中学物理探究教学模式的研究与实践课题研究报告

1、第一部分 课题研究的提出一、新课程改革呼唤探究教学为了培养21世纪的创新人才，新一轮的普通高中课程改革浮出水面，提出了新的教育教学理念，并制订了新的普通高中物理课程标准。在教学目标上，注重从知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观的三维角度培养学生的科学素养；在教学方式上，要求运用多样化的教学方式；在学习方法上，强调了以学生为中心的自主学习和协作探究；在教学内容上，构建多模块的物理教学内容。为了实施新课程、贯彻新理念、实现三维教学目标，应改变传统的物理课堂教学方式，必须探索适合新课程的教学方式，构建适合新课程的多样化的探究教学模式，探索实施多样化教学模式的途径和策略。（一）实现多样化的探究教学

2、客观世界是多样化的，人的认识是多次的，人们认识客观世界的方式和方法是多样化、多层次的（科学探究、技术探究、社会探究等）。物理教学的目的不仅要培养高层次的科学探究人才，还需要培养今后社会发展所需要的各级各类不同层次的人才。新的物理课程特别注重学生学习方式的变革，注重学生的自主学习，提倡教学方式多样化。希望通过多样化的物理教学方式的探索，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于探索、勤于思考，帮助学生学习物理知识与技能，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。因而，在中学物理教学中，应该运用不同形式的探究教学方式来实施课堂教学，培养不同层次人才所需要的科学素养，为培养不同种类、不

3、同层次的科学人才打下基础。（二）多模块、多目标的探究教学 新的物理课程中构建了不同的物理模块，共有12个模块组成，不同模块中确定了不同的教学内容、不同的教学目标，而无论哪一组模块，都包含了物理学概念、规律、实验、物理与社会发展、物理与技术应用、物理与生活等方面的内容，这就要求新课程背景下的中学物理教学应根据不同教学模块中不同的教学内容、不同的教学目标，构建出不同种类、不同层次的物理探究教学模式。（三）探索多样化物理探究教学模式教学研究和实践表明，要使一个先进的教学理论和理念在教学实践中得到贯彻实施，产生良好的教学效果，需要通过相对应的教学模式来加以实施。我们认为，为了实施多样化探究教学，在中学

4、物理教学中应构建多样化物理探究教学模式。物理探究教学模式是探究教学理论和教学探究教学实践的中间纽带，能使先进的探究教学理论在物理教学实践中得到有效的贯彻实施，使优秀的探究教学经验得到理性提炼，促使探究教学理论和教学实践得到互补发展，为我们实施物理探究教学提供一个可操作性的教学平台。因此，正是出于新课程改革对探究教学呼唤的考虑，为了实施新课程、贯彻新课程理念，我们从实际出发，结合高中物理新课程标准内容和中学生的认知特点，试图构建多样化的物理探究教学模式 。二、深化物理探究教学变革作为实施新课程改革的积极回应，中学物理教学界倡导教学方式的变革，提倡科学探究教学，因此，关于物理探究教学的研究也已经比

5、较丰富，然而，根据目前我们所掌握的材料，我们发现在当前中学物理探究教学研究和实践中存在如下问题。（一）缺乏具有学科特点物理探究教学模式的构建 较多教师只注重套用一般科学探究流程来实施物理课堂教学，而没有根据中学物理学科特点来构建操作性强的物理学科科学探究教学模式，从而使物理探究教学缺乏针对性和可操作性。（二）探究教学研究的单一化和实践的泛化广大中学物理教师比较注重科学探究教学的研究，并把它推广到无需科学探究的教学内容上（例如，有些教师把科学探究教学套用到“电表内阻”测量等实验课中），导致探究教学研究的单一化和应用上泛化；比较注重层次较高科学探究能力的培养，而忽视其它层次探究能力（实验探究、技术

6、探究等）的培养。（三）物理探究教学实施途径和策略的匮乏1、在当前物理探究教学模式的研究中，人们习惯于套用科学探究七个要素和环节，包括提出问题、提出猜想、制订验证方案、获取数据、分析论证、分析评估、协作交流，而对如何实施这些要素和环节的策略缺乏深度探索，从而使探究教学形式化，比较肤浅。2、在实施探究教学时，只注重通过新课教学这一途径进行探究，而没有从物理教学其它途径（实验教学、课外实践活动、习题教学等方面）实施探究教学。3、较少考虑到学生的认知水平，只注重整体性探究，而忽视了部分性探究，从而使探究难度较大、探究时间过长，完成不了教学任务，影响正常性的教学。4、探究教学的形式相对封闭，只注重课内的

7、限时探究，而没有或很少在课外进行时间充足的实践性探究，尚未实现课内外和校内外的结合，从而使学生探究比较质量较低，缺乏深度的探究。5、探究教学中，过分注重形式，往往以教师为中心，由教师展示探究过程，缺乏学生间和师生间交流和协作性。针对当前新课程背景和物理探究教学研究和实践中存在的问题，课题组从理论和实践两个层面上进行了认真思考，认为造成中学物理探究教学研究和实践中所出现的问题，一方面是由于缺乏探究教学理论和探究教学实践相结合的探究教学模式的构建；另一方面，是没有根据探究的多样化、新课程的多模块、多目标构建多种形式的探究教学模式；再一方面，缺乏实施探究教学模式的具体的策略和途径。为此，课题组根据中

