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1、 初中物理电学实验设计与教学研究 郭培东摘要电学实验是初中物理课程的有机组成部分。对于初中学生来说，电学实验具有为他们学习电学概念与规律提供符合认识规律的环境，激发学习的兴趣，提高科学探究能力，培养良好的科学作风的功能。本文以当前我国基础教育物理课程改革的思想为指导，对初中物理实验教学的现状进行了调查分析，从课程标准对电学实验的要求、初中物理电学实验在教学中的作用、初中物理教材中的电学实验的统计分析、初中物理电学实验资源的开发等方面分析研究了初中物理电学实验，探讨了初中物理电学实验的教学设计，给出了初中物理电学实验教学设计的应用实例，并对电学实验教学资源进行了系统的梳理。关键词：初中物理，电学
2、实验，实验设计，教学设计，实验教学资源AbstractElectrical experiment of physics plays an integral part in junior high school physics. For junior high school students, experiment takes on the functions that provide them with the environment to learn concepts and laws in line with the understanding of the law, stimulate
3、the students interest in learning; enhance their capacity of scientific inquiry,and eventually cultivate a sound scientific style . Based on the current physical education curriculum reform of our country , investigation and analysis on the current level of junior high school physics experimental te
4、aching is fully demonstrated in this passage.Besides ,the research aspects varies from the requirements of the curriculum standards on the electrical experiments, to the role of junior electrical physics experiments in teaching, and statistical analysis of electrical experiments from junior high sch
5、ool physics textbooks,and the resource development of the experimentations Founded on these reseach, I have probed into instructional design of junior electrical physics experiments,and systematically straighten out the teaching resources of the electrical experiments.Keywords: junior high school ph
6、ysics, electrical experimen, experimental design ,teaching design , experimental teaching.目录摘要1Abstract2目录31. 引言41.1研究的背景41.2 初中物理电学实验设计研究的意义和目的51.3 研究的问题和方法52. 初中物理实验教学的现状分析62.1 初中物理实验教学情况调查62.2 初中物理实验教学现状分析92.3 调查结论113. 初中物理电学实验的分析研究113.1课程标准对电学实验的要求113.2初中物理电学实验在教学中的作用133.3初中物理教材中的电学实验的统计分析143.4初
7、中物理电学实验资源的开发144. 初中物理电学实验的教学设计研究154.1 物理实验教学设计的含义154.2初中物理电学实验教学设计的原则164.3 初中物理电学实验的教学设计174.4 初中物理电学实验教学设计应注意的问题185. 初中物理电学实验教学设计的应用实例185.1 演示实验教学的应用实例与评析195.2 学生实验教学的应用实例与评析205.3 课外实验探究的应用实例与评析226. 结论与建议266.1 结论266.2 研究存在的不足及今后进一步研究的建议27附录28附录一：初中物理电学实验设计28附录二：调查问卷55附录三：初中物理电学多媒体教学资源57参考文献58致谢591.
8、引言1.1研究的背景物理实验是根据一定的研究目的，运用科学仪器、设备，人为地控制、创造或纯化某些物理过程，使之按预期的进程发展，同时在尽可能减少干扰的情况下进行定性的或定量的观察和研究，以探求物理现象、物理过程变化规律的一种科学活动，也是检验物理学理论是否正确的标准，还是物理教学的有机组成部分。无论从物理教学的目的任务，还是从物理学科特点以及学生的年龄特征等诸多方面考虑，实验教学在物理教学中都占据着及其重要的地位，对提高物理教学质量，培养创造性人才具有及其重要的作用，可有效提高学生的全面素质和解决实际问题的能力。中学物理实验教学按照教学形式分，可分为演示实验、学生分组实验、边讲边实验以及课外实
