初中物理学科科技创新实践研究课的研究

《初中物理物理学科科技创新实践活动课的研究》

南阳市油田第七中学   鲁永军

摘要：本文从选题意义，研究的内容及创新程度、应用价值，研究基础，完成课题的研究能力，时间保证及研究成果等方面全方位的对《初中物理物理学科科技创新实践活动课的研究》进行了总结。

一、引言

油田七中在油田基础教育的教学改革中处于领先地位，在实施新课程的过程中，物理学科大胆的进行了自主高效的课堂教学的改革，对教师教法的研究比较充分，成效显著，而对学生学法的研究有所滞后，从初二以来的物理课的教学实践中发现，学生自主探究性的学习存在着较大的问题，学生在提问、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作等探究性学习环节无所是从，力不从心，老师也困惑很大，为此，我校初三物理教师成立了《初中物理自主探究性学习的研究》课题组，宗旨是：让学生在老师的指导下，用物理探究性的学习方式去主动地获取知识，应用物理知识、技能和方法去解决实际问题，从而使探索和创造精神的培养和发展有一个切实的的落脚点，使学生真正成为探究的主体，学习的主体，促进学生主动发展，全面的发展，也是使物理教学走素质教育之路的最有效途径之一。

二、研究内容

1.主要思路：通过课堂内外学生的探究性学习，创设一种科学探究的情景，采用以问题为中心的主题式探究学习的途径，让学生在老师的指导下，通过“探究与做一做”的学生实践活动，利用必要的学习资源，通过问题的解决方式，让学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识与技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程。

2.目标与意义：通过本课题的研究，探索出一条有助于学生进行“自

主学习、自主发展”的指导策略，培养学生乐于研究，努力求知的主动精神，形成一种勇于创新的优秀品质；培养学生掌握研究性学习的方法，养成独立思考、自主探究、合作交流的意识和主动学习的能力。进一步转变物理教师的教育观念和教学行为。通过创造性研究，将课程从“特定知识体系的载体”的定位上转移到促进“师生共同探索、共同发展”的定位上。.通过对物理探究性学习的研究，培养学生自主实验、独立思考的学习习惯，培养学生的探索精神和勇于创新的能力，从而开发学生潜能。促进学生主动的发展。培养学生乐于收集信息与处理信息的能力，让学生懂得如何从各个方面收集信息，如何很好地处理信息；培养学生综合应用知识解决问题的能力；培养学生的科学素养，会设计实验，会从实际问题中抽象出物理模型，懂得应用分析与综合、归纳与演绎等科学的思想方法；培养学生获得亲身参与科研的情感体验。让学生自主地参与获得知识的过程，加深对知识的体验，掌握并研究自然现象的规律，从而培养学生自主探究的学习能力。

3.方法与途径：将多种教学资源与初中物理课程加以整合，以培养学生的物理创新意识和解决实际问题的能力为宗旨，以学生自主探究性学习为核心，以问题型、诱导型探究学习为主要学习方式，以学生自我评价和他人对学生评价相结合为主要评价方式，形成探究性学习过程设计。能够很好地培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生在完成物理学习任务的同时，实现对知识和技能的掌握。途径：指导确定选题，搜集资料，制定计划，分析资料，实施探究，撰写探究成果报告。

