在概念課教學(xué)中引入探究模式

摘要：“探究式教學(xué)”是新課程大力提倡的教學(xué)方式，物理學(xué)科不僅是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，而且是一門理論性很強(qiáng)的學(xué)科，發(fā)展學(xué)生思維能力的最重要的方面之一是理論的推導(dǎo)與演繹、學(xué)習(xí)方法的掌握和邏輯思維能力的訓(xùn)練，所以物理學(xué)科的“理論探究”必將在探究性教學(xué)中占有很重要的地位，得到重視和研究，而概念教學(xué)是理論探究極有用武之地的一個(gè)場(chǎng)合，在概念教學(xué)中引入探究教學(xué)模式是教學(xué)方法上的突破性嘗試。

關(guān)鍵詞：理論探究；探究式教學(xué)；策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)6(S)-0003-4

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普通高中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在“科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)”中明確規(guī)定了科學(xué)探究有七個(gè)方面，它們是：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。這樣的科學(xué)探究要素設(shè)定使人看起來似乎是一般科學(xué)探究的程序或環(huán)節(jié)，使有的教師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是探究教學(xué)的必備要素之一，離開了學(xué)生實(shí)驗(yàn)就缺少了探究之源，探究教學(xué)也無法進(jìn)行。所以在新課程實(shí)施以來，許多物理教師把物理規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)成探究教學(xué)（因?yàn)橐话阋?guī)律課教材上大多有實(shí)驗(yàn)，即使教材上沒有實(shí)驗(yàn)一般也容易設(shè)計(jì)以供探究之用），而把概念課教學(xué)設(shè)計(jì)成講授式教學(xué)，在實(shí)際的公開課或示范課中我們看到的情況基本如此。

在近代教育史上，出現(xiàn)了非常有名的兩大教學(xué)理論體系，其一是以赫爾巴特為首的接受性的教學(xué)理論體系，與此相對(duì)應(yīng)的就是我們今天常說的講授式或傳授式教學(xué)模式的研究和發(fā)展；其二是從美國著名教育家布魯納開始提出的發(fā)現(xiàn)教學(xué)（即發(fā)現(xiàn)性教學(xué)理論體系），在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的比較有名的教學(xué)模式有薩奇曼的“探究訓(xùn)練教學(xué)模式”及蘭本達(dá)的“探究——研討”教學(xué)模式等。今天，在新課程改革中倡導(dǎo)“學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好思維習(xí)慣，并能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決問題”，并不是全盤否定傳授式教學(xué)，而是因?yàn)槭芨呖忌龑W(xué)壓力的負(fù)面影響，廣大教師為了能在高考應(yīng)試中讓學(xué)生考出高分，片面使用講授式教學(xué)而忽視發(fā)現(xiàn)式教學(xué)，影響了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。事實(shí)上，發(fā)現(xiàn)或探究方法費(fèi)時(shí)較多，不像接受知識(shí)性學(xué)習(xí)那樣能在短期內(nèi)見效，作為接受性的教學(xué)理論體系和作為發(fā)現(xiàn)性的教學(xué)理論體系雖然有本質(zhì)的區(qū)別，但并不截然對(duì)立的，它們是整個(gè)教學(xué)理論系統(tǒng)中的兩個(gè)不同的方面，如果我們能夠在教學(xué)中將兩者結(jié)合運(yùn)用，勢(shì)必會(huì)使教學(xué)質(zhì)量有較大的提高，不僅增強(qiáng)學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力，也有利于學(xué)生各方面素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。

1 探究式教學(xué)的程序和特點(diǎn)

