高中物理新课标中明确提出,物理课教学的目的是提高全体学生的科学素养,在课程结构和课程内容方面体现时代性、基础性和选择性,设计了模块课程供学生选择。然而,要真正落实新课标的要求,促进学生科学素养的全面发展,则需要改变以知识传授为主的传统教学模式,逐步形成以促进学生发展为主的现代物理教学模式。从国内外物理教育改革的发展趋势和研究成果来看,应当用科学探究的思想指导高中物理教学改革。
　　一、怎样理解科学探究
　　科学探究是科学家群体在长期探索自然规律的过程中所形成的有效认识和实践方式,其中最重要的是科学思维方式,即我们通常所说的科学思维方法。当代科学教育理论认为,科学探究没有固定模式,但有一些可辨别的要素,如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等,这些都是科学思想和工作方式的体现。
　　在物理课程标准中,根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求。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,更可以堪称是科学探究历程中的一座丰碑;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,哪一个不是科学探究的辉煌成就?所以说科学探究的含义是十分广泛的。
　　二、科学探究思想是物理学的本质特征
　　物理学的本质特征是有两方面组成,一方面是其过程性特征,即对自然界的观察和探究,体现了自然科学的共性;另一方面是研究对象和追求目标上的特征,已无生命的世界为主要研究领域,力图确认世界最基本的原理,追求内在的统一性。物理学是在不断追求、认识统一性的探究过程中发展的,在科学探究过程中寻求事物本质特征及统一规律的思想方法是物理学的本质特征,中学生对物理的理解和认识是通过亲生经历的学习过程而逐渐形成的。物理课不应当是听课、记笔记、做实验、做习题的结合,而应当是在教师的指导和帮助下不断探究物理现象的本质与内在联系的过程。将物理探究作为物理教学改革的指导思想,这足以体现物理学的本质与促进学生科学素养发展相统一的要求,是国际物理教育发展的共同趋势。著名PSSC教材这样写道:“物理学呈现出来的不只是干巴巴的事实,从根本上说,是人类探究物质世界本质的一个连续不断的过程”。这就是说:学生需要在物理学习中经历科学探究的过程。
　　三、以探究的方式学习物理是当前国际物理教学的发展趋势
　　在物理教学改革中,有许多人担心强调科学探究会影响学生掌握物理知识。用科学探究的思想指导物理教学不是忽视物理知识的学习,而是注重了学生对物理知识的构建过程,科学探究与知识的构建是在统一过程中发生的。建构知识与传授知识的区别在于:传授是自上而下的,知识的来源是教师和教材,接受者是学生。而建构则是自下而上的,学生的头脑本来就不是一张白纸,他们对于物理现象和问题存在着大量的前概念和特殊的认识和思维方式,这些原有认识只有在科学探究的过程中经过冲突和挑战才可能真正转变,科学的概念、思维方式才能真正建立起来。国内外物理教育的大量研究结果表明,学生学习科学知识的过程是在原有认识的基础上自主建构知识的过程,学生的原有认识和在探究过程中产生的认知冲突在物理知识的建构过程中起着十分重要的作用。探究式教学不仅在西方国家有较长的历史和相关探究,在我国的台湾和香港也已经有了多年的实践。探究式教学是当前国际物理教学的发展趋势。在我国的物理教学改革中,也有不少教师在尝试探究式教学,并取得了一定的成就,但由于受到课时的限制和考试体制的压力,高中物理课堂教学改革受到了一定的影响,但研究性学习和课题研究的开展在教师观念转变和经验积累两方面都取得了一定的作用。
　　四、教学探究能激发学生学习物理的内在动机
　　高中物理课程难教又难学,教师的教与学生的学之间存在着差异,这是国际物理教育领域面临的共同难题,说明传统的教学模式不能帮助学生有效地学习。大量研究表明,探究式教学比较符合学生的认识和发展规律。学生从原有的认识出发,积极参与寻找解释和解答的过程,真正成为探索物理世界的主体。科学探究可以激发学生学习物理的内在动机,充分发挥学习的潜能。在探究过程中,学生要明确研究的问题,自己收集和分析信息,做出假设或预测;要在老师的指导下,在共同讨论证据、比较结论以及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中,获得新的观点和新的思维方式,主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解释,从而扩展对科学的理解和认识。这个过程涉及到深层次思维过程结构的重组,和元认知意义上的建构,可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力,增强他们对自己学习的控制和责任感,从而更加有效地学习物理。
　　总之,科学探究体现着现代科学观。因此,正确理解科学探究,和用科学探究的思想指导物理学教学改革是一个非常重要的问题。在物理教学中,只有将物理学科的探究本质与学生学习的探究过程有机地统一起来,用科学探究的思想指导物理学教学改革,才能真正落实新课标的要求,促进学生科学素养的全面发展,物理课程标准提出的三维目标才能在学生身上真正实现。