第一部分前言
物理学是一门基础自然科学,它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入,物理学一方面带动了科学和技术的发展;另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础;近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展,继而推动了人类社会的变化。
课程性质
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。
高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能;体验科学探究过程,了解科学研究方法;增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情;认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响;为终身发展,形成科学世界观和科学价值观打下基础。
课程的基本理念
(一)在课程目标上注重提高全体学生的科学素养
高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。
(二)在课程结构上重视基础,体现课程的选择性
普通高中教育仍属于基础教育,应注重全体学生的共同基础,同时应针对学生的兴趣、发展潜能和今后的职业需求,设计供学生选择的物理课程模块,以满足学生的不同学习需求,促进学生自主地、富有个性地学习。
(三)在课程内容上体现时代性、基础性、选择性
高中物理课程在内容上应精选学生终身学习必备的基础知识与技能,加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想,关注物理学的技术应用所带来的社会问题,培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度。
(四)在课程实施上注重自主学习,提倡教学方式多样化
高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。
(五)在课程评价上强调更新观念,促进学生发展
高中物理课程应体现评价的内在激励功能和诊断功能,关注过程性评价,注意学生的个体差异,帮助学生认识自我、建立自信,促进学生在原有水平上发展。通过评价还应促进教师的提高以及教学实践的改进等。
1.高中物理课程结构
本高中物理课程由12个模块构成,每个模块占2学分,其中物理1和物理2为共同必修模块,其余为选修模块。学生完成共同必修模块的学习后,可获4学分,接着必须再选择学习一个模块,以便完成6个必修学分的学习任务。在获得6个必修学分后,学生还可以根据自己的兴趣、发展潜力以及今后的职业需求继续学习若干选修模块。
在本课程的必修与选修模块设置中,有以下基本思考。
(1)在共同必修模块物理1和物理2中,学生通过对物体运动规律、相互作用、能量等核心内容及相关实验的深入学习,进一步体会物理学的特点和研究方法,了解自己的兴趣和发展潜能,为后续课程的选择和学习做准备。
(2)本课程不仅通过选修模块体现了课程的选择性,而且还在必修模块中为学生有个性地发展提供了机会。学生完成共同必修模块学习后,已获4个必修学分,余下的2个必修学分可以通过选学后续课程获得。
(3)完成必修学分的学习后,学生可以根据学习兴趣、发展潜能和今后的职业需求选学有关内容。学生最好参照“高中物理课程结构框图”的顺序选择课程,以便循序渐进,为今后发展奠定基础。学生也可以跨系列选学相关模块,根据需要决定学习某系列模块的先后顺序。
(4)本课程是为大多数高中学生发展设置的国家课程,为了让学有所长的学生更充分地发展,我们建议学校根据具体情况开设相关的课程,如“物理实验专题”[1]、“物理专题研修”[2]等,以便进一步提高学生的实验素养,增强学生的创新意识,发展学生的自主学习能力和独立研究能力等。
2.课程模块说明
共同必修---物理1、物理2:这是全体高中学生的共同学习内容。在该模块中,学生通过学习运动描述、相互作用与运动规律、机械能和能源、抛体运动与圆周运动、经典力学的成就与局限性等物理学的核心内容,经历一些科学探究活动,初步了解物理学的特点和研究方法,体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响,同时为下一步选学模块做准备。
选修系列---选修1-1、选修1-2:本系列课程模块以物理学的核心内容为载体,侧重物理学与社会的相互关联和相互作用,突出物理学的人文特色,注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合,强调物理学对人类文明的影响。
选修系列---选修2-1、选修2-2、选修2-3:本系列课程模块以物理学的核心内容为载体,侧重从技术应用的角度展示物理学,强调物理学与技术的结合,着重体现物理学的应用性、实践性。
选修系列---选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5:本系列课程模块侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容,进一步了解物理学的思想和方法,较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。
无论哪一组模块,不仅含有物理学概念、规律和实验,而且含有物理与社会发展、物理与技术应用、物理与生活等方面的内容。
行为动词说明
《标准》中部分行为动词界定*
类型
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水平
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各水平的含义
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所用的
行为动词
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知 知识 技 能 目 标 动 词
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知
识
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了解
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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
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了解、知道、描述、说出、举例说明、列举、表述、识别、比较、简述、对比
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认识
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位于“了解”与“理解”之间
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认识
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理解
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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
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阐述、解释、估计、理解、计算、说明、判断、分析、区分
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应用
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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
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评估、使用、验证、运用、掌握
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技
能
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独立操作
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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
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测量、测定、操作、会、能、制作、设计
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体验性要求
的目标动词
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经历
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从事相关活动,建立感性认识等
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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
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反应
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在经历基础上表达感受、态度和价值判断;做出相应反应等
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体会、关注、注意、关心、乐于、敢于、勇于、发展、保持
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领悟
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具有稳定态度、一致行为和个性化的价值观念等
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形成、养成、具有、领略、体会、思考
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第二部分课程目标
课程总目标
学习终身发展必备的物理基础知识和技能,了解这些知识与技能在生活、生产中的应用,关注科学技术的现状及发展趋势。
学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。
发展好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣,有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神,有振兴中华,将科学服务于人类的社会责任感。
了解科学与技术、经济和社会的互动作用,认识人与自然、社会的关系,有可持续发展意识和全球观念。
课程具体目标
(一)知识与技能
1. 学习物理学的基础知识,了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律,了解物理学的基本观点和思想。
2.认识实验在物理学中的地位和作用,掌握物理实验的一些基本技能,会使用基本的实验仪器,能独立完成一些物理实验。
3.初步了解物理学的发展历程,关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响。
4.关注物理学与其他学科之间的联系,知道一些与物理学相关的应用领域,能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题。
(二)过程与方法
1.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。
2.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。
3.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。
4.参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。
5.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。
(三)情感态度与价值观
1.能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
2.有参与科技活动的热情,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
3.具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神,具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识。
4. 有主动与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具有团队精神。
5.了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献,关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内,为社会的可持续发展做出贡献。
6. 关心国内、外科技发展现状与趋势,有振兴中华的使命感与责任感,有将科学服务于人类的意识。
物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求.
