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课题研究

《提高高中物理课堂教学有效性的对策研究》结题报告

2013年05月10日 15:45 佚名点击：[]

徐州二中校级课题结题报告

结题报告

课题名称	提高高中物理课堂教学有效性的对策研究
课题类别	校级课题
所属学科	物理
课题承担人	胡玉涛
所在单位	徐州市第二中学

第一章绪论

1．课题研究的背景

进入高中之后，大量学生反映物理难学。“听不懂”，“ 虽然能听懂，但是自己一做就错”，类似的话语经常是学生的口头语。教师反映学生难教，一个问题讲过几遍甚至十几遍后，一考还错。这其中有课程难度的原因，也有教师的教学方法和学生的学习方法的原因。高中物理与初中物理相比较，知识性、逻辑性、抽象性和应用性都更强。学生从初中定性的、形象的物理学习过渡到高中阶段学习，感觉到不适应，这可以理解。但是作为教师，还延续着“教师讲，学生听，教师写，学生记”的教学方法，与素质教育的要求和新课程改革的精神背道而驰，使学生不能将知识內化到自己的知识体系内，以至于造成教师教得累，学生学得苦的现象，因此采取怎样的措施可以提高课堂教学的有效性，使学生更快的适应高中物理学习，是摆在每一位高中物理教师面前的课题。

1．1高中物理教学现状的调查

1．1．1调查的目的

通过调查获取课改之后的教师课堂教学，学生学习情况。找出问题的关键，从而制定针对性的措施，使课堂教学更具有实效性。

1．1．2调查的内容和方法

调查的主要内容包括教师集体备课的现状、课堂教学、学案编制、学生练习、学生学习物理的积极性。对学生通过交流座谈，调查学生学习的热情，学习过程中存在的困难；通过随堂听课调查教师的课堂教学情况和学生的上课情况。

1．1．3调查的对象

以二中物理教师和高中理科学生为调查对象

1.2 研究的目的

本课题旨在通过对现有课堂教学情况进行调查，分析，总结。提出提升课堂教学有效性的对策，以增强教师教学的针对性，提升物理教学质量。

根据江苏省现有的高考模式：学业水平测试+选修+语文、数学、英语。物理作为选修科目在高考中的地位应低于语文、数学、英语。从高校录取要求来看大多数的二本及以上院校对于选修科目要求为2B，但是近几年有放宽的趋势。二中做为一所三星级高中，其学生的质量应该属于二类学生，从近几年的高考录取情况来看，每年大概几十人语、数、外的总分能达到二类本科的要求，大部分学生集中在民办本科与专科上，而民办本科与专科对选修的要求大多为C级要求。因此如何结合根据高考要求和二中学生的特点，制定针对性强的教学内容和教学方法是提升课堂教学有效性的关键所在。学校实施小组互助学习和学案教学为是提升课堂教学有效性的有利探索，在这样的大背景下，寻求结合物理学科自身的特点实施课堂教学是本课题研究的目的和意义。

1.3研究方法

主要研究方法为调查法和文献资料法。通过对集体备课、课堂教学、学案编制、学生练习情况进行资料收集，在综合分析的基础上，根据新课程改革的精神和建构主义的基本理论，提出相应的改进措施，以提升课堂教学的有效性。通过相关内容的文献资料整理，提炼可以借鉴的方法和策略。

1.4课堂教学有效性的内涵

从教师的角度来看，课堂教学有效性主要体现在两个方面：（1）是直接作用，就是通过教师的课堂教学，让学生以最快的速度最大化的学好知识；（2）是间接作用，就是通过教师的课堂教学，让学生掌握一定的学习方法，可以自主进行学习，提升了学生的学习能力。从教学效益的角度来看，就是通过教师一段时间的教学，学生能够有怎样的具体的进步或发展；是看学生到底学到了多少知识，进步了多少，掌握了多少知识技能和学习方法、策略，而不是看教师是否完成了教学内容。课堂教学有效性应该包括两个方面：（1）教师要把促进学生的全面发展作为教学目标，因为一个有效的课堂教学必须要以学生的全面发展为出发点。想要进行有效的教学，教师也要不断的改进自己的教学行为，提升自己的专业素养。（2）课堂教学有效性的内容包括：学生的知识技能、情感态度、学习策略和文化意识、终身发展以及价值观的形成等，关系到学生的终身学习能力与品德修养。

第二章物理教学面临的问题

教师层面

表1：

		典型问题
备课	集体备课	重“框架”，轻“细节”，有的甚至流于形式，单纯只是统一教学进度，对教学目标、设计思路、重点难点、教学方法、习题设计以及教学中可能出现的问题等不能进行深入细致的研讨。
		重“新授课”的备课，轻“习题课”的备课。不处理单元复习和章节复习的问题。
		集体备课成为主备人的一言堂，大多数老师发言不积极。有的老师备课不投入，知识点不熟悉，基本上是只听不说。
	二次备课	直接搬用现成的教案，或集体备课形成的统一的电子教案，二次备课的个性化成分很少或没有。
	学案	拓展教学时间和空间的作用明显，引导学生自主学习和探究的功能较弱。
		学案的使用方法不科学，要求学生课前预习的过多，甚至要求课前做好学案中的例题和练习题，学生的学习困难较大，事倍功半。
		学案中练习题难度和数量安排够不合理，主要是偏难和偏多，缺乏较强的针对性和层次性，学生不能按要求完成。
上课	教师行为	教学目标定位不准或设置盲目、粗放，致使教学指向不明确，该完成什么任务、达到什么目标不清楚。
		重知识传授轻能力发展, 课堂教学留给学生的时空太少。学生没有积极思考、发问、质疑的时间和空间。这不仅会挫伤学生学习的兴趣，而且学科能力发展缓慢，高耗低效。
		把握不好“老师讲”与“学生练”的关系，一般有多讲少练的习惯，甚至满堂言。教学中讲多练少，看似学生掌握的得较多，但学生的思维慢慢地被剥夺，造成：老师一讲就会，一做就错，或者拿到新的题目又无从下手的困惑现象。有些老师认为课堂容量大，能够使学生得到较多的内容，从而使课堂节奏快，较多学生跟不上。
		课堂提问的随意性较大，准确性和有效性不强。
		部分该做的演示实验，甚至学生分组实验不做。
作业	布置	直接利用教辅资料的练习，不加删减。出现与当堂课学习的重点内容关联性不强的试题。
		练习题难度层次不明，训练目的不明确。题量偏多或偏少，达不到训练的目的和要求。
	批改	为应对检查，只批改2-3个题的作业本上的，对学案或教辅资料上布置的题让学生自己对答案，过后收上来象征性的打个对号表示批阅。
		对一些特殊需要的学生进行面批座谈不够。
	点评	提前备课不足，重点不够突出，就题讲题，时间拖延，效率不高。对共性的同时又是重要的问题缺乏进一步的变式训练和再反馈。
测试		盲目地到网上下载试卷，大致浏览印刷后发给学生去做。使考试失去严肃性，达不到应有的检测效果。

