淺談高中物理課題研究改革及實(shí)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(xué)院物理與光電技術(shù)學(xué)院 陜西寶雞 721000）

隨著新課程改革的大力推進(jìn)，“核心素養(yǎng)”一詞成為教育的熱點(diǎn)話題，核心素養(yǎng)的是指：學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過程中逐步形成起來的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展與社會(huì)發(fā)展的人格品質(zhì)與關(guān)鍵能力。而物理學(xué)科的核心素養(yǎng)即指，在核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上加入物理學(xué)科的元素，學(xué)生通過物理知識的學(xué)習(xí)所形成的適合終身發(fā)展的品質(zhì)與能力，被歸納為四個(gè)方面：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。那么，如何在高中物理課堂貫徹實(shí)施核心素養(yǎng)，便成了當(dāng)代高中物理教師新的關(guān)注點(diǎn)，本文主要對高中物理課題研究的改革進(jìn)行了分析以及對改革后的課題研究應(yīng)如何實(shí)施進(jìn)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(shí)施者，同時(shí)也是課程開發(fā)的研究者，課題研究的設(shè)置就是為了培養(yǎng)學(xué)生的培養(yǎng)科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力，科研和創(chuàng)造不應(yīng)只是高等教育的代名詞，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維需從小培養(yǎng)才有利于深入和內(nèi)化成自身的素養(yǎng)，高中物理教師應(yīng)積極跟隨教育改革的步伐，提高對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)意識，并提升相應(yīng)的培養(yǎng)能力，為新時(shí)代培養(yǎng)全面發(fā)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(nèi)容、習(xí)題、插圖等方面進(jìn)行了調(diào)整，新教材在排版方面增加了每節(jié)正文右側(cè)的空白欄及旁批內(nèi)容，空白欄為學(xué)生作隨堂筆記提供了便利。新教材的知識內(nèi)容整體并未發(fā)生變化，但每本書及部分章節(jié)內(nèi)容安排都進(jìn)行調(diào)整，從目錄到章小節(jié)內(nèi)容都有調(diào)整的部分。在習(xí)題方面，新教材在每章末增加了A組和B組復(fù)習(xí)題與提高題，這種改版在一定程度上解決了舊教材習(xí)題數(shù)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(shí)際拍攝的圖片，突出了物理生活化和時(shí)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(nèi)容，而是提供了一個(gè)“研究樣例”和一個(gè)“參考選題”，分別是“球形物體空氣阻力大小與速率關(guān)系的研究”和“橡皮筋彈力與伸長量關(guān)系的研究”；2004版必修2課題研究中研究的主題是“潮汐現(xiàn)象”“潮汐發(fā)電”，2019版必修2課題研究提供的樣例和選題分別是“關(guān)于甩手動(dòng)作的物理原理研究”和“ 擲標(biāo)槍動(dòng)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(guī)劃、課題的實(shí)施三個(gè)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理和結(jié)論四個(gè)部分，并且給出了具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析，“參考選題”與研究樣例會(huì)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(xué)生的類比遷移能力，因此并沒有給出具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析。

二、課題研究改革分析

課題研究的變化同時(shí)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(huì)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(huì)及自然的事物，對于不懂的問題要問個(gè)究竟、探個(gè)明白。而新版教材更加強(qiáng)調(diào)科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，研究的內(nèi)容不受教科書的限制，學(xué)生根據(jù)自己對周圍的事物觀察和質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)并提出自己值得研究的問題，把更多的主動(dòng)權(quán)給了學(xué)生，讓學(xué)生自己放手去做。不僅如此，新版教材充分考慮到中學(xué)生的知識儲(chǔ)備和動(dòng)手能力，所研究的課題需要以教材中學(xué)習(xí)過的知識為基礎(chǔ)，是已掌握知識的實(shí)踐延伸，在一定成熟的知識體系的幫助下，讓中學(xué)生的研究變得不再“可望而不可即”。

綜觀兩版教材，不難發(fā)現(xiàn)課題研究的研究內(nèi)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(xì)化，舊版教材重在讓學(xué)生思考已經(jīng)給定的問題，自己觀察并解決，而關(guān)于問題如何解決并沒有具體的陳述和指導(dǎo)。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(shí)施辦法，還給出了具體的數(shù)據(jù)及完整的結(jié)論分析，如此一來，有了樣例，學(xué)生便明白了探究性學(xué)習(xí)的一般程序，便可以仿照給定的程序，自行完成參考選題，或?qū)W生也可以自行發(fā)現(xiàn)并選擇同類型的現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。這樣不僅可以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力的目的，也傳授給了學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施程序，讓學(xué)生掌握搜集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的能力。