课堂内的探究性学习：依据教材特点，引导学生探究学习，找寻激发学生探究动机的切入点。新教材特征：全书实验探究课题共有34个，插图378幅，加油站10处，信息窗31个，类似于小制作、小实验的迷你实验室14个，安排了11个实践活动和11个交流与讨论。根据学生实际，落实学生探究学习，形成探究性学习方法，利用“猜想假设”强化学生探究学习，结合生活实际，师生共同探究学习。发现式探究：主要过程是：教师提供相关问题情景——引导学生提出问题或猜想——设计解决问题或验证猜想的方案，——实验操作——讨论、归纳与反思。接受式探究：主要过程是：教师提供有关知识和背景材料——操作或讨论——得出结论——应用反思。混合式探究：它是指在某些环节是接受式探究，在某些环节是发现式探究。具体做法有：（1）教师领着探究，体验探究过程：①从生活中发现问题，提出探究课题。②从实验中寻找突破，感受探究方法。③按要求记录过程，学习结题方法.（2）尝试局部探究，形成探究能力：①自主选题练习。学科知识型选题，收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点，可改进的演示实验、学生实验等。热点型课题。“温室效应”是社会关注的热点问题之一。社会生活型选题，从某些具体的科学技术对社会的影响或者从日常生活中选取与物理有关的课题进行探究。②探究性学习要体现开放性，探究性学习强调以学生的自主性、探究性学习为基础，学生按自己的兴趣选择和确定探究的内容多来自学生的学习、生活和身边的现象。③探究性学习要注重探究性学习过程探究性学习的主要活动程序如下所示：课题选择—设计探究方案—探索探究—检验评价—形成报告

(3)学生自主探究，提高探究能力。探究性学习的基本环节（1）提出问题，创设情景 教师通过不同的途径和方式激发学生提出科学的问题。（2）提出假设，科学验证 ，探究学习教学设计的核心要素，是要求学生提出假设、设计探究方案进行探究，直至得出结论。这阶段是自主探究阶段，具体包括：

①根据已有的知识、经验或收集的信息做出比较合理的猜想、假设和设计探究方

案；

②由学生通过网络访问教师放置在校园网网络服务器上的网络资源库。学生带着问题或实验方案通过网络的必要帮助独立进入教师设置的学习环境进行探究；或者通过现代信息技术与多媒体实验辅助系统进行实时实验探究，收集实验数据。（3）分析讨论，得出结论，这阶段是协作探究阶段，具体包括：

①收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；

②对得出的结论作出科学解释。在分析讨论过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上协作学习。学生通过网络的辅助，将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论带入网络讨论区进行交流，比较各小组的探究过程和思维结论，从中获取成功的经验和失败的教训，使自己的思维过程更趋合理。

（4）总结交流，测试反馈

①学生对各自的探究过程进行小结，陈述各自的探究结论或实验现象与结论，并

对各自的探究过程和结论进行反思、评价；

②学生对他人的探究过程和结论进行反思、评价，提出建设性的意见和建议；

③教师对本课的学生小结进行适当的补充、总结和评价，最后让学生形成综合性

的评价小结；

④小结后，引导学生进行自我测评，完成自我测试，测试结果当即反馈给学生。（5）评价迁移 ，探究学习的课堂教学评价主要是形成性评价，目的是获得教学设计方案的成功或失败的反馈信息，对教学设计方案作出进一步的修改，提高教学设计方案的质量，真正实现教学过程的优化。

课外的探究性学习 

(1)探究性实验、小实验与小制作。巧用课内外的演示实验，激发学生的探究欲望，引导学生探究，让学生悟出探究的一般步骤。多用分组实验，放手让学生探究，让学生在实验活动中产生思维碰撞的火花。在分组实验中产生创造。活用课外实验，让学生真正体会到物理来源于生活，回归于社会，升华探究活动。变演示实验为探索性实验，让学生充分的动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生各项能力的发展。

（2）专题探究课外活动。根椐学校所在地的环境、现实，提出需要解决的问题，把学生分成小组，让学生提出解决专题的方案，进行调查、实验、上网收集信息，得出结论，并对结论进行反思、评价。

基于网络环境进行探究性学习。初步探讨探究性学习资源的建立和技术支持，在此基础上，探讨在网络学习的环境下，如何指导学生对此进行探究性学习。

通过物理习题课进行探究性学习。习题课的教学作用：一是巩固概念、规律，反馈信息，了解教学效果；二是深化、活化知识，培养思维品质，提高应用能力；三是训练科学表达能力和严谨的逻辑思维能力。

创设学习情景，激发探究兴趣，任务驱动，合作探究；加强过程指导，教会探究方法；注重探究实效，享受探究乐趣；培养创造性思维，升华探究能力；以“课例研究”（课堂教学）为载体，构建“探究性学习”的框架和模式。以“科技活动”为载体，强化“探究性学习”的活动性特点。以“课外活动”为载体，拓宽“探究性学习”的实验渠道。请进来、走出去，边研究、边交流，促进“探究性学习”的实验向纵深发展。

