科学之旅 教学设计
教学目标
一、知识目标
1.让学生认识物理是有趣的、有用的.对物理研究什么及物理的一些重要应用有初步印象,激发学生的学习兴趣.
2.初步了解学好物理应注意的事情.
二、能力目标
1.通过观察和实验,学习初步的探究问题的方法.
2.通过本节课的学习,培养初步的观察能力、分析能力.
三、德育目标
1.激发学生对物理的学习兴趣,培养学生热爱科学的精神,发现科学实验带来的乐趣.
2.在共同完成的观察及实验中,学会和同伴的协作和配合.
教学重点
通过观察、讨论、实验,激发学生学习物理的兴趣和愿望.
教学难点
能从看到的现象中提出问题.
教学方法
讨论法、实验法、观察法.
教学用具
1.带夹铁架、烧瓶、酒精灯、烧杯、水.
2.录音机、扬声器、纸盒、小纸人.3.放大镜、光滑长杆、漏斗、乒乓球.
4.鸡蛋、气球、小杯等.
课时安排
1课时
教学过程
一、教师自我介绍二、引入[师]从今天开始我们学习一门新课——物理.希望同学们喜欢物理,学好物理.请同学们观看漂亮的章首图,然后听一位同学带感情地朗读配文.有条件的可以配以影像.三、进行新课[师]科学之旅的第一站,先请同学们观看几个有趣的实验.[演示]图O.1~1教师边演示,边引导学生观察.(1)烧瓶在火焰上加热一段时间会看到:
[生]水沸腾.
(2)烧瓶从火焰上移开.
[生]水停止沸腾.
(3)迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水.
[生]停止沸腾的水会再次沸腾.
问题:
[生]1.为什么冷水能使水再次沸腾?
2.热水能使停止沸腾的水再次沸腾吗?
3.冰、雪能否使停止沸腾的水再次沸腾?
4.为什么加热水的过程中会有许多泡?这些泡从哪来的?
[师]同学们提出的这些问题非常好,说明大家不仅对实验进行了仔细的观察,而且进行了认真的思考,本着这样的态度,同学们一定能够学会、学好我们这门课.大家提出的问题,在以后的学习中将会通过你们自己的努力找到它的答案.
[演示]图O.1—2.
用硬纸板做成一个纸盒,盒上面做成一个“舞台”,纸盒内一个扬声器连在录音机上,扬声器紧贴纸盒内的上表面.
用纸片做小人的身体,可用轻质小球(或乒乓球,小蛋壳)做成小人头,并做上五官头饰增强观赏性,截下一截毛刷上的毛粘在小人的下面做成小人的脚,脚的长短及小人重量要轻,事先试验、调整.
(1)请演员“上舞台”,一位同学打开录音机:
“舞台”上的小人随着音乐“起舞”.
(2)关掉录音机音乐:
舞蹈自动停止.
也可提前安排同学们照书中大致的样子,自己做一个小人,看自己带来的小人在舞台上会不会起舞.增强学生参与的积极性,提高大家的兴趣.
问题:
[生]1.小人为什么会跳舞?
2.为什么音乐停,舞停,它们之间有联系吗?
[师]通过下一节课的探究活动,同学们就会明白其中的道理.
下面请同学们自己做几个有趣的小实验.
[想想做做]
1.用放大镜看自己的手指纹:是放大的;再用放大镜看窗外的物体:是缩小的.
[生].‘放大镜”为什么会使物体缩小了呢?
用放大镜看指纹,是放大的;看窗外的物体是缩小的.前者大家熟悉,后者并不熟悉,他们往往认为放大镜看东西总是放大的.这样可以引起冲突,激发学生的兴趣.教师可以进一步安排学生回去用祖母的老花镜观看远、近处的物体,再用自己的近视镜观看物体,通过自己的探究,能否发现它们的区别,为以后更有兴趣地学习埋下伏笔.
2.请同学们拿出自己最长的笔.
教师可用事先准备的光滑长杆引导同学们一起完成.
如图.
像图a那样将笔放在分开的两手的食指上,相向移动两食指,直到合并在一起为止.非常
奇怪,两个手指碰在一起的时候,木棒还保持着平衡,没有掉下来.
可以将这个实验重复做几次,并且变换手指一开始放的位置,结果总是一样的.如果不用棒或笔,而是用画图的尺子、手杖等,都能得到同样的结果.
3.请站起来!
请同学们端正地坐在自己的椅子上,上身挺直,不准将脚伸到椅子底下去.
现在,不准把上身向前倾,也不许改变两脚的位置,请同学们试试看站起身来.
无论花多大的力气,只要不把上身前倾或者把脚移动到椅子底下,你一定站不起来.
4.乒乓球会落下吗?
倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球.然后从漏斗口用力向下吹气,并将手指移开,乒乓球会下落吗?
注意:开始时不要把球和漏斗贴的太紧,允许一些空气从球和漏斗的缝隙中流出.
如条件不允许,可以用如下的替代实验,如图:
尺寸大小相同的书分别置于桌子的两侧,中间距离约15 cm.将一张纸放在两本书的中间,吸管末端置于纸边缘的下方,用力地对吸管吹气.
吹气前可以先猜测结果,实验结束后,结果和同学们的猜想是否一致.提醒同学们不仅要善于思考,还要勤于动手.
[师]以上的这些实验有趣吗?
[板书]物理学研究的就是这些声、光、热、电、力等形形色色(有趣)的现象.
[师]这些现象不仅有趣,而且都包含一定的科学道理,以后的学习中我们会逐渐弄清楚其中的奥秘.
物理学不仅有趣,而且非常有用.
[看录像]物理学在生产、生活中的应用.
看完后同学们发表感想.
[生甲]正是有了电的发明,才使我们的周围充满了光明,才使我们的生活变得如此丰富……
[生乙]正是有了声、光的发现,才使我们的眼中看到了色彩斑斓,五彩缤纷……
[生丙]有了物理知识的大量应用,才能使生产飞快发展,生活质量迅速提高……
[师]物理的世界是如此的有趣,物理的用途是如此的广阔,同学们一定都想学好物理.
[板书]怎样学习物理.
(1)勤于观察、勤于动手
“观察”不同于我们平时的“看见”,观察是有目的的.
问题:
1.十字路口的红绿灯是竖排的,还是横排的?哪个颜色的灯在上面(左面),哪个颜色的灯在下面(或右面)?
2.自行车从平路驶向坡路,上坡时想要省力,后轴的齿轮应该换用较大的还是较小的?为什么?
3.夏天,从冰箱拿出冰棒会看到什么现象?
[生]冒自气.
[师]冰棒冒出的白气是向上还是向下?为什么?
[师]生活中的许多事情,不是大家没有“看见”,而是多数人都是“视而不见”,没有有意识地去观察.如果有目的地去观察,相信同学们一定能得到这些问题的正确答案.
物理学是一门以观察实验为基础的科学,人们的许多知识是通过观察和实验经认真的思索总结得出的,因此同学们要做生活的有心人,注意观察身边的科学现象,同时还要多动手多实践.
[学生实验] 要求做的过程中仔细观察,并能叙述实验及现象.
1.鸡蛋的沉浮
新鲜鸡蛋在水中会下沉,陆续向水中加盐,并轻轻搅拌,会看到什么现象?继续加盐,鸡蛋;在水中会有什么变化?为什么?
[生]逐渐加盐,鸡蛋会悬浮在盐水中.
2.气球吸杯子
气球吹起来,用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,气球能把杯子吸住,为什么?
3.镜子的作用
将小镜子靠在书本上,把纸压在镜子边框下,要能从镜中看到你在纸上所写的字,你在纸;上写自己的名字时,只注视着镜子,使镜子中出现正确的字,检查你在纸上所写的字.
[生]纸上的字是颠倒的.
[师]为什么?同学们在实验的时候,不仅要善于观察,勤于动手,而且要开动脑筋、多问自己为什么,用疑问的眼光看待发生的现象,只有在发现问题、提出问题、进而解决这些问题的过、程中才能不断提高,因此要学好物理还要:
[板书](2)勤于思考、重在理解
[师]通过前面的学习,大家已经了解,物理知识是从实际中来的,还要应用到实际中去.所以,物理课的学习中还不能忘记:
[板书](3)联系实际,联系社会
如果没有物理学和其他现代科技的成就,就没有我们今天方便、快捷的生活.(但事物总是一分为二的,科技也是一把双刃剑)人们在享受着高科技给人类带来的文明成果的同时.由于不恰当地使用科技成果,也给人类自身带来了许多的问题,甚至产生了严重的后果.
同学们可以就这个问题小范围内讨论,发表你了解的情况、并能给出建议.
[生甲]自然灾害增多.
[生乙]全球气候变暖.
[生丙]环境污染.
[生丁]流行疾病……
建议:
[生甲]植树造林,减少水土流失.
[生乙]不要使用一次性塑料袋,减少白色污染.
[生丙]不给汽车“喝”汽油,用天然气、太阳能或“喝”酒精……
[师]同学们讲得都非常好,希望大家以后继续关心这样的问题.相信有了广大同学们的参与,环境会越来越好,生活也一定会越来越好.
四、小结
物理学是有趣的,有用的.学习物理要用自己的眼睛仔细观察周围的生活,从中发现问题、提出假设、大胆猜想、善于动手、勇于实践,才能最终发现事物的发展规律,才能在“真理的大海”中勇往直前.
五、作业
查找资料:了解科学家牛顿的生平、成就及发现万有引力定律的过程.
六、板书设计
物理学的研究范围:声、光、热、电、力
怎样学好物理(1)勤于观察,勤于动手(2)勤于思考、重在理解(3)联系实际,联系社会
2007年10月23日星期二
2007年10月22日星期一
探究性教育理念下的中学物理教学
探究性教育理念下的中学物理教学
一.物理教学需要什么样的教育理念?
1.教育理念——指导教育行为的思想观念和精神追求。
教育理念决定教育行为,决定教育模式,决定教育策略,更决定我们的教育观、学生观和质量观。当教师形成了相对稳定的教育理念后,他也就形成了对教育意义的理解,形成了对教师和学生之间关系的理解。
物理教育属于科学教育,科学的本质是求真、探究和创新。所以物理教育应该以探究性教育理念为指导。
高中新课程积极倡导探究性教育,“要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题以及交流与合作的能力。”
2.探究教学—— “是指学生用以获助知识,领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。” 美国《国家科学教育标准》
(1)探究教学可分为狭义的探究性课堂教学模式与广义的探究性教育理念指导的课堂教学行为两类。在初中物理新课标中对狭义的探究教学模式规定了“六步程序”:提出科学问题、进行猜想与假设、制订计划与设计实验、获取事实与证据、检验与评价、表达与交流。从现行的中学教学内容看,狭义的探究性课堂教学不是目前高中物理课堂教学的主要模式。
(2)探究教学的理论基础——建构主义的学习与教学理论
探究性教学的理论基础主要来自布鲁纳的建构主义学习理论——学习是一种积极的过程,学习者在该过程中依靠现在和过去的知识建构新的思想和概念。教师应该努力鼓励学生自己去探究原理,教师和学生应该进行积极对话。
建构主义理论认为:知识是不能传递的,而是学生主动地建构获得的。学习是知识的建构过程,而不是对知识的记载与吸收。对于知识的形成,美国教育专家威金斯博士有明确的表述:所谓正式的知识都是思维加工的结果,是通过严谨的,持续的,但却又是个别化的工作才能够转化为知识的。
建构主义理论指导下的课堂教学通常具备这样的基本特征。
凸现学生中心,强化教学过程,注重师生对话,营造民主氛围。
二.为什么需要建立探究性的教育理念?
1.有利于唤起学生的兴趣与好奇心。
李远哲说过:科学家就是充满好奇心的长不大的儿童。这至少说明两点,一是说儿童的天性是好奇,二是说好奇在科学发现中起着不可或缺的作用。
丁肇中也说过:对于科学研究“最重要的是要有好奇心,对自己做的事情要感兴趣,要为之而勤奋与不懈地工作。”同样的道理,中学生学习物理学的原动力主要应该来自于对物理学的兴趣与好奇心。如果学生仅仅是依靠功利目标(如为了上一所好大学,为了将来谋一份工作等)指向而学习是远远不够的。因为只有功利目标指向的学习很少会有学习的乐趣,更多的是感到枯燥。试想,如果我们让学生学习物理的过程成为他们兴趣释放的过程,成为他们好奇心不断得到满足的过程,那么,他们学习物理学的过程也就成为了他们生活的组成部分,这样的学习必定是积极的与主动的。
传统的教学任务是传道、授业与解惑。在今天,传道、授业与解惑仍然是需要的,但又是不全面的,笔者认为至少还应该有激趣、启奇和求疑。探究性教育理念指导下的物理教学过程才可能是激趣、启奇和求疑的过程。
要在物理教学中唤起学生对物理学的兴趣与好奇心,必须对传统的教学内容及教学方式进行调整。必须关注实际,关注生活、生产与现代科技的发展,还物理学科的本来面目,多一点学生生活中的模型,多一点学生身边的事物,因为学生越是熟悉的事物,越容易产生亲切感,越容易产生兴趣与好奇心,越容易萌生学习的欲望。
(2)有利于学生主动建构并理解科学知识。
按照建构主义教学理论,学生的知识是在教师的有效指导下,由学生通过一系列复杂的心理活动主动建构的。诚然,传统的教学方法也能够使学生建立完整的知识结构,但是,这种知识结构大多是靠教师“灌”、学生“背”形成的,这种机械式的接受式学习建立的知识结构往往是暂时的、脆弱的,也是不深刻的,而通过学生主动建构产生的知识结构才是牢固的、持久的与内化的。
怎样才能让学生主动地建构起科学的完整的物理学知识体系呢?探究性的教学思想为学生主动建构知识提供了较好的平台。在探究性教学思想的指导下,教师通过创设挑战性的问题、提供必要的背景、演示生动的实验、设置简化的模型等情境,让学生在自由、宽松的氛围中走进物理世界,在愉悦的环境下通过独立思考或合作学习等方式建构物理学知识,在熟悉的生活背景与社会背景下运用物理知识。这样的学习方式无疑是有意义的和有效的学习。譬如在学习“白光是复色光”这一知识点时,教师可以向学生提出这样的探究问题——白光通过棱镜后形成的光谱是棱镜本身产生的?还是白光本身就是由七种单色光组成的?棱镜的作用到底是什么?学生在探究问题的过程中不仅会理解复色光的概念,同时,探究的过程与结果必定会使他们感到愉悦,因为他们的探究过程与300多年前牛顿进行的科学探究在本质上是一致的。
(3)有利于学生掌握科学方法及建构物理知识的基本能力。
能够再生知识的知识就是力量。因为知识是人们分析实际问题解决实际问题的基本工具。但单纯地强调知识的学习是远远不够的,学习的目标应该是多元的(或多维的),比接受知识更重要的目标应该是,知识是从哪里来的?知识是怎样来的?知识的作用是什么?知识是怎样联系的?知识是怎样发展的?等等。
科学方法的载体是知识。学生的物理思想方法应该在学生建构物理知识,分析与解决实际物理问题的过程中培养;而物理学科能力应该是学生在掌握物理学科方法基础上的内化,方法则是能力的外显。方法获取与能力提高的主要渠道是科学的训练与心理的感悟,而感悟应该贯穿于探究的过程和探究后的反思。
与学习其他学科一样,学习物理学需要有必要的训练支撑,因为物理解题的过程是使学生掌握科学方法的重要途径,然而,物理解题绝不是掌握物理思想方法的唯一途径。培养学生物理思想方法的主渠道是物理教学的过程,我们应该将科学方法的教育与能力的内化渗透于物理学教学的全过程之中,特别需要通过体现探究性理念的教学过程加以贯彻。譬如说“瞬时速度”概念的建构过程就应该渗透微分的思想和隔离的思想;而“平均速度”的建构过程则需要渗透隔离与等效的思想等等。
(4)有利于培养学生的非智力品质,实现智力与非智力的协调发展。
非智力品质是什么?一般认为非智力品质包含:意志、毅力、信心、态度、情感等。当今,相当一部分中学生的非智力品质不够健全,原因固然很多,其中非常重要的一个原因是,传统的教学模式过于重视接受式学习,甚至太多地采用了“灌”、“填”的教学方式。在物理教学中,丰富多彩的物理学往往被简化为枯燥的概念和条文式的定理,物理教学则被异化为高度抽象的物理解题,长期以往必然会严重地压抑学生对物理学的兴趣和热情。
意志、毅力等与人先天的因素有关,但后天的环境影响也是非常重要的。探究性的教学理念强调学生学习主动性与自觉性的培养与激发,突出了老师指导下的学生主观能动性的激发。当学生内在的学习积极性提高后,学生在学习过程中遇到的挫折与困难有时反而可能会激发起他战胜困难的信心和求知的勇气。
(5)有利于使学生理解科学的本质,培养学生的科学精神。
科学教育的任务是什么?是要使学生理解科学的本质,并培养学生的科学素养和人文素养,这是科学教育的最高境界。
科学的本质是什么?科学的本质在于求真、探究与创新。科学发展的进程就是人们对客观世界进行不懈地探究创新的过程。物理学的历史同样反映了无数物理学家对物理学的探究与创新。今天的中学生就是未来科学的探究者,让他们在学习物理学的过程中理解科学的本质,对于他们立志献身科学事业无疑是必要的。
科学素养是什么?科学素养包括科学知识、科学思维、科学方法、科学态度和科学精神。
科学知识是经验的积累,是对事实、规则的认识等。
科学知识的产生依赖于科学思维,科学知识的发展促进科学思维。科学思维则是逻辑的。逻辑思维的严密性保证了思维前后的连贯性、一致性。如动量定理是以牛顿定律为前提的,只要这个前提正确,那么通过逻辑推理得到的动量定理也就正确。
科学方法是研究自身的正确方法。科学方法是实证的,即一定的科学知识是可以通过实验方法进行验证和重复的。爱因斯坦在1953年所写的一封信中指出:西方现代科学的发展是以两项伟大成就作为基础的,一是形式逻辑,二是系统实验。中学阶段所讲的物理方法,如隔离法、等效法、微元法、代替法、整体法、虚拟法、外推法、转化法、模型法等都是应用范围较窄的科学方法,但这些方法对学生思维品质的优化是非常重要的。
科学态度就是求真的态度,实事求是的态度。
科学精神就是敢于追求真理,对科学事业的执著和顽强,尊重客观世界,具有怀疑的态度、批判性的思维和创造性的精神。物理学家费尔曼指出,在科学中,怀疑是举足轻重的。
科学教育中还含有人文素养的培养。物理教师不能将物理教学只理解成若干物理知识点的教学,更不能理解成是物理习题的教学,而是要将物理科学上升到文化的高度去认识,物理科学本身是一种文化,物理科学发展的历程更是一部充满神奇的文化发展史。教育培养的人既要有知识,更要有文化。如果我们认识到这一点,我们就会克服物理教学过于重视知识性、逻辑性和系统性,而忽视或缺少对物理科学自身文化内涵教育的不良现象。物理教师应该从文化的高度去理解与实践探究性物理教学,使学生在学习物理知识的过程中陶冶情操,增强他们的社会责任感。譬如在学习“天然放射现象”这一内容时,教师可以向学生适时介绍居里夫人寻找镭元素的艰辛历程,使学生既了解居里夫妇探究的科学方法,也了解居里夫妇对科学追求的执著精神。“镭只是一种元素,它属于世界所有;科学应当为大众服务,它应当属于全人类。”她说过的这句话一定会给学生留下深刻的印象。
一.物理教学需要什么样的教育理念?
