高中物理“过程与方法”有效教学的实施

吴春霞

高中物理“过程与方法”有效教学的实施

吴春霞

课程标准把“过程与方法”作为一种教学理念和目标，其目的就是让学生经历研究过程，体验和掌握科学方法。目前一些教师在教学理念和教学手段上仍然重结论、轻过程。要想真正落实课程标准中的“过程与方法”课程目标，必须从理念内涵到实践操作、从学科特点到教学内容加强对“过程与方法”的深入研究。

“过程与方法”；物理学科特点；不同教学内容

一、问题的提出

课程标准中“过程与方法”的课程目标的主要内容是：经历科学探究的过程，尝试应用科学探究的方法研究物理问题；通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法；尝试运用物理原理和研究方法解决一些实际问题。［1］综上所述，“过程与方法”的课程目标要求的就是变“追求学习的结果”为“强调学习的过程”。

实施新课程以来，高中物理教师在教学理念和教学手段上仍重结论、轻过程，其表现如下：

一些教师没有深刻的“过程与方法”的教学意识，教学中将一些操作稍困难的实验或较抽象的物理规律的理论分析简化处理。如探究加速度与力、质量的关系的实验教学，将学生的分组实验改为教师的演示实验，或更简化为以课件代替实验，然后，简单地把F=ma的结论告诉学生，而后迅速进入应用公式解题练习。

一些教师能有“过程与方法”的教学意识，但不能结合具体教学内容制定“过程与方法”的教学目标，只是形式上照搬课标的原话，不具操作性。例如，只要是探究教学课题，制定的“过程与方法”的教学目标都是“通过实验探究的过程，让学生掌握探究式学习的方法”。

一些教师的“过程与方法”教学形式化，将物理概念和规律的形成过程归纳为XX法或直接给出所谓的“二级结论”，让学生在解题中机械地背诵和套用。如应用楞次定律解答相关问题时套用“增反减同”；解答伏安法测电阻的相关问题时套用“内大外小”等，以为这就是物理思维方法。

上述做法就其内在动机而言是应对各种考试特别是应付高考。但是，没有方法的教学过程和没有过程的方法教学其结果是学生对于知识理解不透彻，概念、规律记忆不清晰。不仅没有提高课堂效率，反而使学习效果事倍功半，更谈不上学生能力的培养。

究其原因是教师对“过程与方法”教学的内涵不能深入理解，对“过程与方法”的课程目标没有真正内化为正确的教学理念。

二、高中物理教学中“过程与方法”的解读

“过程与方法”课程目标中的“过程”指物理学科知识的形成过程和学生的学习过程。任何物理概念、规律都是物理学家在探究未知世界的过程中形成的。相对学生来说，“过程”是在学习知识、运用技能、体验方法时，需经历的感知、理解或实践的过程。学生只有经历知识探究的过程才能更好地理解知识，在探究过程中才能更好地体会科学方法。

“过程与方法”课程目标中的“方法”是指物理学家在探究物理知识过程中所形成的物理思维方法和学生的学习方法。《课标》中所说的科学方法，指的是人类认识客观世界、影响客观世界的一些基本观点和所用的方法，例如处理实验基础与逻辑结构关系的方法、处理具体事例与一般规律关系的方法等；也包括带些技能性的方法，如用图像处理实验数据的方法等。相对学生来说“方法”是在过程中学到方法或运用某种已掌握的方法来进行学习。［2］

课程标准中的“过程与方法”应该指学生积极主动经历学习过程，并在学习活动中以现有知识和能力来努力寻找和体验解决问题的方法，而不是指教师的讲课过程和教师的教学方法。

“过程与方法”的学习作为物理教学的一个重要环节，对于培养学生的观察能力、实验能力、思维能力等都具有重要作用。这是因为，就认知或教学活动而言，物理知识（物理概念、规律等）是人类对自然界探索过程中的一种认识状态，而知识的探索、形成或教学（物理概念的形成、规律的揭示、实验的设计等）则是一种过程。与状态相比，过程的内涵更为丰富，它在物理知识的产生和形成过程中，始终贯穿着辛勤的实验探索和周密的理性思考。［3］因此，物理教学中的“过程与方法”的内涵是指科学的概念、原理体系只有和相应的探究过程和思维方法结合起来，才能使学生的思维过程和整个精神世界获得实质性的发展和提升。

