吳春霞

高中物理“過程與方法”有效教學(xué)的實施

吳春霞

課程標(biāo)準(zhǔn)把“過程與方法”作為一種教學(xué)理念和目標(biāo)，其目的就是讓學(xué)生經(jīng)歷研究過程，體驗和掌握科學(xué)方法。目前一些教師在教學(xué)理念和教學(xué)手段上仍然重結(jié)論、輕過程。要想真正落實課程標(biāo)準(zhǔn)中的“過程與方法”課程目標(biāo)，必須從理念內(nèi)涵到實踐操作、從學(xué)科特點到教學(xué)內(nèi)容加強(qiáng)對“過程與方法”的深入研究。

“過程與方法”；物理學(xué)科特點；不同教學(xué)內(nèi)容

一、問題的提出

課程標(biāo)準(zhǔn)中“過程與方法”的課程目標(biāo)的主要內(nèi)容是：經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題；通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法；嘗試運用物理原理和研究方法解決一些實際問題。［1］綜上所述，“過程與方法”的課程目標(biāo)要求的就是變“追求學(xué)習(xí)的結(jié)果”為“強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程”。

實施新課程以來，高中物理教師在教學(xué)理念和教學(xué)手段上仍重結(jié)論、輕過程，其表現(xiàn)如下：

一些教師沒有深刻的“過程與方法”的教學(xué)意識，教學(xué)中將一些操作稍困難的實驗或較抽象的物理規(guī)律的理論分析簡化處理。如探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗教學(xué)，將學(xué)生的分組實驗改為教師的演示實驗，或更簡化為以課件代替實驗，然后，簡單地把F=ma的結(jié)論告訴學(xué)生，而后迅速進(jìn)入應(yīng)用公式解題練習(xí)。

一些教師能有“過程與方法”的教學(xué)意識，但不能結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容制定“過程與方法”的教學(xué)目標(biāo)，只是形式上照搬課標(biāo)的原話，不具操作性。例如，只要是探究教學(xué)課題，制定的“過程與方法”的教學(xué)目標(biāo)都是“通過實驗探究的過程，讓學(xué)生掌握探究式學(xué)習(xí)的方法”。

一些教師的“過程與方法”教學(xué)形式化，將物理概念和規(guī)律的形成過程歸納為XX法或直接給出所謂的“二級結(jié)論”，讓學(xué)生在解題中機(jī)械地背誦和套用。如應(yīng)用楞次定律解答相關(guān)問題時套用“增反減同”；解答伏安法測電阻的相關(guān)問題時套用“內(nèi)大外小”等，以為這就是物理思維方法。

上述做法就其內(nèi)在動機(jī)而言是應(yīng)對各種考試特別是應(yīng)付高考。但是，沒有方法的教學(xué)過程和沒有過程的方法教學(xué)其結(jié)果是學(xué)生對于知識理解不透徹，概念、規(guī)律記憶不清晰。不僅沒有提高課堂效率，反而使學(xué)習(xí)效果事倍功半，更談不上學(xué)生能力的培養(yǎng)。

究其原因是教師對“過程與方法”教學(xué)的內(nèi)涵不能深入理解，對“過程與方法”的課程目標(biāo)沒有真正內(nèi)化為正確的教學(xué)理念。

二、高中物理教學(xué)中“過程與方法”的解讀

“過程與方法”課程目標(biāo)中的“過程”指物理學(xué)科知識的形成過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。任何物理概念、規(guī)律都是物理學(xué)家在探究未知世界的過程中形成的。相對學(xué)生來說，“過程”是在學(xué)習(xí)知識、運用技能、體驗方法時，需經(jīng)歷的感知、理解或?qū)嵺`的過程。學(xué)生只有經(jīng)歷知識探究的過程才能更好地理解知識，在探究過程中才能更好地體會科學(xué)方法。