1.教育理念——指导教育行为的思想观念和精神追求。
教育理念决定教育行为,决定教育模式,决定教育策略,更决定我们的教育观、学生观和质量观。当教师形成了相对稳定的教育理念后,他也就形成了对教育意义的理解,形成了对教师和学生之间关系的理解。
物理教育属于科学教育,科学的本质是求真、探究和创新。所以物理教育应该以探究性教育理念为指导。
高中新课程积极倡导探究性教育,“要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题以及交流与合作的能力。”
2.探究教学—— “是指学生用以获助知识,领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。” 美国《国家科学教育标准》
(1)探究教学可分为狭义的探究性课堂教学模式与广义的探究性教育理念指导的课堂教学行为两类。在初中物理新课标中对狭义的探究教学模式规定了“六步程序”:提出科学问题、进行猜想与假设、制订计划与设计实验、获取事实与证据、检验与评价、表达与交流。从现行的中学教学内容看,狭义的探究性课堂教学不是目前高中物理课堂教学的主要模式。
(2)探究教学的理论基础——建构主义的学习与教学理论
探究性教学的理论基础主要来自布鲁纳的建构主义学习理论——学习是一种积极的过程,学习者在该过程中依靠现在和过去的知识建构新的思想和概念。教师应该努力鼓励学生自己去探究原理,教师和学生应该进行积极对话。
建构主义理论认为:知识是不能传递的,而是学生主动地建构获得的。学习是知识的建构过程,而不是对知识的记载与吸收。对于知识的形成,美国教育专家威金斯博士有明确的表述:所谓正式的知识都是思维加工的结果,是通过严谨的,持续的,但却又是个别化的工作才能够转化为知识的。
建构主义理论指导下的课堂教学通常具备这样的基本特征。
凸现学生中心,强化教学过程,注重师生对话,营造民主氛围。
二.为什么需要建立探究性的教育理念?
1.有利于唤起学生的兴趣与好奇心。
李远哲说过:科学家就是充满好奇心的长不大的儿童。这至少说明两点,一是说儿童的天性是好奇,二是说好奇在科学发现中起着不可或缺的作用。
丁肇中也说过:对于科学研究“最重要的是要有好奇心,对自己做的事情要感兴趣,要为之而勤奋与不懈地工作。”同样的道理,中学生学习物理学的原动力主要应该来自于对物理学的兴趣与好奇心。如果学生仅仅是依靠功利目标(如为了上一所好大学,为了将来谋一份工作等)指向而学习是远远不够的。因为只有功利目标指向的学习很少会有学习的乐趣,更多的是感到枯燥。试想,如果我们让学生学习物理的过程成为他们兴趣释放的过程,成为他们好奇心不断得到满足的过程,那么,他们学习物理学的过程也就成为了他们生活的组成部分,这样的学习必定是积极的与主动的。
传统的教学任务是传道、授业与解惑。在今天,传道、授业与解惑仍然是需要的,但又是不全面的,笔者认为至少还应该有激趣、启奇和求疑。探究性教育理念指导下的物理教学过程才可能是激趣、启奇和求疑的过程。
要在物理教学中唤起学生对物理学的兴趣与好奇心,必须对传统的教学内容及教学方式进行调整。必须关注实际,关注生活、生产与现代科技的发展,还物理学科的本来面目,多一点学生生活中的模型,多一点学生身边的事物,因为学生越是熟悉的事物,越容易产生亲切感,越容易产生兴趣与好奇心,越容易萌生学习的欲望。
(2)有利于学生主动建构并理解科学知识。
按照建构主义教学理论,学生的知识是在教师的有效指导下,由学生通过一系列复杂的心理活动主动建构的。诚然,传统的教学方法也能够使学生建立完整的知识结构,但是,这种知识结构大多是靠教师“灌”、学生“背”形成的,这种机械式的接受式学习建立的知识结构往往是暂时的、脆弱的,也是不深刻的,而通过学生主动建构产生的知识结构才是牢固的、持久的与内化的。
怎样才能让学生主动地建构起科学的完整的物理学知识体系呢?探究性的教学思想为学生主动建构知识提供了较好的平台。在探究性教学思想的指导下,教师通过创设挑战性的问题、提供必要的背景、演示生动的实验、设置简化的模型等情境,让学生在自由、宽松的氛围中走进物理世界,在愉悦的环境下通过独立思考或合作学习等方式建构物理学知识,在熟悉的生活背景与社会背景下运用物理知识。这样的学习方式无疑是有意义的和有效的学习。譬如在学习“白光是复色光”这一知识点时,教师可以向学生提出这样的探究问题——白光通过棱镜后形成的光谱是棱镜本身产生的?还是白光本身就是由七种单色光组成的?棱镜的作用到底是什么?学生在探究问题的过程中不仅会理解复色光的概念,同时,探究的过程与结果必定会使他们感到愉悦,因为他们的探究过程与300多年前牛顿进行的科学探究在本质上是一致的。
(3)有利于学生掌握科学方法及建构物理知识的基本能力。
能够再生知识的知识就是力量。因为知识是人们分析实际问题解决实际问题的基本工具。但单纯地强调知识的学习是远远不够的,学习的目标应该是多元的(或多维的),比接受知识更重要的目标应该是,知识是从哪里来的?知识是怎样来的?知识的作用是什么?知识是怎样联系的?知识是怎样发展的?等等。
科学方法的载体是知识。学生的物理思想方法应该在学生建构物理知识,分析与解决实际物理问题的过程中培养;而物理学科能力应该是学生在掌握物理学科方法基础上的内化,方法则是能力的外显。方法获取与能力提高的主要渠道是科学的训练与心理的感悟,而感悟应该贯穿于探究的过程和探究后的反思。
与学习其他学科一样,学习物理学需要有必要的训练支撑,因为物理解题的过程是使学生掌握科学方法的重要途径,然而,物理解题绝不是掌握物理思想方法的唯一途径。培养学生物理思想方法的主渠道是物理教学的过程,我们应该将科学方法的教育与能力的内化渗透于物理学教学的全过程之中,特别需要通过体现探究性理念的教学过程加以贯彻。譬如说“瞬时速度”概念的建构过程就应该渗透微分的思想和隔离的思想;而“平均速度”的建构过程则需要渗透隔离与等效的思想等等。
(4)有利于培养学生的非智力品质,实现智力与非智力的协调发展。
非智力品质是什么?一般认为非智力品质包含:意志、毅力、信心、态度、情感等。当今,相当一部分中学生的非智力品质不够健全,原因固然很多,其中非常重要的一个原因是,传统的教学模式过于重视接受式学习,甚至太多地采用了“灌”、“填”的教学方式。在物理教学中,丰富多彩的物理学往往被简化为枯燥的概念和条文式的定理,物理教学则被异化为高度抽象的物理解题,长期以往必然会严重地压抑学生对物理学的兴趣和热情。
意志、毅力等与人先天的因素有关,但后天的环境影响也是非常重要的。探究性的教学理念强调学生学习主动性与自觉性的培养与激发,突出了老师指导下的学生主观能动性的激发。当学生内在的学习积极性提高后,学生在学习过程中遇到的挫折与困难有时反而可能会激发起他战胜困难的信心和求知的勇气。
(5)有利于使学生理解科学的本质,培养学生的科学精神。
科学教育的任务是什么?是要使学生理解科学的本质,并培养学生的科学素养和人文素养,这是科学教育的最高境界。
科学的本质是什么?科学的本质在于求真、探究与创新。科学发展的进程就是人们对客观世界进行不懈地探究创新的过程。物理学的历史同样反映了无数物理学家对物理学的探究与创新。今天的中学生就是未来科学的探究者,让他们在学习物理学的过程中理解科学的本质,对于他们立志献身科学事业无疑是必要的。
科学素养是什么?科学素养包括科学知识、科学思维、科学方法、科学态度和科学精神。
科学知识是经验的积累,是对事实、规则的认识等。
科学知识的产生依赖于科学思维,科学知识的发展促进科学思维。科学思维则是逻辑的。逻辑思维的严密性保证了思维前后的连贯性、一致性。如动量定理是以牛顿定律为前提的,只要这个前提正确,那么通过逻辑推理得到的动量定理也就正确。
科学方法是研究自身的正确方法。科学方法是实证的,即一定的科学知识是可以通过实验方法进行验证和重复的。爱因斯坦在1953年所写的一封信中指出:西方现代科学的发展是以两项伟大成就作为基础的,一是形式逻辑,二是系统实验。中学阶段所讲的物理方法,如隔离法、等效法、微元法、代替法、整体法、虚拟法、外推法、转化法、模型法等都是应用范围较窄的科学方法,但这些方法对学生思维品质的优化是非常重要的。
科学态度就是求真的态度,实事求是的态度。
科学精神就是敢于追求真理,对科学事业的执著和顽强,尊重客观世界,具有怀疑的态度、批判性的思维和创造性的精神。物理学家费尔曼指出,在科学中,怀疑是举足轻重的。
科学教育中还含有人文素养的培养。物理教师不能将物理教学只理解成若干物理知识点的教学,更不能理解成是物理习题的教学,而是要将物理科学上升到文化的高度去认识,物理科学本身是一种文化,物理科学发展的历程更是一部充满神奇的文化发展史。教育培养的人既要有知识,更要有文化。如果我们认识到这一点,我们就会克服物理教学过于重视知识性、逻辑性和系统性,而忽视或缺少对物理科学自身文化内涵教育的不良现象。物理教师应该从文化的高度去理解与实践探究性物理教学,使学生在学习物理知识的过程中陶冶情操,增强他们的社会责任感。譬如在学习“天然放射现象”这一内容时,教师可以向学生适时介绍居里夫人寻找镭元素的艰辛历程,使学生既了解居里夫妇探究的科学方法,也了解居里夫妇对科学追求的执著精神。“镭只是一种元素,它属于世界所有;科学应当为大众服务,它应当属于全人类。”她说过的这句话一定会给学生留下深刻的印象。
理、化、生教研组工作计划
(2007年9月~2008年1月)
一、指导思想
本学期初中理科的教研工作,将以进一步推进新课程改革和提高初中理、化、生课堂教学质量为中心,以校本教研为重点,针对汇丰的实际情况,积极探索教研工作的新思路、新方法。
二、主要任务及措施
(一)进一步推进新课程改革
从2002年使用新课标教材,到目前已经完成两个周期的课改实验工作。但是一线教师穿新鞋走老路的情况依然存在,不利于新课程改革的深化。因此,本期必须进一步强调用新课程理念指导初中理、化、生教学,并采取多种方式帮助一线教师解决新课程理念与课堂教学结合不够紧密的问题,全面促进教师素质的提高,构建汇丰式的洋思教学模式。
(二)进一步提高初中理、化、生课堂教学质量
质量是教育教学永恒的主题。在推动课堂教学改革的同时,还要狠抓教学常规的落实,使新课程改革和终结性考试有机结合,促进教学质量的进一步提高,交一份满意的答卷。为此,在本学期准备安排一次专题教研活动,针对性研究近年中考命题改革的思路和特点。
(三)积极探索校本教研的新方法
校本教研是适应这种形势的最佳方式。如何行之有效的开展校本教研工作,是摆在学校教师面前的极富挑战性的新课题。本期拟定开展几次有关校本教研经验交流活动,以便高效的开展校本教研工作。
(四)加强教学常规工作,向教学要效率
加强教研组协作作用,定期、定点、定时进行教研组的集体备课活动。注重将集体智慧落实在课堂教学中,课后及时反馈,调整教学策略,尤其侧重毕业班的工作。
(五)以教研和课题研究带动对青年教师的培养工作
以科研为载体,以教研活动为舞台,在实践、总结、反思中多给青年教师机会,在锻炼中尽快成熟。
附:教研活动安排
九月:
1、新课程标准研讨与本阶段教学计划安排
2、集体备课
十月:
1、月考质量分析
2、配合教科室总的安排,开展公开课活动
3、公开课评课活动
十一月:
1、新课程中考研讨会
2、期中考试情况交流
3、校本教研交流
十二月
二〇〇八年一月:
1、中考命题改革的思路和特点研讨
2、期末考试命题与复习安排。
二〇〇七年九月
一、指导思想
本学期初中理科的教研工作,将以进一步推进新课程改革和提高初中理、化、生课堂教学质量为中心,以校本教研为重点,针对汇丰的实际情况,积极探索教研工作的新思路、新方法。
二、主要任务及措施
(一)进一步推进新课程改革
从2002年使用新课标教材,到目前已经完成两个周期的课改实验工作。但是一线教师穿新鞋走老路的情况依然存在,不利于新课程改革的深化。因此,本期必须进一步强调用新课程理念指导初中理、化、生教学,并采取多种方式帮助一线教师解决新课程理念与课堂教学结合不够紧密的问题,全面促进教师素质的提高,构建汇丰式的洋思教学模式。
(二)进一步提高初中理、化、生课堂教学质量
质量是教育教学永恒的主题。在推动课堂教学改革的同时,还要狠抓教学常规的落实,使新课程改革和终结性考试有机结合,促进教学质量的进一步提高,交一份满意的答卷。为此,在本学期准备安排一次专题教研活动,针对性研究近年中考命题改革的思路和特点。
(三)积极探索校本教研的新方法
校本教研是适应这种形势的最佳方式。如何行之有效的开展校本教研工作,是摆在学校教师面前的极富挑战性的新课题。本期拟定开展几次有关校本教研经验交流活动,以便高效的开展校本教研工作。
(四)加强教学常规工作,向教学要效率
加强教研组协作作用,定期、定点、定时进行教研组的集体备课活动。注重将集体智慧落实在课堂教学中,课后及时反馈,调整教学策略,尤其侧重毕业班的工作。
(五)以教研和课题研究带动对青年教师的培养工作
以科研为载体,以教研活动为舞台,在实践、总结、反思中多给青年教师机会,在锻炼中尽快成熟。
附:教研活动安排
九月:
1、新课程标准研讨与本阶段教学计划安排
2、集体备课
十月:
1、月考质量分析
2、配合教科室总的安排,开展公开课活动
3、公开课评课活动
十一月:
1、新课程中考研讨会
2、期中考试情况交流
3、校本教研交流
十二月
二〇〇八年一月:
1、中考命题改革的思路和特点研讨
2、期末考试命题与复习安排。
二〇〇七年九月
第一编 物理课程标准研制的背景与思路
第一编 物理课程标准研制的背景与思路
根据《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》和教育部《基础教育课程改革纲要(试行)》精神,教育部制定了《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)。
本编将介绍制定《标准》的背景及主要思路。
第一章 物理课程标准研制背景
第一节 基础物理教育改革的国际趋势
“决定人类命运的最重要的因素是人的素质,不仅是精英人物的素质,而且是几十亿普通地球居民的平均素质” 。随着新世纪的到来,人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐,人类的生存环境与生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其恰当的应用,无论社会还是个人的发展,都与全民及个人的科学素质密切相关。提高国民素质,尤其是国民的科学素质已成为世界各国的重要战略,而提升全民科学素养的重任则历史地落到了科学教育的肩上。
传统的科学教育以传授自然科学知识为主,即向学生讲授自然科学的一般规律,把大量知识灌输给学生。而现代科学教育观则认为,科学教育除了科学知识的传授和技能的训练外,还应重视对学生探索兴趣及能力、良好思维习惯与创新意识等的培养,使其树立正确的科学观,即从强调科学知识内容获取向理解科学过程转变,从强调单纯积累知识向探求知识转变的科学观。
从科学教育的国际改革趋势看,世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标,即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会、科技、经济发展所必备的素质;变革对人才的培养模式,改进学生的学习方式,以便使现在的学生在未来社会具有竞争力;课程内容进一步关注学生经验,反映社会、科技最新进展,满足学生多样化发展的需求;发挥评价的多元功能,促进学生潜能、个性及创造性等方面的发展,使学生有自信心和持续发展的能力。以下将以部分国家的科学教育实例说明世界范围内科学教育改革和发展趋势。
一 培养目标的调整
学生不可能学会所有的知识,教师也不可能预见学生今后可能遇到的一切问题。单纯的知识学习已不能满足社会发展和人的终身发展的需要,学生必须学会学习,以便能在不熟悉的环境中不断学习新的知识,因此科学教育是一个终身的过程。从国际科学教育的改革趋势看,科学教育的目标不仅关注学生对科学知识的学习,而且越来越倾向于培养学生的科学探究能力、科学态度与科学精神等。
国家的强弱,越来越取决于本国国民素质,尤其是本国国民科学素质的高低。因此许多国家皆将基础科学教育目标定位于培养全体公民的科学素质,而不是培养少数的科学技术精英。
例如,自1957年前苏联第一颗人造地球卫星成功发射后,美国意识到自己科技霸权的地位受到了挑战,由此,全国上下都强烈呼吁教育改革。在该期间的改革措施中,最引人注目的是1958年美国《国防教育法》 ,强调了教育与强大国防的密切关系。同时,美国著名教育家哈佛大学校长科南特出版的《科南特报告》(又名《今日美国中学》The American High School Today) 强调了美国加强英语、社会研究、数学和自然科学教学的重要性。虽然该次改革有利于在课程内容方面吸收众多的最新科研成果,但是新课程内容过于艰深,难以接受,学生反感;再有,由于课程和教学内容的艰深以及大幅度的变化,教师缺乏相应训练,导致教学质量难以达到预期要求,因而遭到老师的反对。
美国80年代以来进行了一场全面、综合化的课程改革。科技教育的重点从突出英才教育逐步转向全面提高公民的科学素养。这主要由于美国霸权地位的衰落及经济的持续衰退,教育质量的严重下滑与社会需求的巨大反差等,致使美国又一次强烈呼吁教育改革,强调要大部分毕业生达到长期以来只有少数人才能达到的水平,增强大众化教育。
