物理教學中的探究性學習芻議

鄭冰瑩

摘要：簡述探究性學習的由來、在物理教學中的地位和課堂教學策略。以牛頓第二定律教學為案例探討。

關鍵詞：探究性學習；物理方法；課堂策略

探究性學習是一種積極的學習過程，主要是指學生在科學課中自己探索問題的學習方式。

一、探究性學習的由來

要研究探究性學習。首先要明確什么是探究。美國國家科學教育標準中對探究的定義是：“探究是多層面的活動，包括觀察；提出問題；通過瀏覽書籍和其他信息資源發現什么是已經知道的結論，制定調查研究計劃；根據實驗證據對已有的結論作出評價；用工具收集、分析、解釋數據；提出解答、解釋和預測；以及交流結果。探究要求確定假設，進行批判的和邏輯的思考，并且考慮其他可以替代的解釋。”在美國國家科學教育標準中。探究有幾種用法：

(一)科學探究。“科學探究指的是科學家研究自然界。根據研究中發現的證據提出解釋的多樣化的方式。”

(二)基于探究的教學，即以探究為本的教學。“對產生于學生的經驗的真實問題的探究是科學教學的核心策略”。探究可以用于以下內容的教學：①物理、生活、地球空間科學的學科內容；②科學事業的性質(例如關于科學探究的性質)；③進行科學探究所要求的能力。但是，以探究為本的教學是一種手段，不是目的，目的是掌握科學內容、科學方法和科研能力。雖然探究很重要，但是這“并不意味著所有的教師都應該追求一種單一的方法來教科學。”

(三)以探究為本的學習。在美國國家科學教育標準中，探究也指學習過程。它是一種積極的學習過程一“學生去做的事，而不是為他們做好的事”。換句話說，就是讓學生自己思考怎么做甚至做什么，而不是讓學生接受教師思考好的現成的結論。

探究一詞也在針對實際問題的項目學習中使用，稱為實踐的探究。實踐的探究與科學教育中的探究性學習不同，探究性學習主要目的在于理解有廣泛解釋力的一般原理，(例如，運動定律)。而實踐的探究一般不指向某些通常被接受的理解，而是指向考慮在某些情況下幾種不同的可能的行動線索；它們中的每一種都可以是“正確的”。實踐性探究的過程不僅是獲取知識的過程，更是發展和運用智慧的決策過程。

從1950年到1960年，探究作為一種教學方法的合理性變得越來越明確了。教育家施瓦布指出“如果要學生學習科學的方法，那么有什么學習比通過積極地投入到探究的過程中去更好呢?”這句話對科學教育中的探究性學習產生了深遠的影響。施瓦布認為教師應該用探究的方式展現科學知識，學生應該用探究的方式學習科學內容。為實現這些改變，施瓦布建議科學教師首先要到實驗室去，引導學生體驗科學實驗的過程，而不是在教室里照本宣科地教授科學。這就是說，在向學生介紹正規的科學概念和原理之前應該先讓他們到實驗室里做實驗。用實驗的證據來解釋和深化教材中的內容。

二、探究性學習在物理教學中的地位

從物理學發展史來看。物理方法來源于物理學發展史，物理方法來源于人們探索物理現象和物理規律的實踐，并且隨著物理學自身的發展而發展；反過來，方法的完善和發展常常推動著理論知識的發展。甚至產生出新的學科領域。物理學作為一門基礎學科，它的知識為生活、生產和其他學科的研究提供了知識基礎：它的研究方法被廣泛地移植到其他相近學科領域。因此說，物理學方法不論是對于物理學自身還是對于整個科學體系來講，都是十分重要的組成部分。否則，學生學到的物理知識將是不完善的。而在物理教學中引導學生用探究的方式進行學習，才能從根本上領悟物理方法。

從教育學的角度看，物理學方法在物理教學中不但要教，而且應該給以足夠的重視。自從本世紀上半葉以來，隨著皮亞杰結構主義的誕生，教育領域逐漸注意到知識結構的教學。到了五十年代末，美國教育學家布魯納把知識機構的教學推到一個新的高度。在他飲譽教育界的《教育過程》一書中，布魯納指出，教和學從根本上講都是為了掌握學科內容的結構。在教學中重視知識結構比獨立地講授物理概念、定律前進了一大步。

三、探究性學習的課堂教學策略

課堂教學是探究性學習的主渠道。在課堂教學中采用何種教學策略推動探究性學習，是個需要研究和關注的課題。以下是四種課堂教學的策略：

(一)分層漸進的教學策略

教師可按一定的規則，把學生分成高、中、低、差四個層次(兩個或三個層次亦可)，根據教學目標和內容的要求，對各層次的學生進行有針對性的分層教學和練習，較充分地調動學生的潛能，以期達到“你到達目的地，我也到達目的地”的目的，而后再“小步驟進行”，在“呈現明顯的反映”中“及時反饋”漸進的學習成果。

(二)主動參與的教學策略

學生參與教學的狀態，參與教學的活躍程度，是“促進者和學習者之間的人際關系的某些態度品質”的最好呈示。教育者要激發學生主動參與的意愿，引導學生積極主動地提出問題，回答問題，與教育者處在平等互助的位置。