学生层面

表2：

	典型问题
主动性	物理学习存在恐惧心理，学习上存在为难情绪。主体观念淡薄，缺乏主动性，在课堂教学中学生参与广度和深度都明显不足。
课堂学习	课堂上能积极思考发言的学生很少，大多数学生在等教师公布正确答案和解题过程。多数为听课，记笔记，回答老师的提问，而学生参与小组讨论的机会偏低，思维活动率低。
学案	部分学生能完成简单的预习任务，对于难度稍大的问题不能积极查找资料进行积极解决；仅仅把学案当成作业，而没有将其作为自主学习的依据，思维训练的材料。
课后	很少有学生进行课后的整理与思考，对自己存在的问题不是积极解决而是得过且过，很少和同学，老师进行沟通交流讨论。作业由于感觉难度大往往放弃独立完成而是抄袭。

第三章提高物理课堂教学有效性的策略

1．从根本入手，提高物理课堂教学的有效性

1．1备课

备好课是提高物理课堂效率的前提，很多老师平常不重视这个环节，凭经验、学历，觉得内容简单，结果课堂主次难分，废话连篇，学生一知半解，课堂效率低下。因此要提高课堂的效率，就必须老老实实地做好常规———备好课。

1.1.1了解学情、分析学生

课堂的主体是学生，目的是让学生清楚地掌握一节课的内容。知己知彼，才能百战百胜。所以备课要分析学生，根据学生的情况有针对性地备课。

1.1.2坚持集体备课

很多学校、老师的备课都是“八仙过海，各显神通”，结果造成备课不够深入，很多问题不容易发现。实验证明集体备课能够发挥科组集体的力量，从而更加深入地分析、研究课程，发现课程的问题，找出最优的讲课方法、方式，提高课堂的效率。例如：电磁学这一章的内容比较抽象，单靠老师讲，学生很难理解。但是通过集体备课，各老师相互协作，通过电脑做一些原理图、动画等，学生既感兴趣，又容易明白，自然课堂的效率就高了。

1.1.3吃透教材

备课自然离不开教材，教材是教学根本，因此备课就要吃透教材，并且学会处理教材，根据教材筛漏出重点、难点，不是教材的每一点内容都要给学生讲的，教材是死的，但人是活的，要根据自己上课的实际需要，让教材配合自己去上好课。

1.1.4精心准备实验

物理是一门实验性比较强的学科，课堂离不开实验。因此上课前就要根据学情、内容的需要来精心准备实验。同时针对学生的接受、实验能力等还可以对实验的器材做一些相应的改进等。这样学生在探究实验的时候就容易操作、理解，速度也会快些。这对提高物理课堂的效率也是很有帮助的。

1.2上课

如果说备好课是提高物理课堂效率的前提，那么上课则是提高物理课堂效率的根本，课备好了，上课的剧本写好了，接下来就要看导演（老师）如何去导演这场戏（课）了。

1.2.1充分利用课堂每一分钟

向课堂要效率，就要充分利用好课堂的每一分钟。但这里强调的不是老师尽快地把内容讲完，而是充分地体现学生的主体性。让学生这个主体在老师的精讲、点拨下去探究、理解、掌握课堂的内容。这样就避免了老师满堂灌，老师省了时间，学生又很好地掌握了内容，实现了课堂的高效。

1.2.2多种教学方式、手段相结合

为了提高物理课堂的有效性，可以把传统的教学方法跟现代先进的教学手段相融合。物理课堂的实验比较多，传统的方法是老师演示实验，学生自主探究实验。在这个环节，教师可以借助现代教育手段，发挥多媒体的特长。可以用多媒体演示去代替教师的演示，当然这要根据实验的情况、效果而定，并不是用了多媒体就一定好。另外在学生自主探究实验的过程中，也可以把点拨、提示、实验过程在多媒体上演示出来，从而进一步提升课堂效率。

1.2.3调动学生参与的积极性

学生的主动参与是课堂效果的关键，也是提高课堂效率的关键。平时与学生关系好的老师，一般学生都愿意配合，所以平常的教学要体现以人为本，关爱学生。课堂以表扬为主，尽量少批评学生，没有学生的捣乱，高效课堂很难得到保证。此外，教学语言的诙谐幽默，肢体语言的丰富也能提高学生学习参与的积极性。

1.2.4把握课堂的黄金时间

据心理学家研究，一节课学生思维的最佳时间是上课的前5分钟到20分钟。所以，课堂教学要提高效率就要把握时间分配。可根据不同课型安排教学过程，调整教学方法，保证在最佳时段内完成主要任务、解决关键问题，并通过精心设计的练习或讨论等，使教学一直向着有利于学生发展的方向前进，保证学生在不同的时间均有所获。

1.2.5依据学生的现有水平和发展需要，制定教学目标、方式方法

想要真正的提高中学物理的课堂教学有效性，就必须依据学生的实际学习情况，制定教学目标。每个学生的接受能力、掌握程度以及对知识的消化吸收能力都不相同，如果教师不顾学生的实际情况，或者只依据一部分学生的学习情况，来制定教学目标，那么这一节课下来将有可能达不到预期的目标。所以，教师一定要时刻关注学生的学习情况，了解学生的课堂接受效果，然后再制定自己的教学目标，方才可以较好地促进课堂教学有效性的提高。

