广开实验渠道 培养创新意识

广开实验渠道 培养创新意识

农村中学利用课外小制作辅助课堂教学的探究

结题报告

五府山中学 周立江

　　研究的背景及理论依据

　　《中共中央、国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》指出：“实施国民素质教育就是全面贯彻党的教育方针，以提高国民素质为根本宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点……”这就要求广大教育工作者从观念到行为将素质教育推到的一个新的阶段。

　　要完成这一划时代的教育改革，广大教师就要打破传统的教学模式，开创新教学思路。本课题就是基于这一思路，把物理实验从课内延伸到课外，一来解决农村中学实验器材不足的矛盾，一来为提高素质教育开辟一条新的思路。

　　目前，农村中学的客观现状是实验条件相对落后，器材不足的矛盾十分突出，迫切需要开辟新的实验途径，这样怎能使提高学生的实验能力落到实处，而农村广阔的空间又为课外制作教具和学具提供了得天独厚的条件，农村中学的孩子一般来说动手能力也较强，这又为课外制作奠定了基础。

　　青少年时期，思维活跃，想象丰富，创造发明的思想极易培养，很多著名的科学家，如爱迪生、牛顿……等都是从孩提时代就喜欢从瓶瓶罐罐开始做实验，终究成为科学巨匠，利用课外小制作来补充课堂实验教学，正是培养学生创造意识的有效手段。

　　当前，素质教育与应试教育的矛盾十分突出，一方面面临升学的压力，一方面又要求提高 综合素质，特别是创新能力和抽象思维能力的培养更是对学生一生产生重要影响，利用课外小制作辅助课堂教学，能有机地将素质教育和应试教育融为一体，两者相互影响，共同提高。

　　基于上述背景，“农村中学利用课外小制作辅助课堂教学的控究”的教研课题就应运而生了。

　　研究的目的和意义

　　通过用课外小制作来辅助课堂教学，突破教学中的重点和难点。

　　利用小制作的作品充实课堂实验，解决农村中学实验器材不足的矛盾，变农村中学实验器材不足的消极因素为创造性发展的动力。

　　通过课外制作活动，激发学生的创造性思维和发散思维，使学生从小就萌发创造发明的习惯，并有机会将自己的创造发明思想付诸于行动之中。

　　通过小制作活动，有效地培养学生的动手能力和团结协作的人际关系，为将来从事创造性工作打下基础。

　　转变教师的教学观念，建立现代教育观，促使教师由“勤奋型”向“科研型”的转变。

　　研究的基本内容

　　探究课外制作与课堂教学的吻合点;

　　怎样培养学生的课外制作兴趣，和从事课外制作中必须的技能和技巧;

　　怎样利用课外制作的作品辅助课堂教学;

　　目前，教材中的重点实验都放在课内，按既定的程序按部就班地进行，禁锢了学生创造性思维的发展，具有很大的局限性，而且必须在45分钟内完成 预定所有教学内容，大大地限制了实验的空间和时间。不允许每个学生都 有动参与和反复实践的机会。本人在教学实践中发现相当一部分学生对课外实验抱有极大的兴趣，但由于学习任务重而无暇顾及，导致外课外实验这一学生非常感兴趣的事没有很好地发挥作用，为此何不利用这一积极性，把课内与课外有机地结合起来 ，要破用统一模式去教学的传统做法，放手让学生用自己设计的方法和思路去研究，去发现，在调动学生学习积极性的同时，培养学生的创新思维和发散思维。把部分重点实验由课内变为课内与课外相结合，这样增加了时间上的弹性，可多次反复实验，以便于学生技能和技巧的形成。

　　课题的研究方法

　　鉴于物理学科的特点和农村中学的实际情况，本课题的研究方法以实验操作法为主，再辅以检测比较法和系统分析法。

　　实验操作法：找出课外制作与课堂教学的吻合点，教师先进行实验操作，取得第一手资料后，再指导学生广开思路进行课外制作，避免制作的盲目性。

　　鼓励学生充分利用自己的学过的知识，在课外进行小制作、小实验，以此拓展他们的创新思维，进而提高自己的学业成绩，使学生的综合素质得到提高。

　　检测比较法：

　　分阶段将实验班与非实验班的应试成绩和综合素质进行对比测评，使学生从成功中体验到喜悦，测评工作从两个方面进行。 一是应试成绩的对比。二是利用物理知识解决实际问题的能力对比。特别是小实验和小制作、小发明的成绩更能让学生体会到成功的喜悦，增强学生的自信心，提高学生学习物理的兴趣，变“厌学”为“乐学”。

　　系统分析法;

