开题《高中生物探究性实验教学研究》

第一篇：开题《高中生物探究性实验教学研究》

《高中生物探究性实验教学研究》

研究报告

郝艳芝 刘阳 郭继平贺翠琴 赵艳萍

【摘要】：探究性学习在高中生物教学中具有重要的意义。通过探究性学习在高中生物教学中的有效实施，可以培养学生的创新意识和实践能力，激发学生的潜能，使学生在获得新知的同时，得到全面发展。本文结合探究性学习的理论依据和特点，分析了当前在高中生物教学中实施探究性学习所存在的问题，并阐述了有效实施高中生物探究性学习的策略，以期达到提高教学效率、增强学生自主学习能力的目标。

【关键词】探究性学习；高中生物实验教学；策略研究

一、生物实验课教学现状分析

实验课教学是生物教学的重要组成部分，是培养学生动手能力、创新能力、创新意识的基本途径。我们通过调查，发现生物实验教学实际状况是：学生动手能力不强、创新意识缺乏，对实验设计、方法、步骤是知其然、不知其所以然。耐人寻味的是，一些学生对实验结果对答如流，实验操作却不尽如人意，而后者的培养正是实验课应完成的主要任务。造成以上状况的原因何在?长期以来，中学生物实验教学质量不高一直困扰着人们，应当说影响实验教学质量的因素很多。如实验室，实验仪器设备，实验材料等硬件设施，也有的人说是受考试不考的影响。但这都不是根本的原因。根本原因是主观因素，包括实验教学观念、教学方式、实验教学的安排、管理和实验教学评价。(一)实验教学观念不适应素质教育思想

1、实验教学观念主要指教师对实验教学意义、目标的认识，教师在实验教学中角色扮演的理解。

2、实验教学的重要意义是不言而喻的，但仍有相当一部分人把实验课看成是理论课的补充。这在某些教师对实验教学目标定位中显得较明显。生物实验教学应当完成哪些目标对教师而言应当是非常明确的，但现实却不是这样。从现有的初、高中生物教学大纲看，教学目的要求一项没有把实验教学单独列出，因此，教师对实验教学目的理解也不尽相同。在我们调查的187名中学生物教师中，133人认为实验教学目的是巩固理论知识、培养技能和能力，其中83%的人承认在实 1 际教学中目标的完成也正是按以上排序进行的。有27%的人认为除了完成以上教学目的外还应培养学生良好的科学实验习惯和态度。仅有1.7%的人提到在实际教学中注意培养学生的创新意识和创新精神。从这一目标定位结果看，实验教学仅被看做是一种辅助性教学，在知识和能力培养目标中，侧重于知识，在思维能力与动手能力的培养中，侧重于思维能力。这种把两者人为地割裂的目标定位造成目前实验教学状况——重实验结果、轻实验过程，重知识巩固、轻能力培养。

3、教师在实验中应处于何种地位、应完成哪些任务呢?绝大多数教师认为教师应是管理者。管什么?管纪律。实验课最难的，也是令教师最头痛的就是学生的管理。他们认为纪律管好了，实验课就成功了一半。可见实验教学组织管理在教师心目中是多么的重要。因此，在实验课上，教师们不惜花费大量时间、精力去维持纪律，要求学生正襟危坐，不让动手别动手，让你怎么做就怎么做。可是，正是这种束缚扼杀了学生的尝试欲望，使得学生们服从意识有余、创新思想不足。(二)教学方式机械、僵化

以上认识上的误区导致了教学方式上的偏差。在我们这次调查中发现，无论是验证性实验，还是获取新知识实验，其实验教学环节几乎是相同的，即学生模仿教师的演示或照着黑板的步骤按部就班地进行操作。操作结束后，教师提出有关实验结果性问题让学生思考。这一教学方式又被称为操作模仿式，在生物实验教学中已运用多年，好处是利于学生掌握实验步骤，教师易管理，但其弊端也是显而易见的。主要有二点：

其一，动手与动脑环节的脱离。由于学生是按指定的步骤要求进行实验，而教师让学生思考的问题又是与实验过程无关，因此学生在动手实验时无需动脑思考，动脑时又无需动手。这种动手与动脑的分离使得能力的培养流于形式。动手能力的培养是实验教学的一个重要内容，但这并不意味着动手时不需动脑。“不动脑”的记忆是机械记忆，同样“不动脑”的“动手”也仅是机械性操作而已，根本谈不上能力的培养。

其二，学生在实验中被动成分大于主动。实验材料、实验用具的选择是教师事先安排好的，实验时间和实验步骤的实施是按教师指令进行的，学生做实验仅凭好动的天性，既没有时间、机会去思考或询问为什么要这样而不是那样，也不能去尝试。长此以往，将使学生养成不思进取、人云亦云的不良习性，不利于学 2 生创新意识、求实、求真品格和科学精神的培养。其三，由于动脑思考的问题与动手无直接关系，就造成生物实验教学注重实验结果，忽视实验过程，实验操作过程经常被作为教学中的点缀，其实质是为理论课服务的。然而实验能力、实验方法、态度主要就体现在实验过程中。(三)实验教学安排、管理不合理

实验课与理论课一样都是大班上课，五六十人在一起做实验，人多、空间小，往往是三四个学生做一个实验，看的多、做的少。由于人多，教师只能是走马观花地指导实验，经常是学生还没明白怎么回事，就该下课了。一次实验课下来，教师累得够呛，学生还没学到什么，实验效率很低；而另一方面，实验室利用率却很低，大都闲置着。我们调查的学校都有单独的生物实验室，但平均利用率仅为9.2%(按每学期17周、每周35学时计算)，利用率如此之低很是惊人。实验安排不当也直接影响了实验教学方法的改革。(四)实验教学评价方法单一

教学评价在教学中主要起反馈作用。它是教学手段而不是教学目的。实验评价不仅支配着教师采用何种教学模式、教学方法和教学方向，也制约着学生的实验动机、实验态度和进行实验所采取的策略，它已成为影响实验教学实效的重要因素。目前，中学实验评价一般采取两种方式：

一是书面形式，为了考核学生对实验结果或要证实的理论的掌握；二是操作观察，为了考核学生的实验技能。在调查中，我们发现书面形式的考核被多数教师认可，因为它简便、省时，但其局限性也是显而易见的，无论在形式上如何改进、在内容上如何调整，它都不能全面反映出学生的能力水平和实验态度、习惯，这就造成学生做与不做实验得到的评价差异不大，这种单一的考核极易养成学生投机取巧、不踏踏实实做实验的坏习惯；而实验操作评价往往是突击性的，为了应付上面检查，学生们反复机械地训练操作技能，很难谈到促进学生能力的发展。以上各因素直接把生物实验教学逼入困境，使生物实验教学始终处于低效运行状态。二．课题界定

综观生物实验教学，其实验目的大多数在一个设计完整的实验框架范围内重复前人验证的结果，实验的结果都或多或少在设计者的预料之中，学生的思维和 3 科学素养表现的机会很少。另一方面验证性实验对新知识本身蕴涵的潜在意义，以及新知识的组织与呈现方式挖掘不够，对学生的情感调动不够充分。而探究性实验教学以实验为载体，探究科学结论和发展的过程，是在教师的指导下，学生运用已有的知识和技能，通过实验亲自发现问题、探究问题和解决问题的过程。

探究实验的特点要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式，打破“明确目的──掌握操作步骤──验证结论”的模式，采用“问题──假设──实验探究──得出结论”的探究性实验教学新模式，以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，实现结果和过程的并重，更好地培养学生的科学素养。

2002年9月，我县（府谷中学）参加了全县的教改实验，开始使用新教材。为了加深对《标准》倡导的探究性学习的理解，从而更加自觉地进行探究性学习，我们以一节生物实验课为例，进行了生物实验课探究性学习效果的研究。

三、课题研究的目标、意义

1、课题的研究目标

随着我国基础教育课程改革由试点地区逐渐向更广大地区的有序推进，新课程实施过程中如何加强实验教学，如何利用可利用的课程资源，利用教材优势，使学生的实验学习和研究过程更加丰富多彩，使学生的认知水平、研究水平得到发展称为重要研究课题。探究性实验教学与传统的实验教学模式有哪些优越性？这是在新课程改革过程中最为迫切研究和解决的问题，也可为广大教师进行适宜操作的探究教学模式的依据之一。

2、课题研究的意义

通过探究性实验教学的效果研究，将为探究性实验学习在生物新课程教学中运用的理论建设和实践操作提供有价值的经验，使生物实验教学在促进学生获得知识、提高能力，落实培养学生的创新意识和创造能力等方面取得重要突破，有力推动中学生物课程改革不断深入。

通过探究性实验教学的效果研究，将有助于采用探究的方式主动建构知识，并在建构的过程中感悟科学方法, 学会实验探究的思维与方法，并将这种思维和方法运用于学习中，实现学习角色的正确定位和学习方式的改变，并能丰富情感体验，提高科学素养，对其谋求生存和发展，提高生活质量起到久远的作用。

通过探究性实验教学的效果研究和实验，有利于中学生物教师思考和接受新课程理念；也有利于中学生物教师从接受新课程教育理念向实施教育行为进行转化；同时也有利于地方中学的生物教师因地制宜、创造性的开展探究性实验教学。

四、课题研究的理论依据：

探究性学习是倡导学生自主参与的探究式学习方式，使学生在掌握知识的同时培养创新精神和实践能力。它作为一种新的教学理念，注重学生各种潜能的发挥和创新能力的发展，通过发现问题、调查研究、表达与交流等探究性活动，让学生在参与体验科学研究的活动中，培养学生创新意识和实践能力，能培养学生的科学的思维品质，改变了学生被动接受、大量反复训练的填鸭式学习方式，从而激发学生学习的兴趣，让学生在探究问题的活动中学习了知识，养成探索世界奥妙的积极态度。

有测验表明，在实施高中生物探究性学习之后，部分学生学习效率不高，学习成绩明显下降。这是因为，对于少数喜爱生物学科的学生来说，进行探究性学习有助于他们思考问题，提高学习兴趣，促进其生物学科学习成绩的提高；而对于许多学习上不肯主动思考的学生来说，在探究活动中他们只做旁观者“跟着玩”，在整个活动过程中学不到真东西。如果没有良好的学习策略引导，那么新课程理念下的学生学习的两极分化现象可能会越来越严重。

