新課標(biāo)下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究

　　論文關(guān)鍵詞： 新課標(biāo) 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 探究性實(shí)驗(yàn) 教學(xué)方法
　　論文摘要： 物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)教育中占有重要的地位，實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容，新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施為物理實(shí)驗(yàn)提供了一片沃土。作者通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)及資料的分析，以及新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，對(duì)物理探究性實(shí)驗(yàn)的界定、物理探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的選擇和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探討。
　　
　　物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》，指出高中物理的課程的基本理念是：①在課程目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);②在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ)，體現(xiàn)課程的選擇性;③在課程的設(shè)置上體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性、選擇性;④在課程實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化;⑤在課程評(píng)價(jià)上強(qiáng)調(diào)新觀念，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。課程目標(biāo)從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度提出了要求�？茖W(xué)探究被提到前所未有的高度，科學(xué)探究己經(jīng)成為物理課程的基本理念之一，被列入課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還被作為重要的教學(xué)建議之一。
　　基于以上原因，在新課程實(shí)施的初期，對(duì)新課標(biāo)下物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究具有一定的理論和實(shí)踐意義，可以為課改和新課程的實(shí)施提供參考。
　　1.物理探究性實(shí)驗(yàn)的定義
　　物理探究性實(shí)驗(yàn)是為了探求物理知識(shí)，學(xué)會(huì)一定的物理研究方法等而進(jìn)行的涉及提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作等活動(dòng)。它是物理領(lǐng)域中的科學(xué)探究。在具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，可以涉及科學(xué)探究的某幾個(gè)環(huán)節(jié)，也可以是全過(guò)程，分別是“部分探究”和“完整探究”。實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)己成為理科教學(xué)的重要標(biāo)志，也是日前一些發(fā)達(dá)國(guó)家的中小學(xué)理科教學(xué)的基本教學(xué)手段和學(xué)生活動(dòng)的主要形式。
　　2.物理探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則
　　2.1主體性原則。整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)始終要圍繞學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)—選擇—探究—解決問(wèn)題這個(gè)研究活動(dòng)過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì)，以學(xué)生的活動(dòng)為中心，放手讓學(xué)生自己去研究、探索，把學(xué)習(xí)活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，教師在其中只起點(diǎn)撥的指導(dǎo)、領(lǐng)路作用。在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要充分考慮如何激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題情境或探究?jī)?nèi)容的興趣和探究動(dòng)機(jī)，要保證探究活動(dòng)過(guò)程對(duì)學(xué)生的開(kāi)放性，給學(xué)生提供自主探索、自主創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，讓他們各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮。
　　2.2目標(biāo)的原則。做每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要有明確的目的，具體到探究的每一步也要有明確的目標(biāo)。這里的目標(biāo)包括知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三方面。當(dāng)然具體到每個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，其目標(biāo)可能有所側(cè)重。只有明確了要達(dá)到的目標(biāo)，探究就有正確的方向，學(xué)生就能在探究過(guò)程中經(jīng)受住困難或挫折的考驗(yàn)，從而對(duì)探究過(guò)程的艱辛與樂(lè)趣體驗(yàn)得更深刻。
　　2.3科學(xué)性原則。探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)、裝置合理、操作程序和方法正確，探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的全過(guò)程都科學(xué)、合理，所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、方法、步驟等都有一定的理論依據(jù)或?qū)嵺`基礎(chǔ)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論就可能是正確的。在整個(gè)探究過(guò)程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)的方法，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這也正是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的宗旨。
　　2.4趣味性原則。探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)生心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要生動(dòng)、有趣，能使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，自始至終保持很高的興趣。
　　2.5簡(jiǎn)約性原則。簡(jiǎn)約性是指要用盡可能簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和器材，在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的日的。用簡(jiǎn)單易行的、合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，沖淡學(xué)生怕實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實(shí)驗(yàn)的操作難度。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，節(jié)約時(shí)間，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有過(guò)多的干擾，學(xué)生將主要精力集中在探究目的上。簡(jiǎn)單就是美，恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，又沒(méi)有冗長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)步驟。
