物理教學(xué)中的探究性學(xué)習(xí)芻議

鄭冰瑩

摘要：簡述探究性學(xué)習(xí)的由來、在物理教學(xué)中的地位和課堂教學(xué)策略。以牛頓第二定律教學(xué)為案例探討。

關(guān)鍵詞：探究性學(xué)習(xí)；物理方法；課堂策略

探究性學(xué)習(xí)是一種積極的學(xué)習(xí)過程，主要是指學(xué)生在科學(xué)課中自己探索問題的學(xué)習(xí)方式。

一、探究性學(xué)習(xí)的由來

要研究探究性學(xué)習(xí)。首先要明確什么是探究。美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中對探究的定義是：“探究是多層面的活動(dòng)，包括觀察；提出問題；通過瀏覽書籍和其他信息資源發(fā)現(xiàn)什么是已經(jīng)知道的結(jié)論，制定調(diào)查研究計(jì)劃；根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)對已有的結(jié)論作出評價(jià)；用工具收集、分析、解釋數(shù)據(jù)；提出解答、解釋和預(yù)測；以及交流結(jié)果。探究要求確定假設(shè)，進(jìn)行批判的和邏輯的思考，并且考慮其他可以替代的解釋。”在美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中。探究有幾種用法：

(一)科學(xué)探究?！翱茖W(xué)探究指的是科學(xué)家研究自然界。根據(jù)研究中發(fā)現(xiàn)的證據(jù)提出解釋的多樣化的方式。”

(二)基于探究的教學(xué)，即以探究為本的教學(xué)。“對產(chǎn)生于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)的真實(shí)問題的探究是科學(xué)教學(xué)的核心策略”。探究可以用于以下內(nèi)容的教學(xué)：①物理、生活、地球空間科學(xué)的學(xué)科內(nèi)容；②科學(xué)事業(yè)的性質(zhì)(例如關(guān)于科學(xué)探究的性質(zhì))；③進(jìn)行科學(xué)探究所要求的能力。但是，以探究為本的教學(xué)是一種手段，不是目的，目的是掌握科學(xué)內(nèi)容、科學(xué)方法和科研能力。雖然探究很重要，但是這“并不意味著所有的教師都應(yīng)該追求一種單一的方法來教科學(xué)?！?/p>

(三)以探究為本的學(xué)習(xí)。在美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中，探究也指學(xué)習(xí)過程。它是一種積極的學(xué)習(xí)過程一“學(xué)生去做的事，而不是為他們做好的事”。換句話說，就是讓學(xué)生自己思考怎么做甚至做什么，而不是讓學(xué)生接受教師思考好的現(xiàn)成的結(jié)論。

探究一詞也在針對實(shí)際問題的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中使用，稱為實(shí)踐的探究。實(shí)踐的探究與科學(xué)教育中的探究性學(xué)習(xí)不同，探究性學(xué)習(xí)主要目的在于理解有廣泛解釋力的一般原理，(例如，運(yùn)動(dòng)定律)。而實(shí)踐的探究一般不指向某些通常被接受的理解，而是指向考慮在某些情況下幾種不同的可能的行動(dòng)線索；它們中的每一種都可以是“正確的”。實(shí)踐性探究的過程不僅是獲取知識(shí)的過程，更是發(fā)展和運(yùn)用智慧的決策過程。

從1950年到1960年，探究作為一種教學(xué)方法的合理性變得越來越明確了。教育家施瓦布指出“如果要學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法，那么有什么學(xué)習(xí)比通過積極地投入到探究的過程中去更好呢?”這句話對科學(xué)教育中的探究性學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。施瓦布認(rèn)為教師應(yīng)該用探究的方式展現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，學(xué)生應(yīng)該用探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)內(nèi)容。為實(shí)現(xiàn)這些改變，施瓦布建議科學(xué)教師首先要到實(shí)驗(yàn)室去，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程，而不是在教室里照本宣科地教授科學(xué)。這就是說，在向?qū)W生介紹正規(guī)的科學(xué)概念和原理之前應(yīng)該先讓他們到實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)。用實(shí)驗(yàn)的證據(jù)來解釋和深化教材中的內(nèi)容。

二、探究性學(xué)習(xí)在物理教學(xué)中的地位

從物理學(xué)發(fā)展史來看。物理方法來源于物理學(xué)發(fā)展史，物理方法來源于人們探索物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的實(shí)踐，并且隨著物理學(xué)自身的發(fā)展而發(fā)展；反過來，方法的完善和發(fā)展常常推動(dòng)著理論知識(shí)的發(fā)展。甚至產(chǎn)生出新的學(xué)科領(lǐng)域。物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，它的知識(shí)為生活、生產(chǎn)和其他學(xué)科的研究提供了知識(shí)基礎(chǔ)：它的研究方法被廣泛地移植到其他相近學(xué)科領(lǐng)域。因此說，物理學(xué)方法不論是對于物理學(xué)自身還是對于整個(gè)科學(xué)體系來講，都是十分重要的組成部分。否則，學(xué)生學(xué)到的物理知識(shí)將是不完善的。而在物理教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生用探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，才能從根本上領(lǐng)悟物理方法。

