中学物理优秀教学论文突显科学探究，注重培养学生物理学习方法的形成

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中学物理优秀教学论文突显科学探究，注重培养学生物理学习方法的形成
【摘  要】本文结合2011版《物理课程标准》从三个方面谈了科学探究如何在初中物理教学中的融合与应用问题。
【关键字】初中物理  教学  应用  科学探究
在当前的教育形式下我们可以看到，《物理课程标准》（以下简称《标准》）将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为：提高全体学生的科学素质。由此，提出了义务教育阶段物理课程的基本理念和课程目标，内容标准由科学探究和科学内容组成[1]。科学探究是初中物理新课标提倡的重要的教学方式之一，由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式[2]。学校实施素质教育的重要途径之一是课堂教学，课堂教学又依赖于课堂教学设计的优化。因此，科学探究的提出在教学设计上本身是一次大的飞跃，而《标准》不仅要求把科学探究作为重要的教学方式还要求成为全体学生的学习目标。那么，科学探究在初中物理学中究竟是怎样一个角色，何谓科学探究，如何在我们大力提倡素质教育的今天，在实验教学中开展科学探究以及如何评估。下面，笔者结合教学实例谈谈自己的体会。
一、科学探究方法的重要性  
义务教育阶段的物理课程以提高全体学生的科学素质为主要目标，满足每个学生发展的基本需求，改变学科本位的观念，全面提高公民的科学素质。科学素质的内涵非常丰富，它包括科学知识与技能，科学方法与能力，科学行为与习惯，科学精神、态度和价值观等四个基本要素。如果我们把科学精神、态度和价值观合称为科学观，把科学知识与技能、科学方法与能力合称为科学智能，把科学行为与习惯和称为科学行为的话，那么，科学素养就是以科学观为核心，以科学智能为基础，以科学行为为外显标志的有机统一体[3]。
就整个学习过程和结果来看，科学探究包含：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。从中，我们可以体会，学生在经历与科学工作者相似的探究规律的过程中，就能自己体会科学研究的方法，养成对科学研究严谨与创新的态度。
物理是一门以实验为基础的自然科学。如果我们把整个物理科学比作是一座高海拔山峰，那么物理实验就是通向这座高海拔山峰的一级级石梯。若从学生能否照搬知识的角度讲，不做科学实验，直接给学生灌输知识、概念，也可以达到目的。但这样的目的显然仅仅满足于学生对知识、概念的机械记忆和凭空理解。而《标准》要求的学生在学习知识过程中，培养能力，发展科学素质的重要目标则被忽略了。并且学生在这样的教学过程中对知识、概念的掌握也是不牢固的。所以要使学生真正地学好，就必需充分肯定学生学习的主体地位，让学生进行自主的科学探究，让学生通过自己的实验活动及小组交流，达到揭示物质特性。这样，结论与知识、概念都是学生自己在探究中获得的，所以学生对其自然要比空洞的说教的效果要深刻得多。另外，由于学生亲自参加了实验探究，学生的实验技能、探究能力得到了提高，学生分析数据、处理数据及归纳总结的能力得到了培养，从而达到了掌握知识与发展能力比翼双飞的良好效果。这样的教学形式也有利于学生养成重视实验、乐于探究，尊重事实，实事求是的科学态度，并形成科学价值观。例如，在教科版八年级物理上册的《声》一章中的共鸣教学，要让学生理解产生共鸣的条件，就必须要求学生自己独立去按要求去科学探究实验。笔者在这节课教学的时候，首先给学生呈现了很多不同频率的音叉，然后利用媒体教学资源播放了不同频率的音叉不能达到共鸣，最后给学生时间进行科学探究，这一切如果离开了科学探究是难以达到的。因此，在课程改革的今天，科学探究在初中物理教学，乃至是高中物理教学中都是非常有必要的。
二、如何在物理教学中体现科学探究方法
