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《创新初中物理实验的实践研究》

开题报告

        常州市郑陆实验学校 课题负责人：李晓兰

一、研究背景

（一）基于学生成长，激发学生兴趣的需要。

爱因斯坦说，兴趣是最好的老师。引发学生对物理实验的“主动之意”，将课堂教学的内容放置到学生实验中去，让学生通过实验增加体会和感悟，真正地做到从物理实验的“工具性理解”走向“创新性理解”。

物理学前沿的许多基本概念来自于对新奇物理现象和创新实验结果的分析，其理论成果与现代社会生活中广泛应用的新素材、新技术有密切的联系，具有鲜明的时代性，这会随着学习的深入越来越强烈，最终引导学生自觉的终身学习，不断的完善和充实自己。

（二）基于教师发展，提升教师物理素养的需要。

对科学前沿的关注跟踪，一方面可以帮助教师形成宽广而深厚的知识视野，从容应对技术危机，另一方面教师对前沿知识的敏感性往往可以帮助其将创新实验内化到教学中，新课程要求教师有多元的知识结构，因此教师应该多去了解物理前沿技术，多参与物理学术交流，提升自身的物理素养。

（三）基于学校课程，创新课程建设的需要。

2016年4月，我校被评为江苏省农村初中情智语文课程基地。2017年9月，我校高质量通过了江苏省课程基地中期评估。“互联网+时代课堂教学范式研究”是江苏省基础教育前瞻性教学改革重大研究项目，通过积极申报，我校非常荣幸地成为初中物理领衔校。这为我校学科的发展带来了新的契机。更让我们物理学科的实验教学的创新有了更深的内涵。

二、核心概念及其界定

1.物理实验：运用仪器和设备，在师生的操作下，有目的有计划的呈现物理现象，开展探究性的多样化活动。包含电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等。

2.创新：本课题研究的创新是指不改变原有实验教学要求的前提下，运用新技术、新方法、新思路重新建构实验的呈现方式、丰富物理知识在实验构建下的运用体验。

三、国内外同一研究领域现状与研究的价值

(一)对创新教学实验器材的研究

西方国家物理教师对创新实验的教学研究比较早。对物理创新实验的开展也十分重视，比如，在德国开辟"走廊实验""橱窗实验"和"展示实验"等。学校的演示仪器除少部分在教学仪器公司购买外，大部分是由实验室工程师制作的，在美国，物理教师普遍很重视实验。教室里四周靠墙的桌子上常常摆了一圈演示实验仪器。教室旁边还有一间准备室，准备室里也放满了教室的各种教具与实验器材，这些演示教具和实验器材大多是教师自己掏腰包购买材料，不惜时间，精力设计制作出来的。在西方国家的物理教学中，实验室内随处可见自制实验器材。

搜索国内期刊文献可知，国内七九至2000年直接以自制教具为题发表的论文180多篇，2001年至2005年，以此为题发表的论文约58篇，从这些文章来看，绝大多数是具体介绍如何去制作和运用特定教具、学具，少数文章逐步设计自制教具的功能和价值问题。另外，一些专家学者也投入到自制教具、学具研究中取得了丰硕的成果，出版了一些专著，其中代表性的有朱正元的《物理演示实验与自制仪器力学部分》、胡名章的《中学物理演示实验与自制教具》、刘炳升与冯容士编著的《中学物理实验教学与自制教具》。

（二）对创新教学实验的研究

在日本，教师在物理教学中也十分重视实验教学，开发设计了大量的小实验，东京大学教育部附属中学教育学院教师左卷健男和现任日本国际基督教大学高等学校教师龙川洋二在他们的合著《趣味物理实验》一书中就详细介绍了大量的物理课外小实验。该书记载了日本小学中学乃至高校都进行了基础物理实验和最新开发出来的实验，浅显易懂，且充满趣味性。在英国当教师要接受制作和表演低成本实验的技能培训。

