例談初中物理教學(xué)中的探究活動

王茂東

《義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）》在實施建議中指出，通過探究式活動形式，可以讓學(xué)生“主動獲取物理知識，領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，發(fā)展科學(xué)探究能力，體驗科學(xué)探究的樂趣，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神”。基于這樣的要求，作為處于教學(xué)一線的初中物理教師就應(yīng)該在實施教學(xué)活動中，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標、教學(xué)重難點等方面進行策劃，采取積極有效的教學(xué)方法和方式，力求讓學(xué)生“在活動中學(xué)、在活動中悟、在活動中得”。

一、在概念教學(xué)中結(jié)合探究活動形式，讓學(xué)生理解概念的內(nèi)涵和外延

物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，它的形成是一個非常復(fù)雜的過程。一般情況下，人們要對物理概念的內(nèi)涵和外延有清晰、完整的認識，必須經(jīng)歷通過觀察活動獲得感性認識、由感性認識上升到理性認識、由理性認識到實際運用這樣三個階段。而在實際的物理概念教學(xué)中，有不少教師很容易犯只重結(jié)論、輕過程，只重定義、輕現(xiàn)象的錯誤，從而導(dǎo)致學(xué)生能對概念的定義背得透熟，但卻不知道概念怎么來的、該怎么用，無法與物理現(xiàn)象聯(lián)系起來。所以，在物理概念教學(xué)過程中，讓學(xué)生經(jīng)歷探究活動的過程，體驗概念獲得的快樂，才能從真正意義上理解概念，在實際運用中用好概念。

案例1：電流和電流表的使用。

第一步驟：教師給出由兩個規(guī)格不同的燈泡、電池、開關(guān)組成的串聯(lián)電路，引導(dǎo)學(xué)生進行以下探究活動。

活動一：閉合電路，燈泡會發(fā)光。運用轉(zhuǎn)換法，學(xué)生認識到電路中有電流存在；結(jié)合掛圖，將電流與水流進行類比，變抽象為形象。

活動二：觀察到電路中兩個燈泡亮度不一樣，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)其內(nèi)在的認知沖突：串聯(lián)電路中各處的電流大小究竟是什么關(guān)系？猜想：可能相等、可能不相等。由此學(xué)生自然就會聯(lián)想到必須用測量工具進行測量裁判。

第二步驟：學(xué)習(xí)電流表。

先對照設(shè)定的問題，自學(xué)并小組討論電流表的使用規(guī)則；根據(jù)討論的結(jié)果，模擬演練電流表的連接；學(xué)生總結(jié)、交流、匯報電流表使用過程相關(guān)要求（如串聯(lián)接入時要“+”進“-”出，要采用試觸的方法選擇量程等）。

其次運用習(xí)得的方法，自我探究串聯(lián)電路中的電流特點；分小組研討并聯(lián)電路電流特點的研究方法，然后進行猜想交流論證（不同小組交流，以節(jié)省時間）。

第三步驟：引出電流強度的相關(guān)知識，閱讀“身邊的電流值”。

反思：傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往會根據(jù)教材的編排順序，采取講解、演示、閱讀等形式讓學(xué)生認識電流的存在、電流的大小、電流單位等基本知識，然后用分組實驗的形式，學(xué)生依據(jù)教師給出電流表的使用規(guī)則進行活動，從而掌握電流表的使用要求和串、并聯(lián)電路的電流特點。這樣的教學(xué)安排雖然也能讓學(xué)生在一定程度上理解、掌握電流的概念和電流表的使用要求，但由于學(xué)生沒有經(jīng)歷探究活動的過程，在獲得概念的過程中也就沒有課堂熱情，表現(xiàn)為學(xué)生獲得概念的過程是一種單向、單調(diào)、機械的“注入”過程，故而學(xué)生對這種概念的獲得持續(xù)的時間較為短暫，在今后的實際運用過程中，也就會有一定困難。而在此案例中，一改常規(guī)教學(xué)范式，先讓學(xué)生結(jié)合活動體驗電流的存在，然后在學(xué)生猜想、自主學(xué)習(xí)、探究交流活動中感受到概念的內(nèi)涵，再在小組實驗的基礎(chǔ)上合作、交流、討論進一步深化對電流和電流表外延的認識，這樣在一定程度上就讓學(xué)生從真正意義上理解了其概念。