8、学物理教学的实际，经过规划、论证提出中学物理探究教学模式的研究与实践这一物理教学研究课题，并于年12月申报中国物理教育研究会年年度全国物理教学研究课题，于年6月被正式立项。第二部分 课题研究的理论水平一、概念界定（一）探究教学含义本研究以物理探究教学为主题，那么，我们首先对探究教学的含义进行一个界定。探究教学指的是：学生在教师的指导下按照科学研究（包括实验探究和理论探究）和技术设计创新的过程，在学习科学知识的同时，经历科学探究和技术设计创新的过程，学习科学研究方法、技术设计方法，形成科学探究能力和技术设计创新能力，培养科学态度和科学精神，激发学生探究兴趣和热情的一种教学方式。在探究教学中，关注

9、的焦点是问题的解决，即在教师的帮助或指导下，学生自主寻求问题的答案；在探究教学中，学生作为探究者，只是适用于实现探究目标和满足探究需要的手段；在探究教学中，对学习的评价更关注学习者是否构建起了自己需要的、能解决探究问题的知识，根据需要建构起不同的个性化知识，促成探究的成功。探究式教学的特点是以学生为中心，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流，要求学生在探究性、交互协作性、体验性的框架上进行学习。探究教学首先强调学生的自主活动，鼓励他们以研究者的身份投入到探究活动中，积极主动的参与解决问题的活动；其次，探究教学强调学生通过自己的实践活动和收集到的数据或资料来理解或解决问题；再次，探究教学不是得出

10、一两个结论而终结，它要求学生把自己所得出的结论运用到现实的生活和实践中，把理论和实践联系起来，强调让学生参加实际的活动。从知识和技能角度分析，学生通过自主探究和协作交流，进行了积极、主动、有意义的构建活动，使学生原有认知对新知识的同化达到内化层次，提高了学生对新知识的构建效率；从过程和方法角度分析，学生通过探究活动，在运用科学方法来获取知识的同时，掌握了科学研究方法，培养了科学探究能力，训练了良好的思维素质；从情感态度和价值观角度分析，学生在科学探究过程中，经历了从失败到成功、从错误到正确、从片面到全面的曲折过程，体验到探究过程的艰辛和成功带来喜悦，从而培养了学生的科学态度和科学精神，培养了科

11、学探究的兴趣和热情。因而，探究教学是实施新课程、实现三维教学目标的一种有效的教学方式。（二）教学模式和物理探究教学模式含义本课题研究涉及到物理探究教学模式，因而很有必要对教学模式的一般定义和物理探究教学模式的特殊含义也作一个界定。1教学模式的含义和功能教学模式是在一定的教学思想和教学理论指导下，在教学实践的基础上建立起来的一套比较稳定的用于组织实施教学活动、再现和调节教学结构和教学功能的教学程序及其方法和教学策略和思路。教学模式是教学理论和教学理念的深化和具体化，教学模式是教学理论、教学理念与教学实践的中间环节，是实施先进教学理论的中间纽带。通过构建教学模式实施课堂教学，能揭示原有教学理论存在

12、的问题，完善、丰富和拓展了原有的教学理论，提高教学实践活动的理性指导成份，切实有效地提高了教学质量。教学模式是对教学经验的进一步概括化和理论化。教学模式通过对各种优秀的、成功的教学经验进行加工、概括、整合，将教学过程中各种因素建构成一种相对稳定的教学结构，将教学活动的各个环节组织成为有一定逻辑关系的系统。因而，教学模式是提出教学理论的重要途径和必经之路。2 物理探究教学模式的特点和功能新课程背景下中学物理探究教学模式指的是在耗散结构创新理论、建构主义教学理论、新课程理念、探究教学等理论指导下，结合物理学科研究的认识方法和研究方法，在探究教学实践经验的基础上，根据物理新课程教学模块内容和教学目标

13、而构建起来的一种教学活动的结构和策略体系。构建中学物理探究教学模式的目的是为了拓展探究教学的应用领域，同时发展和完善了探究教学理论。通过构建物理教学模式，研究物理探究教学模式中各环节要求和策略使探究式教学得到贯彻落实，使优秀的探究教学经验得到概括和提练，有利于广大物理教师能可操作性地进行探究教学，这对于扭转“探究教学理论下不去，优秀探究教学实践上不来的局面具有十分重要的意义。二、理论基础物理探究教学模式是以耗散结构创新理论、建构主义教学理论、新课程教学理念、探究教学等为理论基础的，并在具体探索多种物理探究教学模式的过程中，发掘了各种教学模式不同的理论依据，如物理“科学探究” 教学模式中的科学探