1.3课后总结和反思

上完一节，教师要及时总结、写反思，找出自己课堂的不足之处，为下一节课的高效率作准备。

1.3.1细致全面地批改作业，从作业中获取反馈信息

经过一个教学环节或整节课的辛勤劳动，要了解学生掌握知识的多少、掌握质量如何，学生的书面作业是一个重要的反馈来源，老师通过精心准备，挑选有代表性的作业，然后对学生的作业进行细致、全面的批改，从而充分地把握学生对知识点的掌握情况。通过这一反馈信息去提高课堂教学效率。

1.3.2融入学生，从师生交流中获取反馈信息

课后与学生交谈,及时了解其对课堂教学的感受，是教师获取反馈信息的又一途径。但这种征询意见的方式忌问卷式的一问一答，而应在教师与学生轻松而愉快的交谈中进行，这样既增进了师生的感情，提高了学生课堂的配合性；又了解了学生内心真实的想法，准确地把握了学生对知识点的掌握情况，为高效课堂的实现提供了相当有价值的信息。当你了解到学生觉得这节课特别有趣，学得既轻松又愉快，不知不觉就到了下课时间，那么，这节课学生的“学”与教师的“教”便可以说已基本达到协调一致，教学的效果自然是好的，教学的效率也很高。回归教学的根本，让教学环节的每一步实实在在地扎根到我们的教学中去，让教与学成为自然，成为一种常态。那么教学将从常规中走出来，教学效率的提高也就水到渠成。

2．重视学案编写，将学案教学做为提高课堂教学效率的有效抓手

衡量使用学案效率的高低，不但要看学生是否当堂掌握了，还要看学生是怎样掌握的，是教师灌输还是学生自学掌握的，这点有着本质的不同。多元智能理论之父霍华德·加德纳告诫说：“除非学生在学习过程中扮演非常积极的角色，除非学生在他们学会了提问、学会了动手做，除非他们在脑中能够重新建构所学的知识，并根据需要进行转换，否则他们的学习成果都会消失。”学习不是教师告诉学生什么。人的发展中最基本的东西或者对人的发展终生有用的东西都不是靠老师讲出来的，而是学生自己经历了什么，做了什么，学到了什么。

2.1以学生为主体 , 具有导学功能

导学案的编写，要求教师要转换角度，要以学生为主体，以利于学生学习为出发点，充分考虑学情，全面准确地把握“导什么、怎么导”的方向，把学案编成能真正帮助学生自主学习并顺利完成学习任务的学案

2.2用课标作指导，把握课标精神

编写的导学案一定要体现课标精神，体现普通高中新课程理念和学科课程标准，体现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维课程目标。

2.3“用考纲导航”，把握学习方向

考试说明是命题的重要依据，编写的学案一定要符合考试说明，切实把握教学要求，控制好内容的深度、广度和难度，避免教学内容的盲目性和无效性，增强教学的针对性和实效性

2.4符合学科特点，把握命题趋势

编写学案必须符合学科特点和命题趋势。因此编写学案需要研究高考的学科命题趋势，对于近今年江苏高考命题研究发现体现以下几个特点（1）注重对基础知识、基本方法和基本能力的考查在物理试卷细目表中体现考查的知识与方法不可能面面俱到。因此，学案应引导学生把学习的重点集中在重点的基础知识和基本方法上。（2）注重对典型物理模型的考查试题背景素材的选择多数都集中在典型、重要的物理过程模型上，多数是学生所熟悉的，同时也没有偏题和怪题。所以学案不要把学生学习的重点放在难、偏、怪题上，要重视物理思维含量高，方法通用可行、模型典型化的传统基本题的训练。（3）注重联系生活实际，考查学以致用的能力题目起点高，落点低，联系实际，体现了与高科技、生产实践紧密联系。因此，学案应关注物理问题，联系生活实际进行编写。（4）注重对运用数学知识处理物理问题能力的考查。“运用数学知识处理物理问题能力”是高考物理学科所要求的五个能力之一。高考物理试题尽管都是熟悉的题型，但有的包含了对数学能力的较高要求，造成题目入手分析不困难，但要得到圆满的解答却非易事。这就要求我们在编写学案时，要考虑学生的数学能力。

2.5学案在栏目设置、内容选择、制作使用等方面都需要做精心的设计和准备，遵循问题化、参与化、方法化、层次化及高效的原则。

2.6教学容量必须控制，给够学生复习消化、完成巩固性作业的时间。教师在备课时要注重“备练习”，在“备练习”方面要精心设计，有的放矢。

2.7独立练习要在有指导的练习之后进行，教师的指导示范作用对于学生练习新学习的东西来说十分重要。明确课前预习内容。

3．重视课堂提问的有效性

现有课堂教学方式主要有两种形式，一种是知识呈现式，一种是问题引导式。前者强调知识的传授，教师的讲解，重结论，重技能，教师是教学的主体，学生是知识的接受者，而非积极的参与者。后者强调思维的训练，知识的构建，重过程，重激发学生学习的积极性，培养学生思考、探究的品质。在问题引导式的教学中，怎样的提问才是有效的，才能激发学生的求知欲望，锻炼学生的思维品质，关系课堂教学的效果。而那种记忆性的问题，是不是，对不对的问题经常充斥着我们的课堂，看起来这样的课堂是问题引导式的，但对于高中生物理学习来讲是索然无味的，缺乏积极作用。那怎样的物理问题才是有效的呢？他应该具有怎样的特征？总的来说有效问题，是指能够激起学生的探究欲望，并能促使他们运用已有知识，通过质疑、分析、推理，去主动建构新知识的问题。具体有以下几个特点。

