新课程理念下探究式教学之我见

新课程理念下探究式教学之我见

长汀一中  丘红英

教学改革是时代的要求，是社会发展的需要，《普通高中物理课程标准（实验）》明确指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。因此，在教学过程中应注意培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，以改变过去教学过程中过分依赖教材、过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，鼓励学生对书本的质疑和对教师的超越，赞赏学生独特和富有个性化的理解与表达，爱护学生的批判意识和怀疑精神，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，大力开展探究性课堂教学。那么，应该怎样展开探究性课堂教学，存在着许多不同看法与争论，本文根据我个人的一些学习与思考，与大家共同探讨。

探究性教学的形式可以有多种多样，但是由于我国的教育实际还是以班级上课为主，所以只能是以主修课为主，校本课程为辅；以课堂教学为主，课题研究或其他探究活动为辅。因此要实行教学改革，关键是课堂教学改革。然而我们的课堂教学仍旧停留在一张嘴、一支笔、一本书的阶段。教师满堂灌，学生死记硬背。为应付考试，一字写十遍，一题算十次，一卷定乾坤。读死书，死读书。尽管有改革的大环境，但课堂教学依然“我行我素”。可见，课堂教学的改革刻不容缓。

根据新课程理念，我们必须努力创建一个有利于学生主动探索的学习环境，使学生在获得作为一个现代公民所必须的基础知识和基本技能的同时，在情感、态度、价值观等方面都能得到充分发展，形成良好的科学基本素养。

物理学是以实验为基础的对大量物理事实、现象进行科学探究和概括的一门自然科学。在物理教学中，我们应该结合物理学科的特点，以教材为载体，以实验探究为核心，推出探究性课堂教学模式：提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——交流与评估。

第一步：创设情景，提出问题

创设情景，发现问题是指教师的课堂导入以及在教师提示后的学生活动，这一环节起着影响全局、辐射全课的作用。要求教师一堂课的开头就像一块无形的“磁铁”，虽然只有短短的一两分钟，都能吸引学生的注意力，调动学生的情绪，打动学生的心灵，形成良好的课堂气氛切入口。

探究问题的提出的来源可以有三种：一是学生根据教师、教材或其它途径给出的问题进行探究；二是学生从所提供的问题中得到启发而提出的新问题；三是学生自己提出问题。毫无疑问，学生自己发现并提出问题，最有兴趣、最有动力去深入探究。教师的指导工作，重点应该放在设计让学生发现并提出问题的情景上，而不是在设计问题本身上，应着力于培养学生发现问题的能力。这样有助于学生养成良好的思维习惯，勇于置疑、大胆创新。

情景教学是一种通过创设不同教学情景，引导学生在特定的场景与氛围中进行学习的教学方式。设置情景，一方面使物理问题有了赖以存在的土壤，另一方面也可以吸引学生的有意注意，使学生注意观察，保持持久的学习物理的兴趣和积极性。在物理教学中，创设情景、发现问题可以从以下几个方面入手:

①借助生活实例创设问题情景，并从中引出问题。生活中的许多现象都可以用物理知识加以解释。此外，学生在日常生活中已经积累了许多经验，但是对背后的道理并不知晓，即处于“知其然，不知其所以然”的境地，这为我们创设问题的情景提供了基础。例如进行“单摆振动的周期”教学时，在日常生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内做摆动，公园里小孩在荡秋千，摆钟摆锤的摆动。展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动表现出的运动周期性。此时，可引导学生从“摆钟的摆锤的摆动、摆球的往复运动情景”中，提出一个摆脱具体情景束缚的，具有一定概括性的问题“摆的振动周期究竟跟那些因素有关？”

②借助演示实验创设问题情景。利用实验来演示学生意想不到的奇特现象，唤起学生的注意，引起学生思考，从而产生强烈的求知欲望而提出问题、导入新课。如进行“力的分解”教学时，先出示一个钩码，指出其可用一根细线提起，也可用两根细线提起，哪种细线容易被拉断。然后演示用一根细线提起来，再将此细线穿过钩码，两端上提分开，细线断了。学生惊讶不已，继而发出疑问：为什么两根细线提比一根细线提还更容易断？继而提出问题“什么是分力？什么是力的分解？