14、究创新活动的认识规律和方法、“实验探究”教学模式中实验探究创新活动的认识规律和方法、“设计探究”教学模式中的工程技术设计探究规律（列举缺点法、移植创新法）等等。这些理论一方面确保了研究的扎实理论基础，保证了研究的科学性和规范性；另一方面，也因为研究有了理论的指引，确保了实践的实效性和针对性，有利于加强物理教学模式构建的理论建设，实现理论与实践的优化整合。在这里，我们首先对本课题研究关于物理探究教学模式探索的主要理论依据进行介绍，而那些涉及相关教学模式开发的特定理论依据，仅在子课题研究中介绍物理探究教学模式时再做阐述。（一）耗散结构创新理论现代的耗散结构理论认为，要实现人的思维系统进化、创新，必

15、须使思维系统发生根本性转变，具体地说，首先要使思维系统成为一个开放系统，在教学方面，这就意味着要实现思想开放、教材开放、资源开放、教学过程开放、教学时空开放等；其次，要使思维系统处于非平衡状态，这启示我们在教学中要不满足于传统教学方法、具有怀疑态度、批判精神、勇敢质疑和争论精神等；再次，要使思维系统内部各因素发生非线性相互作用，这意味着在教学中，要培养学生多种思维方法和方式，通过引导学生的多种思维方法和方式发生非线性相互作用来激发求异等创新思维；最后，耗散结构理论认为要使思维系统进化创新，还要产生涨落、导致有序，也就是说在教学中，要注重知识和方法的积累，优化学生认知结构，引导学生进行广泛研究，

16、激发直觉、灵感、顿悟等创造性思维。可以说，耗散结构理论揭示了物理创新教育的科学机制，并提出了思维系统进化、创新的条件。（二）建构主义教学理论建构主义教学理论认为，学生的学习过程是在教师创设的情境下，借助已有的知识和经验，主动探索，积极交流，构建新的认知结构的过程，是通过新经验与原有知识经验的相互作用而不断充实、丰富和改造自己已有知识经验的过程。在建构主义教学论中，学生的学习过程就是构建认知结构的过程，学生构建认知结构的方式有二种，其一是将原有的认知与新的情景发生相互作用；其二是对原有认知结构进行重组和整合。不管是哪一种建构方式，建构主义学习理论认为只有学生积极、主动、有意义地参与构建活动，才能

17、确实有效地构建一个良好的认知结构。它强调学习的主动性、实践性、创造性和社会性。建构主义教学理论主张在教学活动中，要以学习者为中心，从学习者个体出发，从人出发，以人为本，真正把学习者主体能动性的发挥放在教学活动与学习活动的首位。（三）探究教学理论 关于探究教学特点已在上面有详细介绍，探究教学目的在于培养学生的创新精神和实践能力。因而探究教学的过程不应是教师从书本上准确无误地“搬运”知识，而是一个连续、生动活泼与学生的感性认识及理性认识相符合的活动过程。教师所追求的不仅仅是给学生讲述明白，而应通过自己的示范， 由学生主动探究、主动思考、亲身体验活生生的思维活动，揭示出隐藏在具体知识内容背后的思想方

18、法。其实质是将科学领域的探究引入课堂，使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质，培养探究能力的一种教学方法。新课程改革所倡导的探究性教学正是倡导学生在教育背景较为宽松的前提下所展开的自主开放、探究的学习活动。通过教师树立正确的教育理念，采用全新的教学方法，激发学生主动探索兴趣，并不断提高自身的科学素养业务水平，搭建好自己的知识平台，为学生的潜能开发、创新能力和实践能力的培养开辟一条有效的学习途径。 正是在以上教学理论的支撑下，课题组从物理学科教学中科学探究、实验探究、设计探究和习题探究的实际需求和特点出发，致力于构建和开拓物理探究教学的全新模式，并在实践中不断丰富探究教学模式

19、的实施策略和途径，为深化物理探究教学的研究和实现新课程改革的新要求，做出有益的探索。三、研究目标为了贯彻高中物理课程的新理念、实施物理新课程，针对现行物理探究教学中存在问题。课题组确定了课题研究的总体目标：（一）将构建适用于高中物理新课程多样化、多模块、多目标等多元范畴内的物理探究教学模式。（二）将在此基础上探索中学物理探究教学模式的具体实施策略和方法1提出如何实施物理探究教学各环节的各个策略。2将对探究内容从整体和部分实施策略进行探索。3将对探究时空从课内和课外实施策略进行探索。4如何正确处理好学生、教师间协作探究进行探索。（三）将拓展物理探究教学模式的实施途径，并在具体实施过程中发现存在问

20、题，加以完善，揭示各种物理探究教学模式适用特点，以确保物理探究教学模式与新课程三维教学目标相统一，为物理课程教学改革实践提供规范的结构模式和有效的操作建议。（四）通过课题研究，提升课题组教师的科研水平，积累一定数量的具有学术价值的教学案例和小结，发表一定数量的课题研究论文，并出版反映课题研究成果的专著。（五）培养学生的科学素养，提高课堂教学效率。四、方法和思路（一）课题研究的方法课题组确定周密的研究思路，灵活运用课题研究方法，具体运用了如下研究方法：1、运用文献综述的方法了解国内外有关物理探究教学研究和实践的最新进展和成果，揭示了中学物理探究教学研究与实践中存在的问题，根据探究教学的特点结合高

