第一,研究领域。国内针对物理教学,尤其是物理实验教学的研究,主要集中在实验教学的分类,功能和实验设计上,实验设计往往以"实验报告"的形式出现。本文以培养科学素养为目标,将物理实验教学作为物理教学系统的一部分对其进行教学设计的研究。第二,研究对象。目前国内针对学习环境的研究,主要是整体的校园空间和部分公共空间,对学习环境的基本单元——教室的环境作用和设计研究还比较少。本文以学习生态学和情境认知理论的视角,提出"实验室教室一体化"的设计理念,以"实验室教室综合体"为研究对象,设计更适宜物理教学的学习环境,并以此为基础,设计物理教学案例。第三,研究方法。本文主要采取文献研究法、案例分析法和教学实验法。文献分析法,本文通过梳理国内外针对学习环境和科学素养的研究文献,分析科学素养的培养与物理教学的关系,和物理教学效果与学习环境的关系。案例分析法,通过实地考察新型物理教室的设计方案,提出"实验室教室一体化"的设计理念,并分析物理教室学习环境下的教学设计案例。
2.理论探讨
2.1科学素养的研究
中学教学中的科学探究,是"学生在教师指导下,为养成科学素养以类似科学探究的方式所开展的学习活动","是学生从问题或任务出发,通过形式多样的探究活动,以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式"[48],是"从学科领域或现实社会中确定研究主题,建立一种类似于科学研究的情境,通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息捜集与处理、表达与交流等探索活动,得到知识、技能、情感以及态度的发展,尤其是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程"。2.2科学素养与物理教学的关系
在学生的探究学习过程中,教师的指导程度可不同。科学探究的每一个方面都是分层次的,比如按问题的来源,科学探究可以分为三个层次:一是学生根据教师、教材提出的问题进行探究;二是学生从已有的问题出发提出新问题;三是学生自己提出问题。层次越高,教师的指导性越低,探究的开放性越强。教学的具体目标、教学内容、学生的特点和资源的情况等因素,共同决定着科学探究学习的开放程度。总体上来说,随着学习的推进,探究学习的开放程度应逐渐提高,提高学生科学素养的水平。3.高中物理实验学习环境设计....21
3.1高中物理实验学习环境设计原则....213.2高中物理实验学习环境设计要素....22
3.3高中物理实验学习环境设计方案....29
4.高中物理实验教学设计....31
4.1高中物理实验教学设计流程....31
4.2教学设计案例....33
4.3课堂教学实践....36
4.4教学评价....40
4.5教学评价对教学实践的反馈....31
5.研究结论....47
5.1.实验室与教室一体化有利于构建物理教学生态系统.....48
5.2实验室与教室一体化有利于提高师生主体性....48
5.3实验室与教室一体化有利于培养学生的科学素养....49
5.研究结论
5.1.实验室与教室一体化有利于构建物理教学生态系统
物理理论知识的学习和物理实验知识的学习都是物理教学系统的重要组分,他们在教学系统中的地位是平等的。生态化物理教学的意义在于理论知识的学习和实验的学习不再有"人为"的等第区别,两者互相融合互相促进。而实验室与教室的一体化,为这种融合与促进提供最基本的物质基础,同时由于环境对行为的反作用,还将进一步加强实验教学与理论教学的融合程度。5.2实验室与教室一体化有利于提局师生主体性
实验室与教室的一体化,首先教师能更深刻地感受到自己是"教"的主体。教学空间的独立性,教师拥有更多的自主权,同…学科的不同老师个性和教学理念存在差异,对学生学习需要的学习环境的理解也有不同。尤其体现在教学资源的开发利用方面,教师不再需要顾及上下课器材的搬运问题,需要长时间留在黑板上的重要信息也不必担也会被下一节课的老师擦去,"去实验室上课"也不再一件需要特意腾出时间的麻烦。根据北京某中学的经验,不同的教师还会在教室内布置不同的贴画,海报等,丰富学习空间,采用不同的实验器材管理方式,教师获得了"教"的主体性。....
6.建议与展望
营造适宜学生学习的物理教学环境,物质资源是基細,既包括学习所在的场地,也包括教学时所用的各类演示和实验材料。如何让学生体会到"物理来自生活","生活中处处有物理"?需得教师作为学习的引导者,向学生实实在在地展示物理与生活的联系。比如学习"圆周运动角速度与线速度的关系",公式的推导枯燥又乏味,如果能将自行车搬进教室,探究自行车上的线速度与角速度,不仅降低学生理解的难度,增添学习的乐趣,更能将这种"探究日常生活中的物理"的态度和习惯传达给学生,教师和学生一起做生活的有心人,形成开发物理学习资源的良性循环。
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参考文献（略）
