中學物理探究教學模式的研究與實踐課題研究報告

1、第一部分 課題研究的提出一、新課程改革呼喚探究教學為了培養(yǎng)21世紀的創(chuàng)新人才，新一輪的普通高中課程改革浮出水面，提出了新的教育教學理念，并制訂了新的普通高中物理課程標準。在教學目標上，注重從知識和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價值觀的三維角度培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)；在教學方式上，要求運用多樣化的教學方式；在學習方法上，強調了以學生為中心的自主學習和協(xié)作探究；在教學內容上，構建多模塊的物理教學內容。為了實施新課程、貫徹新理念、實現(xiàn)三維教學目標，應改變傳統(tǒng)的物理課堂教學方式，必須探索適合新課程的教學方式，構建適合新課程的多樣化的探究教學模式，探索實施多樣化教學模式的途徑和策略。（一）實現(xiàn)多樣化的探究教學

2、客觀世界是多樣化的，人的認識是多次的，人們認識客觀世界的方式和方法是多樣化、多層次的（科學探究、技術探究、社會探究等）。物理教學的目的不僅要培養(yǎng)高層次的科學探究人才，還需要培養(yǎng)今后社會發(fā)展所需要的各級各類不同層次的人才。新的物理課程特別注重學生學習方式的變革，注重學生的自主學習，提倡教學方式多樣化。希望通過多樣化的物理教學方式的探索，促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于探索、勤于思考，幫助學生學習物理知識與技能，培養(yǎng)科學探究能力，使其逐步形成科學態(tài)度與科學精神。因而，在中學物理教學中，應該運用不同形式的探究教學方式來實施課堂教學，培養(yǎng)不同層次人才所需要的科學素養(yǎng)，為培養(yǎng)不同種類、不

3、同層次的科學人才打下基礎。（二）多模塊、多目標的探究教學 新的物理課程中構建了不同的物理模塊，共有12個模塊組成，不同模塊中確定了不同的教學內容、不同的教學目標，而無論哪一組模塊，都包含了物理學概念、規(guī)律、實驗、物理與社會發(fā)展、物理與技術應用、物理與生活等方面的內容，這就要求新課程背景下的中學物理教學應根據(jù)不同教學模塊中不同的教學內容、不同的教學目標，構建出不同種類、不同層次的物理探究教學模式。（三）探索多樣化物理探究教學模式教學研究和實踐表明，要使一個先進的教學理論和理念在教學實踐中得到貫徹實施，產生良好的教學效果，需要通過相對應的教學模式來加以實施。我們認為，為了實施多樣化探究教學，在中學

4、物理教學中應構建多樣化物理探究教學模式。物理探究教學模式是探究教學理論和教學探究教學實踐的中間紐帶，能使先進的探究教學理論在物理教學實踐中得到有效的貫徹實施，使優(yōu)秀的探究教學經驗得到理性提煉，促使探究教學理論和教學實踐得到互補發(fā)展，為我們實施物理探究教學提供一個可操作性的教學平臺。因此，正是出于新課程改革對探究教學呼喚的考慮，為了實施新課程、貫徹新課程理念，我們從實際出發(fā)，結合高中物理新課程標準內容和中學生的認知特點，試圖構建多樣化的物理探究教學模式 。二、深化物理探究教學變革作為實施新課程改革的積極回應，中學物理教學界倡導教學方式的變革，提倡科學探究教學，因此，關于物理探究教學的研究也已經比

5、較豐富，然而，根據(jù)目前我們所掌握的材料，我們發(fā)現(xiàn)在當前中學物理探究教學研究和實踐中存在如下問題。（一）缺乏具有學科特點物理探究教學模式的構建 較多教師只注重套用一般科學探究流程來實施物理課堂教學，而沒有根據(jù)中學物理學科特點來構建操作性強的物理學科科學探究教學模式，從而使物理探究教學缺乏針對性和可操作性。（二）探究教學研究的單一化和實踐的泛化廣大中學物理教師比較注重科學探究教學的研究，并把它推廣到無需科學探究的教學內容上（例如，有些教師把科學探究教學套用到“電表內阻”測量等實驗課中），導致探究教學研究的單一化和應用上泛化；比較注重層次較高科學探究能力的培養(yǎng)，而忽視其它層次探究能力（實驗探究、技術

6、探究等）的培養(yǎng)。（三）物理探究教學實施途徑和策略的匱乏1、在當前物理探究教學模式的研究中，人們習慣于套用科學探究七個要素和環(huán)節(jié)，包括提出問題、提出猜想、制訂驗證方案、獲取數(shù)據(jù)、分析論證、分析評估、協(xié)作交流，而對如何實施這些要素和環(huán)節(jié)的策略缺乏深度探索，從而使探究教學形式化，比較膚淺。2、在實施探究教學時，只注重通過新課教學這一途徑進行探究，而沒有從物理教學其它途徑（實驗教學、課外實踐活動、習題教學等方面）實施探究教學。3、較少考慮到學生的認知水平，只注重整體性探究，而忽視了部分性探究，從而使探究難度較大、探究時間過長，完成不了教學任務，影響正常性的教學。4、探究教學的形式相對封閉，只注重課內的

7、限時探究，而沒有或很少在課外進行時間充足的實踐性探究，尚未實現(xiàn)課內外和校內外的結合，從而使學生探究比較質量較低，缺乏深度的探究。5、探究教學中，過分注重形式，往往以教師為中心，由教師展示探究過程，缺乏學生間和師生間交流和協(xié)作性。針對當前新課程背景和物理探究教學研究和實踐中存在的問題，課題組從理論和實踐兩個層面上進行了認真思考，認為造成中學物理探究教學研究和實踐中所出現(xiàn)的問題，一方面是由于缺乏探究教學理論和探究教學實踐相結合的探究教學模式的構建；另一方面，是沒有根據(jù)探究的多樣化、新課程的多模塊、多目標構建多種形式的探究教學模式；再一方面，缺乏實施探究教學模式的具體的策略和途徑。為此，課題組根據(jù)中

