《中学物理教学中的科学探究》结题报告

《中学物理教学中的科学探究》结题报告

彭德山

2001年12月—2005年5月，我校对《中学物理教学中的科学探究》这一课题进行了专门研究和探索，已取得了一定的成绩，现总结四年研究过程和结果，报告如下：

一、课题的提出：

“决定人类命运的最重要的因素是人的素质，不仅是精英人物的素质，而是几十亿普通地球居民的平均素质”。随着21世纪的到来，人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐，人类的生存环境与生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其恰当的应用，无论社会还是个人的发展，都与全民及个人的科学素质密切相关。提高国民素质，尤其是国民的科学素质，已成为世界各国的重要战略，而提升全民科学素质的重任则落到了科学教育的肩上。

从科学教育的国际改革趋势看，世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标，即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会、科技、经济发展所必备的素质；变革对人才的培养模式，改进学习的学习方式，以便使现在的学生在未来的社会具有竞争力，如美国1996制定的《美国国家科学教育标准》中，详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。《美国国家科学教育标准》指出：“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究，培养其进行探究性思维和探究性活动的能力，包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”

物理学是人们在长期的社会生产实践中产生的一门自然科学。初中学生学习物理知识，应该是很有兴趣的，然而，物理教学由于长期受应试教育的影响，教师只注重了单纯地向学生传授知识，埋头组织大规模题海战术训练，而忽视了学科特点，学生学得枯燥无味，使学生在生理上、心理上的健康成长受到极大影响，不利于学生主体作用的发挥，不利于学生学习兴趣的长期保持，不利于学生创新精神和实践能力的培养。

2001年教育部颁发的《基础教育课程改革纲要（试行）》指出，基础教育课程改革的具体目标是“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程”。“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息，获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

正是在这样的国际、国内环境及当时教育背景下，我校在市县领导和专家的领导和指导下，于2001年12月开始《中学物理教学中的科学探究》专题实验研究活动。

二、课题的界定：

科学探究原意是指科学家用科学的方法探求事物的本质和规律的科研活动，由于学生运用科学方法探究式学习活动与科学家的科学探究活动在本质上有许多相似之处，因此便把学生的探究式学习活动也称做科学探究，这样我们便把中学物理教学中的科学探究理解为：在老师的指导下，学生运用科学方法探究式学习的教学活动。具体来说就是：在教师的指导和帮助下，让学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学思想和精神的一种教学方式。

在科学探究教学中，学生虽然也要经历科学探究的基本过程，运用科学探究的方法和思维方式去“发现新知”，但与科学家的科学探究还是有区别的。一是科学家探究的问题结论是未知的，学生探究的问题结论对学生自己虽然是未知的，但相对人类整体而言却是已知的。二是科学家科学探究的目的是发现真理或创造出具有社会意义和价值的新产品，而学生的科学探究基本目的是培养学生创新素质，强调探究过程对学生个体发展的意义。三是科学家的科

学探究一般要经历复杂、曲折、甚至是漫长的过程，而学生的科学探究过程则是根据教学需要精心设计和组织的，它对实际的探究过程进行了筛选和重组，成为适合学生探究学习的典型化、简约化了的活动过程；四是科学家在科学探究过程中是完全独立的主体，而学生由于受其自身知识基础，能力发展水平和身心发展不成熟的制约，使得他们还不能成为完全独立的探究主体，学生的探究活动还需要在教师的指导和帮助下才能顺利进行。

科学探究过程包括以下要素：

提出问题

猜想与假设

制定计划与设计实验

进行实验和收集证据

分析与论证

评估

交流与合作

三、课题构建的理论依据

皮亚杰的教育思想。皮亚杰根据自己的研究提出：“知识源于行动和认识发生于主体和客体之间相互作用”的观点。他认为教育应大力发展学生的主动性，学生的学习必须是一个主动的过程，教师应当注重“自我发现法”，只有学生自我发现的东西才能被同化，强调让学生在主动中学习是学习的最高原则，只有学生自主地参与各种活动，给以合理的证实与否定，才能获得真正的知识。

布鲁诺“发现法”的教育思想。他认为发现不限于寻求人类尚未知道的事物，确切地说它包括用头脑亲自获取知识的一切形式。他主张在教学的过程中，学生在教师的指导下围绕一定的问题根据教师和教材提供的材料，通过积极的思维活动，亲自探究和主动研究，使自己成为“发现者”。他要求教师培养学生的直觉思维，强调学生大胆猜测，要用直觉思维去感知问题的情景，从而“顿悟”解决问题。

人类大脑遗忘率规律。美国科学家曾对人的大脑遗忘率进行了统计，结果发现以下各种学习方式的遗忘率分别为：阅读90%，听课80%，应用70%，看电影60%，看展览50%，讨论30%，讲话30%，自己动手做10%，研究性学习5%，由此看来，带着问题进行探究性学习是一种终身难忘的教学。

初中学生学习的思维的特点和能力层次。初中阶段学生具体的形象思维还占据一定的地位，逻辑思维仅具有一定的经验性，思维品质处于矛盾交错的发展时期。尤其是独立性、批判性的发展显著，但看问题只顾部分而忽略本质，容易片面化和表面化。而探究性实验活动从形象思维出发，通过学生独立活动和思考从而发展学生认识问题本质的能力。

四、课题研究的原则：

主体性原则：注重学生个性特长的发展，体现“以学生的发展为本”的课改宗旨。

发展性原则：使学生在掌握知识技能的基础上，智力和非智力因素都得到协调发展和共同提高，将着眼点放在学生的认知能力、学习心理和知识结构等发展上。

开放性原则：为学生求异思维的发展提供全方位开放的环境，包括学生的学习空间、研究时间、课题内容资源、学习的组织形式等都呈开放的势态。

五、课题研究的目标：

让学生通过实验活动感受物理学之类，体验科学探究的乐趣，感受成功的喜悦，激发学生学习物理的兴趣。

培养学生关于发现问题，提出问题的能力和勇于探索的精神，敢于创新实践的能力。

培养学生敏锐的观察能力，培养学生实际动手操作能力，培养学生不折不绕敢于克服困难的意志力以及实事求是的科学态度。