運(yùn)用創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn) 建構(gòu)物理校本課程

【摘 要】高中物理難學(xué)，學(xué)生因此學(xué)習(xí)興趣減退，加之教材對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要素交待得比較詳盡，這些都一定程度上妨礙了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新探究能力的培養(yǎng)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文結(jié)合學(xué)校物理校本課程的具體實(shí)踐，闡述了“創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)”課程的主要內(nèi)容和實(shí)施方法。

【關(guān)鍵詞】高中物理；校本課程；創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2015）06-0053-02

【作者簡(jiǎn)介】殷漢卿，江蘇省海州高級(jí)中學(xué)（江蘇連云港，222023）教師，江蘇省特級(jí)教師。

高中生普遍反映物理難學(xué)，因此學(xué)習(xí)興趣逐漸減退，加之教材對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從目的要求、原理、儀器，到實(shí)驗(yàn)步驟都描述得十分地詳盡，沒有多少觀察、分析和獨(dú)立思考的余地，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察、動(dòng)手、獨(dú)立探索能力以及遷移創(chuàng)新能力都形成了一定的障礙。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我校開展了以創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容的物理校本課程的研究，意在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)的理念，運(yùn)用創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)來加強(qiáng)理論思維的滲透和教學(xué)，有利于學(xué)生深刻理解物理知識(shí)，整體上把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練科學(xué)思維能力，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思想方法及科學(xué)探索創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容

從知識(shí)建構(gòu)的角度講，創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程就是要求學(xué)生能由外部刺激的被動(dòng)接受者和由知識(shí)的灌輸對(duì)象轉(zhuǎn)變成信息加工的主體和知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者。從能力建構(gòu)的角度講，人的能力表現(xiàn)在所從事的各種活動(dòng)中，并在活動(dòng)中得到發(fā)展，能力生成的過程蘊(yùn)含著知識(shí)的建構(gòu)。知識(shí)與技能是能力結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成要素，能力作為活動(dòng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)制是在獲得知識(shí)、心智技能與操作技能的基礎(chǔ)上，通過廣泛遷移和不斷概括化、系統(tǒng)化而實(shí)現(xiàn)的。

創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程是從創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開發(fā)、選題到課程實(shí)施都給學(xué)生足夠的空間，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的過程。課程共有55個(gè)獨(dú)立創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)，分別為：力學(xué)30個(gè)，電學(xué)17個(gè)，光學(xué)8個(gè)。

二、創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.選題要具有障礙性與探究性。

進(jìn)行創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)選題設(shè)計(jì)時(shí)，提出適當(dāng)?shù)膯栴}至關(guān)重要。首先，問題呈現(xiàn)依托于情境，情境不僅包括學(xué)習(xí)所發(fā)生的具體物理空間，還包括學(xué)習(xí)過程本身一部分的外圍環(huán)境。創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，事實(shí)證明，實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備并不能構(gòu)成問題解決的所有情境，問題的解決過程中，學(xué)生需要獲得組內(nèi)組外成員、指導(dǎo)教師以及其他教師的幫助等等，這構(gòu)成了保證學(xué)習(xí)過程順利進(jìn)行的情境。其次，不能馬上知道對(duì)想做的事所采取的行動(dòng)，這便使得創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有了障礙性與探究性。

2.教學(xué)目標(biāo)要具有開放性與生成性。

普通高中新課程理念倡導(dǎo)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。運(yùn)用多元?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)來加強(qiáng)理論思維的滲透和教學(xué)，有利于學(xué)生深刻理解物理知識(shí)，整體上把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練科學(xué)思維能力，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思想方法及科學(xué)探索創(chuàng)新能力。創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)選題的障礙性和探究性以及實(shí)驗(yàn)方法的不確定性和非常規(guī)性，決定了教學(xué)目標(biāo)的不唯一性，而呈現(xiàn)出教學(xué)目標(biāo)的開放性和生成性。

所謂開放的教學(xué)目標(biāo)是指在教學(xué)實(shí)施的過程中可以改變學(xué)習(xí)目標(biāo)或生成出新的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.教學(xué)過程要具有主體性與創(chuàng)造性。

教學(xué)過程體現(xiàn)主體性是指整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)要力圖歸還學(xué)生課堂的自主權(quán)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中擁有足夠的思維和活動(dòng)的時(shí)間與空間。創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中體現(xiàn)創(chuàng)造性是指要強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程比學(xué)習(xí)的結(jié)果更重要的觀點(diǎn)，希望能看到一次又一次的深層次的思維碰撞。在實(shí)際的教學(xué)過程中，創(chuàng)造性的體現(xiàn)往往需要主體性的充分發(fā)揮作為前提，反之，主體性的充分發(fā)揮也往往需要?jiǎng)?chuàng)造性的助推，這兩者的有效發(fā)揮都依托于教學(xué)過程中新認(rèn)知的生成。新認(rèn)知的出現(xiàn)與完成是學(xué)習(xí)動(dòng)力的催化劑，具有明顯的激發(fā)潛能、激活高級(jí)思維的作用，最終使學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性得到更有效的發(fā)揮，同時(shí)也能使教學(xué)更具有廣度和深度。