8、學物理教學的實際，經過規(guī)劃、論證提出中學物理探究教學模式的研究與實踐這一物理教學研究課題，并于年12月申報中國物理教育研究會年年度全國物理教學研究課題，于年6月被正式立項。第二部分 課題研究的理論水平一、概念界定（一）探究教學含義本研究以物理探究教學為主題，那么，我們首先對探究教學的含義進行一個界定。探究教學指的是：學生在教師的指導下按照科學研究（包括實驗探究和理論探究）和技術設計創(chuàng)新的過程，在學習科學知識的同時，經歷科學探究和技術設計創(chuàng)新的過程，學習科學研究方法、技術設計方法，形成科學探究能力和技術設計創(chuàng)新能力，培養(yǎng)科學態(tài)度和科學精神，激發(fā)學生探究興趣和熱情的一種教學方式。在探究教學中，關注

9、的焦點是問題的解決，即在教師的幫助或指導下，學生自主尋求問題的答案；在探究教學中，學生作為探究者，只是適用于實現(xiàn)探究目標和滿足探究需要的手段；在探究教學中，對學習的評價更關注學習者是否構建起了自己需要的、能解決探究問題的知識，根據(jù)需要建構起不同的個性化知識，促成探究的成功。探究式教學的特點是以學生為中心，倡導學生主動參與、探究發(fā)現(xiàn)、合作交流，要求學生在探究性、交互協(xié)作性、體驗性的框架上進行學習。探究教學首先強調學生的自主活動，鼓勵他們以研究者的身份投入到探究活動中，積極主動的參與解決問題的活動；其次，探究教學強調學生通過自己的實踐活動和收集到的數(shù)據(jù)或資料來理解或解決問題；再次，探究教學不是得出

10、一兩個結論而終結，它要求學生把自己所得出的結論運用到現(xiàn)實的生活和實踐中，把理論和實踐聯(lián)系起來，強調讓學生參加實際的活動。從知識和技能角度分析，學生通過自主探究和協(xié)作交流，進行了積極、主動、有意義的構建活動，使學生原有認知對新知識的同化達到內化層次，提高了學生對新知識的構建效率；從過程和方法角度分析，學生通過探究活動，在運用科學方法來獲取知識的同時，掌握了科學研究方法，培養(yǎng)了科學探究能力，訓練了良好的思維素質；從情感態(tài)度和價值觀角度分析，學生在科學探究過程中，經歷了從失敗到成功、從錯誤到正確、從片面到全面的曲折過程，體驗到探究過程的艱辛和成功帶來喜悅，從而培養(yǎng)了學生的科學態(tài)度和科學精神，培養(yǎng)了科

11、學探究的興趣和熱情。因而，探究教學是實施新課程、實現(xiàn)三維教學目標的一種有效的教學方式。（二）教學模式和物理探究教學模式含義本課題研究涉及到物理探究教學模式，因而很有必要對教學模式的一般定義和物理探究教學模式的特殊含義也作一個界定。1教學模式的含義和功能教學模式是在一定的教學思想和教學理論指導下，在教學實踐的基礎上建立起來的一套比較穩(wěn)定的用于組織實施教學活動、再現(xiàn)和調節(jié)教學結構和教學功能的教學程序及其方法和教學策略和思路。教學模式是教學理論和教學理念的深化和具體化，教學模式是教學理論、教學理念與教學實踐的中間環(huán)節(jié)，是實施先進教學理論的中間紐帶。通過構建教學模式實施課堂教學，能揭示原有教學理論存在

12、的問題，完善、豐富和拓展了原有的教學理論，提高教學實踐活動的理性指導成份，切實有效地提高了教學質量。教學模式是對教學經驗的進一步概括化和理論化。教學模式通過對各種優(yōu)秀的、成功的教學經驗進行加工、概括、整合，將教學過程中各種因素建構成一種相對穩(wěn)定的教學結構，將教學活動的各個環(huán)節(jié)組織成為有一定邏輯關系的系統(tǒng)。因而，教學模式是提出教學理論的重要途徑和必經之路。2 物理探究教學模式的特點和功能新課程背景下中學物理探究教學模式指的是在耗散結構創(chuàng)新理論、建構主義教學理論、新課程理念、探究教學等理論指導下，結合物理學科研究的認識方法和研究方法，在探究教學實踐經驗的基礎上，根據(jù)物理新課程教學模塊內容和教學目標

13、而構建起來的一種教學活動的結構和策略體系。構建中學物理探究教學模式的目的是為了拓展探究教學的應用領域，同時發(fā)展和完善了探究教學理論。通過構建物理教學模式，研究物理探究教學模式中各環(huán)節(jié)要求和策略使探究式教學得到貫徹落實，使優(yōu)秀的探究教學經驗得到概括和提練，有利于廣大物理教師能可操作性地進行探究教學，這對于扭轉“探究教學理論下不去，優(yōu)秀探究教學實踐上不來的局面具有十分重要的意義。二、理論基礎物理探究教學模式是以耗散結構創(chuàng)新理論、建構主義教學理論、新課程教學理念、探究教學等為理論基礎的，并在具體探索多種物理探究教學模式的過程中，發(fā)掘了各種教學模式不同的理論依據(jù)，如物理“科學探究” 教學模式中的科學探