首先，要转变教育观念、改革传统的实验教学方法。传统的实验教学把实验课仅作为验证理论的课程，所有的实验都是按教材预习，对照教材做实验，依据教材写实验报告。在整个的实验过程中，学生完全处于一种被动的学习状态。《标准》明确指出：注重科学探究，提倡学习方式多样化。物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将信息技术渗透于物理教学之中。面对新世纪的人才需求，传统教学模式显得陈旧和狭窄。科学探究需要事实和证据。一般情况下，问题经常是在现象的观察中被引出的，学生可以对问题可能的答案作出猜测和假设。然而要证实猜想，学生就需要用事实和证据来证实或证伪，同样，对科学性问题的解释进行评价也需要收集可靠的事实和证据。因此，“分析信息，处理事实证据”贯穿于探究的始终[4]。因此，在物理实验教学中，应改变传统实验教学那种对基础知识的传承和基本技能训练的过分强调，在教学中要有意识地对学生进行科学素质的训练和培养。改革以书本为主、实验为辅的教学模式，开设设计性、综合性的实验题目，把培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识置于实验教学活动中。   

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其次，教学设计必须摒弃以教师经验为基础，要建立以先进科学理论为指导的规范教学模式。把科学探究真正应用在教学设计中，特别是在物理实验教学中。利用信息技术所具有的对图、文、声、像等多媒体信息的综合处理能力，通过将多种媒体信息有机地融为一体，实现有声、可视、形象生动的表达效果，进而为物理探究教学创设有助于学生发现问题的良好学习情境，激发学生的探究欲望。例如，在研究“参照物”时，可以分析“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”对于有些实验难度比较大，现有实验水平很难达到，可以借助网络、电视等各种媒体来展示。让学生感受到科学道理，感受到科学的魅力。
另外，要以学生为中心，增加实验教学的探究性。探究是一种复杂的学习活动，它不仅要求学生掌握一系列的知识和技能，更重要的是要求学生积极参与能从中获得直接感受和丰富体验的认识活动。在中学物理实验中的现象和规律都是前人已经发现的，但对学生来说是未知的，我们要引导学生自己去认识和发展，在实验教学时采用分组探究的实践活动，让学生成为“发现”的主人，让他们充分体验到科学研究的艰辛以及科学发现的喜悦，从而激发强烈的探索欲望。比如，在学习熔化和凝固知识前可以让学生讨论“如何使烧杯中的一块冰较快的熔化”，学生能讨论出“把冰敲碎些”、“在火上烧”、“在太阳底下晒”等。
三、如何对应用科学探究方法进行评估
当前，初中物理实施新课程后，课程标准把物理实验提高到与科学内容同等重要的地位。显然，这给初中物理实验教学与学生实验能力评估都提出了更高要求，如何有效发挥评估指挥棒的作用？近年各地中考进行了大量研究与改革尝试，基本上改变了过去以考查学生实验基础知识为主，学生单靠背实验就能应付考试的局面，学生的实验能力──设计、操作、观察记录、数据处理、分析评价及解决实际问题等能力[5],特别是科学探究能力得到了全方位重视。
所以，构建出科学的评估体系，特别是科学的试卷和物理测试要求及方式，是将科学探究进行下去的唯一力量。《标准》指出：不宜评定“综合”的分数或等级，不以同一模式要求所有的学生。要对形成性评价和终结性评价予以同等重视。要对知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观进行全面评价。应该采用笔试、实验操作与学习档案等多种方式进行评价。应该鼓励学生按照自己的特长和爱好分别在实验、制作、理论学习、社会调查等某方面有突出的发展。不能削长补短，以同一个模式要求所有的学生。
因此，让学生自己在动手、动脑、动笔、动眼、交流、讨论过程中体验并构建物理知识和概念，探索物理规律的教学形式。而探究教学，也适用于物理教学的其他方面，而且正日益成为当今物理教学设计的主流形式。虽然这种学生自主性探究实验活动有时会在教学中引起难以预料的新情况、新问题，从而使正常的教学过程受阻。但由于这种形式的教学活动充分调动了学生的主动性、参与性，体现了学生学习的主体性，突出了科学探究的过程和方法，贯穿了发展能力、提高素质的培养目标。因此，在目前的教学中有必要认真地落实。