時間：2022-06-05 04:35:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高一物理論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]高中物理銜接思維方式數學工具
一、問題產生原因的初步分析
1.學生對新環境的不適應。熟悉的老師，一起學習生活的同學，了如指掌的周圍環境都發生了變化。新同學、新教師、新集體、新的周圍環境……高一學生產生一些莫名的焦慮和煩惱。學生適應新的環境要有一個過程。這些對他們都會造成一些消極的影響，淡化他們學習物理的興趣。
2.思維方式的不適應。初中生的思維與高中生的思維是不同的。初中生的思維在很大程度上屬于經驗型，他們往往要借助生活中的親身感受或習慣觀念等進行思維活動。因此定性的感性知識多，定量的理性的邏輯內容少，這是符合初中生的思維規律的，這種思維是屬于較低的思維，其由物理感覺引成的物理概念是直接的、經驗性的、淺層的。
高中生的思維則要形成抽象思維，屬于理論型的。對他們要求能夠利用理論做指導來歸納綜合各種事實材料，掌握一定的邏輯思維程序，利用判斷推理等手段擴大自己的知識領域，并形成一定的知識體系。
3.學習難度深度的不適應。初中物理教材內容多是簡單的物理現象和結論，對物理概念和規律的定義與解釋簡單粗略，研究的問題大多是單一對象，單一的、靜態的簡單問題，易于學生接受。
高中物理教學則是對物理現象進行模型抽象和數學化描述，要求通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現象的本質和變化規律，研究解決的往往是涉及研究對象（可能是幾個相關聯對象）多個狀態、多個過程，動態的復雜的問題，學生接受難度大。
4.數學工具解決物理問題的不適應。運用數學工具解決物理問題在初中物理教學中并不突出，但到高中物理教學中卻已經成為能否處理各種實際問題至關重要的手段了。對比初中物理，高中階段很多物理規律的數學表達式明顯加多加深。如：勻變速直線運動的公式常用的就有10個，且公式各有其不同的適用范圍，再加上運用圖象分析和處理物理問題，學生解題時就往往無所適從。
5.學習方法的不適應。初中學生更多的習慣于教師傳授知識。進入高中后，高中物理內容多了，難度大了，課堂密度也上來了，而且知識之間有關聯，而有的同學還以老一套方法對待高中物理學習，結果是“學了一大堆公式，雖然背得很熟，但一用起來，就不知從何下手”，還有的同學沒有養成預習的習慣和掌握正確的聽課方法，上課聽不懂，跟不上，窮于埋頭做筆記，不得要領，不能很好的理解知識，因而學生就感覺到物理深奧難懂。
二、高一物理教學中應采取的對策
1.改進教法，階梯式提高難度。改進課堂教學，設法創造思維情境，激發學生的思維活動，培養學生的物理判斷能力、概括能力、抽象能力和綜合分析能力。在物理概念和規律教學中，應使學生了解推導過程，清楚其使用前提和值得注意的問題，即清楚概念的來龍去脈和規律的適用范圍。同時應該使他們知道為什么要引入？怎樣進行抽象概括？
物理教學的目的是使學生從認識規律、理解規律、掌握規律，到應用規律去解決實際問題。這個過程梯度高、難度大，在教學中應該一步一步地走，適當放慢進度，降低難度，步步提高，切不可高估學生的學習能力，要循序漸進逐步培養學生的學習能力，不斷積累經驗、豐富知識。同時高一物理教師必須熟悉初中物理教材,認真分析學生已有的知識。把高中教材研究的問題與初中教材研究的問題在文字表述、研究方法、思維特點等方面進行對比，明確新舊知識之間的聯系與差異。
2.明確方向，使學生盡快入門。學好物理，入門非常重要。物理是一門規律性很強的學科，包括其內容和研究方法。比如物理概念的學習，一般都包括以下幾個方面：為什么要引入概念？其物理意義是什么？物理量如何定義？數學表達式如何？量的性質等等。如果一開始就讓學生意識到這是物理研究概念的一般方法，那么對以后學習概念就有方向。不會誤以為學習概念就是背出其內容，記住他的公式就好了，就能掌握概念的內涵。調查表明，大多數高二學生認為物理并不難學，其原因是他們已經摸出了物理學習的門路，入了門。也就是他們掌握了物理研究對象的內容、研究的方法，找到了其內在規律。
教師在教學中，要時刻注意滲透物理思想與方法教學。高中物理常用的研究方法是：確定研究對象，對研究對象進行簡化建立物理模型，在一定范圍內研究物理模型，分析總結得出規律，討論規律的適用范圍及其注意事項。高一物理中的平行四邊形定則，牛頓第一定律的建立都是如此。引導學生一次又一次的從物理情景和過程之中建構物理模型的過程中，學生的概括能力、分析能力就會逐步提高，不斷強化。
3.指導學生學習方法，增強其自主意識。不同階段有不同階段的學習方法，之所以有一部分高一同學跟不上，學習物理吃力，跟他們沒有正確的適合高中物理的學習方法不無關系。因此，高一物理教師一開始就要指導好學生的聽課、筆記、作業、復習等環節。就聽課來說，要讓學生知道問題是怎樣引入，規律是怎樣得出，例題的分析思路和解題方法。做筆記不能還是象初中一樣，為了便于記憶全部都記下，而應該指導學生在理解的基礎上記下重點、難點，及一些相關說明。筆記也不要求記在筆記本上，記在書上空白處就行了，這樣便于結合教材理解掌握。
高中物理內容多，信息量大，且有一定的難度和坡度。學生要聽好課，就必須提前預習，特別是那一些基礎較差的學生尤其如此。老師要讓學生明白物理的預習不能只是一目十行，一掃而過的閱讀教材，而是要有所思、有所疑、有所獲。為了提高學生的閱讀能力，老師在講評試卷或作業時對由于概念混淆不清或不理解，以及對物理概念不清而造成的錯誤，應當場讓學生查閱教材，并結合教材進行分析，使學生意識到這些知識在教材上闡述的一清二楚，應該重視教材的閱讀。同時，老師也可以結合學生的實際，選取一些難度稍低、可讀性較強的章節，采取學生自學、討論的方式進行教學。
老師還要指導好學生對知識進行復習和總結，如我們可以在每節課新課之前讓學生對上節課內容進行小節。新課學到一定程度之后，可以讓學生嘗試著進行單元總結，畫出知識結構圖。
做好初高中物理教學的銜接是一個需要多方合作的、統籌安排的系統工作。要從教材、從學生方面想辦法；也要從教法、教師方面想辦法。而且隨著新課程標準的實施，又會產生許多新情況、新問題。物理老師應該時時關注和研究，盡最大努力幫助學生渡過初高中物理學習的銜接關。
參考文獻：
[1]梁樹森.物理學習論.廣西：廣西教育出版社.
[2]王學斌等.中學物理教學.北京：北京教育出版.
論文關鍵詞：幾例，典型，質量設計，問題，物理新儀器
中學物理實驗儀器是做好物理實驗的物質基礎，是有效落實物理新課改的物質條件保證。它選材是否優劣、設計是否合理、質量是否結實耐用、投產以前是否在物理實驗教學中得到反復試驗檢測等多種技術質量指標，直接關系到儀器性能的優劣，實驗現象的明顯直觀，教學效果的高低。但隨著物理新課改的實施，物理實驗內容的不斷更新和增加，大量物理新儀器的投入配備，物理新儀器在使用中也暴露出許多設計、質量中存在的諸多嚴重問題，給物理實驗教學帶來了一定的影響和困難。
一、設計質量兼優的新儀器
大部分新儀器具有外型美觀、選材輕便等多種優點，且在舊儀器的基礎上做了許多必要地改進完善，充分利用了現代最新科技成果，具有實驗現象直觀生動、質量可靠、操作方便、安全實用等多種優點，很受教師和學生的青睞。
如江蘇省泰州市康保教儀（集團）生產的J05205—Ⅰ型直投式發波水槽，改變了過去用舊發波水槽實驗時必須跟投影儀、投影幕布相配套的操作步驟復雜、取拿不便的缺點，而把實驗現象直接呈現在發波水槽的毛玻璃面上，能演示波的干涉、衍射、平面波等多種實驗現象，操作調節極其方便。浙江嘉興儀器配件廠生產的光導纖維應用演示儀是一個利用光導纖維制成的傳光束作為傳聲、傳像元件，并結合電子、光電效應等技術的一個演示裝置，由于它的聲、光、電產生的“立體”效果，在高一物理的《物理學與人類文明》的教學中用作激發學生物理興趣的有趣實驗初中物理論文，對學生有很強的吸引力和震撼力，還可演示高三物理演示彎曲玻璃管傳光，光導纖維傳聲、傳像現象的實驗，操作方便，現象明顯，很受師生的歡迎。
二、存在典型設計質量問題的新儀器
但有部分新儀器在設計質量上卻存在嚴重的粗制濫造等問題，甚至打開包裝就無法使用，更談不上有什么直觀生動的實驗現象，令人防不勝防核心期刊。現列舉闡述如下，以引起大家的監督與防范，也希望存在這些問題的教儀生產廠，積極查找問題的原因，提高其產品的質量，樹立精品意識，否則，就會被市場無情地淘汰。
例1 浙江某教儀廠生產的J2212型縱波演示儀，由于其螺旋彈簧的鋼絲圈跟舊儀器相比鋼絲過細、質地較軟、彈性較弱，顏色也由舊儀器的深色變為銀白色，出現了安裝時長螺旋彈簧的鋼絲容易絞在一起，容易變形不便安裝，振動時由于彈簧鋼絲的銀白色存在嚴重的反光現象、彈性很小，大部分學生只觀察到彈簧在不停地晃動，而看不到疏密相間的縱波在彈簧上明顯傳播。杭州某教儀廠生產的J2218型縱橫波演示儀，雖說明書中稱“既能演示縱波，又能演示橫波”，可實際實驗時由于其螺旋彈簧鋼絲圈的半徑較小，鋼絲較細、質地較軟，根本不能演示橫波，即使演示的縱波的疏密相間的傳遞效果也極其微弱，給人以名不副實之感！
例2 由于高一物理必修教材中有關運動的合成與分解、平拋物體的運動等運動學內容比較抽象,對學生的形象思維水平要求較高，是高中物理教學的一個難點，而J2156型運動軌跡顯示儀是演示勻變速直線、自由落體、平拋、斜拋等有關運動學實驗的一種比較先進、比較準確的大型物理演示儀器。
可本校2003年購置的某教儀公司生產的J2156型運動軌跡顯示儀，價格極其昂貴，制作粗糙,剛打開電源開關,線路板中一個200的綠色鍍膜電阻就已“冒煙”, 后來更換了同樣阻值的電阻仍然“冒煙”，根本無法正常使用，后來學校多方與該廠聯系解決都未有結果，一直閑置。筆者認為是儀器的電路設計不合理、有問題，或者就是電路元件的質量不過關。
例32006年由廣東某教儀廠生產的J2201型氣墊式彈簧振子，在導軌上把滑行器輕質彈簧拉長一段松手后，又回到原來的位置初中物理論文，即使使用小型氣源給氣孔通氣后，滑行器仍然在導軌上不來回振動，甚至連振動1~2次都沒有。仔細觀察后發現：主要是由于彈簧較粗、材料較硬，彈簧的勁度系數過大，造成了彈簧的固有頻率過低，從而使彈簧不易振動。后來，雖然更換了新的輕質彈簧，效果依然如此。
