高中物理校本课程的实践与研究

摘 要： 我校校本课程《走进科学》，通过拓展、整合学科知识，改革、创新教学方式，切实培养学生实践能力，提升学生科学素养，树立热爱科学、学习科学、尊重科学的信念。本课程承担了一个很重要的职责：关注学生的可持续发展，融通人文与科学，为理科班的学生架起科学与艺术间的桥梁，科学与真善美间的桥梁。

关键词： 高中物理 校本课程 教学模块 教学方式

一、问题与缘起

（一）问题一：国家课程的先天弱点。

统一的国家课程为了更宏观地保障学习者的基本权利，保障所确定的教学内容与教学要求更具普遍性、权威性，比较科学、准确。所以专家们要科学地研发统一教材，面对全国并且长期策划、反复试验修改，但是，正是这种统一规划与印制的课程与教材先天地带来两项弱点。

1.较强滞后性

我们的世界在发生着日新月异的变化，所以，国家课程的相对稳定性比起时代发展与科技进步，比起时时更新的网络世界与教师随时可做的补充与调整，统一印制的教科书难免显得“陈旧”，有着难以克服的滞后性。

2.较弱适应性

国家课程似乎可以满足所有人，而又难以满足所有人。在南北之间，城乡之间，基点不同，需求不同，态度不同，难以左右逢源，或者以为过易，或者以为过难，或者以为超前，或者以为陈旧，于是不仅无法满足各地区学习者的全面需求，而且难以满足同一地区每位学习者的不同需求。

（二）问题二：我校课程改革带来了全新要求。

自2000年起，我校开始全面启动校本课程工程，在高一、高二开设了大量旨在拓宽学生知识面、发展学生能力的各类校本课程，以求能让学生乐而好学、学而有获，能让教师改变教学理念、优化教学行为，及时与新课程接轨。学校将物理、化学、生物学科并入同一门校本课程，称之为《走进科学》，由学生自主报名，每周四下午三、四两节课展开教学。

校本课程对教师提出了更高、更严的要求，这就必然将教师置于一个从未有过的战场。这就意味着教师必须大刀阔斧改革课程内容，照本（教科书）宣科是绝对不可能的；这也意味着教师必须重新思考教学方式，不然物理课仍是换汤不换药，学生对物理学习仍是不感兴趣，不得收益的。

二、认识与对策

（一）对策一：“瘦身”策略。

从物理学的发展历程来看，伽利略开创了实验研究的先河，他对自由落体的研究堪称科学探究的典范；牛顿经过对天体运动的长期思考，最终发现了万有引力，将地球与天体的运动规律统一起来，又是科学探究里程中的一大丰碑。电磁感应定律是法拉第实验探究的结果，麦克斯韦方程组则是理论思维的结晶。物理学革命的标志——量子论和相对论的创立，更是物理学上辉煌的成就。这些人物事件支撑起了雄伟的物理学殿堂，是整个物理学的“精华”所在。

所以，我们可以对现行物理课程进行“瘦身”，从物理方法和思维的角度，提取“精华”，剔除或删减物理教材中一些偏繁难旧的部分，向学生显示物理学中最重要、最伟大的方法和思维，向学生呈现庞大物理世界中与生活最息息相关的知识。

（二）对策二：“还原”策略。

纷繁复杂的物理原理、公式往往使文科班的学生感到物理知识很深奥，感到物理学习很困难，从而丧失了学习兴趣，熄灭了学习热情。但同时，物理又是一门与生活最息息相关的课程，物理就在我们身边，当把物理知识置于学生熟悉热爱的现实生活情境中时，学生必然感到物理知识的亲切，从而燃起学习的兴趣和热情。

所以，可以对诸多复杂知识体系进行“还原”，可以将学术化、书本化的物理知识创设于生活化情境中，以生活中的物理、科技中的物理向学生呈现知识，使学生在轻松学习、愉快学习中掌握原理、领略方法。

如将“呼啦圈”引过课堂，请学生亲身转动大小不同、轻重不同的呼啦圈，体会不同，分析摩擦力、向心力与呼拉圈转动是否平稳的因果关系，懂得其中涉及的公式及原理。这种经过“还原”的知识呈现显然比单纯通过解题计算的知识呈现更具趣味性，更具可理解性。

