新課標下高中物理探究性實驗教學方法的研究
論文關鍵詞： 新課標 高中物理實驗教學 探究性實驗 教學方法
論文摘要： 物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理實驗在物理教學乃至整個科學教育中占有重要的地位，實驗是中學物理教學的重要內容，新課程標準的實施為物理實驗提供了一片沃土。作者通過對相關文獻及資料的分析，以及新課程標準指導下的高中物理實驗課教學，對物理探究性實驗的界定、物理探究性實驗的內容的選擇和設計原則進行了探討。
物理學是一門以實驗為基礎的自然學科。實驗是物理探究的重要科學方法，高中物理實驗教學的改革應當關注探究思想的介入，改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養動作技能的觀點。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標準(實驗)》，指出高中物理的課程的基本理念是：①在課程目標上注重提高全體學生的科學素養;②在課程結構上重視基礎，體現課程的選擇性;③在課程的設置上體現時代性、基礎性、選擇性;④在課程實施上注重自主學習，提倡教學方式多樣化;⑤在課程評價上強調新觀念，促進學生發展。課程目標從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度提出了要求。科學探究被提到前所未有的高度，科學探究己經成為物理課程的基本理念之一，被列入課程目標和內容標準，同時還被作為重要的教學建議之一。
基于以上原因，在新課程實施的初期，對新課標下物理探究性實驗進行研究具有一定的理論和實踐意義，可以為課改和新課程的實施提供參考。
1.物理探究性實驗的定義
物理探究性實驗是為了探求物理知識，學會一定的物理研究方法等而進行的涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作等活動。它是物理領域中的科學探究。在具體的教學實施過程中，可以涉及科學探究的某幾個環節，也可以是全過程，分別是“部分探究”和“完整探究”。實驗探究現己成為理科教學的重要標志，也是日前一些發達國家的中小學理科教學的基本教學手段和學生活動的主要形式。
2.物理探究性實驗的設計原則
2.1主體性原則。整個探究性實驗學習活動始終要圍繞學生自己發現—選擇—探究—解決問題這個研究活動過程來設計，以學生的活動為中心，放手讓學生自己去研究、探索，把學習活動的主動權交給學生，教師在其中只起點撥的指導、領路作用。在設計探究性實驗時，要充分考慮如何激發學生對問題情境或探究內容的興趣和探究動機，要保證探究活動過程對學生的開放性，給學生提供自主探索、自主創造的機會，讓他們各盡所長，充分發揮。
2.2目標的原則。做每個實驗都要有明確的目的，具體到探究的每一步也要有明確的目標。這里的目標包括知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三方面。當然具體到每個探究性實驗，其目標可能有所側重。只有明確了要達到的目標，探究就有正確的方向，學生就能在探究過程中經受住困難或挫折的考驗，從而對探究過程的艱辛與樂趣體驗得更深刻。
2.3科學性原則。探究性實驗設計中的實驗原理科學、裝置合理、操作程序和方法正確，探究性實驗設計的全過程都科學、合理，所采用的設計標準、方法、步驟等都有一定的理論依據或實踐基礎，得出的實驗結論就可能是正確的。在整個探究過程中，要著重培養學生科學思維方法，觀察和記錄實驗的方法，以提高學生的科學素養，這也正是探究性實驗設計的宗旨。
2.4趣味性原則。探究性實驗的設計要充分考慮學生心理特點和認知水平，實驗設計要生動、有趣，能使學生在進行實驗探究時，自始至終保持很高的興趣。
2.5簡約性原則。簡約性是指要用盡可能簡單的實驗方法和實驗裝置，用較少的實驗步驟和器材，在較短時間內達到預期的日的。用簡單易行的、合理的實驗設計，沖淡學生怕實驗準備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實驗的操作難度。實驗設計簡約，裝置簡單，操作簡便，節約時間，整個實驗過程中沒有過多的干擾，學生將主要精力集中在探究目的上。簡單就是美，恰當的實驗設計既突出實驗重點，又沒有冗長的實驗步驟。