9、验与制作；按教学内容分，可分为力学实验、热学实验、静电学实验、电磁学实验、光学实验等部分，各部分的研究对象、实验内容以及实验的特点都不尽相同。本文主要研究初中物理电磁学部分的实验。所谓电磁学实验是指借助电磁仪表来测量和研究一些电学量和磁学量之间关系的实验，通常要涉及电源、电路、电器、电表和磁铁等。电磁学实验区别于其它几种实验除了它们在内容上的不同外，在进行电磁学实验和实验教学时还有它独特的特点和原则。本文所设计的电磁学实验主要是结合初中物理教学中的电磁学实验，是学生或教师结合教学内容，用一些电磁仪表或自制仪器进行观察和实验，测量和研究电磁学中物理量间的关系，其中既有演示实验、学生分组实验、边讲
10、边实验以及课外实验与制作等几种教学形式。新课程改革以来，物理教学更加注重科学探究，实验是物理课程中开展科学探究的主要途径。很多中学物理教师也都意识到物理实验教学在物理教学中有着不可取代的作用。很多物理教育工作者对物理实验教学方式也已有一定的研究，很多研究成果可有效的指导实验教学的实施。现行的人民教育出版社出版的初中物理教材中，按物理知识内容来分类，电磁学的内容占有相当重要的比例，涉及大量的演示实验、学生实验和课外小实验。有很多物理教辅或其它实验教学的专门论著中都对初中物理电学实验在教学中的应用作了一些介绍。任志鸿主编的“初中新课标优秀教案”一书中就很好地将教材中个别实验应用到教学中。张德启、李
11、新乡、陶洪、王崇光等在科学出版社出版的物理实验教学研究和张德启，李新乡，张军朋，王守江等在科学出版社出版的物理教学论中都展开论证了物理实验教学的作用和物理实验教学的开展。在很多物理教育教学的学术期刊中，如中学物理教与学、中学物理教育、中学物理教学探讨等，都有发表过初中物理电学实验设计及其教学个案。但是初中物理电学实验在内容上有区别于其它内容的实验，致使它有自己的特点。很少有研究工作者单独对初中物理电学实验进行系统地研究。物理实验教学作为物理教学的方式之一，无论是从新课程的目标要求还是从物理教学方式来看，都应该继续加强物理实验教学的研究与实践。1.2 初中物理电学实验设计研究的意义和目的电学实验
12、教学的有效设计和运用，能为学生学习物理电磁学的概念与规律提供符合认识规律的环境，让学生获得生动直观的感性认识，从而更好地理解和掌握物理概念和规律，激发学生学习物理的兴趣与求知欲望；将电磁学的内容与实验内容有机地结合起来，学生在“做中学”是发展学生能力和技能的重要途径，也有利于学生掌握科学研究方法，培养学生形成良好的科学作风和科学精神。所以，研究初中物理电学实验的设计方法和教学应用是很必要的，也有着非常现实的意义。物理实验教学的前提是物理实验的设计，也是开展实验教学关键的一步。能否设计出合理恰当的实验，在物理教学中具有举足轻重的作用。实验设计的好差关系到实验能否成功，是否具有教学价值，甚至关系到
13、整节课教学的成败，不好的实验设计还可能会带来负的作用。实验设计主要是指对实施实验的设想和规划，是对实验的有关影响因素和环节、实验器材、实验条件和实验方法所做的全面研究和科学合理的安排。物理教学实验设计就是在实验之前，根据实验的目的和要求，运用相关的只是和技能，对实验的仪器、装置、条件和方法所进行的一种规划，以保证得到良好的实验结果，达到其教学目标。初中物理新课程标准中内容标准的第一部分就提出了对学生科学探究能力培养的基本要求，其中就包括要求学生能够制定实验计划和设计实验，要明确探究目的和已有条件，经历制定计划与设计实验的过程；尝试选择科学探究的方法及所需要的器材；尝试考虑影响问题的主要因素，有
14、控制变量的初步意识；认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。物理教学实验的设计即是新课程的要求，也是教学、教改和教研的需要，更是培养学生的实验能力、创新能力、分析解决实际问题能力，培养学生良好的科学精神的需要。同时教学实验设计的能力也是一个优秀物理教师必备的能力。通过对教学中实验的分析研究，对物理教学中进行实验设计与研究，有利于理解教材中实验的设计思想，充分挖掘实验的教学功能，更好地运用教材所涉及的实验；能更好利用最适合实际情况的实验方案进行实验教学，充分发挥现有仪器的作用；对个别实验进行改进或制作新的教具，以填充个别实验或仪器供应的不足，使其更符合教学要求，更有助发挥实验在教学中的作用；同
15、时也有利于教师的业务水平和自身素质提高，促使教师掌握更广泛的知识，也是教师的教研能力的体现。1.3 研究的问题和方法初中物理实验的内容很多，包括力学实验、热学实验、静电学实验、电磁学实验、光学实验等部分，本文只对初中物理电学实验在物理实验教学方面进行研究。在前人研究的基础上，从教材中电学实验进行分析研究、实验教学设计入手，探索在初中阶段开展物理电学实验设计的理论依据、实践方法，组织形式、开展原则以及电学实验在培养学生的科学方法、探究能力、科学知识与技能的掌握、科学精神与态度等方面的作用进行研究。本文是在对初中物理实验教学的现状进行调查和分析的基础上，运用文献法研究初中物理电学实验教学的理论基础，再对教材中电学实验进行个案分析研究。2. 初中物理实验教学的现状分析2.1 初中物理实验教学情况调查物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理学中的重要组成部分，在物理教学中有着重要的地位，是物理基础知识教学不可缺少的环节。物理实验教学对培养学生实验技能及探究能力有着不可代替的作用。随着新课程标准的实施，新的教材也大大增加了实验的数量，对学生的实验能力和教师的专业技能也有了进一步的要求。初中物理实验教学的情况也成为新课程改革实施程度的一