　　通过广泛查阅文献资料，和分析学生在小制作过程中出现的问题，组织课题组成员集体讨论，充分论证的课题的科学性和可行性，用理论指导实践，再结合物理学科的特点和本校的实际情况，不断调整课题的研究方法，使课题的研究密切配合课堂教学。

　　课题研究过程和实施情况

　　本课题的研究进度分以下五个阶段来进行

　　准备阶段(2002年9月——2002年——10月)

　　进行可行性分析，先进行理论学习，寻求课题的理论依据，结合物理学科的特点和学生的具体情况，草拟研究提纲;

　　确定本课题的实验班级，为了成绩调查可靠性，实验班确定为在同年级中成绩中下的初二(1)并要求学校保持实验班与对比班的学生基本保持稳定，任教老师保持不变，控制教学设施和环境基本相同。

　　组建课题研究小组并进行分工。本课题组同下列人员组成：林有禄(教研员) 张炳春( 校长)

　　郑兴龙(付校长) 陶 冶(教导主任)

　　常本龙(教研组长) 周立江(本课题负责人)

　　经过课题组集体讨论，研究出课外制作与课堂教学的吻合点，经过反复论证，提出课外制作与课堂教学的19个吻合点(见成果部分)

　　第二阶段(2002年10月——2002年12月)

　　重点在激发学生的课外制作兴趣，举行专题讲座2次，作品展览一次，参观学习一次，必要的技能培训一次，为学生涌跃报名参加课外制作小组作好准备。

　　第三阶段2003年1月­——2003年7月)

　　在广泛进行宣传和培训的基础上，开始让学生开始动的制作，为了让制作顺利成功，分以下几人步骤进行

　　成立课外制作兴趣小组

　　拿出一部分教师制作的作品先让学生仿制，当取得一定的经验后再开始让学生自己独立设计制作;

　　建立学生作品陈列室和制作室，让学生有一个固定的活动场所;

　　建立学生作品的奖励机制;

　　第四阶段(2003年9月­——2004年1月)

　　课外制作用于课堂教学的实践阶段，为了做好实践工作，要做好以下几个方面的工作，

　　坚持集体备课，备课采用一人主编，全组讨论，先模拟后实施;

　　上好公开课，接受大家的建议和监督，每次公开课后都要求有评议有总结，做好自教具和学具的收藏和完善加工工作

　　对实验班与对比班的应试成绩和综合素质经常进行对比，保证第一手资料的真实性。

　　及时纠正失误，对失误要做好记录，分析原因，研究解决办法，不能只讲成绩，忽略过失。

　　第五阶段2004年2月——2004年7月)综合评价，成果鉴定阶段

　　根据中央有关加强素质教育的有关规定，单以应试成绩来作为评价学生的唯一标准是不靠的，本课题的成果评价应从两个方面来进行，一是应试成绩的评价，，应试成绩的评价以统考成绩为准。

　　二是综合素质提评价。综合素质的评价拟从以下几方面着手：

　　创造性思维和创造性活动的对比调查

　　应用物理知识解决实际问题的能力调查，调查内容有，组织实践活动的能力 ，物理与生活知识竞赛等;

　　是创造性成果的对比调查，实验班与对比班“小发明、小创造、小制作” 对比调查，并把综合评价成绩作为学生的期末成绩，给课题研究的班级提供目标与方向。

　　三是上好课题实验的公开课，示范课。取得广大教师和有关专家的科学评价。

　　四是组织好各种竞赛活动，用量化的成绩来说明问题。主要竞赛省活动有，自制教具和学具比赛;创新思维和发散思维的对比调查;

　　小论文比赛;利用物理解决实际问题的比赛。

　　五是进行课堂观察、量化评估、问卷调查，自学能力测验，实能力测验，物理综合素质评定以及各类成绩统计，为实验收集量化、真实、可靠的有关数据。

　　课题研究中取得主要成果

　　找到了课外制作与课堂教学的吻合点

　　要把课堂教学与课外制作有机地结合起来，必须找准课外制作与课堂教学的吻合点，才能使课外制作真正服务于课堂教学。

　　物理来源于生活，来源于自然，又服务于生活，课本中的各种物理现象，在生活中随处可见，所以找出课外制作与课堂教学的吻合点十分容易。

　　A、刚才提到的“哨子”的原理就与声音是由振动产生的以及乐音的三要素相吻合;

　　B、“自制压强仪”就与液体压强的测量相吻合，并且测量的范围更广，效果更直观;

　　C、利用废注射器制作的弹簧秤就与力的测量相吻合，既简单、实用，完全可以代替弹簧称的使用;

　　D、“潜水鱼”形象地说明了物体的浮沉条件;