学生是探究性学习活动的主体，在整个探究性学习的应用过程中，教师应该重视导引的设计，向学生提供帮助和支持，让学生亲身经历探究过程，体验感受探究过程，在实践中创新。探究性学习的导引设计，必须引起学生对学习内容的探究兴趣，同时符合学科的特点及教材自身的性质。探究性学习对学生的自主性程度要求比较高，在实际的教学工作中可以从已知的生物事实材料出发，遵循引导、合作、自主、创新的发展过程，创设铺垫型问题情境，使学生能从问题出发，引发学生积极独立地思考，主动投入学习，从而为不同层次的学生提供广阔的思维空间。

生物学实验不仅能提高学生的生物科学素养，还能引导学生进行探究式学习，有利于培养学生的观察能力、思维能力和实践动手能力。高中学生有一定实验技能，实验基础知识的积累，因此可以采用探究性的学习方式进行生物学实验。教师应该尽可能把能让学生做的实验都让他们动手去做，使他们融入实验中，5 成为实验真正的主人。在具体的实践中，可以让学生按照教材所提供的生物学实验主题，根据多种思路和方案自行设计、组织和展开实验，并在此过程中充分培养学生的主体精神，使他们掌握科学研究的程序和方法，提高了从事科学研究的能力。如根据“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验，教师可以在学生已经了解掌握了渗透作用的原理和实验等基础知识的前提下，通过提出问题，引导学生设计实验方案，学习洋葱鲜叶片表皮细胞的细胞液浓度的大小，使学生更好地掌握植物渗透吸水原理，从而得出实验结论并总结出植物细胞吸水与失水的规律。由于在教学的全过程中，学生对实验的现象和结果是未知的，学生便在学习的过程充分体验了探究未知的乐趣。通过对资料的分析思考和实验方案的设计，学生不仅学习了植物细胞的质壁分离及复原，还同时学习了有关科学实验研究的方法，进一步理解、掌握了课本知识。

五、课题研究的主要方法

在课题的研究过程中，我们主要采用以下研究方法：

（1）实验法：课题小组成员对课题分别进行试验研究，组织课题小组教师开展各种教研活动，在活动中搜集资料进行分析和综合，及时提炼经验、摸索规律。设置实验班与对照班，对照研究，分析试验结果撰写实验报告。

（2）行动研究法：在重视理论指导的基础上，强调实践和探索，边学习，边实践，及时提炼经验、摸索规律。

（3）经验总结法：在研究中不断总结已有经验，及时修正研究中出现的问题，修正研究方案，深入开展课题研究，将感性认识阶段的经验上升到理性认识阶段，并指导课题研究。

（4）调查法：在课题研究过程中，通过书面调查和口头调查（主要）等方法，根据课题研究的要求，设计问卷或考查卷或根据事先拟定好的问题向学生口头提问，了解学生学习生物的兴趣、家长对该课题所持的态度以及了解程度，有效搜集资料，加以分析处理和研究。

在自然状态下，不增加课时，不加班加点，对平行班中的实验班与对照班进行实践研究。

六、预期成果：

1．整理出一系列关于探究性实验的教学案例；

2．总结出一套符合我校实际的关于生物探究性实验教学的一般模式； 3．总结出一系列富有成效的指导学生进行探究性实验的策略； 4．总结出比较可行的关于探究性实验的检测和评价方案；

5．在探究性实验教学理论上有所创建，将探究性实验教学与研究性学习有机结合。

七、课题研究的实施步骤：

本课题的研究自2012年8月开始经历调研、初步实施及反馈、课题总结三个阶段：

1、前期调查阶段：（2012年8月）通过问卷调查、座谈会等形式，调查本校不同年级、不同班级，以及不同类型学生的学习状况和能力水平。

2、实施阶段：（2012年9月-2013年5月）选择府中学生作为试验样本，2012年9月-12月进行初步实验，把计划在4个实验班中试验，2013年1月-5月反思改进。

3、课题总结：（2013年6月-今）参照高考成绩，对比三次调研情况进行总结。

课题研究过程是我们对教育科研工作的理解由模糊到逐渐清晰的过程，也是我们对探究性生物实验设计与研究不断反思和升华的过程。八．小组名单

郝艳芝 刘阳 郭继平贺翠琴 赵艳萍

第二篇：小学科学探究性实验教学研究

小学科学探究性实验教学研究

摘要： “科学学习要以探究性学习为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径”。科学教学就是指导学生象科学家那样去探索大自然中的奥秘。它与科学家所经历的科学活动极其相似，都要经历提出问题、做出猜想和假设、制订研究计划、通过观察实验制作、查阅资料、搜集证据、进行解释、得出结论、并用语言文字交流等。探究性学习即从学科领域或实现社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设一种类似于学术(或科学)研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探究活动，获得知识、技能、情感与态度的发展。没有科学探究的过程就不可能有学生科学素养的提高。关键字：科学探究；实验教学；学术；创新

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，小学科学是一门以观察、实验为基础的自然学科，实验教学无疑是科学学科的关键所在，在实验教学中培养学生的创新精神和实验能力，以学生为主体，探究为核心，激发学生独立思考能力，探究为核心，激发学生独立思考能力，激活学生创新性思维，如何在科学课中搞好探究性实验教学？谈一些自己在实验教学中的做法。

一、创设情景，激发学生的探究兴趣

小学生的兴趣与爱好，对于人的一生都有深远的影响，小学科学探究性教学是引导儿童热爱科学的有效途径，小学生本来就好奇好动，这些实验对他们最具有吸引力和凝聚力。例如在教三年级科学下册12课《让灯亮起来》，课堂上要做的第一个实验，用导线连接电路，叫小灯泡亮起来，为了一开始就激发学生对该实验的兴趣我就给学生打谜语“世上千万家，都有这种瓜，两根藤儿牵，夜夜开新花”给同学们猜，同学们各种意见交流、启发、磨石、碰撞，最后绝大多数同学都举起手，异口同声地说是“电灯”。这个谜语既唤起了学生对黑夜中明灯的回忆，又点出灯的特点是“两根藤儿牵”为下面做起着提示作用。两根藤儿向何处牵，灯才亮呢？然后利用多媒体演示电灯发光、台灯发光、受电发光、节日彩灯发光、交通信号灯发光-------我们生活中有各种电灯，灯可以照明，可以

使我们的夜晚变得绚丽多彩，利用多媒体演示实验材料，同学们你能利用上面的实验材料使小灯泡亮起来吗？能有几种方法，怎样联不发光？现在同学们开始做，同学们都兴致勃勃，动手做起了实验，这样既活跃了气氛，又增加了同学们自由探究的空间，并且有利于培养学生的逆向思维能力。

二、培养学生类比和推理科学探究方法，培养学生创新技能

在讲三年级科学上册《认识空气》中，我采用类比和推理的科学探究方法，收到了很好的效果，我们的生活中，每时每刻都离不开空气和水，同学们学习了水的性质以后，发挥你们视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉作用，空气有什么性质？通过同学们类比和推理的方法找出空气和水的相同点：没有颜色、没有气味、没有味道，无形状透明的。既然水有一定的体积，占据空间，那么空气也和水一样占据空间吗？给学生造成一个悬念，你用什么证明空气占据空间，请同学们自己设计，选择多种方法，验证自己的猜想。有疑难的问题教师帮着同学们自己解决。提醒同学们做实验时注意安全。

同学们的积极性被调动起来，第一种方法把注射器活塞拉到针筒中间，用左手食指堵住针状的小孔，将针筒知立，活塞上放一个重物，活塞还是落不下来。说明针筒里的空气占据空间，松开左手食指活塞便落下来。第二种方法，用带胶塞的漏斗塞住锥形烧瓶的瓶口，往漏斗里倒水，水流不进烧瓶里内，说明空气占据烧瓶内的空间，如果将胶塞与瓶口松动一下，水便流进烧瓶里。第三种方法把第一个小眼药瓶尾部开一个小孔，把第二个小眼药瓶的颈口插在第一个小孔里，用密封胶密封，第一个小眼药颈口用帽盖住，第二个小眼药瓶底部剪开，把水倒入，水流不进第一个小眼药里，说明第一个瓶内空气占据空间，去掉帽，上面瓶中的水立即流下。第四种方法把粉笔，碎砖块投进盛水的水槽内，看到气泡分别从这些物体里冒出来，说明物体的空隙也充满空间，占据着体积。第五种方法玻璃杯下部用木棒固定好一团卫生纸，杯口向下压入有水的水槽内，再把杯子提出来检查，卫生纸没有湿润，说明杯内有空气并且占据空间，将玻璃杯在水中慢慢倾斜，有气泡从杯口冒出，杯内卫生纸湿润。第六种方法，把空塑料瓶拧盖，伸入装满水的水槽内，在水中把盖拧开，把玻璃杯装满水倒放水中，把塑料瓶瓶口对准倒置玻璃杯，挤压塑料瓶，把塑料瓶中的空气挤到玻璃杯内，玻璃杯中的水被挤出来，变成一个空杯子说明塑料瓶空气转移到玻璃杯里，并且占据空间，为

以后排水集气法收集氧气埋下了伏笔。同学们利用六种方法证明占据空间并且很顺利地完成了试验报告单，通过这次探究试验，使他们直接感受和体验到科学试验的乐趣，增强了学生探究兴趣和创造兴趣，培养了学生的探究意识，培养了学生的创新技能，为以后的试验教学做好铺垫。

三、培养学生科学观察的方法，用“差异法”进行科学探究实验。

在讲三年级科学上册《蚯蚓》一课时，采用感官和工具认识蚯蚓，用“差异法”引导学生独立设计实验，研究蚯蚓喜爱的环境，使科学探究训练，方法训练与知识情感的培养有机融为一体。