1985年美国科学促进会(American Association For The Advancement Of Science)组织了几百名美国的科学、数学和技术等主要学科领域的知名专家、学者和部分教育实践工作者,组成了美国科学技术教育理事会及五个学科专家小组,目的是立足21世纪,全面改革美国的科学、数学和技术教育,提高教育的质量,并为此制定和实施一项长远的计划,即2061计划(Project 2061)。2061计划研究小组于1989年发表了《面向全体美国人的科学》研究报告。该报告 认为教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活做准备。科学教育是教育的一部分,其目标是培养学生的理解能力,使其养成良好的思维习惯,具有同情心、能够独立思考并敢于面对人生,能作好准备同公众一道,全心全意地参与建设和保卫一个开放的、公正的和生机勃勃的社会。
90年代美国的教育改革是80年代教育改革的深入和拓展,是一场具体落实和实施“国家教育目标”的改革,是面向21世纪的跨世纪的宏大工程,是紧密结合科技革命现实的需要和未来发展趋势的改革。此阶段的教育改革基本内容、措施和趋势,集中体现在布什总统签发的《美国2000年:教育战略》 和克林顿总统签发的《2000年目标:美国教育法》 两份纲领性文件中。其中科技教育改革的基本特征主要表现以下几方面:科学主义和人文主义并重,“文化脱盲”与“科学脱盲”并重;科技教育不仅要适应现实的科技革命的需要,而且要适应21世纪科技发展的未来要求。科技教育的目的重在提高全民的科学素养和科技能力,而不是局限于培养尖端的科技人才;
再如,加拿大安大略省科学课程标准 的培养目标明确规定:保证每个学生都具有一定的科学素养,每个学生都需理解基本的科学概念;发展科学探究所需要的技能、策略和思维习惯;将科学与技术、社会和环境相联系。
在英国《1988年教育改革法》 中明确规定了全国统一学校课程的目的:其一,“促进学生在学校和社会中的精神、道德、文化、智力和体力方面的发展”;其二,“为这些学生准备未来成人生活的机会、责任及经验”。在英国1999年颁布的课程标准 中强调促进学生在精神、道德、社会和文化方面的发展,强调培养学生的基本技能,如交流能力、收集处理数据的能力、应用信息技术的能力、自学能力以及问题解决能力等。科学教育的重点就是要培养学生通过他们自己的探究活动和对自然现象持续的兴趣和好奇心以及科学地解决问题的态度和能力。
另如,在韩国的科学课程标准 中,强调让学生通过理解科学事实、原则、规律和理论等,学会运用基本的科学方法,形成创造性地解决问题的能力。课程目标是使学生经历科学的探索过程,并将其应用于解决现实生活问题中;理解基本的科学知识并应用其解释自然现象;具有在科学方面的学习动机和兴趣,有学习科学积极的态度;能意识到科学对技术进步和社会发展的影响。
中国台湾在1999年颁布的大纲 中明确指出在认知方面,能了解周围环境及事物与科学的联系、能了解一些重要的科学基本概念和定律,并能应用于日常生活中、能了解一些科学实验仪器的用途;在技能方面能学会操作一些基本的科学实验工具、能运用一些实验技能与方法、能收集、分析资料并作出推论、能以科学方法对事物作出观察与评估、能有创造性的思考与活动;在态度方面具有环保意识、能对科学产生兴趣、能在参与团体活动时遵守规则、尊重别人意见及领导小组工作、能以客观态度分析事物、具有探索及批判事理的精神。
二 人才培养模式的改变
建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性,由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题,而不仅是了解问题的答案;是批判性思维,而不仅是记忆;是在情境中理解,而不仅是获得些许信息;是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息,而不是无益的竞争 。
传统的培养目标更多地关注学生学到了多少知识,因此传统的教学方式也便倾向于知识的灌输。由于教育培养目标的调整,必然导致了人才培养模式的变化。传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用,培养了不少优秀的人才,但是这种传统的教学方式过分侧重于知识的传授,缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及科学态度方面的培养,致使学生对物理望而生畏,丧失信心和热情,并且这将影响其终身对物理学习的热情和信心。人们已认识到这种传统的人才培养模式的弊病,积极地进行教学方法的改革,希望能实现学生学习方式的根本变革,使现在的学生成为未来社会具有国际竞争力的公民。在这一变革中,不少国家皆非常重视通过科学探究学习方式,培养学生的科学探究能力以及科学态度和科学精神。
《面向全体美国人的科学》研究报告 认为科学教学应该:培养和利用学生的好奇心和创造性;强调理解的质,而不是强调信息的量;在不同的情况下以不同的方式传授概念;让学生将某些科学上的想法公之于众,与他人共同工作;培养学生对证据、逻辑和科学见解提出疑问的习惯;让学生懂得社会对科学技术发展的影响,也应该知道科学技术对社会的冲击。
在美国国家研究理事会(1996)制定的《国家科学教育标准》 中,详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。《国家科学教育标准》指出:“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究,培养其进行探究性思维和探究性活动的能力,包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”
又如,英国开设科学课程非常强调科学探究。课程设置原则中多数与科学探究有关,例:1)教师与学生应该互相交流,提出问题,教师应该向学生提出学习要求,并注重解决问题方法的传授;2)学生对科学概念的认识和理解,应通过多种途径逐步发展。学生学习科学,与科学家的科学探究有类似之处;3)进行观察、提出假设、设计探索方案都应围绕某内容进行,学生的探索技能取决于他们正在学习的内容范围;4)学生应逐步发展处理信息的能力,相互交流对学生学习起着重要作用;5)学生的科学态度对学习科技知识是很重要的。学生的好奇心、尊重事实、承认不确定性、批判地思考、创造性、持久性、与人合作等皆是很重要的。
1991年,英国政府在1989年颁布的科学课程大纲的基础上,颁布了关于中小学科技教育的新法令。在该法令中,对全国学校课程中的科学课程确立了以下四个目标:科学探究、生命过程与生物的组织、材料及其性质、物理过程。在科学探究中尤其强调培养学生:提出问题,作出预言与假设;观察、测量及操作变量;解释结果并评价科学证据等能力。
再如,在韩国的科学教育标准 中,从小学、初中的科学到高中的物理等皆强调科学探究。初中科学的内容分为两部分,一为知识,另一部分为探究活动。知识部分包括运动、能量、物质、生命、地球;探究活动则包括观察、测量、实验等。韩国科学教育标准指出,“在科学的教学中,与学生认知发展水平相一致的关键的科学概念应在学生们的熟悉的情景下通过学生的具体经验进行。也就是说,初中学生应通过诸如现场的调查、实验等探究活动来理解科学概念、原理、规律等。另外,科学教育应通过认识科学对技术和社会的影响来使学生意识到科学与人类生活的关系”。
三 课程内容的更新
教育培养目标的调整不仅与培养模式密切相关,而且也与教学内容的改革有关。所以世界各国在进行科学教育改革时都将科学课程内容的改革放在很重要的位置。从世界各国的科学课程内容改革看,几乎都遵循了以下原则 。
(1)突出科学领域中最基本的一些概念和原理。因为当今时代是知识爆炸的时代,学生不必也不可能学习所有的科学知识,但他们必须理解科学中的精华内容,如最基本的科学方法、事实、假说、理论和定律等。它们是未来知识结构的基础,学生能从中学会思考与探索科学问题的方法与途径。
(2)介绍最新的科学知识及其有关方法,以便使学生能跟上科学技术发展的步伐。如当今的微电子与信息科学、超导基本原理及其应用、核能的合理利用以及纳米材料等。
(3)增加与社会及人类自身发展密切相关的内容,加强科学••技术••社会的观点的渗透。例如,新型材料的利用、环保、能源、以及各种科学发现及其应用对社会和人类带来的正向和负向的影响。
例如,在英国《1988年教育改革法》中强调删去陈旧的教学内容,仔细选择学习内容,将科学知识与社会实践相结合,以便增加学生学习兴趣,让学生全面理解科学知识。
美国六十年代初在科南特 等人的倡导下,便开始精减课程,突出科学课程的地位,突出科学课程内容的现代化。如在1960年推出的新版物理学课本中便纳入了热力学、核力学、放射性同位素、量子论、航空空间科学等新科学内容。80年代,“2061计划”的主要目标之一是修订二十多年来不断膨胀的教材,确定学习科学、数学和技术的核心内容,使其既有科学性也有教育性。该计划强调选择那些对现在和数十年后仍然重要的内容,能为人生知识大厦建造永久基础的那些概念,以便使学生能熟悉自然界,尊重自然界的统一性;懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法;了解科学的一些重大概念和原理;有科学思维能力;认识到科学、数学和技术是人类共同的事业,认识到它们的长处和局限性;能运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。《面向全体美国人的科学》研究报告提出了“有效学习和教学”的原则,回答了公民应该具备的那些科学素养的问题,并对所有十二年级的学生应该知道和掌握的科学、数学和技术方面的知识和技能提出了建议。而1993年出版的其姊妹篇《科学素养的基准》 则更着重于探讨怎样使学生朝着具有科学素养的目标进步,并对某一特定的年级应该达到的标准提出了建议。
在日本2002年即将实施的新课程中,力求精选教学内容,留给学生更多的自由发展的空间,其指导思想为:鼓励学生参与社会并增强国际意识;提高学生独立思考和学习的能力;为学生掌握本质的基本内容和个性发展创造宜人的教育环境;鼓励学校标新立异,办出特色。
四 评价的改革
现代教育评价不仅在教学中具有鉴定、选拔等作用,而且更强调对教学过程的诊断和反馈。评价的基本理念应是以人为出发点,促进个体的和谐发展。在评价中更加关注人和人的发展,而不是分数和分数的准确性;体现出尊重与关爱,关注个体的处境与需要;体现对人的价值的重视,促进个体价值的实现;关注人的主观能动性,激发人的主体精神。
在《美国国家科学教育标准》 中,设置了科学教育中的评价标准。该标准指出“评价是一个系统化的多步骤过程”,“当学生参与评价活动时,他们应该从中学到一定的东西”。在评价过程中,强调评价最被重视的内容,而不是容易考核的内容;强调评价具有良好结构的知识,而不是分离的知识;强调评价科学理解力和推理能力,而不是科学知识;强调评价学生了解了什么,而不是了解学生那些不知道;强调既评价成绩,又评价学习机会,而不是只关注成绩;强调学生参与对自己和他人学习成果的评价,而不是仅由教师在期末评价。
在芬兰课程等级评价中,除了可能的书面考试外,还要观察学生的学习进展以及学生的调查、研究或试验报告等。课程结束时进行关于评价的讨论,将学生的自我评价也考虑进去。
第二节 我国基础物理教育课程改革与发展
在建国后的五十年中,国家教育部对物理教学大纲进行了多次修订,而不同品种的物理教材更在百种以上。这些不同版本的大纲、教材都打上了当时的历史印记,也凝聚了大批教育工作者,物理学研究者的心血,这是中国教育的一笔宝贵财富。随着新世纪的来临,我们应该很好地继承和超越我国已有的基础物理教育体系,以便能接受社会发展、物理学科发展以及个人发展对基础物理教育提出的挑战。
一 改革的主要历程
1950年我国教育部印发了《物理精简纲要(草案)》,要求理化教材应尽可能与生产建设结合起来,删除重叠和陈腐内容;酌减初高中之间不必要的重复内容,充实新的科学成就。1952年,在当时苏联物理大纲的基础上,教育部颁布了第一个《中学物理教学大纲(草案)》。该大纲第一次明确按照力、热、电、光、原子的体系安排物理教学内容,突出了物理教学内容的学科体系,同时确定了我国初、高中物理教学内容“呈螺旋式上升”的格局。1956年6月教育部颁布了《中学物理教学大纲(修订草案)》。该大纲继承了1952年大纲中原有的知识体系,重视基础、突出实验、强调理论联系实际,以社会主义思想教育学生,培养劳动品质等,第一次提出培养学生的思维能力。
1958年在“大跃进”的形势下,国务院发布了《关于教育事业权限下放的规定》,提出“各地根据因地制宜、因校制宜的原则,对教学大纲和教科书可以进行修订和补充,也可自编教材”。1963年,教育部总结了1958年以来教学改革的经验教训,颁布了新的《教学计划(草案)》,并制订发布了与之相适应的《全日制中学物理教学大纲(草案)》。在强调传授基础知识的同时,注重这些知识在工农业生产上的应用,首次提出要培养学生的实验技能和物理计算能力。该大纲在强调学科基础知识的同时,还强调了基本技能,形成了具有我国特色的“双基”论。后来由于“文化大革命”开始,教学处于无序状态,教育开始了大倒退。
1978年,教育部颁布了《全日制十年制学校中学物理教学大纲(试行草案)》。这部大纲是根据中学物理学科特点、总结了建国以来的经验教训,并注意吸取国外先进经验的基础上制定的。教学目的中突出了物理教学要适应四个现代化的需要,首次强调对学生能力的培养。通过实践发现,这部大纲规定的学习份量偏重,要求偏高。1985年对该大纲的初中部分进行调整,下达了《调整初中物理教学要求的意见》,该调整意见是从实际出发,按初中教育的特点、规律而提出的,删去了某些偏难、次要的内容,降低了某些内容的要求,使多数学生经过努力可以达到教学要求。1986年国家颁布了《义务教育法》,同年12月,由国家教育委员会颁布了《全日制中学物理教学大纲》。该大纲体现了“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的思想;强调了教师的主导作用和学生的主体地位的关系。在教学内容上,该大纲保持了原有的物理学科知识体系,删除了一些学生接受较难的内容。该大纲是九年义务教育和新的初中教学大纲全面实施前的一份过渡性教学大纲,是当时修编教材,教育质量评估、考试的依据。
1988年原国家教委颁发了《九年制义务教育全日制初级中学物理教学大纲(初审稿)》,该大纲强调培养学生学习的兴趣和愿望;强调联系实际;强调对能力的培养;强调关注非智力因素。1990年原国家教委配合普通高中的“两次改革”——“实施会考制度”和“高中实施必修课加选修课”颁发了《全日制中学物理教学大纲(修订本)》。为了减轻负担,对初中物理教学要求提出修订意见,供教学参考,并对部分原要求较高的教学内容作了降低要求和限制性说明。1992年6月,原国家教委颁布了《九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)》,将初中物理教学摆到了为提高全民族素质服务的高度。大纲关注学生认知规律,淡化力、光、热、电体系,注重构建“先现象而后规律,先具体后抽象、先宏观后微观、先部份后整体”基本体系,以期综合培养学生素质。大纲将学生对初中物理的认识划分为知道、理解、掌握三个层次,而对实验技能提出用“会”来要求。该大纲强调知识的应用;强调对学生能力培养;强调关注非智力因素;强调思想品德教育。
二 继承与改革
纵观我国初中物理大纲的发展历程,大致经历了全面学习苏联时期、探索与徘徊时期、拨乱反正时期以及实现素质教育时期。从大纲的发展变化可见,中学物理教学的目的逐渐向强调知识应用、突出能力培养、关注非智力因素等方向发展;教学内容的选取逐渐有了确定的选择原则,逐步注意到知识在科学技术、日常生活中的应用;教学要求逐渐明确、具体、层次分明,增加了弹性,从一纲一本的模式朝着一纲多本的方向发展。不容置疑,我国基础物理教育为物理科学的发展,为生产和生活实践,为我国的强盛不衰作出了卓越贡献。
但是,由于各种原因,诸如受传统观念的束缚,受高考指挥棒的影响等等,我国的基础物理教育还需进一步改革,以便适应时代发展,学生发展以及物理学科发展等的需求。根据有关调查 可知,我国的基础教育在学生身上体现得最好的教育目标是知识与技能;在教材中反映最好的也是知识与技能;教师之间谈论最多仍然是知识与技能;学生被动接受式学习的比例随着年级的增长而增加;在城市小学和农村初中经常公布成绩的比例为60%左右,在城市初中经常公布成绩的比例已达到75%左右;而对于公布考试结果以及对考试结果排名次的做法,有70%的初中生和小学生紧张、或害怕等等。由此可见,我国的基础教育更多关注的仍然仅是知识与技能,对其他的培养目标重视不够。
无疑,基础物理教育的目的不仅仅是要求学生知道一些物理知识,会做一些物理实验,能解一些物理习题,因为随着时代的发展,知识是学不完的,实验也是做不完的,题目更是解不完的。基础物理教育更应该关注学生学习能力的培养,科学态度、科学精神以及正确价值观的养成。正如2001年教育部颁发的“基础教育课程改革纲要(试行)” 所指出的那样,基础教育课程改革的具体目标是“改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程”。“改变课程内容‘难、繁、偏、旧’和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能”。“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。“改变课程评价过分强调甄别于选拔的功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能”。
第三节 中学生物理学习心理研究
一 认知能力发展对物理学习的影响
