吳康潑　李榮權

2012年9月，我校與廣西師范學院（以下簡稱師院）物理與電子工程學院科學探究俱樂部合作，在高一年級開設了物理科學探究校本課程，我校物理組具體負責組織實施。

成立于2009年的師院科學探究俱樂部，主要由該校三位大學教學論課程的教師指導，成員來自該校物理系在讀研究生和四年級本科生。俱樂部活動的宗旨是學習科學探究的教學理論，研討科學探究的教學案例和教學設計，實踐科學探究教學；通過“教中學教”的過程，指導物理師范生親近和理解科學探究，具備在課堂教學中實施科學探究教學的能力。俱樂部自成立以來，已經在廣西科技館和南寧市的多所小學、初中舉辦過一系列的科學探究活動，得到了學生和家長的高度認可。

一、我校校本課程的設計與教學安排

我校物理組在與該俱樂部充分協商的基礎上，決定按如下計劃實施我們的校本課程：在師院專業(yè)教師的指導下，由俱樂部成員組成授課教師小組，在我校高一年級組織兩個探究班（學生約100人）開展探究活動；我校物理組的教師參與探究案例的設計與實施，對有關的教學活動組織評課、反思，并參與課堂學習紀律的管理。

在具體實施的過程中，我們根據教學研究的需要，適時調整教學研究的內容和方向。第一學期，我們重點組織課堂探究與課后反思、討論，時間安排在每周二下午第七、八、九三節(jié)課；第二學期，我們重點組織課堂教學見習與科技制作活動，時間安排在周一或周五。我們最初設計的課程內容，有科學探究活動“高腳杯發(fā)聲的奧秘”“浮沉子的奧秘”“水果電池的探究”“影響水果電池電流大小的探究”“做一個可控的電磁鐵”“直流電動機的制作與探究”等，以趣味物理實驗為主，還有科學制作“水火箭”“西羅噴泉”“走馬燈”等。在試行了一個學期之后，我們對物理課程的本質進行了深入思考，決定對課程內容作出如下調整：將科學探究活動由趣味物理實驗拓展到與教材相結合的探究活動，由定性分析拓展到定量分析，重視和培養(yǎng)學生在探究中的合作與表達，引導教師和學生加強對探究活動本身的學習和反思。

二、我校校本課程實施的兩大亮點

雖然師院的科學探究俱樂部已經成立多年，但在高中開展科學探究俱樂部活動還是首次；而我校在高中課改后也是首次在我們物理組確立開展科學探究教學實踐活動。在沒有任何現成經驗可以參照的情況下，我們以巨大的熱情堅持了一個學期的“趣味物理實驗”的摸索，第二個學期之后，我們開始修訂科學探究課程的價值取向。我們認為，傳授正確的物理知識只是基本要求，教會學生物理學習和探究的方法才更有價值。如果學生以后不再學習物理，他們可能很快會忘記學過的物理概念、規(guī)律，但如果因我們精心的教學而習得了科學的方法和科學的思想，那么，我們將終生為之自豪。實踐證明，學生對調整后的課程非常滿意，我們的教學效果也非常好。

（一）形成了課堂教學和校本課程相結合的教學模式

在第二個學期調整教學活動的內容之后，我們將科學探究活動由趣味物理實驗拓展到與教材相結合的探究活動。結合對教材的分析，我們發(fā)現，物理課程標準對科學探究的方式有如下區(qū)分：

盡管科學探究的方式因不同的教學內容或教學模式而不同，但物理實驗已經毫無疑問成為高中物理教學的重要內容和進行科學探究的重要手段。

1.讓實驗探究貫穿課程始終

新課標教材的編寫與大綱版教材有很大的差異，借助實驗探究科學規(guī)律的設計意圖十分明顯。例如：第一章給出時間、位移、速度等基本概念之后，引入了“用打點計時器測速度”這個實驗，接著給出了加速度的概念；第二章圍繞著打點計時器的運用，展開了對勻變速直線運動的研究；第四章把“探究加速度與力、質量的關系”這個實驗獨立設為一個課時，到第二課時才討論牛頓第二定律。

教材一方面對那些通過分析實驗數據得出規(guī)律的教學內容設計了具體的實驗探究，另一方面也對偏重于定性分析和邏輯推理的教學內容采用了實驗探究的設計。以《牛頓第一定律》一課為例，因為教材中包含了理想實驗和物理學史的內容，我們在教授該課內容時，重點設計了探究教科書中所涉及的科學規(guī)律、驗證物理學發(fā)展史中重大發(fā)現的探究活動兩個“探究過程”，并形成了如下教學環(huán)節(jié)：

2.提升理論探究能力

課程目標對“過程與方法”這一維度的要求如下：“通過物理概念和規(guī)律的學習過程，了解物理學的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數學工具在物理學發(fā)展過程中的作用?！倍锢斫炭茣写嬖谥罅课唇泴嶒炋骄窟^程而得出的概念和規(guī)律，要求我們在教學中重視邏輯推理、物理模型的建立和數學工具的運用。