在教学中，我充分放手，让学生人人观察，人人动手，独立设计实验，鼓励学生用不同的方法验证蚯蚓生活的环境。在研究之前，让学生做出研究计划，包括怎样研究，用哪些工具观察，怎样分工等。首先把准备好的蚯蚓放在垫有白纸的钳子解剖盘内，借助我们感官看到蚯蚓的外形是圆筒形，一环一环的，还有一个大环，头离大环较近的一端，颜色是棕红色，有的地方较浅。用湿手沿蚯蚓腹面触摸，有粗糙感，指导学生说出这是刚毛。用放大镜观察蚯蚓前端，背面、腹面、辩认口、肛门、环节、体节，提醒学生怎样测量处于盘曲状态的蚯蚓的长度？先用线绳比着蚯蚓身体盘一下，再量线绳的长度就是蚯蚓长，蚯蚓长度是4厘米，然后把蚯蚓放在平滑的玻璃的上和粗糙的纸上，发现光滑玻璃上蚯蚓不能向前移动，把蚯蚓放在粗糙的纸上，能缓缓的向前运动。用放大镜观察发现，蚯蚓依靠环肌和纵肌的交替舒缩以及体表刚毛的配合进行运动。那么蚯蚓喜欢生活在什么样的环境中？大胆猜想，利用“差异法”引导学生实验。

实验1：找一个纸盒，把里面涂黑，盒一端用铁钉戳几孔，在纸盒里铺一张塑料薄膜，再铺一张潮湿的吸水纸，把几条蚯蚓放入盒里。盖上盒盖，让阳光从小孔一端射进盒内，使盒子这端最亮，并从这端向另一端逐渐变暗。过了几分钟，打开盒盖观察，蚯蚓都爬到没有阳光的地方，说明蚯蚓喜欢黑暗的环境。

实验2：在桌上摊一张纸，从内到外把干沙、湿沙、干土、湿土搓成约2厘米厚的四个同心圆环，把蚯蚓放到圆环中心，观察蚯蚓的活动情况。发现蚯蚓在湿沙，湿土前徘徊时间较长，最后爬到湿土层，呆在那里不爬了，说明蚯蚓喜欢潮湿的环境。

提醒学生不能把一次实验现象就当作结论，要重复进行实验才能得出可靠的结论。最后按教材的提示写出观察报告。并进行小组交流汇报，课后组织学生把观察过蚯蚓放回大自然。因为蚯蚓是人类的朋友，是“耕田能手”，是“制造肥料的工厂”，也是“处理垃圾的能手”。蚯蚓同进是传统的中药，名曰“地龙”，有清热定惊，清肺平喘，引经通络的功效。所以我们保护蚯蚓，保护动物，热爱大自然。

四、运用科学探究的结论，解决生活中的实际问题。

在学习了《让瘪的乒乓球鼓起来》一课后，我给同学们讲了两个有趣的故事。第一个：世界上有一座著名的建筑物，是法国巴黎的艾菲尔铁塔，塔高300米，就是这座铁塔，一年之内要变化12厘米，是什么魔力使铁塔变化12厘米？一个同学站起来回答，铁塔在夏天温度高，铁塔要膨胀变长，在冬季，温度低，铁塔要收缩变短，夏天铁塔比冬天长12厘米，所以在修铁塔时，地基一定要牢固。第二个：1852年英国铺设了第一条铁路，为了铁轨牢固，政府下令把一根根钢轨焊在一起，整条铁路没有缝隙，结果这种铁轨到了夏天变得七扭八歪，左右弯曲，甚至有的地方向上拱起，到了冬季钢轨发生断裂，是什么魔力使用权钢轨弯曲、拱起、断裂？另一个同学站起来回答，钢轨在夏天时温度高，钢轨要膨胀变长，在冬季时，温度低，钢轨要收缩变短，所以我们在修铁路进，铁轨之间一定要留有缝隙。让同学们解释烧开水时为什么不能把水灌得太满？煮鸡蛋熟后，往往把鸡蛋放入冷水中浸一浸，为什么？温度计的测温原理，墨水瓶盖拧得太紧，转不开，怎么办？

同学们能运用自己探究获取的知识去认识和解释生活中的现象，解决实际问题，是我们科学教学的目的之一，也是学生创新能力的自我展现。

五、留下悬念，保证科学探究持久发展。

科学研究有许多终点，但没有一个真正的终极，当学生的科学探究欲望被激发时，才最有创造力，教师要善于挖掘科学课中改革创新因素，引导学生由兴趣向志趣的转变，教师应采取留下悬念，激发学生的求知欲望，使学生积极主动地扩大和延伸探究范围，激发学生的发散思维。在学习《无限宇宙》一课后，我启发学生，人类移居太空不再是虚无缥缈的幻想，人类大规模移居太空已为期不远，飞出地球去，天上有人间。同学们对“天上有人间”产生浓厚的兴趣。同学们设

想制造了各种先进飞行器，能重复使用。性能安全速度极快，机动性能良好的航天飞机，环保安全的太阳能宇宙飞船，能和光速媲美的宇宙飞碟，在太空建立发电厂、工厂、宾馆、农场、加油站、太空城市等。通过引发学生创新设想，保证科学探究永久向前发展。

参考文献：

1.《中小学科学课程标准》

2.《中小学科学课程标准解读》

备注信息：

作者姓名：徐川论文学科：小学科学 职务或职称：小语一级联系电话：*** 工作单位：綦江县乐兴中心校电子邮箱：xdc023@126.com 地址：綦江县乐兴街村邮编：401428

第三篇：高中生物探究性实验实施的对策

高中生物探究性实验实施的对策

增城市荔城中学

陈捷花

摘要：探究性实验是高中生物新课改的一个主要方面, 但在实施的过程中却面临着种种困难。本文对高中生物探究性实验难以实施的原因作一分析，尝试从推进新课标教材改革、教师更新观念和提高专业素养以及通过各种途径提高学生的实验探究能力等几方面探讨高中生物探究性实验实施的对策。

关键词：高中生物 探究性实验 对策

生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学的发展和教学都离不开实验。首先，观察、操作、实验探究能力是生物学教学的重要目标之一；其次，生物学实验可以帮助学生理解所学的知识，并获得对生物学事实更加具体和明确的认识，培养和锻炼他们的思维能力、综合观察能力和动手能力，以及培养他们实事求是的科学态度；再者，生物学实验还可以极大地激发学生学习生物学的兴趣，有利于生物课的整体教学。因此，实验教学既是生物学教学的重要内容，又是一种有效的教学手段，更是培养学生科学素质的重要环节。

当前, 探究性学习已成为课程改革的研究热点以及新课程理念在中学课堂教学中的切入点。虽然各地的高中生物教师都在积极地帮助开展学生们的探究性实验的学习，但在实践过程中却面临着各种困难。本文对探究性实验难以开展的原因进行分析，探讨相应的解决对策。

1高中生物教学中开展探究性学习的现状 1.1 知识性教学量过大

许多教师认为, 目前高中生物教学任务重,教材中的知识点密集, 课时有限, 仅知识内容的教学就占用了绝大部分的教学时间, 因此难以有足够的时间来实施探究活动和探究性学习。在教学大纲中，讲课课时与实验活动课时的分配比例应为5: 1。但实际上, 多数高中生物教师把绝大部分的课时都用于讲授知识,而实验及探究活动课时却并没有达到要求。

1.2 教师的角色定位不准确

多数引导学生进行探究性学习的教师对自身的角色定位不准确，他们仍把探 究性实验当作为传统的课堂，对学生实施“填鸭式教学”。对于学习主动、积极的学生而言, 进行探究性学习有助于帮助他们思考问题, 提高其学习的兴趣, 促进生物学成绩的提高；而对于缺乏主动性和积极性的学生而言, 在探究活动中他们往往只做旁观者“跟着玩”, 在整个活动过程中收获甚微。

1.3 实验条件不完善

实验设备是开展探究性实验的物质基础, 但部分学校的实验设备较差，有些学校甚至连显微镜等基本的实验设备都没有配备好,长期存在着在黑板上画实验、讲实验的现象，有些中学的生物实验室长期处于空白状态，因此连课标要求必做的验证类实验也无法保证。另一方面,有些学校没有专业的实验员,对学生的实验不能给予恰当正确的指导。

1.4 学生知识经验不足，提出问题能力差

正如爱因斯坦所说：“提出一个问题，往往比解决一个问题更为重要”。在实验教学中实施探究学习要求学习者必须具备一定的知识经验，才能在教师的引导下以强烈的问题意识去寻找解决问题的线索，才能做出合适的假设，并展开积极的探究。如果学生知识基础太差或缺乏问题意识则难以提出问题，使探究难以进行。实施对策

2.1 尽快推进新课标教材改革

现行的高中生物教材的知识点还是较为密集，留给学生探究和思考的时间较少，因此大部分的教师还是通过讲授来提高教学效率。探究性学习不一定事事进行实验和课外探究性实践活动。在教学任务非常繁重、课时非常紧张的情况下，可以充分挖掘课标的已有资源，开展课堂探究性学习，让教材中的学习内容通过探究途径获得，探究性的实验才能有效合理的进行。例如，在学习必修2第5章第2节《染色体变异》这一节内容时，老师首先提供以下情境：三倍体无籽西瓜的培育周期长、育种工作极其复杂，这在很大程度上制约了无籽西瓜的推广种植。接着引导学生根据学习过的知识发挥想象，提出可以通过扦插、嫁接、植物组织培养等方法解决这个难题。最后老师引导学生把设想转变为创新性的探究实验活动，让学生自己设计实验方案，利用学校的生物园和实验室，亲自动手实践，验证设想的可行性，并鼓励和指导学生撰写相关的小论文。通过这样能很好地把教材中的学习内容与探究性的实验有效结合进行，有效地实现探究性学习最重要的价值取向，即促进学生学习方式的改变，使其主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度。

2.2 教师要更新观念和提高专业素养

过去的教学较多采用“满堂灌”传统模式，以教师的讲为主,把生物教成了“死”物。学生学习的主动性、参与性、创造性受抑制，得不到发挥。要改变这种状况，关键在于教师在课堂教学中要与时俱进，解放思想，坚持不断更新教育教学观念，用素质教育的观念来理解和指导新课程教学工作的全面开展。