根据J. piaget的认知发展阶段理论,小学阶段的学生主要以“具体运算”为主,经历由“具体运算”向“形式运算”的过渡。初中学生已处于“形式运算”为主的阶段(12-15岁)。这个阶段的主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设事件进行逻辑推演,能运用形式运算来解决诸如组合、包含、比例、排除、概率及因素分析等逻辑课题。尽管初中阶段的学生已开始以抽象逻辑思维为主要形式,但水平还较低,处于从经验型向理论型的过渡时期 。并且后来大量研究证明 :学生达到形式运算阶段的年龄并不象Piaget认为的那么早,大多数9年级的学生多属于具体运算思维或正从具体运算思维向形式运算思维过渡,这样,物理课程中技能和知识内容的选择顺序就应该考虑这种发展性层级,特别是在课程的开始和结束部分 。
认知能力的发展并非是线性的。有研究发现 ,“大脑前额叶”的发育成熟与学生的“假设——演绎推理能力”和“概念转变的能力”之间有显著的相关性。大脑前额叶的发育在13-14岁(大约在初中二,三年级)呈现出暂时的高原期(即发育的相对停滞甚至有所下降的时期)和其后15-16岁的飞速发展期。经过这样的发展,到高中阶段,学生的抑制能力、计划能力、分离能力、科学推理能力、概念转变能力都有显著提高。全国青少年心理研究协作组对我国二十三省市的数万名在校青少年的思维发展进行了研究,该研究 结果显示,在校青少年思维发展的年龄特点的总趋势是:形式逻辑思维在初一开始发展,高二趋基本成熟。抓住这个关键期,就能促进思维能力的发展。
所以,对于刚开始学习物理的初中学生来说,虽然抽象逻辑思维在个体的智力发展中开始占优势,但在很大程度上,这时的逻辑思维还需要经验支持,因此最好从学生身边的现象引入概念,逐步让学生理解和应用科学概念。鉴于此,初中的物理课程,应在小学开展的一些基于现象的探究活动的基础上,开展教师指导程度不同的具有一定的认知能力要求的探究活动,这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。而在高中阶段,学生就可以进行独立的探究活动,可以进行自主的研究性学习了。
二 情感因素对物理学习的影响
从后儿童期(6-13岁)过渡到青年期(13-20岁)的中学生,自身的独立意识开始觉醒,喜欢按自己的意识办事,不愿意接受别人的摆布 。处于青年初期的初中学生又具有自我意识强而不稳的特点,虽然独立欲望增强,对事物能做出自己的判断和见解,但对自我的认识和评价过高或过低,常被一些矛盾所困扰,同时兴趣爱好日益广泛,求知欲与好奇心强烈,对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好。这时候,影响学生物理学科或其它理科的学习的因素主要有:自我概念、成就动机、直觉能力、兴趣态度、对学科的先验态度、价值观念以及父母的态度等。目前研究最多的是对学科学习的态度、兴趣和动机对学习效果的影响。
有研究指出 ,社会影响和个人态度是决定个人行为的两大因素,如果对科学缺乏个人兴趣,再加上周围缺乏兴趣的同伴们的影响,这种态度会得到进一步的强化。有研究者 让理科大学生和没上大学的青年追忆初中和高中时对科学课程的感知、理解,其中有结果表明,学生喜欢的教师人格特征为:热情、知识丰富、友好、富有启发、有趣;喜欢的教学方法为:实验、教师演示、投影、视听材料;不喜欢的方法,但却是回忆最多的是:测验、讲授、教材。
尽管大多数学生认识到了科学的重要性,并且在教育过程中对科学教师也获得了高度的敬佩,但学生在课堂上的许多经历并没有培养其科学的兴趣。NAEP研究表明 ,似乎刚开始的初中学生对科学还蛮有兴趣,但随着学习进程的继续,这种兴趣逐渐减弱;许多学生由于无意义的记忆,感觉沉闷乏味,只有极少数学生在课堂上有动手的机会。如果没有象科学家那样实际“去做”的经历,要真正理解科学内容是非常难的。有研究证明 ,对科学的态度随着科学内容的呈现方式而变化。尽管许多国家都十分强调科学过程和科学探究的重要性 ,但对中学教材中探究活动如何呈现、探究的程度如何还在讨论之中。有研究发现 ,在出版的教材和教学辅助材料中,探究活动的呈现方式大多是结构性的和验证性的,而指导性或开放式的探究活动不多。如果要让学生学习、理解科学的本质,那么开放性的探究是不可缺少的一部分。科学只有与情感相交融,吸引人心,激发想象,才不会象一堆死的无机物质
第四节 时代发展对基础物理教育的需求
一 社会发展新需求
随着21世纪的到来,人类社会已跨入了知识经济的时代,科学技术及其教育在社会发展中的地位日益增强。在人类文明的长河中,科学技术发挥了关键性的作用。例如,信息技术的应用,使人类从物质时代向数码时代迈进。当物质世界的一切都能通过智能工具,转化成为一种全新的、非物质的、数字化的编码系列的形态之际,人类生活、生产以及精神发展等都将受到前所未有的巨大冲击。当然数码时代的来临给物理教育带来的冲击也是巨大的、深刻的、全方位的。如,数码时代的来临将导致产业结构变革,而这一变革将使物理知识转化为现实生产力的要求发生变化;数码时代的物理教学方式将发生变化,如出现网络学校、多媒体教学等等:数码时代学习物理的主体(学生)变了,出现了随着计算机以及网络文化长大的新一代;数码时代对全体公民的人文素质与科学素质的要求变了。另外,近年来物理学在航天技术、核技术、激光技术、纳米技术以及超导研究等方面有了突破性的进展,这些进展象信息技术一样皆对社会产生了相当的影响,同时也对基础物理教育提出了新的要求。
二 学生发展新需求
国际科学教育的发展大体可分为三个阶段。从远古到夸美纽斯、卢梭所处的时代为第一阶段,重在自然事实的教育;从工业革命到20世纪中后叶为第二阶段,重在学科知识的教育;从本世纪80年代开始,进入到第三阶段,即从“掌握科学”到“理解科学”的教育阶段,其基本特征是以教会学生理解科学、善待科学、保持人与自然的和谐共处为主要目的。 “理解科学”代表了新科学教育的理想和目标,它不仅指理解科学知识和科学方法,而且还指理解科学的本质与社会效应。从学生发展看,科学教育的目标应强调对学生科学素养的培养;促进学生有意识地学习科学,理解科学;培养学生适应能力、解决问题能力、运用科学进行决策的能力等等。
目前建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性,由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题,而不仅仅是了解问题的答案;是批判性思维,而不仅仅是记忆;是在情境中理解,而不仅仅是获得一点信息;是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息,而不是无益的竞争 。为了培养学生的科学素养,国际科学教育倡导“探究学习”和“合作学习”,即从“记忆的理科”转向“探究的理科”,从“单向教学”转向“合作学习”。
根据有关调研可知 ,多数中学生希望自己的科学素养能得到培养;能为终身学习打下基础;能发展自己的批判性、创造性思维能力以及科学探索的精神;具有信息的收集传递和处理能力、有效地表达和交流能力以及应变和适应能力等。学生们希望通过学习基础物理课程,学习必备的物理基础知识和掌握公民必备的通用技能;学习并认识物理学的基本思想、观点和方法;关注并科学地判断科技和社会发展中的问题。
因此,基础物理课程的设置应该顺应时代的潮流,注重人的发展,满足社会、学科及个人的发展需求。
第二章 物理课程标准研制的基本思路
第一节 课程基本理念及课程目标
一 义务教育阶段物理教育目的定位
教育的目的是什么?这个问题自然会引起教育家、教师以及社会有关人士的兴趣,因为他们必须依据广泛的目的来详细制订教学大纲和教学方法。教育是侧重于追求知识掌握及技能的训练?还是以学生利益为中心,更多地考虑学生的发展?或者以社会发展的需求为主,培养适应不同行业需要的公民?实际上应该是这三者的有机结合。
基础物理教育的目的是什么呢?是学习尽可能多的物理知识?是掌握尽可能多的实验操作技能?还是解尽可能多的物理题目?尽管这些并不构成基础物理教育的主要的目的,但是当前的应试教育体制却驱使教师、家长、学生等把物理教育的目的主要局限在以上三个方面,而这种偏激教学行为则受制于考上好大学,找份好职业等功利动机。这样的基础物理教育目的定位自然便带来系列弊病。
在新一轮的课程改革中,义务教育阶段的物理教育目的是培养全体学生的科学素养。这不是面向少数学生的精英教育,而是面向全体学生的大众教育,无论其年龄、性别、民族、文化和社会背景等有什么差异,都应该有机会接受基本的科学素质教育。并且应该是全面的科学教育,使学生在科学知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观等方面得到全面的教育。
二 课程基本理念
国际国内教育改革的实践,是新的课程理念和思想产生的土壤。在对基础教育进行国际比较的基础上,结合我国课程改革的需要,依据义务教育阶段物理教育的目的定位,形成了物理课程改革的基本理念。
理念一:注重全体学生的发展,改变学科本位的观念
义务教育阶段的物理目的是培养全体学生的科学素养,而非精英教育,或职业教育,所以该阶段基础物理课程应该满足所有学生发展的需要,提升我国公民的科学素质。同时课程的设置应主要以学生的发展为主,而非学科体系自身的完备。从国际科学教育的改革历程可知,过分强调学科中心或学科本位,将课程设置的重点放在学科的完善上,很容易导致学习内容难、繁、偏、旧等,并且物理教学也容易侧重于知识的灌输,这无疑会影响学生学习物理的兴趣,对物理产生畏难情绪。因此在课程设置时,还将更多地关注学生的发展需求,适应学生的认知特点等。
理念二:从生活走向物理,从物理走向社会
物理学研究的是自然界最基本的运动规律,而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘,认识主体在探索物理现象的过程应充满乐趣,这两方面的客观存在与结合是建构初中物理课程的关键,也是物理课程设计的起点。自然界的神奇现象震撼人心,生活中的物理现象妙趣横生,初中物理课程是学生在综合科学课程的基础上第一次学习物理分科课程,因此,该课程的设置应贴近学生的生活,让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律,同时还应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来,让他们体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅可以增加学生学习物理的乐趣,而且还将培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。而从书本到书本似的学习,让学生直接、被动地接受前人留下的知识,学生很难意识到学习这些知识的真正的意义所在,他们的学习便不是自己去发现意义,而是老师的灌输。这可能会影响学生终身的探索兴趣,阻碍学生探究能力的形成。
理念三:注重科学探究,提倡学习方式多样化
成功的科学教育要使学生既能学到科学概念又能发展科学思维能力。科学课堂中有效的学习要依靠多种不同的教学方法。已有证据证明 ,探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具,能在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。由前面的基础物理教育的目的定位可知,物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识,更重要是让学生通过学习物理知识,学会学习,学会探究,养成正确的价值观。学生在探究性学习中不仅能产生浓厚的学习兴趣,而且还能感受到自己失败与错误,通过纠正错误,逐步走向正确,真正体会到成功的喜悦。意义不能给予,只能发现,富有探索性的物理学习实践是发现物理现象背后意义的关键,亦是物理素养形成的过程。21世纪学生应具备的物理学素养必须通过每个学生自己的发现意义过程来形成。当然,科学探究不是唯一的课堂教学方式,教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。
理念四:注意学科渗透,关心科技发展
在近代科学诞生之前,人们看待周围的事物,多以感性直观的方式认识世界,并由此对认识的对象和知识进行分类。这可以说是人类认识世界的最本质起点。随着认识的深入,在像近代科学诞生那样的特定历史阶段,由于认识发展的需要,愈加深化细分的研究方式成为主流,人类关于周围世界的知识被分成不同的学科。这种人为的划分具有更方便地描述事物不同类别的性质的优点,但也丧失了对于自然界的整体把握。然而,近代科学的进一步发展,特别是本世纪以来的科学进步,逐步揭示物质的不同存在形式和运动形式之间存在着内在的本质联系,发现了原来被分割开的各门学科之间的联系和共性,以及各门学科所共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中,自然界的本质进一步得以显示。因此为了培养符合时代发展需要的理想人才,为了使学生全面发展,需要让学生整体地了解科学的发展以及与社会科学的相互渗透等。
科学技术的发展为人类带来了福音,但同时也带来了一些负面的影响。传统科学教育中强调科学的万能,神圣以及不可磨灭的功绩。然而,也是由于对科学技术的应用欠缺深思熟虑,我们的星球正面临着像如放射性污染、温室效应、人口膨胀、自然资源枯竭等等问题。面对这些问题,人类开始客观地评价科学和技术的发展,理智地思考科学技术的社会功能,而肩负培养学生科学观的科学教育应注重及时反映科学技术发展状况及其对人类文明的影响,让学生认识科学技术整体的社会功能及必要的社会控制策略。
理念五:构建新的评价体系
我国以往的评价在评价内容上过多地倚重学科知识,特别是课本上的知识,忽视对解决实际问题的能力、创新能力、实践或动手能力、良好的心理素质与科学精神、积极的学习情绪等方面综合素质的评定;有关评价指标单一,重在评价共性与一般趋势,忽视了个体之间的差异性;而评价主体仍以教师为主,虽然有一些学生自我评价,但总的来说学生还是处于消极的被评价地位;评价结果则过分强调终结性评价结论,而忽视各个时期个体的进步状况,因此不能起到促进发展的作用;评价方式与方法还是注重“量化”,而忽视“质性”评价;评价手段多采用传统的纸笔方式,缺少体现最新评价思想的技术与方法;评价实施过程显得封闭、静态,缺乏灵活性与动态性。因此在新一轮课程改革中,必须构建与新课程改革理念相适应的评价体系,以便实现基础物理课程的课程目标。
三 物理课程目标
根据义务教育阶段物理教育的目的定位,在物理课程基本理念的基础上,制定了物理课程的三维培养目标:“知识与技能”,“过程与方法”,“情感态度与价值观”。就对科学素质的理解而言,这三个维度的内容囊括了科学素养的基本内涵,并有所深化和发展。另外,就世界科学课程改革的趋势来看,物理课程的培养目标几乎都涵盖了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面的内容。并且,教育部颁发的《基础教育课程改革纲要(试行)》 明确指出,基础教育课程改革应“强调形成积极主动的学习态度,使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程”;“加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能”;“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。因此,基础物理课程应从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面体现教育功能。
在“知识与技能”维度,制定了六条目标 。第一、二、三条目标是关于对学生掌握物质、运动与相互作用、能量等物理知识的要求,第四条目标是关于渗透STS观念的要求,第五、六条目标则是关于物理技能方面的要求。
在“过程与方法”维度,制定了六条目标 。它们分别是关于在科学探究过程中,对观察能力、提出问题能力、信息收集能力、信息处理能力、分析概括能力以及信息交流能力的要求。在“知识与技能”维度的技能与“过程与方法”中的科学探究能力是有区别的,前者侧重于具体的操作,而后者则侧重于科学探究能力的提高。
在“情感态度与价值观”维度,制定了七条目标 。第一条是关于学习兴趣培养,第二条是关于对科学求知欲、科学探究勇气的培养,第三条是关于战胜困难的信心与决心,第四条是关于科学态度,第五条是合作与交流的精神,第六条是关于STS观念的渗透,第七条是责任感与使命感。
第二节 课程标准整体框架
一 整体框架
内容标准
(含样例和活动建议)
科学探究 科学内容
提出问题
猜想与假设
制定计划与
设计实验
进行实验与
收集证据
分析与论证
评估
交流与合作 物 质 物质的形态与变化,物质的属性,物质的结构与物体的尺度,新材料及其应用
运动和相互作用 多种多样的运动形式,机械运动和力,声和光,电和磁
能 量 能量、能量的转化与转移,机械能,内能,电磁能,能量守恒,能源和可持续发展
二 一些说明
上图为物理课程标准设计框图。《标准》将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为:培养全体学生的科学素养。由此,提出了义务教育阶段物理课程的基本理念和课程目标。内容标准由科学探究和科学内容组成。科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等主要环节。科学内容含有三个主题:物质、运动和相互作用、能量。在课程实施建议部分,分别为教师、教材编写者、教育管理人员提供了教科书编写建议、教学建议、课程资源开发和利用的建议以及学生学习评价建议。课程标准设计有下列几点说明。