科学探究要素
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对科学探究及物理实验能力的基本要求
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提出问题
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能发现与物理学有关的问题
从物理学的角度较明确地表述这些问题
认识发现问题和提出问题的意义
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猜想与假设
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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
认识猜想与假设的重要性
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制定计划与设计实验
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知道实验目的和已有条件,制定实验方案
尝试选择实验方法及所需要的装置与器材
考虑实验的变量及其控制方法
认识制定计划的作用
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进行实验与收集证据
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用多种方式收集数据
按说明书进行实验操作,会使用基本的实验仪器
如实记录实验数据,知道重复收集实验数据的意义
具有安全操作的意识
认识科学收集实验数据的重要性
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分析与论证
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对实验数据进行分析处理
尝试根据实验现象和数据得出结论
对实验结果进行解释和描述
认识在实验中进行分析论证是很重要的
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评估
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尝试分析假设与实验结果间的差异
注意探究活动中未解决的矛盾,发现新的问题
吸取经验教训,改进探究方案
认识评估的意义
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交流与合作
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能写出实验探究报告
在合作中注意既坚持原则又尊重他人
有合作精神
认识交流与合作的重要性
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共同必修模块物理一
共同必修模块是为全体学生设计的,旨在引导学生学习基本的物理内容,了解物理学的思想和研究方法,初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响。共有物理1和物理2两个共同必修模块,共4学分。
本模块是高中物理的第一个模块,是共同必修模块。在本模块中,学生将进一步学习物理学的内容和研究方法,了解物理学在技术上的应用和物理学对社会的影响。
本模块的概念和规律是进一步学习的基础,有关实验在高中物理中具有典型性。要通过这些实验学习基本的操作技能,体会实验在物理学中的地位及实践在人类认识世界中的作用。
在本模块中,学生将在学习物理基础知识的同时,初步经历对自然规律的探究过程,从中体会物理学的思想,并在情感态度与价值观方面等受到熏陶。
本模块划分为以下两个二级主题:
●运动的描述
●相互作用与运动规律
(一)运动的描述
1.内容标准
(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
例1 了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。
例2 了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
(2)通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
例3 认识在哪些情况下,可以把物体看成质点。
(3)经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
例4 用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
例5 通过史实,了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
(4)能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
2.活动建议
(1)通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响。
(2)通过查找资料等方式,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
(二)相互作用与运动规律
