物理教學中提高探究性學習效果的教學策略
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摘要：本文從八個方面介紹了如何在物理教學中提高探究性學習的效果。
關鍵詞：物理教學；探究性學習；激發(fā)；重視；引導；深化；內(nèi)化
探究性學習是指學生在教師的指導下積極參與的學習過程，它要求學生像科學家那樣，對所遇到的自然現(xiàn)象能夠提出問題，并依據(jù)自己的思維判斷做出猜想，通過實驗驗證自己的猜想，在實驗的基礎上收集證據(jù)，得出正確的結論。這種學習方法是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。科學探究能力的形成依賴于學生的學習和探究活動，必須緊密結合科學知識的學習，通過動手動腦、親自實踐，在感知、體驗的基礎上，內(nèi)化形成，而不能簡單地通過講授教給學生。
新的科學課程標準明確了科學探究是科學研究過程的本質特征。通過科學探究，不僅要使學生體驗到探究的樂趣，獲得自信，形成科學的思維方式；還要使他們識別什么是科學，什么不是科學；更重要的目的是通過科學探究過程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。
21世紀的人才，必須是具有創(chuàng)新的人才，要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就必須從基礎教育抓起，從中小學教育抓起。教師如何在教學中提高“探究性學習”的效果，筆者認為應該從以下幾個方面進行：
一、創(chuàng)設情景，激發(fā)探究
善于創(chuàng)設問題情景，啟發(fā)學生積極思維，使學生真正成為認識事物的主體。在情景中設置有思考價值，智力上有挑戰(zhàn)性的問題，啟發(fā)學生學會觀察，提出新問題，增強學生學習的針對性，激發(fā)學生的興趣，提高學生學習的內(nèi)在的積極性和主動性。在創(chuàng)設學習情景時，應力求真實、生動、直觀而又富于啟發(fā)性。演示實驗、小故事、科學史實、新聞報道、實物、模型和影像資料等等，都可以用于創(chuàng)設學習情景。
案例：《摩擦力》的引入
活動：小游戲──撥河比賽：一人抓一端，用力握住木棒（一端事先抹上凡士林）。
師：（采訪失利方）請你發(fā)表一下失敗感言，說說你失敗的原因？
生：太滑了。
師：（采訪勝利者）你這邊滑不滑？
生：不滑。
師：除了自己的力量，還有什么力幫了你的忙？
生：摩擦力。（若說不出，就轉問“大家認為呢？”）
師：今天我們這節(jié)課就來研究摩擦力。
通過這樣一個小活動，激發(fā)了學生的學習興趣，使學生產(chǎn)生了強烈的求知欲望，并且調(diào)動了活躍的課堂氣氛，此時教師再進行新課教學，效果相當好。在教學中，教師要善于引導學生從真實的情景中發(fā)現(xiàn)問題，有針對性地展開討論，提出解決問題的思路，使學生的認識逐步得到發(fā)展。
二、經(jīng)歷過程，重視探究
物理教學實質上是展示和發(fā)展思維的過程，這一思維過程就是對物理基礎知識和基本理論的理性認識過程。任何一個概念、定理、定律都經(jīng)歷著由感性到理性的抽象概括過程。在教師的引導下，讓學生參與概念的形成、規(guī)律的揭示過程，讓學生親自去實驗、體驗、揣摩、模擬這個過程，就能領悟知識形成過程中所蘊涵的思想方法，使學生知其然，知其所以然。讓學生追根溯源，使教學過程成為學生內(nèi)心體驗和主動參與的再發(fā)現(xiàn)過程。學生學到的知識印象深刻，來龍去脈清楚，更容易喚起學生的創(chuàng)新意識。重視過程教學，學生不只是獲得一些科學的結論，重要的是發(fā)展了學生的抽象概括思維能力，獲得探索科學的方法。
三、借助實驗，引導探究
