教學(xué)反思：高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)高中生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)

目錄/提綱：……
一、緒論
二、文獻(xiàn)綜述
三、概念界定及理論基礎(chǔ)
四、高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐研究
2、模擬蹦極時(shí)物體的加速度和位移及速度的關(guān)系
3、點(diǎn)擊“采集”釋放物體，結(jié)束后得到數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“自動(dòng)比例”
1、汽車貼膜防紫外線性能的研究
2、眼鏡防紫外線性能的研究
一、紫外輻射強(qiáng)度測(cè)量
一、紫外輻射強(qiáng)度測(cè)量
4、設(shè)定“數(shù)據(jù)采集”參數(shù)
6、保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
8、重復(fù)以上步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)采集
9、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)
10、更換不品牌防曬霜進(jìn)行試驗(yàn)
一、遠(yuǎn)紅外復(fù)眼傳感器
二、遠(yuǎn)紅外接收傳感器
三、紅外測(cè)距傳感器
四、地面灰度傳感器
五、數(shù)字指南針
六、行程定位傳感器
七、電源并聯(lián)座
七、黑區(qū)罰球，選擇旋鈕撥到7號(hào)，操作說(shuō)明：將機(jī)器人對(duì)準(zhǔn)足球，直接運(yùn)行鍵運(yùn)行
八、黑區(qū)中路進(jìn)攻，選擇旋鈕撥到8號(hào)，操作說(shuō)明：直接運(yùn)行鍵運(yùn)行
一、籃球進(jìn)攻操作說(shuō)明
2、IRFL_17/IRFR_17采樣（每半場(chǎng)比賽做一次）：5-3
3、指南針消磁、正北（每半場(chǎng)比賽做一次，在罰球點(diǎn)測(cè)試）：5-4
4、中路投籃測(cè)試（只需調(diào)遠(yuǎn)近B值）：5-7
5、邊角投籃測(cè)試（只需調(diào)遠(yuǎn)近B值，每半場(chǎng)做一次）：5-8
二、籃球防守操作說(shuō)明
2、指南針消磁、正北（每半場(chǎng)比賽做一次）
4、擺放好準(zhǔn)備比賽（雙輪在前）
五、研究結(jié)論與啟示
……
高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)高中生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)
教學(xué)反思：高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)高中生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)