3.1问题要具有针对性，要紧扣教学目标，针对学生实际

每一节课都有其相应的教学目标，各个环节都要围绕教学目标进行设定，开展。在物理问题的设计中要使物理问题始终围绕教学目标，做到有的放矢。如在万有引力定律的教学中，万有引力定律表达式的使用条件是教学重点、难点。如果在得出万有引力定律的表达式后仅仅直白的将适用条件告知学生，其印象并不深刻。在此可以构建这样一个问题：教师提问：既然任何物体之间都存在万有引力，那么请同学们思考一下当你的两个手掌相距非常近，时万有引力有多大？学生活动：根据万有引力定律表达式，当时，。教师进一步提问：既然两只手之间的引力无穷大，那为什么你可以将两只手轻松的分开呢？由此学生心理上产生认识矛盾。这些问题设置都是围绕万有引力定律表达式的适用条件这一重点内容。再如位移概念的教学中，位移反应位置的变化，而位置的变化不仅有大小，还有方向，由于学生以往的学习中只考虑物理量的大小，而不研究方向。因此让学生建立矢量的方向概念就是教学的重点。在教学中教师可以设置这样的问题：甲乙两个同学从同一地点出发沿直线运动50m，讨论其位置变化是否相同？通过讨论分析学生可以明白位置变化不仅有大小还有方向，位置变化要相同不仅大小要相等，方向也要相同。从而加深了对方向的认识。

3.2问题要具有挑战性，引发认知冲突，激活学生思维

根据高中生的心理特点，他们往往希望去做一些富有挑战性的事情。而一些低级的问题对于他们来讲引不起兴趣，无法激发他们积极思维的热情。因此在问题设置时要考虑高中生这一心理特点，设置的问题要能引发认知冲突，激活学生思维。不能停留在是不是，对不对的简单判断上。在教学中可以采取设置问题陷阱。如在超重失重的教学中可以设置学生的体验性实验，将两本书一页一页的交叉叠放在一起，让学生用力去拉，看能否拉开，由于此时摩擦力比较大，学生无法将两本书分开，接下来让学生围绕怎样才能将两本书分开展开讨论和进行实际操作，经过教师引导，学生讨论会发现当书向下运动时，如图1所示。可以轻松将其分开。教师进一步提问：“既然向下运动可以分开，那么向上运动可不可以分开呢？”学生由于受惯性思维的影响绝大多数认为不能分开，此时可以让学生动手做做看，结果是仍然可以分开。从而引起学生理论分析的欲望，激发学生积极思维的热情。

图1

3.3问题要具有层次性，设问有序递进，思维逐次深入

图2

在一些物理知识的教学中，特别是对于一些比较复杂的物理知识，往往通过教师的一个，两个问题无法突破，这时就需要教师设置问题链，问题链中的各个问题的设置要有层次性，逐步递进深入。如在楞次定律的教学中，如图2所示。“感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。”这个结论通过实验得出以后，如何进行理解是关键。这里牵扯到多个概念，学生很容易混淆。那么教师可以设置如下一些问题加以突破。问题1：谁在阻碍？→问题2：阻碍什么？→问题3：怎样阻碍？→问题4：为何阻碍？→问题5：是否阻止？通过这样一组问题链，让学生在层层追问之后，深入理解楞次定律的内涵，准确把握它的本质。

3.4问题要具有适切性，面向多数学生，符合认知水平

图3

维果斯基的“最近发展区理论”认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。物理问题应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能。这样的问题才是有效的，而处于现有发展水平和可能发展水平的问题一个是低效的，一个是无效的。如在闭合电路欧姆定律的新课教学中，如图3所示，教师提问当开关S逐个闭合时，电源两极间的电压怎样变化？在学生没有任何感性认识、在没有全电路概念的前提下，这样的问题已经跨过了最近发展区，对于学生的思维带来了很大的障碍。如果在提问之前先通过实验创设情境，让学生先观察灯泡亮度的变化，再让学生思考这个问题，则此问题就处在了最近发展区内。

3.5问题要具有开放性，解答思路多元，思维活动开放

例如: 质点受同一平面内的几个共点力作用下处于平衡状态，若撤去其中一个向东方向的力，质点将会如何运动？分析：认为质点将向西做初速为零的匀加速直线运动的学生其思维仅仅处于“点状”，而认为质点可能向西或向东做匀变速直线运动的学生其思维则由点状发散到了“线状”，认为质点可能在平面内做匀变速曲线运动的学生其思维进一步发散到平面上，思维最发散的学生会认为质点可能沿各个方位做匀变速运动。学生思维的发散程度并不是短时可以养成的，这需要我们在教学中通过长期设置发散性的问题，并且积极加以引导训练才能达到发散思维能力的提升。而传统的教学强调问题的确定性、唯一性，排斥问题的可能性，多元性。这就导致学生擅长求同，而弱于求异，缺乏发散思维和想象能力。

4．重视课堂教学的几个主要环节

基于主体建构式物理课堂教学设计的理念，为了避免单调的教师讲授，学生的被动接受；为了能调动学生学习的积极性；为了使学生能通过自身的努力完成对物理知识的意义建构，提高课堂教学的有效性，在平时的物理课堂教学中应该注意以下几个主要环节，如图4。

创设情境—激发物理学习的兴趣

反思、评价—形成新的物理认知结构

尝试、探索—产生新的物理认知结构

变式训练—完善新的物理认知结构

图4

4．1创设情境—激发物理学习的兴趣，激活背景图式

首先，“情境，在教学中，是指对人引起情感变化的具体的自然环境和具体的社会环境。” [1]建构主义认为，学习总是与一定社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境下进行学习，可以使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验去同化和顺应当前学习到的新知识，从而赋予新知识以某种意义。

其次，对于高中生来说，通过生活经验的积累和初中物理知识的学习，已经具有一定的物理知识结构，当外界信息输入人脑后，并不能同时激活认知结构的全部，而只是激活认知结构中与激活条件相关的、围绕某个或某几个核心观念组织的局部，被激活的部分构成一个或几个图式，以备对输入的信息进行加工，称之为背景图式。[2]只有这种被激活的背景图式才具有开放性，可以同化新知，或被重建与改组以容纳新知，形成新的图式，进而纳入到原有认知结构中，使原有认知结构得到扩展。在具体的教学中我们可以采取以下几种具体措施来创设教学的情景。