物理學是一門以實驗為基礎的學科。實驗的方法是物理學學習的基本方法。一個物理實驗就是一個完整的物理情景，讓學生親眼看一些物理現(xiàn)象，親手做一些物理實驗，以此激發(fā)學生學習物理的興趣，充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，實現(xiàn)學生的主體地位。通過親身體驗與理論學習相對照、驗證，來加深理解，以形成正確的物理情景。物理實驗是引導探究教學取得成功不可缺少的“橋梁”和“中介”。在教學中，教師要盡可能地給學生提供物理儀器，讓學生主動積極地進行實驗探究。與此同時，教師要注意，在學生做實驗時，應給予學生思考、交流、發(fā)問和評估的時間。
四、重視主體，發(fā)展探究
學生的發(fā)展是教學的出發(fā)點和歸宿，教學內(nèi)容、教學模式、教學媒體的選取與組織既要符合學生的認知能力，又要滿足學生創(chuàng)新能力的發(fā)展要求。知識的教育、觀念的培養(yǎng)、能力的訓練既要為學生近期的學習打下基礎，還要著眼于學生長遠的發(fā)展和終身教育。教學設計要在組織知識、選擇方法、設計問題、設計實驗、研究學生活動等方面下功夫。要在教學的每一個環(huán)節(jié)中都圍繞學生的學習活動展開教學。例如，在牛頓第一定律的教學中，不應該簡單回顧亞里士多德、伽利略、笛卡爾對力和運動的關系的理解，得出牛頓第一定律，而應該是引導學生從亞里士多德對運動和力的關系的直觀感覺的理解→伽利略對運動和力的粗略描述→笛卡爾對運動描述的進一步升華→牛頓在前人研究的基礎上，加上自己對力學等方面的研究，得出了牛頓第一定律。這樣以學生的發(fā)展為中心，讓學生積極、主動地經(jīng)歷科學規(guī)律的得出過程，有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力，為今后學習打下堅實的基礎。
五、開拓創(chuàng)新，深化探究
教師在備課的過程中，應該對教學內(nèi)容進行必要的重組、整合和拓展，從中提煉出開放性教學的基本素材，高度關注學生的學習過程和活動方式，有意識地鼓勵學生充分發(fā)表自己的意見，特別應利用學生對某些問題的爭議和不同看法，創(chuàng)設導致學生思維沖突的物理問題情景，在教師的指導下展開討論或實驗論證，最終獲得合理的結論，從而強化學生的創(chuàng)新意識。
例如在教學時，要求學生自己設計實驗、探究實驗方案、尋找實驗方法、經(jīng)歷實驗探究的過程，最終得出結論，通過合作學習進行實驗，并從實驗探究和分析歸納中學到了規(guī)律性的知識，體驗了科學探究的成功與自豪，激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，為學生將來進行科學研究奠定了基礎。
六、借助多媒體，內(nèi)化探究
多媒體以其本身特有的功能而具備了趣味性的特點。它提供的許多可能往往是我們普通的教學手段所難以企及的。借助計算機教學能有效地彌補傳統(tǒng)教學的不足，化抽象為具體，把難以理解的內(nèi)容或不易觀察到的事物，用計算機展現(xiàn)出來，調(diào)動學生的視覺功能，增強學生感性認識，有助于幫助學生進行理性思考，從而通過現(xiàn)象歸納出本質和規(guī)律，為突破難點創(chuàng)造良好的氛圍。例如，學習“物態(tài)變化”時，用多媒體向學生展示冬天原野里的大霧、房屋上的白霜、西藏雪山、樹枝上的冰凌，展示春天到來時冰雪熔化成水、火爐燒水時水壺上冒出“白氣”、水蒸氣遇到冷的茶杯蓋變成小水滴等現(xiàn)象。創(chuàng)設出“霧、霜、雪、冰是怎樣形成的？”“水為何會變成白氣？”“白氣是水滴還是水蒸氣？”等一系列物理問題情境，讓學生在問題情境中產(chǎn)生疑問，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。
七、營造氛圍，促進探究
