自主·合作·探究——新課標(biāo)物理實驗教學(xué)改革的主題

摘 要： 新課標(biāo)理念指導(dǎo)下的物理學(xué)習(xí)是教師在物理課堂中以探究實驗為載體，引導(dǎo)學(xué)生重演物理知識的發(fā)生過程。然而農(nóng)村學(xué)校實驗室資源較為匱乏，無法滿足新課標(biāo)“面向全體學(xué)生的發(fā)展、提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)”的要求。如何在校本實情前提下，在新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，采用自主合作探究學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計實驗方案，指導(dǎo)選擇個性化的實驗器材，合理開發(fā)實驗室資源，是當(dāng)前初中物理實驗改革的主題。

關(guān)鍵詞： 自主 合作 探究 新課標(biāo) 物理 實驗教學(xué)

一、 新課標(biāo)物理實驗教學(xué)改革的背景

物理新課程改革的根本目標(biāo)是培養(yǎng)全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化，從生活走向物理，從物理走向社會。我校屬于地級市直屬中學(xué)，相對農(nóng)村學(xué)校而言，實驗室器材較為齊備，基本能滿足以前大綱要求下的物理實驗需求，但自實施新課標(biāo)以來，我們感覺實驗室器材已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足課堂需求。以人教版八年級上冊物理課本為例，課堂實驗包括演示實驗17項；學(xué)生探究實驗11項；想想做做，想想練練15項；動手動腦學(xué)物理中的小實驗共24項。因經(jīng)費(fèi)等實際情況制約，絕大多數(shù)學(xué)校的實驗器材離標(biāo)準(zhǔn)要求都相差較遠(yuǎn)，如我校24項實驗器材中就缺少19項，可做率僅為20.8%。

新課標(biāo)實驗器材的短缺給我們的日常教學(xué)帶來了很大的困難，如果不切實解決實驗器材的短缺問題，課堂中就經(jīng)常會出現(xiàn)黑板上做實驗的現(xiàn)象。如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新技能，自主設(shè)計實驗方案；如何多途徑選擇器材，開發(fā)實驗室資源；如何有效組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗探究，真正解決實驗器材短缺與新課標(biāo)實驗的要求的現(xiàn)實矛盾，這一切讓我們認(rèn)識到進(jìn)行新課程物理教學(xué)實驗改革勢在必行。

二、 新課標(biāo)物理實驗教學(xué)改革策略

我們在課堂內(nèi)注重圍繞創(chuàng)新實驗方案設(shè)計和實驗器材選擇、實驗組織方式三大問題，充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技法，具體做法如下：

1. 引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計實驗方案，指導(dǎo)選擇個性化的實驗器材。

設(shè)計個性化的探究方案有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)習(xí)慣，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維或技法的形成。我們主要從以下幾方面進(jìn)行：（1）創(chuàng)設(shè)探究情境，要求學(xué)生自主從課外通過公共信息資源收集資料，自主設(shè)計探究方案；（2）上交方案，各組自主討論方案的可行性；（3）自主調(diào)整探究方案，根據(jù)方案多途徑選擇實驗器材；（4）教師對學(xué)生的器材提出指導(dǎo)意見，學(xué)生進(jìn)一步自主調(diào)整，此過程可多次重復(fù)，直到滿意為止；（5）課堂自主行動，實際操作，展示方案效果；（6）交流與評價。

例如在執(zhí)教八年級教材《聲音的特性》一課中，在探究音調(diào)與頻率的關(guān)系時，教材是通過比較鋼尺振動快慢和發(fā)聲音調(diào)來進(jìn)行探究，我校學(xué)生在課堂探究中展現(xiàn)出許多創(chuàng)造的火花。其中黎浩宇小組最初設(shè)計制作一個音調(diào)可變化的哨子來探究音調(diào)與空氣振動的關(guān)系，我指出此過程中無法觀察到空氣的振頻，該小組成員進(jìn)一步設(shè)計，找到一圓形口哨，創(chuàng)造性地將兩截大口徑吸管套在口哨上，便于改變空氣柱的長度，然后再次創(chuàng)造，將一根細(xì)絲綢粘在吸管上，想通過絲綢的飄動來觀察空氣的振動。然而在吹響口哨時，絲綢振動不明顯。這時我建議學(xué)生在顯示振動的材料上再想想。學(xué)生集思廣益，多次自主探究創(chuàng)新，最終選用尼龍絲來顯示空氣的振動頻率，在實際操作中效果非常明顯。實驗器材在選材渠道上也豐富多彩，大大開發(fā)了實驗室資源，將實驗室由校內(nèi)延伸到校外，從生活中去尋找實驗器材。

2. 開發(fā)實驗室資源，轉(zhuǎn)換實驗思維方式，多角度選擇實驗器材，自主完成科學(xué)探究實驗活動。

實驗室向生活延伸，能讓學(xué)生更容易理解物理是生活中的科學(xué)，為課堂物理教學(xué)帶來了便利。如在探究大氣壓的存在時，我們用空礦泉水瓶來代替鐵桶，材料簡便，實驗現(xiàn)象明顯，操作安全；在探究浮力產(chǎn)生原因，利用礦泉水瓶和乒乓球制作演示器；在自制溫度計的演示實驗中，教材上是采用廣口瓶和玻璃管制做，我們改用口服液小瓶和吸管制作溫度計模型，將演示實驗改為學(xué)生分組實驗，提高實驗效果。