③通过观看影像、图片、文字资料等的方式引出问题。如在进行“超重与失重”的教学中，先播放影像：火箭发射升空，卫星绕地球运转，太空舱内宇航员的工作、生活；图片：太空搭载的农作物种子的生长，有西红柿，青椒，南瓜等；文字资料：微重力下冶炼高纯度金属，新型化学药品的合成。学生看完后，问学生想提出什么问题？经过教师诱导之后，课堂充满了疑问，这些问题可能比较零碎，有的问题本节课可能涉及不到，甚至是跨学科的，或者是以学生已所学的知识暂时无法解决的，此时教师让学生思考各个问题，引导学生对各式各样的问题进行综合整理，略加筛选归纳，然后正式提出和本课有关的若干问题：什么是超重？什么是失重？超重与失重产生的条件是什么？超重与失重的实质是什么？

④以常见的思维定势引出问题。如在“自由落体运动”中，先演示从同一高度同时释放金属片和纸片实验，“物体越重，下落得越快”这种思维定势在学生的大脑中根深蒂固，教师可以反问：难道这种说法真的是正确的吗？让我们用实验来验证。

现代教育理论提倡教师为主导，学生为主体这一教学基本原则。教师的“导”在课堂教学的一开始就应该体现出来。探究的问题要是完全由学生自己提出来，当然很好。但这并不意味着我们一定要等到学生能够自己提出好的探究问题之后才能组织探究性学习活动。相反地，在课堂教学中，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，经过启发诱导后，课堂充满了疑问，这些问题可能比较零碎，也有的问题可能在本节课涉及不到或者无法解决。此时，师生“沉浸”在许多问题的氛围中时，教师应综合各式各样的问题之后，略加筛选归纳，然后提出与本节课有关的若干问题，使得后续的探究有明确的目标和内容，这样的教学过程也可以培养学生提出问题的意识和能力。实际上，筛选出那些可能会引发富有成效的研究活动的问题，与提出好的问题同等重要。

如果这样的程度也不容易达到，就完全可以由教师直接提出探究的问题，根据别人提出的问题，学生也完全可以进行有高度探究性的学习活动。而且，只要学生真正卷入了探究知识的过程，就会提出这样那样的问题。实际上真正的学生探究活动整个地就是由问题引导的，培养学生提出问题的能力可以贯穿于探究活动的始终，自然地进行。

第二步：猜想与假设

问题呈现之后，不要急于用实验去检验，更不能直接说出答案。学生要收集与求解问题有关的资料或经验，作出他们认为可能的解释或提出相关新问题。一般来讲由于问题所涉及的定律、规律、性质是学生还未学过的，因此他们的解释或提问只能是一种设想(猜想)。学生可以根据各自的学习经验或生活经验，自由而具体地提出各种设想，也可以凭直觉(所谓灵感)进行设想。

例如进行“单摆振动的周期”教学时，针对所提出的问题“单摆的振动周期究竟跟那些因素有关？”组织学生讨论，学生根据已有的科学知识、经验，通过思考作出猜想与假设：

单摆的振动周期可能与摆球的振幅有关——振幅越大，周期越大；单摆的振动周期可能与摆球的摆长有关——摆长越长，周期越大；单摆的振动周期可能与摆球的质量有关——摆球质量越大，周期越大；摆球的振动周期可能与摆球的重力有关——摆球重力越大，周期越小。但很少学生猜想摆的振动周期与重力加速度有关。