就是這樣無法正常使用的儀器，竟然在《產品質量保證卡》上宣稱：該廠生產的產品曾多次獲中國教學儀器設備行業協會、廣東省教學儀器設備行業協會等多個單位頒發的優秀產品獎，用戶對產品的性能、質量及售后服務等問題均感滿意等等。不知這些榮譽及獎項是怎么來的，無法正常使用卻能使用戶滿意？真有點指鹿為馬的感覺。
例4 90年以前由浙江龍游溪口教儀廠出廠的J2154型平拋運動實驗器和2001年由河北某教儀廠新研制的J04254型平拋運動實驗器相比，后者對前者做了許多改進，具有外型較小、質量較輕,但制作平拋軌道的材料由硬度較高的白色鋁合金改為一種較軟的白鐵皮,質量卻遠不如前者,設計者從實驗精度考慮把舊儀器的鋼球在接球板的復寫紙上“砸點”,再由描跡器“壓點”后用鉛筆對準V型口在豎直板內“描點”, 改進為新儀器小球直接與接球板相撞后，與固定在豎直面板上的復寫紙“撞點”。
但實際實驗效果顯示：舊儀器雖然外型笨重、結構略顯復雜,但實驗效果顯著、可靠，操作方便，耐用結實不易損壞，雖已使用近三十年而現在仍然是物理儀器中的“骨干”，很受教師和學生的歡迎；而改進型新儀器表面上看具有很多優點，但使用效果卻不盡人意，哪個學生都不愿使用這種儀器。
由于其制作材料質量遠不如前者，造成了儀器的結實耐用程度遠差于前者。實驗中出現了平拋軌道、接球板、豎直面板因材料較軟嚴重變形,穩定性差、難于調節,有時鋼球很難與接球板撞擊，進而無法與固定在豎直面板上的復寫紙上“撞點”,而是從側面滾掉了, 豎直面板與小球運動的平面難以保持在同一個水平面上；即使能夠撞上的點也是模糊不清，毫無規律，教師和學生實驗時叫苦不迭,可操作性極差，有的學生由于一時難以調節，把斜槽軌道都用手弄的變了形，師生意見很大，有的只使用一至兩年就無法再用了。
例5 某廠生產的帶有毫米刻度的米尺，20只中就有4、5把從形狀上看成彎曲性的“曲尺”，直尺變成“曲尺”，不知實驗精度如何保證？米尺的木質選材也極差，很容易折斷核心期刊。上世紀80年代由福建泉州無線電五廠生產的J2459型電子管學生示波器,雖然外型笨重、其貌不揚,但連續使用三十幾年可靠性、穩定性都很高,現在還一直使用；而現今新購的由杭州某廠生產的J2459-1型晶體管學生示波器,使用一年后28臺中就有3臺出現了“接觸不良”、“光電不見”等多種故障,嚴重影響了學生實驗的正常進行。
三、造成的嚴重后果
以上列舉的是眾多物理實驗新儀器中，存在嚴重設計質量問題的幾種典型，給學校的經濟、物理教學、新課改的實施等多方面帶來了嚴重的影響，面對如此的新儀器，如何落實物理新課改！又如何對學生進行實驗探究、創新能力的有效培養！教儀生產是一種特殊產品的生產，使用者又是活潑愛動、求知欲極強的中學生，產品的使用頻率較高，它具有比其它商品更為嚴格的質量技術要求。由于廠家的地理位置與使用學相距甚遠，大多數是跨省購置初中物理論文，這樣就出現了有質量問題的產品難于調換。同時，其儀器配件規格型號要求極為嚴格，難于購買，產品價格昂貴，出現質量問題的產品給使用學造成的不僅是經濟上的損失，更重要的是對物理教學造成的影響是根本無法估計彌補的。
四、解決方法
教儀生產是一件關系到國家人才培養和造福子孫后代的大事，有關教育部門要加大對教儀生產廠的審查和監管力度，嚴格對教儀生產廠的資質審批和準入制度，徹底改變教儀生產市場的自由混亂狀況，借鑒一些國外對教儀生產管理的先進經驗，加強教儀生產的規范化、標準化、現代化。同時，學校在購置新儀器時，也要加強對教儀生產廠家的資質標準、背景資料、產品狀況、市場聲譽等多方面的綜合調查了解，組織多家教儀生產公司的公開招標，加大對購置儀器的抽查檢測力度，采用先使用后付款，或者分期付款、廠家定期維修檢查等措施迫使它們提高其產品質量，為物理教學負責、更為物理新課改負責。
2011年10月4日
甘肅省永昌縣第一高級中學 何永健
何永健（1966---），男，在甘肅省永昌縣第一高級中學任高中物理教師，中學一級教師，長期從事物理實驗教學與實驗研究，取得了較為豐碩的教研成果。在《物理教學》、《物理實驗》《物理教學探討》《中學物理教學參考》、《物理通報》等國家級、省級雜志上供44篇。
論文摘要：高中物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用，實驗在物理教學中更是占有舉足輕重的地位。但學校只重視高考科目，忽視了物理實驗教學。探討了高中物理實驗存在的問題與對策。
物理是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在物理教學中更是占有舉足輕重的地位。但由于對物理實驗認識不足，以及各校具體條件不同，許多學校只重視高考科目，而對高中物理實驗課程的資金投入和組織教學都存在不足，是物理實驗教學中普遍存在問題。
一、高中物理實驗存在的問題
1.物理實驗教學得不到重視
學校和教師受傳統教育的影響，普遍存在著重理論輕實驗的思想。很多高中的物理實驗教學中，都存在著輕視實驗教學的現象。有的老師在教學中過分偏重課堂講授，削弱了實驗教學。有的老師甚至認為學生不會動手做實驗不要緊，只要會動筆考實驗就行。很多學校出現實驗儀器過于陳舊不能正常使用、儀器數量不夠、教學內容與儀器不配套等情況，使實驗教學不能正常開展。
2.用“講實驗”代替“做實驗”
課堂的演示實驗，沒有實驗器材，僅僅是“講實驗”的過程，而不是“做實驗”，一些教師過分追求多媒體的模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生進行實際操作。隨著多媒體教學的盛行虛擬實驗，網絡實驗，用課件來代替實驗，甚至就用虛擬的實驗室代替了學生分組實驗的實驗教學比比皆是。虛擬實驗突出重點，突出原理，突出細節，對學生的學習有利，但它畢竟是虛擬的，理想化程度過高，給學生以不真實的感覺，不利于培養學生的動手操作能力。
3.實驗教學模式僵化
一個班的學生同一時間做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，都要在規定時間內做完，得出同一結論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時，有極少數學生只看不動手，也不留心觀察實驗，不記錄有關數據，更談不上去思考。這種教學模式不利于提高學生發現問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙，不利于學生創新思維方法的形成和發展。
4.程式化實驗教學方式呆板
程式化實驗以單純的機械操作為主，沒有給學生留出足夠的發展空間。就分組實驗來說，從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，面面俱到，然后學生按照規定的程式進行操作，去獲取教師所要求得到的實驗數據，而不需要去考慮實驗為什么要這樣做，怎樣去做，更不必考慮實驗中可能會存在什么問題，以及需要如何去解決。學生草率完成、拼湊數據等現象屢見不鮮。實驗前不預習，實驗后也不進行數據的分析處理。
5.初高中銜接有待加強
初中物理課改已基本成熟，而高中物理則剛進入新課程學習，由于教材、能力要求、課時、學習方式、考試模式等因素的影響，初高中物理的臺階比以往有過之而無不及。我們許多學生因無法適應高中物理的難度而影響高中學習物理的情緒，甚至無奈地放棄理科選擇文科。如何搞好初高中物理教學銜接問題，使學生盡快適應高中物理教學特點和學習特點，渡過學習物理的難關，就成為高一物理教學所必須面對的首要問題。
二、解決問題的對策探討
1.教師應從思想上重視實驗
學校應更新觀念，在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮物理實驗教學的實際需要，在一定程度上對實驗教學給予保證。教師要樹立以學生為主體、發展為中心的教學觀，把物理實驗教學作為物理教學過程的重要環節，培養學生的能力，認真改進實驗教學，把實驗教學的重心真正轉移到以實驗為基礎上來。 轉貼于
2.加強學生做實驗，多媒體演示作為補充
在條件允許的情況下，學校可以設置做實驗的指導教師，開放實驗室，讓實驗室成為學生實驗探究的陣地。在實驗教師的指導下，學生可以利用實驗室的資源，做一些實驗探究，課本上的小實驗和課后的做一做，增加學生的動手和動腦機會。多媒體技術可以對物理實驗室內所無法完成的實驗進行逼真地模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現在學生眼前，會使學生理解透徹。因此，要使多媒體技術成為高中物理實驗的重要補充手段。
3.改進實驗教學，突出趣昧性
教師介紹實驗器材不要讓學生機械地搬用，而應該引導學生根據實驗目的和實驗原理來自己選取實驗器材，使學生明白為什么要選用這些器材進行實驗。鼓勵學生自制儀器進行實驗，讓學生收集日常生活中常見的物品來替代原有的器材做各種實驗。要注意技能規范與思維創新的融合，在學生掌握了一些基本實驗技能后，組織課外活動來配合課堂實驗教學，每學期定時舉辦規模較大的實驗競賽活動，融知識性、趣味性、科學性為一體，從多方面培養學生做物理實驗的興趣。
4.將演示實驗改為學生實驗，突出學生主體地位
在教學設備能夠滿足需要的情況下，應盡可能地變演示實驗為學生實驗。演示實驗在教師指導下讓學生參與，不僅有顯示學生實驗技能的機會，又能得到科學方法的訓練及能力的培養，加深理解和掌握物理概念與規律，同時可領略物理學的思想，培養科學態度和科學方法。讓學生在動手過程中，通過設計、操作、觀察、分析、歸納，總結出合乎事物發展的新規律，發展了學生的創新能力。
5.加強學法指導，做好初高中物理教學的銜接
為搞好初高中物理教學銜接，我們在教學中要根據銜接教材中的內容與高一教材的結合程度，加強學法指導，適當復習初中知識，并分散到各章節中去。必須及時進行實驗素養的銜接與培養，包括實驗規范教育，實驗方法如控制變量法、實驗歸納法、理想化模型、減少誤差的一般方法，常用儀器的使用方法，實驗數據的處理，有效數字等。適當補充一些必備的數學知識，講清圖像的斜率、面積、截距等物理意義，詳加分析，為學生解題掃除障礙。
總之，實驗在物理教學中有著舉足輕重的地位，物理教師要不斷改進實驗教學，激發學生探究物理規律的熱情，培養學生動手實驗的能力，為社會培養應用型人才。
參考文獻：
[1]江茶芳.淺談高中物理實驗教學的創新[J].福建教育學院學報，2007(12).