（1）复习旧知，创设情境，引出新知

有针对性的复习，一方面为新知的学习创设情境，另一方面也可为新旧知识之间建立起有机的联系，使新旧知识形成一个完整的体系。例如：在学习带电粒子在电场中的偏转时，如果教师直接让学生活动去探究规律，则学生会将其作为一个全新的观念加以认识，再加上该问题的抽象性，学生又没有直观经验，学生会觉得探究过程无从下手，这给将新知纳入到原有认知结构中造成障碍。因此教师可以先复习物体的平抛运动，学生回顾平抛运动物体的受力情况，物体的运动特点，以及处理平抛问题的方法（运动的合成与分解）。再分析带电粒子在电场中的受力情况，从而得出解决此问题的方法和解决平抛问题的方法相同。通过这样的复习，探究平抛运动的认知图式被激活，带电粒子在电场中偏转的特点被同化、被顺应。而且还可以使学生将所学知识进行正迁移。

（2）从实际问题出发，创设情境，引出新知

问题是学习的起点，并且只有将问题的解决转化为学生自身的需要，才能促使学生去积极地解决问题。对于问题的设置可以采取提问法，实验法，多媒体展示法。

提问法：注意所提问题应该与学生的实际经验所符合，如：探究影响电热多少的因素的实验中，由于学生已经知道电流具有热效应，并且电流的热效应和学生的生活密切相关，因此可以提出诸如此类的问题：同学们在使用电热毯时，电热毯很热，但是连接电热毯的电线为什么不怎么热？在使用电热汀时，你能明显的感到电热汀放出了大量的热，可当我们用手摸摸电线时，为什么感觉不到热呢？等等。

图5

实验法：利用演示实验，通过学生观察，引起认识冲突，调动探究的积极性。例如在“研究产生感应电流条件”时，首先提出问题：如图5所示，当线框abcd在磁场中水平向下运动时，能否产生电流？为什么？学生回答：“可以，因为此时ab、cd边在磁场中做切割磁感线运动？”。接着教师利用电流计进行演示，学生观察实验现象，并没有观察到有电流计的指针发生偏转。学生感到迷惑，形成认识冲突，急欲知道原因，从而积极主动地进行实验探究。

多媒体展示法：随着现代媒体的不断普及，我们应该较好的利用媒体生动、形象、鲜明的视听效果创设物理情景，提高学生的学习兴趣。如：在人造地球卫星的教学中可以利用媒体展卫星的发射以及变轨过程，在核能的教学中，可以通过动画演示链式反应的过程，展示核电站的发电过程。从而使学生感受到物理学科的魅力，感受到物理与我们的生活、生产密切相关，激发其学习的积极性。

无论是从复习旧知识，还是从实际问题出发，创设情境，引出新知，其目的都是要调动学习的积极性，主动性，只有这样才能使学生将学习过程当成解决自身疑问的过程，才能真正体现学生在学习过程中的主体性。另外从认知学的角度看，不论是从生活实际问题人手，还是从纯物理问题人手，设问题情境、激活背景图式是知识建构的必要一环，只有学生认知构中的背景图式被激活，才能激活学生探求新知的积极心理，使接来的学习过程成为有意义的主动建构的过程，而不是机械被动的接受过程。

4．2尝试、探索—产生新的物理认知结构

通过创设情境，激活背景图式，学生为新知的建构作出了必需的知识的准备和心理准备，而要使新知得到有效合理的建构，还有赖于学生积极、主动探索。学生只有通过自己的努力，提出问题，选择方法，进行探究，自我表达、交流和修正，才能有效地建构起新的认知结构。在实际的教学中，我们可以采用以下几种方式：

(1)独立探究式

对于高中生而言，无论是在物理知识储备上，还是在思维能力上，已经可以依靠自己的力量独自完成一些物理知识再发现的过程。在这种情况下，教师应该放手让学生自己去进行独立探究，教师只要在学生遇到困难时，稍做引导即可，不要做过多过细的具体指导，以免使学生产生依赖思想，思维能力和独立学习的能力得不到锻炼。通过学生的独立探究，可以使学生感受自我的力量，树立对自我的信心，可以使学生充分调动原有的知识体系进行新知的研究，使新知更深刻的融入学生的知识结构中去。如：在“功”一节的教学中，由于学生在初中已经较多的接触过关于做功的必要因素和功的求解。因此本节完全可以通过学案的方式让学生自己进行独立探究功的计算公式。但是需要注意学案设计的合理性，在学案中可以设计这样一些具体的情境，如：（1）做功的两个必要因素；（2）当力的方向和位移方向一致时功如何计算；（3）当力的方向和位移不一致，成一定夹角时如何计算；（3）总结功的一般计算公式。学生通过具体的分析，归纳，从而将具体的情境抽象为物理规律。

(2)教师指导式

虽然高中生在思维能力和自主能力上较初中有一定的提高，但是由于高中物理课程的综合性，抽象性，学生能够通过独立探究获取认知的物理知识点较少，更多情况下，学生需要在教师的指导下完成对物理知识的建构。这里我们所说的教师指导，并不是教师包办学生的探究过程，直接给出学生所遇困难的答案，而是在必要的环节给出必要的引导，使学生能够顺利的完成探究过程，完成对新知识的建构，完成学习探究过程的主体仍然还是学生。在教学中教师必需加强与学生的沟通，这样才能及时了解学生的探究过程，及时给与针对性的指导，使学生在教师的不断指导下不断接近目标，最终完成对新知的认识。如：在楞次定律的教学中，如果仅向学生提出“感应电流的方向具有怎样的特点？”，然后放手让学生去探究，在探究过程中不加任何的指导，由于该问题与学生的最近发展区有一定的差距，学生很难通过自身的探究得出结论。如果教师直接告诉学生探究的结果，又不利于学生对知识的建构，不能在实际问题中灵活运用。因此在学生的探究过程中，教师必需进行适当指导，激发学生的思维，帮助学生顺利实验，正确总结出结论。这样既锻炼了学生的动手能力，思维能力，又增进了师生之间的交流与合作；不仅使学生经历了探究的过程，而且感受了探究的方法，思维的策略。