“過程與方法”課程目標(biāo)中的“方法”是指物理學(xué)家在探究物理知識過程中所形成的物理思維方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。《課標(biāo)》中所說的科學(xué)方法，指的是人類認(rèn)識客觀世界、影響客觀世界的一些基本觀點和所用的方法，例如處理實驗基礎(chǔ)與邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系的方法、處理具體事例與一般規(guī)律關(guān)系的方法等；也包括帶些技能性的方法，如用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。相對學(xué)生來說“方法”是在過程中學(xué)到方法或運用某種已掌握的方法來進(jìn)行學(xué)習(xí)。［2］

課程標(biāo)準(zhǔn)中的“過程與方法”應(yīng)該指學(xué)生積極主動經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程，并在學(xué)習(xí)活動中以現(xiàn)有知識和能力來努力尋找和體驗解決問題的方法，而不是指教師的講課過程和教師的教學(xué)方法。

“過程與方法”的學(xué)習(xí)作為物理教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力等都具有重要作用。這是因為，就認(rèn)知或教學(xué)活動而言，物理知識（物理概念、規(guī)律等）是人類對自然界探索過程中的一種認(rèn)識狀態(tài)，而知識的探索、形成或教學(xué)（物理概念的形成、規(guī)律的揭示、實驗的設(shè)計等）則是一種過程。與狀態(tài)相比，過程的內(nèi)涵更為豐富，它在物理知識的產(chǎn)生和形成過程中，始終貫穿著辛勤的實驗探索和周密的理性思考。［3］因此，物理教學(xué)中的“過程與方法”的內(nèi)涵是指科學(xué)的概念、原理體系只有和相應(yīng)的探究過程和思維方法結(jié)合起來，才能使學(xué)生的思維過程和整個精神世界獲得實質(zhì)性的發(fā)展和提升。

對“過程與方法”的內(nèi)涵的理解不同，就會設(shè)計不同的教學(xué)行為。例如物體運動規(guī)律的教學(xué)，如果從注重知識的角度設(shè)計教學(xué)，那么，從加速度的定義出發(fā)，經(jīng)過簡單的代數(shù)式變形，馬上就可以得到v＝v0+at，于是就能用來解題了。這樣的教學(xué)過程，數(shù)學(xué)公式及其變形對學(xué)生有較強(qiáng)烈的刺激，教學(xué)內(nèi)容沒有讓學(xué)生經(jīng)歷和體驗到物理思維過程和方法。而如下思路的教學(xué)與上述視角則不同：首先，通過實驗記錄小車在重物牽引下運動時，時間與對應(yīng)的速度的數(shù)據(jù)；然后，作出速度與時間關(guān)系的圖像；分析后發(fā)現(xiàn)它的v-t圖像是一條傾斜的直線；據(jù)圖像的物理意義，確定直線v-t圖像所代表的運動是加速度不變的運動，得出勻變速運動的定義；最后，通過圖像研究勻變速直線運動，得出v＝v0+at。［2］這種“過程與方法”的教學(xué)思路強(qiáng)化了從實驗得出規(guī)律的一般性物理思維過程，練習(xí)了用圖像分析問題的通用方法，邏輯線索清晰。這樣的教學(xué)不是著眼于最后的公式，體現(xiàn)的正是“過程與方法”的教學(xué)。［4］

三、建構(gòu)主義認(rèn)知理論

建構(gòu)主義認(rèn)為:學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的發(fā)展，是在其認(rèn)識新知識的過程中，伴隨著同化和順應(yīng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷再造的過程。同化指對新知識進(jìn)行加工改造，使之與原認(rèn)知結(jié)構(gòu)相適應(yīng);順應(yīng)指改造原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去適應(yīng)新的知識。

學(xué)生獲得知識的過程不是知識的累積過程，而是學(xué)生的主動建構(gòu)過程。獲得的新知識與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識發(fā)生相互作用，對新知識進(jìn)行內(nèi)化。在物理教學(xué)過程中，注重“過程與方法”目標(biāo)的達(dá)成其意義就在于強(qiáng)化學(xué)生對知識的同化和順應(yīng)。

四、高中物理學(xué)科教學(xué)特點

物理學(xué)是一門成熟的精密科學(xué)，實驗事實是它的基礎(chǔ)，邏輯關(guān)系構(gòu)成了它的理論結(jié)構(gòu)，兩者缺一不可。［2］