教師要努力營造出“教師—學生”及“學生—學生”間的自由、平等的氛圍。如在學生進行實驗探究的過程中，教師在教室里四處走動，與各小組進行交流，傾聽學生的問題和想法，不時評價學生的探究進程并確定適合學生的學習的下一步計劃，必要時，教師把全體學生集合起來，通過講解、示范或討論提供一些必要的幫助。如在教學中討論是創(chuàng)造的“助產(chǎn)士”，在探究教學過程中，討論尤為重要。如在教學中可以按課前分組那樣四人一組或二人一組，對所提出的問題進行充分討論，交流意見，這樣就能調(diào)動學生思維的積極性，使智力從“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”，由此迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花。
教師注意鼓勵學生勇于發(fā)表自己的探究成果和方法，傾聽他人的探究經(jīng)驗，并進行客觀的比較和鑒別。從不同的角度改進自己的學習經(jīng)驗，提高認識克服獨立探究中的片面性和局限性，正確理解獲得的知識。
八、構建有效問題串，能盡快切入探究主題
開始進行科學探究教學時，設置以下三個問題可以讓學生能盡快進入研究主題：
(1)你猜想的依據(jù)是什么？
(2)這些猜想中哪些屬于同一研究方向？
(3)在以上猜想中你認為研究哪一個問題最有價值？
第三個問題的設計可使學生的思路盡快進入本節(jié)課的重點。下面，以研究電流與電壓、電阻的關系為例談談有效“問題串”的設計：
問題1：通過導體的電流的大小與哪些因素有關？（要指明是導體兩端的電壓）
問題2：你認為電流和電壓、電阻之間有什么定量關系？
問題3：你采用什么方法來研究上述問題？（控制變量）
問題4：那么，上述問題變成了幾個問題？它們分別是什么問題？
問題 5：我們先研究第一個問題，即要研究電流與電壓的關系。你認為實驗需要哪些器材？實驗過程中應該控制什么因素？改變什么因素？
問題6：你認為滑動變阻器在實驗過程中的作用是什么？
問題 7：你準備選取幾組數(shù)據(jù)進行分析？在研究電流與電壓的關系時如何選取電壓的具體數(shù)值將有助于我們分析數(shù)據(jù)，得出結論？
問題 8：我們再來研究第二個問題，即要研究電流與電阻的關系。在研究電流和電阻的關系時，除以上器材外，實驗還需要補充其它器材嗎？請你畫出電路圖加以說明。實驗過程你應該控制什么因素？改變什么因素？觀察和記錄什么數(shù)據(jù)？
問題9：你認為滑動變阻器在該實驗過程中的作用是什么？
問題10：你準備選取幾組數(shù)據(jù)進行分析？在研究電流與電阻的關系時如何選取電阻的具體數(shù)值將有助于我們分析數(shù)據(jù)，得出結論？（討論到此，全班可分兩組分別進行以上兩個問題的探究）
問題11：分析數(shù)據(jù)，同學們得到的結論是什么？表達你的結論時你應該注意什么？
問題12：你的結論可以用I=U/R表達嗎？（說明比例系數(shù)取1的條件）
問題13：在探究過程中同學們有沒有走過彎路，影響了實驗結果？經(jīng)過思考，你又是如何走出這些“彎路”的？
問題14：在你實驗的過程中你還發(fā)現(xiàn)了其他問題嗎？回顧你實驗的操作過程你覺得還能做哪些改進？
以上第5個問題的設計，使學生將要研究的大問題先分成兩個小問題逐個討論（這個問題的設計很重要，否則將兩個問題放在一起討論，容易使學生的思路混亂）。第 8 個問題的設計對前后實驗來說起到了承上啟下的作用。第 14個問題的設計則注重學生的個性發(fā)展，為能力較強的學生的發(fā)展提供了平臺。可以說，整堂課通過14個問題的設計，使學生在實驗過程中，目的明確，思路清晰，實驗時間又得到了保證。值得一提的是，在課堂教學中，實驗前的討論比實驗操作更重要，在時間的安排上，實驗前的討論時間也要比學生實驗操作的時間要長。
參考文獻：
[1]蔡鐵權．物理教學叢論[M].北京：科學出版社，2005.
