高中物理探究型网络课件的设计研究 51页

密级:学校代码：10075分类号:学号：022887教育学硕士学位论文高中物理探究型网络课件的设计研究学位申请人：刘海华指导教师：冯秀琪教授学位类别：教育学硕士学科专业：教育技术学授予单位：河北大学答辩日期：二OO五年六月\nCODE:10075NO:022887ClassifiedIndex:U.D.C.:ADissertationfortheDegreeofM.educationResearchontheDesignofPhysics(SeniorHighSchool)Inquiry-typeNetworkCoursewareLiuHaihuaProf.FengXiuqiMasterofEducationEducationalTechnologyHebeiUniversityCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Specialty:University:DateofOralExamination:June,2005\n河北大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。作考签名：日期：年月口学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于1、保密口,在年月日解密后适用本授权声明。2、不保密□。（请在以上相应方格内打“丿”）作者签名：H期：年月日导师签名：日期：年月日\n摘要在高中物理新课程中，科学探究占有非常重要的地位。探究型网络课件对培养学生的科学探究能力具有特殊的优势。但目前设计和开发大量的高中物理课件在学生科学探究能力培养方面存在很大的缺失，无法满足新课程实施的迫切要求。为了改变这种现状，本文对高中物理探究型网络课件的设计作了尝试性研究。首先，分析了当前高屮物理课件设计和开发在培养学生科学探究能力方面存在缺失的现状。其次，在分别解析科学探究能力和建构主义学习理论的基础上，论述了建构主义学习理论对科学探究能力培养的理论和实践的指导意义。再次，针对高中学生科学探究能力培养，研究了课件的选题，课件的设计。最后，设计并开发了一个“单摆周期”的课件案例。关键词科学探究能力建构主义高中物理网络课件设计\nAbstractInthenewseniorhighschoolphysicscurriculum,scientificinquiryisofparamountimportance.Inquiry-typenetworksoftwareshaveuniqueadvantagestoimprovestudents'abilitytodoscientificinquiry.However,theexistingsoftwaresarefarfromsatisfactory.Tosolvetheproblem,thispaperpointedoutthedefectsofthecurrentsoftwaresconcerningthecultivationofthestudents5abilitytodoscientificinquiry.Basedontheanalysisofscientificinquiryandconstructivism,researchontheinquiry-typenetworksoftwares5topicselectionanddesignhasbeencarriedout.Thepaperwasconcludedwithamodelsoftware"cyclemeasurementofsimplependulum^.KeywordsabilitytodoscientificinquiryconstructivismseniorhighschoolphysicsthedesignofnetworkSoftwares\n刖吕（-）选题的背景（-）高中物理课件研发现状分析4（三）研究目的、内容、方法6二、高中物理探究型网络课件设计的依据（-）高中学生物理科学探究能力培养8（-）高屮物理探究型网络课件的设计与制作要求17三、高中物理探究型网络课件的整体设计20（一）课件的选题20（二）课件的教学设计22（三）课件的系统设计32四、高中物理探究型网络课件的设计案例…《单摆周期》的设计（-）选题35（二）学习者分析35（三）教学目标分析35（四）规划网络课件内容36（五）确定网络课件结构38（六）编写故事板38（七）课件的开发、试用和评价39结论42主要参考文献43致谢\n—、前言（-）选题的背景1.科学探究能力是科学素养培养的首要任务知识经济时代，科学技术转化为牛产力的周期越来越短，一些高科技含量的产品迅速涌入现代人的生活，现代人只有具备较高的科学素养，才能够适应这种变化并提高自己的生活质量。在未来社会，有越来越多的工作需要高级的技能，越来越强调发现问题的能力、创造性地解决问题的能力、运用判断进行思维的能力、在集体屮协同工作的能力、有效地运用技术的能力等，对国民的科学素养也提出了更高的要求。无论是发达国家还是发展中国家的教育工作者，都充分预见到了提高科学素养对于现代人的重要性，并积极寻求教育解决的办法。物理是科学课程中的基础学科，能为其它科学课程的学习奠定基础，对全面提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力具有不可替代的作用。国际比较研究表明，世界各国高屮物理课程的教学冃标的发展趋势是很多国家都重视提问、假说、计划、解释、交流、合作等科学探究能力的培养;注重激发学牛的学习兴趣，让学牛在学习中有成功感、兴奋感；培养学牛的批评性思维能力和创新精神⑴。在国内，通过对中国科技大学等高等院校的教师、科研院所的工程师、研究员、著名企业家和部分工人、农民、普通高中在校学生的家长和中国科技大学少年班的学生等社会各界对高中物理课程需求的调查，调查普遍认为，高屮物理课程冃标要全面提高全体学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力。在此背景下研制的《普通高中物理课程标准（实验）》（以下简称《标准》）提出“高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养”。因此对科学素养的涵义的理解就非常重要，然而科学素养却不是一个简单而明确的概念，不同领域的组织和个人对它的认识也不尽相同。例如：《美国国家科学教育标准》中指出“所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事物和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力⑵。”由经合组织（OECD）发起组织实施的国际学生评价项目（TheProgrammeInternationalStudentAssessment,简称PISA）把科学素养界定为："科学素养是应用科学的知识来确\n定问题，得出(或提出)基于证据的结论的能力，以便理解并帮助做出关于自然世界的决定，并U通过人类的活动做出调整⑶。”虽然对科学素养的认识不尽相同，但是学术界经过多年的努力，对科学素养的内涵还是有了大致的共识。《标准》把科学素养概括为三个维度：知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观。但在科学素养的培养的过程当中，其三者的地位却不同。过程与方法、情感态度与价值观需要以知识为载体，情感、态度与价值观属于非智力因素，属于认识主体的动力系统，在认识主体的认识过程中，起着动力、定向、激励、维持、强化、调节等作用，而方法则是能力的核心，方法的掌握是能力发展的充分条件⑷。从教育的角度来看，科学素养培养的首要任务是科学知识与能力的培养，而在科学知识与能力中更重要的是科学能力的培养，因为能力对于一个人的影响是更为深远的，具有更广泛的迁移价值，而科学能力又集中体现在科学探究能力上。《标准》把“科学探究及物理实验能力要求”与“共同必修模块”、“选修模块”并列，作为内容标准的三大组成部分之一，由此不难看出，在高中物理课程中科学探究能力占有非常重要地位。纵观我国物理教育历史，由于多种历史原因，长期以来并没有充分重视对学生的科学探究能力的培养。因此把科学探究能力的培养作为科学素养培养的首要任务之一，研究与科学探究能力培养有关的一些问题，不但有理论意义而且还具有现实意义。1.网络课件对培养科学探究能力的特殊优势(1)从信息时代对人的要求的角度来看，培养科学探究能力需要设计和开发网络课件关于如何培养岀大批21世纪所需的人才，美国教育技术CEO第3度(2000)报告明确指出：“培养21世纪的能力素养，学校必须将数字化内容与学科课程相整合。这里所强调的“数字化内容与学科课程相整合”就是我们国内通常所说的“信息技术与课程整合⑸”。在这里尤其不能忽视信息技术中的多媒体和网络，它们被认为是人类步入信息时代的两大技术杠杆。掌握多媒体计算机和Internet,则成为信息时代必须具备的基本生存能力，成为每个社会成员能否进入信息时代的“通行证”⑹。多媒体计算机的岀现,使计算机和人的交流变得更加人性化，符合常人的习惯，鼠标和图形化、人性化界面及语咅输入等人机交互方式的岀现，使计算机变得简单易学，因而得到迅速普及，多媒体计算机的普及不仅成为人类步入信息时代的一个重要物质基础，而且成为信息时代来临的一个显著标志。多媒体计算机和掌握多媒体技术的人共同构成信息时代的社会细胞，当一个新时代的社会细胞成熟了，这个时代也就随之来临了。网络的出现和发展，进一\n步将信息时代的社会细胞连为一体，这是人类智慧的联网。以往我们常说，计算机是思维的工具，是人脑的延伸，然而单个计算机的容量和功能毕竟是有限的，无法和蕴藏着巨大潜能的人脑相比，而Internet却通过全球计算机的互联，将人类的智慧汇聚到覆盖全球的巨型复杂的网络系统Z中，这不仅延伸了个体的大脑和思维活动，而且创造了一个外在的，每吋每刻都在急剧发展的全人类的大脑。每个社会成员只要“联网”就能迅速扩充自身的知识和智慧，相反，不能利用网络资源的人将变得孤陋寡闻。在信息时代，财富将首先依赖于个体和国家学习与创新能力，特别是确定问题、找岀新的解决方法和增添新价值的创造能力。人的智能和知识将作为社会的主要资本不断代替机器和厂房。多媒体和Internet已成为信息时代最基本的物质基础和社会条件，成为使人类走岀工业文明、步入信息吋代的两大最重要的技术杠杆。网络和多媒体正改变着传统教育的三大基石，改变着人们的学习方式。信息技术带给教育的不仅是手段和方法的变革，而是包括教育观念、教育模式、教育体制在内的一场极其深刻的历史性变革，止在引发一场学习的革命。