14、究創(chuàng)新活動的認識規(guī)律和方法、“實驗探究”教學模式中實驗探究創(chuàng)新活動的認識規(guī)律和方法、“設計探究”教學模式中的工程技術設計探究規(guī)律（列舉缺點法、移植創(chuàng)新法）等等。這些理論一方面確保了研究的扎實理論基礎，保證了研究的科學性和規(guī)范性；另一方面，也因為研究有了理論的指引，確保了實踐的實效性和針對性，有利于加強物理教學模式構建的理論建設，實現(xiàn)理論與實踐的優(yōu)化整合。在這里，我們首先對本課題研究關于物理探究教學模式探索的主要理論依據(jù)進行介紹，而那些涉及相關教學模式開發(fā)的特定理論依據(jù)，僅在子課題研究中介紹物理探究教學模式時再做闡述。（一）耗散結構創(chuàng)新理論現(xiàn)代的耗散結構理論認為，要實現(xiàn)人的思維系統(tǒng)進化、創(chuàng)新，必

15、須使思維系統(tǒng)發(fā)生根本性轉變，具體地說，首先要使思維系統(tǒng)成為一個開放系統(tǒng)，在教學方面，這就意味著要實現(xiàn)思想開放、教材開放、資源開放、教學過程開放、教學時空開放等；其次，要使思維系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，這啟示我們在教學中要不滿足于傳統(tǒng)教學方法、具有懷疑態(tài)度、批判精神、勇敢質疑和爭論精神等；再次，要使思維系統(tǒng)內部各因素發(fā)生非線性相互作用，這意味著在教學中，要培養(yǎng)學生多種思維方法和方式，通過引導學生的多種思維方法和方式發(fā)生非線性相互作用來激發(fā)求異等創(chuàng)新思維；最后，耗散結構理論認為要使思維系統(tǒng)進化創(chuàng)新，還要產生漲落、導致有序，也就是說在教學中，要注重知識和方法的積累，優(yōu)化學生認知結構，引導學生進行廣泛研究，

16、激發(fā)直覺、靈感、頓悟等創(chuàng)造性思維?？梢哉f，耗散結構理論揭示了物理創(chuàng)新教育的科學機制，并提出了思維系統(tǒng)進化、創(chuàng)新的條件。（二）建構主義教學理論建構主義教學理論認為，學生的學習過程是在教師創(chuàng)設的情境下，借助已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，構建新的認知結構的過程，是通過新經驗與原有知識經驗的相互作用而不斷充實、豐富和改造自己已有知識經驗的過程。在建構主義教學論中，學生的學習過程就是構建認知結構的過程，學生構建認知結構的方式有二種，其一是將原有的認知與新的情景發(fā)生相互作用；其二是對原有認知結構進行重組和整合。不管是哪一種建構方式，建構主義學習理論認為只有學生積極、主動、有意義地參與構建活動，才能

17、確實有效地構建一個良好的認知結構。它強調學習的主動性、實踐性、創(chuàng)造性和社會性。建構主義教學理論主張在教學活動中，要以學習者為中心，從學習者個體出發(fā)，從人出發(fā)，以人為本，真正把學習者主體能動性的發(fā)揮放在教學活動與學習活動的首位。（三）探究教學理論 關于探究教學特點已在上面有詳細介紹，探究教學目的在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。因而探究教學的過程不應是教師從書本上準確無誤地“搬運”知識，而是一個連續(xù)、生動活潑與學生的感性認識及理性認識相符合的活動過程。教師所追求的不僅僅是給學生講述明白，而應通過自己的示范， 由學生主動探究、主動思考、親身體驗活生生的思維活動，揭示出隱藏在具體知識內容背后的思想方

18、法。其實質是將科學領域的探究引入課堂，使學生通過類似科學家的探究過程理解科學概念和科學探究的本質，培養(yǎng)探究能力的一種教學方法。新課程改革所倡導的探究性教學正是倡導學生在教育背景較為寬松的前提下所展開的自主開放、探究的學習活動。通過教師樹立正確的教育理念，采用全新的教學方法，激發(fā)學生主動探索興趣，并不斷提高自身的科學素養(yǎng)業(yè)務水平，搭建好自己的知識平臺，為學生的潛能開發(fā)、創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)開辟一條有效的學習途徑。 正是在以上教學理論的支撐下，課題組從物理學科教學中科學探究、實驗探究、設計探究和習題探究的實際需求和特點出發(fā)，致力于構建和開拓物理探究教學的全新模式，并在實踐中不斷豐富探究教學模式

19、的實施策略和途徑，為深化物理探究教學的研究和實現(xiàn)新課程改革的新要求，做出有益的探索。三、研究目標為了貫徹高中物理課程的新理念、實施物理新課程，針對現(xiàn)行物理探究教學中存在問題。課題組確定了課題研究的總體目標：（一）將構建適用于高中物理新課程多樣化、多模塊、多目標等多元范疇內的物理探究教學模式。（二）將在此基礎上探索中學物理探究教學模式的具體實施策略和方法1提出如何實施物理探究教學各環(huán)節(jié)的各個策略。2將對探究內容從整體和部分實施策略進行探索。3將對探究時空從課內和課外實施策略進行探索。4如何正確處理好學生、教師間協(xié)作探究進行探索。（三）將拓展物理探究教學模式的實施途徑，并在具體實施過程中發(fā)現(xiàn)存在問

20、題，加以完善，揭示各種物理探究教學模式適用特點，以確保物理探究教學模式與新課程三維教學目標相統(tǒng)一，為物理課程教學改革實踐提供規(guī)范的結構模式和有效的操作建議。（四）通過課題研究，提升課題組教師的科研水平，積累一定數(shù)量的具有學術價值的教學案例和小結，發(fā)表一定數(shù)量的課題研究論文，并出版反映課題研究成果的專著。（五）培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，提高課堂教學效率。四、方法和思路（一）課題研究的方法課題組確定周密的研究思路，靈活運用課題研究方法，具體運用了如下研究方法：1、運用文獻綜述的方法了解國內外有關物理探究教學研究和實踐的最新進展和成果，揭示了中學物理探究教學研究與實踐中存在的問題，根據(jù)探究教學的特點結合高