（三）对策三：“整合”策略。

《普通高中物理课程标准》（实验）中规定：所有学生要达到高中毕业水平，都必须完成物理学1、物理2的学习，必须从选修1—1、选修2—1、选修3—1系列中选学一个选修课程模块，即完成6个必修学分的物理课程学习。接着，学生可以根据自己的兴趣、发展潜能及今后的职业需求再从选修1、2、3系列中选学若干个物理选修课程模块。共同必修模块是为全体学生设计的，是从学生学习基本的物理内容，了解物理学的思想和研究方法，初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响的角度进行整合重组而成的。选修课程是在共同必修的基础上为满足学生的学习需求而设计的，涵盖电磁学、热学、光学、原子物理学等高二学习的众多内容的选修部分再以三个侧重进行整合重组，分为三类（侧重物理学与社会科学和人文科学的融合，侧重技术应用，侧重物理学的研究思想和方法）以供学生选修。

我认为，这种经“整合”成“模块”的知识体系让学生的学习充满了灵活性。而从物理学的研究思想和方法、物理学与人文科学的融合、物理技术应用这三个角度进行知识的整合，有利于理清重组成“模块”时物理知识的逻辑关系，有利于各“模块”间对学生知识和能力的互补。

三、设计与实践

（一）选择确定教学模块。

高中物理课程的具体目标体现在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上，设计确定教学内容，需要从这三个维度来构思教学内容的安排。所以，我以体现物理学的研究思想和方法的主导思想设计“科学革命”中心模块，以体现物理学与技术应用的主导思想设计“知识应用”中心模块，以体现物理学与社会科学和人文科学的主导思想融合设计“人文呼唤”中心模块。加强课程内容与学生生活、现代社会、科技发展中的各种问题的联系，吸纳社会发展中的新动态、新知识、新成果。

1.模块一——科学革命

科学上没有平坦的大道。科学经历的是一条非常曲折、非常艰难的道路。然而，我们在对学生进行教育的时候往往是应用经过多次消化了的材料来讲授的，或者经过抽象的理论分析加以表述，把已有的知识系统归纳，形成简明扼要的理论体系，这当然是必要的，但是这样的教学方法往往会使学生对科学概念的产生和发展引起误解，以为什么结论都可用数学推导出来，从而失去了对观察和实验的兴趣。这样的结果使学生不了解科学是怎样来的，时间长了，必然削弱学生学习物理的兴趣，扼杀学生对物理学习的探究精神。

讲清科学发展的曲折性，在我的课里始终是一个重要的模块，是一条主线。我要让学生充分认识到，科学的道路是不平坦的，科学家成功之路是艰险的，要准备付出比常人更多的精力和代价，必须有热爱科学、献身科学的精神，善于继承又勇于创新，才有可能取得成功。

牛顿怎样站在巨人的肩上、爱因斯坦十年的追光思考、居里一家的艰难困苦、卢瑟福长期研究阿尔法射线，以及量子理论早期发展所经历的曲折和磨难。从伽利略、牛顿讲到法拉第、爱因斯坦，讲他们的奋斗历程，讲他们的创造过程。物理学发展史中每一次飞跃，经过了多少准备，又遇到哪些矛盾。当带领着学生循着那些伟大科学家的足迹重返历史时，就会发现，在每一个公式，每一个定理后面都隐藏着一段血与火的历史。我以“科学革命”为模块让学生感受科学家慷慨的悲歌、胜利的喜悦；让学生体会科学家严谨的科学精神、瑰美的科学思想、求真的科学品质。

在教师充分占有相关资料后，应特别注意引领学生沿着如下线索开展研究。

（1）为什么会发生？一个物理事件之所以发生，必定有其历史背景和动因。

（2）事件的性质，有何特点？有何意义？在历史上起了什么作用？

（3）有什么时代特点？为什么在这个时候出现？有没有历史的必然性？

（4）为什么在这个地方？是什么社会因素决定的？

（5）分析人物的特点，他的成功要素。为什么会做出这个成果？

（6）他们是怎样作出成果的，所经的曲折和奋斗历程，以及从中可以得到的启示。

这样，每讲一个专题，每分析一个例子，从个例剖析中得到重要的物理知识和有益的启示，这些知识和启示并不是生硬灌输给学生，而是通过真实的历史、实际的资料、生动的情景把学生引向历史的场面，让他们自己去体会，自己去获益。

2.模块二——知识应用

学习物理，总离不开做题目，习题有什么功能？它有巩固知识的功能。但是，我们似乎把习题的功能最大化了，认为习题是应对考试，学得知识的唯一载体。大量做物理习题、搞“题海战术”，必然让许多学生死记硬背许多物理学的定理和公式，埋头苦干一些物理习题，但同时丧失了领略物理学美丽的思维方法，欣赏物理学巨大的现实作用，这使许多学生最为头痛，也使他们丧失了对物理学的兴趣。