(3)合作学习式

合作学习是有指导地使用小组的形式，使学生们能在一起学习，充分重视自身和互相之间的学习。它有以下几个方面的要素：积极承担在完成共同任务中个人的责任；积极的相互支持、配合，特别是面对面的促进性的互动；期望所有学生能进行有效的沟通，建立并维护小组成员之间的相互信任，有效地解决组内冲突；对于各人完成的任务进行小组加工；对共同活动的成效进行评估，寻求提高其有效性的途径。[3]

建构主义认为“学习是一种协商活动的过程”，“学习的发展是依靠人的原有的认知结构”。由于每一个学习者都有自己的认知结构，对现实世界有自己的经验解释，因而不同的学习者对知识的理解会不完全一样，从而导致了有的学习者在学习中所获得的信息与真实世界不相吻合。此时，只有通过社会协商和时间的磨合才可能达成共识。由于合作学习的特点可以弥补个人探究中存在的缺陷，学生之间的交流、争论、意见综合，有助于学习者建构起对知识的更深层次的、全面理解认知结构。而且，在共同学习过程中，由于交流的需要，学生对问题的认识、解题思路通过语言外显化了，从而可以更好地进行思维监控，可促进学生元认知能力的提高。因此在平时的教学中应该加强合作学习。

合作学习不仅能弥补个人物理知识构建过程中的不足，而且可以培养学生的之间的合作的精神、团队的意识和集体的观念。研究表明：如果学生长期处于个体的、竞争的学习状态之中，久而久之，学生就很可能变得冷漠、自私、狭隘和孤僻，而合作学习既有助于培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，又有助于培养学生的竞争意识与竞争能力。

另一方面，由于高中物理学习内容多、课时紧，学生班容量大等因素的影响，教师往往不能进行个别化的指导，这就需要加强同学之间的合作学习，以弥补师生交流的不足，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。在合作学习中由于有学习者的积极参与，高密度的交互作用，使教学过程远远不只是一个认知的过程，同时还是一个交往与审美的过程。合作学习可以培养学生的领导意识、适应社会发展的技能和民主价值观。

4．3变式训练—完善新的物理认知结构

通过激活学生的背景图式和学生的尝试探究两个阶段，学生已初步建立了新的物理认知结构，但这种新的认知结构的稳定性与清晰性还不够，并且由于物理概念、规律的学习大多是以某一具体情境开始的，虽然高中生的抽象思维能力有一定提高，但是这种能力还不很强，这就使得此时的认知结构还存于一定的情境中，具有一定的片面性。如：在研究“电势差与电场强度的关系”时，如果设置的情境如图6所示，学生通过前两个阶段的学习，学生可以推导出电势差与场强的关系，U_AB=Ed，但是学生会建立d为电场中两点间距离的认识。如果在实际应用中遇到匀强电场，而且两点连线沿场强方向，学生可以容易解决。但是如果是非匀强电场，或者两点连线与场强方向有一定夹角，就会暴露出学生认知上的片面性，还并没有真正理解公式中各字母的含义。

图6

建构主义的认知灵活性理论指出：“同一内容的学习应在不同的情境下，针对知识的不同侧面反复进行，才能使学生对知识有一个深刻的、全面的理解，并与具体情境联系起来，形成背景性经验，有利于知识的迁移。”因而，变式训练是完善学生认知结构的有效手段。

变式训练的方法可以是多种多样的。

(1)正反论证法

在学习中，不仅可以给出肯定论证，也应针对学生认识上的错误给出否定论证，使学生从两个方向进行剖析。如：在光的学习中，由于受到机械波的传播速度由传播介质决定的影响，部分同学会认为 “不同色光在同一种介质中的传播速度相同”。此时教师可以先肯定学生的这一认知结论，不要急于否定。然后可以引导学生进行论证：“如果各种色光在同一种介质中的传播速度相同，则白光在通过三棱镜后会不会出现色散现象呢？”。学生通过论证发现：如果各种色光在同一种介质中的传播速度相同，则白光在通过三棱镜后不会出现色散现象。从而深刻体会到“不同色光在同一种介质中的传播速度并不相同”的结论。

(2)对比法

所谓对比法，就是将学生学习过程中遇到的相似，相近的知识点进行对比分析，揭示差异和矛盾的方法。在高中物理学习过程中会遇到很多相似的物理问题，如：电场力和洛伦兹力、重力和万有引力、布朗运动和热运动、振动图像和波动图像等等。通过对比分析可以使学生更进一步的完善认知结构，特别是认知结构中的模糊处能否得到清晰化。以振动和波动图像为例：当学生遇到波动或者振动图像时，头脑中会调动出相关的背景知识，由于简谐振动和简谐波图像上的相似性，如果对二者的区别和联系认识不深，则会造成应用时的混乱。因此在教学中教师可以引导学生对二者进行对比分析，对比分析的结果最好以表格的形式体现出来。如表3：

表3：

拍许多人做广播操的一张照片

拍一个人做广播操的录像

形象比喻

图象沿传播方向平移λ/4

原图象延伸T/4

图象的变化（T/4后

的图象）

振幅、波长；该时刻各质点的位移、加速度；已知波的传播方向可确定该时刻各质点的振动方向，反之亦然。

振幅、周期；任一时刻质点的位移、加速度、振动方向；

图象提供的物理信息

反映某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移值的波形

反映某一个质点相对平衡位置的位移随时间的变化规律

物理意义

介质中的各个质点

一个质点

研究对象

质点的平衡位置

时间

横坐标

图象

波动图象

振动图象

（3）变式练习法

在解题教学或策略性知识的学习中，则可以采用变式练习法，通过练习达到完善认知结构的目的。所谓变式练习就是让学生在一题多解、一题多变中开阔思路、提高能力。具体地说就是在变化条件、发散结论、改变形式、转换背景、适时引申等方法中使题目具有开放性、辐射性，通过解一题带一片，引导学生概括出问题的本质规律，从而实现一道题向一类题、多类题的迁移。

