利用物理實(shí)驗(yàn)課題化提升以科學(xué)探究為核心的物理學(xué)科素養(yǎng)

沈 哲

（浙江省杭州市蕭山區(qū)第二高級(jí)中學(xué) 浙江杭州 311251）

實(shí)驗(yàn)課題化是基于皮亞杰建構(gòu)主義及霍華德·加德納的多元智能理論的一種全新學(xué)科培養(yǎng)理念。其教學(xué)模式與項(xiàng)目教學(xué)法類(lèi)似。高中物理實(shí)驗(yàn)課題化是指教師在教學(xué)中讓學(xué)生圍繞課題目標(biāo)（研究目標(biāo)）仔細(xì)分析、研究、探討物理探究實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)，從而科學(xué)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，有效達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿刹呗匝杏懀瑥亩瓿烧n題研究。

通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)課題化，學(xué)生不僅能科學(xué)、有效地掌握相關(guān)的物理知識(shí)，提升探究能力等學(xué)科核心素養(yǎng)，而且能形成面對(duì)問(wèn)題、思考問(wèn)題、驗(yàn)證問(wèn)題及解決問(wèn)題的綜合能力，提升個(gè)人綜合素養(yǎng)和綜合水平。本文就高中物理實(shí)驗(yàn)課題化的意義、存在問(wèn)題及其解決策略進(jìn)行了分析和研究，希望能為當(dāng)代教育科學(xué)化、現(xiàn)代化發(fā)展提供幫助。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)課題化對(duì)提升學(xué)生探究能力的意義

（一）豐富學(xué)生素養(yǎng)培養(yǎng)手段

隨著素質(zhì)教育的不斷深化及核心素養(yǎng)理念的提出，當(dāng)代教育向著更加科學(xué)、更加有效的方向發(fā)展。而隨之而來(lái)的多元文化的融入及技術(shù)的革新，也為當(dāng)代素質(zhì)教育帶來(lái)了更多元的教學(xué)手段和教學(xué)模式[1]。與傳統(tǒng)教育相比，這些手段或模式更科學(xué)、有效。實(shí)驗(yàn)課題化在改變傳統(tǒng)教學(xué)思維的基礎(chǔ)上，要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，逐步從知識(shí)教學(xué)升級(jí)為能力教學(xué)，從我要教什么知識(shí)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲覒?yīng)該讓學(xué)生領(lǐng)悟什么，從我能培養(yǎng)怎樣的學(xué)生逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲乙囵B(yǎng)學(xué)生的哪些學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課題化更符合學(xué)生自身知識(shí)發(fā)展需求和規(guī)律，能夠培養(yǎng)學(xué)生形成有效的學(xué)科思維方法和團(tuán)隊(duì)合作的精神。

（二）促進(jìn)學(xué)生以科學(xué)探究為核心的綜合素養(yǎng)提升

提高學(xué)生學(xué)習(xí)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展與提升是當(dāng)代教育教學(xué)及學(xué)生培養(yǎng)的重要內(nèi)容之一[2]。高中階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題化的基本目的就是讓學(xué)生能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)分析、研究及探討，科學(xué)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿刹呗缘难杏懀瑥亩瓿烧n題研究。讓學(xué)生完整經(jīng)歷探究的過(guò)程能夠有效提升學(xué)生的探究能力。探究過(guò)程中的方法與策略更是提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面提升與發(fā)展的重要途徑。

二、利用高中物理實(shí)驗(yàn)課題化提升學(xué)生探究能力存在的問(wèn)題

（一）教師過(guò)于注重學(xué)生探究能力培養(yǎng)，忽視整體學(xué)習(xí)效果

物理實(shí)驗(yàn)課題化是當(dāng)代學(xué)生培養(yǎng)的重要手段之一，能有效提升學(xué)生的問(wèn)題解析能力及解決能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。但在實(shí)際教學(xué)中，由于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)課題化過(guò)程及方向的認(rèn)知存在一定誤解，往往只注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)效果及整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的系統(tǒng)性和流暢性，導(dǎo)致整個(gè)課題化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)變得單一、死板，不能取得最好的效果。

