初中物理学科探究标准的分解与实施，本文主要内容关键词为：分解论文,学科论文,物理论文,初中论文,标准论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题提出
《物理课程标准》指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。”“将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”《江苏省物理中考指导意见》中指出“科学探究的内容将占30%以上”，可见，科学探究的内容在初中物理教学中应占有较大的比重。但在教学中广大物理教师仍只重视物理知识标准的分解和实施，忽视科学探究标准的分解和实施，多数情况是根据教材中出现的探究问题、练习中遇到的探究习题进行探究方法和技能的教学，具有明显的盲目性、随意性和忽深忽浅现象，这也是近几年来教师感到物理难教、学生感到物理难学的主要原因之一。
学生在学习科学探究方法和技能时，也应该遵循循序渐进的原则，所以完全有必要将《物理课程标准》中科学探究标准进行细化分解，落实到初中物理教学的各个阶段，使得科学探究标准和科学内容标准一样，得到有计划、有层次、有系统地实施。
二、解决措施
下面以苏科版初中物理教材为例，谈谈科学探究标准的分解方法、分期落实和分层教学的情况。
1.细化标准分解实施
科学探究共有7个要素、35个标准。在这35个标准中，有的标准不需要进行分解，如认识各探究环节对科学探究的意义和合作交流等，这些标准属于学生在探究实践中的体验标准；而有些标准的达成必须有一定的层次，有些标准包含的内容很多，必须将此类一级探究标准细化分解为系列的二级探究标准进行教学。
如，学生提出问题的能力应该是逐步发展的。一级探究标准“能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题”、“能书面或口头表述这些问题”，可分解为两个二级探究标准：一是能提出与物理相关的问题。这是一个低层次的标准，但为了培养学生的问题意识，把自己发现的问题表述成一个与物理学有关的问题，就必须广泛地、较长时间地训练，教师不能轻易地否定学生提出的问题、或一下子提出过高的要求，否则会欲速则不达，熄灭学生的思维火花。二是能提出科学的物理问题。这是一个高层次的要求，问题是思维的核心，科学问题又为科学探究指明了探究方向，是进行科学探究的前提，初中生最终要能提出科学的物理问题。江苏省2009年中考就出了一道很好的有关“科学的物理问题”的考题——玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎，老师要求同学针对这一现象，提出一个问题，下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是：A.“玻璃杯掉在地上会破碎，是因为地面比较硬。”B.“玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎吗？”C.“为什么玻璃杯掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎呢？”D.“玻璃杯掉到地上是否破碎与下落高度、地面的软硬程度有什么关系？”当然，这个二级探究标准的训练宜在初三年级开始实施。
又如，一级探究标准“尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想”，这说明了猜想必须有依据，如果一开始就对学生提出这个要求，学生以后就不敢猜想了，所以，此标准也可分解为两个二级探究标准：一是大胆提出猜想。苏科版初二物理教材绪言第一节第一个实验的目的就在于此，让学生先说一说：“如图，是长蜡烛先灭，还是短蜡烛先灭？”其实，只要学生猜想了，就是正确的，因为教师完全可以用玻璃罩的高低来控制长蜡烛先熄灭、短蜡烛先熄灭、或者两支蜡烛一齐熄灭，此时若在猜想依据上过多纠缠，反而失去了此实验目的的本意。二是猜想要有依据。猜想不是胡猜乱想，在对学生进行了大胆猜想训练后，还是要逐步引导学生根据经验和已有知识进行猜想。尽管所提出的猜想不一定是最终的科学结论，但对问题成因的猜想仍需要有一定的依据，这种依据可以是已有的经验和知识，也可以是科学事实。