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關鍵詞：認知診斷理論；認知診斷模型；測驗編制；效度；應用
當前大部分測驗只能提供單一的測驗總分或能力值，但是具有相同分數或能力值學生的認知結構（或稱知識狀態）可能不同，因此，對他們采取的教學補救措施是不一樣的。由此產生了一個很重要的問題：如何才能精確地測量出學生的知識狀態呢？認知診斷理論能夠回答該問題。
一、認知診斷的發展
理論和實際需求推動了認知診斷的快速發展。理論上，認知診斷的計量模型可以提供一個有效機制來驗證認知理論；實踐中，美國政府于2001年提出的《不讓一個孩子掉隊》的法案更是促進了認知診斷的蓬勃發展。其實早在20世紀80年代，就已經有眾多學者開始注重認知科學和心理測量學的結合對教育領域的指導作用。Glaser曾批判傳統的教育測驗缺乏對被測心理特征的關注[1]，Snow和Lohman在其編寫的《認知心理學對教育測量的影響》中曾預測，教育測驗可能會要求提供更多的學習診斷及教學指導信息。Nichols首次將認知科學和心理測量學的結合稱作認知診斷評估，并在1995年出版專著《認知診斷評估》，從而使得該名稱沿用至今[2]。Stout認為在21世紀，認知診斷將會成為新的測驗范式[3]，并得到廣泛的研究。許多認知診斷研究者先后出版專著，從各個角度詳細地介紹了認知診斷理論及其應用，其中包括：Leighton和Gierl在2007年出版的《教育認知診斷評估：理論及應用》[4]，Tatsuoka于2009年出版的《認知評估：規則空間簡介》[5]，以及Rupp等人于2010年出版的《診斷測量：理論，方法及應用》[6]。
近幾年國際和國內更是掀起了認知診斷的研究熱潮。2012年9月在南昌舉辦的第十屆海峽兩岸心理與教育測驗學術研討會出版了專著《認知診斷理論、方法與應用》，對國內的認知診斷研究起到了極大的推動作用。作者僅在CNKI輸入“認知診斷”關鍵詞查詢所有期刊后，就得到了23835條結果，而且呈逐年遞增趨勢，可以看出認知診斷研究正在蓬勃發展。
二、認知診斷的相關理論
認知診斷理論主要包含Q矩陣理論及認知診斷模型（CDM）兩部分，下面分別對這兩部分進行介紹。
（一）Q矩陣理論
Q矩陣理論的先驅是Tatsuoka教授，她認為Q矩陣理論欲確定學生不可直接觀察的知識狀態，并且運用可以直接得到的觀察反應模式（ORP）表示這些知識狀態[7]。學生的知識狀態由屬性向量表征，“屬性”表示測驗項目的特征，是學生正確解決特定項目所需要的認知加工能力和技能[8]。一個完整的Q矩陣理論包含：屬性層級結構（AHS）、鄰接矩陣（A）、可達矩陣（R）、縮減矩陣（Qr）、學生Q矩陣（Qs）、測驗Q矩陣（Qt）及期望反應模式（ERP）[9]。下面用一個具體例子對Q矩陣理論進行詳細闡述。圖1為假定的關于某份認知診斷測驗的屬性層級結構。
如圖1所示，該份測驗界定的6個屬性之間存在層級關系。例如，屬性1是屬性2和4的先決條件，即掌握屬性2之前必須首先掌握屬性1。這種層級關系是必要的，比如掌握乘法之前，必須先掌握加法。根據圖1所示結構，可以得到鄰接矩陣A陣，它是描述屬性間直接關系的矩陣，圖1的A陣如表1左側所示。由A與同階單位陣I的和A+I，通過Warshall算法可得到可達矩陣R陣，它是描述屬性間直接、間接以及和自身關系的矩陣，如表1所示。
注：A1-A6表示圖1中的6個屬性，“1”表示存在關系，“0”表示不存在關系
在得到R陣之后，可以通過刪除法[7]或擴張算法[10]導出所有可能存在的項目類別，即在圖1所示的屬性層級結構之下，一份測驗能夠編制出來的題目類型，記作縮減矩陣Qr陣，行代表屬性，列代表項目類。在圖1所示的層級結構下，最多只能出15種類型的題目，如表2所示。
將Qr矩陣轉置并加上一列全0向量（代表該學生一個屬性都未掌握）即可得到圖1下所有可能的知識狀態的集合，共有16種知識狀態。
測驗Q矩陣，即Qt矩陣是由Qr陣的列自由組合得到，但有一點十分關鍵，即自由組合中必須包含R陣，這樣才能使學生的知識狀態與期望反應模式一一對應[11]，換句話說，Qt矩陣中必須包含R陣，才能保證對學生知識狀態評估的精確性。
期望反應模式指學生在不存在任何失誤和猜測的情況下對題目的作答反應模式，即學生掌握了題目考察的屬性就能答對該題，只要有一個屬性未掌握就答不對該題。但現實中，學生在作答時或多或少都會存在一些失誤或猜測，因此，期望反應模式是一種理想化的反應模式。
對上述概念進行串聯之后，我們可以通過圖2來理解Q矩陣理論：
（二）認知診斷模型
測驗施測后，只能得到學生的作答數據，要想得到學生的知識狀態，就需要使用認知診斷模型進行估計。目前開發出來的認知診斷模型已達100多種[12]。下面僅簡單介紹幾個比較常用的認知診斷模型。
1.線型邏輯斯蒂克特質模型（LLTM）
Fischer提出的LLTM模型是認知診斷模型的雛形[13]，它是在Rasch模型的基礎上改造而成的，其模型為：
，其中θi是學生的能力參數，bj是題目的難度參數，qjk是屬性k在題目 j上的復雜度計分， K為測量到的屬性個數，ηk是屬性k的復雜度權重，d是標準化常數。LLTM用屬性復雜度的線性組合表征題目難度，屬性對題目的貢獻越大，則題目的難度也越大。
2.規則空間模型（RSM）
Tatsuoka提出的規則空間模型是一種基于模式識別和分類技術的診斷方法。該方法首先基于Q矩陣理論，分析出測驗考察的所有認知屬性以及每道題目考察了這些認知屬性中的哪些，同時還能確定學生所有可能的知識狀態種類。RSM認為學生的作答還會出現失誤和猜測兩種意外情況，這時學生的ORP會與其ERP不符，那么該如何基于ORP估計出學生的知識狀態呢？RSM根據項目反應模型計算出一組序偶R（θ，ζ），它在規則空間中是一個坐標點，稱為純規則點。θ是學生的能力參數，ζ是基于項目反應理論的一個警戒指標，表示能力為θ的學生其實際作答反應模式偏離其真實能力水平相對應的項目反應模式的程度。基于ORP，可以計算出每個學生的序偶，然后使用貝葉斯判別或馬氏距離判別可將學生判歸為某個純規則點，這個純規則點即代表了相應的知識狀態。
3.屬性層級模型（AHM）
AHM是在RSM的基礎上發展起來的，該模型同樣采用了RSM模型的Q矩陣理論，但有兩點不同之處。第一，AHM強調首先要界定好屬性及其層級結構，據此來編制診斷測驗，RSM是在現有測驗的基礎之上，反推屬性及其層級結構。第二，AHM根據最大相似概率對學生進行判別，RSM通過建立規則空間，使用距離判別法對學生進行判別。Leighton等提出了兩種基于項目反應理論和概率論的分類方法：A方法和B方法。
方法A：
，其中
sj（01）表示學生i的期望反應為0，但觀察反應為1的所有題目的集合；sj（10）表示學生i的期望反應為1，但觀察反應為0的所有題目的集合。P（θi）為學生i的正確作答概率，由項目反應模型估計得到。
方法B：
。該方法與A方法的區別在于，B方法認為擁有某個觀察反應模式的學生，掌握了所有邏輯包含在其中的期望反應模式的屬性組合，對于那些邏輯不包含的期望反應模式，只需考慮失誤而不需考慮猜測[14]。
4.確定性輸入，噪音“與”門模型（DINA）
DINA模型是具有顯式項目特征函數的診斷模型[15]，其數學表達式為：
，其中
是潛在反應指標，具體含義是指，若學生i掌握了項目j所考察的全部屬性，則ηj=1，否則，ηj=0。從中可以看出，DINA模型能將學生分為兩類，一類是掌握了題目考察的全部屬性，一類是至少有一個題目考察的屬性未掌握。αik 指學生i是否掌握了第k個屬性（k=1，2，…，K）， αik =1表示掌握，αik =0表示未掌握。qjk表示項目j是否考察了屬性k，若qjk=1表示考察了，qjk=0表示未考察。sj是題目的失誤參數，它表示學生 i 掌握了題目 j 考察的全部屬性，反而答錯的概率；gj是題目的猜測參數，它表示學生 i 未全部掌握題目 j 考察的屬性，反而答對的概率。一個質量較好的題目，應該具有較小的 sj 和 gj 參數，并且要滿足1-sj>gj[16]。
5.融合模型（FM）
FM被認為是一個很成功的認知診斷模型[17]，其數學表達式為：
。
其中
，表示掌握題目j考察的全部屬性的學生的正確作答概率，也稱作題目的難度參數，其值越大，題目難度越小。
表示學生未掌握屬性k所帶來的懲罰，每少掌握一個題目j考察的屬性，正答概率就會下降。r*ik也稱作屬性區分度，其值越小表明屬性越重要。cj 表示學生答對項目 j 所需殘余能力的程度，它是表征 Q 矩陣完整性的指標，cj值越大說明 Q 矩陣界定越完備[18]。
三、認知診斷測驗編制方法