(1)义务教育阶段的物理课程主要以培养全体学生的科学素养为目的。因此,《标准》规定了面向全体初中学生的基本学习要求。
(2)《标准》不仅对初中学生的“知识与技能”课程目标提出了基本要求,而且对“过程与方法”、“情感、态度和价值观”课程目标均提出了相应要求。
(3)《标准》特别将科学探究纳入内容标准,旨在加强对初中学生科学素质的培养。初中学生不仅应学习物理知识和技能,还应经历一些科学探究过程,学习科学方法,了解科学•技术•社会(STS),树立科学的世界观。科学探究应渗透在教材和教学过程的各个部分。
(4)为了进一步将课程基本理念和课程目标渗透到内容标准中,帮助教师更好地理解内容标准,《标准》特别在内容标准中增设了样例和活动建议。它们不是必学内容,仅供教师参考。
(5)《标准》为义务教育阶段的物理教材编写留有自主空间,也为课程的具体实施留有回旋余地。
根据《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》和教育部《基础教育课程改革纲要(试行)》精神,教育部制定了《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)。
本编将介绍制定《标准》的背景及主要思路。
第一章 物理课程标准研制背景
第一节 基础物理教育改革的国际趋势
“决定人类命运的最重要的因素是人的素质,不仅是精英人物的素质,而且是几十亿普通地球居民的平均素质” 。随着新世纪的到来,人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐,人类的生存环境与生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其恰当的应用,无论社会还是个人的发展,都与全民及个人的科学素质密切相关。提高国民素质,尤其是国民的科学素质已成为世界各国的重要战略,而提升全民科学素养的重任则历史地落到了科学教育的肩上。
传统的科学教育以传授自然科学知识为主,即向学生讲授自然科学的一般规律,把大量知识灌输给学生。而现代科学教育观则认为,科学教育除了科学知识的传授和技能的训练外,还应重视对学生探索兴趣及能力、良好思维习惯与创新意识等的培养,使其树立正确的科学观,即从强调科学知识内容获取向理解科学过程转变,从强调单纯积累知识向探求知识转变的科学观。
从科学教育的国际改革趋势看,世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标,即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会、科技、经济发展所必备的素质;变革对人才的培养模式,改进学生的学习方式,以便使现在的学生在未来社会具有竞争力;课程内容进一步关注学生经验,反映社会、科技最新进展,满足学生多样化发展的需求;发挥评价的多元功能,促进学生潜能、个性及创造性等方面的发展,使学生有自信心和持续发展的能力。以下将以部分国家的科学教育实例说明世界范围内科学教育改革和发展趋势。
一 培养目标的调整
学生不可能学会所有的知识,教师也不可能预见学生今后可能遇到的一切问题。单纯的知识学习已不能满足社会发展和人的终身发展的需要,学生必须学会学习,以便能在不熟悉的环境中不断学习新的知识,因此科学教育是一个终身的过程。从国际科学教育的改革趋势看,科学教育的目标不仅关注学生对科学知识的学习,而且越来越倾向于培养学生的科学探究能力、科学态度与科学精神等。
国家的强弱,越来越取决于本国国民素质,尤其是本国国民科学素质的高低。因此许多国家皆将基础科学教育目标定位于培养全体公民的科学素质,而不是培养少数的科学技术精英。
例如,自1957年前苏联第一颗人造地球卫星成功发射后,美国意识到自己科技霸权的地位受到了挑战,由此,全国上下都强烈呼吁教育改革。在该期间的改革措施中,最引人注目的是1958年美国《国防教育法》 ,强调了教育与强大国防的密切关系。同时,美国著名教育家哈佛大学校长科南特出版的《科南特报告》(又名《今日美国中学》The American High School Today) 强调了美国加强英语、社会研究、数学和自然科学教学的重要性。虽然该次改革有利于在课程内容方面吸收众多的最新科研成果,但是新课程内容过于艰深,难以接受,学生反感;再有,由于课程和教学内容的艰深以及大幅度的变化,教师缺乏相应训练,导致教学质量难以达到预期要求,因而遭到老师的反对。
美国80年代以来进行了一场全面、综合化的课程改革。科技教育的重点从突出英才教育逐步转向全面提高公民的科学素养。这主要由于美国霸权地位的衰落及经济的持续衰退,教育质量的严重下滑与社会需求的巨大反差等,致使美国又一次强烈呼吁教育改革,强调要大部分毕业生达到长期以来只有少数人才能达到的水平,增强大众化教育。
1985年美国科学促进会(American Association For The Advancement Of Science)组织了几百名美国的科学、数学和技术等主要学科领域的知名专家、学者和部分教育实践工作者,组成了美国科学技术教育理事会及五个学科专家小组,目的是立足21世纪,全面改革美国的科学、数学和技术教育,提高教育的质量,并为此制定和实施一项长远的计划,即2061计划(Project 2061)。2061计划研究小组于1989年发表了《面向全体美国人的科学》研究报告。该报告 认为教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活做准备。科学教育是教育的一部分,其目标是培养学生的理解能力,使其养成良好的思维习惯,具有同情心、能够独立思考并敢于面对人生,能作好准备同公众一道,全心全意地参与建设和保卫一个开放的、公正的和生机勃勃的社会。
90年代美国的教育改革是80年代教育改革的深入和拓展,是一场具体落实和实施“国家教育目标”的改革,是面向21世纪的跨世纪的宏大工程,是紧密结合科技革命现实的需要和未来发展趋势的改革。此阶段的教育改革基本内容、措施和趋势,集中体现在布什总统签发的《美国2000年:教育战略》 和克林顿总统签发的《2000年目标:美国教育法》 两份纲领性文件中。其中科技教育改革的基本特征主要表现以下几方面:科学主义和人文主义并重,“文化脱盲”与“科学脱盲”并重;科技教育不仅要适应现实的科技革命的需要,而且要适应21世纪科技发展的未来要求。科技教育的目的重在提高全民的科学素养和科技能力,而不是局限于培养尖端的科技人才;
再如,加拿大安大略省科学课程标准 的培养目标明确规定:保证每个学生都具有一定的科学素养,每个学生都需理解基本的科学概念;发展科学探究所需要的技能、策略和思维习惯;将科学与技术、社会和环境相联系。
在英国《1988年教育改革法》 中明确规定了全国统一学校课程的目的:其一,“促进学生在学校和社会中的精神、道德、文化、智力和体力方面的发展”;其二,“为这些学生准备未来成人生活的机会、责任及经验”。在英国1999年颁布的课程标准 中强调促进学生在精神、道德、社会和文化方面的发展,强调培养学生的基本技能,如交流能力、收集处理数据的能力、应用信息技术的能力、自学能力以及问题解决能力等。科学教育的重点就是要培养学生通过他们自己的探究活动和对自然现象持续的兴趣和好奇心以及科学地解决问题的态度和能力。
另如,在韩国的科学课程标准 中,强调让学生通过理解科学事实、原则、规律和理论等,学会运用基本的科学方法,形成创造性地解决问题的能力。课程目标是使学生经历科学的探索过程,并将其应用于解决现实生活问题中;理解基本的科学知识并应用其解释自然现象;具有在科学方面的学习动机和兴趣,有学习科学积极的态度;能意识到科学对技术进步和社会发展的影响。
中国台湾在1999年颁布的大纲 中明确指出在认知方面,能了解周围环境及事物与科学的联系、能了解一些重要的科学基本概念和定律,并能应用于日常生活中、能了解一些科学实验仪器的用途;在技能方面能学会操作一些基本的科学实验工具、能运用一些实验技能与方法、能收集、分析资料并作出推论、能以科学方法对事物作出观察与评估、能有创造性的思考与活动;在态度方面具有环保意识、能对科学产生兴趣、能在参与团体活动时遵守规则、尊重别人意见及领导小组工作、能以客观态度分析事物、具有探索及批判事理的精神。
二 人才培养模式的改变
建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性,由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题,而不仅是了解问题的答案;是批判性思维,而不仅是记忆;是在情境中理解,而不仅是获得些许信息;是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息,而不是无益的竞争 。
传统的培养目标更多地关注学生学到了多少知识,因此传统的教学方式也便倾向于知识的灌输。由于教育培养目标的调整,必然导致了人才培养模式的变化。传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用,培养了不少优秀的人才,但是这种传统的教学方式过分侧重于知识的传授,缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及科学态度方面的培养,致使学生对物理望而生畏,丧失信心和热情,并且这将影响其终身对物理学习的热情和信心。人们已认识到这种传统的人才培养模式的弊病,积极地进行教学方法的改革,希望能实现学生学习方式的根本变革,使现在的学生成为未来社会具有国际竞争力的公民。在这一变革中,不少国家皆非常重视通过科学探究学习方式,培养学生的科学探究能力以及科学态度和科学精神。
《面向全体美国人的科学》研究报告 认为科学教学应该:培养和利用学生的好奇心和创造性;强调理解的质,而不是强调信息的量;在不同的情况下以不同的方式传授概念;让学生将某些科学上的想法公之于众,与他人共同工作;培养学生对证据、逻辑和科学见解提出疑问的习惯;让学生懂得社会对科学技术发展的影响,也应该知道科学技术对社会的冲击。
在美国国家研究理事会(1996)制定的《国家科学教育标准》 中,详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。《国家科学教育标准》指出:“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究,培养其进行探究性思维和探究性活动的能力,包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”
又如,英国开设科学课程非常强调科学探究。课程设置原则中多数与科学探究有关,例:1)教师与学生应该互相交流,提出问题,教师应该向学生提出学习要求,并注重解决问题方法的传授;2)学生对科学概念的认识和理解,应通过多种途径逐步发展。学生学习科学,与科学家的科学探究有类似之处;3)进行观察、提出假设、设计探索方案都应围绕某内容进行,学生的探索技能取决于他们正在学习的内容范围;4)学生应逐步发展处理信息的能力,相互交流对学生学习起着重要作用;5)学生的科学态度对学习科技知识是很重要的。学生的好奇心、尊重事实、承认不确定性、批判地思考、创造性、持久性、与人合作等皆是很重要的。
1991年,英国政府在1989年颁布的科学课程大纲的基础上,颁布了关于中小学科技教育的新法令。在该法令中,对全国学校课程中的科学课程确立了以下四个目标:科学探究、生命过程与生物的组织、材料及其性质、物理过程。在科学探究中尤其强调培养学生:提出问题,作出预言与假设;观察、测量及操作变量;解释结果并评价科学证据等能力。
再如,在韩国的科学教育标准 中,从小学、初中的科学到高中的物理等皆强调科学探究。初中科学的内容分为两部分,一为知识,另一部分为探究活动。知识部分包括运动、能量、物质、生命、地球;探究活动则包括观察、测量、实验等。韩国科学教育标准指出,“在科学的教学中,与学生认知发展水平相一致的关键的科学概念应在学生们的熟悉的情景下通过学生的具体经验进行。也就是说,初中学生应通过诸如现场的调查、实验等探究活动来理解科学概念、原理、规律等。另外,科学教育应通过认识科学对技术和社会的影响来使学生意识到科学与人类生活的关系”。
三 课程内容的更新
教育培养目标的调整不仅与培养模式密切相关,而且也与教学内容的改革有关。所以世界各国在进行科学教育改革时都将科学课程内容的改革放在很重要的位置。从世界各国的科学课程内容改革看,几乎都遵循了以下原则 。
(1)突出科学领域中最基本的一些概念和原理。因为当今时代是知识爆炸的时代,学生不必也不可能学习所有的科学知识,但他们必须理解科学中的精华内容,如最基本的科学方法、事实、假说、理论和定律等。它们是未来知识结构的基础,学生能从中学会思考与探索科学问题的方法与途径。
(2)介绍最新的科学知识及其有关方法,以便使学生能跟上科学技术发展的步伐。如当今的微电子与信息科学、超导基本原理及其应用、核能的合理利用以及纳米材料等。
(3)增加与社会及人类自身发展密切相关的内容,加强科学••技术••社会的观点的渗透。例如,新型材料的利用、环保、能源、以及各种科学发现及其应用对社会和人类带来的正向和负向的影响。
例如,在英国《1988年教育改革法》中强调删去陈旧的教学内容,仔细选择学习内容,将科学知识与社会实践相结合,以便增加学生学习兴趣,让学生全面理解科学知识。
美国六十年代初在科南特 等人的倡导下,便开始精减课程,突出科学课程的地位,突出科学课程内容的现代化。如在1960年推出的新版物理学课本中便纳入了热力学、核力学、放射性同位素、量子论、航空空间科学等新科学内容。80年代,“2061计划”的主要目标之一是修订二十多年来不断膨胀的教材,确定学习科学、数学和技术的核心内容,使其既有科学性也有教育性。该计划强调选择那些对现在和数十年后仍然重要的内容,能为人生知识大厦建造永久基础的那些概念,以便使学生能熟悉自然界,尊重自然界的统一性;懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法;了解科学的一些重大概念和原理;有科学思维能力;认识到科学、数学和技术是人类共同的事业,认识到它们的长处和局限性;能运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。《面向全体美国人的科学》研究报告提出了“有效学习和教学”的原则,回答了公民应该具备的那些科学素养的问题,并对所有十二年级的学生应该知道和掌握的科学、数学和技术方面的知识和技能提出了建议。而1993年出版的其姊妹篇《科学素养的基准》 则更着重于探讨怎样使学生朝着具有科学素养的目标进步,并对某一特定的年级应该达到的标准提出了建议。
在日本2002年即将实施的新课程中,力求精选教学内容,留给学生更多的自由发展的空间,其指导思想为:鼓励学生参与社会并增强国际意识;提高学生独立思考和学习的能力;为学生掌握本质的基本内容和个性发展创造宜人的教育环境;鼓励学校标新立异,办出特色。
四 评价的改革
现代教育评价不仅在教学中具有鉴定、选拔等作用,而且更强调对教学过程的诊断和反馈。评价的基本理念应是以人为出发点,促进个体的和谐发展。在评价中更加关注人和人的发展,而不是分数和分数的准确性;体现出尊重与关爱,关注个体的处境与需要;体现对人的价值的重视,促进个体价值的实现;关注人的主观能动性,激发人的主体精神。
在《美国国家科学教育标准》 中,设置了科学教育中的评价标准。该标准指出“评价是一个系统化的多步骤过程”,“当学生参与评价活动时,他们应该从中学到一定的东西”。在评价过程中,强调评价最被重视的内容,而不是容易考核的内容;强调评价具有良好结构的知识,而不是分离的知识;强调评价科学理解力和推理能力,而不是科学知识;强调评价学生了解了什么,而不是了解学生那些不知道;强调既评价成绩,又评价学习机会,而不是只关注成绩;强调学生参与对自己和他人学习成果的评价,而不是仅由教师在期末评价。
在芬兰课程等级评价中,除了可能的书面考试外,还要观察学生的学习进展以及学生的调查、研究或试验报告等。课程结束时进行关于评价的讨论,将学生的自我评价也考虑进去。
第二节 我国基础物理教育课程改革与发展
在建国后的五十年中,国家教育部对物理教学大纲进行了多次修订,而不同品种的物理教材更在百种以上。这些不同版本的大纲、教材都打上了当时的历史印记,也凝聚了大批教育工作者,物理学研究者的心血,这是中国教育的一笔宝贵财富。随着新世纪的来临,我们应该很好地继承和超越我国已有的基础物理教育体系,以便能接受社会发展、物理学科发展以及个人发展对基础物理教育提出的挑战。
一 改革的主要历程
1950年我国教育部印发了《物理精简纲要(草案)》,要求理化教材应尽可能与生产建设结合起来,删除重叠和陈腐内容;酌减初高中之间不必要的重复内容,充实新的科学成就。1952年,在当时苏联物理大纲的基础上,教育部颁布了第一个《中学物理教学大纲(草案)》。该大纲第一次明确按照力、热、电、光、原子的体系安排物理教学内容,突出了物理教学内容的学科体系,同时确定了我国初、高中物理教学内容“呈螺旋式上升”的格局。1956年6月教育部颁布了《中学物理教学大纲(修订草案)》。该大纲继承了1952年大纲中原有的知识体系,重视基础、突出实验、强调理论联系实际,以社会主义思想教育学生,培养劳动品质等,第一次提出培养学生的思维能力。