21、中物理新課程新理念、多模塊、多維目標分析論證構建多樣化物理探究教學模式的重要性和必要性，提出本課題研究目標。2、運用行動研究方法，分解研究課題，分工協(xié)作，確立了物理“科學探究”教學模式構建的研究和實踐等11個子課題作為課題研究的攻關項目。3、運用問卷調查的方法分析評估不同物理探究教學模式的應用效果和適用特點。4、運用經驗總結的方法提煉物理探究教學模式實施的有效策略和途徑。（二）課題研究的技術路線分析論證課題研究背景，提出研究課題尋找課題研究的理論基礎及研究原則分解研究課題，明確研究子課題及任務實施課題研究和實踐：構建模式提出策略實施途徑推 廣 應用用發(fā)現(xiàn)問題研究總結修改和完善課題組遵循課題研究

22、的規(guī)范原則，結合本課題研究的實際情況確定了如下課題研究的技術路線： 圖1五、研究原則（一）指導性原則構建不同物理探究教學模式時應遵循指導性原則，應以先進的教學理論和科學研究方法為指導，使物理探究教學在正確的理論指導下具有明確的研究方法，其中主要以新課程改革的理念、建構主義教學理論、探究式教學理論、普里高津的耗散結構創(chuàng)新理論為依據(jù)，并根據(jù)各種物理探究教學模式的特點發(fā)展各自不同的理論依據(jù)，如物理科學探究過程中的認識規(guī)律和研究方法等。（二）目標性原則探究教學目標決定探究教學活動的走向，缺乏清晰的教學目標，整體探究就會變得盲目，最終較難完成探究教學任務。探究教學目標也是學生進行自我評價、自我調控、自我

23、激勵的重要手段。探究教學模式目標分為整體性目標和部分性目標，要求整體性目標和部分性目標的互補結合。整體性目標要求每種探究教學模式都有一個特定的教學任務、功能和目的，即確立具體探究教學模式的總體教學目標，如物理設計探究教學模式有其特定的三維教學目標。其中，部分性目標指的是在實施具體的物理探究教學模式時，確定和落實實施各個操作環(huán)節(jié)的部分性目標。（三）操作性原則研究在構建各種物理探究教學模式時，必須根據(jù)有關理論結合中學物理教學實踐（教學內容和學生認知水平）給出可操作性的實施環(huán)節(jié)和由各環(huán)節(jié)組成的教學流程，以及具體實施策略。遵循可操作性原則，使探究教學理論得到有效的貫徹實施，優(yōu)秀的探究教學經驗得到理性化

24、提煉和概括，使廣大物理教師能有效地實施物理探究教學，實現(xiàn)物理探究教學的目標。（四）推廣性原則評價一個教學模式價值高底的一個重要標準是它是否能在具體的教學實踐得到有效的推廣實施。在構建物理探究教學模式時，應遵循推廣性原則。要求所構建的探究教學模式具有多個實施的領域和途徑，在實施推廣中，揭示存在問題和適用條件，并加以修改和完善，使之更加成熟和完美，使物理探究教學模式在推廣應用中體現(xiàn)它的應用價值。另一方面，遵循推廣性原則，也意味著要拓展物理探究教學模式的應用范疇，因此，我們通過研究鼓勵拓展物理探究教學模式實施的領域和途徑，如在新課教學、習題教學、實驗教學、課外實踐活動、物理實驗專題教學、專題研究教學

25、等實踐領域廣泛的嘗試各種不同的物理探究教學模式。第三部分 課題研究的基本內容課題組首先運用課題研究方法分解總課題，根據(jù)課題研究目標和要求確定了11個子課題，然后分工協(xié)作進行攻關研究。由于主報告篇幅限制，下面簡單介紹子課題研究內容的基本要點，詳細內容見附件。一、物理探究教學主要模式的構建（一）子課題1研究物理“科學探究”教學模式的構建1、問題的提出揭示了現(xiàn)有中學物理科學探究教學的研究和實踐中存在如下問題：（1）混淆科學探究要素與科學探究環(huán)節(jié)兩者聯(lián)系與區(qū)別。新的高物理課程標準中指出科學探究要素為：提出問題、進行猜想、設計方案、獲取數(shù)據(jù)、分析論證、分析評估、交流與協(xié)作。有些教師認為科學探究按照：提出

26、問題進行猜想設計方案獲取數(shù)據(jù)分析論證分析評價交流與協(xié)作的順序進行。事實上，科學探究的主要環(huán)節(jié)按下面順序：提出問題進行猜想驗證猜想（設計驗證方案實施實驗、獲取數(shù)據(jù)分析論證、處理數(shù)據(jù)）得出結論，推廣應用，而交流與協(xié)作貫穿于提出問題、進行猜想、驗證猜想、得出結論等各個探究環(huán)節(jié)，而分析評價也貫穿于科學探究的各個環(huán)節(jié)。（2）套用科學探究環(huán)節(jié)，缺乏對科學探究各個環(huán)節(jié)實施策略和要求的探索研究，沒有明確科學探究教學的適用范圍，把它無限制進行推廣，使科學探究教學人為泛化，為了探究而探究，使科學探究形式化。（3）缺乏具有物理學科特點“科學探究”教學模式的構建的研究和實踐課題組認為，在中學物理進行科學探究教學時，應

