中學生物理實驗設計和操作能力現(xiàn)狀調查報告.doc

中學生物理實驗設計和操作能力現(xiàn)狀調查報告南寧市第八中學 馬紅業(yè) 一、 問題的提出 近年來，國內物理教育工作者對在實驗教學中培養(yǎng)中學生的創(chuàng)新能力問題進行了大量的研究，取得了不少的研究成果，并提出了如何培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有力措施。但以往的研究基本上是經(jīng)驗總結，缺乏量的支持，說服力不夠強，適用性不夠廣。為此，我們確立了高中物理實驗教學如何培養(yǎng)創(chuàng)新能力的研究這一課題，目的是通過本課題的研究，找到一個將基本知識和基本技能與創(chuàng)新能力結合起來的途徑，使學生在掌握知識的同時，發(fā)展創(chuàng)新能力。本課題計劃第一階段的一個主要任務 ，就是采用問卷調查的方法，了解學生物理實驗設計和操作能力，特別是創(chuàng)新能力的現(xiàn)狀，為本課題實驗提供客觀操作依據(jù)。 編制問卷調查內容時，我們首先明確了調查的主要內涵，以保證調查有較高的效度。涉及5個方面：規(guī)定調查主題，選定調查項目，明確項目的評價指標，劃分指標水平，提出水平標準。因為，從教學的角度考慮，物理實驗可以分為演示實驗、學生實驗和課外實驗三大類，所以我們的調查分三大類共28個項目，每個項目又細分成不同的水平，最后水平標準定為A、B、C 三級。A級水平，指學生已認識到實驗在學習物理知識，培養(yǎng)能力上的重要性，有較強的提高自身能力的要求和愿望，有了一定的創(chuàng)新能力，這是我們進行實驗教學改革所追求的目標。C級水平，指學生還沒有認識到實驗的重要意義，對提高能力抱無所謂的態(tài)度，這對我們的實驗教學改革不利，要避免和克服。B級水平介于兩者之間。我們進行本課題研究和探索的目標之一，就是要探求培養(yǎng)學生的能力，尤其是創(chuàng)新能力的途徑和方法，盡可能促使學生由低層次水平向高層次水平的轉化。二、 研究對象和方法 研究對象：本研究對象從本校高一、高二共二十三個班中隨機選取六個班，每班抽50人。調查前跟學生講清楚：本問卷的目的，是了解同學們實驗設計和實驗能力的一些情況，為我們的課題研究提供客觀操作依據(jù)。由于每個人的情況不一樣，答案自然不同，回答的結果只表明每個人對這些問題的態(tài)度，沒有錯對之分，與學習成績沒有關系，請不要有顧慮，按各自的情況如實回答；每個問題都要回答，但只能選擇一個答案，多選的作廢。結果在調查的300份中，有效答卷294份。 研究方法：本研究采用問卷的方法進行調查。三、調查內容及結果問題ABC1、你喜歡觀察演示實驗嗎喜歡（248）一般（39）不喜歡（7）2、老師在做實驗時，你的觀察態(tài)度是認真（224）有時認真（63）不認真（7）3、老師做演示實驗時，你往往邊觀察邊思考（163） 有時邊觀察邊思考（31）只觀察不思考（100）4、老師在做演示實驗時，你想?yún)⑴c操作嗎想（168）想，但不敢（62）不想（64）5、你認為物理演示實驗對學好物理有幫助嗎有（234）有一點（47）沒有（13）6、你對演示實驗有改進的想法嗎有（48）部分實驗有（108）沒有（138）7、你在做實驗前能預習（60）有時預習（163）不預習（71）8、你能獨立完成分組實驗嗎能（157）有時需要老師或同學的幫助（118）不能（19）9、你是否喜歡自己設計物理實驗喜歡（114）有點喜歡（95）不喜歡（85）10、每做一次實驗，你認為有收獲嗎有（222）有時有（57）沒有（15）11、你會處理實驗數(shù)據(jù)得出結論嗎會（149）有的會（120）不會（25）12、記錄實驗數(shù)據(jù)時，你實事求是（135）有時湊數(shù)據(jù)（128）總是湊數(shù)據(jù)（31）13、你實驗報告的完成是：獨立完成（58）有時獨立完成（185）抄同學（51）14、在實驗過程中遇到問題時，多數(shù)情況你是獨立思考解決（70）問老師或同學（192）不理會（32）15、你認為做物理實驗能對學習物理有促進作用（151）很好玩，故喜歡（118）為了完成實驗任務，不得不去（25）16、做物理實驗時，你有選擇實驗器材的想法嗎常有（137）有時有（76）沒有（81）17、若開放物理實驗室，你會去做實驗嗎會（141）有時會（101）不會（52）18、老師常鼓勵你設計實驗嗎經(jīng)常（72）有時會（111）不會（