立项号

2017XKT-ZXWL056

课题名称

基于“物理学科核心素养“下的实验教学实践研究

负责人

刘文震

所在单位

西安市育才中学

结题报告

关键词

核心素养  实验教学  实践

结题

报告

摘要

在物理课堂开展实验探究活动，为学生提供展示自我、发展自我的教学平台使学生在探究中，领悟科学探究过程和科学探究方法，感受合作学习和问题学习，并通过自己设计实验、动手实验、观察研究，逐步培养收集分析数据、交流表达等能力，提高观察的敏锐性、细致性及思维的广阔性，让学生在科学实验中体验成功，享受乐趣。通过探究性实验教学的效果研究，有利于培养学生的物理学科核心素养，也有利于广大物理教师从接受新课程教育理念向实施教育行为进行转化，以实现课堂教学模式的真正转变。

结题报告

一、课题背景及界定

1.选题缘由

新课程改革呼唤高度重视对学生核心素养的培养，在每一个学科的教学过程中，都必定会承载着诸如的思想素质教育、科学文化教育、人文教育功能。但是每一个学科因为有其自身的特点，必然对学生身心发展的某一些方面会有特别的重要的意义。于是，厘清本学科包含的重要核心素养教育素材，突出其应有的教育功能，是我们每个一线教师的重要任务。

在物理课堂开展实验探究活动，为学生提供展示自我、发展自我的教学平台。使学生在探究中，领悟科学探究过程和科学探究方法，感受合作学习和问题学习，并通过自己设计实验、动手实验、观察研究，逐步培养收集分析数据、交流表达等能力，提高观察的敏锐性、细致性及思维的广阔性，让学生在科学实验中体验成功，享受乐趣。通过探究性实验教学的效果研究，有利于中学物理教师思考和接受新课程理念；也有利于广大物理教师从接受新课程教育理念向实施教育行为进行转化，以实现课堂教学模式的真正转变。

2.概念的界定

从学科本质出发，对照学生发展核心素养框架体系的要求，明确本学科对学生发展核心素养的贡献。联系初中物理学科，其核心素养应包括以下四个方面：

（1）形成物理基本观念。

物理基本观念包括物质观、时空观、运动观、物理价值观。随着时间流逝，我们在学校所学的大量学科知识都将逐渐淡化甚至遗忘，真正伴随我们一生发展并持续发挥作用的不是具体的学科知识，而是知识升华后留存在我们思想意识层面的东西。

（2）掌握科学探究方法。

科学探究是学生的学习目标，在物理学科教学中，要让学生经历与科学工作者相似的探究过程，从而领悟科学探究方法，发展科学探究能力，能够提出问题、形成假设，并通过科学方法检验求证、得出结论，体验科学探究的乐趣，养成勇于创新的科学精神。

（3）形成良好科学思维。

物理学科教学要通过对学生科学思维的训练，引导学生尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度；理性务实，逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、规范行为等。

（4）培养正确科学态度。

何谓科学态度就是合乎事物客观规律的认识,并据此在言行中有相应的表现,即包括正确的认识、健康的情感和科学的行为方式. 物理教学不能“为知识而知识”，而应将知识作为育人的载体，充分挖掘知识建构过程中蕴含的情感因素和内在价值，通过相应活动培养学生强烈的家国情怀，积极的人生态度，事实求是的科学精神。

二、理论依据及意义

核心素养正在成为世界上各国际组织和各国政府关注的热点，成为当代教育改革的焦点。近年来，世界上各国际组织、各国政府对核心素养进行了广泛的研究，且提出了各自的表述，这些表述虽有差异，但有共同点：核心素养就是指公民关键的、必要的、重要的、基本的素养，并且都强调核心素养的获得是一个持续的、终身的学习过程。其中经合组织将核心素养界定为：个人融入主流社会、充分就业、实现自我、终身发展所必需的知识、技能及态度的集合。换句话说，如果一个人不具备核心素养，那么他在社会上可能就难以立足，难以生存，更不可能得到良好的、持续的发展。

不管怎样定义核心素养，核心素养一定要包括知识、能力及态度，是知识、能力、态度的集合，是一个人实现自我发展必须具备的最少、关键的知识、能力及对自然、对社会的态度。

注重物理实验教学，全方面培养学生的物理核心素养

物理学家对物理实验的重视程度是今天很多一线教师难以想象的。

南京大学物理系创始人胡刚复教授，美国哈佛大学博士毕业回国创建了中国最早的物理实验室。他认为物理教学必须要有实验才能培养出真正的物理学家。1923年12月12日，他任教的东南大学实验楼被一场大火付之一矩。为了不影响第二天学生的实验课，他连夜从南京赶到上海的大同大学借实验仪器，保证第二天的实验课照常进行。诺贝尔物理学奖得主杨振宁教授虽然是一位理论物理学家，但他非常重视物理实验。他指出：理论无论发展到什么时候，无论如何抽象，其价值观念还是从实验中来。著名心理学家皮亚杰指出：一切知识起源于认识主体的实践活动。物理实验不仅能培养学生的动手能力，还能培养学生的精细化观察力，设计能力，克服困难的勇气，培养学生的恒心、毅力等非智力品质。

今天，受应试的影响，高中物理不重视实验，在黑板上讲实验，脱离实际，就理论而理论，成天做题，机械重复，这些现象非常普遍。把生动的、丰富的、具体的物理搞得非常枯燥乏味，学生普遍感到物理难学，厌学情绪很普遍。