在信息时代，培养学生的科学探究能力没有理由不考虑利用多媒体计算机和网络，设计和开发相应的课件。（2）从课程资源的角度来看，高中物理网络课件对培养高中学生科学探究能力具有特殊的优势。课程资源是设计、实施和评价等整个课程形成过程中的可以利用的、有利于实现课程目标的一切人力、物力以及自然资源的总和，包括教材、教师、学生、家长以及学校和社会上所有有助于实现课程目标、促进学生有个性地全面发展和教师专业成长的各种资源。课程资源是课程的基础和前提，课程资源的合理开发和有效利用是任何课程目标顺利达成的必要条件⑴。网络课件作为重要的数字化课程资源，对于培养学生的科学探究能力具有特殊的优势。首先，网络课件便于广泛共享，学生很容易获取优秀的具有教学价值的课件，只要具备网络环境就可以随时随地为自己所用。其次，科学探究是一个完整的学习过程，网络课件容易被整合成连贯一致的学习环境，满足激发学生科学探究动机，满足学生对问题进行分析、探究、解决时不断变化的学习需求，始终为学生科学探究过程提供支持。第三，在科学探究的教学实践过程中，网络课件将扮演学牛的认知工具、研究工具的角色⑻，学生针对探究主题，借助信息技术手段，利用网络课件构建的学习环境进行自主、合作、探究学习。情景模拟、虚拟现实、仿真等信息技术的应用,为学牛体验“真实”的科学研究，为科学探究能力迁移到现实生活中的科学探究提供了\n可能。第四，网络课件可以记录每个学生的学习过程，教师可以针对每个学生的学习进行过程性的评价，从而实现个别化的教学，发展学生的个性。因此网络课件为科学探究能力的培养表现出强有力的支持作用，学生的科学探究能力必定在网络课件支持下的科学探究过程中得到有效的培养。在信息社会，为了让学生适应时■代的要求，基础教育和物理教育必须重视学牛科学探究能力的培养，就必然需要针对性的数字化课程资源支持，就需要设计和开发针对学生科学探究能力培养的网络课件。(-)高中物理课件研发现状分析1•从科学探究的视角，对高中物理课件研发现状的调研笔者对第三、第四届全国计算机多媒体与网络物理教学成果评比交流人会的参赛作品,广东省基础教育教学资源库，三峡教育网，以及其它一些公开出版的物理课件光盘等进行了实际调研，参考了有关文献资料，并对儿位教学一线高中物理教师进行了访谈。调研发现，高中物理课件形式上趋于多样化，有演示课件，基于课堂教学的电子教案，基于学生自主学习、协作式学习或研究性学习的学件，基于各种应用平台的教学素材库,基于资源提取生成电子教案的电子备课平台，基于各类应用服务的物理教学网站，以及完整的教学案例等多种形式⑼。这些课件主要以单机课件、网络课件、教学资源库等形式存在。(1)单机课件就课件开发的理论基础而言，早期课件的开发与制作主要以行为主义为指导，以培养学习者掌握知识和获得某种技能为目标。随着建构主义学习观的确立，以建构主义为指导的设计和开发的课件得到发展。在课件开发技术方面，随着先进的多媒体开发技术、超媒体信息组织技术，以及人工智能技术的发展，课件在助教功能，支持个别化学习、自主学习、促进能力发展上日益进步。在数量上，现有的课件是极其丰富的，但就类型和内容而言，现有课件又显得十分匮乏。现有课件大部分还不能适应高屮物理课程改革实施带来的教学观念、学习方式的垂大转变，课件的交互性差，在发挥学生主动性,支持学生探究性学习，提高学生分析问题、解决问题方面还很欠缺。华屮师范大学的傅德荣教授结合物理探讨了问题解决式CAI课件的学习模式，在普通高中也有相关的探索。但这只是针对培养学牛科学探究能力课件研究和开发的开始，还很有必要进行广泛而深入研究和开发。\n(1)网络课件网络课件指泛在网上专门服务于物理教育教学的软件,主要通过教育网站來实现课件的教育功能，教育网站主要包括网络课程、教学资源管理系统与通用教学系统支持平台、物理学科的教学网站以及经过加工整理的专题学习网站。大部分网站主要是为了辅助教师的教，网站内容主要是教研论文、教学设计案例、教学课件、试题库(题库中的题冃主要是应试型的)偶尔也会有些学科的扩展性资源。网络课程大部分都注重教学内容的“讲解”和“演示”。网络课件从整体上讲，重视教学内容的呈现和讲解，轻视学习环境和学习活动的设计；绝大多数内容的呈现仍以文字阅读为主，个别的仍存在文字教材搬家现象；网上学习过程缺少研究性学习环节和协作学习，教学形式单一，教学效果差；大部分网络教学资源对信息资源组织只关注了基于资源本身的分类，没有重视对基于学习者学习线索的整个网站资源的组织。专题学习网站对资源的组织主题突出，但也缺少对学生科学探究问题的提出，探究过程的指导。(2)教学资源库教学资源库的建设需要有高质量的资源以及能实现资源的共享。关于资源共享，我国基础教育已经出台了《基础教育教学资源元数据规范》(CELTS-42.CD1.6)。有了共同的信息资源标准，数据库可以实现互操作，避免低水平重复建设和“信息孤岛”现象，“车同轨”现在正在逐步解决。在教学资源质量方面，资源库的建设为教师的个性化教学带来了极大的方便，教师可以按照个体的教学设计，个性化的组织利用各类素材,但可用的素材资源开发的依然不够充分。素材开发主要从教师的教学过程出发，很少或没有考虑学生真实的学习需要。随着课程改革的不断推进，课程资源设计由关注教师的教转向关注学生的学，由支持知识与技能目标的达成向支持学生科学探究能力和较高综合素质的转变需要一个长期的过程。2.从科学探究的视角，对高中物理课件研发现状的分析从课件的教学性角度来看，已有的高中物理课件的教学设计基本上是从教的角度岀发，辅助教师的教学，即便如此，课件往往只是作为教师的演示工具，课件的数量虽然巨大，符合教师教学需要的课件仍然太少。从学的角度出发，辅助学生学的课件数量较少，课件的交互性差，课件较少作为学生进行科学探究和学习的工具，课件设计缺少对\n学生的科学探究能力的培养的针对性。现有课件的设计，缺乏引起学生科学问题意识的效果，在探究过程中，课件的组织不能满足学生探究的需要，学生在科学探究过程中不易找到适宜的资源和及时得到帮助。从课件的科学性角度看，有些课件还存在科学性的问题。如下图是第四届全国计算机多媒体与网络教学成果大奖赛一个优秀课件的界面。课件具有很好的交互性，但却存在科学性的问题，问题就在于折射率的改变不应该是任意的，应该与具体的物体材质相对应才好，否则就成了纯粹的数学问题，对学生的科学探究会产生不利的影响。从技术和艺术角度看，还存在界面设计不合理，颜色搭配不合理，导航策略不清晰等问题，也会对科学探究过程产生一定的影响，但这不是本文研究的重点。（三）研究目的、内容、方法基于以上背景本文选择高中物理探究型网络课件作为研究主题，目的在于依据《标准》，从高屮学生科学探究能力培养的实际需要出发，以物理教学理论、教育心理学的理论为指导，依据教学设计的原理，通过对高中物理探究型网络课件设计的研究和探讨，为优化高中物理课件设计，提高高中物理数字化课程资源设计和开发水平，提高\n高中学生的科学探究能力，尽一点微薄之力。本文的研究内容有以下几个方面：1.调研当前高中物理课件，分析当前高屮物理课件在探究能力培养方面的研发现状。2.针对高中物理课件设计上存在的问题，解析科学探究能力和建构主义学习理论,提出课件设计和制作的要求，寻找课件设计和开发的理论依据。3.针对高中学生科学探究能力培养，探讨高中物理探究型网络课件设计。4•设计并开发一个“单摆周期”的探究型网络课件，作为课件设计的案例。本论文研究方法主要有文献法、调查研究法。\n二、高中物理探究型网络课件设计的依据(-)高中学生物理科学探究能力培养科学探究能力解析“(1)科学探究能力的一般要求什么是探究？什么是科学探究？从广义上来看，探究是人在遇到感兴趣的问题时自发产生的一种探求其答案的欲望和伴随而来的一系列思维和行为方式。探究由好奇心和求知欲引发，由内在动机驱动，始于感兴趣的问题而终于问题的解决。探究性的学习有助于激发学生学习的内在动机，培养学生的创新意识和实践能力。科学探究除了具有探究的一般特征外，它还具有一个重要的特征，那就是科学家群体在长期探索自然规律的过程中所形成的有效的认识和实践方式，其中最重要的是科学思维方式，即我们通常所说的科学方法。科学探究没有I古I定的模式，但有一些可辨别的要素3。义务教育阶段的科学探究，需要教师较多的指导和帮助，而高屮阶段则应给学生更多的空间，让学生较独立地进行科学探究，培养学生的自主探究、自主学习、自己解决问题的能力。科学探究的能力要求，具体体现在以下科学探究的各个要素之中。①提出问题提出问题是科学探究的前提。《标准》对提出问题的能力列出了两点要求：一是“能发现与物理学有关的问题”，二是“从物理学的角度明确的表述这些问题”。前者是后者的基础，前者比后者更难，更富有创造性，因而前者是提出问题的关键因素，要善于把新发现的事实与原有认知之间的矛盾揭示出来，增强学牛根据事实进行质疑的意识。②猜想与假设猜想和假设是科学思维的一种形式，是根据已知事实或已有知识对事物或现象之间的因果性、规律性做出的尝试性解释。《标准》要求学生：“对解决问题的方式和问题的答案提出假设、对物理实验结果进行预测。”假设的形成过程，犬致来说，可以分为两个环节，第一是提出假设，第二是运用己有的知识和经验对该假定作初步的逻辑证明，构成假设。提出假设的过程，是一个思维非常活跃的过程，思维常常是非逻辑性的，发散性的；而后一个对假定进行初步逻辑证明的过程，思维是逻辑性的，收敛性的。因此,整个假设的过程，就是一个非逻辑思维和逻辑思维反复交替的过程，这是非常具有创造性的。\n①制定计划与设计实验制定探究计划、设计实验方案是把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上，它们将直接影响探究过程的科学性和探究结果的可靠性。《标准》的要求具体体现在如下方面：第一、知道实验目的和已有条件，制定实验方案。要制定实验方案，必须明确实验目的。实验目的来源于猜想与假设，制定实验方案，实际上就是从操作的角度把探究的猜想或假设具体化、程序化。要把实验目的演变为一个实验方案，中间有一个桥梁，就是实骑原理。同样的实骑目的，应用不同的原理，将会制定成不同的实验方案，经过比较、选择、优化后，形成最终的实验方案。第二、尝试选择实验方法及所需要的装置与器材。实验方法在一定程度上决定了实验装置和实验器材的选择，学生在具有多次选择实验装置和器材的经历以后，可以总结一些这方面的基本思路。第三、考虑实验的变量与其控制方法。相对于义务教育阶段，《标准》要求学生在具有控制变量意识的基础上，需要考虑和分析实验的变量及其控制的方法。学生应该从物理图像的教学屮增强变量与常量的意识，还应该让学生学会分析具体实验屮的常量和变量，学会在实验中实施对常量的控制，对变量的操作，以及对变量和必要常量的实验数据进行合理的收集和记录，从控制变量的观点认识通常所说的“实验条件”究竞是怎么一回事。设计实验时，探究所涉及的是多个物理量时，要能把整个探究活动分解成儿个过程，每一个过程只讨论两个物理量之间的关系，而保持其他的物理量不变。