（二）實(shí)驗(yàn)課題化空有其名，整個(gè)過(guò)程依然由教師引導(dǎo)、掌控

探究能力是核心素養(yǎng)的重要組成部分[3]。無(wú)論是新課程標(biāo)準(zhǔn)，還是學(xué)科核心素養(yǎng)，都對(duì)學(xué)生探究能力培養(yǎng)有過(guò)明確的規(guī)定和表述。物理學(xué)科作為重要的自然類(lèi)學(xué)科，更加注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。但在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)課題化過(guò)程中，很多教師囿于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)，盲目介入學(xué)生的探究過(guò)程，過(guò)多給予學(xué)生提醒與引導(dǎo)，使學(xué)生失去了獨(dú)立思考、研究的興趣及過(guò)程，嚴(yán)重影響了學(xué)生探究能力的發(fā)展與提升。

三、利用高中物理實(shí)驗(yàn)課題化提升學(xué)生探究能力的針對(duì)性策略

（一）根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)和能力，細(xì)化實(shí)驗(yàn)思維

在高中階段物理實(shí)驗(yàn)課題化的過(guò)程中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)方式，還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都是由學(xué)生自主思索、探究完成的。這就會(huì)造成很多學(xué)生過(guò)于注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視了整個(gè)過(guò)程。針對(duì)這樣的情況，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將目標(biāo)細(xì)化，讓學(xué)生在探究過(guò)程中逐步、科學(xué)地完成整個(gè)研究工作，提升綜合素養(yǎng)。特別是在課題化的初期階段，細(xì)化實(shí)驗(yàn)思維更有利于課題化的開(kāi)展。例如，在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，教師可以將實(shí)驗(yàn)?zāi)康募?xì)化為機(jī)械能包含哪些能、如何表達(dá)、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量、對(duì)應(yīng)的器材、如何測(cè)量、測(cè)量中理論與現(xiàn)實(shí)存在的誤差因素、實(shí)驗(yàn)研究中的注意事項(xiàng)、研究具體過(guò)程及步驟、預(yù)期效果等部分，幫助學(xué)生逐步完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，提升學(xué)生的探究能力。另外，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)或任務(wù)課題時(shí)，要盡量向?qū)W生提出一些遞進(jìn)式的問(wèn)題，將整個(gè)過(guò)程連接起來(lái)，讓學(xué)生始終保持興趣，并保持知識(shí)、思維的系統(tǒng)性、連續(xù)性。隨著學(xué)生能力的加強(qiáng)，細(xì)化實(shí)驗(yàn)思維可以逐步升級(jí)，不再過(guò)多或過(guò)于頻繁地出現(xiàn)，否則會(huì)使學(xué)生個(gè)性思維或創(chuàng)新思維受到壓制，影響其邏輯思維及知識(shí)系統(tǒng)的全面構(gòu)建，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)的提升。

