【物理探究性实验校本课程的开发】优秀校本课程开发案例

时间：2019-05-24 03:29:57　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　校本课程开发是在学校现实条件下，以实施国家课程、地方课程的校本化和学校课程开发为主要内容而进行的整体的课程开发策略，它的价值在于自下而上地弥补了国家课程的不足，有助于学生个性的发展、教师专业水平的提高以及学校实现教育目标并形成自己的办学特色，在《高中物理课程标准》第四部分实施建议中明确指出：可以指导对物理实验有兴趣的学生在校本课程中，选修具有更高要求的物理实验专题，开发物理探究性实验校本课程，使学生经历科学探究的过程，这是非常有意义的事情。
　　1、课程内容选择
　　课程内容的选择必须符合学生的认知规律，维果斯基的“最近发展区”理论认为，教学必须考虑学生已达到的水平并要走在学生发展的前面，因此在确定学生发展水平及其教学时必须考虑学生的两种水平：一种是学生现有的水平，另一种是在有指导的情况下借助教师的帮助可以达到的较高水平，这两者之间的差距就是“最近发展区”，最近发展区的教学为学生提供了发展的可能性，教和学的相互作用刺激了发展，从这个意义上，维果斯基认为教学创造着学生的发展，他主张教学应当走在学生现有发展的前面，教学可以带动发展同时也创造着最近发展区，根据以上理论，在选择实验课程的内容时，必须认真考虑学生现有的知识结构、知识水平，而且能根据学生的最近发展区给学生提供更高的发展要求。
　　实验内容的设计要能够引起学生的认知冲突，让学生循序渐进地达到自己的最近发展区，根据皮亚杰的图式认知学习理论，认知发展是受三个基本过程影响的：同化、顺应和平衡，皮亚杰认为，个体的认知方式是通过同化和顺应而不断发展来适应新的环境的，个体每当遇到新的刺激，总是试图用原有的图式去同化，若获得成功，便得到暂时的平衡，如果用原有图式无法同化新的环境刺激，个体便会作出顺应，即调节原有图式或重建新图式，直至达到认识上的新平衡，因此在设计实验内容时，对每一个实验都要考虑：实验之前学生掌握了什么，实验之中学生学会了什么，实验之后学生发展了什么，在此基础上营造问题情境，以激发学生的好奇心，使其产生探究的欲望。
　　2、课程内容示例
　　《测绘小灯泡的伏安特性曲线》是高中物理课本中的一个探究性实验项目，这个实验主要用来观察温度对小灯泡中钨丝电阻的影响，练习描绘电学元件的伏安特性曲线，作为探究性实验校本课程的内容之一，我们对实验内容进行了拓展，要求根据实验数据尝试寻找钨丝灯泡伏安特性曲线的经验公式，需要探索的问题有：不同规格的灯泡得到的经验公式是否相同?能否用计算机处理数据来寻找经验公式?
　　课程标准明确提出科学探究要素包括七个方面：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、合作与交流，在分析与论证环节，要求对实验数据进行分析处理，尝试根据实验现象和数据得出结论，对实验结果进行解释和描述，探究不同规格的小灯泡伏安特性的经验公式，是对学生分析处理实验数据能力的有益锻炼。
　　2.1　数据处理的依据
　　在探究性实验中，我们经常需要通过处理实验数据得到物理规律，拟合经验公式，在以往的实验教学中，我们常常通过变量变换实现曲线改直的功能，当我们的实验数据不能再用简单模型解释时，微机辅助处理实验数据成为解决这一问题的有效途径，在新课标解读中明确指出：应该尽可能让学生尝试用计算机来处理实验数据，学会用通用软件来简单处理实验数据，应该使学生认识到，用计算机处理数据时，数据处理的思路、要求和选择的方法并不是计算机所担当的任务，这是实验者自己必须考虑而且应该十分重视的创造性工作，它关系到实验结论形成的方向及结论的科学性，我们只是把运算和作图等机械性工作让计算机去完成，科学研究的课题中，有一些问题是要研究两个变量之间的内在关系，变量间的关系可分为相关和不相关的两大类，用数理统计的方法去处理相关关系，寻找它们之间合适的数学表达式，即拟合方程，也称回归方程，当变量间的内在关系不是线性的，而是某种曲线关系时，常用的拟合方法是最小二乘法，用最小二乘法进行曲线拟合，首先要选择拟合曲线的函数类型，常根据理论的推导、实验现象的物理解释、积累的实验经验，或者根据实验数列的XY散点图的分布形状和特点，将其与典型的曲线比较，确定其属于何种类型，为了衡量拟合曲线的效果好坏，用相关系数的平方R2作为衡量指标，R2越大，越接近1，则表明所拟合曲线的效果越好。
　　2.2　实验数据的处理
　　我们采用常规仪器(电压表、电流表)进行实验数据的测量，并将得到的实验数据用Excel软件处理，实验中我们采用了两种不同规格的小灯泡，得到的实验数据及结论如下。
　　(1)灯泡1(6.2 V，0.3 A)如图l和图2
　　结论l对于规格为(6.2 V，0.3 A)的灯泡1，其伏安特性曲线所表示的经验公式为：在0～0.6 v，I＝27.594lnU＋115.01，相关系数的平方R2＝0.9881(如图1所示)；在0.6 V以上电压，I＝39.088U＋86.076，相关系数平方R2＝0.9887(如图2所示)。
　　(2)灯泡2(6.3 V，0.15 A)
　　结论2　对于规格为(6.3 V，0.15 A)的灯泡2，其伏安特性曲线所表示的经验公式为：在0～0.6 V，I＝12.27lnU＋47.604，相关系数的平方R2＝0.9989(如图3所示)；在0.6 V以上电压，I＝23.455U＋28.846，相关系数平方R2＝0.9946(如图4所示)。
　　通过计算比较可以看出，不同规格的灯泡在一定的范围内(示例中为0.6 V以下)，其伏安特性为非线性变化，拟合曲线近似于对数变化关系；当电压达到一定值后(示例中为0.6 V)，其伏安特性曲线为线性变化，由拟合公式得到的电阻值接近或等于稳态阻值。
　　课程标准中明确提出：重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量处理实验数据，分析实验结果等，目前，一些数字化实验室在市场上出现并在一些条件较好的学校得到推广，但是距离大范围推广使用还很遥远，尤其是在农村中学很难实行，微机辅助实验系统实际上是三部分功能的集合：信号转换、数据采集与数据处理，信号的转换与数据的采集需要使用传感器和接口箱，在一些探究性实验项目中用常规仪器也可以完成测量任务，以上课程内容示例表明，用通用软件辅助处理实验数据可以在探究性实验中大范围推广。
　　3、结束语
　　校本课程是我国新一轮基础教育课程改革凸显的新型课程形态，也是我国基础教育三级课程管理的重要内容，物理是一门实验科学，实验在物理课程中占有极其重要的地位，物理探究性实验校本课程的开发为学生提供了科学探究的平台，给学生提供了更多的思考问题、解决问题的契机，它以探索、研究科学规律为出发点，以学生的实验活动为中心，以培养学生的探究能力为目标，促进学生的全面发展。
　　【基金项目：2008年河北师范大学青年基金项目“新课程背景下物理教师实验技能的发展研究”(基金编号：W2008Q39)】

相关热词搜索： 校本课程 物理 探究性 实验

【物理探究性实验校本课程的开发】优秀校本课程开发案例

最新文章

热门文章

【物理探究性实验校本课程的开发】 优秀校本课程开发案例

最新文章

热门文章

【物理探究性实验校本课程的开发】优秀校本课程开发案例