摘要：本文旨在通過(guò)高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)從課程開發(fā)、學(xué)生拓展和創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的角度進(jìn)行研究，并進(jìn)一步了解高中教師和學(xué)生對(duì)于物理拓展型課程的需求，嘗試開發(fā)《基于DIS的高中物理拓展型課程案例》。
一、緒論
1.1問(wèn)題的提出
1.1.1物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的重要性
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué), 物理實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了自然科學(xué)的重要特點(diǎn)，物理學(xué)中的很多概念和規(guī)律都來(lái)自于實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)著科學(xué)探索研究的重要思想和方法，物理實(shí)驗(yàn)的素養(yǎng)（觀念、思想方法、技能、觀察、實(shí)踐、分析、創(chuàng)新）是科學(xué)素養(yǎng)，物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)旨在學(xué)生的必修、選修實(shí)驗(yàn)以外，通過(guò)教師設(shè)計(jì)或者學(xué)生發(fā)掘的課題進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題可以是以書本和拓展部分的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行體驗(yàn)和改進(jìn)；也可以是以生活中的物理現(xiàn)象和設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)；或者以學(xué)生的開創(chuàng)性思維圍繞著生產(chǎn)、生活中遇到的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)產(chǎn)品為主的實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)方面的作用是不能替代的。
1.1.2物理創(chuàng)新素養(yǎng)的重要性
江澤民同志指出：“創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家的靈魂，是一個(gè)民族興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力-------一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界之林�！睂�(duì)于學(xué)校教育來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，無(wú)論對(duì)國(guó)家還是對(duì)個(gè)人都具有重要意義。因此，創(chuàng)新素養(yǎng)已成為現(xiàn)代育人素質(zhì)教育中最重要組成部分，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)和創(chuàng)新能力已成為當(dāng)前教育教學(xué)改革的主要目標(biāo)。
1.2研究的內(nèi)容
（1）編制《基于DIS的高中物理拓展型課程案例》。
該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由三類實(shí)驗(yàn)組成：拓展體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)系列、綜合拓展實(shí)驗(yàn)系列、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)系列。其中，拓展體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)系列，主要以中學(xué)教材中出現(xiàn)的教師演示實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，也可以是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的DIS改造。重點(diǎn)突出有趣、新穎和低起點(diǎn)，讓學(xué)生在體驗(yàn)中，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的興趣，奠定創(chuàng)新的能力。綜合拓展實(shí)驗(yàn)系列，以綜合、新穎的項(xiàng)目為基礎(chǔ)，以項(xiàng)
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個(gè)方面，地球正在成為一個(gè)名副其實(shí)的“地球村”。具有不同風(fēng)俗習(xí)慣、z-教信仰、文化傳統(tǒng)的不同國(guó)家的人們?cè)谝黄饘W(xué)習(xí)、交流、工作甚至生活的機(jī)會(huì)和幾率越來(lái)越高，他們?cè)谝黄鹉芊窈椭C相處，以及如何和諧相處是當(dāng)今世界不容回避的一個(gè)重要的問(wèn)題。而我校是上海師范大學(xué)的附屬外國(guó)語(yǔ)中學(xué)，在“十二五”學(xué)校發(fā)展規(guī)劃的育人目標(biāo)中明確指出:培養(yǎng)具有中華精神、世界眼光、人文情懷的時(shí)代新人，所以學(xué)校教育要培養(yǎng)學(xué)生的相互理解能力，培養(yǎng)面向全世界的全球公民已經(jīng)成為教育改革和發(fā)展的重要教育目標(biāo)之一。對(duì)于理科教育而言，DIS軟件的英語(yǔ)界面，產(chǎn)生的圖表、數(shù)據(jù)分析的通用性，科學(xué)研究方法和手段的相似性，以及研究交流中溝通表達(dá)能力的培養(yǎng)，為增進(jìn)國(guó)際理解提供了良好的載體。
二、文獻(xiàn)綜述
2.1國(guó)外關(guān)于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究綜述
美國(guó)主流中學(xué)物理教材中較少使用DIS。比如由The McGraw-Hill companies 出版的physics: principles and problems，其中的實(shí)驗(yàn)主要還是使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器開展的實(shí)驗(yàn)。但是，“數(shù)字化信息系統(tǒng)”美國(guó)應(yīng)用于物理教學(xué)比國(guó)內(nèi)要早幾十年，主要有美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的以圖形計(jì)算器為核心的數(shù)理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)---CBL（基于掌上的數(shù)理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)），與德州儀器公司合作的教育產(chǎn)品專業(yè)公司VERNIER生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)---LabPro，始于1964年的美國(guó)教育產(chǎn)品PASCO在歐洲、美洲、亞洲等的六十多個(gè)國(guó)家具有相當(dāng)高的市場(chǎng)占有率和聲譽(yù)。其產(chǎn)品被較高程度的教學(xué)，比如大學(xué)階段、部分高中拓展型教學(xué)（比較典型的是IB課程和AP課程）廣泛使用，值得借鑒。
2.2國(guó)內(nèi)關(guān)于研究綜述
國(guó)內(nèi)對(duì)于DIS實(shí)驗(yàn)的研究，數(shù)量還是比較多的。通過(guò)對(duì)《中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù)》等的搜索，如果鍵入“DIS”，那么結(jié)果有651條。其中大約有30%與中學(xué)物理教學(xué)有關(guān)，內(nèi)容可分為以下幾類：第一、從總體上介紹和論述DIS對(duì)于中學(xué)物理教學(xué)的作用，大約占30%。例如：DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究（中國(guó)現(xiàn)代教育裝備2010年第8期）。第二、對(duì)基礎(chǔ)型教材中出現(xiàn)的具體內(nèi)容，用DIS實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程介紹與分析，大約占65%。例如：《用DIS探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素》（物理實(shí)驗(yàn)2010年第5期）。第三、用DIS實(shí)驗(yàn)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，大約占5%，比如：《用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)》（物理教學(xué)探討2003年第8期）。如果鍵入“DIS課程”，結(jié)果為1，但不是談DIS課程本身，而是談DIS對(duì)課程改革的影響。如果鍵入“DIS拓展”，那么結(jié)果為0。如果鍵入“創(chuàng)新素養(yǎng)”，結(jié)果為40，與物理相關(guān)的有6，但與DIS相關(guān)的為0。