再如，一级探究标准“有评估探究过程和探究结果的意识”，这个标准的内涵就比较丰富，可分解为五个二级探究标准：一是评估实验器材的意识，如在《估测大气压的数值》实验中评估弹簧测力计的量程是否符合要求；二是评估实验方案的意识，如在《测定物质的密度》实验中评估实验步骤对实验结果的影响；三是评估实验过程的意识，如在《探究串联和并联电路中电流关系》实验中评估实验中有没有换用不同规格的灯泡做三次实验找出普遍规律；四是评估实验数据的意识，评价实验数据是否可靠（如量程是否读错、分度值是否读错、长度的测量是否估读、数量级是否符合实际），处理实验中出现的反常数据；五是评估实验结论的意识，评估结论是否有一定条件（实验中控制不变的物理量就是结论的条件）。
2.活化教材分期实施
学生科学探究的能力必须在探究活动中不断积累形成，那么，一级探究标准和二级探究标准何时实施呢？《物理课程标准》指出：“在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。”也就是说科学探究实施的内容和时间都由学生所使用的教材内容决定，科学探究的难度和探究的内容是有一定关系的，这就很可能造成较难的探究活动出现在教材前面的章节，而后面的章节反而有一些容易的探究。解决该问题的方法，除了在编写教材时考虑到科学探究循序渐进的要求而进行合理设计之外，教师本身也可以在教学实践中根据具体情况，认识到物理教材是物理课程标准的范本，对教材内容适当的活化调整，对教材中的探究内容进行科学合理的平移、强化、弱化，使课堂教学效益达到最优化。
（1）平移内容渐进探究。学生需要经历由简单到复杂、由易到难的探究过程，使探究水平循序渐进地发展。因此，我们要对教材的内容进行适当的前移或后移。
如对苏科版第十四章第一节《电阻》方法中的控制变量法的内容就要前移。因为在第一章第一节《声音是什么》图1-2的对比实验教学中就渗透了控制变量法的思想，在第一章《综合实践活动》比较材料的隔声性能教学中就明确提出要“注意控制某些条件保持不变”，此时，就可提供控制变量法的阅读材料，让学生领会控制变量法，并在第二章第二节《汽化和液化》中影响蒸发快慢的因素中加以巩固应用，这样教学水到渠成。
再如，对苏科版第二章第一节《物质的三态、温度的测量》后的习题4就要后移，因为一级探究标准“经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程”可分解出的一个二级探究标准为“利用图像找出物理规律”，而要达成此目标，不是一蹴而就的，宜遵循从简单到复杂的过程，即从有现成坐标到根据数据建立坐标、从直线图线到曲线图线、从全部规范数据到有偏离规律的数据的演变过程。此题一下子就从建立坐标、曲线图线两方面难住学生，必须后移。
（2）强化教材引导探究。课本中有些探究，单凭学生现有的知识和经验，设计探究方案的难度较大，即使教师加以启发，也可能劳而无功，遇此情况倒不如对教材进行适当强化，引导学生根据教师预设的过程进行探究。
如苏科版第四章第三节《探究凸透镜成像的规律》的教学，此实验本身思想方法多、操作难，实验内容多、归纳难，得出规律多、理解难，而教材中又增加了“科学发现不都是靠实验归纳得来的，理论研究也是很重要的，它能使科学家提出正确的猜想，指导实验和对实验的结果进行科学论证”的方法，先让学生开放性地得出蜡烛在不同位置时凸透镜成的像，再从测出的数据进行理论分析、交流得出结论，人为地增加了教学难度，实验效果不好。此实验就可以在教师引导下进行如下探究：先让学生在光具座上找到像和物大小相等的位置，并对此位置进行深入的研究，得出“当u=2f时，成倒立、等大、实像”的结论；再固定凸透镜位置让学生将蜡烛左移（或右移），研究u＞2f（或u＜2f）的成像情况。这种“一点突破法”的学习思路学生容易接受，在u＜2f的实验过程中，学生还会再找到一个特殊点F，这既是对“一点突破法”的巩固应用，又为得出“一焦分虚实、二焦分大小”埋下伏笔。
（3）弱化教材真实探究。教材是课程标准的具体化，是适合不同地区、不同层次学生的需要的，课本中有些探究内容，在提出问题后，为了对学生的探究活动进行引领和提示，说出了猜想的依据或指明了探究方向、或叙述了探究步骤、或基本上得出了探究结论，这种探究不是一个完整的探究，不能培养学生的整体探究能力。笔者认为，在整个初中物理阶段，我们必须对教材进行必要的弱化处理，甚至先不要看教材，安排几个真实意义上的探究，让学生经历一次完整的探究过程，从而让学生学会探究的方法、培养学生探究的能力。当然，毕竟探究式教学花费的时间较长，我们也不可能进行更多的完整的探究教学活动。
