們成長的重要性，讓學(xué)生主動地加入到各種創(chuàng)新活動之中。 2、讓學(xué)生認(rèn)識到人人都有創(chuàng)新才能，創(chuàng)新能力通過培養(yǎng)可以提高 學(xué)生中，普遍存在一個錯誤的觀點就是，創(chuàng)新才能是少數(shù)“天才”的事，或是大學(xué)以后的事。美國心理學(xué)家馬斯洛把人的創(chuàng)造能力分為兩種不同水平的層次類別：一種是狹義的創(chuàng)造能力，即特殊的創(chuàng)造才能。這是科學(xué)家、發(fā)明家、藝術(shù)家等杰出人物才具有的創(chuàng)造能力，它是以能夠提供歷史上前所未有的、具有重要價格的“成果”活動。這是指少數(shù)“天才”所具有的創(chuàng)造能力；另一種是廣義的創(chuàng)造能力，是指個體成長中自我發(fā)展實現(xiàn)的創(chuàng)造能力，對別人來說未必是新的，但對他本人卻是前所未有的活動。由此可知，創(chuàng)新能力是每個人都具有的一種普遍心智，除病患低能者外，創(chuàng)新能力人皆有之，只是多少高低之分，絕無全有全無之別，而且這種高低多少的差異會因環(huán)境與教育的不同而變化。因此，我們要通過創(chuàng)新教育，開發(fā)學(xué)生與生俱來的潛能，讓學(xué)生對教材的內(nèi)容有新理解、對實驗的步驟有新設(shè)計、對實驗的方案有新改進(jìn)，等等，這都是在創(chuàng)新。 3、創(chuàng)設(shè)有于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的環(huán)境，讓學(xué)生不斷獲得創(chuàng)新的體驗，激發(fā)學(xué)生參與各種旨在提高學(xué)生創(chuàng)新能力的活動 布魯納在研究了120多位超級明星之后說：“如果一個家庭里有音樂，并不意味著這個家庭的孩子一定會成為音樂家。但是如果家庭當(dāng)時沒有音樂，那孩子就可能不會成為音樂家?！边@說明了教育環(huán)境是學(xué)生成才不可缺少的因素。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師必須創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境：（1）應(yīng)給學(xué)生自由聯(lián)想的時間和充分發(fā)表意見的機(jī)會，鼓勵學(xué)生求新、求異、求精和求索的精神。例如，在進(jìn)行演示實驗時，可以把實驗設(shè)計成一個又一個激發(fā)學(xué)生探索的情境，讓學(xué)生象科學(xué)家那樣，投入到科學(xué)研究之中?？勺寣W(xué)生對實驗的結(jié)果提出猜想?？梢韵胂?，如果學(xué)生對一個自己未能求知的問題提出猜想后，又得到實驗的證實，這對他們是多么大的鼓舞?。?）要允許學(xué)生經(jīng)歷一些錯誤。有時，一個錯誤可以提供一個記住的教訓(xùn)。如果錯誤對學(xué)生是無害的，可以讓“錯誤”發(fā)生。所以，實驗就應(yīng)允許犯錯誤。前述有這么多的學(xué)生在紀(jì)錄實驗數(shù)據(jù)時湊數(shù)據(jù)，原因雖然是多方面的，但最主要的是學(xué)生為了迎合教師的要求而作假。所以在實驗教學(xué)中，允許學(xué)生犯錯誤，就是要求學(xué)生一定要遵循實事求是的基本原則，對基本按實驗步驟要求做，但結(jié)果誤差較大的，應(yīng)給予及格以上；而對湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一律以不及格論處，并要求重做。（3）提供各種實驗器材，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計需求，自己選擇所需的器材。（4）鼓勵學(xué)生大膽去設(shè)計、去做從前未做過的或以前別人沒做過的實驗。而且，還要讓學(xué)生不斷獲得創(chuàng)新的體驗，強(qiáng)化他們認(rèn)識到人人均可創(chuàng)新，時時均可創(chuàng)新。正如教育家陶行之在育才學(xué)校發(fā)表的創(chuàng)造宣言：“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人，讓我們至少走兩步退一步，向著創(chuàng)造之路邁進(jìn)吧！”例如，在進(jìn)行演示實驗時，可讓學(xué)生對實驗的步驟、方法提出改進(jìn)的意見，當(dāng)其意見被證實是正確時，要明確這就是創(chuàng)新的表現(xiàn)。讓學(xué)生認(rèn)識到創(chuàng)新并不是什么了不得的事，只要敢想、敢做、敢試，每一個人都有所新發(fā)現(xiàn)。 4、 要開展豐富多彩的課外活動，讓學(xué)生有廣闊展示才華的機(jī)會 中學(xué)生對新事物特別敏感，好奇心強(qiáng)。我們經(jīng)常見到不少學(xué)生不滿足于課堂里和書本上的知識，他們有強(qiáng)烈的探索愿望，有一種試圖把自己已掌握的知識應(yīng)用到實踐中去，在實踐中不斷探索，爭取獲得成功的躍躍然的心理。因此，只要升學(xué)的壓力減輕了，師生又都認(rèn)識到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要性。他們就會積極投入到豐富多彩的活動中。 那么，可以開展哪些形式的課外活動呢？形式可多種多樣。（1）可成立科技愛好者協(xié)會：引導(dǎo)學(xué)生自動組織科技愛好者協(xié)會，如航模愛好者協(xié)會、無線電愛好者協(xié)會等，并相應(yīng)出版定期或不定期的會刊，這一形式既可培養(yǎng)學(xué)生獨立地組織科技研究，又便于互相交流、互相啟發(fā)和互相促進(jìn)。（2）舉行小論文報告及答辯會：全校性的由