1.内容标准
(1)通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力。
(2)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。
例1 调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的(如获得弹力或减缓振动等)。
例2 制作一个简易弹簧秤,用胡克定律解释其工作原理。
(3)通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
例3 研究两个大小相等的共点力在不同夹角时的合力大小。
(4)通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。
例4 通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法。
例5 根据牛顿第二定律说明物体所受的重力与质量的关系。
(5)认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
例6 在等式 中给定k = 1,从而定义力的单位。
2.活动建议
(1)调查日常生活和生产中利用静摩擦的事例。
(2)通过各种活动,例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等,了解和体验失重与超重。
(3)根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
(4)通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活,了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验,尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案。
共同必修模块物理二
本模块是共同必修模块。在本模块中,学生将通过机械能、曲线运动的规律和万有引力等内容的学习,进一步了解物理学的核心内容,体会高中物理课的特点和学习方法,为以后进一步学习打好基础,为后续模块的选择做准备。
本模块划分为以下三个二级主题:
●机械能和能源
●抛体运动与圆周运动
●经典力学的成就与局限性
(一)机械能和能源
1.内容标准
(1)举例说明功是能量变化的量度,理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。
例1 分析物体移动的方向与力的方向不在一条直线上时力所做的功。
例2 分析汽车发动机的功率一定时,牵引力与速度的关系。
(2)通过实验,探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。
例3 用打点计时器或光电计时器探究恒力做功与物体动能变化的关系。
例4 从牛顿第二定律导出动能定理。
(3)理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。
(4)通过实验,验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
(5)了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。
(6)通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系,知道可持续发展的重大意义。
例5 评价核能为人类带来的好处和可能发生的问题。
2.活动建议
(1)设计实验,测量人在某种运动中的功率。
(2)通过查找资料、访问有关部门,收集汽车刹车距离与车速关系的数据,尝试用动能定理进行解释。
(二)抛体运动与圆周运动
1.内容标准
(1)会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。
例1 分别以物体在水平方向和竖直方向的位移为横坐标和纵坐标,描绘做抛体运动的物体的轨迹。
(2)会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。
(3)能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活和生产中的离心现象。
例2 估测自行车拐弯时受到的向心力。
(4)关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。
2.活动建议
(1)通过查找资料,对比实际弹道的形状与抛物线的差异,尝试做出解释。
(2)调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异。
第四部分实施建议
教学建议
教学过程是体现课程理念、实现课程目标的一种创造过程。根据《标准》的课程理念和课程目标,结合中学教学的实际情况,提出以下教学建议。提出建议不追求全面,而是有针对性地强调教学中值得注意的几个问题。
(一)从课程目标的三个维度来设计教学过程