（二）從育人理念分析

中學(xué)生的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式使得他們并不具備完全的探究性學(xué)習(xí)的能力，再加上繁重的課業(yè)及考試壓力，導(dǎo)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(xué)生已掌握的知識充分結(jié)合，內(nèi)容上也更加貼近學(xué)生的生活，操作過程更加容易實(shí)現(xiàn)，并且教材中給出了具體的操作方法，學(xué)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(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。

被安排具體的學(xué)習(xí)任務(wù)是高中生長期的學(xué)習(xí)習(xí)慣和模式，這樣的學(xué)習(xí)模式有利于教學(xué)任務(wù)的開展和管理，卻也養(yǎng)成了中學(xué)生的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，被動(dòng)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(zhì)。新版教材的課題研究便充分彌補(bǔ)了這些不足，極大地鍛煉了學(xué)生自我探究的意識，和運(yùn)用已學(xué)知識去解決問題能力。

三、研究課題的實(shí)施策略

改革后的課題研究具體應(yīng)怎樣實(shí)施成了高中物理教師思考的關(guān)鍵問題，首先要明白課題研究改革后想要達(dá)到怎樣的目標(biāo)，從目標(biāo)意義入手，談?wù)n題研究的具體實(shí)施。

（一）課題研究的目標(biāo)

（1）獲得參與研究的體驗(yàn)

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！北妊芯砍鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果更重要的是研究的過程和體驗(yàn)，研究結(jié)果帶來的成就感會(huì)隨著時(shí)間流逝而消逝， 但是在實(shí)驗(yàn)過程中獲得的科學(xué)探究素養(yǎng)，卻會(huì)貫穿物理學(xué)習(xí)始終。與此同時(shí)，探索的積極體驗(yàn)也會(huì)給學(xué)生物理方面的學(xué)習(xí)帶來積極的影響。

（2）培養(yǎng)解決問題的意識能力

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

（3）培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維

科學(xué)的態(tài)度和思維是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)，具備了科學(xué)的態(tài)度和思維才能更好地為科學(xué)研究服務(wù)，教育改革也在向著培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方向不斷推進(jìn)。課題研究的過程便可以充分培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維等方面,培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng),達(dá)到促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目標(biāo)。

（4）培養(yǎng)科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力

“冰凍三尺非一日之寒”，科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)也絕非一日之功，這些都需要點(diǎn)滴的滲透，需要學(xué)生從實(shí)際的情境中感悟、體會(huì)，并提煉成自身具備的品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力是設(shè)置課題研究環(huán)節(jié)最主要目的，當(dāng)代中學(xué)生缺乏培養(yǎng)科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力的大環(huán)境，基礎(chǔ)教育對培養(yǎng)學(xué)生這方面素質(zhì)的重視度不夠，課題研究的改革正是邁出了改進(jìn)這樣現(xiàn)狀的一步，將教育改革不僅僅停留于書面口頭，而是落實(shí)于實(shí)際，真正為培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力做出實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)。

（5）激活各科學(xué)習(xí)中的知識儲(chǔ)存

書本上的知識都來自長久以來人們對生活現(xiàn)象的研究、總結(jié)，學(xué)生直接從書本上獲得知識，由于缺乏了提出疑問、研究、總結(jié)的過程，知識就不能“活”在生活中，不僅僅是物理，各科學(xué)習(xí)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(xué)生激活各科學(xué)習(xí)中的知識儲(chǔ)存，提高知識的相關(guān)性，使學(xué)生研究并嘗試相關(guān)知識的綜合運(yùn)用。

（二）課題研究的實(shí)施策略

（1）教師指導(dǎo)研究的主題

教師帶領(lǐng)學(xué)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(chǔ)知識做回顧梳理，申述注意事項(xiàng)，接下來引導(dǎo)學(xué)生說出研究過程中可能會(huì)用到的科學(xué)方法，并對這些研究方法作以詳細(xì)的指導(dǎo)，讓學(xué)生有足夠的知識、技術(shù)儲(chǔ)備，使得他們具備獨(dú)立解決研究主題的基本能力。

