论文题目：高中物理实验教具改进的案例研究 ——以《单摆》、《机械能守恒定律》为例
摘要：物理是一门以实验为基础的学科,物理实验能够为学生学习物理知识提供丰富的感性材料,有益于增强学生信息收集和归纳分析的能力,也有利于培养学生实事求是的态度和互助合作的精神。但是目前学校实验条件有限,一些现有实验无法引起学生的学习兴趣以及教师对实验教学的重视程度不够,导致中学物理实验教学现状并不乐观。本文尝试对《单摆》、《机械能守恒定律》两节课的实验进行改进,使实验更易实现,效果更加明显,并对它们在中学物理课堂教学中的应用进行研究,以帮助教师在物理教学中构建高效课堂。本文共分为六章。第一章是绪论。在这一部分,首先介绍了本研究的背景及意义,然后通过阅读文献分析了国内外研究现状。基于以上研究确定了本论文的研究内容,即对某节课涉及的实验进行教具的改进或自制;尝试将现代教育技术,如DISLab数字化信息系统,应用到高中物理的探究实验中,促进传统实验教学与现代新兴科技的有机融合。第二章是概念界定与理论基础。首先对文章涉及的实验分类、实验改进、自制教具、DISLab数字化信息系统、二维运动传感器等基本概念进行了界定;其次明确了实验改进过程中应遵循的科学性、趣味性、明显性、简易性等原则;最后介绍了建构主义学习理论和视听教育理论等教育学和心理学理论,为后续研究提供理论上的支持。第三章是对高中物理教学中的实验改进现状进行调查。首先通过对高中物理教材（人教版,2019版）力学部分实验进行梳理,以及对近十年的高考题（以山东卷和全国卷为例）进行研究,发现机械能守恒定律和以单摆相关知识为基础的机械振动是高频考点,同时还发现高考题目具有以现代信息技术为背景进行命题的趋势。通过问卷调查法,对高中生关于物理实验改进的态度进行了调查,发现高中生喜欢物理实验,但由于条件的限制使他们没有过多的机会接触物理实验及其改进。通过对济南市某高中和烟台市某高中各四位物理教师进行访谈,发现目前一线教师由于时间、精力等问题对实验改进的关注较少,但是他们对实验改进普遍持积极态度,并为实验改进提出了建议。他们认为将现代信息技术引入物理实验教学是未来发展的趋势。最后,对教材与试题分析结果、问卷调查与访谈结果进行了总结,为本文的实验改进指明道路。第四章和第五章以《单摆》和《机械能守恒定律》两节课为例进行实验改进案例研究。案例研究中,首先指出教材中的实验存在的问题,对于引入演示实验和拓展演示实验,进行了改进和教具自制,对于探究实验则引入现代教育技术—DISLab数字化信息系统;然后详细介绍了它们的制作过程、使用过程、现象和原理,并分析了它们的优势和创新点。改进和自制的演示实验教具和拓展实验效果明显、操作简单、一仪多用,提供了仪器自制的简易方法。利用DISLab数字化信息系统中二维运动传感器进行探究实验,则具有实验时间缩短、实验过程可视化、实验内容扩展和实验结果更加准确的优点,同时学生能体验到新技术在实际中的应用。最后,利用改进后的实验教具改进了相应的教学设计,并与常规的物理课堂教学进行了对比分析,展现了实验改进对课堂教学效果的提升。第六章是对整个研究的总结与展望。梳理了本研究进行的所有工作,分析了其中存在的不足以及未来有待进行的工作,展望了物理实验改进的前景与发展方向。本文针对单摆与机械能守恒定律两个知识点进行的实验改进,有利于加强学生对知识的理解,期望这些工作能为广大一线物理教师提供参考。
关键词：实验改进;自制教具;高中物理;课堂教学
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
第二章 概念界定与理论基础
2.1 概念界定
2.2 实验改进原则
2.3 理论基础
第三章 高中物理教学中的实验改进现状调查
3.1 高中物理教材及高考试题分析
3.2 学生对物理实验改进态度调查问卷
3.3 高中物理实验改进现状教师访谈
3.4 结论
第四章 实验改进案例研究一——《单摆》
4.1 引入演示实验改进
4.2 探究实验改进
4.3 拓展演示实验改进
4.4 《单摆》教学设计
4.5 教学设计对比分析
第五章 实验改进案例研究二 ——《机械能守恒定律》
5.1 引入演示实验改进
5.2 探究实验改进
5.3 拓展演示实验改进
5.4 《机械能守恒定律》教学设计
5.5 教学设计对比分析
第六章 总结与展望
参考文献
附录一 “高中生物理实验改进态度”调查问卷
附录二 “高中物理实验改进现状”教师访谈提纲
致谢