论文部分内容阅读
实验教学是包括物理教育在内的科学教育的主要特色,演示实验是科学教学中最常用的实验形式。演示实验教学有着悠久的历史,自科学进入学校以来,演示实验就成为科学教育不可或缺的组成部分,然而在新的学习理论不断涌现、科学教育事业不断受到人们关注的今天,演示实验教学研究却处于相对停滞的状态,并有逐渐淡出科学教育研究者视野的趋势。为了唤起理论研究者和教学实践者对演示实验的关注,为了提高演示实验的教学效果,本研究在对中外演示实验的历史和现状进行梳理的基础上,以“观察渗透理论”、“新实验主义”哲学思想、社会建构主义学习理论为指导,对学生实验观察的认知特点进行了实证研究,接着建构出具有“实验”特色的物理教学系统,最后在以上研究的基础上提出了预测.观察.论证.评价演示实验教学策略,并通过教学实验在实践层面对此策略的教学效果进行了验证。研究的具体内容如下。
学生实验观察认知特点研究。本研究把用吸管喝饮料现象、大气压压扁易拉罐实验和碰撞球实验开发为研究工具,利用该工具通过临床访谈法对初中生、非理科大学生、理科大学生三组共36名学生的实验观察情况进行了研究。研究证实学生的实验观察具有以下特点:科学理论不能从实验观察中直接得出、观察具有主观性、学生拥有实验前概念。
物理教学系统。传统物理教学系统是由教师、学生、认知客体构成的三要素说。本研究在新实验主义哲学理论的指导下,把实验从学生的认识客体中独立出来,构建出具有“实验”特色的四要素物理教学系统,并赋予物理教学系统新的涵义。
演示实验教学策略的理论和实践。该研究包括三个逐步完善的演示实验教学策略。第一,把传统的演示实验教学概括为演示-观察-解释(DOE)教学策略。第二,先把科学教育中的POE概念转变策略重构为预测-观察-解释(POE)演示实验教学策略,然后进行了三次POE、DOE对比教学实验,具体是初二浮力产生因为实验、高一平抛运动实验、大学碰撞球实验,教学实验显示POE教学效果好于DOE。第三,针对POE的不足,利用社会建构主义学习理论构建了预测-观察-论证-评价(POAA)演示实验教学策略,在大学进行了碰撞球、浮沉子的POAA、DOE交叉对比教学实验,教学实验显示POAA的教学效果好于DOE。
反思和不足。本研究证实了学生实验观察的认知特点,构建出具有“实验”特色的物理教学系统,概括、重构和建构了DOE、POE、POAA演示实验教学策略、实施了POE、POAA教学策略的教学实验,这些工作把历史学派、实践哲学学派的哲学理论和个人建构主义、社会建构主义的学习理论应用在演示实验教学中,我们希望通过这些研究让科学教育界关注演示实验教学的理论和实践,我们也希望这些研究成果会对演示实验的理论和实践具有一定的指导价值。然而,由于研究时间所限,有些问题、研究中新出现的问题并未在深层次展开,如实验课程和教学理论体系的建立、学生实验前概念的研究、新策略下演示实验教学实验的周期不够长、POAA教学策略中对论证环节的研究还不够深入等等,这些还有待在今后进一步深入研究。