所以，在这样的课中，要让学生少做物理习题，将大量的物理问题代以设计“知识应用”模块，将知识隐身于一个问题的解决，一个实验的观察，一个资料的搜索，一个故事的聆听，让学生在听、做、查、看中巩固知识，应用知识。

3.模块三——人文呼唤

狄更斯的《双城记》中有这样一段话：这是最好的时候，这是最坏的时候；这是智慧的年代，这是愚蠢的年代；这是信仰的新纪元，这是怀疑的新纪元；这是光明的季节，这是黑暗的季节；这是希望之春，这是失望之冬；我们将拥有一切，我们将一无所有；我们正在直登天堂，我们正在直下地狱……是的，当今社会每一人都会既有一种幸福感，又有一种危机感，科技的发展使人们的物质生活空前地富裕起来，但与此同时，地球上有限的能源及其他不可再生的资源也以日益加快的节奏被耗用掉。在与“原子能”这把双刃剑和平共处了55年之后，另一把基因工程和克隆技术的双刃剑又被握到了人们的手上。所以，如果说100年前人们曾怀疑科学是否会继续大发展的话，那么今天主要的担心则是科技能否被正确利用的问题了。

我们已经意识到，高度专业化的教育，让科学脱离了人文，让人文远离了科学。于是一个人，尽管可能是某种科技（或人文）领域里的专家，却对人类文化的更广大领域所知甚少，这一局限性导致自己专业活动中的短期行为和全局观念的缺乏。著名女科学家吴健雄指出，把人类文化已经长期分裂而造成隔阂的两种文化——科学文化与人文文化在学校校园时重新加以弥合，这是为了避免社会可持续发展中出现危机而必须解决的一个刻不容缓的问题。

以“人文呼唤”为模块让学生了解人本是自然界的一部分，应与自然和谐相处，树立危机感和责任感。

（二）设计教学方式。

无论如何，高中物理课程在知识的深度和广度上，还是学习方法上都对学生有较高层次的要求。教师要帮助学生，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度设计教学活动、教学方式，增强学生学好物理的自信心，让学生有一个逐步适应和学会学习的过程，使他们在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果；让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。

1.实验

物理学是一门实验科学，文科班的物理学习尤其需要实验。“说千道万，一看了然”，学生在教师的指导下通过实验自主探索，发现规律，掌握和深化知识。而教师通过多种途径，设计、制作一些趣味性实验，则更易于让学生接受，更易于激发学生的好奇心，形成兴趣和求知欲。当趣味实验与厂制仪器实验在课堂上相互弥补、并驾齐驱时，物理课堂就具有了旺盛的生命力。

实验中要让学生主体实践，但是实验并不等同于让学生看一看，做一做。实验教学要给学生创造一个可动手、可假设、可想象、可创新的开放的时空。所以，实验式教学一般应按以下四个过程进行：主体实验、思考探索、总结探索、想象创造。

以《电的来源》（两课时）为例说明：

第一阶段：主体实验

实验器材：气球、塑料包扎带、土豆、铜片、锌片、铁丝、铜丝、蜡烛、灵敏电流表、50米左右电线、导线若干

实验内容：

内容一：左手朝上拿住一充足气的气球，右手掌朝下快速摩擦气球，然后让右手掌心放在气球上，松开左手，观察现象。

内容二：塑料包扎带，一端打结，从另一端开始将塑料带撕成细条子，用左手自打结处开始迅速捋带子，观察现象。用湿毛巾轻轻揩一下，慢慢地在张开的塑料细条子从上到下捋一下，观察现象。

内容三：在土豆上插一片事先打磨过的铜片和一片锌片，用导线将铜片、锌片及灵敏电流表串联，观察现象；将一音乐贺卡的电池拆下，接入此土豆电池，观察现象。

内容四：取两段相同的铜丝和一段铁丝，将铁丝的两端分别与两根铜丝的一端绞合在一上起，两根铜丝的另一端分别接在一只灵敏电流计的两极上，用烛焰加热铁丝与铜丝的一个绞合端，观察现象。