学生提出的假设猜想可能与正确的结果不一致，甚至差之千里或毫不相干，教师也不能嗤之以鼻，而要积极鼓励学生的“异想天开”，至少要保护学生的这种积极性。其实，科学发展本来就是如此，充满曲折和荆棘，要让学生体验人类认识自然的艰辛过程。必要时，教师也可以把预想(设想)的选择项目交给学生，让他们从中选择，以降低预想(设想)的难度。对于学生的预想，教师要引导学生进行筛选，突出重点，加以综合，形成“假说”，以便确立探究的方向。这一点在科学教育中是十分重要的。能够提出“预想”，形成“假说”，说明学生对学习目标是明确的，也说明探究活动有了一定的知识准备和情绪酝酿。

第三步：制定计划与设计实验。

有了前面筛选出来的问题，有了假设和猜想作为铺垫，学生便跃跃欲试，他们极想知道自己的猜想是否正确。这时，学生自然就想到了必须通过实验途径来解决问题。那么，设计什么样的实验呢？这时，教师又要发挥“导”的作用了。首先，不考虑实验的操作细节或仪器的组装和用处。引导学生动脑筋思考，引导他们灵活运用已有的知识技能，从不同方面利用不同方法对同一问题进行思维，提出自己的方案。然后展开讨论，探索各种合理的方法，设计各种可行的方案，从中找出最佳的实验方案检验假设的真伪。

方案确定以后，教师就可以让学生自由选择器材，教师提供给学生的器材最好比所需的要多一些，能让学生有选择的余地，让学生在众多的仪器中判断并优选出方案。另外，实验器材要尽可能取自于生活实践中比较常见、相对容易得到的器件，有的可能是玩具、废旧物品等等，要尽量符合低成本实验的思想，让学生感到“瓶瓶罐罐当器材，拼拼凑凑做实验”的乐趣，感受到实验贴近于生活，来源于生活，使学生了解到并不是只有实验室中的高精仪器才能做实验，并不是科学家才能做实验。明确了实验的设计方案和器材后，就让学生拟定一个标准的实验步骤，明确先后要测量那些物理量等，同时还要设计一个记录表格。

例如进行“单摆振动的周期”教学时，如何探究单摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长的关系？先引导学生讨论确定实验方法：控制变量法，并以此设计实验方案。归纳出所需的实验器材、实验步骤和待测的物理量。

第四步：进行实验与收集证据。

明确了实验的设计方案、器材和实验步骤以后。探索活动的准备工作已经就绪，学生可以开始进行合作探究了。合作探究的形式有三种，教师可根据需要确定选用那一种更好。这三种形式：一是同桌合作探究，即让同桌学生各自发挥探究优势就相关的疑难问题，相互启发，相互研讨，然后四人小组再交流一下相互探讨的结果；二是小组合作探究，合作小组可以是4个、6个人，最多不超过8人。小组应该是一个班集体的缩影，小组成员应该包括基础好的、中等的、较差的学生。合作探究是利用学生集思广益、思维互补、思路开阔、分析透彻、各抒己见的特点，使获得的概念更清楚、结论更准确；三是全班集体同做一个实验探究，即抓住中心议题或关键性问题，让学生各自发表见解，集中解决难题。需要注意的是，实验操作的过程中，学生往往只重现象，而忽略数据的处理和结论的得出，教师应及时引导学生把测量数据和实验结果记录在设计好的表格中，并把操作过程中出现的问题扼要记录下来。在实验探究过程中，教师要注意巡视，在关键处加以指点、启发，要避免教师牵着学生鼻子走。学生提出的假设猜想可能很多，涉及到的实验可能不少。这时教师可以对其中学生不容易完成的操作并加以示范。

第五步：分析实验结果，形成结论。

实验操作的过程中，学生往往只重现象，忽略数据的处理和规律的得出。教师应及时引导学生做好实验记录，根据现象找出本质，尝试寻找规律性的东西，并将实验结论与自己的假设猜想进行比较，以检验假设是否正确，如果正确则可以进行归纳得出初步结论；如果不正确则要重新进行其它的猜想假设，再进行实验探究，直到检验正确。学生分析实验结果的第一步是：对实验数据和观测资料的解释。学生的解释和观点必须与实验或观察得来的现象相一致。要对实验数据和观测资料进行解释，首先要对数据进行处理。其次依据实验数据判断一个被检验的假设是否正确，使学生在探究过程中体验挫折与成功。当然，教师要适时给予适当的帮助，引导学生分析、综合前述探究，然后作出结论，从而使探究在经历一段时间后有所结果，让学生体验到有所收获的喜悦与兴奋。