本《标准》在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上,提出了高中物理课程的具体目标。在教学中,课程目标的这三个维度不是相互孤立的,它们都融于同一个教学过程之中。在设计教学过程时,需要从三个维度来构思教学内容和教学活动的安排。例如,在匀变速直线运动的教学中,教师可以让学生提出自己的实验方案来验证对自由落体运动快慢的猜想,提高他们制定科学探究计划的能力;可以用打点计时器研究自由落体运动,在获得知识的同时提高对实验数据的处理能力;可以讨论伽利略对自由落体运动的研究方法,体会科学研究方法对科学发展的意义;可以展示人类在月球上所进行的有关实验照片,激发学生探究科学的热情,领略自然规律的普适性;还可以通过对打桩机的重锤下落和高台跳水运动员等自由落体运动实例的讨论,增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。
应该对学生在高中阶段的物理课如何实现课程目标有一个总的思考。与初中相比较,高中物理课程无论在知识的深度和广度上,还是学习方法上都有很大的不同,要增强学生学好物理学的自信心,让学生有一个逐步适应和学会学习的过程。教师应帮助学生,使他们在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果;让学生得到成功的体验,享受成功的愉悦,激发学习的热情和责任感。
(二)提高科学探究的质量,关注科学探究学习目标的达成
通过初中课程的学习,学生对科学探究的过程有了一定的体验,并具有了初步的科学探究能力。高中阶段的物理课,应该在这个基础上更加关注学生在科学探究过程中的学习质量,进一步加深对科学探究的理解,提高科学探究的能力。
科学探究的课题有的是与教学内容、教学进度相吻合的。在课堂教学中,有些探究的物理问题是由教师和教科书直接提出,虽然其中不乏关于问题背景的介绍,但很少有让学生主动发现和构思问题的机会。在高中阶段,教师有必要对一些探究的物理问题创设一些情境,让学生在观察和体验后有所发现、有所联想,萌发出科学问题;或者创设一些任务,让学生在完成任务中运用科学思维,自己提炼出应探究的科学问题。
要提高学生制定探究计划的能力,就要使学生学会把探究的课题分解为几个相对独立的小问题,会思考解决每个问题的不同方法,根据现实条件选择、优化有关方法,从而形成探究的方案;学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法、操作程序等不同方面来构思探究的计划;学会在制定探究计划时查询相关资料;学会在相互交流中完善探究计划。教师应该在教学中尽量为学生提供学习制定探究计划的机会。
在指导学生收集信息和分析、处理信息时,教师不要预先设定表格,让学生“照方抓药”。在收集信息时,要注意培养学生客观的思维品质,不要只把注意力集中在与探究假设相符的物理事实上,同样需要观察和收集那些与预期结果相矛盾的信息。在通过一定的科学探究之后,应该让学生学会依照物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,树立把物理事实作为证据的观念,形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法。
在教学中应重视学生对科学解释的评估。为此,可以让学生提出并比较不同的解释,看看所收集的证据究竟更支持哪种解释。学生之间的公开讨论、评议是提高评估能力的有效方法。关于科学探究的交流和表达,教学中应该让学生从以下两个方面关注自己表达能力的提高:一是交流内容的组织,包括课题的提出、探究计划框架、信息收集过程和数据整理、基本论点和对论点的解释、存在的问题和新发现等,应学会根据课题特点有所侧重;二是陈述的形式,包括文字、表格、图像、公式、插图等,学会根据内容选择恰当的形式进行交流。在此基础上,教学中要提供学生当众交流的机会,让学生准备有条理的讲稿,并进行准确和富有逻辑的发言。
学生在科学探究的各个环节所发展的能力往往是不平衡的:有的学生在某些环节的探究行为中自主性较强,与这些环节相对应的探究能力得到很好的发展;而在另外一些环节中,教师需要作必要的引导或指导,让学生在这些方面得到锻炼。因此,教师在设计、实施科学探究教案时,应该对不同案例的具体教学目标进行认真分析,以便了解学生在探究经历中的薄弱环节,及时采取改进措施。
(三)使物理贴近学生生活、联系社会实际
家庭、学校、社会都有大量学生感兴趣的物理问题:如家庭中新型电器、炊具中的物理原理;公共交通设施、交通工具中某些新装置的物理原理;新型通信工具;等等。教师应选择与学生生活联系密切的素材用于教学。课堂教学中,教师可以使用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带纸等生活中的常见物品来做物理实验。学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生关注周围的生活,例如:游乐场中的物理;车站、码头上的物理;超级市场中的物理等。把这些与学生的生活密切相关的事物引入物理课,就会增加学生对物理课的亲切感。
物理学与社会的联系可以分别从资源(能源)、人口、环境和生态、交通、居住等方面,结合本地的社会现象进行讨论。恰当地采用照片、图表、模型、幻灯、电影、录像、光盘等视听媒体,鼓励学生在课堂上发表通过自己收集信息所形成的有关见解。
开展跨学科的研究活动,鼓励学生把物理知识与其他学科知识结合起来研究周围的生活和社会现象。例如:进行小型水电站调查,学生从能量转化的估算、发电和配电设备、发电功率跟当地用电需求的关系等物理知识;从水电站建设对当地生态环境影响等生物知识;从水电站周围的地质结构、水电站对周边地区的经济影响等地理知识来综合思考研究主题。在研究中提高学生科学与经济、社会互动作用的认识,增强将科学服务于人类的社会责任感和使命感。