從教育學(xué)的角度看，物理學(xué)方法在物理教學(xué)中不但要教，而且應(yīng)該給以足夠的重視。自從本世紀(jì)上半葉以來，隨著皮亞杰結(jié)構(gòu)主義的誕生，教育領(lǐng)域逐漸注意到知識(shí)結(jié)構(gòu)的教學(xué)。到了五十年代末，美國教育學(xué)家布魯納把知識(shí)機(jī)構(gòu)的教學(xué)推到一個(gè)新的高度。在他飲譽(yù)教育界的《教育過程》一書中，布魯納指出，教和學(xué)從根本上講都是為了掌握學(xué)科內(nèi)容的結(jié)構(gòu)。在教學(xué)中重視知識(shí)結(jié)構(gòu)比獨(dú)立地講授物理概念、定律前進(jìn)了一大步。

三、探究性學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)策略

課堂教學(xué)是探究性學(xué)習(xí)的主渠道。在課堂教學(xué)中采用何種教學(xué)策略推動(dòng)探究性學(xué)習(xí)，是個(gè)需要研究和關(guān)注的課題。以下是四種課堂教學(xué)的策略：

(一)分層漸進(jìn)的教學(xué)策略

教師可按一定的規(guī)則，把學(xué)生分成高、中、低、差四個(gè)層次(兩個(gè)或三個(gè)層次亦可)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的要求，對各層次的學(xué)生進(jìn)行有針對性的分層教學(xué)和練習(xí)，較充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的潛能，以期達(dá)到“你到達(dá)目的地，我也到達(dá)目的地”的目的，而后再“小步驟進(jìn)行”，在“呈現(xiàn)明顯的反映”中“及時(shí)反饋”漸進(jìn)的學(xué)習(xí)成果。

(二)主動(dòng)參與的教學(xué)策略

學(xué)生參與教學(xué)的狀態(tài)，參與教學(xué)的活躍程度，是“促進(jìn)者和學(xué)習(xí)者之間的人際關(guān)系的某些態(tài)度品質(zhì)”的最好呈示。教育者要激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與的意愿，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地提出問題，回答問題，與教育者處在平等互助的位置。

(三)啟發(fā)引導(dǎo)的教學(xué)策略

啟發(fā)引導(dǎo)的教學(xué)方法與注入式是截然不同的。

啟發(fā)引導(dǎo)的教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，強(qiáng)調(diào)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極地思維，使學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能得到最大限度的發(fā)揮。在教學(xué)過程中要設(shè)計(jì)好教學(xué)的幾大環(huán)節(jié)，如閱讀后的遷移訓(xùn)練，先有仿寫、摹寫訓(xùn)練，后有遷移訓(xùn)練等。這樣可實(shí)現(xiàn)內(nèi)在動(dòng)力與學(xué)習(xí)責(zé)任相結(jié)合，從而由“學(xué)會(huì)”向“會(huì)學(xué)”、“善學(xué)”轉(zhuǎn)變。

(四)講練結(jié)合的教學(xué)策略

“精講多練”的教學(xué)方法有其先進(jìn)的一面，但也有它的局限性。對于難度大的知識(shí)的傳授和對于一般知識(shí)的傳授是應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別的。前者要多講而不宜“精講”，后者宜“精講”而不宜多講。“多練”則是一致的。因此，在課堂教學(xué)策略的實(shí)施中，講練結(jié)合的教學(xué)方式是必須實(shí)行的，也是符合教學(xué)實(shí)際的。

四、具體案例

牛頓第二定律這一教學(xué)內(nèi)容，老教材是以火箭，卡車由于受到不同推力產(chǎn)生不同加速度引入課題，由于學(xué)生對這知識(shí)背景缺乏感性認(rèn)識(shí)，不能激發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，教師的演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生失去主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)。新教材先安排由兩位同學(xué)體驗(yàn)滑板車起動(dòng)快慢與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，大部分同學(xué)能得出起動(dòng)快慢即滑板車起動(dòng)加速度與車受到力及車的質(zhì)量有關(guān)這一結(jié)論，再設(shè)計(jì)小車在長木板上滑行時(shí)的加速度與車受到力及質(zhì)量之間的定量關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)，教材的編寫已充分體現(xiàn)出“豐富學(xué)生經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)”新的教學(xué)理念，由于受實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量的限制，定量探究只能有少部分同學(xué)參與，課堂內(nèi)滑板車起動(dòng)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)受場地的限制也只能有少部分同學(xué)參與。所以本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)作了適當(dāng)調(diào)整。

(一)創(chuàng)設(shè)情景，讓每位學(xué)生有參與實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)

構(gòu)建情景，引出問題，用學(xué)生喜聞樂見的事物、事件引出問題進(jìn)而讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生化被動(dòng)為主動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲

