學(xué)科教育論文-物理實驗操作能力的落實.doc

學(xué)科教育論文-物理實驗操作能力的落實摘要：本課題是現(xiàn)代教育科學(xué)研究方法與現(xiàn)代教學(xué)理論、現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶?，F(xiàn)代教育科學(xué)研究的方法使我們認(rèn)識到了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題，現(xiàn)代教學(xué)理論使我們對學(xué)生實驗技能習(xí)得的條件有了充分認(rèn)識，運用教學(xué)設(shè)計方法，對物理學(xué)生實驗進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)代教育技術(shù)又使得我們的教學(xué)設(shè)計得以實現(xiàn)。研究中對學(xué)生的行為進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化觀察，對學(xué)生的態(tài)度進(jìn)行了問卷調(diào)查，對學(xué)生在新與舊的教學(xué)模式下的實驗技能形成情況進(jìn)行了對比研究，既得出了富有普遍意義的對優(yōu)化學(xué)生實驗過程有用的結(jié)論，又對多媒體學(xué)生實驗課的教學(xué)模式進(jìn)行了有益的探索，形成了一套使學(xué)生有序與高效習(xí)得實驗技能的教學(xué)方法與課件。以此為基礎(chǔ)開設(shè)的各級觀摩課受到全體聽課教師和專家的好評。一、問題的提出背景1、背景-傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題剖析我們通過觀察對比班級在實驗課時的學(xué)生行為，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法存在如下一些問題：（1）在教師介紹實驗器材時是學(xué)生注意力最不集中之時。例如在學(xué)生實驗練習(xí)使用打點計時器時，有的學(xué)生在固定打點計時器，有的學(xué)生穿紙帶，有的學(xué)生在調(diào)整電源電壓。當(dāng)教師叫學(xué)生回答器材名稱時，因大多數(shù)同學(xué)看不清教師所指部位，所以只是管自己邊看邊摸。又例如有一些學(xué)生開始是聽教師在講，但當(dāng)教師講了如何選擇電源電壓后，就只顧自己動手不再聽講了，這種情況在傳統(tǒng)的實驗課中是十分普遍的，究其原因，我們認(rèn)為這是由于信息相互干擾的結(jié)果。當(dāng)教師介紹實驗器材時，由于學(xué)生看不清教師手上的器材，肯定得看自己桌上的器材，這樣的話，學(xué)生接受的視覺信息來自實驗桌上，而聽覺信息來自教師，教師對學(xué)生的引導(dǎo)能力就大大下降，出現(xiàn)大量學(xué)生注意力不集中現(xiàn)象也就不奇怪了。由于學(xué)生聽講時的不認(rèn)真，導(dǎo)致一些學(xué)生在十分基本的知識點上也要發(fā)生錯誤，例如我們在觀察練習(xí)使用打點計時器實驗的學(xué)生行為時就發(fā)現(xiàn)有兩個小組把導(dǎo)線接在直流電源上，又如在練習(xí)使用多用電表的對比實驗中，有的學(xué)生把表筆插在插孔內(nèi)。（2）在教師介紹實驗原理時也是學(xué)生注意力不集中之時。除了前面所述的由于信息干擾這一原因外，主要原因是因為教師只利用靜態(tài)的示意圖及板書，講解對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力不及實驗器材對學(xué)生產(chǎn)生的吸引力大。我們通過觀察發(fā)現(xiàn)，近三分之一的同學(xué)在教師講解實驗原理時一直在擺弄實驗器材，例如在測玻璃的折射率這個實驗中，當(dāng)教師在講解實驗原理時，有不少學(xué)生在擺弄玻璃磚。（3）學(xué)生注意力相對集中及積極參與是在儀器安裝及調(diào)節(jié)操作并記錄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析及處理這三個階段。