發(fā)展多元教學(xué)模式和對(duì)各種教學(xué)模式進(jìn)行整合應(yīng)用是今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)教學(xué)模式研究和發(fā)展的方向。同樣地，我們不能簡單地認(rèn)為“規(guī)律課教學(xué)采用探究式”、“概念課教學(xué)采用傳授式”，即使有關(guān)對(duì)物理規(guī)律的學(xué)習(xí)也不是一定要全部采用探究式教學(xué)，采用了探究式教學(xué)也不是以七個(gè)要素齊全地分步展開。權(quán)威學(xué)者薩奇曼的探究教學(xué)模式的教學(xué)程序是：⑴呈現(xiàn)疑難情境。薩奇曼認(rèn)為這種情境自然而然地激發(fā)人去解決某個(gè)疑難問題，這些問題可來自于那些與人們對(duì)現(xiàn)實(shí)的觀念相沖突的，看起來似乎不合邏輯的現(xiàn)象，它會(huì)使人產(chǎn)生困惑，形成解決問題的欲望；⑵提出假設(shè)和收集數(shù)據(jù)。即教師在使所有學(xué)生都異常清楚地理解要回答或解決的問題的前提下，學(xué)生根據(jù)疑難情境提出假設(shè)，收集他們所見到的或所經(jīng)歷事件的信息；⑶得出結(jié)論。在對(duì)所獲得的資料通過自己的組織進(jìn)行推論、推理，以驗(yàn)證先前提出的假設(shè)，并在此基礎(chǔ)上將假設(shè)組合起來，作出結(jié)論性的解釋。由此可見，探究性教學(xué)最基本的教學(xué)程序應(yīng)如下圖表所示：

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分析程序圖我們可以發(fā)現(xiàn)：探究性教學(xué)并不一定是建立在探究實(shí)驗(yàn)之上的。在此模式操作過程中，可引入實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)合是設(shè)置“疑難情境”和“收集資料證明假設(shè)”兩個(gè)過程中，首先，規(guī)律課教學(xué)由實(shí)驗(yàn)引入課題而設(shè)置教學(xué)情境不失為一種有效的方法，它的優(yōu)勢(shì)是貼近生活和實(shí)際，也較易激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，但是，一方面有些物理規(guī)律屬于理論擴(kuò)展（如動(dòng)能定理、動(dòng)量定理規(guī)律等），這些物理規(guī)律是由一個(gè)物理理論推導(dǎo)出另一個(gè)物理理論，強(qiáng)行引入實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究不僅感到教學(xué)不順，也不利于對(duì)物理理論的學(xué)習(xí)、思維方法的訓(xùn)練；另一方面概念教學(xué)有時(shí)很難引入實(shí)驗(yàn)（如電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、電勢(shì)和電勢(shì)能概念、功與功率概念等），因?yàn)檫@些概念本身就是抽象的定義；其次，“證明假設(shè)”并非一定要親身實(shí)驗(yàn)，利用前人已經(jīng)取得的研究成果有時(shí)也不失為一種有效的方法。但同樣地適時(shí)引入和提出“理論探究”也應(yīng)該是探究教學(xué)的一個(gè)方面，新課程總目標(biāo)對(duì)于學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法的論述中，提出“注重發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣”，最終目的是“為了能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決實(shí)際問題”，在此中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是關(guān)鍵，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力是過程。物理學(xué)科除了是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科外，同時(shí)也是一門理論性很強(qiáng)的學(xué)科。我們都知道，理論物理的很多結(jié)論是先通過數(shù)學(xué)推演得出，然后再經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽；物理與數(shù)學(xué)的結(jié)合也是其它學(xué)科所無法比擬的，而且發(fā)展學(xué)生思維能力的最重要的方面之一是理論的推導(dǎo)與演繹、學(xué)習(xí)方法的掌握和邏輯思維能力的訓(xùn)練，所以物理學(xué)科的“理論探究”應(yīng)該在探究性教學(xué)中占有很重要的地位，并應(yīng)該得到重視和研究，而概念教學(xué)是理論探究極有用武之地的一個(gè)場(chǎng)合。