（二）適時(shí)放手，以問(wèn)題為課題，注重探究過(guò)程

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)的獲得過(guò)程不是通過(guò)教師的灌輸，而是學(xué)習(xí)者利用分析、總結(jié)及探究、歸納等手段，在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出新知識(shí)。在整個(gè)知識(shí)傳授的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)教師最大的需求就是教師利用多元化的教學(xué)手段為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)知識(shí)需求情境，從而讓學(xué)生主觀上意識(shí)到自身的知識(shí)需求，進(jìn)而在興趣及這種需求的推動(dòng)下，主動(dòng)運(yùn)用自己的思維能力及以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行全面解析，完成整體知識(shí)的解構(gòu)，將其全面、科學(xué)地納入自身的整個(gè)知識(shí)體系。也就是說(shuō)，在這個(gè)知識(shí)的獲得過(guò)程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析能力、探究能力、總結(jié)能力和歸納能力才是真正重要的元素。學(xué)生是依靠它們獲得的相關(guān)知識(shí)。因此，在高中物理實(shí)驗(yàn)課題化過(guò)程中，教師要想科學(xué)提升學(xué)生的探究能力，增強(qiáng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，就必須適時(shí)放手，讓學(xué)生大膽利用自己的能力和思維對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析和探究，以提升他們的思維，增強(qiáng)他們的能力，促進(jìn)他們綜合素養(yǎng)的提升。例如，在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，教師可以先直接將研究目標(biāo)寫(xiě)在黑板上，再將學(xué)生分為幾個(gè)互助研究小組，讓他們就研究計(jì)劃、研究方式、具體實(shí)施步驟進(jìn)行討論，并做好規(guī)劃。待完成規(guī)劃并由教師確定后，學(xué)生再開(kāi)始自主實(shí)驗(yàn)，完成課題研究。在這個(gè)過(guò)程中，教師可以給予學(xué)生實(shí)時(shí)引導(dǎo)，合理介入，保證課題研究的效果，使他們順利完成任務(wù)。教師還可以隨機(jī)提出一些問(wèn)題，如這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不是存在誤差，誤差在什么地方，為什么等，以此拓寬學(xué)生的思路，鍛煉學(xué)生的探究能力。在學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)后，教師還可以利用信息技術(shù)的手段為學(xué)生展示一個(gè)優(yōu)質(zhì)的同實(shí)驗(yàn)案例，讓學(xué)生對(duì)比分析與研究，明確自己的優(yōu)缺點(diǎn)，在不斷彌補(bǔ)與探究中，形成更好的實(shí)驗(yàn)思路與研究方案。教師還要注重學(xué)生自身的反省，讓學(xué)生逐步養(yǎng)成科學(xué)反省的習(xí)慣，從而正確認(rèn)識(shí)自己的能力和素養(yǎng)，有效提升自己的綜合能力。

（三）科學(xué)實(shí)施多元評(píng)價(jià)，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)需求

教育終歸是人的教育，其本質(zhì)是人。無(wú)論是在教學(xué)中利用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育，還是在各種理念指導(dǎo)下對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效性培養(yǎng)，都必須圍繞學(xué)習(xí)主體——學(xué)生去開(kāi)展。因此，教師在物理實(shí)驗(yàn)課題化教學(xué)中，還要注重學(xué)生學(xué)習(xí)的差異性，保證學(xué)生探究能力培養(yǎng)的效果，使其科學(xué)掌握物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，有效提升自身探究能力與綜合素養(yǎng)，在有限的時(shí)間內(nèi)獲得更大的提升與發(fā)展。在教學(xué)中，針對(duì)不同學(xué)習(xí)能力層次的學(xué)生，教師可以從學(xué)生的思維意識(shí)、動(dòng)手能力及合作水平等各個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的進(jìn)步，以鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)為主，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力，提升學(xué)生探究的興趣，從而多角度提升他們的學(xué)科素養(yǎng)。教師也可以結(jié)合小組探究學(xué)習(xí)的理念，讓學(xué)生在本組內(nèi)就能力、思維等進(jìn)行投票，說(shuō)一說(shuō)探究活動(dòng)中每個(gè)同學(xué)的不同表現(xiàn)，明確自己的能力、素養(yǎng)，以及在小組學(xué)習(xí)中的貢獻(xiàn)，從而見(jiàn)賢思齊、查漏補(bǔ)缺。教師還可以為學(xué)生樹(shù)立一個(gè)榜樣，讓學(xué)生在與榜樣的競(jìng)爭(zhēng)中，有效提升自己的素養(yǎng)，增強(qiáng)自己的綜合能力。

總而言之，利用物理實(shí)驗(yàn)課題化來(lái)提升學(xué)生的探究能力是當(dāng)前教育領(lǐng)域的一種全新理念。當(dāng)代的一線教師必須大膽突破傳統(tǒng)教育觀念及思維的束縛，真正靜下心來(lái)，認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究物理實(shí)驗(yàn)課題化等先進(jìn)的方法及理念，不斷提升自己的教學(xué)素養(yǎng)、教學(xué)水平，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)，在積極進(jìn)取與不斷改革中將學(xué)生培養(yǎng)成為國(guó)家與社會(huì)需要的高素質(zhì)人才。