②进行实验和收集数据科学事实是检验科学结论的唯一标准，实验数据就是体现科学事实的证据，是进行科学分析的根据。因此学牛要认识到科学收集科学的收集实验数据的重要性，并学会科学地收集实骑数据。《标准》要求学生做到：第一、用多种方式收集数据。实验是收集数据的主要方式，它是人工控制条件下对物理现象的研究过程。通过观察、实验收集数据都有以下要求：首先要有明确的观察目标，知道是在哪一个研究对象上收集信息；同吋要明确收集信息的内容，知道所收集的是反映哪一现象的特征的数据；还要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的数据。另外，自然观察的和其他实验者按照相同实验条件进行实验所收集的数据，也是科学研\n究的依据或重要借鉴资料。学生应该学会通过观察获取数据，会从图书、报刊、杂志中查找到自己所需要的数据；会通过调查、访谈、参观，了解相关的数据；会在互联网上通过检索、下载获得有用的数据。第二、按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器。相对于义务教育阶段，要求高中学生对说明书中的内容作更深入的理解。对一些初中物理教学中使用过的基本仪器，进入高中后要进一步掌握它们的使用。对于高中物理课程中的新仪器应该学会使用。正确使用高中物理实骑的基本仪器，包括了解仪器的使用要求，辨别仪器的测量范围和最小分度值，正确地装配仪器，正确地操作仪器，正确读取仪器的读数等。第三、如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义。实验是检验假说、理论的重要手段。实验结果将对所检验的假说、理论提供肯定或否定的证据，因此必须如实地记录数据，否则实验所作出的检验是无效的，实验也将毫无价值。还要认识到，实验结果和理论之间的偏差是正常的，即使对于成熟的理论也是如此，这是由于因实验原理和实验器材所引起的偶然课差造成的，在正常谋差内范阖内的偏差是允许的，只有如实记录数据，才能认识、理解和分析出实验所表现的现象跟理想结果Z间发生偏差的真实原因。实验需要重复收集实验数据。在一次实验中，重复相同的实验操作，分别收集各次操作中同一物理量的数据，合理得出在相同实验条件下该物理量数据的平均值，能够减少这次实验的偶然误差。可重复性也是科学实验保证其结果可靠性必须遵循的基本原则。第四、具有安全操作的意识。实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。在考虑实验仪器的安全时，应该具有关注实验仪器量度范围的意识，还应该具有关注实验仪器使用条件的意识。在实验操作的程序方面也要有安全性的意识。对于一些比较复杂、有操作程序要求的实验器材，应该弄清楚先操作哪个开关或步骤，然后再操作哪个开关或步骤。当使用易破、易碎的器材或有危险的实骑时应该具有谨慎操作的意识。①分析和论证实验数据不等于探究的结论，只有经过对实验数据的逻辑分析和论证才能得岀具有普遍意义的规律。《标准》要求学牛做到:第一、实验数据进行分析处理。首先，学生应具备选择实验数据的能力。要明确本探究活动要解决什么问题，需要研究什么物理量之间的关系，涉及这些物理量变化的数据有哪些。其次，对于已经选择的数据，学生应该能够确定，哪些属于实验中的常量，\n哪些是变量。再其次，学生对于得到的数据，应该有进行比较、分析的能力。可以比较一个物理量在不同实验条件下的特征，也可以比较两个物理量之和、之比值、之乘积，在不同实验条件下的特征。数据的数学关系是指：相等还是不相等（对不同对象），变化还是不变（对不同吋间），增大还是减小，正比还是反比等等。学生要学会用计算、列表和图像法对数据进行处理。列表法操作简单，数据间的简单数学关系一目了然。对于数据间的数学关系比较复杂时，可以采用图像法，做出两物理量关系的图像。两物理量关系的图像如果不是直线而是一条曲线，应该通过观察曲线的形状，改变其中一个坐标轴，让它变为原物理量的平方、开方或者倒数，或者其他的数学关系的量，目的是使做岀来的图像是一条直线，从而能够发现与实验数据吻合的定量关系。实验处理的手段,可以用纸笔计算，作图等人工方法，也可以用计算机处理。第二、尝试根据实验现象和数据得出结论。探究性实骑的结论应该围绕探究假设进行：假设究竟是得到验证还是被推翻。在描述实验结论时，不仅要陈述假设获得验证或者被推翻的结果，还要说明假设获得验证时成立的条件或者假设被推翻的理由。对于探究物理规律的实验，实验结论的形成通常建立在两个方面分析的基础上：因果分析和数据分析。如果能知道一个现象的发牛是由于某个原因引起的，乂知道该现象和某原因之间所存在的数据关系的规律，只要把这两方面概括起来进行描述，这就是实骑的结论。原因和结果，在物理实验中，通常表现为物理条件和物理现彖，物理条件是原因，物理现象是结果，物理条件的改变引起了物理现象的变化。要归纳科学规律，就要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系。第三、对实验结果进行解释和描述。描述和解释结论，要力求简明扼要。表述的语言要科学，应该准确、客观地表述探究结论的适用和物理规律，特别是要养成表述物理条件的习惯。对实验结果的描述，还应该注意语言的概括性。规律的简洁性和普适性，不仅是该规律能够广泛应用的基础，也是一种美的体现。①评估评估能使实验得到优化，有可能引出新的发现，有利于发展学牛的批判性思维，因此是科学探究的重要环节。《标准》要求学生做到：第一、尝试分析假设与实验结果间的差异；注意探究过程中，未解决的矛盾，发现新的问题。经过分析、论证、形成了探究结论后，还需要对结果与假设之间的差异性作\n进一步思考和评价，寻找该差界的特征并判断其性质。倘若结果与假设之间存在一定的差异，根据差异的性质，有以下几种可能情况：第一，假设是正确的，结果与假设之间的差异是由于实验误差所引起的；第二，假设是正确的，结果与假设Z间的差异是由于事实中还隐藏着另外一个因素；第三，假设大体上是正确的，但有值得进一步修正的地方。以上第二、第三种情况，都意味着该差异是受另一种尚未发现的规律支配的结果，因此，关注这种差界，分析这种差界的规律，实际上就是在发掘引起这种差界的因素，这时发现问题和提岀问题的前奏，是创造性思维的表现。第二、吸取经验教训，改进探究方案。探究方案的改进涉及对“制定计划与设计实验”、“进行实验与收集证据”、“分析与论证”各个环节的评估。要对这些环节进行评估,首先要具有对这些环节中的优点和缺点进行评估的愿望，这种愿望，通常表现为对以下问题的思考：探究方案中所确定的实验方法，其原理是否科学“是否有利于收集证据？探究方案中所选择的实验器材，是否有利于减小课差？按要求应该保持不变的物理量是否在实验屮真正做到了保持不变？是否存在着和整个实验数据的合理趋势相违背的个别异常数据？实验数据是否能有力地支持所得出的实验结论？通过评估改进实验方案的过程，就是发现问题、分析问题、创造性解决问题的过程，对学牛的发展是有积极意义的。①交流与合作任何成功的探究都离不开交流与合作，个人所获得的知识都是集体智慧的结晶。《标准》要求学生做到：第一、能写出实验探究报告。首先，高中生写实验报告，应比初中生有更高的独立性和自主性。学生应尽可能独立地构思报告的内容和格式，不同的实骑探究课题所陈述的内容和表现的方式具有不同的侧重和各自的特征，避免套用刻板格式的实验探究报告，学生要在理解实验的基础上，自己写探究报告和写自己的探究报告。其次，高中生写实验报告，内容上应比初中更深入和更完备，实验数据的记载要更准确，实验过程的描述要更详尽，实验数据处理的定量化水平更高，其图像形式的分析方法更为普遍，实验结论的形成更富有逻辑和说服力，陈述的语言更简练。再其次、高屮生写探究报告，观念上应比初中有所提高。高中学生应该具有把实验数据作为证据的观念，认识实验事实是不可动摇的根据；学生应认识“证据+逻辑”是进行探究的基本理念，所有的结论都应该建立在证据和逻辑分析的基础上，根据证据进行逻辑分析，贯穿着整个探究过程;\n学生应树立实践是检验理论的唯一标准的观念，该标准应体现在探究报告中。学生应对实验过程中不符合这些基本观念的内容作出评估、提出疑问，这些具有个性化和创造性特征的质疑，应能经常地岀现在高中学生的实验探究报告中。第二、在合作中注意既坚持原则乂尊重他人；有合作精神。科学探究中发扬合作精神，发挥个人的积极性，群策群力，使每个人都贡献出自己的聪明才智。在探究过程中,既有分工，也有合作。应使学生体会到，合作能提高探究的质量和效率。放大来看，合作探究好像是在扮演社会分工的不同角色，应该让学生认识到合作能力是现代社会人们必须具备的重要能力。在探究中，要克服做实验吋总是只有成绩好，动手能力强的少部分学生忙碌的现象。在合作中既要尊重他人，乂要坚持原则。尊重他人表现在认真思考别人的观点，分析别人观点与自己观点不同，一旦发现自己的想法有错误时，要勇于承认、放弃或修改自己错课的地方。尊重他人还表现在听取别人意见时，能以别人思考问题的角度，能站在别人的立场上，认真琢磨别人意见中的道理，尽量吸取别人意见屮的合理因素，完善和改进自己的探究方案。在合作还要坚持原则，要坚持实事求是的精神,坚持严谨的科学态度，坚持用实践来检验理论的观点，坚持依靠证据结合逻辑分析进行科学探究的方法等。(2)对教学中的科学探究的认识①科学探究是一种学习方式，是学习目标，也是学习内容科学探究对学生来讲，是一种学习方式。学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。科学探究也是学生完成物理课程所必须达到的学习目标，《标准》对科学探究能力提出了明确的要求。科学探究的方法是一种程序性知识，学生对探究方法的掌握以及对各探究要素意义的认识，都有一个系统学习和不断加深理解的过程，它属于物理课中的重要内容。②教学中对学生探究行为的设计是提高探究能力的关键皮亚杰认为，儿童必须通过动作进行学习。他认为，知识起源于动作，认识是从动作开始的，动作在儿童的智能和认知发展中起着重要的作用。认知结构是逐步构建起来的，它的发生的起点是主客体相互作用的唯一一个可能的联结点一活动（动作），而不是知觉。皮亚杰所说的动作实际上就是实践。实践是能力的根本，能力是学生直接实践经验的产物⑷。也就是说，某一方而的基本能力一定是和相关的行为联系在一起的，所\n以学生的探究能力的提高必须让学生经历相关的探究行为。要让学生经历发现、质疑、对问题进行抽象和概括，提高学生提出问题的能力；经历假定、解释，提高猜想与假设的能力；经历优选实验方法、选择实验器材、分析和控制实验变量、评价现有的方案，提高制定计划和设计实验的能力；经历比较（分析）数据、因果分析、形成结论，提高分析和论证的能力；经历反思、发现新问题，改进探究方案，提高评估能力；经历构思表达的内容结构，即兴表达，倾听交流和评价交流，提高交流能力。