　　2.6互動(dòng)性原則�，F(xiàn)代教育理論指出，教學(xué)過(guò)程是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過(guò)程，師生互教互學(xué)形成一個(gè)真正的“學(xué)習(xí)共同體”。在教學(xué)中，存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動(dòng)性和互惠性。信息交流實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)，相互溝通、相互影響、相互補(bǔ)充，從而達(dá)到了共識(shí)、共享、共進(jìn)。
　　3.新課標(biāo)下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇
　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)并使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的根本。物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏著極為活躍的因素，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多學(xué)生意想不到的問(wèn)題，對(duì)與活化學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)和訓(xùn)練思維有很大的好處。在實(shí)際選擇內(nèi)容時(shí)要考慮到以下幾個(gè)問(wèn)題。
　　3.1目標(biāo)的全面性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在目標(biāo)上主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的獲取，包括一些具體的實(shí)驗(yàn)技能。而探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)具有更加全面的目標(biāo)，不僅包括知識(shí)方面，而且應(yīng)該包括態(tài)度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求就是知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這三個(gè)維度的要求。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ�求，即提出�?wèn)題、猜想和假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)，分析與論證、評(píng)估，以及交流與合作。
　　3.2內(nèi)容要在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。所謂“最近發(fā)展區(qū)”，就是學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題時(shí)的實(shí)際發(fā)展水平與學(xué)生在教師引導(dǎo)下解決問(wèn)題時(shí)的潛在發(fā)展水平之間的距離。教師的引導(dǎo)應(yīng)高于學(xué)生原有的水平，否則學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展;但也不能差異過(guò)大，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)失敗，對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣。
　　3.3內(nèi)容要貼近生活、貼近社會(huì)。很好地聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際和社會(huì)實(shí)際，可以提高學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感到物理就在自己身邊，也可以使學(xué)生在知道和理解物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠清楚所學(xué)的知識(shí)能用于做什么和怎么做，同時(shí)對(duì)物理的本質(zhì)和價(jià)值，有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。
　　3.4內(nèi)容要結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)可以分成幾類。
　　第一類是在表述上有“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究……”等字樣的實(shí)驗(yàn)，是一類基本的探究性實(shí)驗(yàn)，是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了的。這樣的實(shí)驗(yàn)的例子有以下一些：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。
　　第二類是在表述上有“通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解……”“經(jīng)歷……實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解……”等字樣的實(shí)驗(yàn)。這樣的例子有：通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力；通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性；通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解光的折射定律；通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道常見(jiàn)傳感器的工作原理。對(duì)于這樣的一類實(shí)驗(yàn)，可以根據(jù)實(shí)際需要，把它們?cè)O(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)。
　　有些課程標(biāo)準(zhǔn)上要求“通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示……”等字樣的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)，也可根據(jù)情況設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)，比如：用錄像片或計(jì)算機(jī)模擬演示以粒子散射實(shí)驗(yàn)。
　　還有些實(shí)驗(yàn)是不適合被設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)的，主要是儀器使用、操作訓(xùn)練等類型的實(shí)驗(yàn)。比如：初步了解多用電表的原理；通過(guò)實(shí)際操作學(xué)會(huì)使用多用電表；以多用電表為測(cè)量工具，判斷二極管的正負(fù)極，判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。
　　4.展望
　　新課程的實(shí)施勢(shì)在必行，科學(xué)探究作為基礎(chǔ)物理課程改革的基本理念，體現(xiàn)在課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程評(píng)價(jià)等方面。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。從這個(gè)意義上說(shuō)，物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的升展是必然趨勢(shì)。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下如何更好地進(jìn)行物理探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，還有很多問(wèn)題值得探討，比如，如何安排實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容、時(shí)間，如何對(duì)物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如何開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)資源比如實(shí)驗(yàn)室資源、教師人力資源，等等。
　　
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