1958年在“大跃进”的形势下,国务院发布了《关于教育事业权限下放的规定》,提出“各地根据因地制宜、因校制宜的原则,对教学大纲和教科书可以进行修订和补充,也可自编教材”。1963年,教育部总结了1958年以来教学改革的经验教训,颁布了新的《教学计划(草案)》,并制订发布了与之相适应的《全日制中学物理教学大纲(草案)》。在强调传授基础知识的同时,注重这些知识在工农业生产上的应用,首次提出要培养学生的实验技能和物理计算能力。该大纲在强调学科基础知识的同时,还强调了基本技能,形成了具有我国特色的“双基”论。后来由于“文化大革命”开始,教学处于无序状态,教育开始了大倒退。
1978年,教育部颁布了《全日制十年制学校中学物理教学大纲(试行草案)》。这部大纲是根据中学物理学科特点、总结了建国以来的经验教训,并注意吸取国外先进经验的基础上制定的。教学目的中突出了物理教学要适应四个现代化的需要,首次强调对学生能力的培养。通过实践发现,这部大纲规定的学习份量偏重,要求偏高。1985年对该大纲的初中部分进行调整,下达了《调整初中物理教学要求的意见》,该调整意见是从实际出发,按初中教育的特点、规律而提出的,删去了某些偏难、次要的内容,降低了某些内容的要求,使多数学生经过努力可以达到教学要求。1986年国家颁布了《义务教育法》,同年12月,由国家教育委员会颁布了《全日制中学物理教学大纲》。该大纲体现了“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的思想;强调了教师的主导作用和学生的主体地位的关系。在教学内容上,该大纲保持了原有的物理学科知识体系,删除了一些学生接受较难的内容。该大纲是九年义务教育和新的初中教学大纲全面实施前的一份过渡性教学大纲,是当时修编教材,教育质量评估、考试的依据。
1988年原国家教委颁发了《九年制义务教育全日制初级中学物理教学大纲(初审稿)》,该大纲强调培养学生学习的兴趣和愿望;强调联系实际;强调对能力的培养;强调关注非智力因素。1990年原国家教委配合普通高中的“两次改革”——“实施会考制度”和“高中实施必修课加选修课”颁发了《全日制中学物理教学大纲(修订本)》。为了减轻负担,对初中物理教学要求提出修订意见,供教学参考,并对部分原要求较高的教学内容作了降低要求和限制性说明。1992年6月,原国家教委颁布了《九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)》,将初中物理教学摆到了为提高全民族素质服务的高度。大纲关注学生认知规律,淡化力、光、热、电体系,注重构建“先现象而后规律,先具体后抽象、先宏观后微观、先部份后整体”基本体系,以期综合培养学生素质。大纲将学生对初中物理的认识划分为知道、理解、掌握三个层次,而对实验技能提出用“会”来要求。该大纲强调知识的应用;强调对学生能力培养;强调关注非智力因素;强调思想品德教育。
二 继承与改革
纵观我国初中物理大纲的发展历程,大致经历了全面学习苏联时期、探索与徘徊时期、拨乱反正时期以及实现素质教育时期。从大纲的发展变化可见,中学物理教学的目的逐渐向强调知识应用、突出能力培养、关注非智力因素等方向发展;教学内容的选取逐渐有了确定的选择原则,逐步注意到知识在科学技术、日常生活中的应用;教学要求逐渐明确、具体、层次分明,增加了弹性,从一纲一本的模式朝着一纲多本的方向发展。不容置疑,我国基础物理教育为物理科学的发展,为生产和生活实践,为我国的强盛不衰作出了卓越贡献。
但是,由于各种原因,诸如受传统观念的束缚,受高考指挥棒的影响等等,我国的基础物理教育还需进一步改革,以便适应时代发展,学生发展以及物理学科发展等的需求。根据有关调查 可知,我国的基础教育在学生身上体现得最好的教育目标是知识与技能;在教材中反映最好的也是知识与技能;教师之间谈论最多仍然是知识与技能;学生被动接受式学习的比例随着年级的增长而增加;在城市小学和农村初中经常公布成绩的比例为60%左右,在城市初中经常公布成绩的比例已达到75%左右;而对于公布考试结果以及对考试结果排名次的做法,有70%的初中生和小学生紧张、或害怕等等。由此可见,我国的基础教育更多关注的仍然仅是知识与技能,对其他的培养目标重视不够。
无疑,基础物理教育的目的不仅仅是要求学生知道一些物理知识,会做一些物理实验,能解一些物理习题,因为随着时代的发展,知识是学不完的,实验也是做不完的,题目更是解不完的。基础物理教育更应该关注学生学习能力的培养,科学态度、科学精神以及正确价值观的养成。正如2001年教育部颁发的“基础教育课程改革纲要(试行)” 所指出的那样,基础教育课程改革的具体目标是“改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程”。“改变课程内容‘难、繁、偏、旧’和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能”。“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。“改变课程评价过分强调甄别于选拔的功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能”。
第三节 中学生物理学习心理研究
一 认知能力发展对物理学习的影响
根据J. piaget的认知发展阶段理论,小学阶段的学生主要以“具体运算”为主,经历由“具体运算”向“形式运算”的过渡。初中学生已处于“形式运算”为主的阶段(12-15岁)。这个阶段的主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设事件进行逻辑推演,能运用形式运算来解决诸如组合、包含、比例、排除、概率及因素分析等逻辑课题。尽管初中阶段的学生已开始以抽象逻辑思维为主要形式,但水平还较低,处于从经验型向理论型的过渡时期 。并且后来大量研究证明 :学生达到形式运算阶段的年龄并不象Piaget认为的那么早,大多数9年级的学生多属于具体运算思维或正从具体运算思维向形式运算思维过渡,这样,物理课程中技能和知识内容的选择顺序就应该考虑这种发展性层级,特别是在课程的开始和结束部分 。
认知能力的发展并非是线性的。有研究发现 ,“大脑前额叶”的发育成熟与学生的“假设——演绎推理能力”和“概念转变的能力”之间有显著的相关性。大脑前额叶的发育在13-14岁(大约在初中二,三年级)呈现出暂时的高原期(即发育的相对停滞甚至有所下降的时期)和其后15-16岁的飞速发展期。经过这样的发展,到高中阶段,学生的抑制能力、计划能力、分离能力、科学推理能力、概念转变能力都有显著提高。全国青少年心理研究协作组对我国二十三省市的数万名在校青少年的思维发展进行了研究,该研究 结果显示,在校青少年思维发展的年龄特点的总趋势是:形式逻辑思维在初一开始发展,高二趋基本成熟。抓住这个关键期,就能促进思维能力的发展。
所以,对于刚开始学习物理的初中学生来说,虽然抽象逻辑思维在个体的智力发展中开始占优势,但在很大程度上,这时的逻辑思维还需要经验支持,因此最好从学生身边的现象引入概念,逐步让学生理解和应用科学概念。鉴于此,初中的物理课程,应在小学开展的一些基于现象的探究活动的基础上,开展教师指导程度不同的具有一定的认知能力要求的探究活动,这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。而在高中阶段,学生就可以进行独立的探究活动,可以进行自主的研究性学习了。
二 情感因素对物理学习的影响
从后儿童期(6-13岁)过渡到青年期(13-20岁)的中学生,自身的独立意识开始觉醒,喜欢按自己的意识办事,不愿意接受别人的摆布 。处于青年初期的初中学生又具有自我意识强而不稳的特点,虽然独立欲望增强,对事物能做出自己的判断和见解,但对自我的认识和评价过高或过低,常被一些矛盾所困扰,同时兴趣爱好日益广泛,求知欲与好奇心强烈,对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好。这时候,影响学生物理学科或其它理科的学习的因素主要有:自我概念、成就动机、直觉能力、兴趣态度、对学科的先验态度、价值观念以及父母的态度等。目前研究最多的是对学科学习的态度、兴趣和动机对学习效果的影响。
有研究指出 ,社会影响和个人态度是决定个人行为的两大因素,如果对科学缺乏个人兴趣,再加上周围缺乏兴趣的同伴们的影响,这种态度会得到进一步的强化。有研究者 让理科大学生和没上大学的青年追忆初中和高中时对科学课程的感知、理解,其中有结果表明,学生喜欢的教师人格特征为:热情、知识丰富、友好、富有启发、有趣;喜欢的教学方法为:实验、教师演示、投影、视听材料;不喜欢的方法,但却是回忆最多的是:测验、讲授、教材。
尽管大多数学生认识到了科学的重要性,并且在教育过程中对科学教师也获得了高度的敬佩,但学生在课堂上的许多经历并没有培养其科学的兴趣。NAEP研究表明 ,似乎刚开始的初中学生对科学还蛮有兴趣,但随着学习进程的继续,这种兴趣逐渐减弱;许多学生由于无意义的记忆,感觉沉闷乏味,只有极少数学生在课堂上有动手的机会。如果没有象科学家那样实际“去做”的经历,要真正理解科学内容是非常难的。有研究证明 ,对科学的态度随着科学内容的呈现方式而变化。尽管许多国家都十分强调科学过程和科学探究的重要性 ,但对中学教材中探究活动如何呈现、探究的程度如何还在讨论之中。有研究发现 ,在出版的教材和教学辅助材料中,探究活动的呈现方式大多是结构性的和验证性的,而指导性或开放式的探究活动不多。如果要让学生学习、理解科学的本质,那么开放性的探究是不可缺少的一部分。科学只有与情感相交融,吸引人心,激发想象,才不会象一堆死的无机物质
第四节 时代发展对基础物理教育的需求
一 社会发展新需求
随着21世纪的到来,人类社会已跨入了知识经济的时代,科学技术及其教育在社会发展中的地位日益增强。在人类文明的长河中,科学技术发挥了关键性的作用。例如,信息技术的应用,使人类从物质时代向数码时代迈进。当物质世界的一切都能通过智能工具,转化成为一种全新的、非物质的、数字化的编码系列的形态之际,人类生活、生产以及精神发展等都将受到前所未有的巨大冲击。当然数码时代的来临给物理教育带来的冲击也是巨大的、深刻的、全方位的。如,数码时代的来临将导致产业结构变革,而这一变革将使物理知识转化为现实生产力的要求发生变化;数码时代的物理教学方式将发生变化,如出现网络学校、多媒体教学等等:数码时代学习物理的主体(学生)变了,出现了随着计算机以及网络文化长大的新一代;数码时代对全体公民的人文素质与科学素质的要求变了。另外,近年来物理学在航天技术、核技术、激光技术、纳米技术以及超导研究等方面有了突破性的进展,这些进展象信息技术一样皆对社会产生了相当的影响,同时也对基础物理教育提出了新的要求。
二 学生发展新需求
国际科学教育的发展大体可分为三个阶段。从远古到夸美纽斯、卢梭所处的时代为第一阶段,重在自然事实的教育;从工业革命到20世纪中后叶为第二阶段,重在学科知识的教育;从本世纪80年代开始,进入到第三阶段,即从“掌握科学”到“理解科学”的教育阶段,其基本特征是以教会学生理解科学、善待科学、保持人与自然的和谐共处为主要目的。 “理解科学”代表了新科学教育的理想和目标,它不仅指理解科学知识和科学方法,而且还指理解科学的本质与社会效应。从学生发展看,科学教育的目标应强调对学生科学素养的培养;促进学生有意识地学习科学,理解科学;培养学生适应能力、解决问题能力、运用科学进行决策的能力等等。
目前建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性,由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题,而不仅仅是了解问题的答案;是批判性思维,而不仅仅是记忆;是在情境中理解,而不仅仅是获得一点信息;是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息,而不是无益的竞争 。为了培养学生的科学素养,国际科学教育倡导“探究学习”和“合作学习”,即从“记忆的理科”转向“探究的理科”,从“单向教学”转向“合作学习”。
根据有关调研可知 ,多数中学生希望自己的科学素养能得到培养;能为终身学习打下基础;能发展自己的批判性、创造性思维能力以及科学探索的精神;具有信息的收集传递和处理能力、有效地表达和交流能力以及应变和适应能力等。学生们希望通过学习基础物理课程,学习必备的物理基础知识和掌握公民必备的通用技能;学习并认识物理学的基本思想、观点和方法;关注并科学地判断科技和社会发展中的问题。
因此,基础物理课程的设置应该顺应时代的潮流,注重人的发展,满足社会、学科及个人的发展需求。
第二章 物理课程标准研制的基本思路
第一节 课程基本理念及课程目标
一 义务教育阶段物理教育目的定位
教育的目的是什么?这个问题自然会引起教育家、教师以及社会有关人士的兴趣,因为他们必须依据广泛的目的来详细制订教学大纲和教学方法。教育是侧重于追求知识掌握及技能的训练?还是以学生利益为中心,更多地考虑学生的发展?或者以社会发展的需求为主,培养适应不同行业需要的公民?实际上应该是这三者的有机结合。
基础物理教育的目的是什么呢?是学习尽可能多的物理知识?是掌握尽可能多的实验操作技能?还是解尽可能多的物理题目?尽管这些并不构成基础物理教育的主要的目的,但是当前的应试教育体制却驱使教师、家长、学生等把物理教育的目的主要局限在以上三个方面,而这种偏激教学行为则受制于考上好大学,找份好职业等功利动机。这样的基础物理教育目的定位自然便带来系列弊病。
在新一轮的课程改革中,义务教育阶段的物理教育目的是培养全体学生的科学素养。这不是面向少数学生的精英教育,而是面向全体学生的大众教育,无论其年龄、性别、民族、文化和社会背景等有什么差异,都应该有机会接受基本的科学素质教育。并且应该是全面的科学教育,使学生在科学知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观等方面得到全面的教育。
二 课程基本理念
国际国内教育改革的实践,是新的课程理念和思想产生的土壤。在对基础教育进行国际比较的基础上,结合我国课程改革的需要,依据义务教育阶段物理教育的目的定位,形成了物理课程改革的基本理念。
理念一:注重全体学生的发展,改变学科本位的观念
义务教育阶段的物理目的是培养全体学生的科学素养,而非精英教育,或职业教育,所以该阶段基础物理课程应该满足所有学生发展的需要,提升我国公民的科学素质。同时课程的设置应主要以学生的发展为主,而非学科体系自身的完备。从国际科学教育的改革历程可知,过分强调学科中心或学科本位,将课程设置的重点放在学科的完善上,很容易导致学习内容难、繁、偏、旧等,并且物理教学也容易侧重于知识的灌输,这无疑会影响学生学习物理的兴趣,对物理产生畏难情绪。因此在课程设置时,还将更多地关注学生的发展需求,适应学生的认知特点等。
理念二:从生活走向物理,从物理走向社会
物理学研究的是自然界最基本的运动规律,而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘,认识主体在探索物理现象的过程应充满乐趣,这两方面的客观存在与结合是建构初中物理课程的关键,也是物理课程设计的起点。自然界的神奇现象震撼人心,生活中的物理现象妙趣横生,初中物理课程是学生在综合科学课程的基础上第一次学习物理分科课程,因此,该课程的设置应贴近学生的生活,让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律,同时还应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来,让他们体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅可以增加学生学习物理的乐趣,而且还将培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。而从书本到书本似的学习,让学生直接、被动地接受前人留下的知识,学生很难意识到学习这些知识的真正的意义所在,他们的学习便不是自己去发现意义,而是老师的灌输。这可能会影响学生终身的探索兴趣,阻碍学生探究能力的形成。
理念三:注重科学探究,提倡学习方式多样化
成功的科学教育要使学生既能学到科学概念又能发展科学思维能力。科学课堂中有效的学习要依靠多种不同的教学方法。已有证据证明 ,探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具,能在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。由前面的基础物理教育的目的定位可知,物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识,更重要是让学生通过学习物理知识,学会学习,学会探究,养成正确的价值观。学生在探究性学习中不仅能产生浓厚的学习兴趣,而且还能感受到自己失败与错误,通过纠正错误,逐步走向正确,真正体会到成功的喜悦。意义不能给予,只能发现,富有探索性的物理学习实践是发现物理现象背后意义的关键,亦是物理素养形成的过程。21世纪学生应具备的物理学素养必须通过每个学生自己的发现意义过程来形成。当然,科学探究不是唯一的课堂教学方式,教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。
理念四:注意学科渗透,关心科技发展