　　E、杆秤的制作，把杠杆的支点、动力臂、阻力臂以及杠杆的平衡条件表示得淋漓尽致;

　　F、利用不同场地的自行车滑翔比赛来推论牛顿第一定律，十分形象、有趣。

　　G、利用两个废喇叭来制作的磁极间的相互作用，形象生动活泼，给学生留下十分难忘的印象;

　　H、自制的密度仪可辅助浮力的教学;

　　I、“喷水枪”就与帕斯卡定律相吻合;

　　J.利用易拉罐制作的针孔照相机，可辅助光的直传播的教学;

　　K.利用自制的水电站的模型可辅助电磁感应、能的转化等一系列化电磁现象的教学，不仅学到了知识，而且在综合能力上也得到了较大的提高;

　　L.利用自制验电器可以辅助电荷的相互作用，电荷的检验的教学;

　　M、磨擦力测力计可用于研究滑动磨擦力的教学

　　…………

　　由于物理来源于生活，是大自然的客观反映，大部分内容都能找到课内与课外的吻合点，所以可发动学生进行广泛的讨论，自己找出与课文有关的课外制作，有目的有计划地进行。

　　制作了一大批直观实用方便的教具和学具如：

　　奥斯特实验仪

　　电能的输送演示仪

　　电功实验仪

　　电学综合实验箱

　　暗箱式光学演示箱

　　玻璃加热变成导体

　　磨擦力测力计

　　电流表和电压表读数练习板

　　温度计读数板

　　磁极相互作用演示仪

　　静电除尘演示器

　　气体压强与体积的关系演示仪

　　液体压强计

　　利用废注射器制作的弹簧称

　　演示弦乐器的频率与哪些因素有关的竹节哨

　　水压测量仪

　　液体密度计

　　针孔照相机

　　…………

　　初步找到了小制作作品服务于课堂教学的最佳时机;

　　用于课前预习

　　学生在课前预习时，先摆弄自已的小作品，对本课内容作探究性实验，例如

　　采用扑自制的竹节哨在课外研究空气柱的振动频率与空气柱的长度、截面积、和空气流速之间的关系后。再进行弦乐器频率的教学。

　　采作自制的液体压强计在室外对液体压强进行研究后，得出液体压强与深度、方向、密度的关系后再进行液体压强的教学。

　　在制作杠称后再进行杠杆平衡条件的教学

　　用易拉罐制作针孔照相机在课外进行小孔成像的实验后。再进行光的直线传播的教学

　　在弹簧称的制作后，再进行弹簧称测力的教学

　　…………

　　让学生头着自己的探究结果和小制作的作品来上课，学生获得了第一手的感性材料认识，极易进入课堂教学的情景之中，实验表明进行过课外制作和探究实验的学生听课积极性高主动性强，能积极参与课堂讨论。形成了创造性学习的习惯，接受能力明显优于一般学生。

　　替代部分课堂演示实验

　　选择部分直观效果好、简便易做的实验替代某些课本实验。例如

　　用针式磨擦力测力计替代研究滑动磨擦力的大小与哪些因素有关的实验

　　用自制的导体的电阻与温度的关系演示仪替代课本P30图16—32的实验

　　用模拟家庭电路示教板替代有关家庭电路的实验

　　用自制的电功实验仪替代课本P126图22—3和蔼22—4的实验

　　…………

　　由于这些作品直观效果好，又简便易做，比较容易接受。提高了课堂教学效率。而且这些作品就是身边同学做的很有亲切感受，消除了实验的神秘感。更主要小作者的作品被展示，制作者又有了自豪感和荣誉感，其它同学看到自己的同学能有这么好的作品，羡慕和仿效的心理油然而生，学生自然而然以极大的热情投入到这一节的情景之中，又为日后小制作作品的不断涌现创造了机遇。

　　(3)、用于课堂教学的补充的延伸，按照大纲设计的实验，全班千篇一律，按部就班，很少创造性，又必须在规定时间内完成。但小制作的作品则不同了，作品属于学生自己的物品，可以带回家反复实验，不断改正，拓展了实验的空间和时间。例如：

　　A、杠称制作后，可提示学生用自制的杠称反复测量身边的各种物体的质量，并对杠称进行各种改正。通过上述反复实验后。学生对质量单位的大小，杠杆的平衡条件有了更加充分的认识。

　　B、利用磨擦力测力计在课外研究小车在各种条件下磨擦力。还有的学生利用它研究了各种鞋底在各种路面上的磨擦力。写出了鞋底与路面磨擦力的探究的实验论文，并在少年学习报上刊出。

