高中物理實驗的探究水平淺析

陳麗玲

2003年版《普通高中物理課程標準》首次將科學探究及物理實驗能力的要求與共同必修模塊、選修模塊作為內容標準，可見科學探究在高中物理實驗中的重要作用。科學探究是一種涉及提出問題、猜想與假設問題、制訂計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作等多方面的復合活動。科學探究實驗旨在通過探究實驗使學生學習科學探究的方法，發展自主學習的能力。但是新課改至今，學生的探究實驗效果卻不明顯，教師面面俱到地講解實驗原理、方案、步驟等，學生按部就班地操作，使探究流于形式。究其原因是教師主導下的學生實驗探究水平較低。本文從探究水平理論入手來分析高中物理的學生探究實驗。

一、探究水平理論起源與發展

20世紀初，美國實用主義教育家杜威就已經開始倡導探究式學習，但是直至20世紀60年代，有關探究水平的研究才得以逐步展開。1962年，美國著名課程理論專家施瓦布首先提出課程教學中存在不同類型的探究，并將探究分成三種差異顯著的特征水平。繼施瓦布之后，1971年，Herron提出四水平探究體系，如表1所示。該水平體系從水平0到水平3，探究的指導性逐漸減弱，而學生的自主性逐漸加強，探究水平依次提高。因為Herron的四水平探究體系包含比較全面，且水平間差異顯著，比較易于區分，所以得到了廣泛的應用。

二、基于Herron的科學探究水平對高中物理實驗的分析

目前，高中物理實驗教學中，學生根據教材中提出的問題、提供的實驗方案，按照實驗步驟進行實驗，學生對于實驗原理、目的、操作理由并不理解。根據Herron的科學探究水平，學生根據教材提出的問題、設計好的研究方法進行實驗，屬于探究水平1。在這個水平上的探究，學生的角色傾向于實驗方案的執行者。此過程中，學生的探究能力發展有限，適用于尚未具有設計研究方法、能力的學生或暫時無需學生深入探究的實驗。

為了讓學生更好地理解實驗原理、領悟探究精髓、發展能力，應根據Herron的科學探究水平，基于教材提出的問題或教師提出的問題，讓學生自行設計研究方法、實施方案、得出結論。

在這個水平上的探究，學生的角色傾向于實驗方案的設計師，學生不僅獲取到了知識，更是體會到了科學家的工作方式，在實驗中真真切切把握了主動權。用自己設計的方案完成實驗，能讓學生產生成就感，學生出色的表現也會讓教師感到驕傲。筆者親身經歷某中學教師的公開課，學生設計的方案讓我非常驚訝。表2即是該中學的學生在《探究加速度與合力關系》實驗課前設計的實驗方案。

表2 《探究加速度與合力關系》實驗方案

在實驗課上，學生根據自己設計的方案動手實驗操作，取得了良好的實驗效果。在物理實驗中，引導學生自行設計可行研究方法，進行實驗，分析結果，得出結論，最后獲得知識、技能與科學方法的發展，這是較高水平的探究。

綜上所述，對于高中的探究實驗，我們應把握住探究的本質，本著課程標準的要求，體現學生主體探究的地位，喚起學生主動探究的熱情。探究水平1可以實現探究教學的知識目標，學生在進行實驗時，對知識進行了鞏固。為了更好地發揮實驗的作用，實現探究教學中的過程與方法目標，宜采用探究水平2。為了更好地實現探究教學中的情感態度與價值觀目標，可采用探究水平3，學生在生活中發現物理問題，并設計實驗方案來驗證猜想，物理融入個人的生活中，提高學生對物理的熱愛。關于高中的各個實驗，仍有待深入進行分析宜采用的探究水平。筆者認為，應根據探究內容、學生水平、教師水平，把握探究水平的高低，循序漸進地開展探究。

（責任編輯 黃春香）