培训和现场指导有利于帮助高中生物教师较快地熟悉高中生物课程标准的要求, 逐步打破传统教学方式的桎梏, 采取探究式教学等新型方式授课。这种改变对于许多高中生物教师是困难的, 并不是仅仅上几次培训课就可以解决问题的, 必须跟踪指导, 摸索经验, 提高教师引导学生开展探究性学习的能力。只有让教师感受到新的教学方式的优越性,这种新的教学方式才能真正得到推广。

2.3 通过各种途径提高学生的实验探究能力

2.3.1 普及学生的生物学实验基础知识，培养学生基本的实验技能

在生物实验中让学生熟悉实验的基本功,如低倍、高倍显微镜的使用,装片的制作等是生物实验的基本技能,尤其是显微镜的使用,直接关系到实验的成败,实验顺利的进行与实验者的基本技能和对仪器的使用原理的了解是分不开的。例如，在显微镜的操作实验中，学生对低倍镜和高倍镜的选择常常不能根据观察对象的特点和观察的目的进行合理的选择来使用，总是一上来就用高倍镜，认为高倍镜比低倍镜观察得清楚。这种操作不合理性，正是由于学生不了解显微镜的基本原理，不了解高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所看到的实际面积小，即视野小。低倍镜所看到的面积大，适宜观察材料的整体结构，以及寻找观察目标。只要学生了解了这些基本原理，才能正确选用低、高倍镜。由低倍镜换高倍镜时，如果图像不太清晰，只需调节细准焦螺旋，就可以看清图象了。至此学生只有了解了上述的基本原理和操作方法，才能正确使用高倍镜。教师要善于把实验仪器使用原理讲清楚，这有助于提高学生使用它们的能力。

2.3.2 重视培养学生对实验探究的兴趣与素养

在实验中，经常存在着重视对实验最后结果的记录，而轻视对实验过程中间出现某些现象的分析，重视实验结果而不重视分析结果，重视对成功实验的肯定，而不重视对实验中的失败查找原因等现象。这不利于学生实验能力的提高，也不利于其科学探究素养的形成。这需要教师的引导和创设实验探究的氛围，使学生的创造力得到充分的自由发挥。良好的兴趣能让学生更加积极主动的进行探究活动。如“叶绿体中色素的提取与分离”实验，老师要求改为探究性实验，让他们思考哪些操作步骤可以改进?有的学生将滤纸条变为圆形滤纸，正中央用绵线与滤液相连，滤液细线是围绕中心的一个小圆。学生见到慢慢扩大的而且分散开的几个圆则兴奋不已。有的学生想到在滤纸用滤液画一个可爱的笑脸，纸层析后会是怎样？更妙的是，有的同学甚至不用滤纸而改用粉笔，将纸层析法改成粉笔层析法，简单易行。这些方案的设计都体现了学生的创新精神，锻炼了学生的实验探究能力和实际操作能力。这样不但激发了学生的兴趣及求知欲望，还培养了学生的分析能力，为顺利进行探究实验做好成功的铺垫。

2.3.3 日常课堂教学中善于培养学生的问题意识与提问能力

问题是思维运演的动力和催化剂，教学中若不能提出富有吸引力和挑战性的问题，学生能够就不会形成强烈的问题意识，也就不会有认识的冲动性和思维的积极性，探究学习也就无从展开。因此“问题”是探究教学的关键和核心。目前高中生物知识内容的教学占用了绝大部分的教学时间，要有足够的时间进行独立的探究活动和实验显得有些奢侈。对学生探究性能力的培养不仅可以在实验中实现，在平时的课堂教学中也可有意识的培养学生的问题意识与提问能力，初步形成科学探究的思维与习惯。

例如在学习《物质跨膜运输的实例》这一节时，教师可以提问学生：“在家包饺子时，我们经常把白菜剁碎做馅，放盐之后会出现什么现象呢？”学生可以分组讨论，得出“有水分渗出”的结论。针对学生的讨论结果，教师继续提出第二个问题:“为什么白菜放盐之后会有水渗出”，根据日常生活体验和已有的生物学知识，学生自然会想到是植物细胞中的水分流出来。教师可以追问：“为什么放盐后植物细胞会流出水来呢，流出水后的植物细胞又会发生怎样的变化呢？”针对这一连串的问题学生会感到很棘手，刺激了他们的求知欲望，同时也 促使他们主动去思考。教师这时帮助学生拓展思维，指出成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。最后，教师给出最终问题：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同构成了原生质层，而水分进出细胞则要通过原生质层，那么原生质层在这里起到什么作用呢？讨论至此，学生对植物细胞遇到盐后会流出水来的现象归纳出一种可能的解释，进而形成一种假说：“原生质层相当于一层半透膜。”对于这一点的验证可以让学生自己设计实验，最终得到实验设计思路，形成一致的实验方案。

2.3.4 教学中注重实验探究思维与方法的渗透

新课程强调学生尝试应用科学探究的方法，研究高中生物问题，验证高中生物规律，提高科学探究的能力。在教学中要挖掘验证性实验中的探究因素，探求其中可转化为探究性实验的内容，促使学生主动探究。如检测“生物组织的糖类、脂肪以及蛋白质”的实验在旧课标中是验证性实验，但在新课标中对脂肪的检测实验，除提供了显微镜观察切片的方法外，还提供了另一种溶液显色检测法，就是向待测组织样液中直接加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的显色情况。学生进行实验的时候，两种方法采用了操作，但结果却出现了迥异的情况。花生切片被苏丹Ⅲ染色后，大部分同学通过显微镜，观察到了橘黄色的脂肪颗粒，符合脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的原理。但是当我们向花生组织匀浆中滴加苏丹Ⅲ染液后，却没有看到橘黄色，而是呈现出浅粉色。这是为什么呢？学生对这种方法出现的这个现象产生了浓厚的兴趣，这就又为教师展开探究性教学提供了有利的前提。此时教师可以用这样几个问题引导学生进行思考讨论：①花生切片中的细胞和花生匀浆中的细胞有什么区别呢？②细胞中是只有脂肪这种物质吗？③花生切片和花生匀浆中各种物质的存在形式有什么区别？学生通过这些问题，在教师的启发下，层层递进，深入思考，最后讨论得出原因：花生切片没有破坏花生细胞的结构，细胞内的脂肪没有和其他物质混合，苏丹Ⅲ就是单独给脂肪染色，能够清楚地呈现出橘黄色；而花生组织匀浆破坏了细胞的完整结构，细胞中的各种物质混合在了一起，苏丹Ⅲ染色的也不再是单纯的脂肪，因此，溶液颜色呈现浅粉色而不是橘黄色，就可以理解了。

又如在“植物细胞质壁分离和复原”实验中，老师可以提出几个问题让学生 尝试探究：①此实验为什么要用紫色的洋葱？可用其他材料代替吗？②实验中３０％蔗糖溶液改成１０％或５０％的浓度实验结果会怎样？③质壁分离的条件是什么？外因是什么？内因又是什么？④若选用一定浓度的KNO3溶液（或尿素）代替30%的蔗糖溶液做实验，会发生什么现象？为什么？这样教师在实验前启发，让学生带着问题去观察思考，这些问题是教材上没有现成答案的，必须通过亲自实验观察、动脑才能得出结论，将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察思维能力。老师鼓励学生要敢于对实验进行改革，结果有的同学在实验中加入红墨水，通过染色，效果更好。学生获得了成功的喜悦，增强了实验探究的兴趣和逐步形成实验探究的思维与方法。

生物学实验是高中生物教学中的重要内容，是培养学生探究能力的重要手段。实验探究与其说是一种操作，倒不如说是一种思维方式。只要我们在教学中着眼于使学生掌握生物实验的思想方法，着眼于提高学生的科学素质，不断探索生物实验教学的规律，就能使学生的探究能力得到提升，为学生的全面发展提供有利条件。

参考文献：

[1] 李锦.高中生物教学中开展探究性学习面临的困难及对策[J].大连教育学院学报,2006,22(3):16-17.[2] 方鹏.在生物实验中实施探究性教学的研究[J].辽宁师专学报，2008，10(4):27-29.

第四篇：新课程理念下高中物理探究性实验教学研究开题报告

新课程理念下高中物理探究性实验教学研究

（开题报告）

河北昌黎第一中学 张秀丽 吕雪峰

随着新课程全面实施，新课程理念指导着课堂教学发生着巨大的变化。中学物理实验作为物理教学的一种重要手段，作为学生自主学习、科学探究的重要载体，在教学中发挥着举足轻重的作用。合作探究性的学习方式，强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象。而以往的实验课教学过程中，教师生怕学生听不懂，或者担心学生在操作过程中会出现这样或那样的错误，于是教师从实验原理、步骤、注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地讲解，然后由学生按部就班地操作，做实验流于形式，从而失去了实验教学的意义。高中物理课程标准的出台首次提出了“科学探究”这个术语，新的课程标准从科学本质和科学素养的高度论述了加强科学探究的意义及其培养科学探究意识和能力的内涵，使我们对加强物理实验教学有更深的理解和明确的方向。科学探究进入课堂并改变着学生的学习方式，课堂上学生的主动性有所加强,过去普遍被忽略的实验得到重视，科学探究在实验中可以得到更好的体现。抓好了物理实验教学，基本上就使加强科学探究落到实处。因此对于探究性实验教学的研究就显得尤为重要了。

一、问题提出 ㈠课题研究的背景

1.我县普通高中于2009年起始年级全部进入新课程。因此教育教学方法改革迫在眉睫，我们必须研究一套适应现代化教育理念的教育教学学方法。全体教师在教育教学理念上有了很大的转变教师教育理念、教学方式的转变是关键，而这种转变不可能在一二年内完成。

2.学生通过媒体“看实验”。一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示，被称为是“现代技术的应用”。学生实验多是以单纯机械操作为主的程序化实验。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤，像做广播操那样，按照规定的程序进行操作，而不需要考虑为什么这样做，还可以怎样做，更不必考虑实验中可能出现的问题以及需要如何去解决。学生用笔“做实验”。通过大量实验试题的强化训练来取代实验操作。这些现象从一定程度上反映了中学物理实验教学存在的问题，那就是“重知识、轻方法；重讲授、轻活动；重结论、轻过程；重机械训练、轻切身体验”。物理教学结构如此严重“异化”势必导致学生物理认知结构严重“畸形”，长此以往，将严重影响学生素质的全面发展。