認知診斷測驗與傳統測驗的主要區別在于：（1）認知診斷測驗的目的是偵查出學生的知識漏洞，進而采取針對性的補救措施，促進個體的認知發展；而傳統測驗意在對學生進行整體評價或篩選，較少關注個體的認知結構。（2）認知診斷測驗需要由認知心理學和心理測量學專家事先界定出完成測驗任務所需的認知屬性，以及它們之間的層級結構，然后根據Q矩陣理論編制測驗；傳統測驗一般是根據雙向細目表來編制測驗，無法偵查出學生在認知結構和認知加工過程方面的情況。（3）在編制認知診斷測驗時，不僅要滿足測驗考察的內容、題型、難度、區分度等標準，同時還要兼顧可達矩陣、每個屬性的考察次數以及每道題目所考察的屬性個數等因素。（4）傳統測驗追求的是總分分布形態盡量呈正態分布，分數之間的變異性越大越好[19]，認知診斷測驗對總分形態沒有要求。
基于以上區別，認知診斷測驗的編制方法與傳統測驗大不相同。國外學者從不同方面對其編制方法進行了研究[20]，包括：認知設計系統[21]、證據中心設計[22]及基于KL信息量的認知診斷測驗編制法[23]。在綜合了前人研究的基礎上，我們認為編制一份優良的認知診斷測驗應該包含以下步驟：
1.確定認知診斷評估的目標和群體；
2.根據目標，由專家界定出完成測驗任務所需的認知屬性，以及它們之間的層級結構；
3.根據屬性層級結構，利用Q矩陣理論建立一系列矩陣，其中測驗矩陣Qt陣十分重要，是認知診斷的測驗藍圖[9]；
4.根據Qt矩陣編制認知診斷題目；
5.選擇合適的認知診斷模型對題目參數和學生的知識狀態進行評估；
6.對題目質量進行分析，例如，題目參數是否合理，Q矩陣質量是否合格，界定是否完備；
7.根據第6步的結果對題目進行修訂或增刪，以及對Q矩陣進行重新標定，之后重復2-7步驟，直到所有的題目均達到理想標準；
8.測驗組卷。
四、認知診斷測驗的效度檢驗
效度檢驗不應該僅局限于對測驗本身是否達到預期測量目標的范圍（內容/結構效度），還應該包括補救和指導效果的考察（校標效度）[24]。關于效度檢驗，目前有以下兩派觀點。
（一）Messick框架
Messick提出的效度檢驗框架[25]，關注的是由認知診斷設計帶來的正向或負向結果，它強調認知診斷設計與補救之間的聯系。Messick區分了認知診斷結構效度的7個方面：（1）內容是否體現了認知診斷的目標領域；（2）學生是否運用了相應的認知加工過程去完成測驗任務；（3）評分是否反映了學生能力與目標領域的交互作用；（4）認知診斷得到的結果是否能預測期望的結果；（5）認知診斷測驗的結果是否公平可信；（6）認知診斷測驗是否有較好的聚合效度和區分效度；（7）測驗結果的外推性如何，例如是否能夠推廣到不同時間、地點以及實測環境。
（二）荷蘭學者框架
Borsboom及其同事提出了認知診斷效度檢驗的三個主要概念[26]。（1）測量概念：認知診斷評估需要關注的是那些可以被量化的研究側面，其中包括測量到的內容與想要測量內容的一致性、在不同情況下測量到的結果是否具有不變性，以及測量到的結果是否準確。（2）決策概念：能夠用心理測量方法進行量化研究，包括額外評估，以及根據經驗與診斷評估分數相關聯的其他標準。強調對一個較穩定特質的測量結果是否能準確預測未來，是否采用了最佳的測量方案等。（3）影響概念：量化基于診斷評估所進行的決策評價，不能直接追溯到診斷評價的心理測量性質本身，而應該根據測量結果的變異性來考察效度。該概念包括測量的結果是否可以被接受，對不同人群測量是否公平等。
以上兩派觀點均是從理論出發，探討在認知診斷中該如何對效度進行檢驗，以及應該關注的方面。實踐中，一些學者采取具體措施對效度問題進行了檢驗。Tatsuoka和Tatsuoka將補救措施作為實證效度的證據[27]，他們對學生進行前測后，根據診斷結果對學生實施了針對性的補救措施，然后在實施后測之后發現，93%的學生有了進步，7%的學生發生了退步；Jang在對二語閱讀理解進行診斷后將結果反饋給教師和學生發現，所有的教師認為診斷信息十分有效，能夠使學生了解未掌握的屬性有哪些，并有效指導教師教學，有39%的學生經常使用反饋的診斷信息來指導自己學習，50%的學生偶爾使用反饋信息[28]。Embretson和Yang還提出建立項目難度對認知屬性的回歸檢驗，來測量認知屬性對題目難度的解釋量，以此來驗證Q矩陣的內部效度[29]。
五、認知診斷在實踐中的應用
認知診斷在實踐中得到了廣泛的運用，概括起來，主要包含兩個領域：教育領域和臨床診斷領域。其中第一個領域的研究頗豐。
（一） 認知診斷在教育領域的應用
在數學學科方面，余嘉元運用RSM對江蘇省中學生解不等式題進行了診斷研究，這是RSM在國內的首次應用[30]。范士青用RSM，采用任務分析的方法歸納出加減法運算的屬性及其層級結構，以此編制測驗，調查了268名小學二、三年級學生對整數減法計算的掌握情況，研究發現，有87%的學生被成功劃歸到18個理想反應模式中[31]。
在語言研究方面，Hartz等人運用融合模型對小學三年級學生的閱讀評估測驗及PSAT測驗進行了研究[32]；劉慧以現代漢語普通話六個基本顏色詞為對象，運用RSM對漢語非母語者對這些顏色詞的認知模式作出判別，并對他們的掌握情況作出診斷性描述，這是RSM在漢語語言測試中的首次應用[33]。王靜用RSM對857名被試進行了C.TEST閱讀理解測驗的診斷性評價研究，將90.57%的被試成功地劃歸到50個理想反應模式中[34]；趙雪晶用RSM對289名以漢語為第二語言學習者進行了量詞掌握模式的診斷研究，有95.16%的被試得到了成功歸類[35]；蔡艷、丁樹良和涂冬波根據高考英語數據，采用AHM方法對82000名考生作了認知診斷分析，探明了目前高中生在英語閱讀問題解決的認知特征及存在的問題，為教學指導及評估提供了豐富信息[36]。
在認知能力測驗方面，康春花和戴海琦用LLTM對空間折疊能力（心理旋轉）進行了實證研究，取得了良好的效果[37]。戴海琦和劉聲濤還用LLTM對影響瑞文測驗項目認知難度因素進行了實證研究[38]。余嘉元用RSM編制了40道題目，對南京市中學生進行測量，發現其中有318人存在不同程度的認知缺陷，他們能夠被劃歸到16種不同的理想反應模式中[39]。趙頂位將AHM運用于三段論推理測驗編制及個體知識狀態的判別中[40]。趙頂位和戴海琦用高階DINA模型對江西省三所中小學4-8年級學生的幾何類比推理問題解決能力進行了診斷評估，探明了目前學生在解決幾何類比推理問題中所存在的問題，進而為提出針對性的補救措施提供依據，使學生能夠更好地掌握知識[41]。
在其他學科中的應用方面，劉啟亮用RSM作了初中化學認知診斷的研究，將91.46%的被試判歸為21種理想屬性反應模式，然后就根據診斷結果該如何進行補救進行了相關探討，從班級和個體兩個層面從理論上提出了一些補救方案[42]。黎嬌以歐姆定律學習為例，運用RSM進行了中學物理教學評價中的實證研究[43]。徐光建用高階DINA模型編制了高一物理認知診斷測驗[44]。
（二） 認知診斷在臨床診斷領域的應用
Templin等人運用DINO模型對593名被試在病理性賭博方面進行了臨床診斷研究，按照《精神障礙診斷與統計手冊》（DSM-IV-TR）給出的10條標準，估計出了每個被試在各條標準上的“掌握程度”，從而判斷該被試是否存在病理性賭博傾向[16]。
此外，Reif等人認為以往人格問卷的編制缺乏直觀性，并且題目的難度均是由實證研究所決定。為了增加問卷題目的結構效度，他們使用LLTM編制了人格問卷[45]。
六、結語
未來認知診斷的發展不僅需要關注對測量模型的研究，更需要加強理論建設（Q矩陣理論），只有兩者齊頭并進，才能更好地壯大認知診斷理論。正如Leighton等人曾說：“認知診斷評價還處于嬰兒期，但它的起源是非常牢固的。”[5]最后，希望更多的心理學工作者能夠加入到認知診斷研究中，共同推進該測量理論的發展。
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論文摘 要：物理學作為一門實驗科學，在新課程背景下對實驗教師的工作職能與實驗能力提出了新要求。筆者結合20多年物理實驗教師的工作實踐，通過調整職能、科學管理、創造條件、適時開放、強化培訓等措施，切實提升了自己的實驗管理與教學能力，較快地適應了新課改對實驗教學的需要。
物理實驗部分教學改革是物理新課程改革的重點。近六年來，筆者在轉變工作職能、提升設施效能、創新實驗思路、提供實驗服務、提高實驗技能等方面進行了積極、有效的探索，使自己的工作在原有的基礎上有了新的進展與突破，滿足了新課程改革對物理實驗教師工作的需要。
一、調整職能，提高教輔意識