湖南科技大学教育硕士胡睿佳老师的硕士毕业论文《中学物理创新实验的开发与应用研究》一文中，阐述了中学物理创新实验的途径、方法和步骤，并结合大量的中学物理创新实验的设计案例与实践案例论证说明创新实验的效果和价值，同时，作者创新了大量的演示实验和分组实验。

江苏常州前黄高级中学的叶伟平老师在《高中物理教学中创新实验的设计与实践》一文中将理论和实践结合，详细阐述了高中物理创新实验的功能与设计，并用自己的实践案例进行有力论证，同时他进行了演示实验和学生分组实验的创新实践。

（三）研究价值

传统的物理实验主要是验证性实验，只是简单地解决问题论证结论，学生缺乏独立思考、尝试，缺乏主动性、更谈不上创新性。而创新实验在初中物理教学中的运用能激发学生的求知欲望，吸引学生的注意力，极大地增强和改善教学效果。为学生创新能力的培养提供了丰富的机遇，“探究式”教学方法能充分展示学生的创新个性，培养学生的创新思维能力和设计想象能力。

四、研究的目标和内容

（一）研究目标

1.通过研究，优化初中物理实验的感知体验，进一步挖掘实验教学的应有价值。

2.通过研究，增强学生对物理实验的感性认识，提高学生的学习兴趣。

3.通过研究，提高物理教师实施和创新实验教学的能力。

4.通过研究，探索创新初中物理实验的多元化有效评价机制。

（二）研究内容

1.初中物理实验实施和创新需求的现状调查和分析。

通过调查问卷了解教师实施物理实验的现状，包括物理实验的频率、演示和分组实验情况等，对现有物理实验教学的困惑以及改进物理实验的意愿，以饼状分析图的形式统计汇总分析。

2.对教材中的现有实验进一步改进和完善。

对中学物理教材进行详细的研究，对实验进一步的改进，提出设计方案，形成一套创新实验的案例集。使得物理实验能透过现象看到本质，同时符合学生的年龄特征和动手能力，方案简单易懂，器材获取容易，实验操作简单安全。符合初中学生的认知水平和心理特点，生动、有趣，能激发学生的兴趣。

3.对教材知识点融合整理，设计创新实验。

针对无实验的教学内容，根据我校学生认知水平的实际，教师创新为实验。以此进一步巩固、加深所学的知识，培养学生综合运用知识的能力。学生方面，尝试给定实验目的、要求和条件，由学生自行设计实验方案，促进学生理论知识与实践相结合，培养学生的动手能力，培养学生的综合实践能力。归纳所有成果，形成具有本校物理实验教学的文本案例集,制作一批适应创新实验的器材。 

4.创新初中物理实验的评价。

评价是在物理实验学习活动开展的，内容的针对性较强。所以本研究采取师生、生生等多样的评价，使评价参与到实验教学的整个过程中。不仅对具体的实验操作有评价，同时对实验探究能力和科学创新意识等进行综合评价，培养学生的创新精神和实践能力，提升教师实验教学的创新水平和意愿。

五、研究的思路

（一）加强文献理论方面的学习，掌握本研究相关领域的最新研究现状，同时借鉴他人的研究方法和成果，理清本研究的思路方向和可能创新之处。使得本研究能顺利有效的开展。

（二）充分发挥课题组老师的智慧，分工合作，同心共力，把课题的研究目标和内容细化到每位教师的日常教学中，有针对性的开展课题研究。

（三）定期召开课题组会议，总结研究成果，针对课题研究中出现的困惑进行分析和解决。对研究的重点和方向进行必要的微调。如有必要，邀请专家进行指导。

（四）严格按照既定的课程研究进程，监控成果达成程度。

六、研究过程与方法

（一）研究过程：

1、准备阶段（2019年12月-2020年3月）：采用文献研究法、调查研究法了解相关研究的现状，制定研究方案，明确课题组成员分工，收集材料，组织课题组成员学习有关理论，撰写课题开题报告。

2、研究阶段（2020年4月-2021年9月）：采用行动研究法、经验总结法，开展教学研讨课、观摩课，向专家请教，平时加强理论研究，丰富课题网资源，撰写阶段性研究报告。