例如进行“单摆振动的周期”教学时，学生分析观察到的现象，得出实验结论，并与猜想进行比较并作出解释。启发学生评估各组实验结果，总结摆的振动周期特点：①偏角较小时，摆的振动周期跟振幅大小无关；②摆的振动周期跟摆球质量无关；③摆的振动周期跟摆长有关，摆线增大周期变大，摆线缩短周期变小。

第六步：交流与评估

在整个探究过程中，由于经验背景的差异，探究者对问题的理解常常各异，在探究的共同体中，这种差异本身便构成一种宝贵的学习资源。他们很想把自己设计的“产品”推广给其他同学，得到其他师生的评价。有的小组动手实验能力较弱，思维相对滞后，他们也想知道别人是怎么完成的，是不是还有比自己更先进的方法。总之，学生都有被评价的需要。此时，教师应抓住这一课堂心理特点，适时地让学生把他们在实验过程中的体会以及实验后得到的结论相互交流、讨论。让学生自评、互评、小组互评、教师评价、甚至请校外专家来评。在交流中，学生明白了对问题别人也可以有其他不同的解释，有利于他们摆脱自我中心的思维倾向；在交流、相互表达与倾听中，学生各自的想法、思路被明晰化、外显化，学生可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控；在讨论中，小组间相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发学生的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；小组间交流、争议、意见的综合等有助于激发彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解。在相互交流中，教师要及时通过各组自评、他评的方式找出各环节成功之处或不足之处，进行改进修正。对存在的问题进行讨论，澄清思维的不清晰认识，明确具体操作中容易出错的地方。

从探究教学的横向展开过程来看，它的每一个步骤可以是多种形式的活动。拿收集证据来说，可以通过观测、实验来收集，也可以通过查阅文献和上网来收集。具体情况不同，所采用的方式也不同。目前存在一种看法，认为只有包含上述六个步骤的教学活动，才算真正的探究性教学。其实不然，在实际的教学中探究教学的形式应该是多种多样的，探究的过程没有固定的模式，提出问题、进行假设、制定计划、收集数据、整理分析、得出结论、评鉴预测，是科学探究过程的要素，而不是固定的规范。它们之间也没有固定的先后顺序，不能硬性规定哪一个步骤在先，哪一个步骤在后，也不必强求探究过程的完整性。一次活动可以集中在如何提出问题，如何制定计划，如何进行评鉴等任何一个方面或几个方面，也可以是相对完整的探究活动。一次活动可以集中在如何提出问题，如何制定计划，如何进行评鉴等任何一个方面或几个方面，也可以是相对完整的探究活动。其实，探究性课堂教学的开展可以有多种形式：教师演示引导，学生跟着操作探究；教师提示点拔，学生自行操作探究；教师提出课题和一般要求，学生自主探究。这三种形式中，学生探究的自主性、主体性、创造性程度不同。物理教学中采用哪一种形式，一方面要看学生的知识、技能、能力水平，另一面还要看客观条件（如时间、实验设备如何等）。此外，在探究教学过程中，教师要根据探究的难易程度及学生知识和能力水平，进行程度不同的指导。具体采用怎样的探究，教师应根据实际情况灵活掌握。

探究式课堂教学是否能取得实效，归根到底是以学生是否参与、怎样参与、参与多少来决定的，同时只有学生主动参与教学，才能改变课堂教学机械、沉闷的现状，让课堂充满生机。所谓学生主动参与就是给学生自主探究的权利，不要教师设框框，先把学生手脚捆绑起来，要求学生按照教师预先设计好的一套去运行。而每步探究先让学生尝试，就是把学生推到主动位置，放手让学生自己学习，教学过程主要靠学生自己去完成，这样，就可以使探究式课堂教学进入理想的境界。