对“过程与方法”的内涵的理解不同，就会设计不同的教学行为。例如物体运动规律的教学，如果从注重知识的角度设计教学，那么，从加速度的定义出发，经过简单的代数式变形，马上就可以得到v＝v0+at，于是就能用来解题了。这样的教学过程，数学公式及其变形对学生有较强烈的刺激，教学内容没有让学生经历和体验到物理思维过程和方法。而如下思路的教学与上述视角则不同：首先，通过实验记录小车在重物牵引下运动时，时间与对应的速度的数据；然后，作出速度与时间关系的图像；分析后发现它的v-t图像是一条倾斜的直线；据图像的物理意义，确定直线v-t图像所代表的运动是加速度不变的运动，得出匀变速运动的定义；最后，通过图像研究匀变速直线运动，得出v＝v0+at。［2］这种“过程与方法”的教学思路强化了从实验得出规律的一般性物理思维过程，练习了用图像分析问题的通用方法，逻辑线索清晰。这样的教学不是着眼于最后的公式，体现的正是“过程与方法”的教学。［4］

三、建构主义认知理论

建构主义认为:学生知识结构的发展，是在其认识新知识的过程中，伴随着同化和顺应认知结构不断再造的过程。同化指对新知识进行加工改造，使之与原认知结构相适应;顺应指改造原有的认知结构去适应新的知识。

学生获得知识的过程不是知识的累积过程，而是学生的主动建构过程。获得的新知识与原有认知结构中的知识发生相互作用，对新知识进行内化。在物理教学过程中，注重“过程与方法”目标的达成其意义就在于强化学生对知识的同化和顺应。

四、高中物理学科教学特点

物理学是一门成熟的精密科学，实验事实是它的基础，逻辑关系构成了它的理论结构，两者缺一不可。［2］

1.高中物理有概念、规律、实验等教学内容

物理概念和物理规律是物理学的主干，实验是物理学的主要研究方法。

物理概念和物理规律是构成物理学的重要组成部分，物理概念也是物理规律学习的基础。对物理概念的理解程度直接影响着物理规律的建立。例如，学生在没有理解好“加速度”的概念基础上学习匀变速直线运动的规律就会比较困难。物理概念是构成物理规律、建立物理问题数学表达式、完善物理理论的基础和前提，是整个物理知识体系的支撑点。

物理学是一门以实验为基础的科学，实验教学是高中物理教学中极为重要的教学手段和过程，实验教学有助于学生体验科学探究过程，学习科学研究方法。

2.高中物理“过程与方法”教学的特征

（1）典型的科学思维方法

理想模型、微元积分法、控制变量法、比值法等都是研究物理问题的科学思维方法，教师在教学中要重视物理科学思想、方法的指导，培养学生的理性思维习惯。

在物理概念、规律的教学中，通过让学生观察、分析、归纳等方法得出结论，或者通过提出猜想，再经过实验、分析，探究出一般规律。这就是研究物理问题必须要学习的科学思维方法。

需要指出的是，要让学生掌握方法性的东西，不能靠灌输，只能靠学生多次的实践和领悟。比如，对于微元法的教学单靠几节习题课的教学，学生是不会真正理解和掌握的。因此，教学中我们要对高中物理教学内容作一个系统化、结构化的设计。［5］例如，对于必修一第一章中的平均速度和瞬时速度概念、第二章匀变速运动的规律及必修二中的“探究弹性势能的表达式”实验等教学内容，如设计下述教学方式，使学生多次接触，反复经历，将会深刻体会到微元法的思想。

第一次，平均速度和瞬时速度——一个区间里各点的瞬时速度可能不一样，但只要区间足够小，可以用这小段的平均速度来代替；第二次，通过v-t图像导出匀变速运动的位移公式；第三次，“探究弹性势能的表达式”:计算变力做的功，随着弹簧的伸长，弹力在不断增加，但伸长的长度很小时，可以用一个不变的力代替这个变化的力。