目前在应试教育的影响下，物理实验教学难以发挥它应有的作用。大多数学生重结果而轻过程，为了得到期望的结果，甚至修改实验数据。没有养成实事求是的科学态度，没有学会解决问题的科学方法，学生的主体地位远没有得到重视，学生 1 缺乏主动探究的欲望和热情，忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。新课程指出高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识和技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神，因此，高中物理实验教学迫切需要改革。

3.我国新颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》和《普通高中物理课程标准》，减少了一些验证性实验,增加了较多探究性实验，提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时提倡学生在教师的指导下进行探索性实验,强调要突出培养学生的创新精神和实验能力，提倡“引导学生质疑、调查、探究、在实践中学习”。以此为契机，我们在物理实验教学改革中，对传统实验教学进行了新一轮的的反思，准备对新课程理念下高中物理探究性实验教学展开研究。

基于对上述背景的分析，我校提出《新课标下探究式实验教学研究》的新课题，希望在新的课程标准下进行探究式实验教学研究，既可以使得该课题研究从更广阔的领域、更深的层次上得到完善与升华，又可以促进我校的教育教学工作，并在中学教学第一线进行规范化的实验教学，使素质教育在课堂教学这一主阵地真正落实。

㈡国内外研究现状及分析

目前国内重视探究式教学的研究与探索者较多，但就我们的眼界所及，探究教育研究的专著并不多见。靳玉乐主编《探究教学论》一书，该书综合运用现代教学理论、哲学理论、心理学理论对探究式教学的本质、心理基础、模式设计、实施与评价及其发展前景逐步展开分析，形成了一个持之有据、言之有理的比较完整的探究教学论体系。为了探究教学理论易于理解和接受，促进广大中小学教师尽快走向探究教学，该书结合大量的实例加以解释说明。比如赵秋生老师的《深化实验方法教法探究创新教育途径》；陶志军老师的《高中物理实验教学改革的思考与实践》；和俊民老师的《重视物理实验教学培养学生创新能力》；《新课程理念下高中物理实验教学的改革尝试初探》《新课程理念下高中物理实验教学的几点建议》《新课程理念下的探究性实验教学的意义的研究》等，已取得了很多重要的成果，值得我们学习和借鉴。

但是上述相关课题研究的专著，我们认为存在如下的问题：

1.都侧重于探究性教学的理论层面，实践与案例都是为了便于广大中小学教师理解理论，从而化作自觉的行动。

2.如果将探究式教学纳入高中正常教学过程，效果会怎样？上述的专著也找不到答案。

3.上述专著都缺乏数据分析，主要是静态的描述，缺乏对实践过程的动态剖析。为了能够更加有效的提高我校教师的探究式实验教学能力实验教学水平，我们 2 需要针对我校的实际情况进行研究和探索，因此提出本实验课题的研究。

㈢课题研究的特色

本课题的创新点与特色：本课题立足于要建立一套能真正符合一线教学需要的，能真正实现高中物理实验教学的教育功能的探究性教学模式和理论。物理实验对学生发展起着重要的作用探究性教学充分重视激发学生的好奇心和求知欲，培养学生学习的内部驱动力，提高学生问题意识和发现问题解决问题的能力，提高学生的科学素养和科学探索精神，使探究式学习的理念真正落到实处。

㈣课题研究的理论意义和实践价值 1.理论意义

随着新课程全面实施，新课程理念指导着课堂教学发生着巨大的变化。中学物理实验作为物理教学的一种重要手段，作为学生自主学习、科学探究的重要载体，在教学中发挥着举足轻重的作用。合作探究性的学习方式，强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象。而以往的实验课教学过程中，教师生怕学生听不懂，或者担心学生在操作过程中会出现这样或那样的错误，于是教师从实验原理、步骤、注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地讲解，然后由学生按部就班地操作，做实验流于形式，从而失去了实验教学的意义。高中物理课程标准的出台首次提出了“科学探究”这个术语，新的课程标准从科学本质和科学素养的高度论述了加强科学探究的意义及其培养科学探究意识和能力的内涵，使我们对加强物理实验教学有更深的理解和明确的方向。科学探究进入课堂并改变着学生的学习方式，课堂上学生的主动性有所加强,过去普遍被忽略的实验得到重视，科学探究在实验中可以得到更好的体现。对待物理实验的态度是真正实施物理新课程的试金石。如果在物理新课程的实施中忽视了物理实验，那就意味着倒退。抓好了物理实验教学，基本上就使加强科学探究落到实处。因此对于探究性实验教学的研究就显得尤为重要了。因此我们的选题具有重要的理论意义和研究价值。

2.应用价值

(1)对高中物理实验进行重新定位和认识。本研究将使我校一线物理教师对于如何开展实验探究教学理论和实践的指导和定位。物理新课程标准的理念改变了物理实验教学的目标、性质和模式,从单纯为了学习知识验证理论及学习操作技能,转变为以全面地培养学生科学素养为目标的课程,实验教学对于实现“知识与技能”、过程与方法、情感态度与价值观“三维教学目标有独到作用。物理实验是进行科学研究的重要方式，科学探究作为课程改革的突破口，将实验教学跟探究学习融合起来，不但让学生获得知识、获得技能，更重要的是学到了获得知识的过程与方法，让学生受到科学方法、科学思维的训练，养成科学精神和科学品德，发展学习的兴趣，这也是新课程的显著特征。探究性实验由于其重视过程和方法，有利于学生对知识 3 的真正理解，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，更有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养，这也是当前实验教学改革的主要方向。在传统的物理实验教学中充斥着教师“讲实验”,学生“听实验、看实验、练实验”机械学习现象，实验的教育功能未能得到应有的发挥。本研究课题对于改变这种状况会有重要的价值和意义,在实践中尝试高中物理自主探究性实验教学新模式,构建该教学模式的基本理论,真正实现实验教学的教育功能。

(2)对教师专业成长的引领作用。课程开发与实施水平是教师的专业生长点所在。引导教师尝试开发自己独有的教材、学材和习材，及时发现原生态的宝贵经验，及时挖掘自身的隐性特色和创新优势，及时对这些重要资源进行总结升华，尝试通过对教材、学材、习材的研究，帮助教师从传统课程的纯实施者转化为现代课程开发与实施的设计者，把对照图纸“按图索骥”施工的劳力者转化为自我意识觉醒的创意修改图纸的设计师，激励广大教师积极走到“教师即课程”的改革前沿。

二、课题研究的范围和基本内容界定

（一）课题研究的范围

本课题在我们一线的实际能力范围内以新课程理念对高中物理实验教学的影响为引线，以我校高中2014级学生为观察样本，针对目前物理实验探究课存在的假探究、脱离实际等问题，运用观察、统计、访问等现代教育科学研究方法，研究适合调动学生主体探究的校本教材、学材和习材，以及与之相适应的教学方法。针对课改前和课改后分别进行调查研究，从而形成一套完整的新课程理念下的高中物理探究性实验教学的方法和模式。从而提高实验教学的效果。真正实现实验教学的教育功能，培养学生的科学素养。

（二）核心概念界定

1.实验探究课教学模式：是在学生积极参与科学探索的过程中，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面对疑难情境，学会收集和加工需要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，学生将在真实生活情境中锻炼发现问题、解决问题的能力。实验探究课所包含的具体环节有探究包含情景设问激趣、自主猜想讨论、自主探究设计、自主选择方案、自主实验探究、自主意义建构讨论交流、优化意义建构引导探究、总结评价体验迁移拓展8个环节。它充分体现了素质教育课堂教学的基本特征。

2.教学过程的主体性：素质教育的基本特征，探究性教学是学生在教师指导下的自主探究，教学过程突出了学生的主体性，教师的主导完全是为了更好地发挥学生的主体作用，并通过学生主体的充分参与、主动探究和主体的发展反映出来。

3.学习探究的自主性：传统模式把学生视为容器，学生接受知识完全处于一种被动状态。探究性教学则不同，它是在教师指导下自主参与教学的全过程，学生知识的获得，靠的是自己的主动探究，而不是被动的接受灌输。

三、课题研究的理论依据

（一）建构主义学习理论

“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。显然，在这种场合，教师、学生、教材和媒体等四要素与传统教学相比，各自有完全不同的作用，彼此之间有完全不同的关系。但是这些作用与关系也是非常清楚、非常明确的，因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构形式，即建构主义学习环境下的教学模式。

（二）新课程发展的核心理念

新课程发展的核心理念为了每—位学生的发展新课程的价值取向是人的发展，新课程的价值在于通过促进人的发展来推动经济发展和社会发展。这种融合浓缩为一句话就是：“为了每一位学生的发展”。课程要着眼于学生的发展；面向每一位学生；关注学生全面、和谐的发展。关注人的教学才能使学科教学同时成为情感、态度、价值观的形成与发展的过程，从而真正实现人的发展。

（三）高中物理探究式教学原则

自主性原则；灵活性原则；渐进性原则；多元化、多样性原则

（四）中学物理的特点

物理学是整个自然科学的基础，除了具有丰富的物理知识外，还包含丰富的社会科学知识和科研方法，它是一门以实验为基础的严密的理论科学和定量的精密科学。中学物理又有以下几个特征：基础性；实践性；前沿性；探索性。

四．课题研究的目标

（一）教师的发展和成长

提高物理教师的实验教学素质，使之真正运用好探究式物理实验教学,为提高教学质量发挥出独特的作用。熟练灵活的应用探究式实验教学的模式。提高对新课程改革理念的认识。在实践创新完善高中物理自主探究实验教学新模式,构建了该教学模式的基本理论,并取得了较好的教学效果。教师从传统课程的纯实施者转化为现代 5 课程开发与实施的设计者，把对照图纸“按图索骥”施工的劳力者转化为自我意识觉醒的创意修改图纸的设计师，激励广大教师积极走到“教师即课程”的改革前沿。