27、考慮到探究教學內容、教學目標、學生認知水平等特點構建出既符合科學探究教學的一般性又具有針對性的物理科學探究教學模式，這樣做能使教師把握科學探究教學，并能切實有效地在中學物理教學中實施科學探究教學，明確物理科學探究教學模式的適用特點，實現(xiàn)新課程背景下中學物理教學三維教學目標。2、物理“科學探究”教學模式構建（1）物理“科學探究”教學模式的特點物理“科學探究”教學模式的特點是以構建主義教學理論、探究教學理論、新課程理念、科學家進行科學探究的認識規(guī)律和思維規(guī)律為指導，設計類科學探究的教學過程： 創(chuàng)設問題情景，提出研究問題；創(chuàng)設猜想教學情景，啟發(fā)學生進行猜想；引導學生設計研究方案驗證猜想；師生分析評價

28、、學生協(xié)作交流得出探究結果。在科學探究教學過程中，教師鋪設知識和思維臺階，引導學生展現(xiàn)科學探究過程，學生在教師的指導下，運用已學的物理理論、科學研究方法、物理實驗進行科學探究，體驗科學探究過程中的艱辛和喜悅，最后發(fā)現(xiàn)規(guī)律，實現(xiàn)知識創(chuàng)新。（2）物理“科學探究”教學模式理論依據(jù)建構主義教學理論；探究式教學理論；（3）物理學科探究創(chuàng)新認識規(guī)律和思維規(guī)律。（3）物理“科學探究”教學模式的教學框架。提出問題創(chuàng)設問題情景進行理性分析發(fā)現(xiàn)提出問題提出猜想創(chuàng)設猜想情景進行理性分析提出猜想假設驗證猜想設計方案獲取數(shù)據(jù)分析論證證偽猜想證實猜想交 流 協(xié) 作拓展研究分 析 評 價表述成果總結規(guī)律得出規(guī)律變式一：物理

29、“科學探究”教學模式變式一教學框圖如圖2所示。 圖2提出問題創(chuàng)設問題情景進行理性分析發(fā)現(xiàn)提出問題提出猜想創(chuàng)設猜想情景進行理性分析提出猜想假設驗證猜想簡化模型邏輯推理理論論證證偽猜想證實猜想交 流 協(xié) 作拓展研究分 析 評 價表述成果總結規(guī)律得出規(guī)律變式二：物理“科學探究”教學模式變式二教學框圖如圖3所示。 圖3（4）物理“科學探究”教學模式的三維教學目標從整體層面上闡述物理“科學探究”教學模式的知識和技能目標、過程和方法目標、情感態(tài)度和價值觀目標。3、物理“科學探究”教學模式實施案例分析注：教學實例分析詳見附件1。詳細閱讀子課題研究1。（二）子課題2研究物理“實驗探究”教學模式的構建1、問題的

30、提出 闡述了物理實驗在物理學探究各個環(huán)節(jié)中重要作用，揭示了設計物理實驗來驗證某一物理假設成為物理學研究的前沿研究課題之一，指出了新課程中十分重視學生的實驗探究過程（提出了科學探究教學各環(huán)節(jié)中實驗能力要求，在演示實驗、學生實驗中注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，在必修和選修模塊中通過開設“物理實驗專題”模塊教學來強化學生實驗探究過程，從而實現(xiàn)三維實驗教學目標）。為了貫徹新理念，實施新課程，實現(xiàn)新課程理念，實驗教學已成為高中物理教學的重要研究課題，筆者認為，構建新課程背景下的新的實驗教學模式，探索實施新實驗教學模式的具體教學途徑和策略可以使新的教學理念有機地滲透到物理實驗教學中，使優(yōu)秀的教學經驗上升到理論層

31、面，是實施新的實驗探究教學目標的重要舉措。2、物理“實驗探究”教學模式構建（1）物理“實驗探究”教學模式的特點物理“實驗探究教學模式的特點是教師根據(jù)物理實驗教學目標和學生原有認知特點，根據(jù)實際需要和拓展創(chuàng)新創(chuàng)設問題情景，提出實驗研究課題，然后啟發(fā)、引導學生運用有關的實驗設計方法自主設計實驗方案，師生根據(jù)所設計的實驗方案實施實驗獲取實驗數(shù)據(jù)，對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得出實驗結果，最后對實驗結果進行分析評價來修正原有的實驗設計方案，從而達到構建實驗認知結構（實驗理論、實驗方法和實驗技術），激發(fā)學生對實驗的探究興趣，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和科學精神，體驗實驗探究過程的艱辛和成功帶來的歡樂。（2）物理“實

32、驗探究”教學模式構建的理論依據(jù)現(xiàn)代的耗散結構創(chuàng)新理論。探究式教學理論。物理實驗探究創(chuàng)新規(guī)律。（3）物理“實驗探究”教學模式的教學框圖。 物理“實驗探究”教學模式的教學框圖如圖4所示。構建新的實驗認知結 構實驗結果判斷失敗成功設計實驗方案實施實驗過程提出新的實驗課題分 析 評 價實驗拓展交 流 協(xié) 作圖4（4）物理“實驗探究”教學模式的三維教學目標3、物理“實驗探究”教學模式實施案例分析注：教學實例分析詳見附件3。詳細閱讀子課題研究3。 （三）物理“設計探究”教學模式的構建1、問題的提出首先揭示了設計探究在科技創(chuàng)新中重要作用，然后闡述了新的高中物理課程標準的選修模塊中注重從技術應用的角度展示物理

33、學知識，強調物理學與技術的結合，著重體現(xiàn)物理學的應用性、實踐性，要求通過技術應用領域模塊、社會應用領域模塊等的教學培養(yǎng)學生的技術設計探究能力、經歷和體驗設計探究過程、增強學生的應用設計的興趣、熱情、意識，培養(yǎng)學生的社會價值觀。課題組認為，構建可操作性的“設計探究教學模式，探索實施“設計探究教學模式的具體教學途徑是實現(xiàn)“設計探究 教學三維目標的重要環(huán)節(jié)。2、物理“設計探究”教學模式的構建。（1）物理“設計探究”教學模式的特點物理“設計探究”教學模式的特點是：教師根據(jù)學生認知結構及中學物理教學特點，創(chuàng)設應用設計課題；教師以探究式教學理論、科技人員進行應用設計的認識規(guī)律和思維規(guī)律為指導，結合學生認知