内容五：把电线绕成周长5米左右的圈，一根线的两股可并联也可串联，接上灵敏电流表，组成闭合电路。两人握住导线两头用力甩导线，观察现象。

第二阶段：思考与探索

思考1：归纳这五种电的电本质。

思考2：这五种起电方式中各实现了怎样的能量转化？

思考3：生活中有与此五种起电方式相似的现象吗？

思考4：说一说生活中有关于这几类电的应用？

思考5：这些不同来源的电有共同之处？

第三阶段：总结探索

总结1：雷电的本质和内容一、二的电本质是一样的，都是摩擦而造成了物体得失电子。

总结2：这些电的来源虽不同，但它们均具有共同点，如电的热效应，电的磁效应，电的化学效应，电的生理效应。

第四阶段：想象创造

想象1：利用温差电制成热传感器。

想象2：利用水果和蔬菜制成环保电池。

2.讲座

讲座中教师要注意两点。（1）内容精练，点题确切。在充分积累占有相关资料后，要用个例剖析方法，寓教于史，引而不发。一件事往往可以得到多方面的启示，令人回味不尽。要把传授知识、科学普及和思想教育结合起来。教师既要有形象资料，又要利用图片、录音录像、多媒体，介绍思想的精华，使其生动活泼而又意境深邃。（2）亲切动情，思想交融。在讲课中切不可说教，要像讲故事拉家常一样向学生介绍历史的经过。讲到动情处，确实要像演员进入角色那样，具有一定的感染力。当讲到科学家的生平事迹时，我往往是带着激情，歌颂他们刻苦钻研，热爱科学，献身科学的忘我精神。要把自己也融入这些历史过程中，要让自己首先受到教育，受到激励。

具体实施应侧重于两点：一是拓宽学生的知识面，让学生了解科学发展史，了解前沿科学知识，了解最新科学资讯；二是锻炼学生的思辨力，让学生根据掌握的知识对一些观点做出判断并交流论证。

3.主题活动

围绕着某一主题或某一知识，组织材料，设计活动，让学生在游戏、运动、参观中参与活动，获得体验，掌握知识，发展能力。

在主题活动中教师要注意教学场地的开放，不只教室是教学的场所，操场、阅览室、社区、工厂都可成为教学的“另类教室”。既然是活动，就不可避免地带有一定的不确定性，所以教师要充分准备活动的场地和器材，在教学中对学生加强管理和监督。

以《生活中的力学知识》（两课时）为例说明。

地点：操场

阵容：学生席地而坐，围成扇形。

过程：

（1）点球

①教师出示问题：怎样的点球命中率最高？

②学生讨论。

③学生活动：设一守门员，让学生分别以半高球、地滚球射门；多次射门后分别记录半高球和地滚球的成功率。

④提炼知识，得出结论。

（2）呼拉圈

①学生活动：让学生用同样大小的一重一轻两个呼拉圈运动，记录圈数。再让学生用

同样轻重的一大一小两个呼啦圈运动，记录圈数。记录多组数据。

②分析数据，得出呼拉圈的重、轻，大、小对结果的影响。

③提炼总结：呼拉圈中蕴含的摩擦力、向心力等力学知识。应选择怎样的呼拉圈？

三、拔河

1.学生活动：二人一组拔河。多人一组拔河。记录参赛人员的体重。

2.分析比赛结果，提炼相关知识。

3.讨论拔河技巧。

4.竞赛。

以个人、小组为单位进行竞赛。在团体协作的基础上，比智能、比表述、比技能，在竞争中展示优点，正视弱点。

要注意的是，不能只为了竞赛而竞赛，而应注重赛后分析，交流比赛得胜或失败的原因，提炼其中涉及的知识和方法。

5.课题研究。

课题研究是学生在教师的指导下以“类似科学研究的方式”去获取知识和应用知识的学习方式。可分为探索性实验、科技小制作、新科技问题的学习报告、社会调查、扩展性学习等几个不同的类型。有利于培养学生的综合能力，激活学生的创新思维。

要注意为学生提供好的课题，所谓好的课题，我认为应具有以下一些特征：有趣的、与生活联系紧密的、有资源保障的。要注意让学生有自主选题的权利，只有是学生感兴趣的，想研究的课题，才能激发学生的学习欲望和探究欲望。学生认真完成了课题研究，要将学生撰写的课题报告进行答辩、展示，并将优秀作品在校公示栏里展出。