4．4反思、评价—形成新的物理认知结构

经过前三个阶段，学生头脑中新的物理认知结构已初步形成，并在一定程度上获得了完善，具有了一定的稳定性、清晰性和思辨性。但是新的物理认知结构是否合理？是优是劣？是否具有较强的同化能力以将相关知识纳入其中？是否具有灵活性，可以在各种情况下运用它去解决问题？要解决以上问题还需要有一个对新的认知结构的反思评价过程，这种反思、评价将促进新的物理认知结构的最终形成。费赖登塔尔曾说：“没有反思，学生的理解就不可能从一个水平升华到更高的水平。” 我国著名理学家朱熹早就提出了“学、问、思、辩、行”的学习模式，这些都与建构主义学习观的反思思想不谋而合。“在认知框架中主体的自我反思是构成认知结构更新的一共必要条件。”[4]通过学习者对自己以及他人学习的反思，让学生把问题的思维过程上升到一定的高度，形成一定的认知策略，从而提高元认知能力，通过反思可以帮助学生整理思维过程，回顾思维策略，剖析问题本质，分析过程方法，找出错误原因。因此，我们在教学活动中要引导学生常用反思，用好反思，让反思激活学生的智慧，提升学习的能力，并成为学生发展的助力。

物理反思不仅仅是对物理学习一般性的回顾或重复，而是探究物理活动中所涉及的知识、方法、思路、策略，情感等，具有较强的科学研究的性质。反思的目的也不仅仅是为了回顾过去，更重要的是指向未来活动，是为了更好地提高学习效率，培养学生的物理学习能力。在平时的教学中，教师可以引导学生对学习内容、学习策略、学习结果等方面进行反思。

(1)对物理学习内容的反思

学习内容一般是由知识的形式呈现出来。而知识具有“显性知识”和“隐性知识”之分。[5]物理学习中的显性知识主要是指事实性知识、理论性知识和技能性知识，即可以用书面文字或公式能表述的知识，它能够通过逻辑分析来进行反思。与显性知识相反，隐性知识主要是指策略性知识、情意类内容，它往往不能进行系统地表述，不能进行逻辑推理，也就无法用常规形式加以传递，因此隐性知识不能通过理性来进行分析，而需要在学习过程中通过感受和体验进行反思。

(2)对物理学习策略的反思

所谓学习策略，是指在学习情景中，学习者为达到一定的学习目标而对学习方法的调用和对学习过程的调控。[6]因此，学习策略具有方法性和自我调控性。学习策略是衡量学生学习能力的重要尺度，也是影响学生学会学习的主要因素。学生掌握学习策略的标志是能够根据学习内容的特点、自身的认知水平和预期的学习目标等因素自觉而灵活地选择、调控和应用特定的学习方法和程序，而不是记住了学习方法和程序本身，也不是对学习方法和程序的机械套用。因此，学习策略的形成不能依靠老师讲授的方式，而是需要学习者在具体的学习活动中体验学习策略的价值。学习策略本身的特点要求学生要对学习策略不断加以反思，这些策略是怎么发挥作用的，如何使用，需要什么样的条件，采用哪种学习策略更有效，等等。通过这样的反思，从而实现学生对学习策略的理解和掌握，使学生最终学会学习。

(3)对物理学习结果的反思

物理新课程从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面来体现对未来公民科学素养的培养。也就是说，学生通过物理学习不仅要获得物理知识与技能，了解科学探究的基本过程和方法，培养科学研究能力，还要培养合作精神和社会责任感，发展物理学习兴趣。因此，对物理学习结果的反思应该是对这三方面的全面、综合的回顾和认识。具体来讲，对学习结果的反思可以从以下几方面考虑：是否清楚了物理概念的内涵和外延？能否将新知识与己有的知识经验联系起来？能否灵活运用所学的知识？学习该知识运用了什么方法？有什么困难？获得了什么体验？观念有没有改变？

由于学生元认知能力上的差异，一些学生不能对自己的认知结构做出正确的评价，因而妨碍了认知结构的最终形成和完善。这时，教师应该对学生的认知状况做出评价，并将评价结果及时反馈给学生本人，以帮助其正确评价自己的认知结构，并对认知结构中的不合理部分做出修正，使认知结构得到完善。

5.重视鼓励性教学原则，提高学生课堂学习的积极性

鼓励性教学原则，是指教师用自己的态度、语言和教学技巧，创设一种宽松、和谐、愉快的教学氛围，使学生以自信、自强和进取的态度完成学习任务。鼓励性教学原则的价值，首先在于能创设一种良好的教学氛围，有利于学生形成积极进取的学习态度。学生情绪高昂，思维活跃，课堂教学效果最佳。根据教师对课堂教学的观察，学生在课堂教学中出现上述积极状态，往往是教师善于鼓励和激发的结果。教师对学生或寄予希望，或为学生克服学习中的困难铺垫几个台阶，或对学生的某一些微笑进步投以赞许的目光，使他们产生对教师的信赖和对知识追求的心理因素，从而以积极进取的态度去完成学习任务，这是学生成为学习主体的重要保证。其次，鼓励性教学原则的价值还在于能促进学生智力发展。积极情绪，是智力发展的纽带。教师在教学中要善于使用多种激励因素，诱发积极，和谐的情绪出现，才能为智力的发展创造良好的条件。