(四)突出物理学科特点,发挥实验在物理教学中的重要作用
物理实验是高中物理教学中的重要内容。共同必修模块中的物理实验,是《标准》对高中学生最基本的实验要求。在必修和选修模块中,都程度不同地体现了对物理实验的进一步要求。可以指导对物理实验有兴趣的学生在校本课程中,选修具有更高要求的物理实验专题。
在高中物理教学中,应该重视学生对物理实验的理解。在观察演示实验时,不仅要学生关注所观察的现象,同时要让学生理解该物理现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的。应该尽量让学生了解实验装置的工作原理。在进行学生实验时,应该让学生在明确实验目的、理解实验原理的前提下独立操作实验。
重视学生实验技能的提高,使学生能正确使用高中物理实验项目中的仪器和工具,获得较准确的实验信息,但要避免进行刻板的技能训练,因为随着科技进步,对技能的要求也在不断地变化。
实验是了解、研究自然规律的重要方法,它的作用不只是为了获取信息。应该让学生认识到实验操作是在相关原理的指引下进行的,学会把实验获得的信息演绎、归纳成结论,只动脑不动手和只动手不动脑都是不正确的。
学生实验是学生探究并获取知识与应用知识过程中的一个有机组成部分,应该在合理的环节和预定的计划中去完成。
教师应该积极开发适合教学的实验项目,充分利用实验资源做实验。鼓励教师将电子计算机等多媒体技术应用在物理实验中,同时提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验。
实验室是培养学生科学态度和科学作风的场所,教师应培养学生对实验严肃认真的态度,对实验结果实事求是,如实记录实验数据。并把实事求是的作风带到平时的学习和生活中去。
评价建议
高中物理课程标准是高中物理课程评价的依据。评价应该落实课程标准的目标和理念,
在内容和形式上,应该关注以下几个方面。
强调评价在促进学生发展方面的作用,不强调评价的甄别与选拔的功能。
重视学习过程的评价,不以考试的结果作为唯一的评价依据。
把学生在活动、实验、制作、探究等方面的表现纳入评价范围,不以书面考试为唯一的评价方式。
倡导客观记录学生学习过程中的具体事实,不过分强调评价的标准化。
教师要转变在学生学习评价中的裁判员角色,要成为学生学习的促进者、合作者,学习评价的指导者,学习潜能的开发者。提倡评价的多主体。
学生要参与学习过程的评价,进行自我评价和同学之间的互评。
(一) 评价目的
评价目的是为了提高学生的科学素养和教师的教学水平,为学校实施素质教育提供保障。充分发挥评价的促进发展的功能,使评价的过程成为促进教学发展和提高的过程。
物理课程的评价应帮助管理者、教师、学生、家长等了解高中物理教学情况;促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的全面发展;发现学生潜能,了解学生需求;使学生能看到自己在发展中的长处和不足,增强学习物理课程的自信心;激励、引导学生发展;形成生动、活泼、开放的教育氛围。评价应该鼓励学生发展自己的特长和爱好。例如,激励他们在理论学习、物理实验、科学制作、社会调查等方面或某一方面有比较突出的发展。
(二) 评价内容
评价内容要多元化,要为学生有个性、有特色的发展提供空间。物理课程的评价应从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面进行。注重适应时代发展需要的基础知识和基本技能,强调知识和技能在生活、生产中的应用。评价要有助于学生对科学过程和物理知识的理解;有助于学生发展科学探究和实验能力;有助于学生运用物理知识、科学探究方法、实验技能解决学习、生活中的问题;有助于学生发展科学的思维能力;有助于学生保持好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣;有助于培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学精神。
评价中,应该关注学生对概念、原理、规律的理解和应用,提高物理实验的基本技能,对物理学基本思想和观点的了解等。测验和考试命题应该注重理解和应用,要研究并设计有利于学生思维发展、联系生活和社会的开放性试题;不宜过多考查记忆性内容,不应该在枝节问题上纠缠,故意设置误区,使学生对学习物理产生畏惧心理。
应重视评价学生的科学探究能力、实验能力、分析和解决问题的能力,以及在科学探究与学习过程中,应用物理学研究方法、数学工具的能力。提倡客观记录学生提出的问题以及在理论学习、物理实验、小论文、小制作和科学探究等活动中的表现,关注学生的观察和实验的能力、提出问题的能力、做出猜想和假设的能力、收集信息和处理信息的能力、交流的能力等。学生应该参与评价活动,通过记录学习过程,记录有代表性的事实,展示自己学习的进步。
要注意形成性评价与终结性评价的结合,即不仅要关注学生获得了什么,而且应该记录学生参加了哪些活动、投入的程度如何、在活动中有什么表现和进步等情况。动态观察学生在学习过程中的表现,细心了解其内心活动的变化,记录学生的每一点进步,并与过去相关的记录进行比较。
(三)评价形式
倡导评价方式的多样化。要对形成性评价和终结性评价给予同等重视,使发展变化过程成为评价的组成部分。物理教师要在教育、教学的全过程中采用多样的开放式的评价方法,如采用笔试、实验操作、课题研究、行为观察、成长记录档案、活动表现评价等方式评价学生。物理教师与学校要积极探索科学、简便易行的评价办法。