　　…………

　　用于课外探究性实验

　　由于实验器材是学生自己的物品，做完实验后，学生可以带走，把它做为玩具在更广阔的空间和时间里做更的探究性实验。实验班的学生利用自的实验器材进行了各种探究性实验。在“小发明”、“小制作”和“小创造”活动中制了一大批实有用新型的实验器材和生活用品。例如：

　　不怕停电提台灯

　　自动喷水的扫把

　　无尘黑板擦

　　磨擦力测力计

　　用废注射器制作的温度计

　　液体压强与深度的关系演示仪

　　…………

　　学生的各种能力得到了提高，独具个性学习方法得到一开发，具体体现在如下几个方面：

　　认识上的成果

　　传统教学中，学生普遍存在着物理知识是很深奥的理论，作为学生是不可能去发现规律的，只有踏实学习前人的经验份儿。因此填鸭式教学一直处一起主导地位。

　　利用小制作来辅助课堂教学，消除了学生对物理的神秘感，创造发明亦非不可能而是实实在在可以做到的。突出了发展式教学的策略，以学生为体，形成了主动学习，主动发展的一种新的教学模式，使用权学生学会学习，学会合作，学习创新，体验成功，突出学生在学习中的主体地位。

　　将学生认识活动的两种基本形态----“接受式”和“探究式”有机地结合起来。

　　学生学习的两种基本形态的关系，深刻影响到学生思维品质的形成。在接受式为主导的前提下容易形成禁锢的思维模式缺缺乏创造发展的机会。而“探究式”为主导的学习方法，往往又缺乏系统性和逻辑性。两者的有机结合，既能系统学习前人的经验少走弯路，又能较好地培养学生创造性发展的机会，找到一种“接受—探究---接受——探究”的学习模式。这种教学模式好比放置在山顶上的目标，尽管有的学生最后可能达不到山顶，解决不了问题，但同样能从“攀登”中体验到成功的喜悦。这种教学模式有机地将接受和探究结合在一起，使两者相辅相成，找到一种适合现代人发展的学习方法。例如。若不采用自制的“滑动磨擦力测量仪”辅助滑动磨擦的教学，学生就不可能在课外进一步探究各种鞋与各种路面的磨擦力，从而写出鞋底与路面磨擦力探究的论文。

　　学生的个性差异得到了较好的发展

　　发展性教学强调了要尊重学生的个性差异，尊重学生个性差异主要体现在两个方面：一是承认学生的个性差异，不追求平均发展，不搞“填平补齐”而是让每一个学生都有能在原有的基础上得到最优的发展，在小制的过程中虽然某些同学的成绩未必都能大小幅的提高。但创新思维能力和动手能力却肯定得到了较大幅的提高。二是要发掘学生独特的个性，要尽可能地发挥每个学生与别人不般的长处。尽力捕捉他们身上表现出来的创造性火花，鼓励他们形成自己的鲜明个性

　　在教学中，要设计出不同层次的“问题”与“目标”区别指导，分层教学，利用小制作的作品来满足不同学生的学习需要，不按统一模式“加工”学生，让不同个性的学生得到不同发展，例如有一个叫姚宗鹏的学生，它的应试成绩很差，在班上有自婢感，但动能力却很强，其它同学设计在加工时遇到了困难都来找他帮忙，在帮助别人的同时认识到自己的长处，在别人赞许的目光中增强了自信心，教师及时把这一闪光点加以引导，一跃成为班里的明星人物，不但小制作做的出色，应成绩也有了一定的提高。

　　合作学习得以实现

　　一件小制作作品，在设计思路上、器材供应上往往在多小同学和教师密切配合，才能得以制作成功，这就增加了在教学活动中群体之间的交往活动，积极建立群体合作的学习关系，这就是教师在“权威、顾问、同伴”三种角色选择中更加协调，使学生在“竞争、合作”的关系处理中，形成了师生之间、同学之间和谐关系的健康发展。这种关系是种相合作、接纳、民主、平等的关系。在教具制作中教师是以顾问、同伴这身份指导 示范，精讲。恰到好处地体现了“生生合作”“师生合作”为人际关系。这种关系实现了个性与群体的沟通。也促进了师生之间的沟通。教师在指导学生制作的同时，自己也萌发创造的热情，致力教学改革的劲头也更足了，本人与学生一起制作和改正了一大批教具。象“电功实验仪”“奥斯特实验仪”“电能的输送演示仪”“导体的电阻与温度的关系”“暗箱式光学演示箱”“磁极间相互作用演示仪”“组合式电学演示箱”制作成功，并在全市自制教具展平上获得了奖励。

　　经过上级有关教研部门的考核，评定已有下列作品或论文获得了奖励。