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高中生解决物理设计性实验问题的个案研究

姚文清  
【摘要】:随着高考改革的推进,近几年来高考物理实验试题的物理情景、设问方式越来越新颖,内容更加突出实验设计和操作能力的考核。虽然不少学校因此不断“强化”实验教学,但实验题得分率仍然不高,尤其是设计性实验题,几乎成为整份试卷中最令人生畏的题目。笔者在前人研究的基础上,结合本人多年的教学实践,在建构主义学习理论的指导下,运用问卷测试和个人访谈的方法对一所省级示范性高中的高三年级部分理科学生做了一项初步的调查研究,试图找出学生解决物理设计性实验题时遇到的困难及其产生的原因,以期对教学改进有所启迪。 试卷的评阅不采用单纯计分的办法,通过细致评价学生卷面反应、分析、统计各类错误的集中情况及各类错误的特点,发现学生在解决设计性实验题时有如下的表现: (1)根据数据画出图线,结合数据和图线对结果进行描述或解释的能力比较强,且优秀生和中等生没有显著差异。根据数据转换成图线,再根据图线定量地推导出某物理量的表达式,学生感到比较困难。 (2)面对新颖的设计性实验题所提供的情景,对有意义的信息识别能力不高。 (3)学生对物理概念或物理规律的理解特别是对实验原理、实验思想和方法、实验仪器的工作原理的理解程度,直接影响学生解决设计性实验题的效率和效果。 (4)根据已提供的器材,由学生独立思考,自己设计实验方法和步骤进行实验对于大部分学生来说已经是很高的要求了;只给出实验目的和要求,由学生自选器材,自己确定实验方案,即完全由学生自己独立设计实验,对于学生来说又是更高的要求了。 (5)学生在解决设计性实验问题时所需要的有关实验知识和理论知识的欠缺和脱节比较严重,对实验仪器原理和使用知识的掌握程度之低出人意料之外。 虽然对学生解决物理设计性实验题的研究还不够深入,还有许多不足。但可以肯定,实验教学与理论教学继续脱节,“菜谱式”的实验教学继续盛行,这样的实验教学无助于提高学生学习物理的效率,提高学生解决物理设计性实验题的能力也将是一句空话。 笔者认为,改革物理实验教学方法,利用实验对学生进行思维能力的培养,可以使学生的智能结构趋于合理。中学生物理实验中包含了许多重要的思想方法,而掌握实验的思想方法与单纯做好实验相比,前者更加重要。因此让学生进行实验的思想方法的学习应当成为实验教学的重要部分,并把它落实到实处。在物理教学中,实验的作用在于为学生创造适于探究的物理情景,在学生自主探究中,获得物理知识,训练技能,提高能力,体验科学方法,培养科学态度和价值观。正因为实验在物理学的这种独特作用,应当将实验从作为教学辅助手段转变为贯穿在整个教学过程中创造物理情景、探索物理规律的主要手段,实验由在教材中独立设置,转变为有机地嵌入在教科书中,将实验与物理知识融为一体,使实验的过程即为学生学习的过程。


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