高中物理新課程

中的科學探究西南師范大學物理學院《物理教學探討》雜志社趙保gzhao@引言：走進新課程改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調(diào)形成積極主動的學習態(tài)度，使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程。改變課程實施過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

——《基礎教育課程改革綱要》2001年7月

科學探究（和科學實驗）要素：提出問題猜想與假設制定計劃與設計實驗進行實驗與收集證據(jù)分析與論證評估交流與合作——2001《全日制義務教育物理課程標準》——2003《全日制高中教育物理課程標準》一、課程標準中的科學探究二、科學探究的教學設計三、科學探究的評價方法高中物理新課程

中的科學探究一、高中物理課程標準中的科學探究1、學術意義與課程意義上的科學探究2、驗證性實驗與探究性實驗的比較

3、部分國家和地區(qū)高中科學（物理）課程標準中的科學探究4、我國高中物理課程標準中的科學探究學術意義上的科學探究

科學探究是一種系統(tǒng)的調(diào)查研究活動，其目的在于發(fā)現(xiàn)并描述物體和事物之間的關系。其特點是采用有秩序的和可重復的過程；簡化調(diào)查研究對象的規(guī)模和形式；運用邏輯框架作為解釋和預測。探究的操作活動包括觀察、提問、實驗、比較、推理、概括、表達、運用及其它活動。K.D.Peterson支持猜想或假設不支持猜想或假設得出結論分析與論證進行實驗與收集證據(jù)提出問題自然現(xiàn)象制定計劃或設計實驗猜想或假設課程意義上的科學探究

科學探究既是學生的學習目標又是重要的教學方式之一。學生在科學探究活動中，通過經(jīng)歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神?！度罩屏x務教育物理課程標準》

驗證性實驗與探究性實驗的比較驗證性實驗實驗步驟驅使，少量的智力活動，機械式操作，強調(diào)行為與規(guī)則一致。探究性實驗問題需要驅使，持續(xù)的智力活動，較高水平的思維技巧，強調(diào)獨立思考與行動驗證性實驗學生活動的中心是驗證教學中講述的概念、原理或關系，強調(diào)從抽象到具體。探究性實驗學生活動中心是發(fā)現(xiàn)新的概念、原理或關系，強調(diào)從具體到抽象。驗證性實驗學生按照給定的實驗設計進行實驗；告知學生應該使什么變量不變，什么變量改變，什么變量是獨立的，什么變量不獨立。探究性實驗學生自己設計實驗；識別、區(qū)別、控制相關的獨立和非獨立的變量。驗證性實驗告訴學生收集什么數(shù)據(jù)，如何收集數(shù)據(jù)，學生設計給定數(shù)據(jù)的表格。探究性實驗學生決定收集數(shù)據(jù)的種類和數(shù)量，自己設計實驗并收集數(shù)據(jù)。驗證性實驗實驗前已知結果，強調(diào)完成特定的任務。探究性實驗通過探究過程獲得結果，強調(diào)利用數(shù)據(jù)獲得概念，促進其對科學的理解。驗證性實驗很少讓學生面對并處理錯誤的、不確定的問題和概念。不利于促進程序性知識的發(fā)展。探究性實驗允許學生從他們的錯誤和失敗中學習。有利于促進程序性知識的發(fā)展。Am.J.Phy,62(7),1994綜合性問題分析性問題部分國家和地區(qū)高中科學（物理）課程標準中的科學探究美國英國新西蘭

加拿大阿爾貝塔省

按8個條目展開，分別為：確定指導科學研究的問題和概念；設計并進行科學探究；利用適當?shù)墓ぞ吆图夹g收集、分析和解釋數(shù)據(jù)；培養(yǎng)運用證據(jù)進行描述、解釋、預測和構建模型的能力；通過批判性和邏輯性思維建立證據(jù)與解釋之間的關系；承認和分析提出的可供選擇的解釋和預測；交流科學過程與解釋；將數(shù)學運用于科學探究的各個方面。美國英國新西蘭

