淺談高中物理課題研究改革及實施策略

張佳寧 段旭朝 李怡然 丁海濤 侯 晶 馬海燕

（寶雞文理學院物理與光電技術學院 陜西寶雞 721000）

隨著新課程改革的大力推進，“核心素養”一詞成為教育的熱點話題，核心素養的是指：學生在接受相應學段的教育過程中逐步形成起來的適應個人終身發展與社會發展的人格品質與關鍵能力。而物理學科的核心素養即指，在核心素養的基礎上加入物理學科的元素，學生通過物理知識的學習所形成的適合終身發展的品質與能力，被歸納為四個方面：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。那么，如何在高中物理課堂貫徹實施核心素養，便成了當代高中物理教師新的關注點，本文主要對高中物理課題研究的改革進行了分析以及對改革后的課題研究應如何實施進行了闡述。高中物理課題研究的改革是教育改革中的典型案例，高中物理一線教師便是這一舉措的實施者，同時也是課程開發的研究者，課題研究的設置就是為了培養學生的培養科研素養和創造能力，科研和創造不應只是高等教育的代名詞，科學態度和科學思維需從小培養才有利于深入和內化成自身的素養，高中物理教師應積極跟隨教育改革的步伐，提高對核心素養的培養意識，并提升相應的培養能力，為新時代培養全面發展的人。

一、高中物理新課改中教材的變化

（一）新課改中教材的變化

2004年和2019年人教版兩版新舊教材主要在排版、內容、習題、插圖等方面進行了調整，新教材在排版方面增加了每節正文右側的空白欄及旁批內容，空白欄為學生作隨堂筆記提供了便利。新教材的知識內容整體并未發生變化，但每本書及部分章節內容安排都進行調整，從目錄到章小節內容都有調整的部分。在習題方面，新教材在每章末增加了A組和B組復習題與提高題，這種改版在一定程度上解決了舊教材習題數量過少、題目難度過低等問題。在插圖方面，新教材更多選取了實際拍攝的圖片，突出了物理生活化和時代化的特征。

（二）新課改中課題研究的變化

2004版必修1課題研究中研究的主題是“橋梁的研究”，2019版必修1的課題研究并沒有給出指定的研究內容，而是提供了一個“研究樣例”和一個“參考選題”，分別是“球形物體空氣阻力大小與速率關系的研究”和“橡皮筋彈力與伸長量關系的研究”；2004版必修2課題研究中研究的主題是“潮汐現象”“潮汐發電”，2019版必修2課題研究提供的樣例和選題分別是“關于甩手動作的物理原理研究”和“ 擲標槍動作的物理原理研究”。

2004版教材的課題研究包含課題的得來、課題的規劃、課題的實施三個部分。2019版教材的課題研究中的“研究樣例”包含問題的提出、實驗設計、實驗過程和數據、數據處理和結論四個部分，并且給出了具體的實驗數據和結果分析，“參考選題”與研究樣例會用到同類型的解決方案，但參考選題只提出問題，此處考查學生的類比遷移能力，因此并沒有給出具體的實驗數據和結果分析。

二、課題研究改革分析

課題研究的變化同時也反映著教育改革的方向，包含著教育改革的改革思路和育人理念，分析課題研究的改革，也是在深入貫徹體會教育改革。

（一）從教材變化分析

舊教材主張放寬眼界，擺脫教材的限制，留意觀察身邊社會及自然的事物，對于不懂的問題要問個究竟、探個明白。而新版教材更加強調科研素養和創造能力的培養，研究的內容不受教科書的限制，學生根據自己對周圍的事物觀察和質疑，發現并提出自己值得研究的問題，把更多的主動權給了學生，讓學生自己放手去做。不僅如此，新版教材充分考慮到中學生的知識儲備和動手能力，所研究的課題需要以教材中學習過的知識為基礎，是已掌握知識的實踐延伸，在一定成熟的知識體系的幫助下，讓中學生的研究變得不再“可望而不可即”。