[2]羅星凱，李萍昌.探究式學習：含義、特征及核心要素[J].教育研究，2001(12).
關鍵詞：物理教學；探究性學習；激發(fā)；重視；引導；深化；內(nèi)化
探究性學習是指學生在教師的指導下積極參與的學習過程，它要求學生像科學家那樣，對所遇到的自然現(xiàn)象能夠提出問題，并依據(jù)自己的思維判斷做出猜想，通過實驗驗證自己的猜想，在實驗的基礎上收集證據(jù)，得出正確的結論。這種學習方法是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。科學探究能力的形成依賴于學生的學習和探究活動，必須緊密結合科學知識的學習，通過動手動腦、親自實踐，在感知、體驗的基礎上，內(nèi)化形成，而不能簡單地通過講授教給學生。
新的科學課程標準明確了科學探究是科學研究過程的本質特征。通過科學探究，不僅要使學生體驗到探究的樂趣，獲得自信，形成科學的思維方式；還要使他們識別什么是科學，什么不是科學；更重要的目的是通過科學探究過程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。
21世紀的人才，必須是具有創(chuàng)新的人才，要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就必須從基礎教育抓起，從中小學教育抓起。教師如何在教學中提高“探究性學習”的效果，筆者認為應該從以下幾個方面進行：
一、創(chuàng)設情景，激發(fā)探究
善于創(chuàng)設問題情景，啟發(fā)學生積極思維，使學生真正成為認識事物的主體。在情景中設置有思考價值，智力上有挑戰(zhàn)性的問題，啟發(fā)學生學會觀察，提出新問題，增強學生學習的針對性，激發(fā)學生的興趣，提高學生學習的內(nèi)在的積極性和主動性。在創(chuàng)設學習情景時，應力求真實、生動、直觀而又富于啟發(fā)性。演示實驗、小故事、科學史實、新聞報道、實物、模型和影像資料等等，都可以用于創(chuàng)設學習情景。
案例：《摩擦力》的引入
活動：小游戲──撥河比賽：一人抓一端，用力握住木棒（一端事先抹上凡士林）。
師：（采訪失利方）請你發(fā)表一下失敗感言，說說你失敗的原因？
生：太滑了。
師：（采訪勝利者）你這邊滑不滑？
生：不滑。
師：除了自己的力量，還有什么力幫了你的忙？
生：摩擦力。（若說不出，就轉問“大家認為呢？”）
師：今天我們這節(jié)課就來研究摩擦力。
通過這樣一個小活動，激發(fā)了學生的學習興趣，使學生產(chǎn)生了強烈的求知欲望，并且調(diào)動了活躍的課堂氣氛，此時教師再進行新課教學，效果相當好。在教學中，教師要善于引導學生從真實的情景中發(fā)現(xiàn)問題，有針對性地展開討論，提出解決問題的思路，使學生的認識逐步得到發(fā)展。
二、經(jīng)歷過程，重視探究
物理教學實質上是展示和發(fā)展思維的過程，這一思維過程就是對物理基礎知識和基本理論的理性認識過程。任何一個概念、定理、定律都經(jīng)歷著由感性到理性的抽象概括過程。在教師的引導下，讓學生參與概念的形成、規(guī)律的揭示過程，讓學生親自去實驗、體驗、揣摩、模擬這個過程，就能領悟知識形成過程中所蘊涵的思想方法，使學生知其然，知其所以然。讓學生追根溯源，使教學過程成為學生內(nèi)心體驗和主動參與的再發(fā)現(xiàn)過程。學生學到的知識印象深刻，來龍去脈清楚，更容易喚起學生的創(chuàng)新意識。重視過程教學，學生不只是獲得一些科學的結論，重要的是發(fā)展了學生的抽象概括思維能力，獲得探索科學的方法。
三、借助實驗，引導探究
