“科學探究”是落實“三維目標”的主要途徑

[摘要]新的課程標準要求在課堂教學中要落實“三維目標”。那么在高中物理課堂教學中要很好地落實“三維目標”，最好的途徑就是在高中物理課堂教學中實施“科學探究”的教學方法。實踐證明，只有通過“科學探究”的課堂教學，才能實現全面提高學生素質的目的，從而實現新課程的目標。

[關鍵詞]科學探究 落實 三維目標 主要途徑

隨著高中物理新課程標準的頒布和實施，高中物理課程新的一輪改革又開始了。新的課程標準要求在課堂教學中要落實“三維目標”，即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。從國內外物理教育改革的發展趨勢和研究成果來看，在高中物理課堂教學中要很好地落實“三維目標”，最好的途徑就是在高中物理課堂教學中實施“科學探究”的教學方法。因為“科學探究”體現了物理學的本質特征，是物理教學的重要組成部分；通過“科學探究”能使學生真正掌握物理知識和技能，提高學生各方面能力，達到全面提高學生素質的目的。

一、三維目標的內涵和意義

新課程標準所規定的“知識與技能、過程與方法以及情感態度與價值觀”三個維度的課程目標是針對現代教育理念所提出的教學根本目標——促進學生的全面發展的具體化。由于課堂教學是實施課程目標的重要途徑，因此，我們在課堂教學中要本著為學生的終身發展奠定基礎這樣高度的責任感，從三個維度的角度來全面構思教學內容和教學設計、精心安排教學活動。通過過程與方法，體現情感態度與價值觀，從而達到牢固掌握基礎知識和基本技能的目的。

三個維度的課程目標不是互相孤立的，而是有機統一的，在課堂教學中不能把它們割裂開來分別操作。這是因為就課堂教學而言，三個維度的課程目標既涵蓋了當今素質教育的核心部分和重點內容，又針對當前中學物理教學中存在的現實問題和薄弱環節，體現了物理教學的完整性；就學生的發展而言，健全人格的培育是促進學生健康成長必要條件，健全的人格是一個整體，如果課堂教學只偏重培養人格中與認知有關的部分而忽視其它部分的培養，就可能會導致學生完整人格的解體和內心世界和諧的破壞，其結果必然嚴重影響學生的終身發展。所以，教師在課堂教學中必須把三維目標的各項要求融為一體，使學生在掌握物理知識與技能的同時，親身經歷與體驗學習和探究的過程，潛移默化地受到科學方法以及情感態度與價值觀的滋養和熏陶。

二、科學探究的內涵和意義

科學探究是科學家運用科學的方法通過探索去發現人們尚未認識的科學事物及其規律的過程。高中物理課堂教學中的科學探究是要通過高中物理教材中發現問題的過程分析，指導學生主動思考，發現與物理學有關的問題，并學習從物理學角度較明確地表述這些問題，進而設計方案研究這些問題。通過自己的探索，變未知為已知。培養學生實事求是的科學態度和勇于創新的探索精神。從物理學的發展歷程來看，伽利略開創了實驗探究的先河，他在研究力和運動關系時，通過理想斜面實驗進行的實驗探究和科學推理堪稱科學探究的典范。牛頓在第谷、開普勒等前人的基礎上，經過對天體運動的長期思考和理論探究，最終發現了萬有引力定律，將地面上物體的運動規律與天體的運動規律統一起來，這一偉大的發現是科學探究里程中的一座不朽的豐碑。電磁感應現象及其規律的發現，是法拉第歷經十幾年的大量實驗探究的結果，是19世紀最偉大的科學發現，也是整個科學史上最偉大的發現之一。因此，科學探究是物理學的基本思想和基本研究方法。同時，科學探究也是高中物理教學的基本思想和基本方法。一是科學探究體現著現代科學觀。二是在科學探究中最重要的是科學的思維方式。當代科學教育理論認為，科學探究沒有固定的模式，但有一些可辨別的要素，比如提出問題、進行猜想和假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗、收集數據、提出理論或建立模型、進行評估與交流等，這些都是科學思維方式的體現。這些要素正是高中物理新的課程標準中提出的對學生理解科學探究和發展科學探究能力的要求。三是操作技能。任何實驗探究過程都需要某些思維和操作技能，如控制變量、使用儀器、進行數據記錄與處理等。這三點，除了第三點要求學生必須動手實驗之外，其他兩個方面都可用多種方式滲透在物理課堂教學的過程之中。在高中物理新課程教學內容的安排上就有許多科學探究的知識，有的是實驗探究，例如人教版第二章第1節“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”、第三章第4節的“實驗”欄目“探究求合力的方法”、第五章第6節“探究功與物體速度變化的關系”、第六章第3節“探究平拋物體運動的規律”等就是通過實驗探究得出結論；有的是純理論探究，例如第五章第5節“探究彈性勢能的表達式”、第六章第6節“探究向心加速度大小的表達式”等。這些內容的安排都體現了高中物理教學的基本思想和基本研究方法——科學探究。由此可見，科學探究是高中物理教學的基本思想和基本方法。

總之，科學探究是高中物理教學的基本思想和基本方法，它能激發學生學習物理的內在動機。它是學生學習物理的一種學習方式，也是高中物理課程的學習目標和學習內容，將“科學探究”應用于物理課堂教學中是新課程標準的目標要求，是在高中物理課堂教學中落實“三維目標”的主要途徑。