二、通過探究活動形式讓學(xué)生理解習(xí)題解答中的方法和思想

在現(xiàn)如今物理課堂中的習(xí)題教學(xué)，往往都充斥著“模仿式”教學(xué)模式。也就是說，通過教師對例題的分析、講解、板書等形式，讓學(xué)生掌握這一類習(xí)題的解題過程，學(xué)生只要按照這樣的解題范式進行套解，就能得出正確的答案。殊不知，這種“填鴨式”的教學(xué)方法，只能造就一些高分低能的學(xué)習(xí)“呆子”，而大大扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，這與課程標準中所倡導(dǎo)的課程教學(xué)觀和培養(yǎng)人才的要求是格格不入的。要改變這種狀況，只有教師本身更新觀念，樹立讓學(xué)生成為課堂的主人、教師成為引路人的新型教學(xué)觀，擯棄陋習(xí)，才能讓課堂成為學(xué)生獲取“活”知識、發(fā)展新個性、提高創(chuàng)新能力的場所。

案例2：“電功率計算”教學(xué)片斷。

L1 “220V 100W”、L2 “220V 40W”兩個不同燈泡串聯(lián)在220V的電路中，哪個燈泡更亮？

教學(xué)程序如下：⑴展示兩個燈泡的實物，學(xué)生觀察燈泡中燈絲的不同，有什么發(fā)現(xiàn)？說明了什么問題；⑵并聯(lián)在220V的電路中，哪個燈泡更亮？為什么？⑶串聯(lián)在220V電路中，猜想哪個燈泡更亮？⑷閉合開關(guān)，觀察現(xiàn)象（40W的燈泡亮，而100W燈泡幾乎不亮）；⑸根據(jù)現(xiàn)象，通過計算說明原因，并小組交流討論。

反思：針對此題的教學(xué)，過去我們往往會通過以下過程進行：第一步根據(jù)燈泡銘牌上的數(shù)據(jù)計算電阻；第二步運用歐姆定律計算該串聯(lián)電路中的電流；第三步用P=I2R算出電功率。這種講法完全是接受式學(xué)習(xí)，雖然也能讓學(xué)生掌握住此類問題的解決方案，但是由于學(xué)生沒有經(jīng)歷體驗、探究的過程，故而對解題的過程和結(jié)果只能是死記硬背，一旦遇到此類題的變式、拓展，就會感到束手無策了。但在此案例中，它就打破了常規(guī)計算教學(xué)一般模式，讓學(xué)生通過觀察、思考、猜想、討論、交流等探究活動形式，使學(xué)生親身感受到了直觀的現(xiàn)象，知道了燈泡的亮度是取決于其實際電功率，而不是額定功率。更為重要的是學(xué)生在探究活動中不僅知道了問題解決的基本方法，而且在活動中也大大調(diào)動了學(xué)生感官上的認識，激發(fā)了思維上的共鳴。從這個意義上講，新型的課堂教學(xué)理念應(yīng)該是學(xué)生在進行物理知識運用過程中主體自主建構(gòu)知識、內(nèi)化知識內(nèi)涵和外延的過程，是學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上自我調(diào)節(jié)、再組織達到新平衡的過程，而不是靠外在力量強行施加的過程。

三、通過探究實驗的過程，培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力

眾所周知，物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，可以這樣講，實驗教學(xué)貫穿于整個物理課堂中的各個環(huán)節(jié)。在課堂教學(xué)中教師往往會采用各種實驗方式，如演示實驗、自制小實驗、分組實驗等方式來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的樂趣。在這些實驗中，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)、組織下進行有目的、有計劃、有步驟的探究活動，再結(jié)合學(xué)生小組間的交流、合作、討論形式，將實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題、收集的數(shù)據(jù)、總結(jié)的結(jié)論進行及時的反饋、交流。事實證明，這樣的活動形式對增強學(xué)生之間合作交流意識，提高學(xué)生觀察實驗的能力、分析解決問題的能力、抽象概括思維能力將有較大程度的影響。

