项目批准文号：
项目类别：北京市教育科学规划总体项目
学科分类： 物理学
项目负责人：张双鹏 首钢集团有限公司矿业公司职工子弟学校一级教师
主要成员：刘丽萍、范军、李云涛、庞亚丽
文本：
1.内容与方法
1. 研究内容
1.明确学生实验能力培养的现状，反思实验教学中的不足。
首先是学生。通过文献查阅、理论知识学习、课题组讨论等方式，制定了学生实验能力评价标准。在此基础上，通过问卷调查、现场观察、测试题等方式，了解到学生整体实验能力较低，除了合理选择实验设备、规范使用实验仪器的能力外，其他方面的实验能力都比较低下，还发现学生缺乏误差分析的意识和能力。另一方面，学生实验能力水平的数据可以为后续策略实施效果的评估储备数据。
第二是教师层面，站在物理教师的角度贝语网校，反思日常实验教学中存在的问题，一方面，以往的实验教学中，老师讲课、学生模仿，多为简单的知识传递，学生没有进行真正的实验探索，这一方面限制了促进学生实验能力的发展；另一方面，实验能力的提高需要长期的系统指导，缺乏相对科学有效的实验教学方法。
2. 制定并实施提高学生实验能力的教学策略
本文通过研究文献理论，结合学生实验能力发展的现状，针对教学中存在的问题，以错误分析为切入点，探索提高学生实验能力的教学策略，教学策略具体分为教师引导学生进行实验错误分析和学生自主进行实验错误分析，教师引导学生通过发现错误、分析错误、总结错误分析方法三个教学策略来实现；学生通过使用错误分析方法自主进行实验错误分析来实现。
实施发现错误教学策略主要是为了培养学生的错误分析意识，让学生意识到实验错误出现在每个实验环节，并引导学生从减少错误的角度进行实验设计，教学流程为“实验设计课前诊断—实验操作课中观察—课堂上实验错误总结”。
错误分析教学策略的实施，主要是为学生提供错误分析的机会，让学生在思考的基础上有自己的思考和实验体验，结合我校一直推行的“问题驱动案例式学习”教学模式，通过课前任务的设计，让学生有重点、有目的的备课，先通过学生自主学习解决重点难点问题，再通过课堂上的重点突破，实现“操作——优化设计的演示与交流”教学过程。
实施总结误差分析方法的教学策略，主要是为了使学生从具体的实验中总结出分析误差的一般方法，并引导学生将其运用到其他实验中。整理具体的方法，减少误差——学生总结方法的共性。
学生自主实验误差分析教学策略的实施主要是为了让学生自主地将总结出的误差分析方法运用到具体的实验中，教学过程中采用“课前自学设计实验—完善设计与自主操作—演示与交流”的方法，优化设计—注重总结与改进的教学过程。
提高学生的能力需要一系列的训练，因此整个高中生实验分为两个部分，一部分是教师指导学生进行实验误差分析，另一部分是学生独立进行实验误差分析。重点总结误差分析方法，并在每次实验中将分析方法应用到一到两个步骤中。
3.通过实验误差分析检验提高学生实验能力的效果
通过定性和定量的对比发现，2017级与2016级学生的实验能力水平基本相同。以2017级学生为实验组，2016级学生为对照组。将教学策略应用于实验组，通过问卷调查、现场观察和测试题等方式对实验组进行前测和后测，从定性和定量两个角度进行评价。分析表明实施该教学策略后，实验组学生的实验能力有所提高；然后，将实验组学生的实验能力与对照组学生的实验能力进行比较。分析表明实施该教学策略后，实验组学生的实验能力提高速度快于对照组学生，教学效果更佳。
2.研究方法
1.文献研究方法
通过文献查阅与研究,梳理出实验能力测评量表的制定方法、各实验环节的误差分析方法、以及误差分析的教学策略,为实践探索提供理论基础。
2. 调查方法
在项目进行过程中，我们通过实验能力测试量表对学生实验能力现状进行了调查，并通过对有过教学实践经历的学生和老师进行访谈，进一步了解学生实验能力现状，为项目的顺利开展指明方向。
3.行动研究
将实验性错误分析教学策略实施于课堂教学中，采取由点带面的方式，以一堂课的全过程为案例对每一项教学策略进行分析，反思和改进课堂教学实践活动中教学设计存在的问题。
2. 结论与对策