2 概念教學(xué)實(shí)施探究式教學(xué)的策略

概念是人類思維的一種重要形式，是抽象邏輯思維的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是人類進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)，概念是反映客觀事物一般的本質(zhì)的特征，人類在認(rèn)識(shí)事物的過程中把某些事物所共同具有的本質(zhì)特點(diǎn)抽象出來，加以概括，就形成了概念。概念既是存在于人腦知識(shí)結(jié)構(gòu)中的一種知識(shí)內(nèi)容，又是主體進(jìn)行加工的一種過程，它具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的雙重特點(diǎn)，一方面，概念對(duì)諸如感知覺、語言、記憶、演繹、推理等認(rèn)知活動(dòng)均發(fā)生影響；另一方面，概念本身也受到上述這些認(rèn)知活動(dòng)的影響，所以概念的建立和發(fā)展總是與主體其他的認(rèn)知活動(dòng)交叉在一起。正因?yàn)楦拍畹慕⒂幸陨咸攸c(diǎn)，在進(jìn)行概念學(xué)習(xí)和構(gòu)建時(shí)，必須把過程和結(jié)果有機(jī)地進(jìn)行整合，既要重視概念建立的過程，也要重視結(jié)論的本質(zhì)和外延的理解。另外，許多物理概念本身抽象晦澀，學(xué)習(xí)過程往往枯燥乏味，在情境的設(shè)置和推演過程的展開中，教師應(yīng)事先進(jìn)行充分的預(yù)想和設(shè)計(jì)，挖掘物理學(xué)科內(nèi)在的邏輯美和形式美，以激勵(lì)人類天生具有的好奇心，喚起學(xué)生的內(nèi)心共鳴。

2.1 類比推理，激活探究欲望

利用類比建立和深化概念的學(xué)習(xí)，是概念教學(xué)中最常用的一種方法。對(duì)概念的建立，早在兒童時(shí)期就已經(jīng)開始，新的概念總是建立在過去已有概念的基礎(chǔ)之上的，類比是喚起學(xué)生內(nèi)心已有知識(shí)共鳴的有效方法之一，類比的結(jié)果產(chǎn)生出新的橫向或縱向變異，達(dá)到對(duì)新概念的認(rèn)可或?qū)σ延懈拍畹募m正和深化。類比有正向類比和逆向類比，也有同質(zhì)類比和異質(zhì)類比，類比主要是比較事物的相似性，但也應(yīng)該在相似中比較有區(qū)別的地方，在教學(xué)中，應(yīng)該把各種類比方法進(jìn)行有機(jī)整合，要防止教條化傾向，以適應(yīng)變化萬千，豐富多采的物理世界。

例如，在電場(chǎng)的教學(xué)中可進(jìn)行正向類比的概念有：

教學(xué)中可以從萬有引力與庫侖力的相似性設(shè)置“疑難情境”，由學(xué)生羅列與重力場(chǎng)有關(guān)的物理量，提出假設(shè)，收集資料進(jìn)行理論層面的探究以求得證明，然后歸納得出結(jié)論。實(shí)施這樣的探究性教學(xué)不僅可以解決學(xué)生在概念建立中會(huì)出現(xiàn)的疑問，而且通過類比梳理而強(qiáng)化的概念變得淺顯易懂容易記牢，也讓學(xué)生明白了建立這些概念的重要性和必要性。

在正向類比的基礎(chǔ)上，為加深對(duì)新建立概念的理解，拓展概念的內(nèi)涵和外延，很有必要采用逆向類比。逆向類比開拓原有知識(shí)，同時(shí)也相當(dāng)于換一個(gè)角度來加深對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的理解。

例如：在電場(chǎng)的教學(xué)中可進(jìn)行逆向類比的概念有：

逆向類比對(duì)學(xué)生思維能力的訓(xùn)練和想象能力的發(fā)揮是大有幫助的，即使從知識(shí)層面上看，不僅可開闊學(xué)生的視野，也能使學(xué)生了解知識(shí)（物理理論）的構(gòu)建原理和方法。