（2）制訂研究計(jì)劃

有了基礎(chǔ)知識的支撐和對研究方法的了解掌握，此時(shí)就需要學(xué)生運(yùn)用自己的邏輯思維和動(dòng)手能力，根據(jù)研究樣例的實(shí)驗(yàn)研究過程，自行制訂研究計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)具體實(shí)驗(yàn)步驟。在此階段，教師將不再對學(xué)生設(shè)計(jì)的具體步驟進(jìn)行干預(yù)，充分給予學(xué)生主動(dòng)權(quán)，讓學(xué)生自己積極探索、積極體驗(yàn)。

（3）研究實(shí)施

學(xué)生將自己制訂的研究計(jì)劃和設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟付諸實(shí)踐，如無法得出結(jié)論，則需根據(jù)實(shí)際情況檢查并修訂第二步中制訂的研究計(jì)劃，然后實(shí)施修改后的方案計(jì)劃，再次研究實(shí)施，直到得出數(shù)據(jù)。（如流程圖所示）

（4）處理數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論

學(xué)生進(jìn)行多次試驗(yàn)，并根據(jù)自己測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行詳細(xì)的分類、統(tǒng)計(jì)，并且分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，排除誤差數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)一定的規(guī)律，經(jīng)總結(jié)得出結(jié)論。將實(shí)驗(yàn)過程及得出的結(jié)論進(jìn)行整理、撰寫為紙質(zhì)版報(bào)告。

（5）組織研究成果的交流研討

教師組織學(xué)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(xué)生研究過程進(jìn)行評價(jià)，并對其中的錯(cuò)誤進(jìn)行指正，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)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(huán)節(jié)，教師可以引入多元化的學(xué)生評價(jià)方式來評估，按照一定的比例來綜合，評定學(xué)生課題研究部分的成果，并對本次活動(dòng)的總體效果進(jìn)行總結(jié)，歸納大多數(shù)學(xué)生在研究中遇到并難以解決的問題，在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中對此類問題的解決辦法加以滲透，以此提高學(xué)生的綜合能力。

四、課題研究改革對現(xiàn)代教育的啟示

課堂上的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)方式的一種，但研究性學(xué)習(xí)的研究過程，將來在實(shí)際工作中所遇到的各種問題，多數(shù)會(huì)以這種研究的方式來解決。學(xué)校里教育，不應(yīng)該以應(yīng)對考試為最高目標(biāo)，應(yīng)是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，不僅要有過硬的文化知識功底，也要具備創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)，學(xué)習(xí)到的知識或許不為今后職業(yè)生涯所用，但鉆研探究的意識，卻是學(xué)生終身受益的良好精神品質(zhì)。

現(xiàn)代教育也應(yīng)積極向改革方向靠攏，對學(xué)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(xué)生的未來，培養(yǎng)更多能夠獨(dú)立解決困難的人，和具備科研精神、科研素養(yǎng)的人。學(xué)習(xí)的知識也不應(yīng)該僅僅只為考試服務(wù)，教師應(yīng)時(shí)刻立足于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，隨著改革的思路轉(zhuǎn)變育人理念，讓學(xué)生能夠通過物理知識的學(xué)習(xí)，形成適合終身發(fā)展的能力與品質(zhì)。學(xué)生的未來關(guān)乎國家今后的發(fā)展，國家的發(fā)展需要科研技術(shù)的支持，科研人才的培養(yǎng)需靠高等教育的栽培，但科研精神和科研素養(yǎng)要從小培養(yǎng)意識，這就要依賴于基礎(chǔ)教育，只有從小培養(yǎng)研究問題的意識，才能更好地具備科研精神和素養(yǎng)，為以后成為科研人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語

高中物理課題研究的變化主要體現(xiàn)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(xì)化研究過程，以學(xué)生為主體，給學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán)和發(fā)展空間，充分體現(xiàn)著新課改的育人理念，注重學(xué)生科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力培養(yǎng)，致力于學(xué)生的全面發(fā)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(gè)縮影，高中物理教師應(yīng)緊跟教育改革的步伐，緊抓核心素養(yǎng)，適當(dāng)調(diào)整自己的教學(xué)策略，重視對學(xué)生科研素養(yǎng)和創(chuàng)造能力培養(yǎng)，培養(yǎng)全面發(fā)展的人。