三、探究性学习特点

学生是通过探究活动获得新知和培养能力的探究性学习，是让学生通过各式各样的探究活动诸如观察、实验、调查、制作、收集资料等，亲自得出结论，使他们参与和体验知识的获得过程，建构起对自然的认识，并培养科学探究能力。师生是相互尊重、平等、民主、合作的关系，学生是学习的主人，教师是引导者，组织者和共同探究者；重视证据在探究中的作用 ，科学家在探究中花费大量的精力收集证据，并以此为基础解释自然界的运行机制，在物理学科课堂的探究中，证据有着同等的重要作用。重视形成性评价和学生的自我评价，探究性学习对评价要求较高，如它要求评价每个学生理解了哪些概念，哪些还模糊不清或不知道，是否能灵活运用知识解决问题，是否能提出问题，是否能设计并实施探究计划。     

四、探究性学习的原则

探究性学习是一个重过程、重探索、重能力的学习活动，它具有操作简单，师生交流频繁，课堂自由度大的特点，因此在学习过程中，创设良好的学习情景，应该遵循以下原则：（1）主动性原则：学生在探究活动过程中主动参与的程度，落实问题探究自主性；（2）实践性原则：学生参与探究活动的深入和拓展程度、探究方案的科学性和合理性，以及开展探究活动的效率；（3）创造性原则：学生的发展性学力和创造性学力是否提高；（4）建构性原则：学生对所学知识的意义建构。（5）直观性原则：注重问题探究的落脚点，（6）针对性原则：注意问题探究的方向性；（7）渐进性原则：注意问题探究的节奏性，（8）开放性原则：把握问题探究的深广度，（9）发展性原则：落实问题探究延伸点。

五、创新程度，理论意义；应用价值：

1、创新程度：新一轮基础教育课程改革是时代发展的必然要求，对建立具有中国特色的基础教育课程体系，提高国民素质，具有重要意义。在整个教育步入信息化时代的今天，如何加快课堂教学改革的步伐，全面推进教育现代化进程，仍是摆在我们面前的一个紧迫课题，面对物理教学改革的实际需要，我们加强初中物理探究性学习的研究仍具有新的现实意义。

2、理论意义：中学物理课程是以培养学生科学素养为宗旨的基础科学入门课程，是建立在对科学本质认识的基础上，并将引导学生逐步认识科学的本质。发展学生的科学素养离不开物理的学习过程。科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，物理课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式。应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。从而培养学生的实践能力，创新精神和科学素养，真正提高学生的素质。学习方式决定了一个人的思维方式，最终会成为一个人的生活方式。对“主动、探究、合作”学习方式的倡导，充分体现了课程改革“以人为本”的思想，着眼于学生的充分发展。探究性学习能突出学生在教育中的主体地位，为学生提供自由活动的空间，优化学生的智能结构，在当前，它代表了教育改革的方向。

3.应用价值：

（1）让课堂焕发生命活力。使学生充满自信和快乐。

（2）有效地促进教师教学观念地改变，促使教师素质的提高，激活教师的创新精神。

（3）学生由被动变主动，真正成为学习的主人，有效地提高学生分析，解决问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。