(三)啟發引導的教學策略

啟發引導的教學方法與注入式是截然不同的。

啟發引導的教學策略強調學生是學習的主體，強調調動學生積極地思維，使學生的學習潛能得到最大限度的發揮。在教學過程中要設計好教學的幾大環節，如閱讀后的遷移訓練，先有仿寫、摹寫訓練，后有遷移訓練等。這樣可實現內在動力與學習責任相結合，從而由“學會”向“會學”、“善學”轉變。

(四)講練結合的教學策略

“精講多練”的教學方法有其先進的一面，但也有它的局限性。對于難度大的知識的傳授和對于一般知識的傳授是應當有所區別的。前者要多講而不宜“精講”，后者宜“精講”而不宜多講。“多練”則是一致的。因此，在課堂教學策略的實施中，講練結合的教學方式是必須實行的，也是符合教學實際的。

四、具體案例

牛頓第二定律這一教學內容，老教材是以火箭，卡車由于受到不同推力產生不同加速度引入課題，由于學生對這知識背景缺乏感性認識，不能激發強烈的學習欲望，教師的演示實驗使學生失去主動參與的機會。新教材先安排由兩位同學體驗滑板車起動快慢與什么因素有關的實驗，大部分同學能得出起動快慢即滑板車起動加速度與車受到力及車的質量有關這一結論，再設計小車在長木板上滑行時的加速度與車受到力及質量之間的定量關系的探究實驗，教材的編寫已充分體現出“豐富學生經歷和經驗”新的教學理念，由于受實驗器材數量的限制，定量探究只能有少部分同學參與，課堂內滑板車起動實驗體驗受場地的限制也只能有少部分同學參與。所以本節課教學設計作了適當調整。

(一)創設情景，讓每位學生有參與實驗體驗的機會

構建情景，引出問題，用學生喜聞樂見的事物、事件引出問題進而讓學生去發現問題，以此激發學生的學習興趣，讓學生化被動為主動，產生強烈的求知欲

望。滑板車起動快慢與什么因素有關的問題在前一節課小結時就布置給同學，讓學生帶著問題利用課余時間充分體驗他們想象到的各種因素與車起動快慢的關系，教師把同學體驗活動的過程有選擇地錄制下來，作為課堂上討論問題之前的情景再現，讓學生交流體驗，學生通過把學生自己的感受與其他同學體驗的感受作對比分析，進一步加深對滑板車起動實驗體驗的感受。通過體驗使他們有所“發現”，學生感受到成功的喜悅，激發了他們進一步參與體驗、探究的欲望。

(二)課堂中留有足夠的時間和空間，促使學生用心體驗

讓學生在實踐中努力嘗試用各種方法去解決問題，尋求規律。本節課當學生得出初步結論：滑板車起動快慢與滑板車受到外力及車的質量有關。我積極引導學生思考：我們能否用實驗來判斷我們所得出的初步結論?把學生分成4人一組，在他們的課桌上放大量的實驗器材，讓他們自己設計實驗并動手實踐。在體驗活動中，教師觀察到很多學生首先用彈簧秤拉木塊使小車作勻加速運動，在實際操作中他們發現了問題：①彈簧秤拉力并不是使小車作勻加速直線運動所受的力。小車還受到木板對它的摩擦力作用。②由于手的抖動很難保持拉力維持不變。學生發現問題后，他們修正了實驗方案，一端掛有重物的細繩。跨過滑輪后拉動小車的運動，使小車受到大小恒定的拉力作用。消除摩擦影響，判斷小車是否作勻加速運動等問題都在教師與學生的相互探討、質疑及學生體驗中完成。這一過程中學生體驗了多種科學方法，包括實驗、分析、比較、猜測等。

(三)多媒體技術的應用，為學生參與更多的實踐體驗提供了保障

在學生參與體驗中，將學生動手實驗與先進的DIS實驗相結合，測量物理量時快捷、準確、方便，而傳統實驗要么只能做定性實驗，要么測量數據繁鎖且誤差大，處理數據時間長，使教學任務無法按時完成或者學生實驗時無法體驗其中過程、感受其中科學思想方法。在數據處理時，同樣留給學生足夠多時間，讓學生探求數據中蘊含的規律，對學習困難學生給予適時點撥，使學生既有獨立思考時間，又能及時得到幫助。利用Excel軟件畫出a-F、a-m之間的函數圖像。便于學生對所畫圖線作比較，并對學生連接點之間圖線的指導更到位。

總之，在學生探究過程中，引導學生努力運用假設猜測、分析比較、歸納推理等科學方法，去獲取知識，用心去體驗發現規律過程中的艱辛和快樂，這種體驗的不斷沉積，潛移默化中培養出他們一種能力。在體驗性學習中，學生情緒飽滿，求知欲旺盛，課堂氣氛活躍，積極性、主動性得以充分發揮，有利于發展學生的個性，開發學生的潛能。

當然，在“探究性學習”的物理課堂教學中，學生實驗探究體驗、課堂體驗交流需要很多時間，有時會影響課堂教學的進度。這就需要教師能針對學生原有的知識基礎和認知水平，合理組織引導，充分發揮各種教學方法的長處，讓學生從消極的接受變為積極的參與。而且用心去體驗獲取知識過程中的快樂與艱辛，讓學生真正學會學習。

參考文獻：

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2張軍明沈宏偉物理新課程與物理教學，福建教育，2004，(2)