1.高中物理有概念、規(guī)律、實驗等教學(xué)內(nèi)容

物理概念和物理規(guī)律是物理學(xué)的主干，實驗是物理學(xué)的主要研究方法。

物理概念和物理規(guī)律是構(gòu)成物理學(xué)的重要組成部分，物理概念也是物理規(guī)律學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。對物理概念的理解程度直接影響著物理規(guī)律的建立。例如，學(xué)生在沒有理解好“加速度”的概念基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)勻變速直線運動的規(guī)律就會比較困難。物理概念是構(gòu)成物理規(guī)律、建立物理問題數(shù)學(xué)表達(dá)式、完善物理理論的基礎(chǔ)和前提，是整個物理知識體系的支撐點。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗教學(xué)是高中物理教學(xué)中極為重要的教學(xué)手段和過程，實驗教學(xué)有助于學(xué)生體驗科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法。

2.高中物理“過程與方法”教學(xué)的特征

（1）典型的科學(xué)思維方法

理想模型、微元積分法、控制變量法、比值法等都是研究物理問題的科學(xué)思維方法，教師在教學(xué)中要重視物理科學(xué)思想、方法的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維習(xí)慣。

在物理概念、規(guī)律的教學(xué)中，通過讓學(xué)生觀察、分析、歸納等方法得出結(jié)論，或者通過提出猜想，再經(jīng)過實驗、分析，探究出一般規(guī)律。這就是研究物理問題必須要學(xué)習(xí)的科學(xué)思維方法。

需要指出的是，要讓學(xué)生掌握方法性的東西，不能靠灌輸，只能靠學(xué)生多次的實踐和領(lǐng)悟。比如，對于微元法的教學(xué)單靠幾節(jié)習(xí)題課的教學(xué)，學(xué)生是不會真正理解和掌握的。因此，教學(xué)中我們要對高中物理教學(xué)內(nèi)容作一個系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計。［5］例如，對于必修一第一章中的平均速度和瞬時速度概念、第二章勻變速運動的規(guī)律及必修二中的“探究彈性勢能的表達(dá)式”實驗等教學(xué)內(nèi)容，如設(shè)計下述教學(xué)方式，使學(xué)生多次接觸，反復(fù)經(jīng)歷，將會深刻體會到微元法的思想。

第一次，平均速度和瞬時速度——一個區(qū)間里各點的瞬時速度可能不一樣，但只要區(qū)間足夠小，可以用這小段的平均速度來代替；第二次，通過v-t圖像導(dǎo)出勻變速運動的位移公式；第三次，“探究彈性勢能的表達(dá)式”:計算變力做的功，隨著彈簧的伸長，彈力在不斷增加，但伸長的長度很小時，可以用一個不變的力代替這個變化的力。

（2）典型的科學(xué)探究

高中物理教學(xué)中的科學(xué)探究，是通過學(xué)生自己的探索性活動，變未知為已知的一類學(xué)習(xí)過程。實驗是科學(xué)探究的重要手段之一。同時還應(yīng)該認(rèn)識到，實驗是用理性分析來指導(dǎo)觀察的方法，為了在實驗的基礎(chǔ)上建立物理定律，還需抽象、歸納，并伴之以邏輯推理和定量演算等。［4］因此，科學(xué)探究是典型的“過程與方法”教學(xué)方式。

不同的教學(xué)方式適用于不同的教學(xué)內(nèi)容。高中教學(xué)多是以實驗為主的實驗探究。也有以文獻(xiàn)研究為主和邏輯論證等的理論探究。［3］例如“探究彈性勢能的表達(dá)式”、“探究向心加速度大小的表達(dá)式”等是沒有實驗活動的理論探究。［5］

科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方式，是學(xué)習(xí)目標(biāo)，也是學(xué)習(xí)內(nèi)容。從學(xué)生的角度來看，科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在科學(xué)探究活動中，要經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究相似的過程。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》要求,科學(xué)探究也是學(xué)生完成物理課程所必須達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)。科學(xué)探究的方法是一種程序性知識，學(xué)生對探究方法的掌握以及對各探究要素意義的認(rèn)識，都有一個系統(tǒng)學(xué)習(xí)和不斷加深理解的過程。［3］因此，科學(xué)探究的行為應(yīng)滲透在整個物理教學(xué)中。

