自主·合作·探究——新課標物理實驗教學改革的主題

摘 要： 新課標理念指導下的物理學習是教師在物理課堂中以探究實驗為載體，引導學生重演物理知識的發生過程。然而農村學校實驗室資源較為匱乏，無法滿足新課標“面向全體學生的發展、提高全體學生的科學素質”的要求。如何在校本實情前提下，在新課程標準指導下，采用自主合作探究學習方式，引導學生創新設計實驗方案，指導選擇個性化的實驗器材，合理開發實驗室資源，是當前初中物理實驗改革的主題。

關鍵詞： 自主 合作 探究 新課標 物理 實驗教學

一、 新課標物理實驗教學改革的背景

物理新課程改革的根本目標是培養全體學生的科學素養，注重科學探究，提倡學習方式多樣化，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，相對農村學校而言，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，但自實施新課標以來，我們感覺實驗室器材已遠遠不能滿足課堂需求。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；學生探究實驗11項；想想做做，想想練練15項；動手動腦學物理中的小實驗共24項。因經費等實際情況制約，絕大多數學校的實驗器材離標準要求都相差較遠，如我校24項實驗器材中就缺少19項，可做率僅為20.8%。

新課標實驗器材的短缺給我們的日常教學帶來了很大的困難，如果不切實解決實驗器材的短缺問題，課堂中就經常會出現黑板上做實驗的現象。如何培養學生創新技能，自主設計實驗方案；如何多途徑選擇器材，開發實驗室資源；如何有效組織學生進行科學實驗探究，真正解決實驗器材短缺與新課標實驗的要求的現實矛盾，這一切讓我們認識到進行新課程物理教學實驗改革勢在必行。

二、 新課標物理實驗教學改革策略

我們在課堂內注重圍繞創新實驗方案設計和實驗器材選擇、實驗組織方式三大問題，充分調動學生的創新能力，培養學生的創新技法，具體做法如下：

1. 引導學生創新設計實驗方案，指導選擇個性化的實驗器材。

設計個性化的探究方案有利于培養學生創造性學習習慣，有利于學生創新思維或技法的形成。我們主要從以下幾方面進行：（1）創設探究情境，要求學生自主從課外通過公共信息資源收集資料，自主設計探究方案；（2）上交方案，各組自主討論方案的可行性；（3）自主調整探究方案，根據方案多途徑選擇實驗器材；（4）教師對學生的器材提出指導意見，學生進一步自主調整，此過程可多次重復，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。

例如在執教八年級教材《聲音的特性》一課中，在探究音調與頻率的關系時，教材是通過比較鋼尺振動快慢和發聲音調來進行探究，我校學生在課堂探究中展現出許多創造的火花。其中黎浩宇小組最初設計制作一個音調可變化的哨子來探究音調與空氣振動的關系，我指出此過程中無法觀察到空氣的振頻，該小組成員進一步設計，找到一圓形口哨，創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，然后再次創造，將一根細絲綢粘在吸管上，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。這時我建議學生在顯示振動的材料上再想想。學生集思廣益，多次自主探究創新，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，大大開發了實驗室資源，將實驗室由校內延伸到校外，從生活中去尋找實驗器材。

2. 開發實驗室資源，轉換實驗思維方式，多角度選擇實驗器材，自主完成科學探究實驗活動。

實驗室向生活延伸，能讓學生更容易理解物理是生活中的科學，為課堂物理教學帶來了便利。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，實驗現象明顯，操作安全；在探究浮力產生原因，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，將演示實驗改為學生分組實驗，提高實驗效果。

在探究實驗過程中，實現實驗思維方式轉換，能導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律中，我們習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習方式，搭建“小組學習”平臺，培養學生實驗探究能力。

新課程標準培養目標定位于“提高全體學生的科學素養”，重視每一位學生終身學習的愿望、科學探究的能力、創新意識及科學精神的培養。我校在實施新課標的過程中，注重轉變學生學習方式，培養學生綜合運用自主學習、小組合作學習、探究學習三種學習方式進行科學實驗探究。

（1）運用自主學習進行科學實驗探究。自主學習是在教學過程中注重培養學生能自主確立實驗目標，并能自主根據學習目標確立實驗實施計劃；能自主調控探究實驗過程；針對探究實驗過程中出現的有關成員合作、實驗計劃、實驗器材、實驗設施等問題能積極應對并合理解決；能自主評價實驗結果；針對實驗數據能自主進行分析論證，分析誤差產生原因，得出實驗結論。

（2）運用小組合作學習平臺進行科學實驗探究。我市初中班額普遍較大（60人左右），要做到面向每一個學生，在課堂教學中必然要搭建“小組合作”二級學習平臺。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、自主式等形式學習小組，在各學習小組中要實現實驗角色定位（設計員、操作員、記錄員、報告員、觀察員、考察員），每位成員可在小組內擔任1—2個角色，在不同實驗中要進行實驗角色輪換。在小組合作學習過程中要注意體現以下幾個特點：①每個學生要能獨立完成實驗任務，并能在小組內發表個人見解。②小組成員之間能進行信息交流，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，共同提高。

（3）運用探究性學習進行科學實驗探究。探究性學習鼓勵學生在科學實驗過程中主動發現問題、分析問題、解決問題，并在教師的適度指點下，讓學生體驗知識的發生和發展過程，感受到原創性知識。

三、物理新課程操作實驗改革的成效

1. 學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實踐，科研成效只能用教學實踐來證明。我校課改實驗班比常規教學班有明顯優勢，課改實驗班教學平均分、及格率、優秀率在同類班級內一直名列前茅；2005—2007年度全國初中物理應用知識競賽中，我校有32名學生獲得國家、省一等獎；全市中考統考中，我校物理實驗操作考試平均分位居全市前列。學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. 教師自身專業的發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問題的同時，也促進教師自身專業的發展和理論水平的提高。教師正逐步由經驗型教師向科研型教師轉換，教師專業水平也得到發展。

3. 實驗資源的開發，給物理教學帶來了便利。

在課改過程中，創造性運用教學策略來開發實驗資源，將實驗室由校內延伸到校外，引導學生轉換思維方式，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，學生的創造性也得到了充分發揮。該教學實驗策略的應用，解決了新課標下的實驗要求與實際教學中實驗器材的短缺之間的矛盾，在教學實踐中有普遍的推廣意義。

參考文獻：

［1］物理課程標準.北京師范大學出版社，2001．7.

［2］宋樂勛.說課與新課改.陜西人民教育出版社.