（4）学生通过课内和课外探究，获得知识的同时，自身素质全面提高，基本技能和创新意识明显加强，为学生终身学习和全面发展奠定良好的基础。

六、研究基础。

(1) 有上级领导和学校领导的高度重视和大力支持。

(2) 学生经过初二的学习，具有一定的自主学习和合作学习的能力。 三各班都进行了学习小组的建设，而且运行良好，有好的实验基础和实验环境。

（3）七中的学生和学生家长都大力支持和配合老师的教育教学改革，为实验的顺利进行奠定了坚实的基础。

（4）课题组成员对课题有浓厚的兴趣和深刻的思考,又有较广泛的科研知识,同时有丰富的课题研究经验,有较高的研究能力。

（5）七中物理组自己编制了《物理导学案》使学生课堂内外的探究学习有了依托和主线。

(6)七中物理实验室有较完备的实验探究的各种仪器和设备，为实验 探究提供了物质准备。

七、完成课题的条件和保证

1、负责人和主要成员完成主要课题和科研成果的社会评价

（1）课题组组长鲁永军老师，中共党员，本科毕业，中教高级，年级部主任学科带头人，教育中心名师，多年带班主任，完成了《实验导学式物理目标教学法》《物理学科学生能力发展研究》《先学后教物理自主学习探究》等课题的研究，优质课大赛获河南省、南阳市、教育中心一等奖，多次辅导学生参加科技创新大赛，分获河南省、南阳市、教育中心、发明创造一等奖；获南阳市优秀科技教师称号，中招物理成绩名列油田前茅，论文四篇在正规刊物发表，被评为局优秀班主任，局优秀教师，教育中心模范共产党员等。

(2)其他三位成员两位共产党员、两位本科毕业，都走在教学改革的前列，都是非常优秀的物理老师。如：课题组王瑞芳老师本科毕业，积极参加各项科研活动，优质课大赛获教育中心一等奖，课题实验成果获教育中心一等奖，发表论文多篇。

（3）学校对教研工作大力支持，设专门机构教科室，资料设备齐全.

(4)课题组负责人熟悉多媒体教学方式，教科研手段成熟，教研方式先进。

2、完成课题的研究能力和时间保证：准备阶段（2016.9）

资料设备：

（1）制定实验方案，计划，规章制度，明确教师研究任务和方向。

（2）现成的教室和实验室。

(3）实验教师学习教学改革和科学探究的有关书籍，收集国内外优秀课题成果和理论。加深对教育改革新教育理念的认识和感悟。

（4）学校领导对实验教师进行理论培训和指导，实验教师准备实验资料，加强理论学习，制定实验方案、计划等进一步明确分工和研究方向。

（5）向广大学生和家长进行宣传实验内容，意义等，并对实验家长和学生进行培训。（6）确定实验班级，成立实验组织机构。申报课题，批准立项。

实验阶段（2016.09—2017.06）

（1）实验教师根据实验班级学情设计出物理探究性学习模式，有计划地进行运用。

（2）收集学生自主，合作，探究过程的学习成果和其他过程资料。

（3）定期在学生中开展一系列实验活动，并进行课后问卷调查。

（4）教师及时总结实验经验并进行交流，认真撰写阶段性小结，推广实验成果。

(5)科研手段：实验研究法:物理课堂高效自主学习策略研究、实验导学式教学法在物理探究性学习中的应用、分层教学法在物理探究中的应用等。 课外研究:  课外调查、课外制作、课外发明等培养学生能力。

总结阶段（2017.6）

（1）学生成绩对比分析，教师撰写实验论文，实验报告，总结等。

（2）实验成果总结推广。（3）上级验收，结题。

八、课题研究的途径

除了以课堂作为实验的主阵地外，还通过学习小组和课外活动培养学生学会合作，鼓励学生利用网络，多媒体等现在信息技术，深入社会和生活进行探究。在学生能力培养和素质的提高方面均有较好效果。

九、课题研究的成果

本课题通过近一年的系统性的研究以及对研究方案与策略的具体实施，在学校领导、课题组成员和学校物理教师的共同努力下，达到预期目标，取得以下成果。

1、 理论成果

本次课题研究的理论成果，主要是促进了我校物理教师在新课改实施过程中的专业成长、观念更新，并初步探索出一条可供操作和推广的以充分拓展的课外实验资源来激活物理教学的途径和方法，形成一套适合并促进我校学生形成良好探究习惯，提升探究能力和品质的新型物理课程。