要培养学生的探究能力必须让学生经历相应的探究行为。①学牛的自主探究和教师的合理指导相结合学生在科学探究中的自主性和教师的指导是一对矛盾，解决这对矛盾的方法就是具体分析和规划科学探究课题的过程目标。对于一个具体的探究课题，要进行具体分析，确定主要的能力目标。属于让学生产生独立探究行为的要素，应该充分发挥学生的自主性，让学生独立去完成；对于不属于本课题的过程目标，教师可以大胆指导，甚至可以通过陈述的办法顺利越过某个环节，让学牛把主要精力放在教师事先设计需要强化的要素上。2.建构主义学习理论与高中物理对学生探究能力的培养（1）建构主义学习理论建构主义认为知识是个体与外部环境相互作用的结果，与认知主义不同的是在这种相互作用中更强调个体经验的作用，强调由于个体差异所造成的知识建构多样性的价值。但是极端建构主义存在着使个人的认识走向荒谬的可能，它将使人与人之间无法交流。毕竟客观世界是独立于人的意识存在的，个人对于世界的认识还需要与他人进行交流，与他人取得某种共识才有意义，所以折中主义的建构主义强调在个人建构的基础上,进行社会协商，弥补个人认识的片面性，欣赏他人的独创性，这就是合作学习的由来。建构主义对学习的解释可以概括为以下几点①学习并非是主体对客体实在的、简单的、被动的反映，而是一个主动建构的过程。也就是说，所有的知识都是由主体建构出来的。认知主义也认为知识是主体与环境相互作用建构的，但倾向于强调主体的认知结构顺应外部环境的要求；而建构主义更加强调建构过程中的自主性和个体建构的多样性。②学习过程同时包括两方而的建构。其一是对新信息的理解是通过运用已有的经验，超越所提供的信息而建构成的；其二是从记忆系统中提取的信息本身，也要按具体\n情况进行建构，而不是单纯的提取。建构一方面是对信息的意义的建构，同时又包括对原有经验的改造和重组。这与皮亚杰关于通过同化和与顺应而实现的双向建构的观点是一致的。建构主义用这两种建构来解释学习与应用，而且对后一种建构给予了更高的重视，强调学习者在学习过程中并不是发展起供日后提取岀来以指导活动的图式或命题网络，相反，他们对概念的理解是丰富的，有着经验背景的，在面临新的情境时，能够灵活地建构用于指导活动的图式，即强调在知识的远迁移中，对背景经验的建构。①学习者以自己的方式建构对事物的理解，从而不同的人看到的是事物的不同方面,不存在唯一标准的理解。但是，通过学习者之间的合作，可以使理解更加丰富和全面。(2)高中物理对学生探究能力的培养在高中物理教学中，学生科学探究能力目标比较集中地体现在《标准》课程目标三个维度中的过程与方法维度，即“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律；通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用；能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力；参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题；具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。”这些目标强调了学生在探究过程中培养探究能力，学生的自主学习能力和学生的合作能力。建构主义学习理论强调学习的情境性、主动性和社会性，因而对高中学生科学探究能力的培养提供了有力的理论支持和实践指导。①物理探究强调在科学探究过程中培养学生的探究能力《标准》要求学生“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律；通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用；参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。”学生各种能力的发展，是和他们在学习中的相关行为联系在一起的。要发展某种能力，就必须经历相关的过程。建构主义者一般强调，知识并不是对现实的准确表征，它只是对现实的一种解释或一种假设，知识并不能精确地概括世界的法则，在具体问题屮，需要针对具体情境进行再创造。建构主义还认为，知识只能由个体学习者基于自己的经验背景建构起来，这决定于特定情境下的学习历程。知\n识在具体情境中总有自己的特异性，所以，学习知识不能满足于教条式的掌握，而是需要不断深化，把握知识在具体情境中的复杂变化。基于这一观点，当今的建构主义更多的强调在具体情境中形成的非正式的经验背景的作用，即非结构性的经验背景，从这个意义上來讲，建构主义者更为重视具体情境中的教学，强调“情境性教学”。①物理探究强调学生的自主学习能力《标准》要求学牛“能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力”。教育心理学研究表明，高中学生认知能力发展接近成熟，自我意识高度发展，能运用抽彖的适于形式逻辑的（演绎的或归纳的）推理方式去思考解决问题，可以进行独立的探究活动和自主的研究性学习。高屮学生的抽象、逻辑思维能力不断增强，使得其思维更具有预计性和内省性。对高中自主学习能力提出较高的要求是建立在心理学的研究基础之上的。建构主义认为学习是主动的，学习者不是被动的刺激接受着，他要对外部信息做主动选择和加工。在学生建构自己的知识过程中，教师的作用实际上只是在促进学生自己建构知识而已。②物理探究强调学生的合作能力《标准》要求学生“具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。”合作有利于发挥个人的特长，有利于发扬各自的优势，提高做事的效率，促进个人的成功。任何成功的探究，都需要有合作的精神。物理学习中的科学探究，通常是以小组的方式进行的。每位成员的想法都为整个小组共享，个人所获得的知识是集体智慧的结晶。建构主义认为学习是一个建构的过程，都是以新旧知识经验相互作用的过程。由于每个学习者的经验背景的差异，学习者对同一问题的理解常常各异,这种差异也是一种宝贵的学习资源。所以建构主义主张，教学要增进师生和生生之间的合作，使学生看到与自身不同观点的基础，通过交流与合作，建构对知识的全面的理解。学生学习科学知识的过程，是个体建构和社会建构统一的过程。③科学探究和知识的建构是一个统一体的两个侧面概念获得和问题解决的研究表明：止式开始物理学习之前，学生头脑中存在的前概念、直觉概念、朴素概念以及在学习中形成的相异概念、错谋概念对教学产生巨大阻力,是造成学生物理学习困难的一个重要原因。大多数研究认为，采用探究式学习、合作式学习、动手学习有利于学生已有的前概念的发展、转变，有助于学生获得对知识的深层\n理解⑴。国内外科学教育大量研究成果也表明，学牛学习科学知识的过程是个体建构和群体建构统一的过程，学生个体从探究过程中通过观察、实验、思维等得到的知识是个体建构的结果；通过看书、听课、与教师和同学交流等活动获取知识则是一个群体建构过程，书上的科学知识代表着科学家群体对自然现象和规律已经达成的共识，学生看书则是与科学家们的交流过程，如果学生最终接受了科学的认识，学到的知识就是群体建构的结果。有学者认为，科学探究和知识的建构是一个统一体的两个侧面，科学探究是知识建构过程中外显性的可操作的侧面，而学生认知结构的发展和建构则是内隐性的侧因此，学生经历科学探究培养科学探究能力的过程，也是学生知识建构，前概念的转化过程。综上所述，建构主义对学生科学探究能力的培养提供了强有力的支持，所以应该在建构主义的指导下，进行针对学生科学探究能力培养的高中物理课件的设计和开发。(二)高中物理探究型网络课件的设计与制作要求课件是根据教学目标设计的、表现特定的教学内容，反映一定教学策略的计算机教学程序。课件可以用来存储、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作，并对学生的学习过程做岀评价问。网络课件不仅具备一般课件的特点，而且能充分利用网络的优势。由于高中物理的学科特点，所以不仅具有课件的共性，而口有自己的个性。另外,随着新课程的逐步推进，高中物理教学目标是培养全体学牛的科学素养，注重对科学探究能力的培养，因此对课件的设计和开发提出了新的要求［13H141o高中物理探究型网络课件的设计与制作有如下要求：(1)目的性课件制作有其目的，是课堂上教学用的，还是学生课前自学或课后复习用的，或者是两者兼顾的；是概念引入时创设情景以便于学生发现、提出问题用的，还是学生在扩展或应用知识时用的；是哪个年级学牛用的；是为了单纯演示物理过程，提供感性认识,还是为了培养学生的探究能力等等。目的不同的课件其表现形式肯定有所不同，因此目标必须明确。例如在新课教学时，凡是课堂上能做的物理实验，决不允许用计算机模拟来取代，这是由物理学科自身性质一实验性决定的；但如果是学生课后自己在家里复习吋用的课件，用计算机模拟就未尝不可。\n(1)过程性首先，教育或教学，其本质是过程。所以课件必须体现过程性。课件所提供的各种信息的链接，应能体现教学过程：学生对概念的形成过程，学生主动参与教学的过程，学生应用所学知识和能力去解决新问题的过程，学生对学习自我评价的过程。其次，课件必须体现物理学科的特点，应能展现复杂的物理过程及其阶段性，应能展现过程中物体的运动轨迹和有关图像等，以利于学牛在物理过程的展现中主动探索，“悟”出真谛,实现意义建构。(2)交互性课件允许教师、学生同计算机实行交互，又能保证师生Z间实疔交互。这种交互表现在：1)可以改变影响物理过程及状态变化的参量，以便学生观察参量变化对过程与结果的影响；2)有利于学牛通过观察课件所展示的情景，提出相关的有价值的问题，这既能引起学习者进一步学习的兴趣，又能让他们的自我价值得以体现；3)可让不同层次的学习者针对自己的学习情况在学习内容、学习程序乃至学习方法方面有不同的选择乃至不同的帮助。(3)科学性科学性原则包含两层意思：一是课件必须尊重科学，不能为了形象化展示而违反科学规律，犯科学性错误。课件中物理参数的改变要有实际物理意义，不能只是纯数学意义上的变换。二是所制作的课件应能准确地反映和模拟物理过程中物理量之间的函数关系，如线性关系、指数关系和分段函数关系；还有物理现象中的几何关系如长度关系、角度关系等，以利于学生正确建立各物理量之间的联系。(4)创新性课件应建立一个适合探索性学习的直观环境，建立一个能让学生应用各种学过的知识去解决实际问题的实践园地，能让学生自己动手去探索新问题，获取新结论，它具有发挥创造力的广阔空间，有利于学生创新意识和实践能力的培养。(5)集成性课件必须是由文本、动画、声音、视频等多种媒体信息集成在一起，加工和处理所形成的教学系统。