中學(xué)物理探究式教學(xué)淺析

許志梅

摘要：伴隨著中學(xué)物理教學(xué)的改革，探究式教學(xué)逐漸成為中學(xué)物理教學(xué)改革的熱點(diǎn)。本文就物理學(xué)科開展探究式教學(xué)的必要性，探究式教學(xué)的類型、構(gòu)成要素、模式進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)改革；探究式教學(xué)；構(gòu)成要素

全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提到：“物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，而且還應(yīng)重視對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)精神的培養(yǎng)”。物理課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，“旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。”通過參與科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)擬定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案，嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，實(shí)踐能力，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

初中是學(xué)生開始學(xué)習(xí)物理的起始階段，在這一階段就大力提倡探究式教學(xué)，對(duì)開發(fā)學(xué)生的智力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，有著關(guān)鍵的作用，并且通過自我探究引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法，可為其終身學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。下面我就初中物理教學(xué)中開展實(shí)施探究式教學(xué)談一些體會(huì)。

一、什么是探究式教學(xué)

探究式教學(xué)法又稱“發(fā)現(xiàn)法”，是60年代初布魯納首先倡導(dǎo)的，經(jīng)過后人的不斷研究、發(fā)展完善，逐漸構(gòu)成一套理科教學(xué)的新模式。其實(shí)質(zhì)是使學(xué)生通過類似科學(xué)家的探究過程理解科學(xué)概念和科學(xué)探究本質(zhì)的一種特殊的教學(xué)方法。在科學(xué)探究過程中，老師不斷給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)，盡量讓課堂更加貼近學(xué)生生活，不斷激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過學(xué)生的親自參與，經(jīng)過探究活動(dòng)，由學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)概念、規(guī)律。在這種形式的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的是學(xué)到了獲得知識(shí)的過程和方法，培養(yǎng)了學(xué)生終身的探索樂趣、良好的生活習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。

探究式教學(xué)是根據(jù)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的一般過程和方式，結(jié)合初中物理課程的特點(diǎn)和八、九年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，提出了科學(xué)探究的七要素，由提出問題、猜想和假設(shè)、制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作等諸環(huán)節(jié)組成，對(duì)于以上七要素教學(xué)策略的研究和準(zhǔn)確把握是保證探究式教學(xué)有效進(jìn)行的前提。

二、科學(xué)探究的實(shí)施過程

1、創(chuàng)設(shè)物理情境，提出問題

愛因斯坦說過，發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要。為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富真實(shí)的物理情景，組織引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察，對(duì)學(xué)生大腦產(chǎn)生刺激，引發(fā)認(rèn)知沖突，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題是科學(xué)探究的靈魂，也是成功進(jìn)行科學(xué)探究的前提。因此，科學(xué)探究七個(gè)要素中的“提出問題”是首要要素。學(xué)生的思維活動(dòng)不是憑空產(chǎn)生的，必須借助于外界的某種環(huán)境因素的刺激作用，而教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境，正是引起學(xué)生創(chuàng)造性思維活動(dòng)的重要外部條件，只有這樣才能引起學(xué)生積極的情感投入。

創(chuàng)設(shè)問題情境可以有多種渠道，可以用手腦并用的物理實(shí)驗(yàn)形成問題。例如：在《凸透鏡成像》一節(jié)的教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一定的問題情境：在演示中讓凸透鏡在燈泡和墻壁之間移動(dòng)，讓學(xué)生觀察成像的情況有什么變化?引導(dǎo)學(xué)生提出問題：“為什么同一個(gè)凸透鏡，成像情況差別那么大?”，“凸透鏡成像有什么規(guī)律嗎?”此時(shí)教師提出要圓滿地解釋這一現(xiàn)象，通過學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容就可以知曉了。也可以利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源及多媒體課件形成問題。例如：在《科學(xué)探究摩擦力》一節(jié)中，可播放一個(gè)教學(xué)片段，一個(gè)歹徒追著一個(gè)小孩跑，這個(gè)小孩很聰明，他邊跑邊往地上灑油和黃豆，讓歹徒寸步難行，而小孩成功地利用摩擦力保護(hù)了自己。學(xué)生在笑聲中提出了問題：“什么是摩擦力?”“摩擦力與什么因素有關(guān)?”。教師創(chuàng)設(shè)的問題隋景，只有當(dāng)學(xué)生感到需要問個(gè)“為什么”、“是什么”、“怎么辦”的時(shí)候，思維才會(huì)真正啟動(dòng)起來，才能讓學(xué)生盡快進(jìn)入狀態(tài)，為自主探究作好準(zhǔn)備。

2、結(jié)合已有知識(shí)，大膽猜想

猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問題的結(jié)論作出預(yù)測(cè)和判斷并尋求可能的解釋，它是制訂和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。猜想需要有一定的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)作依據(jù)，教師可以采用引導(dǎo)學(xué)生利用已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)提出假設(shè)的策略，然后逐步引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)一定的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)來猜想和假設(shè)，從而提高學(xué)生的預(yù)測(cè)和判斷能力。

例如，在《科學(xué)探究摩擦力》一節(jié)中，可引導(dǎo)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合已有的知識(shí)，知道滑摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)接觸面上，那么滑動(dòng)摩擦力是與接觸面的哪些因素有關(guān)?在地面推質(zhì)量小的物體比推笨重的物體要省力，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可猜想出摩擦力的大小可能和壓力有關(guān)。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合理猜想，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的意識(shí)，確定猜想的內(nèi)容，突破了本節(jié)的難點(diǎn)并為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)做了準(zhǔn)備。