111）19、你認為只在實驗室里做實驗就能提高操作技能嗎不是（167）不知道（71）是（56）20、在教學中，老師是否介紹了常用器材在不同條件下的使用方法及其作用是（141）有時是（118）沒有（35）21、在分組實驗中，老師是否讓你根據(jù)實驗的不同要求選擇實驗儀器是（119）偶爾（89）沒有（86）22、實驗研究的一般方法，如控制變量法、比較法、圖像法、代換法、近似處理法等等，你知道幾種（189）只知道一種（57）不知道（48）23、對物理課本內的小實驗你是否做了全做了（13）做了部分（112）沒有做（169）24、對課本以外的一些物理小實驗，你經(jīng)常做（26）有時做（109）不做（159）25、在中學，你參加過幾次科技課外活動多次(48)一次（61）沒有參加（185）26、你寫過科技小論文嗎寫過（45）想寫，但沒寫（49）沒有寫過（200）27、你做些小制作嗎經(jīng)常做（46）不常做（189）沒有做過（59）28、學校成立物理科技興趣小組，你愿意參加嗎愿意（134）有選擇地參加（31）不愿意（129）四、調查結果的統(tǒng)計分析 1、 學生普遍認識到了實驗的重要性，有較強的提高自身實驗能力和創(chuàng)新能力的愿望 據(jù)統(tǒng)計84%的學生喜歡觀察教師演示實驗；76%的學生在課堂上能認真觀察教師的演示實驗；80%的學生認為教師演示實驗對學習物理有幫助；76%的學生認為每做一次學生分組實驗都有收獲；48%的學生表示如果學校開放實驗室，會去做實驗，另外34%的學生認為會有選擇地去做；還有64%的學生知道了幾種物理實驗常用的方法。 2、學生有一定的實驗設計和操作能力，但實驗設計和操作能力仍較弱 有20%的學生在做實驗前能預習，55%的學生有時能預習，但25%的學生實驗前沒有預習；53%的學生能獨立完成分組實驗，40%的學生則需要教師或同學的幫助才能完成實驗；只有24%的學生能獨立解決實驗過程中遇到的問題，65%的學生多數(shù)情況下要問老師和同學；有46%的學生能實事求是地記錄實驗數(shù)據(jù)，有44%的學生有時寫實驗報告時湊數(shù)據(jù)；有51%的學生會處理實驗數(shù)據(jù)得出結論，有40%的學生有時不會處理實驗數(shù)據(jù)；20%的學生能獨立完成實驗報告，63%的學生有時能獨立完成實驗報告，17%的學生做實驗報告是抄其他同學的。 動手能力弱是個普遍的現(xiàn)象，我們的調查再次證實了這點。原因很多，不少教育工作者已對此進行了深刻的分析，在此不再贅述。只提一點，現(xiàn)行的實驗報告冊，多是立足于培養(yǎng)學生的一般實驗能力，很少考慮到如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。對每個學生分組實驗，都幫學生詳細地寫好了格式。長期的訓練使學生形成這樣的思維定勢：實驗就是要按既定的要求進行，不能偏離“標準”，這種“按方抓藥”式的實驗，盡管對培養(yǎng)學生的某些能力有作用，是學生在一定階段的學習中是必須的，但卻不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。所以，為了在實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，一定要編寫相應的實驗報告冊，這種報告冊既考慮到培養(yǎng)學生基本的實驗操作技能，學會按基本規(guī)程做實驗，又能引導他們提出新建議、新方案，進行新嘗試。編寫符合這種要求的報告冊正是我們課題下階段的工作任務之一。 3、 學生寫小論文、做小制作和小實驗普遍很少 68%的學生沒有寫過科技小論文；64%的學生不常做小制作，20%的學生沒有做過小制作；有57%沒有做課本內的小實驗；54%的學生沒有做課本外的小實驗；63%的學生在中學沒有參加過科技活動。 好奇心強、求知欲高、好動是中學生的年齡特征。那為什么出現(xiàn)上述現(xiàn)象？原因主要是片面追求升學率。為了追求升學率，師生都是考什么，學什么，不考的就不學。為了考出好成績，學生每天有看不完的書，做不完的作業(yè)，哪還有時間和精力參加科技活動？另外，既然升學與否基本不看學生寫了多少篇科技論文，完成多少小實驗，做了多少小制作，以及在這些方面得過什么獎項，造成學校、老師和學生都不把科技活動當一回事，學校很少開展科技活動，學生在這方面花的時間和精力就少，成績自然也很少。 