五、不同教學(xué)內(nèi)容中的“過程與方法”

1.物理概念教學(xué)中的“過程與方法”

概念的形成過程蘊含著科學(xué)方法，物理概念的建立過程就是思維活動的過程。

物理概念教學(xué)中的“過程與方法”主要包括概念的引入、概念的形成過程、概念的理解以及概念的應(yīng)用。按照建構(gòu)主義教學(xué)理論，在新知識的學(xué)習(xí)過程中，教師要提供足夠多的感性材料與學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)相互作用，讓學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)知識聯(lián)系起來。因此，在教學(xué)過程中，要根據(jù)概念的形成背景，引導(dǎo)學(xué)生去分析、了解概念的形成過程，弄清概念的來龍去脈。如進(jìn)行“加速度”教學(xué)時，要以教材“思考與討論”提供的素材，針對實際問題，讓學(xué)生參與討論，充分發(fā)表意見，這樣學(xué)生們才會感到有必要引入一個新的物理量。

2.物理規(guī)律教學(xué)中的“過程與方法”

物理規(guī)律反映物質(zhì)運動變化過程中各個因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，物理規(guī)律也反映了物理概念之間的必然聯(lián)系。物理規(guī)律教學(xué)中的“過程與方法”是讓學(xué)生或通過觀察和實驗或通過合理推理和理論推導(dǎo)等方法去親身體驗物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和形成的過程。

針對物理規(guī)律的形成特點和類型，一般來說，物理規(guī)律教學(xué)中的“過程與方法”要經(jīng)歷一個發(fā)現(xiàn)問題、探索規(guī)律、討論規(guī)律和運用規(guī)律的過程。只有在觀察、實驗、探索和分析物理現(xiàn)象，理解、掌握和運用物理規(guī)律的過程中，學(xué)生的各種能力才能不斷形成和發(fā)展起來。例如，對于法拉第電磁感應(yīng)定律等的教學(xué)，就要從觀察法拉第的實驗中發(fā)現(xiàn)問題開始，步步深入，直到理解、運用定律。

3.物理實驗教學(xué)中的“過程與方法”

實驗是物理學(xué)研究的重要方法之一，學(xué)生在實驗過程中能夠更好地體會物理科學(xué)方法，這是講授式教學(xué)無法替代的。［1］從“過程與方法”角度講，實驗不再是僅僅為了引出概念，驗證規(guī)律，也不是僅僅為了提高學(xué)生的動手能力。通過實驗教學(xué)，更重要的是讓學(xué)生體驗科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，提高科學(xué)素養(yǎng)。

實驗教學(xué)中的“過程與方法”是指學(xué)生在教師的組織指導(dǎo)下，在實驗室獨立完成實驗操作、處理實驗數(shù)據(jù)、得出實驗結(jié)果的一種課堂實驗教學(xué)方式。

科學(xué)知識、科學(xué)思維與科學(xué)方法互為刀和刃。沒有刀，何來刃？沒有刃的刀何用之有？［6］就學(xué)生物理知識的學(xué)習(xí)而言，與結(jié)果相比，學(xué)習(xí)的過程更重要。

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）［Z］.北京：人民教育出版社，2003：4.

［2］張大昌.新課程高中物理教材的幾個問題［DB/OL］.人民教育網(wǎng)，2006.6.

［3］廖伯琴，張大昌.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)解讀［M］.武漢：湖北教育出版社，2004：4.

［4］張大昌.從物理課程看科學(xué)探究［DB/OL］.人民教育網(wǎng)，2006.6.

［5］彭前程.新課程改革的實踐與探索──普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)物理教材介紹［DB/OL］.人民教育網(wǎng)，2005.3.

［6］張維善.致教師們［DB/OL］.人民教育網(wǎng)，2005.3.

責(zé)任編輯：劉升芳

吳春霞，天津市河北區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校教研員，中學(xué)特級教師，主要從事中學(xué)物理教學(xué)研究（天津300010）。

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