（二）学生的发展和成长

通过我们的研究形成一种有利于学生成长的实验教学的模式和理论，在这种教学方式的指导下学生将得到“如何去获得知识”的体验，学生的各项技能和能力将得到最大程度的发展。真正实现实验教学的教育功能。

培养学生发现问题和解决问题的能力，探究性物理实验通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在实验的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料.调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，以培养发现问题和解决问题的能力。

培养学生收集、分析和利用信息的能力，通过探究性物理实验，能帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息，并恰当地利用信息,以培养收集、分析和利用信息的能力。

使学生学会分享与合作，合作的意识和能力，是现代人所应具备的基本素质。探究性物理实验一般以小组合作实验为主开展实验,学生将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境。使学生学会交流和分析研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。

培养学生科学态度和科学道德，在探究性物理实验的过程中，学生要认真、踏实地探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨炼不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。

（三）学校工作

提高学校的教育教学成绩，实现物理实验教学的真正功能，提高学生的能力和科学素养。

五．课题研究的内容

大量查阅文献资料，组织学习有关教育理论、心理学理论和教育科研方法；对课题组成员进行培训。同时通过教学中的实践与探索对课题研究特点，规律和存在的问题做进一步研究。

立足教材，以高中物理的教学内容为出发点。将演示验证性实验提升为学生探究科学的实验，将学生验证性实验转化为探究性实验，将教材中出现的实验问题设计为探究性实验，将教材中的“阅读材料”、“思考讨论”、“做一做”、“小实验”等设计为探究性实验.对探究性实验进行初步探索，旨在激发学生学习物理的兴趣，使学生了解科学探究的基本过程、方法与艺术，拓展学生的想象力、知识视野、创新思维能力，增强科学协作精神和学术研讨气氛，有效培养学生的科学素养。

（一）传统高中物理实验教学方式效果的调查与启示

对传统的实验教学方式方法效果进行调查研究，从而发现问题，确立需要解决的问题。

（二）新课程理念对高中物理实验教学的影响的调查与研究

在新课程理念下师生的教育和学习观念发生了哪些变化？哪些方面有了提高？还存在哪些问题？

（三）新课程理念下高中物理探究性实验教学研究

探索一套完整的高中物理探究性实验教学的方法。从而提高实验教学的效果。真正实现实验教学的教育功能，培养学生的科学素养。

六．课题研究的对象和方法

本课题以我校高中2012级、2013级、2014级学生为观察样本，针对目前物理实验探究课存在的假探究、脱离实际等重大问题，运用观察、统计、访问等现代教育科学研究方法，研究适合调动学生主体探究的校本教材、学材和习材，以及与之相适应的教学方法。

设计调查问卷，抽样老师同学进行调查，收集同学老师意见，收集专家意见，参考专业资料，理论与实践相结合进行研究。具体采取文献分析法、问卷法、访谈法、调查法、案例分析法、反思法、对比法、测验法等。

（一）文献分析法

本课题通过查阅国内外相关文献资料，对前人的研究成果和中学生的心理特点做出理性的分析，以期站在前人的基础上，做出客观的分析。

（二）调查法

本课题通过问卷的运用和设计，对不同类型学校学生进行问卷调查，以及对部分学生和教师进行访谈，了解学生学习方式的现状以及学习方式中易出现的问题。

（三）案例分析法

通过对典型个案的干预、分析与研究，探索探寻有效策略，以期积极有效地对个别学生实施成功的干预。

（四）经验总结法。七．课题研究步骤 课题研究时间为一年。

（一）第一阶段（准备阶段）

2014年9月一2010年11月 ,收集理论资料，学习相关的材料，调查学生实验操作具体情况并建立档案以备以后对比分析

（二）第二阶段（研究实施阶段）

2014年11月一2015年4月.7 1.根据实施计划提出问题和任务，分期举办实验探究研讨活动，广泛交流，收集第一手资料，并进行整理分析，撰写阶段性研究报告等。

2.通过观察、调查、分析，进行初步论证，发现不足之处，提出解释，改进观点。3.修正、改进，具体操作，再实验、再验证。通过反复论证，反复操作、改进，循环往复，螺旋上升。

（三）第三阶段（总结成果，课题结题，成果推广）2014年5月一2015年9月

总结探究性实验的设计思想，构建探究性实验教学模式，形成探究性实验教学理论系统。

八．课题研究的预期成果

传统高中物理实验教学方式效果的调查与启示（论文）新课程理念对高中物理实验教学的影响的调查与研究（论文）新课程理念下高中物理探究性实验教学研究。（研究报告）参考文献

[1]丁鸿志.“合作—探究式”实验课教学模式[J].中学物理,2000，(12)：8~9 [2]钟伟青.浅谈新课程理念下高中物理有效教学策略[J].中学物理,2010，(21)：3~4 [3]陶志军.高中物理实验教学改革的思考与实践[J].中学物理教学参考,2009，(05)：15~16 [4]廖伯琴.物理探究式教学设计与案例分析[M].北京：高等教育出版社，2003：23~26.[5]高树忠,刘凤玲.高中创新课堂教学模式研究[M].北京:科学出版社,2005：42~46 [6]王棣生，中学物理创新教法---实验改革指导[M].北京：学苑出版社，2002：86-90 [4]物理课程标准研制组，普通高中物理课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社，2004：2~5

第五篇：低成本物理实验教学研究开题报告

一、研究的缘起 高中低成本物理实验的教学研究

物理学是一门以实验为基础的学科，物理教学也必须以实验为基础。物理实验是提高学生实践能力与创新能力不可缺少的途径，更是学生科学素养形成所不可或缺的环节。《高中物理课程标准(实验)》课程总目标要求学生学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，并能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。因此，中学物理教师要不仅具有较高的专业水平以及广博的知识面，实验设计能力和动手能力也是必不可少的。

美国为了应对21世纪所面临的国际竞争，就是要培养具有创造能力的全面发展的人才。美国制定了一项改革科学技术教育的国家计划—2061计划。面对21世纪，我国目前仍以应试教育为主要特征的教育体系显然窘迫万分。“如果学生在学校里学习的结果，是使自己什么也不会创造，那他的一生将永远是模仿和抄袭,俄国著名学者列·托尔斯泰这句话不但强调了培养学生创造思维能力的重要性，而且也为我们的传统教育敲起了警钟。

从我国教育发展情况看，实验教学从属于理论教学，把实验教学当做理论教学的补充，它仍然受行为主义理论模式的影响，成为“刺激一反应一强化”的单一模式，这种以教师为中心的实验教学模式就是实验中缺乏培养学生创造力的真正原因之所在!奥苏贝尔指出:实验室应“使学生得以领略到科学方法和科学精神，增进问题解决能力、分析和概括能力，理解科学的本质。”并且由于长久以来受高考体制的影响，我国物理实验教学一直处于尴尬境地，存在着“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的困境。究其原因，一方面从应试效果而言，采用背诵实验与演示实验这两种手段，测验效果并无显著差距，另一方面个别教师在演示实验时，只是单纯为提炼出物理原理，却无法调动起学生对学科的积极性和创造力，未能让物理这一科学真正绽放出自身的独特魅力。另一方面，我国边远贫困地区的农村中学实验资源严重短缺，影响其教学工作的开展。加强低成本物理实验的开发有利于改善贫困地区农村中学物理实验的条件。教师一可运用随手容得的废旧器材、小玩具、日常生活用品等自制仪器，因地制宜、多渠道、多层次地充分挖掘和利用现有资源。用低成本进行实验室专用仪器的替代，以此解决学校经费不足和设备缺乏，满足实验教学需要。

在大力提高创新精神和实践能力的素质教育的今天，研究开发低成本物理

实验的概念界定、开发原则和方法，并搜集整理一系列的低成本实验已经成为我们高中物理教师的一项重要工作，并且正在逐步从被动进行发展为主动进行，低成本物理实验的开展己经有了质的转变，并且刻不容缓。

二、研究的目的与意义

（一）目的

首先低成本物理实验可广泛运用到各学段中，国内外物理教育工作者都极力倡导利用随手可得的材料开发低成本实验，有着大量的实践智慧。但在中国国内，缺乏专门针对性的整理工作，物理教师只有通过漫长的经验积累过程方能在课堂教学中充分展示这些实验。

本研究将对中学阶段的低成本物理实验进行界定，提出开发的思路，对低成本实验进行归纳。具体的目标包括:理论上界定低成本实验;研究低成本实验开发的原则;研究低成本实验开发的方法和过程；开发、整理、创新系列低成本实验。

低成本实验密切联系生活，开发管道多样，形式丰富。本研究努力践行实践，旨在促进物理教师对物理低成本课程资源多元化的开发。通过本研究帮助一些学生乐学、教师乐教。其一整理归纳丰富的实践经验，本研究最终将搜集、整理大量国内外低成本实验，并将它们按力学、热学、电磁学、光学、原子物理学的体系进行归类。同时开发并制作低成本物理实验，创新一些新、奇、怪、显特色的低成本实验。

（二）意义

1.新课程改革的需要

基础教育的目的不仅只是要求学生知道一些物理知识或者会做一些简单的物理实验，更重要的是关注学生能力的培养，关注学生科学态度、科学精神以及正确价值观的养成。而新课改的实施正努力在学生的知识、能力、情感、态度和技能等方面取得进展，使学生在这些方面得到更为有效的发展，课程注重密切联系学生的生活和经验，注重培养学生的独立性和自主性，注重引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，使学习成为教师指导下的主动的，富有个性的过程。2001年秋季，国家教育部颁发了《全国制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》，《标准》中提出，要“突出物理学科特点，发挥实验在物理教学中的重要作用„„”倡导利用日常器具做实验—实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备，学生身边的物品和器具也是重要的实验资源。利用日常器具做实验，不但具有简便、直观等优点。而且有利于学生动手展学生的实验技能，培养 2

学生的创新意识。因此，倡导用日常器具做实验，是提高学生科学素养的有利途径。《标准》中再三强调利用日常器具来做物理实验，从而有利于更好地开设物理实验，降低实验成本，提高实验质量，增加学生对物理课的亲切感，促进培养学生的科学素养。因此，研究开发和利用物理低成本实验是物理教育改革的一个重要方向。低成本、高智慧的物理实验特别适合我国一些老、少、边、山、穷地区的农村中学。应鼓励教师进行设计和开发高智慧、高教育价值的低成本物理实验。