提倡建立学生学习记录档案。要通过学生的成长记录全面反映学生的发展情况,收集和分析能够反映学生学习过程、结果的资料,是客观、公正地评价学生学习的关键。在学生学习档案中,要收录物理学习的重要资料,例如:遇到的疑难问题及思考;在探究活动中最出色的表现;被否定过的观点;通过努力最后解决的难题;设计巧妙的小发明、小制作;考试和测验的信息;优秀的小论文、典型的作业、学习中的观察记录、社会调查与实践活动记录、教师和同学的观察与评价、来自家长的信息等。提倡记“课堂日志”和“现场笔记”,把教学中发生的重要事情如实记录下来,客观描述、评价学生在活动中的表现。学校和教师要对收集的资料进行分析,形成对学生发展情况的分析报告,客观描述学生的成绩、优势和不足。提倡多主体评价,评价者可以是教师、家长,也可以是学生。
提倡评价方式的多元化。要根据学生的学习档案、笔试、实验操作技能的考核等多方面的表现,综合评定学生的学习与发展的水平。提倡一部分笔试采取开卷的形式,不能把考试成绩作为给学生分类的标签。
(四) 关于学分管理、学习等级评定及高考的建议
所有学生要达到高中毕业水平,都必须完成物理1、物理2的学习,必须从选修1-1、选修2-1、选修3-1系列中选学一个选修课程模块,即完成6个必修学分的物理课程学习。接着,学生可以根据自己的兴趣、发展潜能以及今后的职业需求再从选修1、2、3系列中选学若干个物理选修课程模块。
根据学生在相应课程模块的学习中评定的综合等级,决定学生是否获取相应课程模块的学分。在高中阶段物理课程的学习中,应允许学生跨年级、跨组选修,允许学生重修、重考任一课程模块。
报考高等学校的学生,考试内容应包含共同必修课程物理1、物理2,以及部分选修模块。选修模块考试内容的选择,应根据报考学校的类别与专业的需要确定。学生的成长记录等形成性评价结果应该是高校录取学生的依据。特别强调高考招生的改革应与本课程标准的实施配套。
教科书编写建议
教科书是最基本、最重要的课程资源之一。在课程改革理念和目标的实施过程中,教科书的编写具有重要的作用。为此,根据普通高中课程改革的特点和高中物理课程标准的基本理念和目标,对教科书的编写提出如下建议。
(一)教科书编写要为全面落实课程目标服务
1.理解科学领域的科目所担负的教育任务
现代科学不仅仅是一种知识体系,还包括科学精神、科学思维和科学方法。因此,教科书应从整体上认识和理解科学。教科书不应只是知识的载体,而应担负物理课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的教育任务。
2.教科书的编写是一种再创造过程
教科书的编写依据首先是课程标准。在以模块形式呈现的物理课程中,在允许学生选修的情况下,教科书如何适应新型的课程结构,而不过分受相关内容的学科体系的约束,是编写教科书时应该探索的一个新课题。
教科书内容的深、广度既依据课程标准,又渗透着教科书编者对课程标准的领会;既有对科学内容的把握,又结合丰富的教学实践经验。教科书应该比课程标准的要求更具体,更充实,更生动,更便于教学的实施。所以,教科书的编写是一个再创造过程。
3.倡导科学探究,注重科学探究质量
没有探究,就没有科学。高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会,让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等,体验探究过程的曲折和乐趣,发展科学探究的能力,增强对科学探究的理解。高中阶段尤其要注重科学探究的质量。鉴于我国师生对于这样的学习方式还不熟悉,因此,教科书的编者应根据课程标准的基本理念和课程目标,在教科书的内容选择、呈现方式等方面为科学探究活动的实施创造机会和条件。
4.教科书应为学生的自主发展创造条件
在以往的一些教育理念和实践中,教科书是教学的中心,教师的作用只是讲解教科书,以使学生掌握教科书,形成了这样一种关系:教学时教科书通过教师展现在学生面前,考试时教科书经过教师过滤变为考题去检查学生。这样,学生并不一定需要直接与教科书建立联系,以至于有相当一批学生不读教科书,只看“笔记”,只做“习题”。
新的教学理念认为,教科书与师生的关系应该是教师、学生与教科书形成一个系统,相互影响、相互丰富、相互补充。教师应该努力促进学生与教科书的直接联系,在教师的影响下,发展和丰富学习的内容,从而使学生真正成为学习活动的主人,进入自主学习的境界。
教科书应为学生自主学习创造条件。为此,教科书编者既要以严谨的态度撷取科学的果实,又要以轻松的笔调展现科学的魅力,并深入浅出地勾画出科学思想发展的脉络。
教科书不是唯一的课程资源。教科书应为引导学生利用更丰富的课程资源服务,如可列出参考书目和网站等。在网络时代,教师、学生、教科书都会在与网络的互动联系中丰富自己,从而使学生的学习活动走向自主与开放。
(二)内容的选择
1.既要落实课程标准的要求,又要突出特色
课程标准对教学内容作了原则性的规定,成为教科书编写时选择教学内容的依据。但是,在课程标准的框架下,教科书在内容选择上允许并且应该有必要的自主空间。教科书中物理内容的顺序和方式不一定就是课程标准中的顺序和方式。课程标准中的例子和活动建议只是为了说明内容标准而设置,教科书编者可以选用,也可以选用其他类似内容。物理学是一门基础科学,同样的内容主题,在程度、要求、呈现方式、侧重点等方面可以不同。对不同的学生,即使所学知识差异不大,能力要求也可以有一定差别。否则无法出现多样化的各有特色的教科书。
2.坚持时代性与基础性相结合的原则