綜觀兩版教材，不難發現課題研究的研究內容從大到小、從寬泛到具體、從難操作到易上手，研究過程也更加具體細化，舊版教材重在讓學生思考已經給定的問題，自己觀察并解決，而關于問題如何解決并沒有具體的陳述和指導。新版教材則重在解決問題，在研究樣例中，不僅給出了一整套的實施辦法，還給出了具體的數據及完整的結論分析，如此一來，有了樣例，學生便明白了探究性學習的一般程序，便可以仿照給定的程序，自行完成參考選題，或學生也可以自行發現并選擇同類型的現實問題，進行探究性學習。這樣不僅可以達到培養學生探究性學習能力的目的，也傳授給了學生研究性學習的實施程序，讓學生掌握搜集數據、分析數據的能力。

（二）從育人理念分析

中學生的傳統學習模式使得他們并不具備完全的探究性學習的能力，再加上繁重的課業及考試壓力，導致課題研究這一板塊大多被師生所“遺棄”，而新版教材的課題研究充分考慮到以上因素，研究的主題與學生已掌握的知識充分結合，內容上也更加貼近學生的生活，操作過程更加容易實現，并且教材中給出了具體的操作方法，學生可以先參透研究樣例，模仿或自行完成參考選題部分，也可自行選擇同類型的現實問題，進行探究性學習。

被安排具體的學習任務是高中生長期的學習習慣和模式，這樣的學習模式有利于教學任務的開展和管理，卻也養成了中學生的不良學習習慣，被動的接受和不懂就問，久而久之缺少了自己探索的意識和能力，而自己通過努力去解決各種問題恰恰是離開校園后必須具備的品質。新版教材的課題研究便充分彌補了這些不足，極大地鍛煉了學生自我探究的意識，和運用已學知識去解決問題能力。

三、研究課題的實施策略

改革后的課題研究具體應怎樣實施成了高中物理教師思考的關鍵問題，首先要明白課題研究改革后想要達到怎樣的目標，從目標意義入手，談課題研究的具體實施。

（一）課題研究的目標

（1）獲得參與研究的體驗

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！北妊芯砍鰧嶒灲Y果更重要的是研究的過程和體驗，研究結果帶來的成就感會隨著時間流逝而消逝， 但是在實驗過程中獲得的科學探究素養，卻會貫穿物理學習始終。與此同時，探索的積極體驗也會給學生物理方面的學習帶來積極的影響。

（2）培養解決問題的意識能力

研究課題的過程是學生獨立探索研究的過程，期間會遇到許多意想不到的問題和困難，在這一過程中學生無法依賴教師，無論結果如何學生都必須通過探究、查閱資料等手段獨立完成，由此一來，學生獨自解決問題的意識和能力便得到了培養，久而久之，內化成自身具備的品質。

（3）培養科學態度和科學思維

科學的態度和思維是進行科學研究的基礎，具備了科學的態度和思維才能更好地為科學研究服務，教育改革也在向著培養學生核心素養的方向不斷推進。課題研究的過程便可以充分培養學生的科學態度、科學思維等方面,培養學生的物理核心素養,達到促進學生全面發展的目標。

（4）培養科研素養和創造能力

“冰凍三尺非一日之寒”，科研素養和創造能力的培養也絕非一日之功，這些都需要點滴的滲透，需要學生從實際的情境中感悟、體會，并提煉成自身具備的品質。培養學生的科研素養和創造能力是設置課題研究環節最主要目的，當代中學生缺乏培養科研素養和創造能力的大環境，基礎教育對培養學生這方面素質的重視度不夠，課題研究的改革正是邁出了改進這樣現狀的一步，將教育改革不僅僅停留于書面口頭，而是落實于實際，真正為培養學生的科研素養和創造能力做出實質貢獻。

（5）激活各科學習中的知識儲存

書本上的知識都來自長久以來人們對生活現象的研究、總結，學生直接從書本上獲得知識，由于缺乏了提出疑問、研究、總結的過程，知識就不能“活”在生活中，不僅僅是物理，各科學習都普遍存在這一問題，課題研究便為解決這一問題提供了平臺，讓學生激活各科學習中的知識儲存，提高知識的相關性，使學生研究并嘗試相關知識的綜合運用。