物理學是一門以實驗為基礎的學科。實驗的方法是物理學學習的基本方法。一個物理實驗就是一個完整的物理情景，讓學生親眼看一些物理現(xiàn)象，親手做一些物理實驗，以此激發(fā)學生學習物理的興趣，充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，實現(xiàn)學生的主體地位。通過親身體驗與理論學習相對照、驗證，來加深理解，以形成正確的物理情景。物理實驗是引導探究教學取得成功不可缺少的“橋梁”和“中介”。在教學中，教師要盡可能地給學生提供物理儀器，讓學生主動積極地進行實驗探究。與此同時，教師要注意，在學生做實驗時，應給予學生思考、交流、發(fā)問和評估的時間。
四、重視主體，發(fā)展探究
學生的發(fā)展是教學的出發(fā)點和歸宿，教學內(nèi)容、教學模式、教學媒體的選取與組織既要符合學生的認知能力，又要滿足學生創(chuàng)新能力的發(fā)展要求。知識的教育、觀念的培養(yǎng)、能力的訓練既要為學生近期的學習打下基礎，還要著眼于學生長遠的發(fā)展和終身教育。教學設計要在組織知識、選擇方法、設計問題、設計實驗、研究學生活動等方面下功夫。要在教學的每一個環(huán)節(jié)中都圍繞學生的學習活動展開教學。例如，在牛頓第一定律的教學中，不應該簡單回顧亞里士多德、伽利略、笛卡爾對力和運動的關系的理解，得出牛頓第一定律，而應該是引導學生從亞里士多德對運動和力的關系的直觀感覺的理解→伽利略對運動和力的粗略描述→笛卡爾對運動描述的進一步升華→牛頓在前人研究的基礎上，加上自己對力學等方面的研究，得出了牛頓第一定律。這樣以學生的發(fā)展為中心，讓學生積極、主動地經(jīng)歷科學規(guī)律的得出過程，有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力，為今后學習打下堅實的基礎。
五、開拓創(chuàng)新，深化探究
教師在備課的過程中，應該對教學內(nèi)容進行必要的重組、整合和拓展，從中提煉出開放性教學的基本素材，高度關注學生的學習過程和活動方式，有意識地鼓勵學生充分發(fā)表自己的意見，特別應利用學生對某些問題的爭議和不同看法，創(chuàng)設導致學生思維沖突的物理問題情景，在教師的指導下展開討論或實驗論證，最終獲得合理的結論，從而強化學生的創(chuàng)新意識。
例如在教學時，要求學生自己設計實驗、探究實驗方案、尋找實驗方法、經(jīng)歷實驗探究的過程，最終得出結論，通過合作學習進行實驗，并從實驗探究和分析歸納中學到了規(guī)律性的知識，體驗了科學探究的成功與自豪，激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，為學生將來進行科學研究奠定了基礎。
六、借助多媒體，內(nèi)化探究
多媒體以其本身特有的功能而具備了趣味性的特點。它提供的許多可能往往是我們普通的教學手段所難以企及的。借助計算機教學能有效地彌補傳統(tǒng)教學的不足，化抽象為具體，把難以理解的內(nèi)容或不易觀察到的事物，用計算機展現(xiàn)出來，調(diào)動學生的視覺功能，增強學生感性認識，有助于幫助學生進行理性思考，從而通過現(xiàn)象歸納出本質和規(guī)律，為突破難點創(chuàng)造良好的氛圍。例如，學習“物態(tài)變化”時，用多媒體向學生展示冬天原野里的大霧、房屋上的白霜、西藏雪山、樹枝上的冰凌，展示春天到來時冰雪熔化成水、火爐燒水時水壺上冒出“白氣”、水蒸氣遇到冷的茶杯蓋變成小水滴等現(xiàn)象。創(chuàng)設出“霧、霜、雪、冰是怎樣形成的？”“水為何會變成白氣？”“白氣是水滴還是水蒸氣？”等一系列物理問題情境，讓學生在問題情境中產(chǎn)生疑問，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。
七、營造氛圍，促進探究