多媒体课件的集成性，使得课件图文并茂，具有较强的表现力和感染力，能提高学生学习物理的学习兴趣并激发和维持学生的学习动机。\n(1)诊断性课件必须具有诊断评价、反馈强化的功能。在课件中，设置一些问题作为形成性练习，向学生提问并要求学生做出反应。通过问题的提出与回答，使学生进行思考与操练,也可以了解学生的学习情况，并做出相应的评价，使学生获得的知识得到巩固。对于学生的学习反应，课件应做出相应的反馈，及时指出错误，肯定正确，给出评价信息，使学牛对学习内容加深理解并得到巩固。\n三、高中物理探究型网络课件的整体设计课件的开发过程如图3-1所示。首先是确定选题，接着通过教学设计，系统设计,课件开发编制成课件，将课件在教学过程中试用评价，发现不足之处，进行修改，最后形成产品。课件的整体设计过程主要包括确定选题、教学设计和系统设计三个步骤。确定选题教学设计试用评价形成产品图3-1课件的开发过程（一）课件的选题选题即是明确课件开发的课题，是课件设计的第一步。由于选题木身要影响到课件的教学内容、教学活动安排、信息呈现方式等，因此选好课题对于提高课件的助教促学效果具有重要的意义。高中物理课的科学探究课题可以分为两类。第一类是学生根据自己的观察和发现所提出的课题（或者是在教师推荐下由学生选择的课题），学生自主程度较高，探究活动的环节较多，探究周期较长，但每一个学年所能完成的课题数目极其有限。第二类是与课堂教学紧密相关，课题的内容服从教学进度的需要，课题由教科书或者教师提出，由于探究的课题较多，所以每一个课题所花费的时间不可能太长，因此探究活动的环节一般较少。根据《标准》的基本理念以及高中物理教学实际，课件课题的选择要以第二类为主，第一类为辅。1•课件选题的方法（1）细致分析教材，寻找探究课题进行选题时，首先要根据上文对科学探究能力解析中的要求仔细分析教材，找出可以用于培养探究能力的课题。要对教材的知识点从总体上进行深入细致的分析，深入挖\n掘教材对培养学生探究能力的潜力，寻找到众多的探究课题。（2）深入分析课题，明确探究重点对每个探究的课题的探究过程目标进行分析，侧重在某一个或者某儿个方面让学生深刻地体会科学探究的实质，这对提高科学探究的质量是重要的。对一个具体探究课题的过程目标的分析，应结合该课题的教学设计同步进行，分析时，应抓住课题的内容特征，发掘课题在某些环节上的教学潜力。例如，探究“牛顿第二定律”吋，重点环节是考虑实验的变量及其控制方法和图像法处理数据。再如，关于“感应电流的方向（棱次定律）”的探究，其重点环节是探究结论的形成和表述，如何使学生通过自主概括形成结论。（3）宏观审视课题，规划探究目标尽管一个探究课题所强化的过程目标只有某个方面，但由于不同的课题，涉及不同的方面，因此我们期望，通过若干课题的探究后，所有的过程目标都能得到强化，从而使学生科学探究的整体能力得到全面提高。要做到这点，需要对各个课题的过程目标进行整体规划。要加强薄弱环节的活动频率或者在其它环节中渗透薄弱环节。（4）注重分析学生特征，寻找探究难点要深入分析学生的科学探究能力现状，使课件的选题有的放矢，能针对学生探究的薄弱环节。2.选题应该注意的问题（1）要体现教育性和科学性选题要围绕探究能力的培养，一个课件突出科学探究的某几个环节。另外课件必须有科学性，课件必须尊重科学，不能为了形象化展示而违反科学规律，犯科学性错误。所制作的课件应能准确地反映和模拟物理过程中物理量之间的函数关系、几何关系，以利于学生正确建立各物理量Z间的联系。（2）要能激发学生探究的兴趣由于探究课件主要是由学生自己独立完成，所以选题要创设教学情景，激发学生兴趣。爱因斯坦曾说过：“兴趣是最好的老师。”最好的学习动机是学生对研究的东西有着内在的兴趣，学生一旦对所学知识产生兴趣，就会产生愉悦的情绪，从而集中注意力，积极思维。因此选题要注重和科学、技术、社会、环境相联系，充分体现STS教育思想。\n（3）要突出多媒体网络的特点课件选题要充分发挥多媒体网络的优势，使课件能针对探究能力培养，有效地突出重点，突破难点，激发学习兴趣，提高教与学的效益和效率。如多媒体能表现某些宏观、微观物理过程、能模拟某些不能观察到的物理现象，能动态的生成图像，并能实现与学生的交互。网络能方便地实现课件的共享，学生Z间、师生Z间可以方便的实现交互。（4）要来源于教材，而不局限于教材教材上的内容都是经过千挑万选的，因此教材中探究课题就有非常广泛的题材了。但是教材也是有局限性的，它是课程资源的一个组成部分，因此，探究课题的选择要以教材上的为主，但为了培养学生的探究能力，也不要局限于教材。（5）要有可行性课件的设计与开发，要受到计算机软件、硬件、网络、音频和视频设备等诸多因素的影响，因此设计要量力而行，不能盲目追求高科技含量。要考虑到人力、物力、财力等各方面的因素，充分发挥自身己有的优势，做自己最擅长的，相对省时、省力、省钱的题材。（二）课件的教学设计因为建构主义学习理论对科学探究能力的培养提供了强有力的支持,所以建构主义教学设计对课件的教学设计提供了更直接的实践指导。由于建构主义的教学系统都是以学生的自主学习为主要学习形式，所以建构主义教学设计的核心任务是从过去的设计怎样教转变为设计学牛怎样学。教师的角色也由前台的表演者转变为后台的导演和学习活动的促进者。建构主义教学设计的步骤和内容与认知主义教学设计的模式有较大的不同,其模式如图3-2所示閃。这一教学设计模式是在研究课题或项冃任务的内容确定Z后由教师参与指导的设计。「分析教学目标科学探究的教学目标是三维的，即包含情感目标，探究结果的知识目标和探究过程的能力冃标，笔者研究的课件更关注能力冃标的实现。实际上对于一个具体的探究课题,科学探究目标的三个维度是有机的结合在一起的，探究能力、情感都要以知识为载体，分析教学目标研究内容分析学习者分析\n能力和情感融在知识之中。所以，虽然课件更关注能力目标的实现，但知识和情感目标也绝不可以忽视，它们是达成能力目标的必要条件。因此在分析具体的教学目标时，我们也从三个维度进行分析。笔者设计和开发的课件作为学生课外学习之用，主要由学生自主完成，也可以作为学生课堂学习的补充和强化•课件以《标准》对科学探究的要求为依据，每个课件涉及一个科学课题，强化科学探究的若干环节，希望学生在完成若干课题的探究后，学生能更深入地理解科学探究本质，学生的科学探究能力得到全面提高。具体描述教学目标时使用的行为动词界定如表3-1所示。在“知识与技能”方面，对物理知识的学习有从低到高四个水平的要求，即“了解”、“认识”、“理解”、“应用”，对技能的学习则有“独立操作”方而的要求；在“过程与方法”方面，有与经历有关的一系列行为动词，这些行为动词表明了对过程的要求；在“情感态度与价值观”方面，有关的行为动词出现在“反应”、“领悟”等类型的行为动词中。\n表3-1《标准》中部分行为动词的界定⑴类型水平各水平的含义所用的行为动词识能标词知技目动知识了解再认或回忆知识；识别、辨认事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征了解、知道、描述、说出、举例说明、列举、表述、识别、比较、简述、对比认识位于“了解”与“理解”之间认识理解把握内在逻辑联系；与已有知识建立联系；进行解释、推断、区分、扩展；提供证据；收集、整理信息等阐述、解释、估计、理解、计算、说明、判断、分析、区分应用在新的情境中使用抽象的概念、原则；进行总结、推广；建立不同情境下的合理联系等评估、使用、验证、运用、掌握技能独立操作独立完成操作；进行调整或改进；尝试与已有技能建立联系等测量、测定、操作、会、能、制作、设计验要的标词体性求目动经历从事相关活动，建立感性认识等观察、收集、调查、交流、讨论、阅读、尝试、实验、学习、探究、预测、考虑、经历、体验、参加、参观、查阅反应在经历基础上表达感受、态度和价值判断；做出相应反应等体会、关注、注意、关心、乐于、敢于、勇于、发展、保持领悟具有稳定态度、一致行为和个性化的价值观念等形成、养成、具有、领略、体会、思考行为动词前加“初步”、“大致”、“简单”等词，其对应的水平比原行为动词的水平低。这项分析得岀的能力三维目标将作为教学任务输岀，对以下各步骤的分析决策起导向性的作用。2.研究内容分析研究内容分析，就是要制定一个教师设计的“专家”研究方案。只有教师深入到探究活动中，教师才能在方案中进一步明确课件要重点实现的探究能力FI标，探究能力冃标所要求的，就要由学生自己去攻关，在适当的时候才给予点拨。而与探究能力培养相\n关，但不是重点要求的知识和技能可以直接提供给学生。由于科学探究是一个提出问题和解决问题的过程，根据加涅的学习结果分类，科学探究属于智慧技能。智慧技能的学习要有较简单的必要前提条件和支持性前提条件冏。必要性前提条件包括较简单的组成成分智慧技能（规则、概念、辨别）。支持性前提条件包括态度、认知策略、言语信息。因此对研究内容进行分析的方法是，针对探究的主题内容，深入探究活动，明确探究的能力目标，并给学生提供前提性学习条件和支持性学习条件。根据物理学科的特点，前提性学习条件要考虑物理知识，即现象与事实；概念（名称、术语、物理量、重要常数）;原理（定律、定理、定则、公式），另外还有物理技能，即主要指实验、观察技能、包括仪器使用，安装，辨认实验现象，准确观察测量，数据处理等。支持性条件要考虑学生学习物理的态度，言语表达能力等。3.学习者分析此项分析事实上是与探究内容分析同时或交叉进行的。（1）静态分析本类课件的适用对象是高中一、二年级以及对这些专题感兴趣的高中学生。首先，学习者的一般特征。学习者的一般特征是指与课程内容无关但影响学生学习的那些特征，有人把这些特征称为社会特征，它主要包括学牛的牛理特征、心理特征以及文化、社会、经济等背景因素。在这些特征中，心理特征是影响教学的主要特征。①在认知能力的发展方面，高中阶段的学生接近于成熟的程度，能运用抽彖的适于形式逻辑的推理方式去思考解决问题，可以进行独立的探究活动和自主的研究性学习。高屮学生的抽象、逻辑思维能力不断增强，使得其思维更具有预计性和内省性。②在个性发展方面，高中学牛自身独立意识开始觉醒，具有一定的分辨是非的能力。情绪表达上趋于独立，不再事事依赖父母，在行为导向上基本有了自己的价值观念与伦理标准。高中学生兴趣爱好日益广泛，求知欲与好奇心强烈，乐于参加各种创造性活动，对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好，对于竞争性、冒险性和趣味性的活动更是乐此不疲。当给予学生更多的学习自由时，他们更能分享学习经历中的乐趣，对学习更有责任感。③学生的智力高低呈正态分布，且个体在智力的类型上存在很大的差异。R.J.Sternberg认为一个人的成功不单靠传统的分析型智力（它与传统的考试分数呈显著性的高相关），还\n需要创造型智力和实践型智力，所以，学校课程要有助于学生三重智力的发展。