21、中物理新课程新理念、多模块、多维目标分析论证构建多样化物理探究教学模式的重要性和必要性，提出本课题研究目标。2、运用行动研究方法，分解研究课题，分工协作，确立了物理“科学探究”教学模式构建的研究和实践等11个子课题作为课题研究的攻关项目。3、运用问卷调查的方法分析评估不同物理探究教学模式的应用效果和适用特点。4、运用经验总结的方法提炼物理探究教学模式实施的有效策略和途径。（二）课题研究的技术路线分析论证课题研究背景，提出研究课题寻找课题研究的理论基础及研究原则分解研究课题，明确研究子课题及任务实施课题研究和实践：构建模式提出策略实施途径推 广 应用用发现问题研究总结修改和完善课题组遵循课题研究

22、的规范原则，结合本课题研究的实际情况确定了如下课题研究的技术路线： 图1五、研究原则（一）指导性原则构建不同物理探究教学模式时应遵循指导性原则，应以先进的教学理论和科学研究方法为指导，使物理探究教学在正确的理论指导下具有明确的研究方法，其中主要以新课程改革的理念、建构主义教学理论、探究式教学理论、普里高津的耗散结构创新理论为依据，并根据各种物理探究教学模式的特点发展各自不同的理论依据，如物理科学探究过程中的认识规律和研究方法等。（二）目标性原则探究教学目标决定探究教学活动的走向，缺乏清晰的教学目标，整体探究就会变得盲目，最终较难完成探究教学任务。探究教学目标也是学生进行自我评价、自我调控、自我

23、激励的重要手段。探究教学模式目标分为整体性目标和部分性目标，要求整体性目标和部分性目标的互补结合。整体性目标要求每种探究教学模式都有一个特定的教学任务、功能和目的，即确立具体探究教学模式的总体教学目标，如物理设计探究教学模式有其特定的三维教学目标。其中，部分性目标指的是在实施具体的物理探究教学模式时，确定和落实实施各个操作环节的部分性目标。（三）操作性原则研究在构建各种物理探究教学模式时，必须根据有关理论结合中学物理教学实践（教学内容和学生认知水平）给出可操作性的实施环节和由各环节组成的教学流程，以及具体实施策略。遵循可操作性原则，使探究教学理论得到有效的贯彻实施，优秀的探究教学经验得到理性化

24、提炼和概括，使广大物理教师能有效地实施物理探究教学，实现物理探究教学的目标。（四）推广性原则评价一个教学模式价值高底的一个重要标准是它是否能在具体的教学实践得到有效的推广实施。在构建物理探究教学模式时，应遵循推广性原则。要求所构建的探究教学模式具有多个实施的领域和途径，在实施推广中，揭示存在问题和适用条件，并加以修改和完善，使之更加成熟和完美，使物理探究教学模式在推广应用中体现它的应用价值。另一方面，遵循推广性原则，也意味着要拓展物理探究教学模式的应用范畴，因此，我们通过研究鼓励拓展物理探究教学模式实施的领域和途径，如在新课教学、习题教学、实验教学、课外实践活动、物理实验专题教学、专题研究教学

25、等实践领域广泛的尝试各种不同的物理探究教学模式。第三部分 课题研究的基本内容课题组首先运用课题研究方法分解总课题，根据课题研究目标和要求确定了11个子课题，然后分工协作进行攻关研究。由于主报告篇幅限制，下面简单介绍子课题研究内容的基本要点，详细内容见附件。一、物理探究教学主要模式的构建（一）子课题1研究物理“科学探究”教学模式的构建1、问题的提出揭示了现有中学物理科学探究教学的研究和实践中存在如下问题：（1）混淆科学探究要素与科学探究环节两者联系与区别。新的高物理课程标准中指出科学探究要素为：提出问题、进行猜想、设计方案、获取数据、分析论证、分析评估、交流与协作。有些教师认为科学探究按照：提出

26、问题进行猜想设计方案获取数据分析论证分析评价交流与协作的顺序进行。事实上，科学探究的主要环节按下面顺序：提出问题进行猜想验证猜想（设计验证方案实施实验、获取数据分析论证、处理数据）得出结论，推广应用，而交流与协作贯穿于提出问题、进行猜想、验证猜想、得出结论等各个探究环节，而分析评价也贯穿于科学探究的各个环节。（2）套用科学探究环节，缺乏对科学探究各个环节实施策略和要求的探索研究，没有明确科学探究教学的适用范围，把它无限制进行推广，使科学探究教学人为泛化，为了探究而探究，使科学探究形式化。（3）缺乏具有物理学科特点“科学探究”教学模式的构建的研究和实践课题组认为，在中学物理进行科学探究教学时，应

27、考虑到探究教学内容、教学目标、学生认知水平等特点构建出既符合科学探究教学的一般性又具有针对性的物理科学探究教学模式，这样做能使教师把握科学探究教学，并能切实有效地在中学物理教学中实施科学探究教学，明确物理科学探究教学模式的适用特点，实现新课程背景下中学物理教学三维教学目标。2、物理“科学探究”教学模式构建（1）物理“科学探究”教学模式的特点物理“科学探究”教学模式的特点是以构建主义教学理论、探究教学理论、新课程理念、科学家进行科学探究的认识规律和思维规律为指导，设计类科学探究的教学过程： 创设问题情景，提出研究问题；创设猜想教学情景，启发学生进行猜想；引导学生设计研究方案验证猜想；师生分析评价