（2）典型的科学探究

高中物理教学中的科学探究，是通过学生自己的探索性活动，变未知为已知的一类学习过程。实验是科学探究的重要手段之一。同时还应该认识到，实验是用理性分析来指导观察的方法，为了在实验的基础上建立物理定律，还需抽象、归纳，并伴之以逻辑推理和定量演算等。［4］因此，科学探究是典型的“过程与方法”教学方式。

不同的教学方式适用于不同的教学内容。高中教学多是以实验为主的实验探究。也有以文献研究为主和逻辑论证等的理论探究。［3］例如“探究弹性势能的表达式”、“探究向心加速度大小的表达式”等是没有实验活动的理论探究。［5］

科学探究是一种学习方式，是学习目标，也是学习内容。从学生的角度来看，科学探究是一种学习方式，学生在科学探究活动中，要经历与科学工作者进行科学探究相似的过程。根据《标准》要求,科学探究也是学生完成物理课程所必须达到的学习目标。科学探究的方法是一种程序性知识，学生对探究方法的掌握以及对各探究要素意义的认识，都有一个系统学习和不断加深理解的过程。［3］因此，科学探究的行为应渗透在整个物理教学中。

五、不同教学内容中的“过程与方法”

1.物理概念教学中的“过程与方法”

概念的形成过程蕴含着科学方法，物理概念的建立过程就是思维活动的过程。

物理概念教学中的“过程与方法”主要包括概念的引入、概念的形成过程、概念的理解以及概念的应用。按照建构主义教学理论，在新知识的学习过程中，教师要提供足够多的感性材料与学生原有的知识结构相互作用，让学生的认知结构与所学知识联系起来。因此，在教学过程中，要根据概念的形成背景，引导学生去分析、了解概念的形成过程，弄清概念的来龙去脉。如进行“加速度”教学时，要以教材“思考与讨论”提供的素材，针对实际问题，让学生参与讨论，充分发表意见，这样学生们才会感到有必要引入一个新的物理量。

2.物理规律教学中的“过程与方法”

物理规律反映物质运动变化过程中各个因素之间的本质联系，物理规律也反映了物理概念之间的必然联系。物理规律教学中的“过程与方法”是让学生或通过观察和实验或通过合理推理和理论推导等方法去亲身体验物理规律的发现和形成的过程。

针对物理规律的形成特点和类型，一般来说，物理规律教学中的“过程与方法”要经历一个发现问题、探索规律、讨论规律和运用规律的过程。只有在观察、实验、探索和分析物理现象，理解、掌握和运用物理规律的过程中，学生的各种能力才能不断形成和发展起来。例如，对于法拉第电磁感应定律等的教学，就要从观察法拉第的实验中发现问题开始，步步深入，直到理解、运用定律。

3.物理实验教学中的“过程与方法”

实验是物理学研究的重要方法之一，学生在实验过程中能够更好地体会物理科学方法，这是讲授式教学无法替代的。［1］从“过程与方法”角度讲，实验不再是仅仅为了引出概念，验证规律，也不是仅仅为了提高学生的动手能力。通过实验教学，更重要的是让学生体验科学探究过程，学习科学研究方法，提高科学素养。

实验教学中的“过程与方法”是指学生在教师的组织指导下，在实验室独立完成实验操作、处理实验数据、得出实验结果的一种课堂实验教学方式。

科学知识、科学思维与科学方法互为刀和刃。没有刀，何来刃？没有刃的刀何用之有？［6］就学生物理知识的学习而言，与结果相比，学习的过程更重要。

［1］中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）［Z］.北京：人民教育出版社，2003：4.

［2］张大昌.新课程高中物理教材的几个问题［DB/OL］.人民教育网，2006.6.

［3］廖伯琴，张大昌.普通高中物理课程标准解读［M］.武汉：湖北教育出版社，2004：4.

［4］张大昌.从物理课程看科学探究［DB/OL］.人民教育网，2006.6.

［5］彭前程.新课程改革的实践与探索──普通高中课程标准物理教材介绍［DB/OL］.人民教育网，2005.3.

［6］张维善.致教师们［DB/OL］.人民教育网，2005.3.

责任编辑：刘升芳

吴春霞，天津市河北区教师进修学校教研员，中学特级教师，主要从事中学物理教学研究（天津300010）。

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