物理微探究教學模式初探

彭東華

在物理教學中實施探究性教學的理念毋庸置疑是先進的，而且在一定的時期內(nèi)仍將引領(lǐng)對物理課堂教學進行更深層次的變革。然而，反思曾一度轟轟烈烈的課改探究潮現(xiàn)在所面臨難以為繼的尷尬現(xiàn)實，不僅僅是課程（教材）的設(shè)計出了問題，對應(yīng)的評價機制沒能建立和完善，還有一個重要的因素是照搬照套國外的教學方式和模式，將探究性學習和傳統(tǒng)的講授式學習完全對立和割裂開來。探究性教學若沒有遵循學科內(nèi)容本身的發(fā)展規(guī)律，沒有遵循學生的認知能力和認知結(jié)構(gòu)的心智發(fā)展規(guī)律，過度地使用或濫用探究性學習，沒有充分考慮學生的個體差異和學校間、地域間的差異，沒有充分考慮作為執(zhí)行者的教師在操作層面的實際困難，就會失去了本應(yīng)有的強有力的教學實踐支撐，成為所謂的空中樓閣。再先進的教學思想和理念如果失去了其培育發(fā)展的基礎(chǔ)而一味地強調(diào)思想和理念本身的先進性是無助于將其落實到具體的教學實踐中的。正是鑒于上述原因，我提出了物理“微探究”的概念。

一、微探究的概念范疇和特征要素

所謂“微探究”，即在物理教學中對常規(guī)意義的探究性教學進行精簡、分解使其小型化、片斷化以適應(yīng)更為廣泛的教學群體，在保留探究式教學思想精髓的同時提高探究的實用性、靈活性、可操作性和實效性。

微探究，其典型特征是切入點小，用時短，簡便易操作，探究內(nèi)容范圍小且可調(diào)控，包含某些（并非全部）探究性教學的主要特征。微探究將實驗探究活動或思維探究活動鑲嵌在課堂教學之中，短小靈活，既是內(nèi)容又是方法，體現(xiàn)探究為教學服務(wù)。微探究強調(diào)充分發(fā)揮教師的導(dǎo)引功能，將自主探究與引導(dǎo)相結(jié)合提高探究的效率，探究過程并非一定要學生親自操作做實驗。微探究主要包含以下的特征要素。

1. 自主性。即自主探究或教師引導(dǎo)下的探究，學生主動的思維活動，積極參與到教學中。

2. 交互性。能夠體現(xiàn)相互交流與協(xié)作，形式可以多種多樣，如師生互動、生生互動、組組互動、人機互動等。

3. 較少的思維量和操作活動。探究的思維量不宜過寬泛，通過減少探究的思維量降低探究的難度，提高學生的參與度；通過器材或?qū)嶒灧较蚍椒ǖ南薅ㄌ岣呶⑻骄康目刹僮餍?，讓大部分的學生可以完成探究的設(shè)計和操作。

4. 包含特定的（某些或部分）科學探究環(huán)節(jié)。

二、微探究的實施方法策略

1. 探究過程精簡化：探究實驗并非要經(jīng)歷完整的探究過程，可以省略或者跳過某些探究環(huán)節(jié)，或者用一些方法手段簡化探究過程，突出某些或某個主要的探究環(huán)節(jié)內(nèi)容，使整個探究過程簡潔、用時短、易操作、效率高。

2. 探究內(nèi)容小型化：將一些較為大型的探究內(nèi)容進行分解，形成一組小型的子探究實驗，教學過程中有選擇性、有針對性地完成其中的某個或幾個子探究?；蛘邔嶒炋骄康钠鞑摹⒎较颉⒎椒ㄗ鞒鲆欢ǖ臈l件限定，使探究只在較小范圍內(nèi)進行，避免因為探究范圍過廣、探究方向過多而造成的探究困難。