4、教師還不夠重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力 只有24%的學生認為老師常鼓勵他們自己設計實驗；有29%的學生認為在分組實驗中，教師只偶爾讓學生根據(jù)實驗的需要選擇不同的實驗器材，29%的學生則認為教師沒有讓學生根據(jù)實驗的需要選擇不同的實驗器材。 應該說，教師當中，不少人也知道培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性，至少他們在口頭上是贊成培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。那為什么在行動上做得不夠呢？一可能是把提高教學質量和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力對立起來，他們沒有認識到培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力可以大大地提高學生的學習成績。就以高考要求來看，以往強調考查學生的知識積累，就算也考有能力題，但這些“能力”題是一些怪題、偏題，用題海戰(zhàn)術，靠猜題?？梢娦?。二是不少老師還不知道在實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一些方法，以至于雖然認識到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性，卻不知如何入手。五、對物理教學的建議 通過對調查結果的分析，現(xiàn)就如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力初步提出如下一些教學建議： 1、進一步提高教師和學生對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力重要性的認識 對教師而言，很顯然，教師對富有創(chuàng)新能力的學生的態(tài)度往往決定了整個班對這種行為的基調。學生容易模仿教師對創(chuàng)造力的接受程度和價值觀。如果對一個標新立異的想法或做法，教師置之不理，甚至冷嘲熱諷，那還談什么培養(yǎng)學習的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。可見，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，關鍵在教師。近年來，隨著素質教育理念的深入，高考中已常常出現(xiàn)考查學生創(chuàng)新思維能力的題目。所以，教師要清楚的認識到，提高學生的創(chuàng)新能力是時代的要求，是改革的方向，是提高教學質量的根本。還要通過業(yè)務進修，讓教師認識到在實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的常用做法。例如，（1）可在實驗器材上進行創(chuàng)新。實驗器材的改變給學生提供了一個嶄新的實驗手段，這就要求學生把握基本的實驗原理，創(chuàng)造性地運用新的實驗器材完成類似實驗。（2）可在實驗條件下，進行創(chuàng)新，實驗條件的改變，將要求學生在新的條件下，運用所學的物理規(guī)律，創(chuàng)造性地確定實驗方案、創(chuàng)造性地測定相關物理量、創(chuàng)造性地處理實驗數(shù)據(jù)，從而達到同樣的實驗目的。還可以在實驗數(shù)據(jù)處理上進行創(chuàng)新或在實驗原理上進行創(chuàng)新，等等。對學生而言，學生是學習活動的主人，當然也是創(chuàng)造性學習的主人。教師相對學生的學是外因，外因必須通過內因才能起作用；教師的教，只有通過學生的折射才能生效。所以，教師要通過講座演講、指導看書等適當?shù)姆绞?，教育學生認識到培養(yǎng)創(chuàng)新能力對他們成長的重要性，讓學生主動地加入到各種創(chuàng)新活動之中。 2、讓學生認識到人人都有創(chuàng)新才能，創(chuàng)新能力通過培養(yǎng)可以提高 學生中，普遍存在一個錯誤的觀點就是，創(chuàng)新才能是少數(shù)“天才”的事，或是大學以后的事。美國心理學家馬斯洛把人的創(chuàng)造能力分為兩種不同水平的層次類別：一種是狹義的創(chuàng)造能力，即特殊的創(chuàng)造才能。