在進行校本課程教學研究的過程中，我們逐漸認識到，科學實驗其實并不是科學探究的本質特征。理論推導的整個過程，同樣能讓學生“經歷”完整的科學探究的過程。以必修2第七章《機械能守恒定律》的教學為例：教材首先從重力做功和重力勢能的變化過程開始，引導學生討論功和能的關系，并通過數學推導的方式定義了重力勢能的表達式；然后在功、能關系的討論中利用極限思想探究出彈性勢能的表達式；接著通過實驗探究得到了動能與物體的速度二次方成正比，指出實驗并沒有得到動能的表達式，說明實驗測量只是達到目的的一個橋梁，實驗并不能解決一切問題；最后在《動能定理》一節(jié)，把實驗思路轉換成理論性研究，通過數理推導得出動能的表達式，同時得出動能定理。整個章節(jié)的教學過程，既讓學生完整經歷了科學探究的過程，又讓學生體會到了運用數學知識在研究自然科學中的優(yōu)勢；不僅使學生對科學概念和科學規(guī)律的理解更為全面、準確，也使學生了解了科學研究的方法，提高了思維能力。

當然，理論探究的課堂教學，設計不好，很容易讓我們“退回”到傳統(tǒng)教學中的單向灌輸狀態(tài)。因而，下一步，我們將對此課題進行更為深入的思考和研究。

3.探究形式多樣化

課改專家唐果南教授對探究形式曾有過這樣一段精煉的論述：“物理課程標準指出了科學探究的幾個要素（‘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‘分析與論證）……‘要素不同于‘環(huán)節(jié)。一個過程缺少必要的環(huán)節(jié)會中斷；而課程標準指出的要素是科學探究的標志，一個具體的教學過程只要具有一兩個這樣的要素，它就有了探究性。也就是說，學習時的科學探究不一定是‘完整的。因此，也不能苛求教師在課堂教學中都要展現‘完整的科學探究?！?

在進行校本課程教學的過程中，我們對唐教授的觀點深表認同：形式多樣，不拘形式，不求“完整”！這無疑給我們廣大的一線教師在關鍵處松了綁，解放了我們的思想，放開了我們的手腳，讓我們得以按照課程的本質去理解課程，遵照課改的本質去實施課改。

（二）教師在校本課程實施過程中的專業(yè)心理成長

在實施課改之初，我們曾經天真地以為，科學探究就是讓學生自己或者老師帶著學生去做實驗，最好學生自己能得出結論，實在不行再由老師引導學生總結。更直白地說，我們是想著給學生玩一玩、體驗一下，然后還得由老師講，最后還是由老師逼著學生去做練習。這樣的理解也曾順帶引發(fā)了我們很多消極的聯想，比如：如果沒有實驗條件，就不探究了；如果課時比較緊，就不探究了；如果學生表現不好，就更用不著探究了。因為，實實在在地，我們面臨著這樣一個巨大的困難，就是學?，F有的實驗條件很差：實驗器材老舊，學校長期不夠重視實驗教學，教師設計實驗教學的水平不高……

將近兩年的校本課程的教學實踐，有力地促進了老教師的自我提升，同時也帶動了青年教師的專業(yè)成長。我們找到了方向，有了自己的一些體會。尤其重要的是，我們一直在不斷地剖析自己的教學心理，反思自己的教學行為，體驗研究的過程，積累探究教學的感受和收獲。對于科學探究，我們經歷了“排斥—迷惘—接受—認同”的心理過程，在教學觀念中逐漸明確了“實驗探究和理論探究并重，情感體驗和態(tài)度價值觀自然形成”的思想，在教學行為上初步形成了“課堂教學和校本課程相結合”的模式。

（三）對學生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)自然達成

我們在教學實踐中發(fā)現，科學探究對于引導學生體驗積極情感、形成科學的態(tài)度和正確的價值觀三方面都有著明顯的促進作用，而且，這種引導是自然而然達成的。

例如，在開展“水果電池”這一課題的科學探究活動時，學生最初并不感興趣，覺得“水果可以提供電流”這是在初中甚至早在小學時期就已經知道的“常識”，沒有什么探究價值，抱著一種不以為然的態(tài)度。在實施這個探究活動的過程中，我們不是簡單地介紹這個實驗的重要性，而是設計了一系列的問題，使用指導卡片引導學生從水果的甜度、極板材料的金屬活動性、極板與水果的接觸面積等角度去探究水果電池的電流大小與什么因素有關。這些問題讓學生意識到自己對水果電池的認識是真的不夠深入和全面，于是“自然而然地”激發(fā)了好奇心與探究欲。在對以上問題進行實驗探究的過程中，學生對科學的認知又一次“自然而然地”經歷了從簡單的了解過渡到定性分析原因的過程，最終得到了“如何通過定量分析發(fā)現規(guī)律”的科學思維方法的訓練。在“測量電流大小”“制作水果電池供電電路”等教學環(huán)節(jié)，問題研討、小組競賽、成果展示等豐富的教學活動，不斷地激發(fā)并鼓舞著學生的探究熱情，讓學生在活動中學會了如何與他人交流與分享，并“自然而然地”形成了敢于堅持正確觀點、勇于修正錯誤的科學態(tài)度，培養(yǎng)了主動合作、樂于合作的團隊精神，以及熱愛科學的情感。學生在課后反思時感慨：“成功路上會有無數次失敗，我們要堅持，不斷地動手探究?！?/p>