在深入分析学生测试和问卷结果的基础上，结合评价量表以及与学生和教师的访谈，从以下三个方面总结出研究结论与对策。
1. 形成了较为科学的实验能力评价标准
在设计学生实验能力评价量表的过程中，课题组提供了我校12位教师的相关数据，充分理解了我校学生作为评价主体，较为有效地提供了数据，也认同评价标准。市高级物理教师肖伟华认为评价标准比较科学，可以作为学生实验能力的评价标准，后续对学生实验能力的调查结果与评价标准基本一致，这再次说明评价标准是比较有效的，为设计、实施效果评估和研究提供了标准和依据，提高了教学设计和课堂教学的时效性。
2. 教师物理实验教学能力得到提升
1、教师可根据学生实验能力的现状，通过发现错误、分析错误、总结错误分析方法、运用错误分析方法等一系列教学实践，磨练自己的教学设计和课堂教学，在这个过程中，教师不断熟悉、强化这一策略，并不断反思，提升了物理实验教学能力。而且，从实验错误角度提升学生实验能力的教学策略具有推广价值。
2.创新教学理念和教学方法，将学生通过误差分析提高实验能力的教学方法落实到实践教学中。
在教学思路上，以错误分析引导学生主动思考实验，自主探索，以学生为中心，以达到实验目的为目标，学生带着问题进行实验操作，检验自己的实验设计是否科学合理，并对每个实验进行评估，通过错误分析对各个环节进行优化改进，在这个过程中，学生主动发现问题、分析问题、解决问题，充分挖掘了学生自主学习的意识，提高了学生的错误分析能力。
在教学方式上，将教师的“教”转化为学生的“学”，充分体现教师的主导作用，在教学中为学生提供宽松、开放的探究氛围，给予学生“犯错”和“改错”的机会。学生可以充分体验、反思和改进自己的设计方案，然后站在其他同学的角度进行交流和评价，最后站在教师的层面进行总结和改进。通过这种方式，可以构建出更加严谨、科学的实验方案，符合学生的认知规律，提升实验教学的有效性。
该教学理念和教学方法可供其他实验学科教学，甚至非实验教学借鉴。
3. 学生实验能力得到提高
1.策略实施前后实验组实验能力对比分析
（1）问卷调查
对实验组学生对同一份问卷的反馈结果进行分析。
在前测与后测的对比中可以发现，学生的错误分析意识在提高，但是实验能力却没有提高，甚至有所减弱。
（2）观察学生实验能力
随机选取实验组中的同一批人，通过两次实验分别进行观察实验能力的前测和后测，测试结果采用SPSS的配对样本t检验进行分析，分析结果如下：
检验结果：只有“正确使用实验仪器的能力”的sig值为0.106，大于0.05，而其他能力均小于0.05，说明该策略实施后，体能观察能力得分得到了明显的提高。
（3）测试学生的实验能力
实验组所有学生完成两次难度大致相同的测试，利用SPSS进行配对样本t检验分析，分析结果如下：
检测结果：各能力的sig值均小于0.05，表明该策略实施后与策略实施前相比，体能观察成绩均值有明显提高，学生的实验能力有明显提高。
从以上分析结果可以看出，实施教学策略后，实验组学生的实验能力得到了提高。
2.实验组与对照组比较：
（1）观察学生实验能力
通过观察实验进行定性分析：在观察实验《电源电动势与内阻的测量》中，实验组与对照组各239人同时参加资格测试实验，对实验操作的评价共计13次，共统计出3107项，实验组有211项错误，对照组有329项错误。实验组比对照组少学一年高中物理的实验题有哪几种，但表现仍然优于对照组，说明实验组的实验操作能力强于对照组。
对同一项观察实验的实验组和对照组的结果进行独立样本t检验。
检验结果：只有“规范使用实验仪器的能力”和“准确收集数据的能力”对sig的概率值大于0.05，而其他两个能力的概率值均小于0.05，说明实验组的实验能力强于组。
（2）测试学生的实验能力
对实验组和对照组测试题2的成绩，利用SPSS进行独立样本t检验高中物理的实验题有哪几种，分析结果如下：
检验结果：各能力的两个概率值均小于0.05，说明实验组的实验能力强于对照组。
从以上分析结果可以看出，实施教学策略后，实验组学生的实验能力提高得比对照组学生更快。
3.教学策略实施后，对师生进行了访谈和调查：