實驗室是學校進行教學和科研的重要場所，實驗室管理的目的是使實驗室更好地為學校教學服務。但配備了儀器，建立了實驗室，只是為實驗教學提供了物質條件，這些設備能不能發揮其應有的作用，關鍵在實驗教師。實際上，實驗室工作看起來平凡，但彈性很大，需要理論知識與應用技術的有效結合。因此，為了保證物理實驗教學工作的正常運轉，筆者這幾年來堅持與時俱進，努力拓寬工作思路，耐心細致地主動探索，努力按課改培養目標轉變觀念，調整工作職能，使自己由原來傳統單純的實驗室管理和實驗準備的職能，逐漸向協助科任老師組織并指導學生進行探究性實驗的教輔職能，以及獨當一面地為任課教師分擔學生探究性實驗的部分教學工作的職能轉變。筆者以為，自己理應做實驗教學改革的積極參與者，應是學生進行實驗學習的導師、伙伴與朋友，而不應是物理實驗探究的旁觀者，一個新課程改革的局外人。
二、科學管理，拓展儀器用途
為更好地擔負實驗器材管理和實驗教學服務的雙重任務，筆者一方面盡力搞好實驗室環境管理，努力營造一個潔凈、整齊、具有科學實驗氛圍的文明、安全的實驗教學環境，以激勵學生探索進取，獲取知識。另一方面，筆者盡力做好儀器設備的科學分類、登記建賬、陳列擺放、訂貨采購等工作。如對實驗室儀器設備的陳列擺放，盡力做到整齊美觀、陳列有序，取用方便，使設備的陳列擺放既體現科學性，又展現藝術性。
在此實驗教學現實下，筆者立足我校實際，挖掘現有實驗教學資源，充分利用現有儀器和零件，積極組裝簡易教學儀器、改進創新實驗裝置，發揮現有儀器的潛在功能，拓寬現有教學儀器的使用范圍，努力搞好物理實驗。作為實驗教師，筆者以為自己不僅要熟悉教材，掌握配備標準，熟悉實驗室儀器設備的底子，計劃經費，更應講求一物多用，少花錢，多辦事，提高實驗儀器設備的利用率。
三、創造條件，融入實驗改革
筆者以為，實驗教師不應只是儀器的保管收發員，而應是實驗教學中必不可少的策劃者、組織者和參與者。為確保實驗教學的順利進行，筆者應積極參與高中物理每個實驗過程的始終。如實驗前筆者認真備課，仔細研讀實驗原理，對實驗儀器、實驗步驟、實驗教法等教學客觀分析，并因地制宜制訂本校實驗的實施方案。如組裝“汽車過凹凸橋演示器”。用兩根直徑為2~3毫米的鐵絲（做橋面）、小鐵球（直徑約2 cm）一個；再用泡沫塑料和透明膠帶等物制成有斜坡和凹凸橋面的演示裝置。在分析講解物理必修2第六章第八節的“汽車過拱橋”一段課文及課后“思考與討論”中提出的兩個問題時，用這一簡易教具演示，讓學生親眼看到了小球（表示汽車）過凸橋無論快慢均能暢通而過；而過凹橋時慢行能過去，稍快則橋面被壓塌的現實情景，因直觀生動，學生們在興奮地觀察實驗現象的過程中加深了對向心力含義的理解。根據平時積累的實驗教學檔案預見實驗中可能出現的情況并加以預防，對高一新生組織學習《實驗室規則》，第一節課特別重視進行實驗室的操作規范教育，使他們養成良好的實驗習慣。針對高中物理分組實驗儀器在使用過程中易發生損壞的情況，吸取教訓，總結經驗，采取一些預防性的管理措施，如：在“研究勻變速直線運動”實驗所用的斜面木板的末端安裝一塊保護擋板，能有效地防止小車撞擊滑輪和摔落現象的發生，在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，可準備一塊紙板墊，將其放在重錘下落的地板上，能起到一個很好的緩沖保護作用，同時也有效地保護了地板。實驗方案確定后，筆者總是按要求準確細致地做好實驗前準備并預做實驗，以檢查儀器藥品材料的效果和把握實驗要領。實驗過程中，筆者深入課堂，協同任課教師一起指導學生實驗，排除儀器故障，添加材料藥品，處理偶發事件，為學生排憂解難，對學生實驗中出現的實驗操作錯誤和不規范的行為及時地進行糾正，對普遍的、反復出現的錯誤，及時收入實驗教學檔案中，并及時研究解決的辦法。
四、適時開放，指導學生探究
新課程標準提出了“倡導探究性學習”的理念，過去學生實驗基本上是按照教科書的設計，學生根據“菜單”而進行的驗證性實驗，新課程則要求學生以實驗室的活動為手段，自己設計，選擇儀器，收集數據，通過探究，歸納總結規律；過去的學生實驗只限于教科書規定的幾個實驗，新課程則要求根據探究活動的需要，讓學生盡可能多地在實驗室活動。實驗室應該為學生進行科學探究創設條件，充分挖掘實驗室資源，盡量滿足學生科技實踐的需要。筆者認為，開放物理實驗教學不僅要開足課堂內能完成的學生分組實驗課，還要鼓勵學生學會在日常學習生活中，觀察物理實驗現象，開展與教學內容相關的物理學問題調查，提高學生發現問題、提出問題、作出假設、設計實驗、制訂方案、規范實驗、記錄結果、交流分析、歸納結論、解決問題等能力。通過自己和任課教師的協商，在筆者的精心組織下，我校實驗室開放的形式有：全面開放，定時開放，預約開放。在實驗開放日，筆者除了為學生提供該用的實驗器材外，還積極組織學生自主實驗，耐心輔導學生開展探索性實驗，讓每個學生在實驗開放日能自己動手，做自己想做的、感興趣的實驗。
當學生對所做實驗還存有疑問，或者有改進的設想時，他們可以在實驗開放日提出討論。學生對整個過程充滿新鮮感，把單調的實驗變得具有趣味性。可以說，實驗室的開放，豐富了學生的課外實驗，促進了學生學具制作活動的開展，提高了學生的動手能力和創新思維能力，而且還有效地利用了實驗室的教學資源，促進實驗教學課程改革和實驗室建設。
五、強化培訓，提升理念技能
新課改要求實驗教學有利于對學生創新精神和創新素質的培養。因此，作為一名實驗教師，筆者認為自己必須與物理教師一樣樹立“創新目標”觀念，形成以學生為主體，師生關系和諧，教學氛圍民主，學生積極參與的現代實驗教學觀。為貫徹落實新型教學觀，筆者主動進入到物理實驗校本培訓的行列。在上級還沒有開展有效培訓的情況下，我校就采用了教師和實驗教師校本參與式培訓與教師自主實驗相結合的方法，在參與式培訓中，由教研組長組織，讓教師和實驗教師在具體參與實驗的過程中，通過教師之間及與實驗教師之間的交流，以達到相互培訓的目的。通過培訓對培養實驗教師的實驗能力，起到少走彎路、加速發展的作用。
首先，主動加強理論學習，多研讀物理專業教材和雜志是實驗教師自身發展的基礎。在熟悉實驗室的器材和新課程中的實驗內容的基礎上，系統學習初高中物理教材，并認真閱讀圖書室有關學術雜志中，如《中學物理教學參考》“實驗研究”欄目，《物理教學探討》“物理實驗”欄目，《物理教學》中的“實驗拾零”欄目中，涉及實驗教學的文章等。這些文章，從實驗教學的意義和作用，實驗的組織管理，實驗用品的選擇改進，具體的實驗方法技能等方面，進行了創新性的闡述。這些經驗總結，既易學又實用，是實驗教師學習的好資料。其次，主動了解物理學科教師的教學安排及教研進程，明確自己日常工作的具體任務和目標要求，并與任課教師密切配合，有的放矢地立足現有實驗室條件，為開展教學改革，實施新課程創設良好的實驗條件和環境。再次，開辟校際間和通過因特網與同行交流溝通渠道，虛心向專業老師請教，借鑒兄弟學校實驗室管理的經驗，學習同行在服務物理教學工作中的改革與創新，從而提高自身素質，提升自己的實驗技能。
作為實驗教師，既要有扎實的專業理論功底，又要掌握一定的實驗技巧。要輔導學生實驗，必須自己能熟練地做好實驗；要求學生正確使用儀器，自己本身的操作要規范。如“測定金屬絲的電阻率”實驗時，有些學生沒有掌握螺旋測微器這一精密儀器的使用方法，在用螺旋測微器測量金屬絲的直徑或其他物體時，當測微螺桿已接觸被測物時，還繼續用力順時針旋轉測微螺桿；還有些學生在測微螺桿已跟測砧接觸時，還用力順時針旋轉測微螺桿，造成螺旋測微器內的絲紋損傷，使測微螺桿頂在測砧上時，可動刻度和固定刻度的“0”刻度線不能重合在一條線上。對此，教師就要摸索一套行之有效的方法，協助學生快而準地使用儀器。實驗教師還得練就一些快速處理儀器故障的本領，如打點計時器不打點，多用電表調不好零等，以免影響學生實驗。而這些技能，只有不斷進修培訓，通過多看、多練、多想，才能運用自如。
經過20多年的物理實驗教學探索，筆者以為，新課改下實驗教師要搞好實驗室管理與實驗教學工作，必須調整職能，規范管理，拓展思路，加強培訓，不斷提升實驗理念與技能，突破以往實驗教師僅僅停留在完成實驗室管理和協助任課教師做好實驗準備工作的職能瓶頸。此外，通過實驗開放與探索，鼓勵與指導學生開展課外探究活動，在努力提升高中實驗開課率的基礎上，極力為學生進行課外探究創設條件，這不僅極大地提高了實驗教學效率，促進了學生物理學素養與實踐創新能力的提高，也使自己的工作理念與工作方式，較快地適應了新課改對實驗教師工作職能與實驗能力的需要。
參考文獻
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［2］杭州市教育技術中心.中小學實驗室管理基礎，2005.