鼓励性教学原则，按其不同的特点、功能和方法，可以概括为以下几种类型。

5．1期待性鼓励

期待性鼓励是指教师对学生的学习抱以期待成功的态度。相信每个学生都能进步，取得成功。“罗森塔尔效应”说明，教师对学生的态度是一种巨大的教育力量。它告诉我们，作为教师，应关心每一个学生，对每一个学生都寄予合理的期望，给他们以公正的和足够的支持与鼓励。不少优秀教师就是巧妙的运用了期待性鼓励原则，改善了学生的学习状况。运用鼓励性原则的方法有下列两点：第一：认知自我。教师要帮助学生对自己做出正确的自我评价，全面认知自己的优点和缺点，从而树立自信，提高自觉性。第二：明确目标。学生学习的自信心是通过一系列成功的学习活动形成的。同样学生自信心的丧失是一系列的挫折、失败造成的。因此教师要善于为学生提出学习目标，只要学生有所进步，即予肯定。使学生能够随时看到自己的进步，感受自我力量，使自信心不断得到强化。确定目标时需要注意几点，第一目标的确定要符合学生的实际，针对不同的学生确定不同的目标，使得每个学生都各得其所。第二目标要具体。可以分阶段制定不同的小目标。第三要及时反馈目标完成情况。对完成情况者要及时予以肯定鼓励，对未完成者，教师要帮助学生分析其中的问题，帮助学生再次完成既定的目标。

5．2激发性鼓励

激发性鼓励是指教师通过各种强化智力活动的方法，使学生处于高度活跃的状态，从而加速其学习任务的完成。激发性鼓励的功能主要是调节学生思维活动，由思维的活跃而引起积极学习的态度。在平时的教学中可以采用以下几种方法。

5．2．1实验法

所谓实验法就是教师根据教学内容，通过实验的方法展现相关现象，以引起学生的注意，诱发学生的探索欲望。如在光的干涉教学中，教师可以让学生观察双缝干涉条纹，由于这一现象学生在平时的生活中很难看到，因此可以很好的激发学生的求知欲望，激励学生积极思考。

5．2．2冲突法

所谓冲突法是指教师采用不同的措施使得学生在认知上产生冲突，从而引起学生的积极思维。建构主义认为，学习是一个主动建构、生成意义的过程，这一过程是学习者通过新旧知识间双向的、反复的相互作用而完成的。单纯的外部刺激本身没有意义，学习者要在自己已有经验背景下，对它进行编码、加工，建构自己的理解，同时，己有认知结构又会因新信息的进入而发生不同程度的调整和改变，变得更加完善。[7]因此学习并不是简单的信息输入、积累、存储，而是新旧经验的相互作用，它同时包含了由于新旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组。美国教育心理学家奥苏贝尔说：“假如要我把所有的教育心理学原理浓缩为一句话，那我会说：影响学习的最重要的、唯一的因素就是学生已经认识了什么，弄清楚它，然后进行教学。”[8]

物理学习过程是一个逐步递进螺旋上升的阶段，从初中到高中再到大学，课程的内容一般都可以分为：力学、热学、光学、电学、原子物理等。但是学生处于不同阶段，其认知的发展水平和思维的特点决定了课程内容设置的难度和广度。瑞士心理学家皮亚杰把儿童思维的发展分为如下四个阶段：感觉动作阶段——儿童思维的萌芽（0—2岁）；前运算阶段——表现和形象思维（2—7岁）；具体运算阶段——初步的逻辑思维（7—12岁）；形式运算阶段——抽象逻辑思维（12—15岁）。[9]对于初中生来说思维基本上处于具体运算阶段和前运算阶段。而高中学生处于具体运算阶段和前运算阶段。根据学生的思维发展特点，初中物理的学习内容是不完整，不深入、不全面的。当进入到高一级的学校学习时，这种不完整的认知对于学生新知识学习会带来一定负面影响。有时这种影响还非常顽固。这就要求教师要了解学生已有的认知情况，对于不完整或错误的认知设计认知冲突，激发学生的思维，使学生自主投入到探究学习中去。使知识体系更加严谨，规范。

第四章实验数据分析

1实验前测

本次实验以2011年11月徐州市举行的高三摸底考试考试作为实验前测，这次考试由徐州市统一组织命题、考试。来自实验班的40位同学及来自控制班的42位同学参加了这次测试。在全市统一阅卷完毕后，研究者使用Microsoft Office Excel 2003对两个班的物理成绩进行数据分析，其数据做为后续研究的成绩起点。表一为两样本的摸底成绩统计。

表一：

实验班（样本人数40）			控制班（样本人数42）
等第	人数	百分比（%）	人数	百分比（%）
A+	0.0	0.0	1.0	2.4
A	0.0	0.0	0.0	0.0
B+	2.0	5.0	1.0	2.4
B	14.0	35.0	11.0	26.2
C	23.0	57.5	29.0	69.0
D	1.0	2.5	0.0	0.0
达B	16.0	40.0	14.0	33.3

通过摸底成绩分析发现做为理科重点班的学生达B率为40%，低于省达B率50%的控制比率十个百分点，这个比率还是偏低的，其中B+即以上的百分比只有5%。说明重点班的学生在物理学习方面确实存在一些问题需要去解决。另外通过实验班和控制班的数据分析确定前测的差异量，达B率实验班超出控制班6.7%。控制班同样存在着和实验班一样的达B率低的问题。

2实验后测

将2012年江苏省高考成绩做为实验后测依据。希望通过这次考试能够较为全面地了解相应教学措施对对教学效果的影响。这次试卷由江苏省统一命题，省统一组织阅卷。在高考成绩公布后，笔者使用Microsoft Office Excel 2003软件将实验班的本次成绩与起点成绩进行了前后比较分析，将实验班与控制班的成绩进行了对比分析。数据如表二、表三

表二：实验班

实验班
等第	徐州市摸底考试（参考40人）		高考（参考40人）		达B增长率
等第	人数	百分比（%）	人数	百分比（%）	人数	百分比（%）
A+	0	0	0	0	9	22.5
A	0	0	1	2.5
B+	2	5	8	20
B	14	35	16	40
C	23	57.5	15	37.5
D	1	2.5	0	0
达B	16	40	25	62.5

表三：控制班

对比班级
等第	徐州市摸底考试（参考42人）		高考（参考42人）		达B增长率
等第	人数	百分比（%）	人数	百分比（%）	人数	百分比（%）
A+	1	2.4	0	0.0	4	9.5
A	0	0.0	2	4.8
B+	1	2.4	6	14.3
B	11	26.2	10	23.8
C	29	69.0	24	57.1
D	0	0.0	0	0.0
达B	14	33.3	18	42.9