34、發(fā)展規(guī)律，設計類科技設計探究的教學過程；在設計探究教學過程中，教師鋪設知識和思維臺階，引導學生展現(xiàn)應用設計探究過程，學生在教師的指導下，運用所學的物理理論、設計方法和技術進行設計探究，體驗設計探究過程中的艱難和快樂，最后完成設計探究課題，實現(xiàn)設計創(chuàng)新，培養(yǎng)學生設計探究能力、實踐能力和社會價值觀。（2）物理“設計探究”教學模式的理論依據(jù)散耗結構創(chuàng)新理論。探究式教學理論。工程技術設計探究規(guī)律和方法。（3）物理“設計探究”教學模式的教學框圖。實踐試驗理論分析設計拓展總結設計方案試驗結果判斷失敗成功設計應用方案提出應用設計課題分 析 評 價協(xié) 作 交 流 圖5物理“設計探究”教學模式框圖如圖5所示。（

35、4）物理“設計探究”教學模式的三維教學目標。3、物理“設計探究”教學模式實施案例分析。注：教學實例分析詳見附件4。詳細閱讀子課題研究4。 （四）物理“習題探究”教學模式的構建1、問題的提出傳統(tǒng)的物理習題教學在目標上比較注重對學生物理知識的鞏固和掌握，缺乏對學生進行物理學研究思維方法和能力的培養(yǎng)，缺乏對學生進行情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)；在教學方式上，注重知識提要范例分析學生模仿鞏固知識和方法這種被動構建的教學模式，而缺乏學生積極、主動、有意義的探究過程，學生缺少在習題探究解答過程中的情感體驗，更缺乏對科學態(tài)度和科學精神的培養(yǎng)；在物理習題形式上，注重理論型、理想化的問題，注重對學生進行物理和數(shù)學演繹

36、推理的訓練，而缺乏實踐型問題情景的創(chuàng)設以及對實踐問題的建模能力的培養(yǎng)，缺乏對學生進行創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。新的高中物理課程標準中提出新理念和新目標，習題教學是中學物理教學的一重要組成部分，為了在習題教學中實現(xiàn)三維教學目標，筆者認為，新課程背景下必須改變傳統(tǒng)的習題教學方式，應構建新的習題教學模式。在物理習題教學的目標上，應注重三維教學目標的達成；在物理習題的設計上，注重研究型、實踐型、方法型問題情景的創(chuàng)設；在習題教學過程中注重學生的探究過程，讓學生解答習題過程成為類科學或科學應用探究過程。通過構建新課程背景下新型的物理習題教學模式來實施物理習題教學，實現(xiàn)物理習題教學的三維教學目標。2、物理“

37、習題探究”教學構建（1）物理“習題探究”教學模式的特點物理“習題探究”教學模式的特點是教師創(chuàng)設類似問題探究的教學情景引導學生進行探究：（1）教師根據(jù)學生的認知特點，創(chuàng)設問題情景，提出具有探究價值的問題；（2）啟發(fā)引導學生開展分析思考和協(xié)作交流，暴露思維過程，進行理論性的探究解答，得出解答結果；（3）教學中教師和學生運用實驗和理論方法判斷學生探究解答結果是否正確；（4）對于錯誤探究結果，教師啟發(fā)引導學生對錯誤原因作分析評價，進行新的探究解答和判斷；對于正確探究結果，教師引導學生作總結性評價，然后拓展探究問題，進行新的探究解答，重組原有的知識和方法，構建新的認知結構。（2）物理“習題探究”教學模式

38、的理論依據(jù)現(xiàn)代建構主義學習理論認為，學生的學習過程就是構建認知結構的過程，學生構建認知結構的方式有二種，其一是將原有的認知與新的情景發(fā)生相互作用；其二是對原有認知結構進行重組和整合。不管是哪一種建構方式，建構主義學習理論認為只有學生積極、主動、有意義地參與構建活動，才能確實有效地構建一個良好的認知結構。從建構主義學習理論角度分析，中學物理習題教學的特點是學生對原有的物理認知結構（包括物理知識、物理解題方法、思維方法等）進行重組和整合的過程，重組和整合的目的是幫助學生構建一個相對概括化、穩(wěn)定化、清晰化的物理認知結構。如何幫助學生對原有物理認知結構進行重組和整合是中學物理習題教學的一項重要任務。在

39、傳統(tǒng)的習題教學中，學生通過接受教師給出的知識和方法，模仿老師的解題思路，被動地構建知識結構和方法結構，缺乏積極、主動探索和有意義構建活動，對知識和方法的同化沒有達到較高的內化層次，不利于構建良好的物理認知結構，學生的探究能力和科學素養(yǎng)得不到很好的培養(yǎng)。我們認為，在物理習題教學中要使學生對物理認知結構重組和整合有效地進行，構建良好的認知結構，培養(yǎng)科學素養(yǎng)，教學中應創(chuàng)設具有內在邏輯關系和探究價值的探究性習題，構建在建構主義學習理論指導下物理教學模式，使學生的構建活動有意義地進行。物理習題探究 教學模式就是一種十分有效的教學模式。（3）物理“習題探究”教學模式教學框圖。拓 展 問 題師生判斷實驗判斷