新課程要改變課程過于注重知識傳授的傾向，把“過程與方法”、“情感態度價值觀”與“知識與技能”并重。培養學生的情感態度與價值觀是社會發展的需要，也是學生終身發展的需要。
克拉斯沃爾和布盧姆等把情感連續體劃分為五個層次 ：接受 、反應、價值的評價、組織、由價值或價值復合體形成的性格化，每個層次又分為亞類別。為了便于對高中學生學習物理的情感、態度、價值觀進行評價，并結合 日常教學過程中學生在學習中的表現，筆者將把情感態度價值觀從低到高劃分成厭煩、接受、喜好、執著四個層次。
筆者認 為情感態度價值觀的培養可以采取圖 1所示的操作流程。
圖 1操作流程實際上是情感態度價值觀培養的教學模式，該教學模式要求先通過“評估”了解學生情感態度價值觀的基本狀況；“診斷”即指根據評估結果分析學生對學習物理的情感態度價值觀所處的層次及影響因素；并提出有針對性的培養目標和培養措施 ，然后 “實施”這些措施，在實施過程中注意及時收集“反饋”信息，以“調整”教學進程和措施。各教學階段具體的教學途徑如下內容所述。
一、評估
評估了解學生的基本狀況可以采用的手段有：觀察、無干擾技術、問卷等。
1、觀察
教師每天通過課堂觀察，可以及時了解學生的狀況，以區分學生情感態度價值觀所處的層次。為方便觀察筆者還設置了觀察表格(如表 1)，應用于課堂教學中。
2、無干擾技術
無干擾的評價資料包括學生作業、實驗報告、上課點名冊、課外實踐活動報告等。如，學生的作業完成得是否認真，可 以反映學生對學習物理 的態度是肯定或是否定；實驗報告中，對數據的分析處理是否實事求是，對數據誤差的態度都反映了學生是否嚴謹求實。是否樂于參加課外實踐活動、參加何種活動也是判斷學生情感態度價值觀的層次、學生感興趣的方向的依據。
以“驗證力的平行四邊形定則”實驗中的三份報告為例。
(1)第一份實驗報告：兩個分力通過平行四邊形定則計算得到的合力理論值與實際測得的測量值吻合，但兩個分力的圖示不符合數值反映出的比例。這樣的數據處理是為了拼湊理想 的結論 ，態度不夠嚴謹求實，反映出學生的情感態度價值觀層次較低。
(2)第二份實驗報告：嚴格畫出分力的圖示，根據平行四邊形定則計算合力的理論值 ，分析合力理論值與測量值的誤差，在誤差允許范圍內得到結論。這樣的實驗報告遵從數據處理的規則，實事求是，情感態度價值觀處于“接受”層次。
(3)第三份實驗報告：實驗對分力大小、夾角不同的各種情況一一分析，總結影響誤差大小的因素，這樣的實驗報告反映出實驗者態度嚴謹，自覺歸納 ，有探究欲，情感態度價值觀處于較高層次。
3、問卷
問卷可列出一系列情境以反映學生的學習物理的情感態度價值觀，如選修意愿，聽課、作業、對實驗設計的預習及對數據的處理、課外閱讀、對考試的態度等。每個情境中的不同選項反映了情感態度價值觀的層次，選項對應的層次越高，分值就越高。最后根據總分區分學生情感態度價值觀所處的層次。
在初步確定的學生情感態度價值觀所處的層次后 ，可 為學生針對性地制定培養目標，比如：對有社會科學特長和偏好的學生，可以把預期 目標設定為“接受”；適于深入學習物理學科的學生，可以把預期 目標設定為“執著”。
二、診斷
根據評估結果可基本確定學生對學習物理的情感態度價值觀所處的層次，“診斷”環節主要分析影響學生情感態度價值觀有關的因素，以幫助制定培養的具體方法、措施。
(1)采用問卷法診斷分析學生的情感態度價值觀的有關因素。例如我在分析學生對物理學科的情感、態度和價值觀的影響因素曾用如下問卷調查：你認為你“喜歡物理的原因”是 ( )或者
A代表“物理與生活息息相關，能用于解開自然界的奧秘，科學原理和科學技術在生活中有廣泛應用 ，奇特的物理現象能引發好奇心及探究欲望”。
B代表“因為學得懂而產生成就感 ”，從而喜歡物理。
c代表“喜歡物理教師或教師的教學方式”而喜歡物理。
D代表實驗引發學生對物理感興趣。
E代表“因為考試壓力而不得不對物理感興趣”。
F代表“因為喜歡推理，喜歡物理具有獨特的思維特點和解決問題的方法”而喜歡物理。學生對 回答的情況見表 2。
從表 2的統計結果可知，“物理與生活息息相關 ，能用于解開自然界的奧秘，科學原理和科學技術在生活中有廣泛應用，奇特的物理現象能引發好奇心及探究欲望 ”是學生喜歡物理的最主要原因。此外學習的成就感、老師的魅力也是促使學生喜歡物理的主要因素。
(2)采用會談、文獻等方法診斷分析學生的情感態度價值觀的有關因素。例如通過與學生面對面的會談、查找文獻等方法筆者發現：“厭煩”層次學生的表現形式是一種“倦怠情緒”。他們認為物理太深奧，覺得高中物理太抽象、與他人相比常常表現為“后悟”或“不悟”，又在考試、練習中多次受挫，感覺永遠是弱者 ，學 習沒有信心而出現倦怠情緒。
又比如筆者發現：“接受”層次的學生容易出現“焦慮情緒”。他們有過成功的體驗，但也經常受挫，他們很想學好，但又害怕學不好從而引起焦慮，表現為憂慮、緊張、著急、驚慌、羞怯等。
三、實施
對學生學習物理的情感態度價值觀進行培養，要根據“診斷”結果 。例如從表 2的統計結果可知 ，那些符合認知規律、能引起學生的學習興趣的教學方式和手段能廣泛地滿足學生情感態度價值觀的培養需要，是適于面向全體學生的方法。因此我們在教學過程中應自覺地、靈活地使用這些方法，比如：通過創設情境、設疑啟發引發好奇、培養學習興趣；教學方法和手段多樣化；使教學過程成為學生積極參與、經歷體驗成功的過程；建立良好的師生關系等；對學生的評價重視個體差異，重視評價的激勵作用。
由于學生學習物理的情感態度價值觀所處的層次不同，為了與分層次的教學目標匹配，我采取分層教學法。例如：在《功》這節課，我是這樣分層的：第一層次的要求 面向全體學生，以“講——練——評價——反饋——調整 ”為主要方法。 目的是為了普及物理知識與方法。對不能掌握這個知識與方法的極少數同學，主要通過課后個別作業面批等方式輔導。
第二 層次 的要 求 面 向 大 部 分 學 生 ，以 “教學—— 自我總結——練習——反饋——調整”為主要方法。主要是為了提高學生學習積極性和主動性。對于這個層次的學生，要求學生能在教師的啟發下積極建構自己的認知體系，重視學生的自我評價，對學生反映出的困難主要在課堂上通過引導啟發來解決。
第三層次的要求面向學有余力的學生，以“自學——討論——總結——反饋——調整”為主要方法。主要為了培養學生的自學和探究的能力。學生在自學中遇到困難時，教師要為他們創造探究環境，通過討論啟發來幫助學生學習。
在“實施”環節既要兼顧班級授課的現狀，也要兼顧因材施教的原則。針對不同層次的學生 、不 同的培養目標、不同的診斷結果，我還積極采用“心理干預”。
1．采用非正式系統脫敏訓練，重塑學生的行為
“厭煩”層次的某男生，從未按時交過作業，交上來的作業也是既臟又亂、錯誤百出。對此，我設計一個要求從易到難的訓練方案，以加分作為強化物(預先了解該生從未考過及格，十分渴望)每達到一個要求，就可以在考試成績中加 2分。訓練方案設計成循序漸進的幾個步驟，第一步要求能按時交作業；第二步要求保持作業的清潔，以及書寫整齊；第三步要求作業內容的對錯。當學生偶有違反時，也不必懲罰 ，但可 以告知“非常遺憾老師這次不能給你加分了”。如此反復訓練，學生會改變過去的壞毛病。
2．用“不相容反映法”訓練學生良好行為
行為主義學家格思里提出了一個訓練學生 良好行為的“不相容反映法”，即把引起不希望出現行為的線索和與不希望出現的反應不相容(即不能與該反應同時出現 )的反應結成對。簡言之，用新的反應方式代替舊反應，打破學生的消極行為鏈，形成新的行為反應 聯結。例如，閱讀和說話是不相容的。有的同學一上課就講小話，要打破二者的聯結，老師可以提出一些有學生感興趣的問題，讓學生帶著問題去查資料，如果學生找到了他感興趣的書籍，覺得自己增長不少知識，那么一段時間后，物理課就變成了學生自己找書、讀書的線索。
3．學會積極歸因，形成有效的學習動機
不同的歸因傾向會使人對成功和失敗產生不同的情感體驗和情感反應，并由此影響個體對未來結果的預期和努力。要教會學生學會調動學習積極性的歸因方式。成功時把原因歸于能力或努力等內在原因，會使學生感到愉快、自豪并愿意繼續爭取成功；把失敗歸因于努力不夠、運氣不好或任務太難才能保持學生的學習積極性，切忌把失敗歸因為個人的能力，這樣的消極歸因會極大挫傷學習的積極性。
4．針對學生的焦慮情緒可采取的措施
在實踐中我應對的策略主要為：
首先要注意調節學生情緒：在剛上課時宜講一些簡單、幽默、有趣的內容，也可播放慢速輕松的背景音樂等來活躍課堂氣氛，釋放學生情緒。