3. 探究環(huán)節(jié)片斷化：根據(jù)實驗的內(nèi)容特點，選擇最能結(jié)合實驗開展的某個探究環(huán)節(jié)，即一個實驗中只是完成探究的其中一個或兩個探究環(huán)節(jié)。比如只是完成實驗器材的選擇，或?qū)嶒灢襟E的設(shè)計，或?qū)嶒灡砀竦脑O(shè)計，或?qū)嶒灁?shù)據(jù)的分析處理，等等。通過不同實驗選擇不同的探究環(huán)節(jié)，使學生由掌握較為零散片斷化探究環(huán)節(jié)日積月累逐漸形成對完整探究的認識和開展完整意義探究的能力。

三、微探究的基本模式

微探究以4～5人為一小組形式組織開展教學，學生所用到的實驗器材現(xiàn)場分發(fā)，探究完后立即收回。教師提供的器材實質(zhì)上對探究的思路、方向和方法作出了間接的條件限制，使探究在小范圍內(nèi)進行，大大降低了探究的難度。通過教師的導(dǎo)引簡化探究過程，突出主要的探究環(huán)節(jié)內(nèi)容，使整個探究過程簡潔、用時短、易操作、效率高。下面以新修訂的人教版初中物理教材內(nèi)容為例介紹微探究的基本模式。

模式一 散點式探究

將探究點分散在課堂的各個時間段，探究點間可以無關(guān)聯(lián)。這種模式適合探究內(nèi)容較為簡單、易于操作實現(xiàn)的實驗探究。探究點的設(shè)置不宜過多，一般每節(jié)課2～3個即可，甚至也可只有一個探究點，以利于留出充足時間給其他的教學內(nèi)容。

案例1：探究聲音的產(chǎn)生條件；聲音的傳播條件（第二章第1節(jié)《聲音的產(chǎn)生與傳播》）。

準備器材：音叉（不同頻率各一根），直尺，燒杯，水，帶繩乒乓球，鐵架臺（每小組1套）。

學生可以利用彈撥直尺，或敲擊音叉后將其浸入盛水燒杯濺起水花，或音叉彈開繩子系住的乒乓球探究得出聲音是由振動產(chǎn)生的。聲音能通過固體傳播由學生對比耳朵離開桌子和貼在桌子上所聽到的手敲擊桌面聲音大小不同探究得出。其余的像聲音可以借助空氣、液體傳播和真空不能傳聲則由教師利用ppt、視頻或Flash分析得出，使探究只圍繞教師所設(shè)定的主要知識點進行，簡化探究過程，降低實驗的難度。同樣的器材在《聲音的特性》一節(jié)中還可以用來探究音調(diào)的影響因素（頻率）及響度的影響因素（振幅）。通過提供的器材和教師的導(dǎo)引間接限定了探究的思路、方向和方法并且簡化探究過程，從而突出主要的探究環(huán)節(jié)內(nèi)容（頻率對音調(diào)的影響，振幅對響度的影響），使探究過程簡潔、用時短、易操作、效率高。

模式二 引導(dǎo)式探究

對于一些較為大型的實驗探究，可將探究內(nèi)容拆解為幾個子探究，師生共同討論后教師利用提供的相關(guān)器材示范完成第一個子探究的操作，讓學生上臺模仿完成后面的子探究。提供的器材間接限定了實驗的思路方法，避免探究的方法方向過多。教師的示范引導(dǎo)學生如何利用器材進行探究，加上師生間的討論有效降低探究的難度。實際的操作過程可由學生代表上臺完成，使動手能力較弱的學生也獲得相應(yīng)的觀感體驗。同時，也減少了探究對實驗器材的需求依賴，克服器材不足的困難，防止學生玩弄實驗器材而不進行有效探究。

模式三 局部式探究

有些物理規(guī)律或定律包含有幾個內(nèi)容，但不是所有的內(nèi)容都適合探究或有些內(nèi)容實行探究會存在較多的困難。對于這種探究實驗我們可以選擇規(guī)律或定律內(nèi)容的局部進行探究，其余的實驗內(nèi)容可由教師演示或用Flash動畫等其它的方式完成。