望?；遘嚻饎?dòng)快慢與什么因素有關(guān)的問題在前一節(jié)課小結(jié)時(shí)就布置給同學(xué)，讓學(xué)生帶著問題利用課余時(shí)間充分體驗(yàn)他們想象到的各種因素與車起動(dòng)快慢的關(guān)系，教師把同學(xué)體驗(yàn)活動(dòng)的過程有選擇地錄制下來，作為課堂上討論問題之前的情景再現(xiàn)，讓學(xué)生交流體驗(yàn)，學(xué)生通過把學(xué)生自己的感受與其他同學(xué)體驗(yàn)的感受作對比分析，進(jìn)一步加深對滑板車起動(dòng)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的感受。通過體驗(yàn)使他們有所“發(fā)現(xiàn)”，學(xué)生感受到成功的喜悅，激發(fā)了他們進(jìn)一步參與體驗(yàn)、探究的欲望。

(二)課堂中留有足夠的時(shí)間和空間，促使學(xué)生用心體驗(yàn)

讓學(xué)生在實(shí)踐中努力嘗試用各種方法去解決問題，尋求規(guī)律。本節(jié)課當(dāng)學(xué)生得出初步結(jié)論：滑板車起動(dòng)快慢與滑板車受到外力及車的質(zhì)量有關(guān)。我積極引導(dǎo)學(xué)生思考：我們能否用實(shí)驗(yàn)來判斷我們所得出的初步結(jié)論?把學(xué)生分成4人一組，在他們的課桌上放大量的實(shí)驗(yàn)器材，讓他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手實(shí)踐。在體驗(yàn)活動(dòng)中，教師觀察到很多學(xué)生首先用彈簧秤拉木塊使小車作勻加速運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際操作中他們發(fā)現(xiàn)了問題：①彈簧秤拉力并不是使小車作勻加速直線運(yùn)動(dòng)所受的力。小車還受到木板對它的摩擦力作用。②由于手的抖動(dòng)很難保持拉力維持不變。學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后，他們修正了實(shí)驗(yàn)方案，一端掛有重物的細(xì)繩?？邕^滑輪后拉動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)，使小車受到大小恒定的拉力作用。消除摩擦影響，判斷小車是否作勻加速運(yùn)動(dòng)等問題都在教師與學(xué)生的相互探討、質(zhì)疑及學(xué)生體驗(yàn)中完成。這一過程中學(xué)生體驗(yàn)了多種科學(xué)方法，包括實(shí)驗(yàn)、分析、比較、猜測等。

(三)多媒體技術(shù)的應(yīng)用，為學(xué)生參與更多的實(shí)踐體驗(yàn)提供了保障

在學(xué)生參與體驗(yàn)中，將學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)與先進(jìn)的DIS實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，測量物理量時(shí)快捷、準(zhǔn)確、方便，而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要么只能做定性實(shí)驗(yàn)，要么測量數(shù)據(jù)繁鎖且誤差大，處理數(shù)據(jù)時(shí)間長，使教學(xué)任務(wù)無法按時(shí)完成或者學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)無法體驗(yàn)其中過程、感受其中科學(xué)思想方法。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，同樣留給學(xué)生足夠多時(shí)間，讓學(xué)生探求數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的規(guī)律，對學(xué)習(xí)困難學(xué)生給予適時(shí)點(diǎn)撥，使學(xué)生既有獨(dú)立思考時(shí)間，又能及時(shí)得到幫助。利用Excel軟件畫出a-F、a-m之間的函數(shù)圖像。便于學(xué)生對所畫圖線作比較，并對學(xué)生連接點(diǎn)之間圖線的指導(dǎo)更到位。

總之，在學(xué)生探究過程中，引導(dǎo)學(xué)生努力運(yùn)用假設(shè)猜測、分析比較、歸納推理等科學(xué)方法，去獲取知識(shí)，用心去體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程中的艱辛和快樂，這種體驗(yàn)的不斷沉積，潛移默化中培養(yǎng)出他們一種能力。在體驗(yàn)性學(xué)習(xí)中，學(xué)生情緒飽滿，求知欲旺盛，課堂氣氛活躍，積極性、主動(dòng)性得以充分發(fā)揮，有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，開發(fā)學(xué)生的潛能。

當(dāng)然，在“探究性學(xué)習(xí)”的物理課堂教學(xué)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)、課堂體驗(yàn)交流需要很多時(shí)間，有時(shí)會(huì)影響課堂教學(xué)的進(jìn)度。這就需要教師能針對學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知水平，合理組織引導(dǎo)，充分發(fā)揮各種教學(xué)方法的長處，讓學(xué)生從消極的接受變?yōu)榉e極的參與。而且用心去體驗(yàn)獲取知識(shí)過程中的快樂與艱辛，讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

1周國強(qiáng)試析物理方法教學(xué)，中學(xué)物理教學(xué)參考，1996，(5)

2張軍明沈宏偉物理新課程與物理教學(xué)，福建教育，2004，(2)