28、、学生协作交流得出探究结果。在科学探究教学过程中，教师铺设知识和思维台阶，引导学生展现科学探究过程，学生在教师的指导下，运用已学的物理理论、科学研究方法、物理实验进行科学探究，体验科学探究过程中的艰辛和喜悦，最后发现规律，实现知识创新。（2）物理“科学探究”教学模式理论依据建构主义教学理论；探究式教学理论；（3）物理学科探究创新认识规律和思维规律。（3）物理“科学探究”教学模式的教学框架。提出问题创设问题情景进行理性分析发现提出问题提出猜想创设猜想情景进行理性分析提出猜想假设验证猜想设计方案获取数据分析论证证伪猜想证实猜想交 流 协 作拓展研究分 析 评 价表述成果总结规律得出规律变式一：物理

29、“科学探究”教学模式变式一教学框图如图2所示。 图2提出问题创设问题情景进行理性分析发现提出问题提出猜想创设猜想情景进行理性分析提出猜想假设验证猜想简化模型逻辑推理理论论证证伪猜想证实猜想交 流 协 作拓展研究分 析 评 价表述成果总结规律得出规律变式二：物理“科学探究”教学模式变式二教学框图如图3所示。 图3（4）物理“科学探究”教学模式的三维教学目标从整体层面上阐述物理“科学探究”教学模式的知识和技能目标、过程和方法目标、情感态度和价值观目标。3、物理“科学探究”教学模式实施案例分析注：教学实例分析详见附件1。详细阅读子课题研究1。（二）子课题2研究物理“实验探究”教学模式的构建1、问题的

30、提出 阐述了物理实验在物理学探究各个环节中重要作用，揭示了设计物理实验来验证某一物理假设成为物理学研究的前沿研究课题之一，指出了新课程中十分重视学生的实验探究过程（提出了科学探究教学各环节中实验能力要求，在演示实验、学生实验中注重培养学生的科学素养，在必修和选修模块中通过开设“物理实验专题”模块教学来强化学生实验探究过程，从而实现三维实验教学目标）。为了贯彻新理念，实施新课程，实现新课程理念，实验教学已成为高中物理教学的重要研究课题，笔者认为，构建新课程背景下的新的实验教学模式，探索实施新实验教学模式的具体教学途径和策略可以使新的教学理念有机地渗透到物理实验教学中，使优秀的教学经验上升到理论层

31、面，是实施新的实验探究教学目标的重要举措。2、物理“实验探究”教学模式构建（1）物理“实验探究”教学模式的特点物理“实验探究教学模式的特点是教师根据物理实验教学目标和学生原有认知特点，根据实际需要和拓展创新创设问题情景，提出实验研究课题，然后启发、引导学生运用有关的实验设计方法自主设计实验方案，师生根据所设计的实验方案实施实验获取实验数据，对实验数据进行处理，得出实验结果，最后对实验结果进行分析评价来修正原有的实验设计方案，从而达到构建实验认知结构（实验理论、实验方法和实验技术），激发学生对实验的探究兴趣，培养实事求是的科学态度和科学精神，体验实验探究过程的艰辛和成功带来的欢乐。（2）物理“实

32、验探究”教学模式构建的理论依据现代的耗散结构创新理论。探究式教学理论。物理实验探究创新规律。（3）物理“实验探究”教学模式的教学框图。 物理“实验探究”教学模式的教学框图如图4所示。构建新的实验认知结 构实验结果判断失败成功设计实验方案实施实验过程提出新的实验课题分 析 评 价实验拓展交 流 协 作图4（4）物理“实验探究”教学模式的三维教学目标3、物理“实验探究”教学模式实施案例分析注：教学实例分析详见附件3。详细阅读子课题研究3。 （三）物理“设计探究”教学模式的构建1、问题的提出首先揭示了设计探究在科技创新中重要作用，然后阐述了新的高中物理课程标准的选修模块中注重从技术应用的角度展示物理

33、学知识，强调物理学与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性，要求通过技术应用领域模块、社会应用领域模块等的教学培养学生的技术设计探究能力、经历和体验设计探究过程、增强学生的应用设计的兴趣、热情、意识，培养学生的社会价值观。课题组认为，构建可操作性的“设计探究教学模式，探索实施“设计探究教学模式的具体教学途径是实现“设计探究 教学三维目标的重要环节。2、物理“设计探究”教学模式的构建。（1）物理“设计探究”教学模式的特点物理“设计探究”教学模式的特点是：教师根据学生认知结构及中学物理教学特点，创设应用设计课题；教师以探究式教学理论、科技人员进行应用设计的认识规律和思维规律为指导，结合学生认知

