高中物理課堂分組實驗教學研究

王湘濤

進入新世紀以來，科學技術不斷發展，以信息科學和生命科學為代表的現代科學技術突飛猛進，展示了廣闊前景?；A教育特別是高中物理教育面臨著難得的發展機遇，同時也面臨著嚴峻挑戰。高中物理課程總目標提出讓：“學生學習終身發展必備的物理基礎知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產中的應用，關注科學技術的現狀及發展趨勢；學習實驗探究方法，發展自主學習能力，養成良好的思維習慣，能運用物理知識和實驗探究方法解決一些問題；發展好奇心，培養求知欲，提高科學探索興趣，有堅持真理、勇于創新、實事求是的科學態度與科學精神，有振興中華，將科學服務于人類的社會責任感。了解科學與技術、經濟和社會的互動作用，認識人與自然、社會的關系，增強可持續發展意識和全球觀念?！边@四條標準中，第一條主要是對知識與技能的要求；第二條是對探究能力和思維方式的要求；第三條對情感態度與價值觀提出了總體要求；第四條則對科學、技術、社會的觀念滲透提出了要求。

反思我國基礎物理教育發展的歷程和現狀，不可否認，在“應試教育”的長期重壓下，高中物理教育發生了不同程度的扭曲和異化：我們的教育很多時候過于看重短期效益，以升學作為教學工作的唯一目的。在教學內容上以學科為中心，追求物理知識的完整和嚴密，忽視物理的“人文”特征；在教、學方法上主要是灌輸式的傳統教學，將學生的好奇心抹殺殆盡”。因循守舊的教學法致使物理學習出現了種種弊端，最明顯的惡果就是導致越來越多的學生物理學習困難。物理學習興趣隨年級升高而呈下降趨勢，“物理學科成為最不受歡迎的學科之一”。如何改善我們的物理教學，以達到“使學生對物理學的內容和方法，工作語言、概念和物理圖象，及其歷史、現狀和前沿等方面在整體上的全面了解，從而培養和提高學生的科學素養和科學思維方法，科學研究能力”，這一目標是我們當前無法回避的問題。以教師為中心，由教師通過講授、板書及教學媒體的輔助，把教學內容傳遞給學生或者灌輸給學生。老師是整個教學過程的主宰，學生則處于被動接受的地位。在這樣一種結構下，老師是主動的施教者，學生是被動的外部刺激接受者即灌輸對象，媒體是輔助老師向學生灌輸的工具，教材則是灌輸的內容。一些研究者認為 “傳統教學模式”與普通高中物理課程標準課程總目標不太和諧：①作為認知過程主體的學生在教學過程中自始至終處于受灌輸的被動地位，其主動性、積極性難以發揮，不利于創造性思維的培養。②學生缺乏主動發現、主動探究的學習環境，求知欲不強。③學生與社會上、國際上的信息資源幾乎隔絕，他們對信息的篩選、鑒別、獲取、加工和處理的能力難以培養，無法滿足信息社會對人才素質的需求。不難想象，作為學習過程主體的學生如果在整個教學過程中始終處于比較被動的地位，肯定難以達到比較理想的教學效果，更不可能培養出創造型人才。

2017年我國普通高中物理課程標準研制工作組編寫的《普通高中物理課程標準（實驗）》提出實驗探究有七大要素：（1）發現并明確提出所要研究的問題；（2）猜想與假設；（3）制定探究計劃、設計實驗方案；（4）通過觀察、實驗等多種方法收集各種數據；（5）對所得數據加以分析與論證；（6）評估，吸取經驗教訓，改進探究方案，并發現新的問題；（7）交流與合作。

在高中物理教學中通過對這七個部分的要求可以幫助學生提高五種能力，（1）理解能力：理解所學自然科學基礎知識的涵義及其適用條件，能用適當的形式（如文字、公式、圖表）進行表達。并能夠正確解釋和說明有關自然科學現象和問題，即不僅“知其然”，還能“知其所以然”。（2）推理能力：能夠根據已知的知識和題目給定的事實和條件，抽象、歸納相關信息，對自然科學問題進行邏輯推理和論證，得出正確的結論或作出正確的判斷，并能把推理過程正確地表達出來。（3）設計和完成實驗的能力：物理學是實驗性科學。物理學的概念、原理和規律大多是由實驗推導和論證的。教學過程中的實驗有助于加深學生對自然科學概念、原理和規律的理解，也有助于培養學生的科學態度和創新精神，實驗能力也是考生將來從事科學研究的基礎。（4）獲取知識的能力：自學是人類獲取知識的重要途徑。自我獲取知識的能力，即能夠敏捷地接受新知識，與已學過知識結合、重組、轉換、遷移和解決問題的能力。人們對自然界的各種現象和規律通常是用文字、圖、表來描述的，與文字相比，圖、表描述自然科學的研究成果具有直觀形象的特點。因此讀懂自然科學方面的資料，看懂圖、表所包含的信息，能從文字、圖、表中提取所需的信息，并從中找出規律是一個非常重要的能力。（5）分析綜合能力：能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析，找出起重要作用的因素及相關條件，能夠把一個復雜問題分解成若干較簡單的問題，找出它們之間的聯系，能夠靈活地綜合運用物理學的知識解決問題。在高中物理課程中進行實驗探究，就是要學生在知識和概念的理解方面、“做”科學的技能和活動能力方面、態度和思維習慣方面得到充分的發展。

相比較傳統教學模式，實驗探究式教學模式有以下優點：①有利于學生擴大信息來源，通過查閱資料，看到物理學帶給人們的好處，知道為什么要學習物理，深入理解所學知識。只有當學生有了學習的欲望，才能學好物理。②有利于培養探究能力、養成科學態度和科學精神。時代在發展，社會在進步，管用一生的教育教學根本不可能存在了。新時代的人必需活到老，學到老，在學生時代主要是為終身學習打好基礎，掌握一定的探究能力，有正確的科學態度和科學精神。③有利于提高學生的協作精神、信息處理能力和自我評價能力。查閱過程中得到的信息很多，學生通過積累懂得分工合作、分享成果；學會該怎樣取舍。④有利于個別化教學的實施。

總之，在高中物理課程中進行實驗探究活動就是要從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀這三個方面讓學生得到全面發展。簡單地說，就是培養具有科學素養的新世紀公民，因為一個具備科學素養的公民，就應該理解科學中重要的概念和原理，熟悉自然世界并承認其多樣性和統一性，能夠運用科學知識和科學思維方式考慮和處理個人與社會問題。