如果在逆向類比的基礎(chǔ)上再由學(xué)生對(duì)比尋找電場(chǎng)與重力場(chǎng)的區(qū)別，學(xué)生因受到了逆向類比方法和思維上的訓(xùn)練，提升了思維能力，也增強(qiáng)了探究的膽識(shí)，學(xué)生就容易發(fā)現(xiàn)電荷量q是有正負(fù)而物體的質(zhì)量m總是正的，對(duì)突破靜電場(chǎng)中正、負(fù)號(hào)的難點(diǎn)起到了積極的促進(jìn)作用。

例如，學(xué)生完全有可能自主探究出電場(chǎng)與重力場(chǎng)有以下的一些區(qū)別：

重力場(chǎng)總是指向有質(zhì)量的物體而電場(chǎng)方向卻可能指向電荷也可能背離電荷，負(fù)場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)指向場(chǎng)源電荷，正場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)背向場(chǎng)源電荷；物體放置于越高的位置重力勢(shì)能總是越大，而電荷放置于越高電勢(shì)處具有的電勢(shì)能卻可能越大也可能越?。ㄕ姾煞庞陔妱?shì)越高處具有的電勢(shì)能越大而負(fù)電荷放于電勢(shì)越高處具有的電勢(shì)能反而越?。?；物體落向場(chǎng)源體引力做正功，重力勢(shì)能減小而動(dòng)能增加，電荷落向場(chǎng)源電荷時(shí)庫侖力卻可能做正功也可能做負(fù)功；正（或負(fù)）電荷落向負(fù)（或正）場(chǎng)源電荷時(shí)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小而動(dòng)能增加，正（或負(fù)）電荷落向正（或負(fù)）場(chǎng)源電荷時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加而動(dòng)能減小。

要說明的是，這樣的類比探究是設(shè)置在新授課的教學(xué)中，或者復(fù)習(xí)歸納課教學(xué)中，還是穿插于兩種課型中，教師可以根據(jù)學(xué)生的接受能力和知識(shí)掌握的程度進(jìn)行不同的嘗試，但利用類比（也可加入對(duì)比），激活了探究性學(xué)習(xí)的因子，作為一種新的探究教學(xué)模式，它在概念課教學(xué)中實(shí)施值得研究和試驗(yàn)。

2.2 合作與辯論

現(xiàn)代課堂教學(xué)中的探究學(xué)習(xí)，主要有布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和建構(gòu)主義的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)兩大體系。前者是教師通過不斷地提出問題來明確要達(dá)到的目標(biāo)，并在學(xué)生遇到困難時(shí)提供指導(dǎo)性建議，學(xué)生圍繞確定的問題，在教師的指導(dǎo)性幫助下，通過自己的思考和交流，發(fā)現(xiàn)問題的結(jié)論或獲得結(jié)論的途徑；后者的特點(diǎn)是，教師并不急于采取任何手段去干擾學(xué)生自己的認(rèn)知過程以使其回到正確的軌道上來，而是盡量給學(xué)生以從事學(xué)習(xí)活動(dòng)的素材和機(jī)會(huì)，使其在活動(dòng)中獲得并表達(dá)自己對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，同時(shí)，學(xué)生之間、師生之間的相互交流又使得學(xué)生有機(jī)會(huì)反思自己的認(rèn)知。在概念教學(xué)的探究性學(xué)習(xí)中，最佳的方法是把兩者有機(jī)地結(jié)合起來，整體上采用“布魯納式”，而局部采用“建構(gòu)主義式”，因?yàn)楦拍畹膬?nèi)涵與外延的理解僅由學(xué)生自己建構(gòu)頗具難度，（學(xué)生想不到會(huì)這樣），但如果一味由教師引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的思維訓(xùn)練和能力提高不利，所以兩者整合是策略?？紤]到一節(jié)課的授課時(shí)間非常有限，還有知識(shí)目標(biāo)達(dá)成度的存在，使得“合作與辯論式探究”宜在概念的一個(gè)點(diǎn)上展開。