34、发展规律，设计类科技设计探究的教学过程；在设计探究教学过程中，教师铺设知识和思维台阶，引导学生展现应用设计探究过程，学生在教师的指导下，运用所学的物理理论、设计方法和技术进行设计探究，体验设计探究过程中的艰难和快乐，最后完成设计探究课题，实现设计创新，培养学生设计探究能力、实践能力和社会价值观。（2）物理“设计探究”教学模式的理论依据散耗结构创新理论。探究式教学理论。工程技术设计探究规律和方法。（3）物理“设计探究”教学模式的教学框图。实践试验理论分析设计拓展总结设计方案试验结果判断失败成功设计应用方案提出应用设计课题分 析 评 价协 作 交 流 图5物理“设计探究”教学模式框图如图5所示。（

35、4）物理“设计探究”教学模式的三维教学目标。3、物理“设计探究”教学模式实施案例分析。注：教学实例分析详见附件4。详细阅读子课题研究4。 （四）物理“习题探究”教学模式的构建1、问题的提出传统的物理习题教学在目标上比较注重对学生物理知识的巩固和掌握，缺乏对学生进行物理学研究思维方法和能力的培养，缺乏对学生进行情感态度和价值观的培养；在教学方式上，注重知识提要范例分析学生模仿巩固知识和方法这种被动构建的教学模式，而缺乏学生积极、主动、有意义的探究过程，学生缺少在习题探究解答过程中的情感体验，更缺乏对科学态度和科学精神的培养；在物理习题形式上，注重理论型、理想化的问题，注重对学生进行物理和数学演绎

36、推理的训练，而缺乏实践型问题情景的创设以及对实践问题的建模能力的培养，缺乏对学生进行创新精神和实践能力的培养。新的高中物理课程标准中提出新理念和新目标，习题教学是中学物理教学的一重要组成部分，为了在习题教学中实现三维教学目标，笔者认为，新课程背景下必须改变传统的习题教学方式，应构建新的习题教学模式。在物理习题教学的目标上，应注重三维教学目标的达成；在物理习题的设计上，注重研究型、实践型、方法型问题情景的创设；在习题教学过程中注重学生的探究过程，让学生解答习题过程成为类科学或科学应用探究过程。通过构建新课程背景下新型的物理习题教学模式来实施物理习题教学，实现物理习题教学的三维教学目标。2、物理“

37、习题探究”教学构建（1）物理“习题探究”教学模式的特点物理“习题探究”教学模式的特点是教师创设类似问题探究的教学情景引导学生进行探究：（1）教师根据学生的认知特点，创设问题情景，提出具有探究价值的问题；（2）启发引导学生开展分析思考和协作交流，暴露思维过程，进行理论性的探究解答，得出解答结果；（3）教学中教师和学生运用实验和理论方法判断学生探究解答结果是否正确；（4）对于错误探究结果，教师启发引导学生对错误原因作分析评价，进行新的探究解答和判断；对于正确探究结果，教师引导学生作总结性评价，然后拓展探究问题，进行新的探究解答，重组原有的知识和方法，构建新的认知结构。（2）物理“习题探究”教学模式

38、的理论依据现代建构主义学习理论认为，学生的学习过程就是构建认知结构的过程，学生构建认知结构的方式有二种，其一是将原有的认知与新的情景发生相互作用；其二是对原有认知结构进行重组和整合。不管是哪一种建构方式，建构主义学习理论认为只有学生积极、主动、有意义地参与构建活动，才能确实有效地构建一个良好的认知结构。从建构主义学习理论角度分析，中学物理习题教学的特点是学生对原有的物理认知结构（包括物理知识、物理解题方法、思维方法等）进行重组和整合的过程，重组和整合的目的是帮助学生构建一个相对概括化、稳定化、清晰化的物理认知结构。如何帮助学生对原有物理认知结构进行重组和整合是中学物理习题教学的一项重要任务。在

39、传统的习题教学中，学生通过接受教师给出的知识和方法，模仿老师的解题思路，被动地构建知识结构和方法结构，缺乏积极、主动探索和有意义构建活动，对知识和方法的同化没有达到较高的内化层次，不利于构建良好的物理认知结构，学生的探究能力和科学素养得不到很好的培养。我们认为，在物理习题教学中要使学生对物理认知结构重组和整合有效地进行，构建良好的认知结构，培养科学素养，教学中应创设具有内在逻辑关系和探究价值的探究性习题，构建在建构主义学习理论指导下物理教学模式，使学生的构建活动有意义地进行。物理习题探究 教学模式就是一种十分有效的教学模式。（3）物理“习题探究”教学模式教学框图。拓 展 问 题师生判断实验判断

40、理论判断学生探究建立模型分析推理猜想解释提出探究问题错误正确分 析 评 价构建新的认知交 流 协 作 图5（4）物理“设计探究”教学模式的三维教学目标。3、物理“习题探究”教学模式教学实施案例分析教学实例分析详见附件4。详细阅读子课题研究4。二、物理探究教学模式的实施策略研究实施物理探究教学模式的策略（探究教学模式中各环节实施策略、如何根据探究内容结合学生认知特点以及教学时空和实验条件来正确灵活地选择探究教学模式、正确灵活地确定探究内容、充分发挥学生、教师协作交流功能等）有利于从深度上研究探究教学，使课题研究更具策略性和深刻性。本课题对如何实施物理探究教学模式提出七大策略。（一）“提出问题”教