在近代科学诞生之前,人们看待周围的事物,多以感性直观的方式认识世界,并由此对认识的对象和知识进行分类。这可以说是人类认识世界的最本质起点。随着认识的深入,在像近代科学诞生那样的特定历史阶段,由于认识发展的需要,愈加深化细分的研究方式成为主流,人类关于周围世界的知识被分成不同的学科。这种人为的划分具有更方便地描述事物不同类别的性质的优点,但也丧失了对于自然界的整体把握。然而,近代科学的进一步发展,特别是本世纪以来的科学进步,逐步揭示物质的不同存在形式和运动形式之间存在着内在的本质联系,发现了原来被分割开的各门学科之间的联系和共性,以及各门学科所共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中,自然界的本质进一步得以显示。因此为了培养符合时代发展需要的理想人才,为了使学生全面发展,需要让学生整体地了解科学的发展以及与社会科学的相互渗透等。
科学技术的发展为人类带来了福音,但同时也带来了一些负面的影响。传统科学教育中强调科学的万能,神圣以及不可磨灭的功绩。然而,也是由于对科学技术的应用欠缺深思熟虑,我们的星球正面临着像如放射性污染、温室效应、人口膨胀、自然资源枯竭等等问题。面对这些问题,人类开始客观地评价科学和技术的发展,理智地思考科学技术的社会功能,而肩负培养学生科学观的科学教育应注重及时反映科学技术发展状况及其对人类文明的影响,让学生认识科学技术整体的社会功能及必要的社会控制策略。
理念五:构建新的评价体系
我国以往的评价在评价内容上过多地倚重学科知识,特别是课本上的知识,忽视对解决实际问题的能力、创新能力、实践或动手能力、良好的心理素质与科学精神、积极的学习情绪等方面综合素质的评定;有关评价指标单一,重在评价共性与一般趋势,忽视了个体之间的差异性;而评价主体仍以教师为主,虽然有一些学生自我评价,但总的来说学生还是处于消极的被评价地位;评价结果则过分强调终结性评价结论,而忽视各个时期个体的进步状况,因此不能起到促进发展的作用;评价方式与方法还是注重“量化”,而忽视“质性”评价;评价手段多采用传统的纸笔方式,缺少体现最新评价思想的技术与方法;评价实施过程显得封闭、静态,缺乏灵活性与动态性。因此在新一轮课程改革中,必须构建与新课程改革理念相适应的评价体系,以便实现基础物理课程的课程目标。
三 物理课程目标
根据义务教育阶段物理教育的目的定位,在物理课程基本理念的基础上,制定了物理课程的三维培养目标:“知识与技能”,“过程与方法”,“情感态度与价值观”。就对科学素质的理解而言,这三个维度的内容囊括了科学素养的基本内涵,并有所深化和发展。另外,就世界科学课程改革的趋势来看,物理课程的培养目标几乎都涵盖了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面的内容。并且,教育部颁发的《基础教育课程改革纲要(试行)》 明确指出,基础教育课程改革应“强调形成积极主动的学习态度,使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程”;“加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能”;“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。因此,基础物理课程应从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面体现教育功能。
在“知识与技能”维度,制定了六条目标 。第一、二、三条目标是关于对学生掌握物质、运动与相互作用、能量等物理知识的要求,第四条目标是关于渗透STS观念的要求,第五、六条目标则是关于物理技能方面的要求。
在“过程与方法”维度,制定了六条目标 。它们分别是关于在科学探究过程中,对观察能力、提出问题能力、信息收集能力、信息处理能力、分析概括能力以及信息交流能力的要求。在“知识与技能”维度的技能与“过程与方法”中的科学探究能力是有区别的,前者侧重于具体的操作,而后者则侧重于科学探究能力的提高。
在“情感态度与价值观”维度,制定了七条目标 。第一条是关于学习兴趣培养,第二条是关于对科学求知欲、科学探究勇气的培养,第三条是关于战胜困难的信心与决心,第四条是关于科学态度,第五条是合作与交流的精神,第六条是关于STS观念的渗透,第七条是责任感与使命感。
第二节 课程标准整体框架
一 整体框架
内容标准
(含样例和活动建议)
科学探究 科学内容
提出问题
猜想与假设
制定计划与
设计实验
进行实验与
收集证据
分析与论证
评估
交流与合作 物 质 物质的形态与变化,物质的属性,物质的结构与物体的尺度,新材料及其应用
运动和相互作用 多种多样的运动形式,机械运动和力,声和光,电和磁
能 量 能量、能量的转化与转移,机械能,内能,电磁能,能量守恒,能源和可持续发展
二 一些说明
上图为物理课程标准设计框图。《标准》将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为:培养全体学生的科学素养。由此,提出了义务教育阶段物理课程的基本理念和课程目标。内容标准由科学探究和科学内容组成。科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等主要环节。科学内容含有三个主题:物质、运动和相互作用、能量。在课程实施建议部分,分别为教师、教材编写者、教育管理人员提供了教科书编写建议、教学建议、课程资源开发和利用的建议以及学生学习评价建议。课程标准设计有下列几点说明。
(1)义务教育阶段的物理课程主要以培养全体学生的科学素养为目的。因此,《标准》规定了面向全体初中学生的基本学习要求。
(2)《标准》不仅对初中学生的“知识与技能”课程目标提出了基本要求,而且对“过程与方法”、“情感、态度和价值观”课程目标均提出了相应要求。
(3)《标准》特别将科学探究纳入内容标准,旨在加强对初中学生科学素质的培养。初中学生不仅应学习物理知识和技能,还应经历一些科学探究过程,学习科学方法,了解科学•技术•社会(STS),树立科学的世界观。科学探究应渗透在教材和教学过程的各个部分。
(4)为了进一步将课程基本理念和课程目标渗透到内容标准中,帮助教师更好地理解内容标准,《标准》特别在内容标准中增设了样例和活动建议。它们不是必学内容,仅供教师参考。
(5)《标准》为义务教育阶段的物理教材编写留有自主空间,也为课程的具体实施留有回旋余地。
物理《课程标准》解读目录
《物理课程标准解读》
第一编 背景与思路
第一章 物理课程标准研制背景
第一节 世界基础物理教育课程的改革趋势
第二节 我国基础物理教育课程的改革历程与发展
第三节 中学生物理学习心理研究
第四节 时代发展对基础物理教育的需求
第二章 物理课程标准研制的基本思路
第一节 课程基本理念及课程目标
第二节 课程标准整体框架
第二编 内容标准解读
第三章 科学探究解读
第一节 科学探究能力目标
第二节 科学探究实例
第四章 “物质”解读
第一节 物质的形态和变化
第二节 物质的属性
第三节 物质的结构与物体的尺度
第四节 新材料及其应用
第五章 “运动和相互作用”解读
第一节 多种多样的运动形式
第二节 机械运动和力
第三节 声和光
第四节 电与磁
第六章 “能量”解读
第一节 能量、能量的转化和转移
第二节 机械能
第三节 内能
第四节 电磁能
第五节 能量守恒
第六节 能源与可持续发展
第三编 实施建议
第七章 教学建议
第一节 重视科学探究的教学
第二节 怎样进行科学探究的课题选择和教学设计
第三节 物理课程应促进学生的自主性发展
第八章 教科书编写建议
第一节 物理教科书要全面落实物理课程目标
第二节 每种教科书都要编出自己的特色
第九章 课程资源开发和利用
第一节 什么是课程资源
第二节 物理教学中怎样利用和开发课程资源
第十章 怎样评价学生的学习
第一节 认识新的评价理念
第二节 怎样构建促进学生全面发展的评价体系
第四编 问题与展望
第十一章 问题讨论
第一节 关于课程目标
第二节 关于课程内容
第三节 关于课程实施
第四节 关于课程评价
第十二章 前景展望
第一节 关于中学物理教育
第二节 关于中学物理教师
第三节 关于学生
第一编 背景与思路
第一章 物理课程标准研制背景
第一节 世界基础物理教育课程的改革趋势
第二节 我国基础物理教育课程的改革历程与发展
第三节 中学生物理学习心理研究
第四节 时代发展对基础物理教育的需求
第二章 物理课程标准研制的基本思路
第一节 课程基本理念及课程目标
第二节 课程标准整体框架
第二编 内容标准解读
第三章 科学探究解读
第一节 科学探究能力目标
第二节 科学探究实例
第四章 “物质”解读
第一节 物质的形态和变化
第二节 物质的属性
第三节 物质的结构与物体的尺度
第四节 新材料及其应用
第五章 “运动和相互作用”解读
第一节 多种多样的运动形式
第二节 机械运动和力
第三节 声和光
第四节 电与磁
第六章 “能量”解读
第一节 能量、能量的转化和转移
第二节 机械能
第三节 内能
第四节 电磁能
第五节 能量守恒
第六节 能源与可持续发展
第三编 实施建议
第七章 教学建议
第一节 重视科学探究的教学
第二节 怎样进行科学探究的课题选择和教学设计
第三节 物理课程应促进学生的自主性发展
第八章 教科书编写建议
第一节 物理教科书要全面落实物理课程目标
第二节 每种教科书都要编出自己的特色
第九章 课程资源开发和利用
第一节 什么是课程资源
第二节 物理教学中怎样利用和开发课程资源
第十章 怎样评价学生的学习
第一节 认识新的评价理念
第二节 怎样构建促进学生全面发展的评价体系
第四编 问题与展望
第十一章 问题讨论
第一节 关于课程目标
第二节 关于课程内容
第三节 关于课程实施
第四节 关于课程评价
第十二章 前景展望
第一节 关于中学物理教育
第二节 关于中学物理教师
第三节 关于学生
前置音频接口的规范和连接
前置音频接口的规范和连接前置音频接口的规范和连接-- 前置音频接口的规范和连接 一、主板前置音频接口AUD1的说明 主板前置音频接口JAUD是按Intel® 的I/O面板连接规范设计的。针脚定义如下图:
JAUD1的十针设计可应用于带有功率放大器和音箱的高档机箱,也可以应用于普通机箱的前置耳麦插口。由于第4针脚是给功率放大器提供+5V电源用的,所以在连接普通机箱的前置耳麦插口是千万不要把任何一条线连接到第4针脚,否则会烧主板和耳麦的。如果不使用前置音频插口,针脚5& 6,9&10必须用跳线帽短接,这样输出信号才会转到后面的音频端口。否则后面的Line-Out音频接口将不起作用。

JAUD1的十针设计可应用于带有功率放大器和音箱的高档机箱,也可以应用于普通机箱的前置耳麦插口。由于第4针脚是给功率放大器提供+5V电源用的,所以在连接普通机箱的前置耳麦插口是千万不要把任何一条线连接到第4针脚,否则会烧主板和耳麦的。如果不使用前置音频插口,针脚5& 6,9&10必须用跳线帽短接,这样输出信号才会转到后面的音频端口。否则后面的Line-Out音频接口将不起作用。
二、目前机箱前置耳麦插口的种类和连接
1、基本按Intel®[i][/i] 的I/O面板连接规范设计,提供7条连接线,如下图:
这种前置音频插口的耳机插孔带有弹簧开关,多了两条左右声道返回主板的连线(LINE OUT RL和LINE OUT RR)。采用这种耳机插孔的机箱,其背面的音频输出插孔用于连接音箱,前置插孔用于连接耳机。当使用前置插孔连接耳机时,自动断开背面的音箱,拔出耳机时自动连接到音箱。7条线与主板的前置音频接口JAUD1的连接方式如下
请注意:⑴JAUD1的麦克连接,MIC IN连接到1脚,MICPOWER连接到3脚,如果接反了会导致麦克没有输入或音量很小;⑵一定要连接地线,必须连接到2脚;⑶第5、9脚连接左右声道输出,第6、10脚连接左右声道返回。
2、普通面板连接,提供5条连接线,如下图:
这种前置音频插口的耳机插孔是简易的,不带开关,也没有左右声道返回主板的连线。使用这种前置音频插口,就不能在音箱和耳机之间自动切换。当使用前置音频插口时就不能使用背面的音频插口。5条线与主板JAUD1的连接如下:
请注意:⑴麦克的连接线没有标明IN和POWER,也就不能一次连接正确,如果连接后麦克没有输入或音量很小,请将绿、黄两条线更换一下。⑵一定要连接地线,必须连接到2脚;⑶第5、9脚连接左右声道输出,第6、10脚一定不要连接任何线,特别是地线,如果连接了地线,就会烧坏声卡芯片。
这种前置音频插口的耳机插孔是简易的,不带开关,也没有左右声道返回主板的连线。使用这种前置音频插口,就不能在音箱和耳机之间自动切换。当使用前置音频插口时就不能使用背面的音频插口。5条线与主板JAUD1的连接如下:
请注意:⑴麦克的连接线没有标明IN和POWER,也就不能一次连接正确,如果连接后麦克没有输入或音量很小,请将绿、黄两条线更换一下。⑵一定要连接地线,必须连接到2脚;⑶第5、9脚连接左右声道输出,第6、10脚一定不要连接任何线,特别是地线,如果连接了地线,就会烧坏声卡芯片。
3、普通面板连接,提供3对连接线,如下图:
这种前置音频插口的耳机插孔与第2种相同,不同的是连接线不是分散的,而是成对的,对于麦克来说还是可以与JAUD1连接的。耳机的连接就不能直接连接到JAUD1上,因为这种双线插头一根是输出信号线,一根是地线,如果插到JAUD1的5、6或9、10上导致音频输出对地短路,烧毁声卡芯片。所以必须将左右声道的两个成对的插头切开,分出输出线和地线,然后与主板JAUD1的连接。连接方式如下:
请注意:⑴麦克的连接线没有标明IN和POWER,也就不能一次连接正确,如果连接后麦克没有输入或音量很小,请将插头反过来插。⑵将S-R和S-L切开,分出信号线和地线(一般是黑色线),将信号线分别插到JAUD1的5、9上。6、10空着,不接任何连接线。否则,会烧坏声卡芯片。⑶将S-R或者S-L切开后的地线(只用一根)插到JAUD1第2脚。

这种前置音频插口的耳机插孔与第2种相同,不同的是连接线不是分散的,而是成对的,对于麦克来说还是可以与JAUD1连接的。耳机的连接就不能直接连接到JAUD1上,因为这种双线插头一根是输出信号线,一根是地线,如果插到JAUD1的5、6或9、10上导致音频输出对地短路,烧毁声卡芯片。所以必须将左右声道的两个成对的插头切开,分出输出线和地线,然后与主板JAUD1的连接。连接方式如下:

请注意:⑴麦克的连接线没有标明IN和POWER,也就不能一次连接正确,如果连接后麦克没有输入或音量很小,请将插头反过来插。⑵将S-R和S-L切开,分出信号线和地线(一般是黑色线),将信号线分别插到JAUD1的5、9上。6、10空着,不接任何连接线。否则,会烧坏声卡芯片。⑶将S-R或者S-L切开后的地线(只用一根)插到JAUD1第2脚。
asp http500错误
出现500错误的原因是很多的,一般来说,如果程序出错,那么在浏览器内会返回给用户一个友好的错误提示,统一称之为服务器500错误。
解决的方法就是您必须在http中能够正确的获得错误信息,方法为:请打开浏览器,选择工具,internet选项,高级,在高级中的浏览项目里面有一个“显示http友好错误提示”的复选框,请取消该复选框,这样您可以获得正确的错误提示。 在获得正确的错误提示之后,您就可以根据该错误提示检查您具体的出错原因了 大多数情况下,是一个网页中使用了多个@ 命令(调用多个网页往往忽略了这个问题), 去掉就OK 了。
IIS错误500解决方法! 综合分析上面的错误表现我们可以看出,主要是由于IWAM账号(在我的计算机即是IWAM_MYSERVER账号)的密码错误造成了HTTP 500内部错误。在详细分析HTTP500内部错误产生的原因之前,先对IWAM账号进行一下简要的介绍: IWAM账号是安装IIS5时系统自动建立的一个内置账号,主要用于启动进程之外的应用程序的Internet信息服务。IWAM账号的名字会根据每台计算机NETBIOS名字的不同而有所不同,通用的格式IWAM_MACHINE,即由“IWAM”前缀、连接线“_”加上计算机的NETBIOS名字组成。我的计算机的NETBIOS名字是MYSERVER,因此我的计算机上IWAM账号的名字就是IWAM_MYSERVER,这一点与IIS匿名账号ISUR_MACHINE的命名方式非常相似。IWAM账号建立后被Active Directory、IIS metabase数据库和COM+应用程序三方共同使用,账号密码被三方分别保存,并由操作系统负责这三方保存的IWAM密码 的同步工作。按常理说,由操作系统负责的工作我们大可放心,不必担心出错,但不知是BUG还是其它什么原因,系统的对IWAM账号的密码同步工作有时会失败,使三方IWAM账号所用密码不统一。当IIS或COM+应用程序使用错误IWAM的密码登录系统,启动IIS Out-Of-Process Pooled Applications时,系统会因密码错误而拒绝这一请求,导致IIS Out-Of-Process Pooled Applications启动失败,也就是我们在ID10004错误事件中看到的“不能运行服务器{3D14228D-FBE1-11D0-995 D-00C04FD919C1} ”(这里{3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1} 是IIS Out-Of-Process Pooled Applications的KEY),不能转入IIS5应用程序,HTTP 500内部错误就这样产生了。 三.解决办法知道了导致HTTP 500内部错误的原因,解决起来就比较简单了,那就是人工同步IWAM账号在Active Directory、IIS metabase数据库和COM+应用程序中的密码。具体操作分三步,均需要以管理员身份登录计算机以提供足够的操作权限(IWAM账号以IWAM_MYSERVER为例)。