其次要適當降低一些要求和期望值：對有焦慮情緒的學生不能硬性管理。每個課時能達到“最低要求”既可。
再次要注意學習方法指導：有焦慮情緒的學生往往學習方法存在問題，因此在學習上經常受挫，所以要注意學習方法指導 。
還有要注意培養學生的恒心和毅力：在課堂上經常講一物理學家在從事科研時，歷盡艱辛、百折不饒的故事。讓學生明白學習物理不是一蹴而就，應該循序漸進。
四、反饋、調整
通過評價、診斷以判斷學習情感態度價值觀的狀況與相關因素，再對癥下藥實施合理的措施以培養學生的情感態度價值觀，而反饋、調整就是對實施步驟的成效進行評估并加以改進。對學生情感態度價值觀的培養就在這樣循環上升的過程中展開。反饋、調整步驟就是評價、診斷、實施步驟的再循環。
個案舉例
在我的教學過程中，有這樣一個個案。一位高一學生，在評價階斷層次被定為“厭煩”層次，通過訪談發現原因是在進人高中以后的幾次物理測試中成績都不理想，從歸咎于運氣不好到逐漸變得不 自信，再發展到懷疑高中物理那么多抽象的理論到底學 了有什么用處，他開始放棄學習物理的努力。 在對學生評價、診斷的基礎上，我為這名學生制定提高學習情感態度價值觀的計劃。為了讓他對“高中物理無用論”的想法有所改觀，我搜查資料 ，讓他了解物理在實際生產、生活中的應用，如交警利用剎車痕判斷交通事故中的責任歸屬，利用力的合成“四兩撥千斤”等。大量資料讓他逐漸感受高中物理知識并非只是枯燥乏味的理論與運算，他慢慢開始恢復對物理的興趣。并幫他找出考不好的原因：前面前不好是因為不適應，只要適應了，并能找到科學的學習方法，你一定會越來越棒。
一．
“格物致知”源自《禮記•大學》的“三綱八目”，所謂“大學之道在明明德，在親民，在止于至善”，“致知在格物，物格而后知至，知至而后意誠，意誠而后心正，心正而后身修，身修而后家齊，家齊而后國治，國治而后天下平”；其中的“八目”略寫為：“格、致、誠、正、修、齊、治、平”。
宋學家重視《大學》，于是，“格物致知”成為理學家的重要概念。程頤、程顥講“一草一木皆有理，須是察”；“‘多識于鳥獸草木之名’，所以明理也”。已經包含了格自然之物的思想。朱熹更是明確地說要格自然之物，“天地中間，上是天，下是地，中間有許多日月星辰、山川草木、人物禽獸，此皆形而下之器也。然這形而下之器之中，便各自有個道理，此便是形而上之道。所謂格物，便是要就這形而下之器，窮得那形而上之道理而已。”，把自然之物看作是格物的對象。而且，朱熹較為重視科學，并積極地研究科學，成為格自然之物的實踐者。這實際上為從“格物致知”發展到“科學”開辟了道路。
到了明代，王陽明將“格物”詮釋成“格心”，認為“格物，如孟子‘大人格君心’之格”；而且，他還用亭前格竹不得其理反而勞思致疾來譏諷朱熹的格自然之物，并說：“先儒解格物為格天下之物，天下之物如何格得？且謂一草一木亦皆有理，今如何去格？縱格得草木來，如何反來誠得自家意？”反對朱熹的格自然之物。但是，同時代的王廷相以及以后的高攀龍、王夫之、陸世儀、張履祥等理學家則繼承了朱熹的格自然之物的思想。
王廷相明確主張研究自然，要求把握“物理”。他在所作“策問”中說：“諸士積學待叩久矣，試以物理疑而未釋者議之，可乎？天之運，何以機之？地之浮，何以載之？月之光，何以盈缺？山之石，何以欹側？經星在天，何以不移？海納百川，何以不溢？吹律何以回暖？懸炭何以測候？夫遂何以得火？方諸何以得水？龜何以知來？猩何以知往？蜥蜴何以為雹？虹霓何以飲澗？何鼠化為鴽，而鴽復為鼠？何蜣螂化蟬，而蟬不復為蜣螂？何木焚之而不灰？何草無風而自搖？何金之有辟寒？何水之有溫泉？何蜉蝣朝生而暮死？何休留夜明而晝昏？蠲忿忘憂，其感應也何故？引針拾芥，其情性也何居？是皆耳目所及，非騁思于六合之外者，不可習矣而不察也。請據其理之實論之。”顯然，王廷相是主張研究各種自然現象、研究科學的。而且他還認為，研究天地之道是學者“窮理盡性”所必不可少的。他說：“古之圣人，仰以觀乎天文，俯以察乎地理，而人之道益明。蓋以人性貫徹上下，通極內外，彌滿于無垠，周匝于六合，茍一物之未知，是于性猶有所未盡也。故天地之道，雖悠遠高深，學者不可不求其實矣。”
明朝末年，東林學派的高攀龍發揮程朱理學的“格物致知”說，主張格“一草一木之理”。他認為，“天下之理，無內外，無巨細。自吾之性情，以及一草一木，通貫只是一理”，因此，“一草一木亦皆有理，不可不格”。他還與顧憲成討論格物，并且說：“先生云：有梅于此，花何以白？實何以酸？有桃于此，花何以紅？實何以甘？一則何以沖寒而即放？一則何以待暖而方榮？龍謂天地間物莫非陰陽五行，五行便是五色，便有五味，各自其所稟，紛然不同，固無足異。至發之先后，蓋天地間有一大元亨利貞，各物又具一元亨利貞，雜然不齊，良有以也。”高攀龍認為，天地間雖存在著總的規律，但萬物各自又有不同的規律，所以要格一草一木之理。他還明確地說：“一草一木是格物事，鳶飛魚躍是物格事。”顯然，他主張研究自然事物。
明清之際的王夫之更是明確地把方以智的“質測之學”詮釋為“格物”。王夫之曾說：“密翁與其公子為質測之學，誠學思兼致之實功。蓋格物者，即物以窮理，惟質測為得之。”密翁，即方以智（公元1611—1671年），字密之，號曼公，明清之際的思想家、科學家。所謂的“質測”就是要研究“物理”；方以智明確指出：“物有其故，實考究之，大而元會，小而草木螽蠕，類其性情，征其好惡，推其常變，是曰‘質測’。”可見，方以智的“質測之學”就是指自然科學。王夫之以方以智的“為質測之學”解“格物”，實際上就是以研究科學解“格物”。也就是把“格物致知”與科學聯系在一起。
與王夫之同時代的理學家陸世儀贊同朱熹的格物窮理之說，反對王陽明的致良知。他說：“致良知雖是直截，終不賅括，不如窮理穩當。……天下事有可以不慮而知者，心性道德是也。有必待學而知者，名物度數是也。假如只天文一事，亦儒者所當知，然其星辰次舍，七政運行，必觀書考圖，然后明白，純靠良知，致得去否？”陸世儀認為，科學方面的知識不同于心性道德方面的知識，其認知方法也不相同；儒者應當學習科學知識、研究科學，而不是靠“致良知”。與此同時，陸世儀還從經世致用的角度強調學習科學的重要性。他說：“六藝古法雖不傳，然今人所當學者，正不止六藝。如天文、地理、河渠、兵法之類，皆切于用世，不可不講。俗儒不知內圣外王之學，徒高談性命，無補于世，此當世所以來迂拙之誚也。”
這一時期的理學家張履祥“初講宗周慎獨之學，晚乃專意程朱。踐履篤實，學術純正。大要以為仁為本，以修己為務，而以《中庸》為歸”。他認為，“吾人學問，舍‘居仁由義’四字，更無所謂學問；吾人功夫，舍‘居敬窮理’四字，更無所謂功夫”；同時，他對朱熹的格物致知多有發揮。他說：“致知者，所以為力行也。今人言致知，多不及力行，豈非好言精微，反遺卻平實。”張履祥認為，格物致知的目的在于“力行”。為此，他還強調“當務經濟之學”，這就是：讀有用之書，不可當不著實際的學究；學更重在做功夫，躬行實踐，不尚空談；要留心世務，學以治生為先，即要經世道濟民生。他還說：“學者肯實去做功夫，方是學，如學耕須去習耕，學醫須去習醫。”可見，他的“力行”、“經濟之學”還包括農業生產的耕耘之類。
由以上可見，朱熹之后有不少理學家實際上繼承和發揮了朱熹格自然之物的思想。
二．
與理學家把自然科學包括于格物致知之中的同時，在自然科學領域也早在宋元時期就開始把科學與“格物致知”聯系在一起。
作為金元醫學四大家（劉完素、張從正、李杲、朱震亨）之一的劉完素撰有醫學著作《傷寒直格》，開頭第一句便是“習醫要用直格”。大約同時代有《格物粗談》，是一部博物學著作。后來元代的朱震亨著《格致余論》，明確提出“醫為吾儒格物致知之一事”。
元朝時期的數學家朱世杰也把數學與格物致知聯系在一起。他的重要數學著作《四元玉鑒》論述了多元高次方程組的求解和高階等差級數等方面的問題，被美國科學史家喬治•薩頓（G.Sarton）稱為“中國數學著作中最重要的一部，同時也是中世紀最杰出的數學著作之一”。其中說道：“凡習四元者，以明理為務；必達乘除升降進退之理，乃盡性窮神之學也”。在朱世杰看來，數學之理與宋學家的“理”是同一的，可以通過研習數學之理達到“盡性”。這就是理學家所謂的“窮理盡性”。莫若在《四元玉鑒》“前序”中還說：“其學能發先賢未盡之旨，會萬理而朝元，統三才而歸極。乘除加減，鉤深致遠，自成一家之書也。方今尊崇算學，科目漸興，先生是書行將大用于世，有能執此以往，則古人格物致知之學，治國平天下之道，其在是矣。”把數學與理學的格物致知、治國平天下聯系在一起。