（1）教师的专业成长。

由于我国教育的传统和现实诸多方面的原因，当今教师的的知识结构、专业水平，特别是相关的教育教学的理论水准都停留在各自的“原生态”的阶段，教师们对于与自己专业相关的最现代、最前沿的信息和理论缺乏最基本的了解，更不要说将之溶入到自己的知识结构，形成体系。但是经过两年多的课题研究的探索和实践，我们学校物理教师的知识结构、专业水平和对当今最前沿、最现代的教育教学理论的把握，有明显的改善和提升。这些论文所涉及的现代信息和所引用的相关论述中，可以看出我们的教师，从对教育教学的理论认知，到具体的教育教学的实践与操做，都已经超越了“原生态”，正逐步走向教育的现代化。

（2）教师观念的转变。

自主探究性学习”的教学观在课题研究和实施的过程中得到了老师们深度的认同，并积极付诸教学实践。过去教师们对“传道、授业、解惑”的理解仅限于道德教育，知识教育，而当教师们尝试着打破“一本教材”，“一本教参”和考试成绩对自己的层层束缚之后，这才豁然发现物理教学的天地原来是如此的宽广：举凡天地日月，山川湖泊，飞鸟虫魚，以及社会万象都是物理教学可以关照的对象。法国启蒙思想家卢梭的观点，教育不应该是纯粹的知识教育，它应该包括事物教育，自然教育和人的教育也就是生命教育三个层次。我们认为，有着浓厚科学背景的物理教育尤当如是。

（3）初步探索出一条将课外实验资源有效整合到课堂教学中的的途径与范式。

教学过程中教师和学生角色的换位。在传统的教学中，教师在课堂上的角色是绝对主动的施与者，学生则永远是被动的受与者。尽管素质教育和新课改都竭力提倡学生学习“主体性的原则”，但是因为我们真的要把课堂让位给学生，让他们来自由讲述的时候，你才发现他们根本就不知道讲什么，怎么讲。不能讲的原因是，因为学生对于学习的內容缺少必要的经验积累和阅读积累，没有积累就不能触发，不能触发就不想表达，也不能表达。这样一来他们永远只能是被动的接受者。所以对于教师而言，要让学生成为真正的学习主体，它的根本前提是要让学生对所学的內容，有一定的积累和相关信息的储存，也就是要有课前充分拓展的自主性探究，只有这样我们的课堂教学才可能真正的活起来。

2、实践成果

(1) 学生的实验探究意识和探究能力明显增强

通过实验探究式教学，激发了学生的探究热情，培养了学生的探究意识和能力，学生进行创造发明和技术革新的意识增强，特别是通过开展丰富多彩的课外实践活动，如小实验、小发明、小制作、小论文、课外实践等，学生的动手能力和发明创造能力明显增强，我校2017年12月参加油田教育中心科技创新大赛多人获得一、二等奖，课题组的辅导老师也多次获得优秀科技辅导教师称号。

(2) 教师的实验教学水平和能力明显提高

通过实验教学有效性的研究，一是提高了教师处理教材和合理利用实验教学资源的能力，教师能根据学生探究性学习的需要，合理地组织教学内容.二是提高了教师研究学法的热情和能力，在实验探究学习的研究中，最重要的是要激发学生实验探究的兴趣和热情，使他们能积极主动地去探究和体验，这就要求教师不但要研究每节课教什么，怎么教，还要研究学生怎么学.三是提高了教师自身的实验探究精神和探究能力，不具有探究精神的教师，是很难培养出具有探究精神的学生的，所以在实验探究教学中，教师要和学生一起，积极主动地探究.四是提高了教师的科研水平，鲁永军老师三次参加唐河同课异构讲课比赛均获一等奖，刘根喜老师两次参加唐河同课异构讲课比赛均获一等奖。

(3)学生学习的效果明显提高

通过课题的研究，有效地促进了教学质量的提高，调研考试分析显示，我校中学物理成绩在原来基础上有明显提高，处于我市各类学校领先地位，中考南阳市总评位居前列，在南阳市占据领先的地位．学生的综合素质得到了很大提高，个性特长得到了充分发挥，学习物理的积极性空前高涨。   

3、显性成果

课题研究的系列报告：开题报告、实施方案、阶段性评估报告、结题报告各一份，和几位物理教师的获奖证书等。

总之通过认真科学的实践，本课题研究的组织严密，过程科学合理，效果明显，结论正确，值得大力推广。