教学反思：高中物理DIS创新实验对高中生创新素养的培养

目录/提纲：……
一、绪论
二、文献综述
三、概念界定及理论基础
四、高中物理DIS创新实验实践研究
2、模拟蹦极时物体的加速度和位移及速度的关系
3、点击“采集”释放物体，结束后得到数据，点击“自动比例”
1、汽车贴膜防紫外线性能的研究
2、眼镜防紫外线性能的研究
一、紫外辐射强度测量
一、紫外辐射强度测量
4、设定“数据采集”参数
6、保存实验数据
8、重复以上步骤进行数据采集
9、对实验数据进行统计
10、更换不品牌防晒霜进行试验
一、远红外复眼传感器
二、远红外接收传感器
三、红外测距传感器
四、地面灰度传感器
五、数字指南针
六、行程定位传感器
七、电源并联座
七、黑区罚球，选择旋钮拨到7号，操作说明：将机器人对准足球，直接运行键运行
八、黑区中路进攻，选择旋钮拨到8号，操作说明：直接运行键运行
一、篮球进攻操作说明
2、IRFL_17/IRFR_17采样（每半场比赛做一次）：5-3
3、指南针消磁、正北（每半场比赛做一次，在罚球点测试）：5-4
4、中路投篮测试（只需调远近B值）：5-7
5、边角投篮测试（只需调远近B值，每半场做一次）：5-8
二、篮球防守操作说明
2、指南针消磁、正北（每半场比赛做一次）
4、摆放好准备比赛（双轮在前）
五、研究结论与启示
……
高中物理DIS创新实验对高中生创新素养的培养
教学反思：高中物理DIS创新实验对高中生创新素养的培养