41、学策略研究与实践（ 详细研究和实践见子课题研究5）。（二）“提出猜想”教学策略研究与实践（详细研究和实践见子课题研究6）。（三）“制定验证方案”教学策略研究与实践（详细研究和实践见子课题研究7）。（四）“分析论证”教学策略研究与实践（详细研究和实践见子课题研究8）。（五）“分析评估”教学策略研究与实践（详细研究和实践见子课题研究9）。（六）“交流与协作”教学策略的研究与实践（详细研究和实践见子课题研究10）。（七）关于物理探究教学中师生探究活动实施策略的研究与实践（详细研究和实践见子课题研究11）。三、物理探究教学模式的实施途径探索四种物理探究教学模式实施的途径的重要性在于能使四种物理探究教学

42、模式落实到具体的教学实践，暴露物理探究教学模式在具体实施过程中存在问题，揭示它们的适用条件，并在教学实践中加以完善，从而使物理探究教学模式更具实效性和推广性。下面概要说明各种教学模式实施教学途径，具体实施过程和案例分析在子课题1子课题4中有详细解读。（一）物理“科学探究”教学模式的实施途径1、在物理新知识教学中实施物理“科学探究”教学模式主要在课内物理新知识的物理模型建立、物理概念形成、物理规律揭示教学中，实施物理“科学探究”教学模式。2、在物理课外知识拓展教学中实施物理“科学探究”教学模式（1）拓展课内实验探究，在课外进行部分探究。（2）拓展课内研究内容，在课外进行整体探究。3、在物理习题教

43、学中实施物理“科学探究”教学模式（1）运用“科学探究”教学模式实施物理习题整体探究教学。（2）运用“科学探究”教学模式实施物理习题的部分探究教学。（二）物理“实验探究”教学模式实施途径探索1、在物理演示实验教学中实施“实验探究”教学模式（1）优化对演示实验的探究教学。（2）引导学生对演示实验进行拓展探究。2、在物理学生实验教学中实施“实验探究”教学模式3、在物理实验专题教学中实施“实验探究”教学模式（三）物理“设计探究”教学模式实施途径探索1、在“设计型”新课教学中实施“设计探究”教学模式。2、在物理演示实验装置设计教学中实施物理“设计探究”教学模式。3、在物理课外实践活动教学中实施物理“设计

44、探究”教学模式。（四）物理“习题探究”教学模式实施途径探索1、在物理“悖论型”习题教学中实施“习题探究”教学模式（1）运用“习题探究”教学模式实施“悖论型”习题教学，进行知识的拓展创新。（2）运用“习题探究”教学模式实施“悖论型”习题教学，进行物理模型的创新。（3）运用“习题探究”教学模式实施“悖论型”习题教学，训练学生良好的思维素质。2、在物理“实践型”习题教学中实施“习题探究”教学模式3、在物理“推理型”习题教学中实施“习题探究”教学模式第四部分 课题研究的实践效果本课题自年6月立项以来，课题组老师经过3年多时间的研究和实践，于年6月结题。课题研究中积累了物理课程教学改革的理论和实践探索的

45、经验，在物理课程教学研究中渗透新课程改革的基本理念、耗散结构创新理论、建构主义教学理论和探究教学理论等理论成果，发展了适用于“科学探究”、“实验探究”、“设计探究”、“习题探究”等不同领域的物理探究教学模式，详尽分析和发展了这些物理探究教学模式的特点、应用策略和实施流程及适用领域，为课程实施和教学改革实践积累了大量丰富的实践案例，促成教师在实践反思中成长，以理论和实践为依托提升教师的全方位素养，并提升了课堂教学的效率，全面保证了教育教学质量。不但从根本上变革并深化了物理探究教学的水平，丰富了物理探究教学的内涵和模式，而且以物理学科课程教学改革为突破口，为最终推进学校课程改革的全面深化提供良好的

46、研究环境。为了客观的评估研究所取得的成效，我们从以下几个方面进行阐述。一、学生层面实践成果通过本课题的研究和实践，中学物理教学的三维教学目标得到很好的实现。学生通过自主探究和协作交流，提高了学生构建新的认知结构的效率，牢固掌握物理基础知识和科学研究方法，训练了学生良好的思维素质，培养了学生的科学探究能力和科学素养。同时通过让学生经历和体验各种探究过程，培养学生科学价值观、社会价值观、文化价值观，激发学生对学习物理的兴趣和热情。（一）探究教学促使学生在课题研究中取得较好的成果1运用物理“科学探究”教学模式组织学生在课外开展“投射角为多大时投射铅球的成绩最好”、“物理方法在数学中应用”等课题研究，

47、使学生经历较高层次的完整的科学探究过程，培养了科学探究能力，学生撰写的“物理方法在数学中应用”论文在数学通讯杂志上发表。2在实验专题研究中，运用物理“实验探究”教学模式引导学生开展“电表内阻测量”等实验专题研究和实践。学生通过实验拓展探究活动，探索总结出测量电表内阻的多种方法（“半偏法”、“比较法”、“替代法”、“间接测量法”等）。3在课外实践活动中，运用“设计探究”教学模式指导学生开展“电表改装”等科技制作活动，自主制作出一些科技产品，使学生体验到科技设计成果带来的欢乐。4运用“习题探究”教学模式指导学生开展“发射近地卫星做功问题”等理论专题的研究，学生在探究中模拟科学研究过程，相互讨论，协