明代的李時珍則提出研究本草為“吾儒格物之學”。他說：本草“雖曰醫家藥品，其考釋性理，實吾儒格物之學。”認為研究本草為格物之學。明代學者王世貞甚至稱李時珍的《本草綱目》是“性理之精微，格物之通典，帝王之秘箓，臣民之重寶”。在明清時期的科學著作中，還有不少是以“格致”作為書名的。
當然，宋代以后的理學家和科學家把研究自然界的事物，即研究科學，包含于“格物致知”之中，在邏輯上存在著兩個問題：
其一，把研究科學包含于“格物致知”之中只是意味著科學研究的目的是“就這形而下之器，窮得那形而上之道理而已”，換言之，理學家研究科學的目的在于求得“形而上之道”，因而科學研究本身只是手段。所以，無論是理學家還是科學家，他們雖然把研究科學看作是“格物”，看作是為學成人所必不可少的，但目的還在于求“道”，體認“天理”。在這種情況下，科學還尚未獨立，還附屬于理學。正因為如此，科學還帶有許多理學的成分。
其二，把研究科學包含于“格物致知”之中還必須回答研究科學是否能真正求得“形而上之道”。朱熹以“用力之久，而一旦豁然貫通焉，則眾物之表里精粗無不到，而吾心之全體大用無不明矣”，把科學與“形而上之道”聯系在一起。王陽明則用亭前格竹不得其理反而勞思致疾予以譏諷。應當說，王陽明的譏諷是有道理的，后來的理學家事實上沒有解決這個問題。如果研究科學不能求得“形而上之道”，那么，或者科學就可能被否定，就象在王陽明那里，或者科學獨立于理學，從理學中分化出來。
但無論如何，把研究科學稱作“格物致知”，或包含于“格物致知”的概念之中，實際上承認了研究自然科學的重要性，朱熹之后的許多科學家正是在“格物致知”的名義下開展科學研究，推動了科學的發展，并且最后使科學從理學中分化出來。
科學之所以能從理學中分化出來，還得益于西方近代科學的引進，其中徐光啟是關鍵人物。徐光啟是明朝末期的科學家。他主持修改歷法和《崇禎歷書》的編撰，翻譯出版了包括《幾何原本》在內的許多西方科學著作，并且編撰了《農政全書》。徐光啟把西方傳教士帶來的學問分為兩大類：“大者修身事天；小者格物窮理”。關于“格物窮理之學”，徐光啟說：“凡世間世外、萬事萬物之理，叩之無不河懸響答，絲分理解；退而思之，窮年累月，愈見其說之必然而不可易也。格物窮理之中，又復旁出一種象數之學。象數之學，大者為歷法，為律呂；至其他有形有質之物，有度有數之物，無不賴以為用，用之無不盡巧極妙者。”在這里，徐光啟從科學的角度發揮了朱熹的格物致知論。他首先從一般的學問分離出中“格物窮理之學”，然后進一步分離出“象數之學”。這里的“象數之學”實際上就是自然科學。這樣，徐光啟就把科學從一般的學問中分離開來，而歸屬于“格物窮理之學”，這樣的學科分類對于后來科學的發展是具有重要意義的。
與此同時，一些與西方科技有關的著作，包括西方傳教士所撰寫的一些科學著作，也被冠以“格致”之名。自徐光啟在1607年作《刻幾何原本序》和1612年作《泰西水法序》提出“格物窮理之學”的概念之后到清代中期，與科技有關的著作以“格致”為書名的有：熊明遇著《格致草》，高一志著《空際格致》，湯若望著《坤輿格致》，陳元龍著《格致鏡原》等等。
值得一提的是，清代學者陳元龍所著《格致鏡原》。該書著于康熙戊子年（公元1708年），全書分為三十類：乾象，坤輿，身體，冠服，宮室，飲食，布帛，舟車，朝制，珍寶，文具，武備，禮器，樂器，耕織器物，日用器物，居處器物，香奩器物，燕賞器物，玩戲器物，谷，蔬，木，草，花，果，鳥，獸，水族，昆蟲；完全是一種博物學著作。顯然，這一時期的“格致之學”與西方近代科學還存在著相當大的差別。
從徐光啟的“格物窮理之學”過渡到“科學”，是到了清代末期才得以實現。19世紀60年代，西方科學再次大規模地進入中國。與明清之際一樣，這一時期許多與西方科學有關的著作也以“格致”為書名，據當今學者董光璧所著《中國近現代科學技術史論綱》，這類著作有：丁韙良編譯《格致入門》，傅蘭雅編《格致匯編》；還有一批以“格致”為題的科學通論著作，如《格致啟蒙》、《格致小引》、《格物探原》、《格致新機》、《格致須知》、《格致略論》、《格致釋器》、《格致舉偶》、《格致問答題要》等；還有王仁俊編撰《格致古微》（1896年）。與此同時，在教育領域，凡涉及與西方科學有關的課程，大都以“格致之學”命名。正是在這樣的背景下，“格致之學”實際上就是指西方科學，并最終于19世紀末實現了向“科學”概念的過渡。
三．
誰也不會否認，在中國，“科學”概念的出現與西方科學進入中國有著密切的關系。然而，同樣不能否認的是，中國的“科學”概念是從朱熹理學的“格物致知”中發展而來。除以上以歷史為證之外，還可從理論上作以下分析：
首先，理學家的“格物致知”包含了“科學”的因子。“格物致知”是儒家“三綱八目”的起點，也是理學家體認“天理”的出發點；就最終目的而言，“格物致知”不是為了探索科學規律，這當然也是“格物致知”與科學的根本區別之處。但是，“格物致知”經朱熹詮釋后，包含了格自然之物，也就是包括研究自然界事物，這本身與科學有相似之處，因而包含了科學的因子，盡管在“格物致知”中，研究科學只是實現目的的一種手段。因此，在實踐這樣的“格物致知”的過程中，理學家可以同時是科學家。朱熹本人研究科學，后世一些崇尚朱熹“格物致知”的理學家也研究科學，更有科學家在“格物致知”的名義下研究科學，推動了科學的發展，這在事實上證明了“格物致知”包含了“科學”的因子。
其次，理學家的“格物致知”是一個發展的概念。如果以為《禮記•大學》中的“格物致知”就已經包含了要求研究科學的內容，顯然難以接受。但是，“格物致知”的概念是發展的。朱熹的“格物致知”在當時科學發展的背景下已較《大學》有了新的發展，更有后世理學家從朱熹的“格物致知”發展出去。雖然王陽明發展出“格心”，但是，王廷相、高攀龍以及王夫之等都強化了“格物致知”中要求研究科學的內涵。尤其是，科學家對“格物致知”的各種詮釋，實際上也豐富和發展“格物致知”這一概念。從總體上看，“格物致知”的概念，隨著時代和科學的發展，其所包含的要求研究科學的內涵越來越顯著。
再次，理學家的“格物致知”是一個開放的概念。儒家崇尚“學而時習之，不亦說乎”的學習精神和“有朋自遠方來，不亦樂乎”的開放精神。“格物致知”強調“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”，這就決定了“格物致知”這一概念的開放性。明清之際具有儒家精神的科學家們用西方科學詮釋這一概念，引伸出“格物窮理之學”、“格致之學”，一步一步地在認同西方近代科學的過程中，實現中國科學的近代化。
從“格物致知”到“科學”的過渡表明，以“格物致知”為基礎的朱熹理學包含了科學的內涵。這也許就是中國宋元時期的科學發展能夠達到古代科技的高峰并且曾經令西方人所望塵莫及的哲學上的原因之一。遺憾的是，這個過渡過于曲折和漫長，如果從徐光啟在1607年作《刻幾何原本序》和1612年作《泰西水法序》提出“格物窮理之學”的概念開始，到19世紀末“科學”一詞的出現，經歷了近300年，并且伴隨著中國科技的不斷衰落。
注釋：
參見樊洪業：《從“格致”到“科學”》，《自然辯證法通訊》，1988年第3期。該文認為，首次用“科學”者，應歸功于康有為；較早采用“科學”的另一位名人是嚴復；自嚴復以后，“科學”一詞在知識界迅速普及。
《程氏遺書》卷十八。
《程氏遺書》卷二十五。
《朱子語類》卷六十二。
參見拙著《儒家文化與中國古代科技》，中華書局2002年版，第175—198頁。
《傳習錄上》。
《傳習錄下》。
《王氏家藏集》卷三十《策問》。
《王氏家藏集》卷三十《策問》。
《高子遺書》卷八上《答顧涇陽先生論格物》。
《高子遺書》卷八上《答顧涇陽先生論格物》。
《高子遺書》卷八上《答顧涇陽先生論格物》。
《船山全書》第12冊《搔首問》，湖南：岳麓書社1992年版，第637頁。
方以智：《物理小識》“自序”。
《思辨錄輯要》卷三《格致類》。
《思辨錄輯要》卷一《大學類》。
《清史稿•張履祥傳》。
《楊園先生全集》卷五《書四•與何商隱》。
《楊園先生全集》卷二十六《愿學記一》。
參見衷爾鉅：《張履祥的“經濟之學”》，載陳鼓應等：《明清實學思潮史》（中卷）。
《楊園先生全集》卷四十二《備忘四》。
轉引自杜石然：《朱世杰研究》，載錢寶琮：《宋元數學史論文集》，第204頁。
朱世杰：《四元玉鑒》“卷首”。
李時珍：《本草綱目》“王世貞序”。
《朱子語類》卷六十二。
《四書章句集注•大學章句》。
《徐光啟集》卷二《刻幾何原本序》。
《徐光啟集》卷二《泰西水法序》。