2.资金紧张、器材医乏的农村中学实验教学的需要

“普九”达标后农村中学实验教学条件有了很大改善，为完成义务教育物理课程标准规定的实验提供了一定的保证。但是部分农村中学物理实验仪器、实验设备仍感不足:一是原配仪器未及时更新，与新教材不配套。二是无论演示实验还是学生分组实验仪器由于未得到及时补充，数量极其有限。三是有些实验教学仪器设备功能不理想，以致实验现象不明显，可见度低。不能满足开展新课程物理实验的需要。若能在农村中学推广普及低成本物理实验，无疑是解决仪器不足和适应新课程实验教学需要的一条有效途径。

3.提高初中物理教师的实验技能，满足新课程教育工作的需要

低成本物理实验的开发和利用是提高中学教师实验能力的有效方法。新课程标准的实验教学，内容丰富，弹性很大，涉及器材用品广泛，教师再也不能“等、靠、要”了。教师应更多地立足于学校实际，师生合作，勤动手开发和利用实验资源。这对如何培养学生实验方法、实验思维、实验能力及实验情感的研究，积极创造了实验条件。探索开发和利用低成本物理实验，做到推陈出新，破旧立新，推进实验的生活化和乡土化，增强实验的适用性，解决实验教学重难点问题，提高教师对实验的举一反三能力，有效地提高实验能力。厂家提供的器材己经不能满足教师或学生的需求或适合本地实际，这就为教师充分挖掘本土资源和校本资源，选取具有个性化的教学素材提供了巨大的发挥空间，也是实验教学的重要补充和有效措施，更是教师创新能力的标志。

4.培养学生实践能力和创新能力的需要

素质教育重在培养动手能力和创新能力。要求激发学生独立思考和创新意识，让学生感受理解知识和发展的过程，培养学生科学精神和创新思维习惯，鼓励学生参加形式多样的实践活动，培养动手能力〔幻。低成本物理实验立足生活实际，体现科学原理，许多高科技产品随着生产力提高，成本下降，也可采用成 3

本较低的器材来研究其科技原理，随着高科技产品的普及和广泛应用，低成本物理实验对学生进行创新教育的前景将更为广阔。低成本物理实验探索的过程是联系实际独立思考动手实践激发创新的过程，是科学素质教育的重要途径。

三、概念的界定

（一）低成本

成本，是经济学中的用语，低，则和高互为反义词，是一个相对性的表述。在企业的运营过程中，低成本运营是一种得到广泛认可的经济运营模式，可见，低成本这个概念本身属于经济学的范畴。教育经济学家舒尔茨曾创造性的结合了经济与教育，提出人力资本理论，使人们重视起教育投资对于经济发展的价值。在理科教学中，引入低成本实验这一概念同样地有助于教学的发展，现将对国内外物理教育研究者们在低成本实验概念界定方面所做的工作进行概述。

（二）国内外学者对低成本物理实验的界定

廖伯琴等人的界定，低成本、简易实验是指用日常生活中容易得到的、便宜的甚至是废旧的材料，自己加工而成的结构比较简单的实验器材、教具和科技作品①。它具有取材方便、制作简便、启发思维和培养能力等特点，例如低成本实验在农村中学的开发和利用。德国西泽斯劳滕大学研究者提出低成本实验指的现象明显并接近现实生活的实验。日本学者三井武友、衫本范宏等人认为，低成本实验指简易的、有趣的的基础性的实验，以条文的形式说明：a.无时无处不在的物理学；b.有益于学生掌握科学认知的意义；c.易于表现主观能动性和创造性；d.实验不受情景、条件或场所的限制；e.突出现象的本质。黄英奇在其《新课程理念下低成本实验的研讨》指出低成本实验(low-cost experiment)按其字面意义指出:一种是实验材料价格低廉的实验;另一种是实验费用低的实验 ②。

早在1987年开罗大学举行的一次国际低成本物理教学实验会议上，与会代表们就有了对低成本实验的讨论，最后的初步共识是将低成本作为一个相对性概念③。目前，国际对低成本实验的共识为，“低成本物理实验”(Low-cost Physics Experiments)是国际物理教育界所倡导的一种物理教学工作行为。其宗旨是，一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学以解决或缓解实验器材短缺问题，满足经济落后国家或地区中学开展物理实验教学的需要；另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验，以提高学生对物理的学习兴趣、培养学生 ① 张伟、郭玉英、刘炳升·“非常规”物理实验：有待深入开发的重要物理课程资源[J]物理教师，2005(9):123-125.② 联合国教科文组织.新编理科教学实验手册[M]·北京：中国对外翻译出版公司，1983:136-138.③ 尚世铱·国际低成本物理教学实验会议介绍和联想[J]教学仪器与实验，1987(6):38-40.动手能力和实践能力。

国内郭玉英、张伟等学者认同低成本实验属于“非常规实验”，且是物理教学实验的重要分支。从学科教学角度，低成本教具的开发为教具开发的重要组成部分，属于课程资源的开发。按其来源分类:日常生活用品，包括常用的生活用品，价值低廉易得的器材、废旧器材甚至废弃物品、简易玩具等；民间传统的工艺及制作，包括民俗用品、传统技艺、民间制作等；艺术作品中的制作，包括艺术器材、艺术技巧等。按其学科分类:依据物理学的学科体系，可分为力学、热学、光学、电学、原子物理学等。

针对物理课堂教学的低成本物理教学实验应该有更明晰的界定。我国对实验的提法很多，有许多相关的概念，如小实验、边学边做实验、非常规实验、简易实验、趣味实验、低成本实验、自制教具。经研究认为，低成本是个相对性的概念，并不能清晰地判断哪些属于低成本实验，实施开发必然受到阻碍。物理实验本身的开发原则包括科学性、创造性、安全性、直观性、简易性。简易性是低成本实验特有的原则，需要演示时间适度，满足制作成本低廉、结构、制作简易。更好的完成实验教学要求。

综上所述，本研究对国内外低成本物理实验概念的的界定进行了整理，目的在于得出低成本物理实验的评价方式，进而方便整理一些低成本物理实验。

（三）低成本物理实验开发现状

对低成本物理实验开发的方式主要方式有以下几类。按物理教学活动开发主体:物理教育工作者、各级学校、政府、企业、社会活动。按学段开发可分学前教育物理实验、初等教育物理实验、中等教育物理实验、高等教育物理实验；按教学过程可有突破教学难点、展示物理情景、促进习题理解、实现知识拓展、探究新领域(研究性学习)；提出按照器材的来源可以是把玩具妙用为科学实验、利用简易物品巧制实验、借用电器引出科学实验、运用新型材料挖掘实验、让高新产品移植实验，如赵力红《低成本高智慧深探究》系列的开发成果；依据按物理学科的知识开发:力学实验开发、热学实验开发、光学实验开发、电学实验开发、原子物理实验开发，如朱正元曾写过《物理演示实验与自制仪器(力学部分)》。①国内对低成本实验开发主要作为课程资源开发的一个分支，体现在自制教具开发中。自制教具本身的特点就是取材容易，易于推广，低成本实验作为其中重要的成分，不断受到重视。国家教育部相关部门于1986年、1988年、1991年、1995 ① 朱正元.物理演示实验与自制教具[M].江苏:人民出版社，1978:65-68.年、2000年、2006年、2009年己展开了七届全国自制教具评比活动，在第二届全国自制教具评比时联合国教科文组织驻华办事处代表泰勒先生在出席发奖大会时做了强调，国际教育界都很推崇自制教具、廉价教具，联合国教科文组织就此召开过多次自制教具研讨会。低成本获奖的案例层出不穷，例如湖南教师用针筒制作了的“真空不能传声”演示仪。从第六届评比活动起出现了一些简易系列化的教具。第六届全国自制教具评比时，重庆教师用气球做20多个别开生面的小实验，黑龙江老师提出的用塑料瓶做50多个有趣的实验，这些作品的共同特点是简易、巧妙，便于学生参与。按开发合作的方式，将国外研究归类为自发层面、国家层面和跨地区合作。自发层而，如日本的山猫学会，该学会是由青年教师，实验爱好者自发形成的，旨在自制一些低成本的教具。①国家层面，不少国家有专门的电视节目播放类似实验，如美国电视节目“学生物理日”，德国早在1991年起就开展了“课余俱乐部运动”。跨地区合作，麻省理工学院媒体与技术实验室曾在印度开展一个低成本实验的竞赛活动，旨在帮助印度的农村贫困儿童有机会学习科学和自然的性质。意大利、乌干达曾就单摆问题做了低成本实验的合作。可以发现，国外的开发方式更为丰富，且注重多种形式的交流合作。早些的如1987年开罗大学举行的国际低成本物理教学实验会议，近些的如2009年国际物理教育委员会在意大利举行的了研讨会。各国与会代表围绕低成本器材和技术、发展中国家的大学物理教育的实践水平展开了讨论，并交流了许多实验。与国外的交流带来了思路的拓宽，对于低成本实验，国外研究除了实验开发研究外，渗透的研究方法方面也多样化，如行动研究、实验研究、经验总结。例如国外学者专门就开发低成本，高教学智慧实验归纳了48种新技术，36种新型材料。

可见，国外不论发达国家或是发展中国家都重视低成本实验的开发，且开发的管道多样化，尤其在教育经费不充裕的发展中国家，更需要低成本实验来改善相对滞后的实验设施。

（四）国外低成本物理实验研究情况

纵观各国的物理教育改革，低成本物理实验在国外一直受到高度重视。在日本和欧美等发达国家中，虽然现代教育技术水平较高，但仍热衷于低成本物理实验研究，因为他们认识到理科生的动手能力、实践能力和实验技能的培养是无法单靠黑板或屏幕来达到的。在日本，就有一大批热心于低成本自创物理实验的教师，近年来特别活跃，组织了许多物理教学研究团体，其中最出名的是“山猫 ① 罗星凯·国际物理教育通讯轻松随便的形式丰富实在的内容古屋特别例会记实[J]国际物理教育1991(8)：32-36·“山猫”学会名