3、自主選擇器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

讓學(xué)生在充分討論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案，這是探究教學(xué)的關(guān)鍵步驟，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的關(guān)鍵所在。教師要充分發(fā)揮指導(dǎo)作用，讓學(xué)生把思維過程暴露出來，適時(shí)地加以引導(dǎo)和點(diǎn)撥，在這個(gè)過程中要注意方案設(shè)計(jì)不僅僅為解決問題，我們要在設(shè)計(jì)過程中整合學(xué)生的知識(shí)，發(fā)展學(xué)生的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

例如在探究電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)時(shí)，教材上都是用煤油來加熱的，能不能用其他的物體來加熱呢?可以引導(dǎo)學(xué)生用水來加熱，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用水來加熱溫度變化小，實(shí)驗(yàn)效果不明顯。而用煤油來加熱，因?yàn)槠浔葻彷^小，溫度變化較大，所以用煤油效果較好。通過讓學(xué)生自主選擇器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不但可以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，收集數(shù)據(jù)

此過程通常是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的分析、推理，肯定(或否定)自己提出的假設(shè)、猜想，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，獲得知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，引起學(xué)生興趣的內(nèi)容比較多，觀察的對(duì)象不統(tǒng)一，教師如果不注意強(qiáng)調(diào)觀察的對(duì)象，那么就不能達(dá)到預(yù)期的效果。比如：觀察水的沸騰。在加熱過程中，教師要不斷地強(qiáng)調(diào)：不僅要觀察、記錄溫度計(jì)的示數(shù)，而且還要注意觀察、記錄液面上發(fā)生的現(xiàn)象及液體內(nèi)部發(fā)生的現(xiàn)象。教師的不斷提醒，能使學(xué)生的注意力集中在被觀察的對(duì)象上，同時(shí)正確的記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)施的過程中可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)的方案不合理或不完善，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和修改，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，和勇于修正錯(cuò)誤的科學(xué)修養(yǎng)。

5、分析討論、得出結(jié)論

收集有關(guān)的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)后，通過對(duì)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析論證得出結(jié)論。教師要進(jìn)行有效地啟發(fā)，引發(fā)學(xué)生思考，組織討論。例如在“探究物重和質(zhì)量的關(guān)系”，通過實(shí)驗(yàn)得到了一組數(shù)據(jù)(表一)：

教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“豎”的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出結(jié)論；物重和質(zhì)量成正比；再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“橫”的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出結(jié)論：物重與質(zhì)量的比值是10N/kg，是一個(gè)定

值。通過對(duì)數(shù)據(jù)的充分分析，使學(xué)生更好的理解物重與質(zhì)量的關(guān)系。在分析數(shù)據(jù)時(shí)教師要指導(dǎo)學(xué)生注意物理量之間的因果關(guān)系，培養(yǎng)正確分析數(shù)據(jù)的方法。例如：在“光的反射定律”中，學(xué)生往往會(huì)總結(jié)為：入射角等于反射角的錯(cuò)誤結(jié)論。教師在教學(xué)過程中一定要引導(dǎo)學(xué)生，找出哪個(gè)物理量是原因，哪個(gè)物理量是結(jié)果，如何描述結(jié)果與原因之間的關(guān)系。使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的方法，從而得出正確的結(jié)論。

6、重視合作、評(píng)估與交流

學(xué)會(huì)對(duì)所做的工作進(jìn)行評(píng)估，并善于與他人合作和交流，是科學(xué)探究活動(dòng)中必不可少的環(huán)節(jié)，而且又是極為重要的一環(huán)。交流結(jié)果有利于促進(jìn)學(xué)生解決交流中遇到的困難，提高表達(dá)能力，培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)合作精神。同時(shí)，由于學(xué)生的探究不可能都能像科學(xué)家一樣嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)，因此讓學(xué)生經(jīng)常在評(píng)估和交流中，發(fā)現(xiàn)自己在探究活動(dòng)中存在的問題，幫助他們發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)彌補(bǔ)或作出改進(jìn)，增加學(xué)生在探究中的體驗(yàn)。

例如，在探究杠桿平衡條件時(shí)，學(xué)生在三次實(shí)驗(yàn)中記錄到力和相應(yīng)的力臂并記錄如下(表二)：

學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流和評(píng)估，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)可能存在一些問題：一是使用時(shí)沒有調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡；二是杠桿受力后沒有在水平位置平衡，就開始在杠桿上讀出相應(yīng)的力臂；三是使用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿時(shí)沒有垂直于杠桿豎直拉以致于讀數(shù)不準(zhǔn)確。通過這些評(píng)估和交流，有利于培養(yǎng)學(xué)生的反思能力，養(yǎng)威良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

科學(xué)探究對(duì)學(xué)生乃至對(duì)老師都是新課題，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)精神，每一要素都有其相應(yīng)的能力要求，它具有提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的雙重功能。要使學(xué)生能順利完成上述探究活動(dòng)，教師需要運(yùn)用與學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)相一致的教學(xué)策略，創(chuàng)設(shè)多種情境，不失時(shí)機(jī)地向?qū)W生提供符合教學(xué)要求的多種資料和信息，架設(shè)新舊知識(shí)之間聯(lián)系的線索，讓學(xué)生作有意義的選擇。

總之，探究式教學(xué)已成為新課程實(shí)施中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式根本變革的一種重要教學(xué)模式。通過物理課堂探究式教學(xué)的研究課題的開展，一方面，教師要在實(shí)施反饋、反思過程中不斷提高自身的教學(xué)、科研水平；另一方面，學(xué)生不僅在課堂上思維活躍、討論熱烈，在探究活動(dòng)的過程中獲得了成就感，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)物理的熱情，而且還把探究精神和創(chuàng)新意識(shí)延續(xù)到課外，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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