40、理論判斷學生探究建立模型分析推理猜想解釋提出探究問題錯誤正確分 析 評 價構建新的認知交 流 協(xié) 作 圖5（4）物理“設計探究”教學模式的三維教學目標。3、物理“習題探究”教學模式教學實施案例分析教學實例分析詳見附件4。詳細閱讀子課題研究4。二、物理探究教學模式的實施策略研究實施物理探究教學模式的策略（探究教學模式中各環(huán)節(jié)實施策略、如何根據(jù)探究內容結合學生認知特點以及教學時空和實驗條件來正確靈活地選擇探究教學模式、正確靈活地確定探究內容、充分發(fā)揮學生、教師協(xié)作交流功能等）有利于從深度上研究探究教學，使課題研究更具策略性和深刻性。本課題對如何實施物理探究教學模式提出七大策略。（一）“提出問題”教

41、學策略研究與實踐（ 詳細研究和實踐見子課題研究5）。（二）“提出猜想”教學策略研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究6）。（三）“制定驗證方案”教學策略研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究7）。（四）“分析論證”教學策略研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究8）。（五）“分析評估”教學策略研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究9）。（六）“交流與協(xié)作”教學策略的研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究10）。（七）關于物理探究教學中師生探究活動實施策略的研究與實踐（詳細研究和實踐見子課題研究11）。三、物理探究教學模式的實施途徑探索四種物理探究教學模式實施的途徑的重要性在于能使四種物理探究教學

42、模式落實到具體的教學實踐，暴露物理探究教學模式在具體實施過程中存在問題，揭示它們的適用條件，并在教學實踐中加以完善，從而使物理探究教學模式更具實效性和推廣性。下面概要說明各種教學模式實施教學途徑，具體實施過程和案例分析在子課題1子課題4中有詳細解讀。（一）物理“科學探究”教學模式的實施途徑1、在物理新知識教學中實施物理“科學探究”教學模式主要在課內物理新知識的物理模型建立、物理概念形成、物理規(guī)律揭示教學中，實施物理“科學探究”教學模式。2、在物理課外知識拓展教學中實施物理“科學探究”教學模式（1）拓展課內實驗探究，在課外進行部分探究。（2）拓展課內研究內容，在課外進行整體探究。3、在物理習題教

43、學中實施物理“科學探究”教學模式（1）運用“科學探究”教學模式實施物理習題整體探究教學。（2）運用“科學探究”教學模式實施物理習題的部分探究教學。（二）物理“實驗探究”教學模式實施途徑探索1、在物理演示實驗教學中實施“實驗探究”教學模式（1）優(yōu)化對演示實驗的探究教學。（2）引導學生對演示實驗進行拓展探究。2、在物理學生實驗教學中實施“實驗探究”教學模式3、在物理實驗專題教學中實施“實驗探究”教學模式（三）物理“設計探究”教學模式實施途徑探索1、在“設計型”新課教學中實施“設計探究”教學模式。2、在物理演示實驗裝置設計教學中實施物理“設計探究”教學模式。3、在物理課外實踐活動教學中實施物理“設計

44、探究”教學模式。（四）物理“習題探究”教學模式實施途徑探索1、在物理“悖論型”習題教學中實施“習題探究”教學模式（1）運用“習題探究”教學模式實施“悖論型”習題教學，進行知識的拓展創(chuàng)新。（2）運用“習題探究”教學模式實施“悖論型”習題教學，進行物理模型的創(chuàng)新。（3）運用“習題探究”教學模式實施“悖論型”習題教學，訓練學生良好的思維素質。2、在物理“實踐型”習題教學中實施“習題探究”教學模式3、在物理“推理型”習題教學中實施“習題探究”教學模式第四部分 課題研究的實踐效果本課題自年6月立項以來，課題組老師經過3年多時間的研究和實踐，于年6月結題。課題研究中積累了物理課程教學改革的理論和實踐探索的

45、經驗，在物理課程教學研究中滲透新課程改革的基本理念、耗散結構創(chuàng)新理論、建構主義教學理論和探究教學理論等理論成果，發(fā)展了適用于“科學探究”、“實驗探究”、“設計探究”、“習題探究”等不同領域的物理探究教學模式，詳盡分析和發(fā)展了這些物理探究教學模式的特點、應用策略和實施流程及適用領域，為課程實施和教學改革實踐積累了大量豐富的實踐案例，促成教師在實踐反思中成長，以理論和實踐為依托提升教師的全方位素養(yǎng)，并提升了課堂教學的效率，全面保證了教育教學質量。不但從根本上變革并深化了物理探究教學的水平，豐富了物理探究教學的內涵和模式，而且以物理學科課程教學改革為突破口，為最終推進學校課程改革的全面深化提供良好的

46、研究環(huán)境。為了客觀的評估研究所取得的成效，我們從以下幾個方面進行闡述。一、學生層面實踐成果通過本課題的研究和實踐，中學物理教學的三維教學目標得到很好的實現(xiàn)。學生通過自主探究和協(xié)作交流，提高了學生構建新的認知結構的效率，牢固掌握物理基礎知識和科學研究方法，訓練了學生良好的思維素質，培養(yǎng)了學生的科學探究能力和科學素養(yǎng)。同時通過讓學生經歷和體驗各種探究過程，培養(yǎng)學生科學價值觀、社會價值觀、文化價值觀，激發(fā)學生對學習物理的興趣和熱情。（一）探究教學促使學生在課題研究中取得較好的成果1運用物理“科學探究”教學模式組織學生在課外開展“投射角為多大時投射鉛球的成績最好”、“物理方法在數(shù)學中應用”等課題研究，

47、使學生經歷較高層次的完整的科學探究過程，培養(yǎng)了科學探究能力，學生撰寫的“物理方法在數(shù)學中應用”論文在數(shù)學通訊雜志上發(fā)表。2在實驗專題研究中，運用物理“實驗探究”教學模式引導學生開展“電表內阻測量”等實驗專題研究和實踐。學生通過實驗拓展探究活動，探索總結出測量電表內阻的多種方法（“半偏法”、“比較法”、“替代法”、“間接測量法”等）。3在課外實踐活動中，運用“設計探究”教學模式指導學生開展“電表改裝”等科技制作活動，自主制作出一些科技產品，使學生體驗到科技設計成果帶來的歡樂。4運用“習題探究”教學模式指導學生開展“發(fā)射近地衛(wèi)星做功問題”等理論專題的研究，學生在探究中模擬科學研究過程，相互討論，協(xié)