例如：關(guān)于功的概念的建構(gòu)中，對(duì)正功與負(fù)功的理解，如果采用傳授法由教師講解，容易缺乏學(xué)生自己的建構(gòu)過程，效果往往不理想，但如果讓學(xué)生自由討論，缺乏教師必要的引導(dǎo)，學(xué)習(xí)又會(huì)顯得無的放矢，最終導(dǎo)致學(xué)生參考書本，內(nèi)心認(rèn)可了事，這不僅對(duì)概念理解不深刻或不到位，而且也缺少對(duì)概念外延的拓展和延伸。我在這堂課上（06年浙江省物理年會(huì)新課程觀摩課）采用了“合作與辯論式探究”模式，先由教師提出問題，它們是：①功的正負(fù)表示方向嗎？功是矢量還是標(biāo)量？②功的正負(fù)代表了大小嗎？拉力做功2J和摩擦力做功-4J究竟哪個(gè)力做功多？③如果這里的正負(fù)號(hào)既不代表大小又不表示方向，那么它的意義何在呢？與正功、負(fù)功相對(duì)應(yīng)的物理概念是什么？以上的問題層層深入，并最終深入到功這個(gè)物理量的物理本質(zhì)。然后讓學(xué)生閱讀課本找材料（告訴學(xué)生可以在本節(jié)內(nèi)容中和前后幾節(jié)中搜尋），相鄰?fù)澜M合討論，10min后小組內(nèi)推選兩位代表上臺(tái)發(fā)言并接受臺(tái)下同學(xué)和老師的質(zhì)疑，臺(tái)下小組也可發(fā)表新觀點(diǎn)。由于上述問題涉及能的轉(zhuǎn)化和功能原理，書上又找不到完整的答案，學(xué)生感到了前所未有的挑戰(zhàn)，辯論相當(dāng)熱烈。通過辯論，學(xué)生從根本上了解了物理學(xué)中引入功這個(gè)物理量的必要性和有效性（為了量度能量的變化及能的轉(zhuǎn)移方向），盡管在新授課上展開這樣的討論有一定的難度，但收獲很大，而且因?yàn)閷W(xué)生也知道這個(gè)探究雖源于課本但超越課本，討論很放松，并因?yàn)橛懻撚薪Y(jié)果普遍產(chǎn)生自豪感，更為重要的是通過理論探究思維上得到了一次鍛煉，也從中隱約看到了物理理論構(gòu)建的方法和原理。

在概念教學(xué)中引入探究教學(xué)模式是教學(xué)方法上的創(chuàng)新性嘗試，可以采用的方法是多樣的，以上兩種方法是筆者在教學(xué)實(shí)踐中的探索結(jié)果。不管怎么說，把探究性教學(xué)局限在實(shí)驗(yàn)層面總使人感覺太狹隘，因?yàn)槲锢砜茖W(xué)不僅是實(shí)驗(yàn)，也是理論，而認(rèn)為探究教學(xué)一定要七個(gè)要素面面俱到也顯教條，有悖探究性學(xué)習(xí)的宗旨，做些新的嘗試是新課程改革賦予廣大教師的責(zé)任，符合改革的潮流，變化和整合是今后教學(xué)模式改革的方向。(欄目編輯趙保鋼)

更 正

本刊2008年第4期（上半月）教學(xué)改革欄目中《以中考題為例談教學(xué)方法的選擇》（作者劉桂榮）一文標(biāo)題更正為《初中物理課程評(píng)價(jià)趨勢(shì)與對(duì)策》（作者胡新民），目錄與原文中均作相應(yīng)更正。由此給讀者帶來的不便，敬請(qǐng)?jiān)彛?/p>