教学内容的选择应坚持时代性与基础性相结合的原则。教科书首先要追求为发展方向不相同的所有选课学生奠定必要的基础,同时也要以适当形式对有兴趣且有余力的学生提供更多的可供选择的学习内容,甚至可以对一些高中阶段不能完全掌握、但对开阔学生科学视野极为有益的内容,开一些“窗口”,以便帮助学习者开启科学的大门,踏上探究科学真理的道路。
3.教科书的内容应重视科学的发生过程
科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动过程。科学发展的历史表明,每一个科学上的新发现,特别是具有重大意义的科学发现,都为后继者提供宝贵的教益和启迪。教科书既应对科学过程所凝练、升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示,让学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养;也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质,使学习者受到生动的情感态度与价值观的熏陶和感染,有利于健全人格的养成。
4.关注科学探究活动
高中阶段的物理课程要在提高科学探究的质量上下功夫。教科书应为此提供机会和条件:一方面把探究活动的方式引向多样化,如文献探究、网络查询等方法均可适当引入高中物理教学;另一方面加大研究性学习的力度,为较深入的科学探究奠定基础。科学探究活动的具体内容、方式和要求等,应根据不同模块的性质和任务有所不同。例如:大部分的模块可以以探究教科书中所涉及的科学规律为主;偏重技术领域的模块可以以操作或制作性探究活动为主;偏重科学原理领域的模块可以以理论性探究活动为主;偏重社会领域的模块可以以验证物理学发展史中重大发现的探究活动为主;而专题研究性模块可以以探究具有较高科技含量的具有新鲜感的物理问题为主,并可安排一些开放性探究课题。
观察实验、抽象思维与数学方法相结合,是物理科学探究的基本方法。教科书要引导高中学生从科学探究中得到感悟和体验。
5.重视发展学生的科学思维能力
教科书要在发展学生“抽象与概括、分析与综合、推理与判断”等科学思维能力方面,比义务教育阶段的物理教科书向前推进一步。义务教育阶段较多的是直接概括;在高中阶段,由于学生抽象思维能力的提高和高中物理课程所研究问题的深化,则较多地要求在抽象的基础上进行概括,且分析的深度和综合的广度也有所提高。在义务教育阶段,物理规律多是由观察和实验直接得出的;在高中阶段,有些物理规律要经过推理得出,而且处理问题要较多的运用推理和判断。
科学的语言表达能力与科学的思维能力是密切相关的。物理图像是科学表达的一种“语言”,编写教科书要重视包括图像在内的科学语言的运用以及教育功能的展现。
6.优化练习和习题的选择
一个好的习题,就是一个科学问题。在设计练习和习题时,应多选择有实际科技背景或以真实物理现象为依据的问题,既训练学生的科学思维能力,又联系科学、生产和生活的实际,因而具有生命力。切忌那种脱离实际的纯“思辨游戏”式的题目。
(三)内容的组织与呈现
1.教科书应成为提出问题、分析问题和解决问题的范例
教学内容在教科书中出现的顺序与方式,每项内容所用的篇幅等,都体现一定的教育思想和教学理念。科学始于观察,思维源于问题,教科书在讲解物理概念、原理和规律时,应从观察和问题出发,引导学生展开想像的翅膀,提出各种可供检验的猜想和假说,再经过分析和验证,直到问题的解决。因此,教科书本身就是一个如何提出问题、分析问题和解决问题的范例。这样就能使学生既理解了概念、原理和规律本身,又能领悟科学研究方法,同时也降低了学习难度。
在此基础上,恰当揭示物理概念、原理和规律的实质及蕴含的物理思想,努力做到“复杂问题简单化,简单问题理性化,理性问题具体化。”
2.为实施探究活动提供指导和帮助
从整体上说,科学探究活动对于教师和学生都是一件新事物,教科书应该给予指导和帮助,要遵循由浅入深的原则。例如,可以把比较简单的、局部的探究活动和研究性学习的内容安排在前面,对于较复杂的探究活动,教科书可以给出较为详细的指导。随着学习深入,探究和研究能力增强,学生自行设计和选择的内容可以逐渐增多,完整的探究活动和深入的研究性学习比例逐渐加大。
3.呈现形式要生动活泼
教科书的呈现形式要生动活泼,文字要有较强的可读性和欣赏性。图片是呈现科学情境的重要形式,在选择图片时应在内容、时代性上下功夫。版式要新颖,恰当处理版面和内容的关系,力求全书图文均衡、图文并茂、相得益彰。
适当把信息技术的应用渗透到教科书中。例如,把录像带、光盘和文字教科书构成一种统一的课程资源,都是扩展教学渠道的有益探索。
4.教科书应传递多种有教育价值的信息
教科书应传递多种有教育价值的信息。在教科书(特别是其中的图片)传递的信息中,与科学内容相伴的还有大量其他信息,这些信息也是宝贵的课程资源,同样对学生起着潜移默化的教育作用,不可忽视。例如,教科书中的图片和数据表格,应该尽可能选用与内容要求相符的最新科技成果,特别要反映我国科技发展的新面貌。用这样的教科书,使学生除了学到科学知识和科学方法外,还能感受到时代的脉搏,保持积极向上的精神状态。图片中的人物性别和民族角色的呈现,要反映我国男女平等和多民族国家的形象。
科学是全人类文化发展和进步的结晶,在涉及物理学发展史和科学家的事迹时,要注意世界上多种文明对科学发展的贡献,要恰当介绍和评价中华文明的贡献。
(四)突出教科书的特色
高中物理课程是科学领域中的一门学习科目。基于既要保证共同基础又要满足选择性的课程要求,物理学科又设计了若干模块。课程标准按模块对科学内容提出了基本要求,但没有规定内容的具体组织方式和呈现形式。教科书的编者应该在课程标准要求的基础上,参照上述的编写建议,突出自己的编写特色。