三、創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)

創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)解決問題的過程。呈現(xiàn)的問題是否得到有效地解決，取決于學(xué)生多方面的學(xué)習(xí)能力，評(píng)價(jià)方式也就不能單純采用結(jié)果來評(píng)價(jià)，而應(yīng)采用多種評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，要體現(xiàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的多樣化。

評(píng)價(jià)采取過程性評(píng)價(jià)、結(jié)果評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、答辯評(píng)價(jià)等相結(jié)合的多元化方式。主要有：一、學(xué)習(xí)小組成員探究過程評(píng)價(jià)包括實(shí)驗(yàn)規(guī)范，學(xué)習(xí)課時(shí)數(shù)等（30%）。二、創(chuàng)新成果或新情境中拓展應(yīng)用（20%）。三、交流展示及答辯情況（20%）。四、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%）。60分以上合格，75分以上良好，90分以上優(yōu)秀。等級(jí)記入學(xué)生成長(zhǎng)記錄袋和學(xué)籍卡。也可采用學(xué)分制記錄學(xué)分。

四、創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)案例

【選題】“氣懸球?qū)嶒?yàn)”教學(xué)。

【創(chuàng)設(shè)情境】

一股氣流可以把一個(gè)塑料球頂起。用鼓風(fēng)機(jī)作為氣源來吹頂塑料球，鼓風(fēng)機(jī)接上電源，打開鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)，調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)束方向（斜向上）。用一個(gè)圓形塑料氣球，放在氣流的側(cè)下方，慢慢地靠近氣流，當(dāng)感覺到有氣流從球的上部吹過時(shí)，把氣球吸上去松開手，氣球會(huì)懸浮在空中而掉不下來。

【提出問題】

（1）氣球?yàn)槭裁磿?huì)懸浮空中而掉不下來，是利用了什么原理？（2）生活實(shí)際中有哪些地方，有哪些東西利用了這個(gè)原理？（3）如果把氣流豎直向上吹，氣球懸浮得怎樣，如何分析受力情況？

【理論探究】

教師指導(dǎo)學(xué)生初步研究自然的方法，運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)來解決實(shí)驗(yàn)中的初步問題，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)上獲得成功，使學(xué)生對(duì)這種興趣更加加強(qiáng)和深化，形成不斷的探究欲望，并適當(dāng)?shù)亟榻B一些資料，以便于更深層次的探究。教師指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)流體力學(xué)的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系內(nèi)容，結(jié)合牛頓動(dòng)力學(xué)知識(shí)解決問題。

【學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

在教師進(jìn)一步指導(dǎo)下，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究流速與壓強(qiáng)關(guān)系，這時(shí)，學(xué)生的思維活躍，提出很多種實(shí)驗(yàn)的方案，其中有學(xué)生提出用自來水豎直向上沖擊乒乓球的替代方案。

【教師引導(dǎo)、學(xué)生探究】

（4）為什么水管要豎直？（5）為什么乒乓球會(huì)懸在空中且時(shí)下時(shí)上？（6）為什么乒乓球總是貼在水線上不愿離開？（7）為什么乒乓球還繞著某一固定方向的軸線在轉(zhuǎn)動(dòng)？

【解決問題】

主體的不成熟性決定了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中還離不開教師的引導(dǎo)和幫助。教師適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生分析流體力學(xué)中的流速與壓強(qiáng)關(guān)系，乒乓球的受力，結(jié)合牛頓動(dòng)力學(xué)知識(shí)就可以基本解決上述問題。

【拓展問題】

向?qū)W生提供類似的任務(wù)和情境，對(duì)知識(shí)和方法進(jìn)行一定的遷移訓(xùn)練，使學(xué)生將知識(shí)與方法恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到預(yù)期相同或相似的情境中，高級(jí)思維能力逐漸增強(qiáng)。

（8）乒乓球旋轉(zhuǎn)與人造衛(wèi)星在軌道上的公轉(zhuǎn)，同時(shí)還要繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這有何相似之處？（9）如何認(rèn)識(shí)高科技技術(shù)與基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系？

通過實(shí)驗(yàn)、思考，翻閱資料，有的學(xué)生還查閱大學(xué)物理及有關(guān)航天資料，學(xué)生的探索欲望得到了極大的激發(fā)，教師培養(yǎng)了學(xué)生的思維與方法，提高了學(xué)生科學(xué)研究的思維能力。

最后，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，交流展示、答辯各自的成果及評(píng)價(jià)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉炳升，陳杰.新課程理念下物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的問題（一）（二）（三）[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2006（1-3）.

[2]劉炳升.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)多元?jiǎng)?chuàng)新中的幾個(gè)關(guān)系問題[J].物理教學(xué)，2011（05）.

[3]殷漢卿.運(yùn)用科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新能力[J].中學(xué)物理，2008（09）.

注：本文系江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度立項(xiàng)課題“以多元?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)為主體的高中物理校本課程的構(gòu)建與實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：D/2013/02/800）階段性成果。