在這三個階段學(xué)生的積極性雖然很高，但實驗效果并不好，這是因為由于學(xué)生在前面幾階段的基礎(chǔ)沒有打好，導(dǎo)致學(xué)生的操作無序，通過實驗操作并沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生良好的操作技能這一目標(biāo)。例如在練習(xí)使用打點計時器時，一些學(xué)生一開始在固定打點計時器，而另一些學(xué)生在連接導(dǎo)線；一些學(xué)生是先放復(fù)寫紙，后穿紙帶，而另一些同學(xué)則是先穿紙帶，后放復(fù)寫紙。又例如在測凸透鏡焦距這個實驗時，由于學(xué)生在教師講解實驗原理時不專心，所以在用共軛法測透鏡焦距時還在移動光屏的位置，不能保證L不變這一實驗條件的滿足。在數(shù)據(jù)分析及處理階段，由于條件的限制，教師無法對學(xué)生的實驗及數(shù)據(jù)處理情況進(jìn)行反饋，失去了對錯誤操作進(jìn)行糾正的機會。（4）在反饋與評價階段，也是學(xué)生注意力相對不集中之時。由于傳統(tǒng)教學(xué)模式中缺乏強有力的反饋手段，所以反饋這一技能學(xué)習(xí)必須的教學(xué)環(huán)節(jié)通常在實驗課中很少得到體現(xiàn)。雖然有部分教師認(rèn)識到反饋的重要性，用嘴講解觀察到的一些規(guī)范的實驗行為，但由于學(xué)生沒有親眼看見，所以常常引不起學(xué)生的興趣與重視。例如在練習(xí)使用打點計時器這一實驗的反饋階段，由于教師無法將學(xué)生打出的紙帶投影出來，故只能畫幾張圖讓學(xué)生討論一下，學(xué)生對此興趣不大。2、理論依據(jù)(1)現(xiàn)代教育技術(shù)為高效的實驗教學(xué)提供了硬件基礎(chǔ)如果說過去學(xué)生實驗教學(xué)的失敗還有著物質(zhì)條件、高考、師資等多方面因素的制約的話，那么隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的普及、素質(zhì)教育目標(biāo)的確定、教師隊伍素質(zhì)的提高，優(yōu)化學(xué)生實驗教學(xué)過程，改進(jìn)實驗教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)的效率是完全有可能的。在教學(xué)過程中，教師是教學(xué)信息的傳播者，學(xué)生是教學(xué)信息的接受者，媒體是教學(xué)信息的載體，傳播效果與多種因素有關(guān)，在傳統(tǒng)教學(xué)中，文字和實物形式的信息傳輸比較直接和簡單，教學(xué)信息通道和流量相對來說比較小?，F(xiàn)代教育技術(shù)的作用，就是將先進(jìn)的、宏觀的、微觀的和課外的教學(xué)信息以多媒體技術(shù)為載體集中傳遞給學(xué)生，拓寬了信息通道，加大了信息流量，而且由于聲、光、電技術(shù)的采用提高了信息傳遞的質(zhì)量。(2)現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計方法為實驗教學(xué)的優(yōu)化提供了可操作的方法教學(xué)設(shè)計不僅僅是一門方法論的學(xué)科，它是以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，以教學(xué)傳播過程為對象，以系統(tǒng)方法論為指導(dǎo)所進(jìn)行的一種計劃過程。教學(xué)設(shè)計既是教學(xué)技術(shù)學(xué)的重要領(lǐng)域，又是教學(xué)科學(xué)的重要組成部分。（a）教學(xué)設(shè)計是一種用以開發(fā)學(xué)習(xí)經(jīng)驗和學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)，這些學(xué)習(xí)經(jīng)驗和環(huán)境有利于學(xué)生獲得特定的知識與技能；（b）教學(xué)設(shè)計是一種將不同學(xué)習(xí)策略整合進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗的一門技術(shù)，利用這些教學(xué)經(jīng)驗可以使知識、技能的獲得更有效率，更有效果和更吸引人；(c)教學(xué)設(shè)計是一種創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景和學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)，正是這些學(xué)習(xí)經(jīng)驗和學(xué)習(xí)環(huán)境能夠有利于教學(xué)活動的順利開展。