11.Gardner认为人的智力有多重，不同智力的组合，就构成了不同智力的人，学校课程的设置要有利于不同智力潜力的开发。其次、学习者的学习特征口。学习特征是指与课程学习直接相关的因素，它更直接地影响学生对课程的学习，是影响教学效果的直接因素。这些特征包括先决技能（学生对学习新知识的基础知识掌握程度如何？）、终极技能（学生对即将学生的新知识掌握程度如何？）、学习技能（学生对学习新知识所需要的语言、数学、阅读、推理、探究等基本的能力具备程度如何？）和态度（学生对学科是否存在某种偏见或错误的观念）。在知识和能力准备方面，高中学牛通过义务教育阶段和高中阶段《信息技术》课程的学习，一般己经比较好地掌握了运用信息技术进行信息的获取、加工、管理、表达与交流的能力。通过初中物理的学习，掌握了一定的物理知识，并具有了初步的科学探究能力。另外高屮学生也具备了较好的数学基础。对于具体的探究课题要对探究的内容进行具体分析，并通过测试或调查了解学生的初始能力（包括预备技能、目标技能和对所探究内容的态度三个方面），以确定教学的起点。概念获得和问题解决的研究表明：正式开始物理学习之前，学生头脑中存在的前概念、直觉概念、朴素概念以及在学习中形成的相异概念、错谋概念是造成学生物理学习困难的一个重要原因。因此要正确的识别学表3-2学习者特征分析表丽项冃较差的学习者中等学习者较优的学习者年龄阅读能力和表达水平动机水平和态度先决知识（数学、物理）先决技能计算机基础计算机设备条件使用网络条件可利用的学习时间\n生头脑中的前概念，以使探究过程的设计有利于学习已有的前概念的发展、转变，有效地促进学生形成科学概念，提高问题解决的能力。高屮物理相对于义务教育阶段知识面要广要深，对科学探究能力提出了更高的要求，因此探究要在教师的指导下进行。（2）动态分析动态分析是分析学生可能的研究过程，以及在这一过程中学生所需要的学习资源、认知工具和知识方面的帮助，以便为下面的学习环境设计做准备。学习者特征分析，可以参考表3-2。4•研究任务设计此项工作是设计学生要完成的探索任务。具体包括以下内容。（1）探索内容：向学生说明探索的问题内容、问题范围。（2）探索方式：向学生说明探索活动的方式，所需要的资源和工具等，必要时提示探索的方向。（3）探索要求：向学生说明探索活动所要取得的结果，探索过程必须进行的活动（如必须做实验、必须访问哪些人、必须测量哪些数据等）。5•学习环境设计由于探索性学习是以学生自主学习的方式展开的，所以教学设计不是去设计具体的认知过程，而是为自主学习设计一个有援助的学习环境。这种学习环境是由学习资源、认知工具、自主学习策略、合作学习组织和管理与帮助所构成的。具体内容如下：（1）学习资源设计在探究的准备阶段，学生需要了解有关课题的背景资料，为此学生需要利用相关信息，了解相关的知识，以激发学生探究的动机，了解探究的任务；在探究的实施阶段，为了支持所提出的猜想或假设，学牛需要提供翔实的事实依据，学牛在研究中，遇到的一些涉及物理学科领域知识的困难，需要向教师、专业人士和有关专家请教。因此，教学设计者要详细考虑学生所探究课题需要查阅哪些资料，以提供各种形式（文本、图形、声咅、视频和动画等）的信息资源來源。这里涉及到如何选择资源的媒体信息类型。媒体信息的选择首先是要明确媒体使用的目标是什么，接着通过分析各种媒体类型的特点，根据教学目标和内容的需要选定能实现媒体使用目标的各种媒体。\n在物理教学中，媒体的使用目标包括以下几种：①呈现事实。媒体能提供有关科学现象、形态、结构或者数据。②创设情景。媒体能提供有关的画面、动画、活动现场等,可展示特定的情景。③提供示范。媒体能提供一系列的标准行为，供学生模范和练习，如一些物理实验设备的使用。④解释原理。媒体能提供完整的物理过程，解释其特点和规律。⑤探究发现。媒体能提供典型现象或过程，通过设置疑点和问题，让学生进行探究和发现。课件中的媒体类型主要包括文本、图形、图像、动画、音频和视频，从信息呈现的角度进行分析，它们有如下特点：①文本。文本主要指计算机屏幕上呈现的文字符号信息，一般用于传递教学信息内容，如表达思想、解释概念、描述现象等。②图形。图形是抽象化的，承载的信息量比较少，数据量小，不易失真，适合于表现事物的形态、结构。③静态图像。静态图像乂称位图。位图的色彩比较丰富，层次感强，承载的信息量较大，界面、背景、插图大多都选择位图。④动画。动画是对事物运动、变化过程的真实模拟，动画生动、有趣，有利于激发学习者学习的兴趣和积极性。⑤昔频。昔频包括波形咅频、CD音频和MIDI咅频等。在教学屮利用咅频传递教学信息，可以调动学生听觉接收知识。标准的解说、动听的音乐有利于集中学生学习的注意力，陶冶学生的情操,激发学生学习的潜力。⑥视频。视频是对现实世界的真实记录。信息量比较大，具有更强的感染力。通过多媒体计算机，可以实现视频的播放、暂停、快速播放、反序播放、单帧播放等功能。在设计课件时，应根据对教学内容与教学目标分析的结果和各类媒体信息的特性,合理选择适当的媒体信息，实现原定的媒体使用目标，并把它们作为要素分别安排在不同的教学内容中。（2）认知工具设计认知工具是指方法性的知识工具和获取信息、加工信息的技术工具。在探索性学习中，学生需要利用实验设备（或模拟的设备）来进行探索，需要利用信息技术工具对数据进行加工，并用多媒体工具呈现探索结果。在教学设计中，教师要考虑学生在探索活动中都需要了解哪些方法性知识（尤其是科学方法），需要使用哪些技术性工具，同时要创造条件为学生提供这些工具，若有必要述需要对学生进行培训，使他们掌握这些工具的使用方法。（3）自主学习策略设计自主学习策略是指为了支持和促进学生有效学习而安排学习环境中各个元素的模式和方法，其核心是要发挥学生学习的主动性、积极性，充分体现学生的认知主体作\n用。自主学习策略为学生的探索性学习提供了框架性的组织和指导。由于高中物理对探究提岀了更高的要求，探究很少能依靠学生完全独立完成，因此教学设计者在设计课件时，需要考虑给学牛以间接的、宏观的指导，这些指导是学生完成探究任务的必要条件。儿种常见的自主学习策略有：抛锚策略，认知学徒策略，建模策略，支架、淡岀策略、自上而下策略，反思策略等。①抛锚策略这里的“锚”是指包含某种问题、任务的真实情境。主要目的是使学生在一个真实、完整的问题情境中，产牛学习需要，在解决这个真实性问题的过程中学习某些学科知识。通常是先呈现教师建立的真实问题情境，然后学生进入这一问题情境，进行独立探索或小组合作探索，在此基础上进行班级讨论，然后形成结论。②认知学徒策略在这一策略中，学生需要学习某种操作技能，但不是单纯地接受技能中的操作步骤,而是在完成某项有意义的操作性任务的工作过程中，来学习掌握这种技能。认知学徒策略为学生提供了大量的实践机会，它把工作作为学习的内驱力，学习不是为了一步步接近一个彖征性的目标，而是把出色地完成工作作为学习的直接价值。布朗(J.S.Brown,1989)等人提出的认知学徒模式由以下教学步骤构成。首先，示范、导练与放手独立教师示范并指导学生模仿练习一些基本技能,在此基础上对照示范，学生依据自身的练习情况，有针对性地独立练习所学技能。其次，反思与言语表达学生在独立练习的过程中要反思自己的练习活动，对照技能示范检查自己的掌握情况，总结自己的成果经验和应注意的问题，并用自己的语言表征出來。最后，探究与实践提出开放性的技能应用任务，学生需要依据任务的总体要求自行设计并完成一项有意义的实践活动(或作品)。在这一过程中，学生将概括新情境，迁移应用所学习的技能，并应用原有经验主动探索新技能、新方法，创造性地完成当前的实践任务。③建模策略在问题解决中，通过对同类问题多个实例的研究，总结出解决某一类问题的程序和步骤，形成一个问题解决模型，模型的功能在于完整的概括性。这一策略通常应用于对\n方法的探索。例如，在学科教学中，教师把一些解决问题的智力技能和策略作为探索对象，由学生在一类具体问题的解决中去概括发现，则形成了i种发现方法的探索性学习。在这类学习中采用建模策略，是对学牛探索活动的一种框架性指导，而且这种探索性学习的内容是很丰富的。①支架、淡岀策略对于某些知识的探索，由于探索的逻辑过程较长，探索过程较复杂，由学生完全独立发现困难较大，一些比较温和的建构主义者提出了支架策略。支架策略是为学生建构对知识的理解提供的一种认识框架，为此教师按照一定的认识途径，将复杂的学习任务加以分解，形成一系列的子问题，以便于把学生的理解逐步地引向深入。随着学习经骑的丰富，支架的结构逐渐向简约方向变化，直到不用任何支架为止。这是一种介于认知性学习和探索性学习Z间的一种学习方式。当教师提供的支架结构性较强，学生独立发现的空间较少时，便是一种以启发式为主的认知学习；当教师提供的支架比较间接，学生独立发现的空间较大时，便是一种以探索性为主的认知学习。在设计这种教学策略时,要结合教学内容和学生的能力，科学地、有目的地设计支架，使各个问题空间的设置有较明确具体的能力发展功能。②自上而下策略通常的教学是从下而上的，即教师先从学生可直接同化的初始知识技能开始，逐步展开教学，直到获得大纲要求的终态知识技能为止。这种教学保证了学生从已知到未知逐步地获取新知识，学习的主要成果是顺利地获得了知识结论，但在这种学习方式中，学生没有获得机会去面对整体性的问题任务和分析问题的实质，并定义问题；然后将问题分解，制定问题解决的方案。按照斯腾伯格的智力理论，这些能力是元成分智力屮很重要的智力成分，但在传统的课堂教学中学生长期得不到发展的机会。在自上而下的策略的教学中，教师只设计有关终态知识技能的主问题情境，学生以小组为单位分析问题解决的实质，制定解决问题的计划，实施计划的各个步骤，最终取得结论，并在全班交流。自上而下策略通常应用于在网上搜寻信息、进行某一专题讨论的探索性学习，理科实验研究的探索性学习等。在这类探索性活动屮，学生需要分析任务，制定信息搜索计划或实验研究计划，并实施计划、获得结论，进行交流。③反思策略反思是学习者反省白己的学习过程的策略。反思策略往往并不被单独使用，而是和其它策略一起使用，作为其它策略的一个部分。但作为一种有效的深化认识的手段，仍\n然将它作为单独的策略提出来。反思策略通常包含以下内容：要求学习者反思自己的整个探究学习过程；要求学习者反思自己探究过程中的假设；要求学习者反思自己使用的学习策略；要求学习者解释为何对一个行为做出这样的响应和选择这样的工具；要求学习者确定自己想做的反应；要求学习者确定自己在一个反应屮有多大的把握；要求学习者同学习伙伴进行讨论；要求学习者自我报告自己的思维模式。选择自主学习策略，需要依据教学内容的性质（是陈述性知识还是程序性知识），教学内容的特点（是否有合适的真实性问题可供探索活动抛锚），教学内容的复杂程度及学生的能力（考虑是否采用支架，还是进行自上而下的探索）来决定。（4）合作学习设计各种建构主义的学习模式中都强调合作学习，进行课件设计吋，教师需要考虑学生研究小组的组建和管理问题。