城市地区和农村地区、经济发达地区和不发达地区,学生的生活经验、视野和学习条件差异很大,编者应该为不同的学生编写不同的教科书。我国地域辽阔、人口众多,社会经济文化发展极不平衡,迫切需要多样化的各具特色的教科书。
课程资源利用与开发建议
课程资源包括教科书、教师和学生的教学用书、科技图书、录像带、视听光盘、计算机教学软件、报刊、互联网、图书馆、实验室、专用教室、实践基地,以及校外的博物馆、展览馆、科技馆、公共图书馆、电视节目、工厂、农村、科研院所等。课程资源是决定课程目标能否达成的重要因素之一。充分利用现有的课程资源,因地制宜,多渠道、多方式地开发新的课程资源,是切实提高教学效益、促进课程改革实施的重要途径。
(一)重视教科书等文字课程资源的利用与开发
我国地域辽阔、人口众多、经济社会发展不平衡,应该组织编撰适应不同地区需要、不同特色的多样化的教科书。
倡导不受某一种教科书的束缚,吸收和利用各种有利于学生发展的课程资源。教师应根据本校特点和学生的需求,精选课程资源,充实物理课程的教学内容。组织社会力量编写某些教学材料,并指导选择、利用这些资源。
各种科技图书、科技期刊和报纸是物理课程的重要文字课程资源。学校图书馆应该向全体学生开放,教师应指导学生有效地阅读科技图书、科技期刊和报纸,激发学生热爱科学、探索科学的热情,拓展学生的知识面,促进学生自主地学习。
(二)加快多种媒体课程资源的利用与开发
现代信息技术的迅猛发展和网络技术的广泛应用,为物理课程提供了丰富的课程资源。将信息技术与物理课程整合,既有利于学生学习物理知识和技能,又有利于培养学生收集信息、处理信息、传递信息的能力。
1.常用课程资源的开发和利用
挂图、幻灯片、投影片、录像带、视听光盘、多媒体软件等都是常用的课程资源,这些资源有利于创设形象生动的物理情景,丰富物理教学的内容,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。
多媒体计算机已经显示出它在科学教育中的巨大发展潜力。在物理课的学习中,应根据实际内容的需要,选用多种类型的多媒体辅助教学软件,重视传统媒体和计算机多媒体的有效利用,充分发挥它们在物理教学中的功能。
加强课程资源的管理,尽快建立多媒体课程资源的数据库,努力实现跨学校多媒体资源的共享,以提高利用效率。
2.积极开发和利用网络课程资源
网络技术丰富了课程资源。局域网的构建为物理课程资源的开发和利用提供了机遇。为学生创设基于网络下的自主学习环境,让学生学会独立学习和合作学习;充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上物理教育信息资源,使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变;使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变;使学生从单独的学习向合作学习转变。
3.重视广播和电视课程资源
广播和电视的科技信息是直观和重要的课程资源。倡导教师实时收集这些课程信息,丰富物理教学的内容,例如,航天发射、核电站、纳米技术、环境保护等。鼓励学生课后主动地通过这些渠道丰富自己对教学内容的理解和认识,开阔视野,成为课程资源的建设者。
(三)开发实验室的课程资源
实验是物理课程改革的重要环节,是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径,也是物理课程改革的重要资源。
1.建立开放性实验室
观察现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验技能,培养实事求是的科学态度,引起学习兴趣,具有不可代替的重要作用。大力加强演示和学生实验:学校和教师应根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验;应最大限度地利用实验室现有的器材,力求利用多年闲置的器材开发新的实验;充分地开发和利用实验室的丰富课程资源,尽快改变实验室的封闭式管理状态,实验室应该尽快向学生开放,鼓励学生主动做课外实验。
2.倡导利用日常器具做实验
实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。利用日常器具做实验,不但具有简便、直观等优点,而且有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。
3.信息技术要进入物理实验室
重视将信息技术应用到物理实验室,加快中学物理实验软件的开发和应用,诸如通过计算机实时测量、处理实验数据,分析实验结果等。
(四)社会课程资源的开发和利用
社会课程资源主要来源于报刊、电视、科技馆、博物馆、公共图书馆,以及工厂、社区、农村、高等院校和科研院所等。为了让所有学生受到良好的科学教育,除了学校教育的主渠道之外,充分开发社会教育资源,逐步建立校内、外课程资源的转化机制,实现课程资源的广泛交流与共享。
互联网可以用于支持师生之间和学生同伴之间的沟通。除了传递教育信息外,可作为认知工具来用。在互联网上的科学教学网站与传统的课堂教学相比具有个别化、交互性、信息资源的丰富性和时空不限性,鼓励教师和学生能熟练运用这种新的资源。教师应向学生介绍与科学教育相关的网站。
科技馆、博物馆等场馆集中了许多有用的大、中型科学教育的器材,教师应充分利用这些科技教育资源,有目的地组织学生参观学习,这种感受和体验是课堂教学所不能替代的。