48、作交流，完善了認知結構，訓練了思維的深刻性和批判性。 三年內課題組教師所教的學生的物理科學素養(yǎng)和熱情得到很好的培養(yǎng)，取得了一些探究研究成果。與此同時，學生進一步學習物理的興趣和熱情得到激發(fā)和培養(yǎng)，3年內近30多名學生報考北大、科大、復旦、南大等一流重點大學物理系，并被錄取深造。 表 （1）為三年內學生考入各名牌大學物理專業(yè)的統(tǒng)計情況。 表（1）學 生錄取大學專 業(yè)時 間學 生錄取大學專 業(yè)時 間黃 云北京大學物 理孫 誠清華大學數(shù)學物理顧 杰北京大學物 理黃魏剛清華大學數(shù)學物理葉海濤北京大學物 理梁 怡清華大學數(shù)學物理吳 斌北京大學物 理王一鳴清華大學工程物理丁 超北京大學物 理應 昊中科大物

49、 理支正春北京大學物 理許 峰中科大物 理邱 衍北京大學物 理吳佳俊中科大理論力學羅 寧北京大學物 理黃龍龍中科大理論力學葉開開北京大學物 理唐 振中科大物 理周科忠北京大學物 理李鵬雄復旦大學物 理周振宇北京大學物 理余吉童復旦大學物 理柯 艇清華大學數(shù)學物理陳 健復旦大學物 理樂 星清華大學數(shù)學物理愈修超復旦大學物 理朱軍浩清華大學數(shù)學物理王 嘗南京大學物 理葉 風清華大學數(shù)學物理（二）實施探究教學模式促進了學校物理教學質量的整體提高1運用物理“科學探究”教學模式組織實施新知識教學，引導學生對新的知識進行積極、主動、有意義的構建活動，不僅提高了學生對新知識的構建效率，同時培養(yǎng)了學生科學研究

50、方法，激發(fā)了學生學習物理的興趣，打下扎實的物理基礎。2運用物理“實驗探究”探究教學模式實施整體性實驗教學，引導學生對學生實驗進行拓展性探究活動，使學生切實有效地把握了實驗原理、實驗方法和實驗技術。3運用物理“習題探究”教學模式實施物理習題教學和高考復習教學，促進了學生對原有認知進行重組，提高了物理習題教學和高考復習教學效率。鎮(zhèn)海中學物理課時在比寧波市其他一級重點中學少的前提下，課題組教師通過運用多樣化的物理探究模式實施課堂教學，教學內涵得到充分的挖掘。學生參加寧波市物理統(tǒng)考以及全國理科綜合高考，學生平均成績三個內均位列寧波市前茅，可以說實施探究教學模式確實使鎮(zhèn)海中學的物理教學向高效化邁進，促進

51、了學校物理教學質量的整體提高。（二）實施探究教學模式促進了學校個性化人才的培養(yǎng)1課題組教師運用物理“設計探究”教學模式來組織學生進行科技創(chuàng)新實踐活動，取得了較好的成績。翁晶瑩同學取得全國中學生科技創(chuàng)新優(yōu)勝獎。2運用物理“實驗探究”、物理“習題探究”探究教學模式實施物理競賽輔導教學，大大提高物理競賽輔導教學效率，學生的創(chuàng)新思維能力、實驗探究能力等得到很好的訓練和培養(yǎng)。所教的學生在近三年全國物理競賽中共獲24個浙江賽區(qū)一等獎，有5名學生參加全國物理競賽，取得1金、3銀、1銅的好成績，2人進入國家集訓隊，連續(xù)三次獲團體優(yōu)勝第一、第二、第二名，鎮(zhèn)海中學物理競賽在全省處于領先水平。表（2）是近三年學校物

52、理競賽所取得成績統(tǒng)計。 表（2）全國物理競賽（復賽）全國物理競賽（決賽）一等獎二等獎三等獎團體名次一等獎二等獎三等獎進國家集訓隊年686211年9861111年99522總數(shù)2425171312注：全國物理復賽全省每年一等獎總人數(shù)都為40人左右，每年參加全國決賽人數(shù)在5人左右。二、教師層面實踐成果（一）通過課題研究，提高了教師課堂教學水平通過課題研究和實踐，課題組全體教師深刻領會物理探究教學模式的含義，把握具體實施策略和方法，從而使物理探究教學模式能正確靈活地應用到具體的中學物理教學中去，受到物理教學界專家和老師的肯定和贊賞。課題組四位教師運用所研究的物理探究教學模式參加寧波市、鎮(zhèn)海區(qū)教學壇新秀和優(yōu)質課評比，二次獲市一等獎，一次獲省二等獎，二次獲市二等獎，五次獲區(qū)一等獎。一位教師運用“科學探究”、 “設計探究”教學模式實施參加浙江省特級教師評選，受到評委專家的好評，被評為第九屆省特級教師。表（3）是近3年物理組教師參加教學比武統(tǒng)計情況。 表（3）上課時間上課內容教學評比項目物理探究教學模式評比結果年5月簡諧運動圖象鎮(zhèn)海區(qū)教壇新秀物理“科學探究”一等獎年11月磁電式電表寧波市教壇新秀物理“設計探究”二等獎2003年5月庫侖定律省物理創(chuàng)新大賽物理“科學探究”二等獎2004年4月反沖火箭鎮(zhèn)海區(qū)教壇新秀物理“設計探