探究性学习往往是对一个有明确答案的问题进行独立的认识，通过发现得到正确的理解。在没有教师直接讲授的探索性学习中，仅仅依靠学生个人独立发现，往往只有少数学生能得到正确的结果。所以小组中的探索应该是每个成员承担一个共同的探索课题，并将探索活动分解成几个环节，在一个探索环节中，每个学生先独立探索，形成自己的解决方案，然后在小组内进行交流，解释自己的解决方法，其他学牛则检查他思考过程的正确性，并对解决过程的任何问题提出建议，肯定每个人对问题解决的每一点贡献，最后通过小组内的交流形成集体的探索结果。课件要提供小组合作交流的同步和异步工具,包括：NetMeeting、BBS、ICQ、E-mail>ChatRoom、InternetPhone等。（5）管理与帮助设计学生自主探究过程中，更需要课件能够为学牛创设一个有援助的探究环境。课件要有对学习资源、认知工具的导航性指引，有关基础知识和研究方法的介绍，当学生在自主活动中遇到困难时，教师能够利用课件提供必要的帮助和指引，包括诊断学生所遇到的问题的实质，提出建议，回答学生所咨询的问题，给学生指明大方向的提示等。由于在探索性学习中，通常要求学生自己做出决定和制定解决问题的方案。因此，指导和帮助更多的是间接性的，而且只在学牛需要时提供。6.教学评价设计评价的目的是对学生的科学探究能力做岀诊断，促进学生有个性的全面发展。由于学生是借助课件在网络环境下自主学习，因此要设计自我评价的栏目，使学生在学习后\n能进行自我的评价和反思，有助于提高学生学习的自主性。另外，课件对学生的探究过程进行记录，借助网络，教师、小组内、小组外其他学生可以对某一学生的学习过程进行评价，即进行过程性的评价。这样评价是针对每一个学生个人的，因而是个性化的评价，有助于发展学生的个性。（三）课件的系统设计高中物理探究型网络课件的设计，经过上述的教学设计，基本上完成了教学目标的描述、学习者分析、研究内容分析、研究任务设计、学习环境设计、和教学评价设计等工作，这些工作确保了整个课件对教学性和科学性的要求。但如何将这些知识内容在网络环境中通过灵活多样的形式加以表达，发挥网络的优势，培养高中学生的科学探究能力，就需要对课件进行系统设计。系统设计包括规划网站内容、确定网站结构、页面设计、编写故事板等。1・规划网站内容规划网站内容主要包括两个方面。（1）木站点的内容。木站点内容是指呈现在主页或次级页面上，由网站创造者自己选择编辑的内容。（2）选择链接内容。要考虑链接内容是否与本网站的目的一致、目标网站是否稳定、目标网站的传输速度快慢等因素。在规划网站的内容后，画出内容的结构图，把内容的并列或层次关系形彖地表示出来。2.确定网站结构网络课件的结构主要是要确定导航和链接结构。由于导航通常表现为栏目，因此确定网站结构要做的是要规划栏冃和确定链接结构，最终要画出的是链接结构图。首先，规划栏目，网站的栏目大体可以分为两类：一类是通常的导航栏目，如“帮助”“返冋首页”。令一类是关于站点内容和活动的栏目。其次，确定链接结构。链接结构是指网页之间的超媒体跳转关系。首先是明确网站的首页和次级页面的关系，画岀网站框架结构，然后逐级细化，完成链接结构图。最后，按照统一的规则给所有的网页文件命名。3.页面设计页面设计的基本元素是风格、布局、文本、图像、颜色等。（1）页面风格。页面的布局、色彩、构图等要与网站的类型、目的、内容和对象的特点相符合。\n（2）页面布局。布局要重点突出，条块清楚，易于阅读。页面信息尽可能分区安排。页面的信息密度要适中，应留有适当的空白。（3）文木。文木的字体、字号、颜色的选择，以及排版尽可能做到清晰、醒目，使人感觉舒适。（4）图像。此处的图像是指各种静态和动态的图形、图画、艺术字等。图像的使用要注意目的性，不要只是为了美观和有趣而使用图像，尤其要注意演示不能犯科学性的错误。表3-3网络课件故事板本页主题：文件名：文件夹:一级标题：颜色一字体一字号一二级标题：颜色一字体一字号一正文：颜色一字体一字号一背景色：背景图案：页面内容技术要求链接源链接目标链接源链接目标注释图像文件名文件夹尺寸3.创作故事板对课件的每一屏（页）要编写一页的故事板，它的基本内容有：课件呈现的信息,包括屏幕显示的内容和对声音的描述；呈现信息的顺序与方式；控制转移方式；制作的技术说明。网络课件故事板一般的格式如表3-3。\n四、高中物理探究型网络课件的设计案例…《单摆周期》的设计(-)选题单摆的周期是《标准》选修模块3-4的重要内容。(二)学习者分析一般特征在前面已经分析过，所以主要分析学习者的学习特征。高中使用木课件的学生已经完成必修模块经典力学的基本知识技能的学习，理解了物理模型的特点，能体会物理模型在探索自然规律中的作用；初步掌握了受力分析的方法；已经学过弹簧振子的运动，能理解简谐振动的特征；学生已经经历了若干对自然规律的探究过程，对实验变量及其控制方法相对于初中有了较大的提高，并有了实际的体验，能体会实验在发现自然规律中的作用；学牛能运用公式和图像描述物理现象和规律，能体会数学在研究物理问题中的重要性；初步认识了物理学对科学技术、经济、社会的影响，培养了一定的科学精神和科学态度。在信息技术使用方面，高中学生通过信息技术课的学习，已经能够比较熟练的使用常用的办公软件如word,Excel,和Interneto在探究过程中学生仍然需要教师提供方法上的引导，以及必要的知识上的帮助。通过对河北保定二中、河北唐山开滦二中、河北廊坊二中、河北枣强中学高中有多年教学经验的物理教师的调查，学生在学习单摆时，学生主要的困难是：①为什么要研究小角度的时候周期，②单摆的受力分析，特别是在通过平衡位置的时候。(三)教学目标分析通过课件的学习探究是学生在课外的学习活动，根据《标准》的三维目标分类的方法，本课件的学习目标是：1•知识与技能目标：(1)知道什么是单摆。(2)理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。(3)知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关\n的计算。(1)单摆是一种理想化的模型，学会用理想化的方法建立物理模型。(2)单摆的振动是简谐运动，是建立在摆角小于5。吋的近似分析，要学会用近似法解决物理问题。(3)探讨单摆的振动规律，培养学生的观察实验能力，思维能力。2.过程与方法(1)复习有关数学知识(三角函数，圆)和决定简谐运动周期大小的因素。(2)经历通过课件探究单摆的周期过程，对单摆周期提出猜想和假设，考虑实验变量及其控制方法，学会用图像法对实验数据进行分析和处理。(3)和同学、老师交流探究过程中遇到的问题和自己的收获。3•情感'态度与价值观(1)增强学生对单摆知识的好奇心和求知欲，能体验探索规律的艰辛与喜悦。(2)能主动地与同学和教师合作与交流，具有团队精神。(二)规划网络课件内容规划网络课件内容，除了上面的对学习者分析和教学冃标分析外，还要进行研究内容的分析、研究任务设计、学习环境的设计、以及教学评价设计。在完成以上工作后，笔者设计的课件设置若干个栏目，分别为情景引入、背景知识、实验探究、自我评价、讨论天地、科学方法。1•情景引入木栏目主要目的在于引入研究的课题，创设研究情景。具体是这样引入的：在日常生活中我们经常可以看到各式各样摆动，如：摆钟、荡船、秋千、甚至树枝等等，我们研究单摆，但单摆不是一般意义上的摆动。2.背景知识本栏目分成两部分：(1)对单摆的结构特点和单摆振动的特点进行说明，提示单摆是一种理想物理模型。(2)对单摆进行受力分析，并说明单摆在小角度摆动的时候是简谐运动。\n2.实验探究本栏目让学生在探究过程中，进行知识的建构，并培养学生的科学探究能力。本栏目分成三个活动：（1）活动一。对单摆的振动周期与哪些因素有关，进行猜想。提示学牛进行猜想，才可以发展自己的发散性思维和创造力。把猜想结果提交到讨论区一。（2）活动二。控制变量法进行实骑设计，运用模拟软件，对猜想进行验证。三到四个人结成一个小组，分工合作，把实验验证结果提交讨论区二。L、叭g、A分别代表摆长、小球质量、重力加速度、振幅。活动二又分为四个部分：①保持L、叭g不变，改变A,探索A与T的定性关系；②保持1八A、g不变，改变ni,探索m与T的定性关系；③保持A、叭g不变，改变L,探索L与T的定性关系；④保持A、L、m不变，改变g,探索T与g的定性关系。（3）活动三。提供保持A、叭g不变，L与T的测量数据表，让学生利用Excel进行数据的处理，猜测单摆周期与摆长的二次方根成正比的关系，并把测量的结果以及探究过程屮的收获和感想进行提交到讨论区三。3.讨论天地本栏目包括前面实验活动的三个讨论区，发挥学生Z间、学生与教师之间的交流与合作，对学生的学习进行个别化的过程性评价，有助于发展学生的个性。还有在线实吋的教师与学牛、学主与学牛之间的自由讨论，以为学牛提供个性化的指导和帮助，并能及时发现有共性的问题，提供宏观的指导和帮助。4.自我评价本栏目采用多元化的评价方式，对学生的知识、能力、情感的目标进行综合的评价。评价的方法包括一定数量的客观题和主观题，包括单选题，计算题，问答题，并填写自我评价表，评价以三维教学目标为依据，以评价科学探究能力为主，充分发挥评价促进学生发展的功能。自我评价让学生自评，可以调动学生参与评价的积极性，使学生从被动接受评价转变成为评价的主体。5.科学方法本栏冃把单摆探究过程中涉及的科学研究方法进行总结，在学生探究过程中可以作为\n帮助。物理方法是学生学习能力的核心，方法的掌握是学习能力发展的充分条件。但我国的物理教育一直存在着重视知识而忽视科学方法的倾向，而且，这种倾向由来已久物理教育心理学的研究成果提供了好的教学建议，即制订科学方法教育的教育目标，创设问题情境，在解决实际物理问题中进行科学方法教育，显化物理科学方法。本栏目涉及的方法有:物理模型、受力分析、猜想与假说、近似方法、变量控制，图像法处理数据。（五）确定网络课件结构1.网络课件结构如图4-1所示。主页而科学方法情景导入单摆结构特点背景知识实验探究讨论天地白我评价单摆受力分析讨论区1讨论区2讨论区3活动一活动二活动三白由讨论区理想模型受力分析近似方法猜想和假设变量控制数据处理图4-1网络课件结构图2.编制链接结构图网络课件的主要页面的链接关系如图4-2所示。（六）编写故事板网络课件的主页面故事板如表4-1所示，制作出的课件主页面界面如图4-3所示。\n（七）课件的开发、试用和评价经过以上设计，再经过素材制作和系统集成，就开发出完整的课件。课件的质量要IndexqingjingdrBeijingzsShiyantjTaoluntdZiwopiKexueffDbiicgoutdDbshoulifxTaolunq1Taolunq2Taolunq3ZivoutaolunqHuodlHuod2Huod3LixmxShoulfxJinsffCaixhjshBianlkzhShuichl图4-2网络课件主要页面的链接关系图scientificinquiry情景导入情景导入背景知识在日常生活中我们经常可以实验探究看到各式各样摆动，如：摆钟讨论天地、荡船、秋千、甚至树枝等等。