又如，在制作電磁鐵的實驗中，有個小組做了很多次實驗，最終制成的電磁鐵僅僅吸起了幾枚小鐵針，對此，學生的情緒很是低落，下課時間快到了，這個小組正準備偃旗息鼓放棄實驗，我們的指導老師發(fā)現后，沒有馬上告訴學生問題所在，也沒有給他們講述科學家們克服困難的故事，更沒有批評學生，而是放下身段，陪著學生一起動手，從每一個實驗步驟到每一個人負責的項目，引導大家反復檢查、實驗，最后學生們終于發(fā)現：都是銅線接頭沒有打磨好惹出的禍！問題解決了，實驗成功了，學生們在經歷了失敗和挫折之后品嘗到成功的喜悅，不僅懂得了“失敗是成功之母”的道理，更從指導老師的身上體會到了不怕困難、勇于克服困難的堅忍不拔的意志對科學實驗的重要。老師以身示范，其作用遠比簡單的說教自然而有效。

看到學生在科學探究校本課程教學實踐活動中的進步，我們由衷地感到欣慰。每當我們在課堂中看到學生專注的眼神和那認真細致地檢查器材、埋頭奮筆推算的身姿，聽到學生堅定的表述、會心的笑聲時，我們的心里會充滿了歡樂和自豪。學期末，當我們對“物理科學探究”這門課程進行學情問卷調查時，我們欣喜地看到，學生對這門課程給予了高度的評價，并表達出了充分的喜愛，100%的學生“喜歡”，92%的學生“還想參加”。我們從學生的答卷中讀出了信心、睿智、幽默、收獲、成長。

三、問題與對策

（一）完整的模式追求

在我們教研組，幾乎所有的高中老師都帶過4次以上的畢業(yè)班，對原有知識結構和高考都十分熟悉，已經形成了相對穩(wěn)定的教學模式。當我們嘗試著開展科學探究時，我們必須養(yǎng)成新的教學習慣。最大的問題是需要全新備課，而且是在短時間內對課程進行完整度相當高的整體規(guī)劃。目前，我們已初步建立起“課堂教學和校本課程相結合”的教學模式，但這只能算是觀念上的初步轉變，有了一些粗淺的認識。只有當全體教師不斷激發(fā)出自我對物理教學的熱情、能夠獲得學校和上級部門的更多支持以后，我們才有可能盡快搭建起包括科學評價在內的完整的體系和更為規(guī)范的操作模式。

（二）亟需有效的培訓

盡管我們與師院科學探究俱樂部合作開設了“物理科學探究”校本課程，雙方在理論和實踐上互有補充，但對于一線的教師而言，得到系統(tǒng)和完整的理論指導還是太少。原因有三：一是教師自身主動學習、主動實踐的積極性不高；二是學校教務和科研部門提供的培訓機會很少；三是不少培訓機會往往停留在通識層面，對具體的學科問題少有深入的專題培訓。

（三）教學條件的缺乏和實驗能力、計算機技術的缺陷

科學探究對實驗室提出了很高的要求。按照教材安排，幾乎每一小節(jié)都會涉及演示實驗；如果再考慮校本課程要求的大量實驗，師生在實驗室的探究時間將大大增加。即便所有的實驗都是物理老師自行去實驗室做前期準備，實驗室的現有條件也不能滿足這些課程對實驗器材的要求。要真正解決這一問題，除了物理教師要發(fā)揮自己的聰明才智，在現有條件下盡量巧妙地進行實驗探究的設計之外，還有賴于學校對教研組和實驗室建設的資金投入。

另外，先進實驗技術（頻閃技術、氣墊技術、傳感技術等）和計算機技術的缺陷，也常常使我們的科學研究教學陷入困境。

通過近兩年的實踐和探索，我們對科學探究的理論和實踐有了初步的認識，也對開展科學探究教學的艱巨性、長期性和各種困難有了一定的認識和思想準備，我們最真切的感受就是“在路上”。我們的工作“在路上”，我們需要各方有識之士的大力支持，需要廣大教師和學生積極參與、共同探索，才能迅速融入廣西新課程改革之中，為我區(qū)的高中課改助力。我們已經在路上，并將繼續(xù)在科學探究的路上勠力前行。

（責編 白聰敏）