(一)更改Active Directory中IWAM_MYSERVER账号的密码因IWAM账号的密码由系统控制,随机产生,我们并不知道是什么,为完成下面两步的密码同步工作,我们必须将IWAM账号的密码设置为一个我们知道的值。
1、选择“开始”->“程序”->“管理工具”->"Active Directory用户和计算机",启动“Active Directory用户和计算机”管理单元。
2、单击“user”,选中右面的“IWAM_MYSERVER”,右击选择“重设密码(T)...”,在跳出的重设密码对方框中给IWAM_MYSERVER设置新的密码,这儿我们设置成“Aboutnt2001”(没有引号的),确定,等待密码修改成功。
(二)同步IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号的密码 可能因为这项改动太敏感和重要,微软并没有为我们修改IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号密码提供一个显式的用户接口,只随IIS5提供了一个管理脚本adsutil.vbs,这个脚本位于C:\inetpub\adminscripts子目录下(位置可能会因你安装IIS5时设置的不同而有所变动)。 adsutil.vbs脚本功能强大,参数非常多且用法复杂,这里只提供使用这个脚本修 改IWAM_MYSERVER账号密码的方法:adsutil SET w3svc/WAMUserPass Password"Password"参数就是要设置的IWAM账号的新的密码。因此我们将IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号的密码修改为“Aboutnt2001”的命令就是: c:\Inetpub\AdminScripts>adsutil SET w3svc/WAMUserPass "Aboutnt2001" 修改成功后,系统会有如下提示: WAMUserPass: (String) "Aboutnt2001"
(三)同步COM+应用程序所用的IWAM_MYSERVER的密码同步COM+应用程序所用的IWAM_MYSERVER的密码,我们有两种方式可以选择:一种是使用组件服务MMC管理单元,另一种是使用IWAM账号同步脚本synciwam.vbs。 1、使用组件服务MMC管理单元 (1)启动组件服务管理单元:选择“开始”->“运行”->“MMC”,启动管理控制台,打开“添加/删除管理单元”对话框,将“组件服务”管理单元添加上。 (2)找到“组件服务”->“计算机”->“我的电脑”->“COM+应用程序”->“Out-Of-Process Pooled Applications”,右击“Out-Of-Process Pooled Applications”->“属性”。 (3)切换到“Out-Of-Process Pooled Applications”属性对话框的“标志”选项卡。“此应用程序在下列账户下运行”选择中“此用户”会被选中,用户名是“IWAM_MYSERVER”。这些都是缺省的,不必改动。在下面的“密码”和“确认密码”文本框内输入正确的密码“Aboutnt2001”,确定退出。 (4)系统如果提示“应用程序被一个以上的外部产品创建。你确定要被这些产品支持吗?”时确定即可。 (5)如果我们在IIS中将其它一些Web的“应用程序保护”设置为“高(独立的)”,那么这个WEB所使用的COM+应用程序的IWAM账号密码也需要同步。重复(1)- (4)步,同步其它相应Out of process application的IWAM账号密码。 2、使用IWAM账号同步脚本synciwam.vbs实际上微软已经发现IWAM账号在密码同步方面存在问题,因此在IIS5的管理脚本中单独为IWAM账号密码同步编写了一个脚本synciwam.vbs,这个脚本位于C:\ine tpub\adminscripts子目录下(位置可能会因你安装IIS5时设置的不同而有所变动)。 synciwam.vbs脚本用法比较简单:cscript synciwam.vbs [-v-h]“-v”参数表示详细显示脚本执行的整个过程(建议使用),“-h”参数用于显示简单的帮助信息。 我们要同步IWAM_MYSERVER账号在COM+应用程序中的密码,只需要执行“cscript synciwam.vbs -v”即可,如下: cscript c:\inetpub\adminscripts\synciwam.vbs -v Microsoft (R) Windows Script Host Version 5.6 版权所有(C) Microsoft Corporation 1996-2000。保留所有权利。 WamUserName:IWAM_MYSERVER WamUserPass:Aboutnt2001 IIS Applications Defined: Name, AppIsolated, Package ID w3svc, 0, {3D14228C-FBE1-11d0-995D-00C04FD919C1} Root, 2, IISHelp, 2, IISAdmin, 2, IISSamples, 2, MSADC, 2, ROOT, 2, IISAdmin, 2, IISHelp, 2, Root, 2, Root, 2, Out of process applications defined: Count: 1 {3D14228D-FBE1-11d0-995D-00C04FD919C1}Updating Applications: Name: IIS Out-Of-Process Pooled Applications Key: {3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1} 从上面脚本的执行情况可以看出,使用synciwam.vbs脚本要比使用组件服务的方法更全面和快捷。它首先从IIS的metabase数据库找到IWAM账号"IWAM_MYSERVER"并取出对应的密码“Aboutnt2001”,然后查找所有已定义的IIS Applications和Out of process applications,并逐一同步每一个Out of process applications应用程序的IWAM账号密码。 使用synciwam.vbs脚本时,要注意一个问题,那就是在你运行synciwam.vbs之前,必须保证IIS metabase数据库与Active Directory中的IWAM密码已经一致。因为synciwam.vbs脚本是从IIS metabase数据库而不是从Active Directory取得IWAM账号的密码,如果IIS metabase中的密码不正确,那synciwam.vbs取得的密码也会不正确,同步操作执行到“Updating Applications”系统就会报80110414错误,即“找不到应用程序{3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1}”。 好了,到现在为止,IWAM账号在Active Directory、IIS metabase数据库和COM+ 应用程序三处的密码已经同步成功,你的ASP程序又可以运行了!
解决的方法就是您必须在http中能够正确的获得错误信息,方法为:请打开浏览器,选择工具,internet选项,高级,在高级中的浏览项目里面有一个“显示http友好错误提示”的复选框,请取消该复选框,这样您可以获得正确的错误提示。 在获得正确的错误提示之后,您就可以根据该错误提示检查您具体的出错原因了 大多数情况下,是一个网页中使用了多个@ 命令(调用多个网页往往忽略了这个问题), 去掉就OK 了。
IIS错误500解决方法! 综合分析上面的错误表现我们可以看出,主要是由于IWAM账号(在我的计算机即是IWAM_MYSERVER账号)的密码错误造成了HTTP 500内部错误。在详细分析HTTP500内部错误产生的原因之前,先对IWAM账号进行一下简要的介绍: IWAM账号是安装IIS5时系统自动建立的一个内置账号,主要用于启动进程之外的应用程序的Internet信息服务。IWAM账号的名字会根据每台计算机NETBIOS名字的不同而有所不同,通用的格式IWAM_MACHINE,即由“IWAM”前缀、连接线“_”加上计算机的NETBIOS名字组成。我的计算机的NETBIOS名字是MYSERVER,因此我的计算机上IWAM账号的名字就是IWAM_MYSERVER,这一点与IIS匿名账号ISUR_MACHINE的命名方式非常相似。IWAM账号建立后被Active Directory、IIS metabase数据库和COM+应用程序三方共同使用,账号密码被三方分别保存,并由操作系统负责这三方保存的IWAM密码 的同步工作。按常理说,由操作系统负责的工作我们大可放心,不必担心出错,但不知是BUG还是其它什么原因,系统的对IWAM账号的密码同步工作有时会失败,使三方IWAM账号所用密码不统一。当IIS或COM+应用程序使用错误IWAM的密码登录系统,启动IIS Out-Of-Process Pooled Applications时,系统会因密码错误而拒绝这一请求,导致IIS Out-Of-Process Pooled Applications启动失败,也就是我们在ID10004错误事件中看到的“不能运行服务器{3D14228D-FBE1-11D0-995 D-00C04FD919C1} ”(这里{3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1} 是IIS Out-Of-Process Pooled Applications的KEY),不能转入IIS5应用程序,HTTP 500内部错误就这样产生了。 三.解决办法知道了导致HTTP 500内部错误的原因,解决起来就比较简单了,那就是人工同步IWAM账号在Active Directory、IIS metabase数据库和COM+应用程序中的密码。具体操作分三步,均需要以管理员身份登录计算机以提供足够的操作权限(IWAM账号以IWAM_MYSERVER为例)。
(一)更改Active Directory中IWAM_MYSERVER账号的密码因IWAM账号的密码由系统控制,随机产生,我们并不知道是什么,为完成下面两步的密码同步工作,我们必须将IWAM账号的密码设置为一个我们知道的值。
1、选择“开始”->“程序”->“管理工具”->"Active Directory用户和计算机",启动“Active Directory用户和计算机”管理单元。
2、单击“user”,选中右面的“IWAM_MYSERVER”,右击选择“重设密码(T)...”,在跳出的重设密码对方框中给IWAM_MYSERVER设置新的密码,这儿我们设置成“Aboutnt2001”(没有引号的),确定,等待密码修改成功。
(二)同步IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号的密码 可能因为这项改动太敏感和重要,微软并没有为我们修改IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号密码提供一个显式的用户接口,只随IIS5提供了一个管理脚本adsutil.vbs,这个脚本位于C:\inetpub\adminscripts子目录下(位置可能会因你安装IIS5时设置的不同而有所变动)。 adsutil.vbs脚本功能强大,参数非常多且用法复杂,这里只提供使用这个脚本修 改IWAM_MYSERVER账号密码的方法:adsutil SET w3svc/WAMUserPass Password"Password"参数就是要设置的IWAM账号的新的密码。因此我们将IIS metabase中IWAM_MYSERVER账号的密码修改为“Aboutnt2001”的命令就是: c:\Inetpub\AdminScripts>adsutil SET w3svc/WAMUserPass "Aboutnt2001" 修改成功后,系统会有如下提示: WAMUserPass: (String) "Aboutnt2001"
(三)同步COM+应用程序所用的IWAM_MYSERVER的密码同步COM+应用程序所用的IWAM_MYSERVER的密码,我们有两种方式可以选择:一种是使用组件服务MMC管理单元,另一种是使用IWAM账号同步脚本synciwam.vbs。 1、使用组件服务MMC管理单元 (1)启动组件服务管理单元:选择“开始”->“运行”->“MMC”,启动管理控制台,打开“添加/删除管理单元”对话框,将“组件服务”管理单元添加上。 (2)找到“组件服务”->“计算机”->“我的电脑”->“COM+应用程序”->“Out-Of-Process Pooled Applications”,右击“Out-Of-Process Pooled Applications”->“属性”。 (3)切换到“Out-Of-Process Pooled Applications”属性对话框的“标志”选项卡。“此应用程序在下列账户下运行”选择中“此用户”会被选中,用户名是“IWAM_MYSERVER”。这些都是缺省的,不必改动。在下面的“密码”和“确认密码”文本框内输入正确的密码“Aboutnt2001”,确定退出。 (4)系统如果提示“应用程序被一个以上的外部产品创建。你确定要被这些产品支持吗?”时确定即可。 (5)如果我们在IIS中将其它一些Web的“应用程序保护”设置为“高(独立的)”,那么这个WEB所使用的COM+应用程序的IWAM账号密码也需要同步。重复(1)- (4)步,同步其它相应Out of process application的IWAM账号密码。 2、使用IWAM账号同步脚本synciwam.vbs实际上微软已经发现IWAM账号在密码同步方面存在问题,因此在IIS5的管理脚本中单独为IWAM账号密码同步编写了一个脚本synciwam.vbs,这个脚本位于C:\ine tpub\adminscripts子目录下(位置可能会因你安装IIS5时设置的不同而有所变动)。 synciwam.vbs脚本用法比较简单:cscript synciwam.vbs [-v-h]“-v”参数表示详细显示脚本执行的整个过程(建议使用),“-h”参数用于显示简单的帮助信息。 我们要同步IWAM_MYSERVER账号在COM+应用程序中的密码,只需要执行“cscript synciwam.vbs -v”即可,如下: cscript c:\inetpub\adminscripts\synciwam.vbs -v Microsoft (R) Windows Script Host Version 5.6 版权所有(C) Microsoft Corporation 1996-2000。保留所有权利。 WamUserName:IWAM_MYSERVER WamUserPass:Aboutnt2001 IIS Applications Defined: Name, AppIsolated, Package ID w3svc, 0, {3D14228C-FBE1-11d0-995D-00C04FD919C1} Root, 2, IISHelp, 2, IISAdmin, 2, IISSamples, 2, MSADC, 2, ROOT, 2, IISAdmin, 2, IISHelp, 2, Root, 2, Root, 2, Out of process applications defined: Count: 1 {3D14228D-FBE1-11d0-995D-00C04FD919C1}Updating Applications: Name: IIS Out-Of-Process Pooled Applications Key: {3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1} 从上面脚本的执行情况可以看出,使用synciwam.vbs脚本要比使用组件服务的方法更全面和快捷。它首先从IIS的metabase数据库找到IWAM账号"IWAM_MYSERVER"并取出对应的密码“Aboutnt2001”,然后查找所有已定义的IIS Applications和Out of process applications,并逐一同步每一个Out of process applications应用程序的IWAM账号密码。 使用synciwam.vbs脚本时,要注意一个问题,那就是在你运行synciwam.vbs之前,必须保证IIS metabase数据库与Active Directory中的IWAM密码已经一致。因为synciwam.vbs脚本是从IIS metabase数据库而不是从Active Directory取得IWAM账号的密码,如果IIS metabase中的密码不正确,那synciwam.vbs取得的密码也会不正确,同步操作执行到“Updating Applications”系统就会报80110414错误,即“找不到应用程序{3D14228D-FBE1-11D0-995D-00C04FD919C1}”。 好了,到现在为止,IWAM账号在Active Directory、IIS metabase数据库和COM+ 应用程序三处的密码已经同步成功,你的ASP程序又可以运行了!
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