這是科學家、發(fā)明家、藝術家等杰出人物才具有的創(chuàng)造能力，它是以能夠提供歷史上前所未有的、具有重要價格的“成果”活動。這是指少數(shù)“天才”所具有的創(chuàng)造能力；另一種是廣義的創(chuàng)造能力，是指個體成長中自我發(fā)展實現(xiàn)的創(chuàng)造能力，對別人來說未必是新的，但對他本人卻是前所未有的活動。由此可知，創(chuàng)新能力是每個人都具有的一種普遍心智，除病患低能者外，創(chuàng)新能力人皆有之，只是多少高低之分，絕無全有全無之別，而且這種高低多少的差異會因環(huán)境與教育的不同而變化。因此，我們要通過創(chuàng)新教育，開發(fā)學生與生俱來的潛能，讓學生對教材的內容有新理解、對實驗的步驟有新設計、對實驗的方案有新改進，等等，這都是在創(chuàng)新。 3、創(chuàng)設有于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的環(huán)境，讓學生不斷獲得創(chuàng)新的體驗，激發(fā)學生參與各種旨在提高學生創(chuàng)新能力的活動 布魯納在研究了120多位超級明星之后說：“如果一個家庭里有音樂，并不意味著這個家庭的孩子一定會成為音樂家。但是如果家庭當時沒有音樂，那孩子就可能不會成為音樂家?！边@說明了教育環(huán)境是學生成才不可缺少的因素。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，教師必須創(chuàng)設良好的環(huán)境：（1）應給學生自由聯(lián)想的時間和充分發(fā)表意見的機會，鼓勵學生求新、求異、求精和求索的精神。例如，在進行演示實驗時，可以把實驗設計成一個又一個激發(fā)學生探索的情境，讓學生象科學家那樣，投入到科學研究之中。可讓學生對實驗的結果提出猜想?？梢韵胂?，如果學生對一個自己未能求知的問題提出猜想后，又得到實驗的證實，這對他們是多么大的鼓舞?。?）要允許學生經(jīng)歷一些錯誤。有時，一個錯誤可以提供一個記住的教訓。如果錯誤對學生是無害的，可以讓“錯誤”發(fā)生。所以，實驗就應允許犯錯誤。前述有這么多的學生在紀錄實驗數(shù)據(jù)時湊數(shù)據(jù)，原因雖然是多方面的，但最主要的是學生為了迎合教師的要求而作假。所以在實驗教學中，允許學生犯錯誤，就是要求學生一定要遵循實事求是的基本原則，對基本按實驗步驟要求做，但結果誤差較大的，應給予及格以上；而對湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一律以不及格論處，并要求重做。（3）提供各種實驗器材，讓學生根據(jù)設計需求，自己選擇所需的器材。（4）鼓勵學生大膽去設計、去做從前未做過的或以前別人沒做過的實驗。而且，還要讓學生不斷獲得創(chuàng)新的體驗，強化他們認識到人人均可創(chuàng)新，時時均可創(chuàng)新。正如教育家陶行之在育才學校發(fā)表的創(chuàng)造宣言：“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人，讓我們至少走兩步退一步，向著創(chuàng)造之路邁進吧！”例如，在進行演示實驗時，可讓學生對實驗的步驟、方法提出改進的意見，當其意見被證實是正確時，要明確這就是創(chuàng)新的表現(xiàn)。讓學生認識到創(chuàng)新并不是什么了不得的事，只要敢想、敢做、敢試，每一個人都有所新發(fā)現(xiàn)。 4、 要開展豐富多彩的課外活動，讓學生有廣闊展示才華的機會 中學生對新事物特別敏感，好奇心強。我們經(jīng)常見到不少學生不滿足于課堂里和書本上的知識，他們有強烈的探索愿望，有一種試圖把自己已掌握的知識應用到實踐中去，在實踐中不斷探索，爭取獲得成功的躍躍然的心理。因此，只要升學的壓力減輕了，師生又都認識到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要性。他們就會積極投入到豐富多彩的活動中。 那么，可以開展哪些形式的課外活動呢？形式可多種多樣。（1）可成立科技愛好者協(xié)會：引導學生自動組織科技愛好者協(xié)會，如航模愛好者協(xié)會、無線電愛好者協(xié)會等，并相應出版定期或不定期的會刊，這一形式既可培養(yǎng)學生獨立地組織科技研究，又便于互相交流、互相啟發(fā)和互相促進。（2）舉行小論文報告及答辯會：全校性的由