2.6互動性原則。現代教育理論指出，教學過程是師生交往、積極互動、共同發展的過程，師生互教互學形成一個真正的“學習共同體”。在教學中，存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動性和互惠性。信息交流實現了師生互動，相互溝通、相互影響、相互補充，從而達到了共識、共享、共進。
3.新課標下高中物理探究性實驗內容的選擇
實驗內容是實施物理實驗并使教學效果達到預期目標的根本。物理實驗中蘊藏著極為活躍的因素，隨時會出現許多學生意想不到的問題，對與活化學生學習的知識和訓練思維有很大的好處。在實際選擇內容時要考慮到以下幾個問題。
3.1目標的全面性。傳統的實驗教學在目標上主要強調知識的獲取，包括一些具體的實驗技能。而探究實驗教學應具有更加全面的目標，不僅包括知識方面，而且應該包括態度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標準的要求就是知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀這三個維度的要求。課程標準對科學探究及物理實驗能力要求，即提出問題、猜想和假設，制定計劃與設計實驗，進行實驗與收集數據，分析與論證、評估，以及交流與合作。
3.2內容要在學生的“最近發展區”內。所謂“最近發展區”，就是學生獨立解決問題時的實際發展水平與學生在教師引導下解決問題時的潛在發展水平之間的距離。教師的引導應高于學生原有的水平，否則學生得不到應有的發展;但也不能差異過大，否則會導致學生學習失敗，對學習失去興趣。
3.3內容要貼近生活、貼近社會。很好地聯系學生的生活實際和社會實際，可以提高學生對物理的學習興趣，使學生感到物理就在自己身邊，也可以使學生在知道和理解物理知識的基礎上，能夠清楚所學的知識能用于做什么和怎么做，同時對物理的本質和價值，有一個正確的認識。
3.4內容要結合課程標準。新課程標準中的實驗可以分成幾類。
第一類是在表述上有“通過實驗，探究……”等字樣的實驗，是一類基本的探究性實驗，是課程標準規定了的。這樣的實驗的例子有以下一些：通過實驗，探究加速度與物體質量、物體受力的關系；通過實驗探究決定導線電阻的因素，知道電阻定律；通過實驗，探究單擺的周期與擺長的關系。
第二類是在表述上有“通過實驗知道……”“通過實驗認識……”“通過實驗了解……”“通過實驗理解……”“經歷……實驗過程，了解……”等字樣的實驗。這樣的例子有：通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規律，能用動摩擦因數計算摩擦力；通過實驗了解物體的彈性；通過實驗理解光的折射定律；通過實驗知道常見傳感器的工作原理。對于這樣的一類實驗，可以根據實際需要，把它們設計成探究性實驗。
有些課程標準上要求“通過實驗演示……”等字樣的實驗，這類實驗，也可根據情況設計成探究性實驗，比如：用錄像片或計算機模擬演示以粒子散射實驗。
還有些實驗是不適合被設計成探究性實驗的，主要是儀器使用、操作訓練等類型的實驗。比如：初步了解多用電表的原理；通過實際操作學會使用多用電表；以多用電表為測量工具，判斷二極管的正負極，判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。
4.展望
新課程的實施勢在必行，科學探究作為基礎物理課程改革的基本理念，體現在課程目標、課程內容、教學方式、學習目標和課程評價等方面。實驗是物理探究的重要科學方法，高中物理實驗教學的改革應當關注探究思想的介入，改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養動作技能的觀點。從這個意義上說，物理探究性實驗教學的升展是必然趨勢。在新課程標準下如何更好地進行物理探究性實驗的教學，還有很多問題值得探討，比如，如何安排實驗探究的內容、時間，如何對物理探究性實驗進行評價，如何開發物理實驗方面的教學資源比如實驗室資源、教師人力資源，等等。
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