案例2：光的反射定律；光的折射規(guī)律（第四章2、4節(jié)《光的反射》《光的折射》）。

準備器材：小平面鏡，玻璃磚，激光手電筒，圖畫紙，直尺，量角器（每小組1套）。

通過PPT導(dǎo)引方法和步驟，讓學生以畫圖紙作為承接顯示光路的平面，先畫一條直線作為平面鏡的反射面或玻璃磚的折射界面，用激光手電筒產(chǎn)生的激光束沿著在畫圖紙上作好的多條入射光線射向平面鏡或玻璃磚，找出并確定反射光線或折射光線的位置。實驗只探究光在反射和折射時入射角與反射角或折射角的角度大小關(guān)系以及入射光線、反射光線或折射光線與法線的位置關(guān)系，三線共面等其它內(nèi)容由教師演示或Flash動畫得出。規(guī)律的得出可以抽取1～2個小組的實驗圖紙在展示臺上由學生總結(jié)歸納，教師輔助學生進行歸納分析。

模式四 片斷式探究

實行探究環(huán)節(jié)模塊化，將探究環(huán)節(jié)劃分為四個固定的模塊，實驗過程選擇某個（或某些）模塊進行探究，使探究過程只經(jīng)歷特定的探究環(huán)節(jié)。模塊一：提出問題與猜想假設(shè)；模塊二：選擇實驗器材與設(shè)計實驗方案，或步驟，或?qū)嶒灡砀?；模塊三：實驗操作和數(shù)據(jù)的收集；模塊四：實驗數(shù)據(jù)分析處理。

案例3：探究《電流與電壓和電阻的關(guān)系》（第十七章第1節(jié)）。

準備器材：學生電源，電流表，電壓表，滑動變阻器，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各一個），開關(guān)，導(dǎo)線（教師1套）。

本節(jié)課是一個大型的實驗探究，完成實驗需要一節(jié)課的時間，要求學生完全自主進行實驗探究得出實驗結(jié)論是很困難的。為了順利完成實驗，教學中只是讓學生完成實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析處理兩個探究模塊內(nèi)容。實驗設(shè)計包括實驗電路圖的設(shè)計和完成電路連接圖，數(shù)據(jù)分析重點放在根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)畫出電阻一定時電流與電壓的關(guān)系圖像從而得出兩者的正比關(guān)系。其余的探究模塊環(huán)節(jié)由教師以PPT導(dǎo)引、展示等方式過渡，實驗的操作由教師完成。當然，對基礎(chǔ)較好的班級也可以由學生討論后選出代表上臺連接實物電路和進行實驗操作。

探究環(huán)節(jié)模塊化，探究過程片斷化后，使微探究的應(yīng)用范圍更加寬泛、操作更加靈活、用時短且效率高，有利于微探究教學的常態(tài)化。許多實驗都可以采取這種方式進行探究，例如：探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系（完成數(shù)據(jù)圖像分析處理）；探究二力平衡條件（完成表格設(shè)計和數(shù)據(jù)分析）；探究影響摩擦力大小的因素（完成方法步驟設(shè)計、表格設(shè)計）；探究影響壓力的作用效果（完成方法和步驟的設(shè)計）；探究液體的壓強的規(guī)律（完成方法設(shè)計、數(shù)據(jù)分析）；探究影響動能和勢能大小的因素（完成方法方案設(shè)計）；電阻的測量（完成實驗步驟的設(shè)計、實驗表格的設(shè)計）。

模式五 模擬體驗式探究

創(chuàng)設(shè)仿真的教學情境或?qū)嶒灜h(huán)境，能夠讓學生在“模擬”的實驗條件下體驗探究的過程，或由教師模擬實施探究的過程，使學生獲得相關(guān)的體驗，學習相關(guān)的技能，形成科學探究思維。

責任編輯 羅 峰