在探究實驗過程中，實現(xiàn)實驗思維方式轉(zhuǎn)換，能導(dǎo)致實驗器材的多樣化，取得意想不到的效果。如在探究鏡面反射和漫反射規(guī)律中，我們習(xí)慣于將平行光線射向不同的反射面，通過觀察反射光線尋找規(guī)律。其實我們還可以將大頭針垂直插在光滑和有折痕的硬紙板上，通過比較法線在鏡面和粗糙面上的分布規(guī)律來探究兩種反射的不同，第一種方案實驗器材為平行光源、鏡面、漫反射面；第二種方案實驗器材為大頭針、光滑紙面、粗糙紙面。

3. 采用自主合作探究學(xué)習(xí)方式，搭建“小組學(xué)習(xí)”平臺，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力。

新課程標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)目標(biāo)定位于“提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”，重視每一位學(xué)生終身學(xué)習(xí)的愿望、科學(xué)探究的能力、創(chuàng)新意識及科學(xué)精神的培養(yǎng)。我校在實施新課標(biāo)的過程中，注重轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用自主學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)三種學(xué)習(xí)方式進(jìn)行科學(xué)實驗探究。

（1）運(yùn)用自主學(xué)習(xí)進(jìn)行科學(xué)實驗探究。自主學(xué)習(xí)是在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生能自主確立實驗?zāi)繕?biāo)，并能自主根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)確立實驗實施計劃；能自主調(diào)控探究實驗過程；針對探究實驗過程中出現(xiàn)的有關(guān)成員合作、實驗計劃、實驗器材、實驗設(shè)施等問題能積極應(yīng)對并合理解決；能自主評價實驗結(jié)果；針對實驗數(shù)據(jù)能自主進(jìn)行分析論證，分析誤差產(chǎn)生原因，得出實驗結(jié)論。

（2）運(yùn)用小組合作學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行科學(xué)實驗探究。我市初中班額普遍較大（60人左右），要做到面向每一個學(xué)生，在課堂教學(xué)中必然要搭建“小組合作”二級學(xué)習(xí)平臺。在探究過程中，教師可通過探究主題不同建立指令式、問題式、自主式等形式學(xué)習(xí)小組，在各學(xué)習(xí)小組中要實現(xiàn)實驗角色定位（設(shè)計員、操作員、記錄員、報告員、觀察員、考察員），每位成員可在小組內(nèi)擔(dān)任1—2個角色，在不同實驗中要進(jìn)行實驗角色輪換。在小組合作學(xué)習(xí)過程中要注意體現(xiàn)以下幾個特點(diǎn)：①每個學(xué)生要能獨(dú)立完成實驗任務(wù)，并能在小組內(nèi)發(fā)表個人見解。②小組成員之間能進(jìn)行信息交流，在交流討論中提升實驗主題。③小組成員之間要有實驗信息反饋，每位成員在各自實驗角色實施過程中遇到的問題和收獲要及時反饋總結(jié)，共同提高。

（3）運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)進(jìn)行科學(xué)實驗探究。探究性學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生在科學(xué)實驗過程中主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并在教師的適度指點(diǎn)下，讓學(xué)生體驗知識的發(fā)生和發(fā)展過程，感受到原創(chuàng)性知識。

三、物理新課程操作實驗改革的成效

1. 學(xué)生在實驗改革中不斷成長。

對于一線教師而言，教改科研不能脫離教學(xué)實踐，科研成效只能用教學(xué)實踐來證明。我校課改實驗班比常規(guī)教學(xué)班有明顯優(yōu)勢，課改實驗班教學(xué)平均分、及格率、優(yōu)秀率在同類班級內(nèi)一直名列前茅；2005—2007年度全國初中物理應(yīng)用知識競賽中，我校有32名學(xué)生獲得國家、省一等獎；全市中考統(tǒng)考中，我校物理實驗操作考試平均分位居全市前列。學(xué)生在自主探究實驗過程中逐步掌握了自主探究的方法，懂得了合作，在實驗改革中不斷成長。

2. 教師自身專業(yè)的發(fā)展和理論水平的提高。

新課程改革讓教師在研究最貼近自己的教學(xué)問題的同時，也促進(jìn)教師自身專業(yè)的發(fā)展和理論水平的提高。教師正逐步由經(jīng)驗型教師向科研型教師轉(zhuǎn)換，教師專業(yè)水平也得到發(fā)展。

3. 實驗資源的開發(fā)，給物理教學(xué)帶來了便利。

在課改過程中，創(chuàng)造性運(yùn)用教學(xué)策略來開發(fā)實驗資源，將實驗室由校內(nèi)延伸到校外，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換思維方式，多角度選擇，自主從生活中尋找各種不同的實驗器材，大大提高了實驗探究的可行性，學(xué)生的創(chuàng)造性也得到了充分發(fā)揮。該教學(xué)實驗策略的應(yīng)用，解決了新課標(biāo)下的實驗要求與實際教學(xué)中實驗器材的短缺之間的矛盾，在教學(xué)實踐中有普遍的推廣意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］物理課程標(biāo)準(zhǔn).北京師范大學(xué)出版社，2001．7.

［2］宋樂勛.說課與新課改.陜西人民教育出版社.