可見，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于DIS的研究比較多，但是從課程角度、拓展和創(chuàng)新素養(yǎng)角度研究DIS的幾乎沒有。另外，通過(guò)對(duì)于一些中學(xué)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對(duì)于DIS拓展型課程的研究，還處于起步階段，很多中學(xué)都有需求，但尚沒有形成比較成熟的基于DIS的高中物理拓展型課程。
三、概念界定及理論基礎(chǔ)
3.1概念界定
3.1.1 DIS——數(shù)字化信息系統(tǒng)
DIS——數(shù)字化信息系統(tǒng)，主要包括傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等。傳感器可以測(cè)量力、位移、溫度、光、電壓、電流等各種物理量，并將物理量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器將傳感器采集到的各種電信號(hào)進(jìn)行處理后輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)采集器輸入的信號(hào)（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），通過(guò)應(yīng)用軟件進(jìn)行分析處理，并以多種形式實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上。上海二期課改將DIS實(shí)驗(yàn)引入高中物理教材，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力及實(shí)時(shí)顯示功能，給物理量的測(cè)量帶來(lái)了重大變化，從而對(duì)現(xiàn)代物理教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
3.1.2拓展型課程
拓展型課程——上海二期課改明確提出，上海市十二年一貫普通中小學(xué)課程體系由基礎(chǔ)型課程、拓展型課程和研究型課程組成�！�1】其中，拓展型課程以培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)、完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生自我規(guī)劃和自主選擇能力為宗旨，著眼于培養(yǎng)、激發(fā)和發(fā)展學(xué)生的興趣愛好，開發(fā)學(xué)生的潛能，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的發(fā)展和學(xué)校辦學(xué)特色的形成，是一種體現(xiàn)不同基礎(chǔ)要求、具有一定開放性的課程。拓展型課程由限定拓展課程和自主拓展課程兩部分組成。本研究中的拓展型課程，指自主拓展型課程，主要由基礎(chǔ)型課程延伸的學(xué)科課程內(nèi)容（高中物理）和滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展需要的其他學(xué)習(xí)活動(dòng)（豐富有趣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)）組成，是學(xué)生自主選擇修習(xí)的課程。
3.1.3創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是指在學(xué)生在學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)型課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)教師的指導(dǎo)或者自己的思路、方法、手段對(duì)于原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)以獲取更直接、更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；對(duì)生活中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證解釋；利用高中同學(xué)現(xiàn)有能力和思維按需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等一系列實(shí)驗(yàn)。
3.1.4創(chuàng)新素養(yǎng)
創(chuàng)新素養(yǎng)是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的一種概念化修習(xí)涵養(yǎng)的過(guò)程。同樣也可以理解為，創(chuàng)新是動(dòng)詞，素養(yǎng)是代名詞，連起來(lái)可以理解為動(dòng)名詞，創(chuàng)造性的素養(yǎng)。創(chuàng)新也是一種現(xiàn)代人所要求具備的素養(yǎng)。【2】
熊彼特在其著作中提出：創(chuàng)新是指把一種新的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新結(jié)合”引入生產(chǎn)體系。它包括五種情況：引入一種新產(chǎn)品，引入一種新的生產(chǎn)方法，開辟一個(gè)新的市場(chǎng)，獲得原材料或半成品的一種新的供應(yīng)來(lái)源。熊彼特的創(chuàng)新概念包含的范圍很廣，如涉及到技術(shù)性變化的創(chuàng)新及非技術(shù)性變化的組織創(chuàng)新。【3】
四、高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐研究
課程分為三部分：物理實(shí)驗(yàn)拓展體驗(yàn)，物理實(shí)驗(yàn)綜合研究，物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究。并確定了物理實(shí)驗(yàn)拓展體驗(yàn)：以書本和拓展部分的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行體驗(yàn)和改進(jìn)；物理實(shí)驗(yàn)綜合研究：以生活中的物理現(xiàn)象和設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)；物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究：以學(xué)生的開創(chuàng)性思維圍繞著生產(chǎn)、生活中遇到的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)產(chǎn)品為主。

課
程
結(jié)
構(gòu) 課程層次 課程內(nèi)容 培養(yǎng)能力
拓展體驗(yàn) 學(xué)科拓展 探究精神
綜合拓展 聯(lián)系生活 探究能力
拓展創(chuàng)新 從學(xué)生出發(fā)，開發(fā)新項(xiàng)目 創(chuàng)新精神
4.1拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例
（1）拓展體驗(yàn)案例：
牛頓第二定律的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與拓展

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


任務(wù)：
1、 當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度和所受外力成正比，但是在用傳統(tǒng)的DIS實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，總是不能得到“a—F圖像是一條通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線”，采用新的器材驗(yàn)證他們的關(guān)系，是的圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。
2、模擬蹦極時(shí)物體的加速度和位移及速度的關(guān)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，當(dāng)前僅顯示3819字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《教學(xué)反思：高中物理DIS創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)高中生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)》）