三、“科學探究”與“三維目標”的關系

新課程改革所確定的三個課程目標之間是相互關聯、相互統一的。知識與能力是教學目標的核心，它通過過程與方法，情感、態度與價值觀目標的實現過程而最終實現；過程與方法是教學目標的組成部分和課堂教學的操作系統，它滲透在知識與能力目標的實現中而實現；情感、態度與價值觀是教學目標的組成部分和課堂教學的動力系統，它伴隨知識與能力、過程與方法目標的實現而實現。三維目標緊密聯系在一起，只能作為一個整體來達成，不能分割。“科學探究”與物理知識的形成是統一的過程；“科學探究”不僅能使學生掌握知識、形成技能，還能激發學生學習物理的內在動機，學生通過科學探究了解科學發展和知識形成的過程，從而激發學生學習物理的興趣，掌握學習物理的有效方法，提高學生學習物理的效率。全面提高全體學生的科學素養。真正實現新課程改革的目標和要求。因此“科學探究”是落實“三維目標”的主要途徑。

四、如何通過“科學探究”落實“三維目標”

綜上所述，在高中物理教學中要落實“三維目標”，必須通過“科學探究”這一途徑來實現。首先，對于教學內容的構思，要以課程標準中的相關條目為依據，以所用教材的相關內容為參照。在“知識與技能”維度，不僅要關注物理學的基礎知識和基本技能，還要關注物理學的歷史進程、取得的主要成就、未來的發展趨勢、與其他學科之間的關系以及對人類社會方方面面的影響。在“過程與方法”維度，要注意把物理規律的探究過程、物理探究的重要意義、物理科學研究的主要方法、物理學發現并提出問題的獨特角度和物理學思考并解決問題的典型思路等納入教學的內容。在“情感態度與價值觀”維度，要把揭示大自然的奇妙與和諧、展現探索自然規律的艱辛與喜悅、關注身邊的物理現象和與物理學相關的熱點問題等納入教學內容。例如：在人教版選修3~2第四章第2節“探究電磁感應產生的條件”的教學中：首先由我提出問題：利用磁場能否產生電流？怎樣研究這個問題？怎樣由實驗來探究這個問題？然后給學生必要的提示：怎樣利用桌上的設備得到磁場，怎樣判斷導線或線圈中有無電流？先讓學生思考、小組討論，然后分組選擇自己需要的器材做實驗探索。各組學生試驗完畢后匯報自己的實驗方法和結果。接著，教師匯總各實驗小組的實驗方法，全部展示在學生面前，讓學生分析比較各種方法，研究產生感應電流的條件。以上過程，變教師的講解和演示為學生的親自動手動腦的探求。在實驗過程中，部分學生由于實驗技能和理解能力的不足，難免會遭到失敗。這時教師應作必要的提示，引導學生找出失敗的原因，鼓勵學生重新探索。不僅如此，我還要求學生在課外自己動手設計實驗來驗證感應電流產生的條件，如做“搖繩發電”實驗，這樣讓物理與生活密切聯系起來，極大地提高了學生學習物理的興趣。學生憑借教師為他們創設的情景，充分發揮自己的創造潛能，最終獲得成功并得出正確的物理規律時，他們不僅獲得了知識和技能，提高了實驗、觀察、歸納、推理能力，還在探索的過程中提高了對挫折的承受能力，培養了學生團結協作、堅韌不拔的意志品格，使學生自身的綜合素質得到全面的提高。在這堂課中，通過“科學探究”的教學途徑使“三維目標”得到了充分的落實。

其次，對于教學活動的安排，要以教學內容為依據，以實際情況和現實條件為基礎。在“知識與技能”維度，要根據知識的內在邏輯和技能的復雜程度以及學生在學習中的接受能力和心理特點，有度又有序地安排教學活動。在“過程與方法”維度，要留有足夠的時間和空間，讓學生經歷科學探究過程，嘗試運用實驗方法、模型方法和數學工具來研究物理問題、驗證物理規律，嘗試運用物理原理和方法解決一些實際問題；讓學生有機會發表自己的見解、并與他人討論、交流、合作；還要讓學生通過物理課程的學習，來如何計劃并調控自己的學習過程，逐步形成一定的自主學習能力。在“情感態度與價值觀”維度，要注意發展學生對科學的好奇心與求知欲，激發他們參與科技活動的熱清；鼓勵他們主動與他人合作，并通過合作學習來培養敢于堅持真理、勇于創新、實事求是的科學態度和科學精神以及團隊精神；要創造條件，讓學生在力所能及的范圍內，將所學的物理知識服務于他人、服務于社區，為社會的可持續發展貢獻出自己的一份力量。例如：在“探究單擺周期與擺長的關系”的教學中，我根據教學內容和要求，根據學生實際情況和學校條件，放手讓學生自主學習，分小組通過實驗探究，利用控制變量法得出單擺周期只與擺長和當地重力加速度有關。然后又進一步引導學生分析和處理數據，運用數學工具得出單擺周期公式。再提出問題：“這個公式有什么用？”學生通過討論和交流提出了許多用途，從學生提出的用途中問學生：“怎樣利用單擺測重力加速度？”、“需要注意那些問題？”，學生又開始探索。最后提出：“怎樣校對擺鐘？”，學生通過這一系列的問題，激發了學習物理的好奇心和求知欲，因此他們就象科學家那樣實事求是地、努力地去探索。通過“科學探究”的過程學習使“三維目標”又得到了充分的落實。

由此看來，“科學探究”是落實“三維目標”的重要途徑。因此在物理課堂教學中我們要盡可能創造條件多采用科學探究的方法進行教學。實現新課程提出的課程目標，全面提高學生的素質，使全體學生得到全面發展。

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(作者單位：浙江臺州市椒江區洪家中學）