（二）課題研究的實施策略

（1）教師指導研究的主題

教師帶領學生對所要研究主題的背景框架做初步的分析和了解，并對將要用到的基礎知識做回顧梳理，申述注意事項，接下來引導學生說出研究過程中可能會用到的科學方法，并對這些研究方法作以詳細的指導，讓學生有足夠的知識、技術儲備，使得他們具備獨立解決研究主題的基本能力。

（2）制訂研究計劃

有了基礎知識的支撐和對研究方法的了解掌握，此時就需要學生運用自己的邏輯思維和動手能力，根據研究樣例的實驗研究過程，自行制訂研究計劃、設計實驗，設計具體實驗步驟。在此階段，教師將不再對學生設計的具體步驟進行干預，充分給予學生主動權，讓學生自己積極探索、積極體驗。

（3）研究實施

學生將自己制訂的研究計劃和設計的實驗步驟付諸實踐，如無法得出結論，則需根據實際情況檢查并修訂第二步中制訂的研究計劃，然后實施修改后的方案計劃，再次研究實施，直到得出數據。（如流程圖所示）

（4）處理數據，總結結論

學生進行多次試驗，并根據自己測得的實驗數據，進行詳細的分類、統計，并且分析數據之間的關系，排除誤差數據，從中發現一定的規律，經總結得出結論。將實驗過程及得出的結論進行整理、撰寫為紙質版報告。

（5）組織研究成果的交流研討

教師組織學生在課堂上分享自己的研究成果，互相討論研究的過程。在該階段，教師則需要對學生研究過程進行評價，并對其中的錯誤進行指正，帶領學生總結分析成功或失敗的原因。

（6）研究效果評估

這一階段是教師參與的環節，教師可以引入多元化的學生評價方式來評估，按照一定的比例來綜合，評定學生課題研究部分的成果，并對本次活動的總體效果進行總結，歸納大多數學生在研究中遇到并難以解決的問題，在平時的教學活動中對此類問題的解決辦法加以滲透，以此提高學生的綜合能力。

四、課題研究改革對現代教育的啟示

課堂上的學習是學習方式的一種，但研究性學習的研究過程，將來在實際工作中所遇到的各種問題，多數會以這種研究的方式來解決。學校里教育，不應該以應對考試為最高目標，應是培養全面發展的人，不僅要有過硬的文化知識功底，也要具備創新能力和科研素養，學習到的知識或許不為今后職業生涯所用，但鉆研探究的意識，卻是學生終身受益的良好精神品質。

現代教育也應積極向改革方向靠攏，對學生的教育不僅僅局限于知識維度的提升，更需提高對各方面能力的重視度，著眼于學生的未來，培養更多能夠獨立解決困難的人，和具備科研精神、科研素養的人。學習的知識也不應該僅僅只為考試服務，教師應時刻立足于核心素養的培養，隨著改革的思路轉變育人理念，讓學生能夠通過物理知識的學習，形成適合終身發展的能力與品質。學生的未來關乎國家今后的發展，國家的發展需要科研技術的支持，科研人才的培養需靠高等教育的栽培，但科研精神和科研素養要從小培養意識，這就要依賴于基礎教育，只有從小培養研究問題的意識，才能更好地具備科研精神和素養，為以后成為科研人才打下堅實基礎。

五、結束語

高中物理課題研究的變化主要體現在研究主題的選擇和研究過程，研究主題將物理生活化、抽象的概念簡單化，細化研究過程，以學生為主體，給學生更多的主動權和發展空間，充分體現著新課改的育人理念，注重學生科研素養和創造能力培養，致力于學生的全面發展。高中物理課題研究的改革也是新課改乃至教育改革的一個縮影，高中物理教師應緊跟教育改革的步伐，緊抓核心素養，適當調整自己的教學策略，重視對學生科研素養和創造能力培養，培養全面發展的人。