48、作交流，完善了认知结构，训练了思维的深刻性和批判性。 三年内课题组教师所教的学生的物理科学素养和热情得到很好的培养，取得了一些探究研究成果。与此同时，学生进一步学习物理的兴趣和热情得到激发和培养，3年内近30多名学生报考北大、科大、复旦、南大等一流重点大学物理系，并被录取深造。 表 （1）为三年内学生考入各名牌大学物理专业的统计情况。 表（1）学 生录取大学专 业时 间学 生录取大学专 业时 间黄 云北京大学物 理孙 诚清华大学数学物理顾 杰北京大学物 理黄魏刚清华大学数学物理叶海涛北京大学物 理梁 怡清华大学数学物理吴 斌北京大学物 理王一鸣清华大学工程物理丁 超北京大学物 理应 昊中科大物

49、 理支正春北京大学物 理许 峰中科大物 理邱 衍北京大学物 理吴佳俊中科大理论力学罗 宁北京大学物 理黄龙龙中科大理论力学叶开开北京大学物 理唐 振中科大物 理周科忠北京大学物 理李鹏雄复旦大学物 理周振宇北京大学物 理余吉童复旦大学物 理柯 艇清华大学数学物理陈 健复旦大学物 理乐 星清华大学数学物理愈修超复旦大学物 理朱军浩清华大学数学物理王 尝南京大学物 理叶 风清华大学数学物理（二）实施探究教学模式促进了学校物理教学质量的整体提高1运用物理“科学探究”教学模式组织实施新知识教学，引导学生对新的知识进行积极、主动、有意义的构建活动，不仅提高了学生对新知识的构建效率，同时培养了学生科学研究

50、方法，激发了学生学习物理的兴趣，打下扎实的物理基础。2运用物理“实验探究”探究教学模式实施整体性实验教学，引导学生对学生实验进行拓展性探究活动，使学生切实有效地把握了实验原理、实验方法和实验技术。3运用物理“习题探究”教学模式实施物理习题教学和高考复习教学，促进了学生对原有认知进行重组，提高了物理习题教学和高考复习教学效率。镇海中学物理课时在比宁波市其他一级重点中学少的前提下，课题组教师通过运用多样化的物理探究模式实施课堂教学，教学内涵得到充分的挖掘。学生参加宁波市物理统考以及全国理科综合高考，学生平均成绩三个内均位列宁波市前茅，可以说实施探究教学模式确实使镇海中学的物理教学向高效化迈进，促进

51、了学校物理教学质量的整体提高。（二）实施探究教学模式促进了学校个性化人才的培养1课题组教师运用物理“设计探究”教学模式来组织学生进行科技创新实践活动，取得了较好的成绩。翁晶莹同学取得全国中学生科技创新优胜奖。2运用物理“实验探究”、物理“习题探究”探究教学模式实施物理竞赛辅导教学，大大提高物理竞赛辅导教学效率，学生的创新思维能力、实验探究能力等得到很好的训练和培养。所教的学生在近三年全国物理竞赛中共获24个浙江赛区一等奖，有5名学生参加全国物理竞赛，取得1金、3银、1铜的好成绩，2人进入国家集训队，连续三次获团体优胜第一、第二、第二名，镇海中学物理竞赛在全省处于领先水平。表（2）是近三年学校物

52、理竞赛所取得成绩统计。 表（2）全国物理竞赛（复赛）全国物理竞赛（决赛）一等奖二等奖三等奖团体名次一等奖二等奖三等奖进国家集训队年686211年9861111年99522总数2425171312注：全国物理复赛全省每年一等奖总人数都为40人左右，每年参加全国决赛人数在5人左右。二、教师层面实践成果（一）通过课题研究，提高了教师课堂教学水平通过课题研究和实践，课题组全体教师深刻领会物理探究教学模式的含义，把握具体实施策略和方法，从而使物理探究教学模式能正确灵活地应用到具体的中学物理教学中去，受到物理教学界专家和老师的肯定和赞赏。课题组四位教师运用所研究的物理探究教学模式参加宁波市、镇海区教学坛新秀和优质课评比，二次获市一等奖，一次获省二等奖，二次获市二等奖，五次获区一等奖。一位教师运用“科学探究”、 “设计探究”教学模式实施参加浙江省特级教师评选，受到评委专家的好评，被评为第九届省特级教师。表（3）是近3年物理组教师参加教学比武统计情况。 表（3）上课时间上课内容教学评比项目物理探究教学模式评比结果年5月简谐运动图象镇海区教坛新秀物理“科学探究”一等奖年11月磁电式电表宁波市教坛新秀物理“设计探究”二等奖2003年5月库仑定律省物理创新大赛物理“科学探究”二等奖2004年4月反冲火箭镇海区教坛新秀物理“设计探究”