三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程

1．研究目标

在物理课堂开展实验探究活动，为学生提供展示自我、发展自我的教学平台。使学生在探究中，领悟科学探究过程和科学探究方法，感受合作学习和问题学习，并通过自己设计实验、动手实验、观察研究，逐步培养收集分析数据、交流表达等能力，提高观察的敏锐性、细致性及思维的广阔性，让学生在科学实验中体验成功，享受乐趣。通过探究性实验教学的效果研究，有利于中学物理教师思考和接受新课程理念；也有利于广大物理教师从接受新课程教育理念向实施教育行为进行转化，以实现课堂教学模式的真正转变。     

高中物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面，实验探究是高中物理学科核心素养的重要内容，指在教师的引导下，让学生积极主动参与到科学实验探索过程中，教师引导学生模拟科学家分析问题、解决问题的过程，使学生体会到科学家如何面对疑难情境，学会搜集和加工需要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，从而获得在真实生活情境中发现问题、分析问题、解决问题的能力的教学活动，最终实现学生的创新精神和实践能力的培养目标以及教师提高教育教学水平和质量。

2．研究内容

能初步形成一个适合我校学生实际情况的高中实验探究教学模式。     

（1）对高中物理实验教学的现状进行分析，发现问题并确立需要解决的问题。

（2）立足教材，以高中物理的教学内容为出发点，整理教材上的所有实验，并做分类，从中选出适合探究式教学的目标实验。

（3）以备课组为单位，以集体备课的方式，小组共同讨论：所选目标实验在探究式教学中可能会出现的问题；针对我校学生的探究实验，如何设计问题来引导探究过程。在此基础上，初步得出探究方案。

（4）所有目标实验，组员们要在实验室进行实际操作。如果是实验方案有不妥之处，组员们要发挥集体的智慧，寻找最佳改进方案；如果是实验器材的问题，我们需要实验室及时调整，或者更新器材，直至实验能得出最佳效果。

（5）就重点目标实验，每学期有目的的开展“探究性实验教学研究课”。全组教师参与听课，对上课效果给出客观公正的评价，课后集中评课，大家及时指出本节课的闪光之处与需要改进的地方，并重点讨论如何改进，最终形成方案。

（6）整理所有目标实验的探究方案，让它成为今后探究性实验的校本教参。

3．研究方法

（1）文献分析法组织本课题组老师查阅相关资料，学习国内外先进教育理论，并对前人的研究成果做出客观的分析。

（2）调查法本课题通过问卷的运用和设计，对不同层次学生进行问卷调查，了解学生学习方式的现状以及学习方式中易出现的问题。

（3）案例分析法分析若干个典型案例，试图寻找最佳探究实验方案。

（4）经验总结法。在课题研究期间，全体课题组成员每月集中交流一次，及时总结并记录。

4.研究步骤

（1）课题研究的对象本课题以我校高中和西安市第一中学2017级、2018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，以及与之相适应的教学方法。

（2）课题研究的步骤

准备阶段（2017年6月—2017年7月）在课题组成员学习及调查的基础上，对中学物理学新课程标准及必修和选修教材进行分析研究，确定重点探究实验。制定研究计划。

实践阶段（2017年9月—2018年5月）对高中物理实验中的典型课例进行教学设计、案例分析和教育教学反思。通过问卷调查和学生座谈随时掌握实验效果。按照探究式教学策略的各个操作要点有计划地进行教学，形成阶段性研究报告。

总结阶段（2018年6月）集体交流研讨，对整个课题开展过程中问题与感悟进行反思总结，最终形成终结性研究报告。

四、研究结果与成效

成果一：

1.物理必修1探究性实验案例的总结。

2.物理比修2探究性实验案例的总结。

成果二：开发具有指导学生开展自主探究意义的物理实验微课。

例如：微课“选修3-2电学实验”系列实验微课程的开发。

成果三：利用“DIS”开发中学实验案例。

成果四：在对西安市第一中学和西安市育才中学的学生和部分物理教师进行问卷调查和访谈基础上形成中学物理实验教学现状调研的调查报告。

成果五：在课题研究的基础上把研究成果应用到

五、存在问题及改进

存在的困难：

（1）由于实验教学的组织和有效性问题（主要是学生动手能力相对较弱、费时费力）是一个需要持续培养和提高的问题，随着课程改革的不断深入，实验教学的重要性和难度不断提高，这给实验教学工作带来了不少困难。 

（2）该课题研究效果有一定的滞后性，有些研究对象还会出现反复，这对研究的顺利开展有一定的影响。

（3）由于时间紧，学校工作任务繁重，前一阶段虽然进行了大量的研究工作，但是部分研究成果及课件、教学设计、教学随笔等没有及时总结上传。

具体存在的问题：

（1）教学任务重课时紧张、实验教学费时费力的矛盾冲突的问题

（2）教师新旧理念接受的矛盾

（3）学生实践能力参差不齐

改进措施：

（1）加强学习，更新教育观念，多在实践中搞研究，多和专家交流，对课题研究中遇到的问题进行梳理，逐项解决；

（2）做好长期研究的准备，对研究中出现的新问题分阶段做好规划，逐步实施

（3）决定在后一阶段继续做好研究的基础上，积极上传资料和研究成果；

（4）理论联系实际，提高研究成果的指导价值。

（5）加强与学生和教师的沟通，真正抓住实验教学在培养学生物理学科核心素养中的主要作用，探索出适合本校实际并具有一定推广价值的实验教学策略。