自我评价科学方法在教学中试用,下面我们就来研究摆动，但是钱们研究的可不是一般意义上的摆动，我们研究单摆,那单摆和普通的摆动有什么区别呢？请看下一部分背景知识图4-3课件主页面界面接受教师和学牛的反馈意见，再经过修改才能最终形成产品。笔者对开\n发的“单摆周期”课件在保定二屮，衡水屮学的部分学生屮进行了试用，并听取了开滦二中，霸州中学，廊坊二中几位教师的反馈意见。表4-1网络课件的主页面故事板网页故事板名称：主页index,htm编号：001网页内容详细描述整个页面采用框架结构，导航栏在页面左边（情景导入作为默认主页面）:1•导航栏主要内容为：情景导入、背景知识、实验探究、讨论天地、自我评价、科学方法。字体:黑色,宋体,18pt,加粗。2•页面主要内容：情景导入有关的文字和图片导航超链接:情景导入链接到:qingjingdr超链接:背景知识链接到:beijingzs超链接:实验探究链接到:shiyantj超链接:讨论天地链接到:taoluntd超链接:自我评价链接到:刀iwopj超链接:科学方法链接到:kexueff文字和背景一级标题文字颜色：浅蓝色大小和字体：默认加粗背景颜色：flfi正文文字文字颜色：墨色大小和字体：默认背景颜色：白色图片来源：E:\tupian\文件名:blog・gifqiuqian2・gifbai/hong2・gifleflboijing・gif令人欣慰的是：1・教师和学生普遍反映课件制作得有新意，能激发学习的兴趣。比如保定二中一位同学说“借助Excel探究周期T与摆长1的定量关系，使枯燥的学习变得更加有趣味。”这位同学的说法很具有代表性。\n2.—半的教师和学生反映课件能加深对知识的理解。比如一位同学说：“通过课件的学习能直接并清楚的认识单摆3•—半的教师和学生认为电脑结合实验的方法很有意义。比如有学生说：“这种利用电脑结合实骑的方法值得推广。”有的教师认为，通过Excel探究周期和摆长的定量关系，操作方便，速度快，能节约很长的思考时间，减小了作图造成的实验谋差，能激发学生用计算机处理问题的兴趣。最令人遗憾的是：很少有教师和学生从科学探究能力培养的角度去评价课件，评价的角度局限于学习兴趣、知识的理解、计算机操作。\n结论本文以《普通高中物理课程标准（实验）》为依据，配合新课程的实施，对高屮物理探究型网络课件的设计进行了研究，基本达到了研究目的，主要取得以下几个方面成果。1.针对高中学牛科学探究能力培养进行选题，突破过去物理课件多以简单的演示物理过程，提供感性认识的选题模式，而是体现对物理知识的建构过程。它改变了把课件只是作为传统教学模式下教师课堂教学的一种演示工具，而是努力把课件设计制作成为在新型教学模式下学生白主探究和发现学习的工具。2.高中物理探究型网络课件设计，围绕学生科学探究能力的培养，以建构主义为指导，充分发挥网络和多媒体的技术优势，并借鉴物理课程与教学论的研究成果，对课件的设计进行了探索。设计中突岀了为学生提供探究所需的学习环境和必要的背景知识，引导学生进行探究，显化科学研究方法，提供交流讨论合作的空间；教学评价中重视自我评价，提高学生学习自主性，重视个别化的过程性评价，有利于发展学生的个性。3.以高中物理选修模块3-4“单摆周期”为研究实例，设计并开发了一个“单摆周期”的课件。设计中突出猜想和假设、变量控制、数据处理等探究环节，并显化物理模型、近似方法等科学研究方法，突出探究能力的培养。作为网络课件提供了在线交流合作的空间，有利于培养学生的合作精神。课件能记录每个学生探究“单摆周期”的学习过程，便于对每个学生的学习进行过程性评价和有针对性的学习指导。另外，设置自我评价栏目，有助于学生对学习全过程进行反思，增强学习的自主性。笔者对信息技术与物理课程整合的探索具有浓厚的兴趣，本研究仅仅对高中物理探究型网络课件进行了尝试性研究。由于个人的学识、能力、时间、精力和条件所限，设计并开发的课件只在少数学生中进行了试用，获得的反馈信息不够全而和系统，一定还会有很多需要改进Z处，希望得到老师的指导，今后在此领域做更深入一步的研究。\n主要参考文献［1］物理课程标准研制组•普通高中物理课程标准（实验）解读［\1］.武汉：湖北教育出版社，2004.［2］［美］国家研究理事会.美国国家科学教育标准［M］.戢守志等译.北京：科学技术文献出版社，1999.［3］王晞等.PTSA:科学素养的界定与测评［J］.上海教育科研，2004,（4）:49.L4］乔际平，邢红军.物理教育心理学［M］.南宁：广西教育出版社，2002.［5］何克抗.e-learning的本质［J］•电化教育研究,2002,（1）:4-5.［6］桑新民.学习科学与技术一信息时代大学生学习能力培养凶］.北京：高等教育出版社，2004.［7］钟启泉，张华等.为了中华民族的复兴为了每位学生的发展基础教育课程改革纲要（试行）解读［M］.上海：华东师范大学出版社，2001.［8］刘儒德•对信息技术与课程整合问题的思考［J］•教育研究,2004,（2）:72.⑼俞晓鸿.引领与超越一一全国物理课件评比4年回顾［J］.屮国电化教育，2003,（6）:54.［10］郭玉英•探究一建构式教学初探［J］.课程•教材•教法,2004,24（1）:53.［11］陈琦，刘儒徳.当代教育心理学川］.北京：北京师范大学11!版社，1997.［12］何克抗，李文光.教育技术学［M］.北京：北京师范大学出版社，2002.［13］杨树蜡•用几何画板教物理［M］.北京：清华大学出版社，2002.［14］谢幼如等.多媒体课件设计［M］.北京：电子工业出版社，1999.［15］孙立仁.教学设汁一实践基础教育课程改革的理论与方法［M］.北京：电子工业出版社,2004.［16］R-M・加涅，L-J・布里格斯，W・W-韦杰.教学设计原理［M］.皮连生、庞维国等译.上海：华东师范大学出版社，1999・［17］张立新，宋耀武，张丽霞.教育技术的理论与实践［M］.保定：河北大学出版社，2000.［18］张军征.多媒体课件设计与制作基础［H］.北京：高等教育出版社，2004.［19］袁振国.教育新理念［M］.北京：教育科学出版社，2002.［20］刘芳.新课程师资培训资源包［M］.北京:北京大学出版社,2002.［2叮胡炳元.物理课程与教学论［M］.杭州：浙江教育出版社，2003.［22］武法提.网络教育应用［M］・北京:高等教育出版社,2003.［23］靳玉乐•探究教学论［M］.重庆:西南师范大学出版社,2001.［24］顾明远，孟繁华.国际教育新理念［M］.海南出版社，2003.［25］阎金铎,田世昆.中学物理教学概论［M］.北京:高等教育出版社.2003.［26］邓志伟.个性化教学论［M］.上海：上海教育出版社，2002.［27］朱治国，陈艳丽.高中物理教学课件制作实例导航（高一）（配光盘）［M］・北京：人民邮电出版社，2003.［28］何文靖，朱治国，玄利华.高中物理教学课件制作实例导航（高二、高三）（配光盘）M.人民邮电出版社，2003.［29］方其桂•中学物理教师计算机应用实例教程［M］•清华大学出版社，2003.［30］林崇德•发展心理学［M］.北京：人民教育出版社，1995.［31］廖伯琴，李远蓉等.物理探究式教学设计与案例分析［M］.北京：高等教育出版社.2003.［32］宋乃庆，徐仲林，靳玉乐.中国基础教育新课程的理念与创新［M］.北京：中国人事出版社，2002.［33］北京全品教育研究所.素质教育新教案•物理：高屮第二册上［M］.北京：两苑出版社，2004.［34］品玉课件编写组•多媒体课件制作实战：网络版川］・北京：机械工业出版社，2003.\n［35］教育部基础教育司，教育部师范司.物理课程标准研修［\1］.北京：高等教育出版社，2004.［36］常生龙.高中物理课题研究［M］.上海：上海教育出版社，2004.\n[37]夏惠贤.多元智力理论与个性化教学[\1]・上海：上海科技教育出版社，2003.[38]钟启泉总主编，汪霞主编.研究性学习开发体制[M].上海：上海教育出版社，2003.[39]赵凯华.物理教育与科学素质培养[J].大学物理,1995,14(8)：2-6.[40]桑新民•基础教育如何迎接数字化生存的挑战[J].人民教育,2001,(8)：14-16.[41]余胜泉，杨晓娟，何克抗.基于建构主义的教学设计模式[J].电化教育研究，2000,(12)：7-13.[42]凯瑟琳.马克娄林.远程网络学习坏境中的学习支持：成功设计的十个要素[J].刘盈译.现代远距离教育，2003,(3):62-64.[43]杨开城.建构主义学习环境的设计原则[J].中国电化教育，2000,(4):14.[44]PHScott,HMAsoko,RHDriver.u为概念转变而教”策略综述[J].郭玉英、卢俊梅译.物理教师，2003,(5):8.[45]徐红彩，冯秀琪.研究性学习支持系统设计与学习模式分析[J].中国远程教育,2002,(5):16-19.[46]冯秀琪,贾瑞凤，冯谦.关于网络课程设计策略的思考[J].开放教育研究,2001,(4)：29-32.[47]左晓梅.面向问题解决能力的数字化教学资源设计研究[D].东北师范大学，2003.42-43.[48]杨秀莉.求新更应务实一浅谈自制课件如何选题[J].中国电化教育，2001,(10)(8)：37-39.(10)：9-12.[49]解月光.中小学课堂用多媒体课件的选题与选用[J].中国电化教育，1998,[50]章慧敏，傅德荣.问题解决式CAI学习模式研究[J].中国电化教育，1999,[51]张亚妮.问题探索型MCA1的设计与开放研究[D].陕西师范大学.2002.[52]黄娟，李克东.开发专题学习网站及进行相关研究性学习的思路及方法[J].中国电化教育，2003,(5)：25-28.[53]DavidHung,Der-ThanqChen.DistinguishingBetweenOnlineandFace-to-FaceCommunities:HowTechnologyMakestheDifference[JJ.EducationalTechnology,2001,(11-12),28-32.[54]ZimmermanBJ,SchunkDH•Self-regulatedLearningandAcademicAchievement：TheoreticalPerspectives[M].LawrenceErlbaumAssociatesPublishers,2001・[55]PhysicalScienceResourceCenter[EB/OL]