案例3：“探究凸透鏡成像規(guī)律”教學(xué)片斷。

在學(xué)生猜想凸透鏡成像大小與物體和凸透鏡的距離有關(guān)后，教師指導(dǎo)學(xué)生討論下列問題：⑴該實驗中需要哪些實驗器材？⑵蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上應(yīng)該怎樣放置？⑶蠟燭、凸透鏡、光屏的高度應(yīng)該如何調(diào)節(jié)？為什么？⑷在實驗過程中，應(yīng)該如何調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏這三者的位置，才能在光屏上得到清晰的像？

接著，學(xué)生設(shè)計實驗記錄表格（包括現(xiàn)象和數(shù)據(jù)），展示交流后分組設(shè)計實驗，教師巡回指導(dǎo)，對小組實驗中出現(xiàn)的問題進行個別點撥【如在移動光屏的時候（即改變像距），是否應(yīng)該要移動蠟燭或者凸透鏡（即改變物距）？應(yīng)該在什么時候記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)？蠟燭放在離凸透鏡較遠處，光屏上是否能得到像？在將蠟燭向凸透鏡移近過程中，光屏上的像有什么變化？】學(xué)生在實驗中將現(xiàn)象（像的倒正、大小）和數(shù)據(jù)（物距、像距）記錄在表格中。

最后，實驗小組代表將現(xiàn)象和數(shù)據(jù)填寫到講臺上電腦里Excel表格中，教師利用Excel表格中的數(shù)據(jù)處理功能將各類數(shù)據(jù)進行分類匯總，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論、交流、整理、概括出凸透鏡成不同實像的條件。

反思：初中物理教材中有很多實驗都可以通過探究活動的形式進行，但不一定要按照科學(xué)探究過程的七個要素一一展開。教師在實施課堂教學(xué)中，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標的需要，抓住一個或兩個要素有重點、分層次地展開，學(xué)生在這樣的探究活動中，積極性就會大大得到提升。此案例中主要就科學(xué)探究中的實驗設(shè)計、實驗驗證、交流與評估進行了設(shè)計，整個教學(xué)過程緊緊圍繞凸透鏡在什么時候成什么像展開，學(xué)生能夠在活動中口、手、腦并用，各種能力在不經(jīng)意中也就得到了培養(yǎng)，從而實現(xiàn)了學(xué)生在教師的指導(dǎo)下外顯活動和內(nèi)隱活動的統(tǒng)一、操作活動和思維活動的統(tǒng)一，有效地將凸透鏡在不同條件下成不同實像的難點突破了。另外，需要強調(diào)的是教師在預(yù)設(shè)物理實驗中的探究活動時，一定要注意實驗前、實驗中的指導(dǎo)以及實驗后對數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的分析引導(dǎo)，切不可只圖課堂上氛圍的熱鬧而不考慮課堂教學(xué)的實質(zhì)性內(nèi)容。

以上僅是從物理課程的三種不同課型（概念課、計算課、實驗課）選擇了三個案例進行分析，其實在實際的教學(xué)過程中，其他類型的課也能通過探究活動展開。但是不管哪種課型，教師在設(shè)計、實施探究活動時，都必須以激活學(xué)生的思維為核心，讓學(xué)生在具體的問題情境中參與到課堂教學(xué)中來，使學(xué)生明確探究活動的目的、思想、方法。一言以蔽之，探究活動的課堂應(yīng)該是在教師的指導(dǎo)、引導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)、內(nèi)化知識、生成技能、發(fā)展能力的課堂。

（作者單位：江蘇省寶應(yīng)縣夏集中心初中）

責(zé)編/張曉東