加拿大阿爾貝塔省按4個要素展開，分別為：計劃；獲得和展示證據(jù)；分析證據(jù)；評價。

例：計劃使用科學知識和理解，將想法轉化為能夠探究的問題，確定恰當?shù)牟呗?；決定使用第一手資料或二手資料獲得的證據(jù)；進行準備工作，并做出預測；考慮收集證據(jù)過程中需要重視的關鍵因素，考慮當變量不易被控制時如何收集證據(jù)；確定待收集數(shù)據(jù)的范圍和數(shù)量級，需要使用的技術、設備和材料。美國英國新西蘭加拿大阿爾貝塔省按4個要素展開，分別為：提出問題與計劃探究；信息收集；處理與解釋（數(shù)據(jù)）；報告。例：提出問題與計劃探究根據(jù)自己或集體的有關問題提煉出適合于進行科學探究的問題；整合自己和他人的觀點和觀察結果，做出能觀測的預測，確定可能的實驗方案；確認變量，設計準確測量和控制變量的方法。美國英國新西蘭加拿大阿爾貝塔省按6個要素展開，分別為：發(fā)起和計劃；收集和記錄；組織和交流；分析；聯(lián)系、綜合與整合；評價（過程和結果）例：發(fā)起和計劃識別并清晰地陳述將要探究的問題或論點；區(qū)別相關和不相關數(shù)據(jù)或信息；集合和記錄背景信息；確認所有的變量和控制參數(shù)；確認需要的材料和裝置；闡明問題、假設或預測以引導實驗；設計和/或描述研究或解決某個問題的計劃；準備所需要的觀察圖表，并進行初步計算；我國高中物理課程標準

中的科學探究分2部分第一部分提出“科學探究和物理實驗能力要求”按7個要素展開，共27條。第二部分規(guī)定必須進行的科學探究活動，按模塊展開，共9項。物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。在高中物理課程各個模塊都安排了一些典型的科學探究或物理實驗。高中學生應該在科學探究和物理實驗中達到以下要求（7個要素，27條）

提出問題，猜想與假設，制定計劃與設計實驗，進行實驗與收集證據(jù)，分析與論證，評估，評估交流與合作——《普通高中物理課程標準》1、科學探究和物理實驗能力要求提出問題能發(fā)現(xiàn)與物理學有關的問題；從物理學的角度較明確地表述這些問題；認識到發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義。提出問題發(fā)現(xiàn)問題對探究的認識書面表述

口頭表述明確表述問題猜想與假設對解決問題的方式和問題的答案提出假設；對物理實驗結果進行預測；認識到猜想與假設的重要性制定計劃與設計實驗

知道實驗目的和已有條件，制定實驗方案；嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材；考慮實驗的變量及其控制方法；認識到制定計劃的作用。進行實驗與收集證據(jù)用多種方式收集數(shù)據(jù)；按說明書進行實驗操作，會使用基本的實驗儀器；如實記錄實驗數(shù)據(jù)，知道重復收集實驗數(shù)據(jù)的意義；具有安全操作的意識；認識到科學收集實驗數(shù)據(jù)的重要性。

通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系。（物理1）通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關系。（物理2）通過實驗探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關系。（選修2-1）通過實驗，探究決定導線電阻的因素，知道電阻定律（選修3-1）

2、標準規(guī)定必須進行的科學探究活動探究并理解透鏡成像的規(guī)律。（2－3）通過探究，理解楞次定律。（3－2）通過實驗，探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關系。（3－2）通過實驗，探究單擺的周期與擺長的關系。（3－4）探究物體彈性碰撞的一些特點。（3－5）二、科學探究的教學設計1、科學探究教學設計的心理學問題2、科學探究教學設計實例分析勻變速直線運動研究的

教學設計建立概念，了解規(guī)律學習研究勻變速直線運動規(guī)律的方法探究特定的勻變速直線運動通過歷史認識科學探究自由落體運動規(guī)律的探究宇航員斯科特在月球上，用羽毛和錘子向人們演示了伽利略三百多年前的推斷物理科學探究教學的若干問題實驗探究活動基本特點教學與評價相結合，評價成為教學活動的一個重要組成部分完整的探究同與某個或部分環(huán)節(jié)的為重點的探究向結合個人進行的實驗探究與小組合作開展的實驗探究相結合科學探究既是教學內(nèi)容，又是一種教學方法

科學探究是一種精心安排的教學設計，一個結構優(yōu)化的教學能夠