根据教学模块，我为学生提供了近20个课题超市，供学生分批选择研究。如有关“知识应用”模块设计了《“香蕉球”的路线是如何形成的》、《足球场上的力学知识》、《小轿车外部研究》、《刀具中的力学原理》、《自行车中的物理原理》等课题。有关“科学革命”模块设计了《诺贝尔奖中的物理学家的共性》、《物理课本中的科学家的中学时代》等课题。有关“人文呼唤”模块设计了《现代武器与人类的未来》、《噪声的危害与测定》、《核能的利用》等课题。另外，根据某些学生的“文学情结”还设计了《成语中的物理哲理》、《物理与文学》、《历史上的中国物理》等另类课题。

四、效果与影响

（一）激发了学生学习兴趣，增强了自信。

新奇有趣的学习内容，让学生体会到物理世界是一个神奇的世界，是一个诱惑人去探寻的世界。多变灵活的教学方式，让学生享受到学习的快乐、学习的成功、学习的价值。如有一位学生在反馈表中这样写道：说实话，虽然我在高二时选择了理科班，但这个选择其实是很艰难的，因为我实在惧怕物理，但在高二选修课《走进科学》中我收获了意外的惊喜，老师的第一堂课就吸引了我。我恍然大悟，原来物理还可以这样学。上次把鸡蛋从四楼扔下去，我也想了一个方案，和同学们一起一试，果然成功了，我心里有说不出的高兴。

（二）拓宽了学生知识面，培养了综合能力。

在这样的物理学习中，学生学习的内容与生活、科技紧密结合，使物理应用于实际，将物理问题生活化，将生活问题物理化了。在这个过程中，学生拓宽了知识面，能力也得到了培养。一学生是这样评价的：老师为我们讲各种各样生活中的小发现、小科技，把生活中很常见但我们难以解释的知识通过很有趣的方式表现出来，而不是纯粹依靠物理计算的枯燥方法。老师总是微笑着通过讲故事、做实验、看影片把深奥的道理解释出来，让我们懂得了许多道理。老师充分调动了同学们的积极性，让大家共同思考问题，使各种难题迎刃而解。

（三）优化了学生学习方法和行为，促进了学生物理成绩的大幅度提升。

在这样的物理课上，教师特别关注从“过程与方法”、“情感态度与价值观”的维度设计教学内容和教学方法，这在一定程度上优化了学生学习方法和学习行为，让学生在整个物理学习中大大受益，事实上，从开设《走进科学》的这四年来，我校的物理成绩一直在创造着以三流的生源考出二流甚至一流的成绩的这样的奇迹。特别是最近两年来，我校高三的物理成绩始终能与萧山中学并驾齐驱。

（四）为学校校本课程提供了可资借鉴的课程内容和实施方式。

学校四大校本课程之一的《走进科学》虽然已开设四年多了，教师精心打造的物理“模块”式教学在让学生受益同时，也为《走进科学》提供了大量资料和经验教训，为《走进科学》其他两学科化学和生物也提供了可资借鉴的课程内容和课程实施方式，推动了整个课程的发展。

五、思考与感想

（一）教育者首先要受教育。

三、四年作为主打军开设校本课程，让我深感学习的力量。为了占有充分的教学资料，往往是图书馆、阅览室、因特网、同组教师轮流跑，研究材料，提炼模型、设计问题，每一个过程中都可能会有拦路虎，平时稍有空闲也不敢懈怠，总是想着要去看书，要去搜集信息，不然下节课上什么？怎么上？就是场地的准备，器材的准备也要大花精力。上好一堂自感满意的课，其工作量是国家课程的一节课远远难以相比的。但我又细想，之所以能坚持下来，是因为几年来把校本课程开得越来越兴旺，不就是我在教育学生的同时自己也受到了教育吗？我受到科学先辈们的激励，他们那种坚韧不拔的精神首先给了我力量。我受到学生对我上课热烈欢迎的激励，他们满怀信心、衷心爱戴令我感动不已。我受到挖掘到的信息材料的诱惑，令我自己也颇受启发、深感兴趣。

（二）这样的物理教学值不值得？

我要说，很值得。试想，当学生离开校园，三年、五年、十年，他很可能会忘了正正规规的物理课，但他可能会记住了有这样一个老师在这样一个课堂让他扔过鸡蛋，让他凭空发过电，让他一板一眼地研究过核能。这就很值得了，如果这能对他们的成长起一点引导作用，哪怕只有百分之一的学生受到启发，这也算是一个了不起的贡献。

参考文献：

[1]李文庠.探秘物理思维.

[2]赵力红.高中物理探究性趣味实验.

[3]普通高中物理课程标准（实验）.人民教育出版社.

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