学会”，他们本着求真、求实、求新的精神，自创了许多高智慧的低成本物理实验，在桂林召开的国际物理教师学术交流会上带来了从简明教具到高级火箭的一系列精彩自制的低成本实验装置，在大会上进行表演，连北京大学赵凯华教授都情不自禁地在实验表演会上奋力去拉一拉由透明材料制成的马德堡半球，在美国也非常重视低成本物理实验，电视节目上经常制作一些趣味实验指导学生。在英国，教师要接受制作和表演低成本物理实验的技能培训。在桂林国际物理教师学术会上，欧美的许多物理教师，随手拿来就可以做许多实验，常让发展中国家的教师自叹不如。国外代表在自创低成本教具方面，可以说是精品荟萃、高手云集。当今在物理教学改革中，提倡利用低成本物理实验来激励学生的学习动机，培养动手实践能力，激发创新思维已成为一种共识①。

（五）我国低成本物理实验研究情况

我国也一直倡导低成本物理实验的研究。20多年前，朱正元老教授就留下“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的至理名言。随着我国教育改革的深入，越来越多的教师认识到，开发和利用低成本物理实验在科学教育和创新教育中有不可替代的作用，并积极地投入实验自创及对学生的指导。如1999年8月在广西举行的“99国际物理教师学术交流会”上，各国物理教师带来了很多实验教具成果，选题重点围绕以下三个主题:①高智慧、低成本的物理实验(常见材料的巧妙应用)，②高技术、低成本的物理实验(新技术、新材料的恰当应用)，③物理实验的教育应用开发(教育新思想、新方法在物理实验中的渗透)。在会上我国深圳华侨中学研制的教具“红外寻的枪”、“蝙蝠车”等巧妙应用了新技术、新材料，实验构思新颖，现象生动有趣。东北师大韩长明教授用塑料瓶制作的简易教具系列，构思巧妙，制作精美，趣味性强。南京师大刘炳升教授用装胶卷的暗盒制作物理小车、滑轮、共鸣器、万花筒、反冲器等，可做力、声、光、静电等几十种实验。广西师大罗星凯教授在低成本实验方面也有许多精巧的设计。福州师专陈汉凯老师擅长静电低成本实验的制作与表演等。这些事例说明了我国物理教育界在低成本自创实验研究设计等方面取得较好成就②。但与其他国家相比，相差甚远。当然我国也有一些一线物理教师从事这方面的研究，但因低成本物理实验在许多人的眼里感到其档次低，而对它没有投入太多的关注和系统深入的研究。

① 黄英奇，蔡嘉灿·重视物理低成本实验在创新教育中的作用[J]泉州师范学院学报·(自然科学)·2002，6(20)：104-107.② 周小山·教师教学究竟靠什么一谈新课程的教学观[M].北京大学出版社，2002.(06): 145.（六）低成本物理实验应运现状

国外重视家用低成本实验，西班牙马德里大学先后介绍了60余个光学家庭实验。英国完全采用实验室授课制，一天做三次实验，每次3小时，并实行每人一套仪器，形成独立进行实验的制度。实验课占物理课时50%以上。英国教师在就职前必须接受实验的技能培训，课堂中花费60一80%时间对11一14岁的儿童，30%时间对16一18岁的少年进行实验教学①。德国每堂物理课必做2一3个演示实验，教师往往根据教学需要自制教具，把抽象内容具体化，以形象的教学法激励学生学习物理的兴趣，把这种趣味性带进学生实验。在西德，他们的初中物理课有300多个实验，许多是简单易行的低成本实验。例如德国凯泽斯劳滕大学(Kaiserslautem University)研究者设计出磁铁和铁屑演示磁场的实验。在美国中学物理教学中，只要教师能够用实验说明的一般就不用语言说明，同时理科教师在传授知识之前，鼓励学生观察思考和实验，这样一节课中往往先做实验，有时甚至大部分时间在做实验。并且美国中学提倡用低成本的、随手可得的东西做物理实验，经过教师的设计，许多简单的生活物品被用来演示各种实验②。如美国北加里佛尼亚大学物理演示实验网站介绍的力学实验不碎的玻璃杯。美国加里佛尼亚大学的老师利用泡沫和吸管演示乙醚蒸发。

综上所述，世界各国都非常重视物理实验教学，也重视了低成本实验在其中的地位。由于研究能力所限，未找到研究低成本实验相应的三次文献。依据二次文献人大复印资料《中学物理教学》，确定下列六种核心期刊为研究素材来源，《物理教学探讨》《物理教师》《中学物理教学参考》《教学仪器与实验》《物理实验》《物理通报》。在学术期刊网上，逐篇查阅六家杂志社五年内的近万篇文章，从中选取353篇代表性的低成本物理实验文章。国内相关书籍中，确定与本研究相关的38本专著，摘录了103个有代表性的低成本小实验。书籍方面，在朱正元“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”③④⑤思想的影响下，罗星凯、黄国雄、赵力红等物理教育工作者投入了大量热情。出版的专著如冯容士，陈燮荣:《一物多用的物理小实验》，赵力红，减文或:《高中物理探究性趣味实验》，这些小 ①② 雷庆·利用低成本物理实验培养学生创新能力的研究[D].重庆：西南大学，2009.(5):4-5.雷庆·利用低成本物理实验培养学生创新能力的研究[D].重庆：西南大学，2009.(5):4-5.③ 本刊编辑部.“红烛照人寰”精神永存—纪念朱正元教授逝世一周年[J]物理教师，1986(2):1-2.④ 中国教育学会物理教学专业委员会.学习朱正元先生的教育思想，推进物理素质教育—纪念朱正元教授诞辰100周年[J]物理教师，2000(12):1.⑤ 杨勇诚.浅议新课程背景下中学物理实验室的建设与作用重温我国著名物理教育家朱正元先生的物理教育思想[J]物理教师，2007(10): 26-27.实验集的书籍受到一线教师的欢迎。相比较国外而言，国内专著和归类较少，制约着低成本实验的推广。

本研究将以此为落脚点，开展大量整理工作。由于按知识体系开发最为普遍、容易归类且便于和国内外一线老师实现教学上的交流，本研究对低成本实验开发将采用此种归类方式，即按力学、热学、电磁学、光学、原子物理学的体系进行整理开发。

四、研究的思路与方法

（一）思路

高中物理实验的类型包括演示实验、学生分组实验、边教边实验及课外实验与小制作。本文根据普通高中物理《物理课程标准》的要求和现代教育理念，在借鉴前人已有的研究成果的基础上，首先整理了国内外一些学者对低成本物理实验概念的界定，在此基础上提出了课题研究的基本概念和理论基础。其次论述了低沉本物理实验开发的基本原则和开发过程与方法，与此同时开发了几个典型的物理低沉成本实验。最后按力学、热学、电磁学、光学、原子物理学的体系进行归类、搜集并整理国内外大量的低沉本物理实验。

（二）方法 1.文献法

通过现代信息技术、图书馆等途径广泛搜集与低成本实验相关的论文。2.案例分析法 3.访谈法

五、研究计划

（1）2013年7月——2013年9月：收集资料，确定研究方向，构思文章写作思路

（2）2013年9月——2014年9月：教学实践，并完成论文初稿（3）2014年10月——2015年5月：论文修改，定稿，等待答辩（4）2015年6月：答辩

六、论文的基本框架

一、前言

（一）研究的源起

（二）研究的目的与意义

（三）研究的内容与方法

二、文献综述

（一）国内外学者对低沉本物理实验概念的界定

（二）低成本物理实验的开发现状

（三）低成本物理实验的应用现状

三、低成本物理实验的基本概念与理论依据

（一）物理实验

（二）低成本物理实验

（三）新课标物理实验的基本理念与思想

四、低成本物理实验开发的基本原则

（一）科学简易性原则

（二）直观安全性原则

（三）创造性原则

五、低成本物理实验开发的基本过程与方法

（一）基本过程

（二）基本开发方法

（三）具体方法

六、按力学、热学、电磁学、光学、原子物理学的体系进行归类、搜集并整理国内外大量的低沉本物理实验。

七、研究成果与结论分析 主要考文献 附录 致谢

七、参考文献

[1] 联合国教科文组织.新编理科教学实验手册[M].北京:中国对外翻译出版公司，1983:136一138.[2] 张伟、郭玉英、刘炳升.“非常规”物理实验:有待深入开发的重要物理课程资源[J]物理教师，2005(9):123一125.[3] 雷庆等.农村中学开发低成本物理实验的研究[J]内蒙古师范大学学报(教育科学}饭)，2008(2):139一141.[4] 黄英奇.新课程理念下低成本实验的研讨[J]物理教学探讨，2004(6):15一16.[5] 尚世铱.国际低成本物理教学实验会议介绍和联想[J]教学仪器与实

1987(6):38一40.[6] 张伟、郭玉英、刘炳升.“非常规”物理实验概念探讨[J]物理教师，2006(8):27一30.[7] 朱正元.物理演示实验与自制教具[M].江苏:人民出版社，1978:65一68.[8] 中国教育学会物理教学专业委员会.学习朱正元先生的教育思想，推进物理素质教育—纪念朱正元教授诞辰100周年[J]物理教师，2000(12):1.[9] 杨勇诚.浅议新课程背景下中学物理实验室的建设与作用—一重温我国著名物理教育家朱正元先生的物理教育思想[J]物理教师，2007(10):26一27.[10] 魏庆蓉.高中物理课堂小实验的教学设计与实践[D].西北师范大学.2004.[11] 教育部，普通高中物理课程标准(实验)(2003年)[M].北京:人民教育出版社，2003:52.[12] 阿卜杜勒·哈迪，邵殿春，王文培.低成本物理演示实验[J].物理实验.2001，(05):29一31.[13] 候建平.新课改下如何改进中学物理演示实验教学[J].物理实验与仪器.2007:7一8.[14] 候建平.新课改下如何改进中学物理演示实验教学[J].物理实验与仪器.2007:7一8.11