3、對優(yōu)化物理學(xué)生實驗的思考與設(shè)計通過對傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生實驗過程的觀察，我們認(rèn)為存在著三大問題，按照教學(xué)設(shè)計更有效率、更有效果和更吸引人的要求，我們進(jìn)行了如下的思考與設(shè)計。(1)變視聽信息相互干擾為協(xié)調(diào)一致視聽信息相互干擾大大影響了教師對學(xué)生的控制與引導(dǎo)，使開始階段的信息傳輸受阻，降低了課堂教學(xué)的效率，這對于以動作技能為特征的學(xué)生實驗課（特別需要示范與反饋）來說，確實是一個致命的問題。我們認(rèn)為在開始講解器材作用與介紹實驗原理時一定要讓學(xué)生的頭抬起來，為了做到這一點，我們認(rèn)為可以用視頻展示臺將實驗器材放大，這樣學(xué)生既可以看到清晰的儀器，又可以聽教師講解。如果為了做成一個相對完整的課件，也可以用掃描儀將儀器的照片掃入CAI課件。在實驗原理講解時，我們力求用生動活潑的形式來吸引學(xué)生的注意力，例如在練習(xí)使用打點計時器中我們制作了打點計時器工作原理的動畫。在動畫中，交流電的大小與方向的變化通過電流表的指針偏轉(zhuǎn)來表現(xiàn)，振片的磁極變化通過與永久磁鐵對應(yīng)的顏色變化來反映，打點周期通過周期為0.02S的一個小時鐘來表達(dá)。又例如在測定玻璃的折射率實驗時，在操作步驟講解時，由于學(xué)生還沒有實際看大頭針像的經(jīng)驗，教師很難用語言把物像遮擋及其本質(zhì)講清楚，我們通過制作動畫很好地突破了這一教學(xué)難點。由于動畫生動形象，所以大大提高了學(xué)生的注意力，整個學(xué)習(xí)過程十分順利，教學(xué)效率大大提高。（2）用動作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律指導(dǎo)動作技能的學(xué)習(xí)傳統(tǒng)教學(xué)模式下培養(yǎng)出來的學(xué)生的動作技能是十分缺乏的，具體表現(xiàn)在參加實驗考查時，既便面對十分簡單的實驗，例如打點計時器的使用用萬用表測電阻學(xué)生也是手不斷地抖，看一步操作步驟做一步，根本達(dá)不到熟練（自動化）程度，另外在傳統(tǒng)模式下的學(xué)生實驗時，不同組的學(xué)生其操作常常各不相同，經(jīng)常出現(xiàn)錯誤的操作方法，例如在用玻璃測折射率這一實驗時，有的學(xué)生用玻璃磚作工具固定大頭針。究其原因，我們認(rèn)為這是由于教師不熟悉動作技能的學(xué)習(xí)規(guī)律的緣故。有的教師把動作技能的學(xué)習(xí)等同于知識的學(xué)習(xí)，認(rèn)為我己經(jīng)把它講清楚了,你們也就會了。有的教師由于自己已經(jīng)掌握了動作技能（達(dá)到自動化）而認(rèn)為動作技能的學(xué)習(xí)很簡單。其實既使是比較簡單的騎車、游泳等動作技能，哪個人是一學(xué)就會的呢？動作技能的學(xué)習(xí)的特點是先知覺再通過訓(xùn)練成為動作技能，一般說來它的學(xué)習(xí)需要經(jīng)歷三個階段：第一是認(rèn)知階段，學(xué)習(xí)者通過外部的言語指導(dǎo)，或通過觀察他人的動作示范，試圖理解任務(wù)及要求。這里的動作示范可以是指導(dǎo)者的示范也可以是其他學(xué)習(xí)者動作的示范。這一階段的主要任務(wù)是領(lǐng)會技能的基本要求，掌握組成技能性活動的局部動作；第二是聯(lián)系形成階段，此時學(xué)習(xí)者要建立外部刺激與動作之間的聯(lián)系，這一階段的基本任務(wù)是把局部動作組成大的單元；第三是自動化階段，學(xué)習(xí)者經(jīng)過學(xué)習(xí)，各個局部動作之