教師要努力營造出“教師—學生”及“學生—學生”間的自由、平等的氛圍。如在學生進行實驗探究的過程中，教師在教室里四處走動，與各小組進行交流，傾聽學生的問題和想法，不時評價學生的探究進程并確定適合學生的學習的下一步計劃，必要時，教師把全體學生集合起來，通過講解、示范或討論提供一些必要的幫助。如在教學中討論是創(chuàng)造的“助產(chǎn)士”，在探究教學過程中，討論尤為重要。如在教學中可以按課前分組那樣四人一組或二人一組，對所提出的問題進行充分討論，交流意見，這樣就能調(diào)動學生思維的積極性，使智力從“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”，由此迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花。
教師注意鼓勵學生勇于發(fā)表自己的探究成果和方法，傾聽他人的探究經(jīng)驗，并進行客觀的比較和鑒別。從不同的角度改進自己的學習經(jīng)驗，提高認識克服獨立探究中的片面性和局限性，正確理解獲得的知識。
八、構建有效問題串，能盡快切入探究主題
開始進行科學探究教學時，設置以下三個問題可以讓學生能盡快進入研究主題：
(1)你猜想的依據(jù)是什么？
(2)這些猜想中哪些屬于同一研究方向？
(3)在以上猜想中你認為研究哪一個問題最有價值？
第三個問題的設計可使學生的思路盡快進入本節(jié)課的重點。下面，以研究電流與電壓、電阻的關系為例談談有效“問題串”的設計：
問題1：通過導體的電流的大小與哪些因素有關？（要指明是導體兩端的電壓）
問題2：你認為電流和電壓、電阻之間有什么定量關系？
問題3：你采用什么方法來研究上述問題？（控制變量）
問題4：那么，上述問題變成了幾個問題？它們分別是什么問題？
問題 5：我們先研究第一個問題，即要研究電流與電壓的關系。你認為實驗需要哪些器材？實驗過程中應該控制什么因素？改變什么因素？
問題6：你認為滑動變阻器在實驗過程中的作用是什么？
問題 7：你準備選取幾組數(shù)據(jù)進行分析？在研究電流與電壓的關系時如何選取電壓的具體數(shù)值將有助于我們分析數(shù)據(jù)，得出結論？
問題 8：我們再來研究第二個問題，即要研究電流與電阻的關系。在研究電流和電阻的關系時，除以上器材外，實驗還需要補充其它器材嗎？請你畫出電路圖加以說明。實驗過程你應該控制什么因素？改變什么因素？觀察和記錄什么數(shù)據(jù)？
問題9：你認為滑動變阻器在該實驗過程中的作用是什么？
問題10：你準備選取幾組數(shù)據(jù)進行分析？在研究電流與電阻的關系時如何選取電阻的具體數(shù)值將有助于我們分析數(shù)據(jù)，得出結論？（討論到此，全班可分兩組分別進行以上兩個問題的探究）
問題11：分析數(shù)據(jù)，同學們得到的結論是什么？表達你的結論時你應該注意什么？
問題12：你的結論可以用I=U/R表達嗎？（說明比例系數(shù)取1的條件）
問題13：在探究過程中同學們有沒有走過彎路，影響了實驗結果？經(jīng)過思考，你又是如何走出這些“彎路”的？
問題14：在你實驗的過程中你還發(fā)現(xiàn)了其他問題嗎？回顧你實驗的操作過程你覺得還能做哪些改進？
以上第5個問題的設計，使學生將要研究的大問題先分成兩個小問題逐個討論（這個問題的設計很重要，否則將兩個問題放在一起討論，容易使學生的思路混亂）。第 8 個問題的設計對前后實驗來說起到了承上啟下的作用。第 14個問題的設計則注重學生的個性發(fā)展，為能力較強的學生的發(fā)展提供了平臺。可以說，整堂課通過14個問題的設計，使學生在實驗過程中，目的明確，思路清晰，實驗時間又得到了保證。值得一提的是，在課堂教學中，實驗前的討論比實驗操作更重要，在時間的安排上，實驗前的討論時間也要比學生實驗操作的時間要長。
參考文獻：
[1]蔡鐵權．物理教學叢論[M].北京：科學出版社，2005.
[2]羅星凱，李萍昌.探究式學習：含義、特征及核心要素[J].教育研究，2001(12).