如在第十章《压强和浮力》第四节《浮力》中，“探究影响浮力大小的因素”是一个重点教学内容，完全可以安排一个完整的探究活动，但教材中在提出“浮力的大小可能与哪些因素有关？”“你是根据什么经验提出猜想的？”后，给出了具体器材、给出了具体的实验步骤、给出了四个填空式的结论和归纳性的总结论。有预习习惯的学生看书后，很容易根据实验步骤和结论反过来说出猜想内容，这不是一种真实意义上的探究。所以，在教学过程中，我们可以不要求学生看书预习，弱化教材的引领和提示作用，教师可以通过设计探究情境、引导学生猜想假设、设计系列问题来引领学生设计探究步骤，最后让学生开放性、合作性地进行实验，得出结论，从而实施完整的探究过程。
在初中物理教材中，根据弱化教材后可“更有效地探究”和“分期分散探究”的原则，可安排如下12个课题让学生进行的真实探究：比较材料的隔声性能、探究平面镜成像的特点、探究物体质量与体积的关系、探究滑动摩擦力大小的影响因素、探究压力作用的效果、探究影响浮力大小的因素、探究杠杆的平衡条件、探究物质吸热升温的属性、探究串联和并联电路中的电流关系、探究电功大小的影响因素、探究电流热效应的影响因素、探究感应电流产生的条件。
3.深化课堂分层实施
学生探究水平需要循序渐进地发展。学生对科学探究难度的感觉不仅与探究内容有关，还和探究过程中学生的自主程度有关。探究过程中学生自主解决的环节越多，教师的指导越少或指导得越原则，也会导致探究难度的增大。因此，教师必须注意分析教材中各个科学探究活动对学生的能力要求，把握好对学生探究的指导尺度。下面就转换法的教学，谈谈分层实施的具体做法：从“接触——运用——最后选用”，教学中如小孩学步，有一个“先扶走——再放手——最后会跑”的发展过程。
第一次接触转换法：在第一章《声现象》第一节《声音是什么》中。在体验声音的产生时，安排了两个实验：（1）把手指放在喉咙发声处，（2）将发声的音叉触及面颊。由于学生刚学习物理，对转换法没有一点儿感性认识，所以这两个实验的教学也是有区别的。实验（1）中请学生们把手指放在喉咙发声处，让学生说话，直接体验说话时声带在振动；而在实验（2）中，先敲击音叉发声，当学生听到音叉发声后问：“你们能看到音叉在振动吗？”在学生回答“不能看到”时，让学生将发声的音叉触及面颊，在学生们体验后再问：“你们现在能知道音叉在振动吗？”渗透出转换法的放大思想——用易观测到的现象来显示不易观测到的方法。
第二次运用转换法：在第一章《声现象》第二节《声音的特征》中。在探究声音的强弱与什么因素有关时，要学生们设计：“想出一种能显示出鼓面振动幅度大小的办法”。这里要留一定的时间让学生去思考和交流，将前面初学的转换法迁移应用，开放性地提出一些合理方法：在鼓面上放一些泡沫塑料粒子；将鼓面竖放后，在旁边悬放一只乒乓球；用胶带纸在鼓面上固定一个小平面镜，观察小平面镜反射所形成光斑的振幅变化等等。
第三次选用转换法：在第一章《声现象》综合实践活动《比较材料的隔声性能》中。在设计实验时让学生思考：材料的隔声性能是不易直接测量的物理量，为了保证测试合理，我们应设计一种能明显反映材料隔声性能的方法。学生们经过思考、交流后，有两种方法：一是保持人距离声源的远近一定，比较所听声音的响度；二是当人后退直至听不到声音时，比较人距声源的距离。这两种方法用哪一个好呢？教师要有意识地让学生先用第一种方法进行实验，当学生在实验过程中发现难以用所听声音的强弱加以区分时，再引导学生用第二种方法做实验进行对比。或者在学生想到第一种方法时就做实验，发现这种方法不行时，引导学生想出第二种方法，总之要让学生领悟到：转换法是有优劣之分的，实验时要选用好的转换法。
对转换法的选用，还体现在第十五章《电功和电能》第三节《电热器电流的热效应》中。在《探究影响电流热效应的因素》实验设计时，对于“怎样比较通电导体产生的热量的多少”的问题，学生们想出了很多方法，如在电阻丝中插入火柴头，看哪个先被点燃；将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，比较煤油柱升高的高度；将电阻丝放在封闭的空气盒中，比较液柱升高的高度……“这些方法都是可行的，哪种方法现象更明显呢？”学生们联想到各种物质热膨胀程度不同，选用了利用气体转换的方法。