摘要：本文旨在通过高中物理DIS创新实验从课程开发、学生拓展和创新素养培养的角度进行研究，并进一步了解高中教师和学生对于物理拓展型课程的需求，尝试开发《基于DIS的高中物理拓展型课程案例》。
一、绪论
1.1问题的提出
1.1.1物理创新实验的重要性
物理是一门以实验为基础的自然科学, 物理实验体现了自然科学的重要特点，物理学中的很多概念和规律都来自于实验。物理实验体现着科学探索研究的重要思想和方法，物理实验的素养（观念、思想方法、技能、观察、实践、分析、创新）是科学素养，物理创新实验旨在学生的必修、选修实验以外，通过教师设计或者学生发掘的课题进行研究的实验，创新实验课题可以是以书本和拓展部分的实验为基础进行体验和改进；也可以是以生活中的物理现象和设计为基础进行设计；或者以学生的开创性思维围绕着生产、生活中遇到的有关问题进行设计产品为主的实验。物理实验在培养学生创新素养方面的作用是不能替代的。
1.1.2物理创新素养的重要性
江泽民同志指出：“创新是一个国家的灵魂，是一个民族兴旺发达的不竭动力-------一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界之林。”对于学校教育来说，培养学生的创新素养，提高学生的创新能力，无论对国家还是对个人都具有重要意义。因此，创新素养已成为现代育人素质教育中最重要组成部分，培养学生的创新素养和创新能力已成为当前教育教学改革的主要目标。
1.2研究的内容
（1）编制《基于DIS的高中物理拓展型课程案例》。
该实验内容由三类实验组成：拓展体验实验系列、综合拓展实验系列、创新实验系列。其中，拓展体验实验系列，主要以中学教材中出现的教师演示实验、拓展实验为基础，也可以是对传统学生实验的DIS改造。重点突出有趣、新颖和低起点，让学生在体验中，学习实验的基本方法，培养实验的兴趣，奠定创新的能力。综合拓展实验系列，以综合、新颖的项目为基础，以项
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个方面，地球正在成为一个名副其实的“地球村”。具有不同风俗习惯、z-教信仰、文化传统的不同国家的人们在一起学习、交流、工作甚至生活的机会和几率越来越高，他们在一起能否和谐相处，以及如何和谐相处是当今世界不容回避的一个重要的问题。而我校是上海师范大学的附属外国语中学，在“十二五”学校发展规划的育人目标中明确指出:培养具有中华精神、世界眼光、人文情怀的时代新人，所以学校教育要培养学生的相互理解能力，培养面向全世界的全球公民已经成为教育改革和发展的重要教育目标之一。对于理科教育而言，DIS软件的英语界面，产生的图表、数据分析的通用性，科学研究方法和手段的相似性，以及研究交流中沟通表达能力的培养，为增进国际理解提供了良好的载体。
二、文献综述
2.1国外关于创新实验研究综述
美国主流中学物理教材中较少使用DIS。比如由The McGraw-Hill companies 出版的physics: principles and problems，其中的实验主要还是使用传统实验仪器开展的实验。但是，“数字化信息系统”美国应用于物理教学比国内要早几十年，主要有美国德州仪器公司生产的以图形计算器为核心的数理实验系统---CBL（基于掌上的数理实验系统），与德州仪器公司合作的教育产品专业公司VERNIER生产的实验系统---LabPro，始于1964年的美国教育产品PASCO在欧洲、美洲、亚洲等的六十多个国家具有相当高的市场占有率和声誉。其产品被较高程度的教学，比如大学阶段、部分高中拓展型教学（比较典型的是IB课程和AP课程）广泛使用，值得借鉴。
2.2国内关于研究综述
国内对于DIS实验的研究，数量还是比较多的。通过对《中国期刊全文数据库》、《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》、《中国重要报纸全文数据库》等的搜索，如果键入“DIS”，那么结果有651条。其中大约有30%与中学物理教学有关，内容可分为以下几类：第一、从总体上介绍和论述DIS对于中学物理教学的作用，大约占30%。例如：DIS数字化信息系统在中学物理实验教学中的应用研究（中国现代教育装备2010年第8期）。第二、对基础型教材中出现的具体内容，用DIS实验实现的过程介绍与分析，大约占65%。例如：《用DIS探究影响滑动摩擦力的因素》（物理实验2010年第5期）。第三、用DIS实验对传统实验进行改进，大约占5%，比如：《用DIS实验系统做牛顿第二定律实验方案的改进》（物理教学探讨2003年第8期）。如果键入“DIS课程”，结果为1，但不是谈DIS课程本身，而是谈DIS对课程改革的影响。如果键入“DIS拓展”，那么结果为0。如果键入“创新素养”，结果为40，与物理相关的有6，但与DIS相关的为0。
可见，目前国内对于DIS的研究比较多，但是从课程角度、拓展和创新素养角度研究DIS的几乎没有。另外，通过对于一些中学的调研发现，对于DIS拓展型课程的研究，还处于起步阶段，很多中学都有需求，但尚没有形成比较成熟的基于DIS的高中物理拓展型课程。
三、概念界定及理论基础
3.1概念界定
3.1.1 DIS——数字化信息系统
DIS——数字化信息系统，主要包括传感器、数据采集器、计算机等。传感器可以测量力、位移、温度、光、电压、电流等各种物理量，并将物理量转化成相应的电信号。数据采集器将传感器采集到的各种电信号进行处理后输入计算机。计算机将数据采集器输入的信号（实验数据），通过应用软件进行分析处理，并以多种形式实时显示在计算机的屏幕上。上海二期课改将DIS实验引入高中物理教材，其强大的数据处理能力及实时显示功能，给物理量的测量带来了重大变化，从而对现代物理教学产生深远影响。
3.1.2拓展型课程
拓展型课程——上海二期课改明确提出，上海市十二年一贯普通中小学课程体系由基础型课程、拓展型课程和研究型课程组成。【1】其中，拓展型课程以培养学生的主体意识、完善学生的认知结构、提高学生自我规划和自主选择能力为宗旨，着眼于培养、激发和发展学生的兴趣爱好，开发学生的潜能，促进学生个性的发展和学校办学特色的形成，是一种体现不同基础要求、具有一定开放性的课程。拓展型课程由限定拓展课程和自主拓展课程两部分组成。本研究中的拓展型课程，指自主拓展型课程，主要由基础型课程延伸的学科课程内容（高中物理）和满足学生个性发展需要的其他学习活动（丰富有趣的实验活动）组成，是学生自主选择修习的课程。
3.1.3创新实验
创新实验是指在学生在学习物理基础型课程实验的基础上，根据教师的指导或者自己的思路、方法、手段对于原有实验进行改进以获取更直接、更准确的实验结果；对生活中出现的物理现象用科学的实验方法进行验证解释；利用高中同学现有能力和思维按需要进行实验设计等一系列实验。
3.1.4创新素养
创新素养是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化修习涵养的过程。同样也可以理解为，创新是动词，素养是代名词，连起来可以理解为动名词，创造性的素养。创新也是一种现代人所要求具备的素养。【2】
熊彼特在其著作中提出：创新是指把一种新的生产要素和生产条件的“新结合”引入生产体系。它包括五种情况：引入一种新产品，引入一种新的生产方法，开辟一个新的市场，获得原材料或半成品的一种新的供应来源。熊彼特的创新概念包含的范围很广，如涉及到技术性变化的创新及非技术性变化的组织创新。【3】
四、高中物理DIS创新实验实践研究
课程分为三部分：物理实验拓展体验，物理实验综合研究，物理实验创新研究。并确定了物理实验拓展体验：以书本和拓展部分的实验为基础进行体验和改进；物理实验综合研究：以生活中的物理现象和设计为基础；物理实验创新研究：以学生的开创性思维围绕着生产、生活中遇到的有关问题进行设计产品为主。

课
程
结
构 课程层次 课程内容 培养能力
拓展体验 学科拓展 探究精神
综合拓展 联系生活 探究能力
拓展创新 从学生出发，开发新项目 创新精神
4.1拓展实验教学案例
（1）拓展体验案例：
牛顿第二定律的改进实验改进与拓展

E*periment 5: Newtons second law of improving e*perimental improvement and e*pansion


任务：
1、 当物体的质量一定时，物体的加速度和所受外力成正比，但是在用传统的DIS实验验证时，总是不能得到“a—F图像是一条通过原点的倾斜直线”，采用新的器材验证他们的关系，是的图像为过原点的倾斜直线。
2、模拟蹦极时物体的加速度和位移及速度的关系。


TASKS:
1、When the mass of the object is given, the acceleration of a body is proportional to the e*ternal force, but in the traditional DIS e*periment, always cant get" a - ……（未完，全文共21232字，当前仅显示3819字，请阅读下面提示信息。收藏《教学反思：高中物理DIS创新实验对高中生创新素养的培养》）