3、总结阶段（2021年10月-2021年12月）：课题资料汇总，教学案例、论文材料汇总归类。总结经验，形成成果，撰写总结报告，申请结题。

（二）研究方法：

1、文献研究法：搜集相关的资料，为课题研究提供必要的理论支撑、思路 、经验和方法。及时了解国内外研究动态，借鉴相关成果，并通过文献研究法提高课题组教师的理论水平。

2、调查研究法：通过编制问卷，活动前对物理实验的开设情况进行调查，对结果进行分析研究，获得资料，进行教学策略的改革。通过编制问卷，活动后再次调查，检验效果。进行两次对比，总结新技术创新初中物理实验的经验。

3、行动研究法：课题组人员不断实践，不断修正，不断完善，以形成一套行之有效的培养学生实践与探究能力的方法和经验，同时在行动研究中不断深化认识，形成理论。

4、经验总结法：在获得第一手资料的基础上，通过“分析—综合”“归纳—演绎”进行思想加工，使经验上升为理论。

七、人员分工、职责

组长：李晓兰

组员：邵一锋、陶 翔、沈玉宇、汤文琴、冯 炼

八、课题研究预期成果

九、课题保障

（一）组织保障

我校具有一支结构合理、朝气蓬勃、积极向上、乐于奉献的青年物理教师队伍，

5位物理教师是30-40岁之间的青年教师，这为实验课程改革提供了充分的人力保证。我校课题组长担任天宁区初中物理中心组成员，借助于天宁区物理教研平台，已着手组织开展有关课题的各项活动，通过专家引领、理论学习、聚焦课堂、反思提炼等活动，优质高效地推进课题研究的不断深入。

（二）物力保障

学校将为课题的开展提供必要的设施、设备、教育环境、资料信息、实验研究对象等。

（三）财力保障

课题组每年将结合学校绩效工资考核办法，对课题组成员发表相关论文、提供精品课堂教学实录、案例等给予奖励。

（四）网络保障

学校网站和校园内部网络系统建构完善，云教室、录课室等硬件实施完善，为课题组信息资源库提供了有力的保障。

十、申报以来所做的工作

1、通过学习《汤老师创新物理实验室》、《中学物理》等书籍，撰写个人心得体会，不断内化，形成论文。在2019年12月常州市教育学会论文评比中，组内共交5篇论文。一篇获二等奖，两篇获三等奖。

2、各物理教师钻研创新实验，培养学生兴趣。2019年11月，在常州市物理创新实验大赛中辅导的学生收获了一些荣誉，李晓兰、陶翔老师获市一等奖，沈玉宇老师获市二等奖，邵一锋老师获市三等奖。

3、2020年4月，物理组利用常规物理教研活动，开展物理创新实验交流会，交流经验，分享收获。

4、2020年5月，教研组进行了师生关于实验的问卷调查，了解了情况，学生需要物理实验的强烈愿望，他们乐意动手，主动参与。教师注重演示实验，尽量学生分组实验，钻研创新实验。在实验教学方法上，教师不断加强建立以学生为中心的实验教学模式，形成以自主式、合作式、探究式为主的学习方式；在实验教学手段上，教师要引入新技术，融合多种方式辅助实验教学，通过创新激发学生实验兴趣，培养学生的创新思维和意识，提高学生的实验动手能力。

5、2019年12月11日，陶翔、沈玉宇、李晓兰三位老师去丹阳学习，观看了物理实验的科学晚会盛宴，一个个精彩的创新物理实验给大家留下了深刻的印象，学习颇多。参加省级科学晚会，激发外出学习的热情。

6、2019年12月12日，李晓兰老师认真执教了《欧姆定律》的实验研讨课，陶翔老师认真执教了《运动的相对性》的实验研讨课，这次活动邀请了物理教研员殷亮侪老师做专家引领，并借助区物理教研平台，开展初中各校关于《欧姆定律》和《运动的相对性》物理案例教学研讨，各校教师准备充分，收集了许多优秀案例。