對物理教學開展科學探究的思考

作者簡介 謝德勝，男，特級教師，中學物理研究員，重慶市物理教育研究會常務理事，沙坪壩區教師進修學院物理教研員，高中物理新課標司南版教材編寫組核心成員，并參與了其中三本教材和兩本教學用書的編寫。長期從事物理教學研究工作，主編或參編的教學用書多達40余本，在有CN或ISSN刊號的刊物上發表學術論文近20篇。

加強科學探究，培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神，是當前基礎教育課程改革的一個基本理念。科學探究是物理課程內容標準的重要組成部分，既是學生學習的目標，又是一種重要的教學方式。在課程改革教學實踐中，怎樣組織有效的科學探究，一直是廣大教師和教研工作者努力研究探索的課題。

新課程改革已經進行了四年多，不少第一線的教師對組織開展科學探究積累了不少經驗，一些教育研究工作者也提出了很多研究成果。但從筆者對當前物理課堂教學調研的情況來看，科學探究的教學至今仍然存在不少值得研討的問題。怎樣的探究活動才是符合課程改革理念的科學探究，目前仍然困擾著不少物理教師。下面，筆者就幾個突出的主要問題談一些看法。

1 科學探究要名符其實

按照新課標編寫的初中物理和高中物理教材，為了落實加強科學探究，在教材中都編寫了不少以科學探究為主題的內容。如滬科版初中物理教材兩冊共編排了以科學探究為主題的內容15節。除了這15節內容外，教材其它很多節的內容也安排了實驗探究，這為在教學中加強科學探究創造了條件。但在實際教學中，由于對教材的處理不當，“假探究”的現象比較普遍，使科學探究有名無實，沒能達到課程標準和教材編寫者期望達到的目標。

新課標物理教材中設計的科學探究課，一般都安排有提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證等內容。教材為了引導學生進行科學探究，一般對猜想、制定計劃與設計實驗等都提供了范例。以滬科版初中物理的“科學探究：摩擦力”一節為例，在猜想環節提供了“摩擦力可能與接觸面粗糙程度有關”等五種猜想，而且在進行實驗與收集證據環節提供了用實驗驗證猜想的方案。

對這節教材的教學，通常的情況是：學生的猜想通過上課前預習教材或在課堂上看教材，照教材的內容進行。在制定計劃與設計實驗環節，學生則按照教材驗證猜想提供的方案進行。這樣上科學探究課，學生的猜想、制定計劃與設計實驗方案等實際上是按照教材的內容依葫蘆畫瓢，完全達不到獨立根據問題進行大膽猜想、探究解決問題的目的。從理論上看，學生在課堂上的科學探究活動雖然不同于實際生活，也不要求探究問題的結論是人類未知的，但要探究的問題相對于學生而言應該是未知的，否則，就談不上是探究。如果學生根據教材上的結論進行探究，探究的結論變成了已知，就失去了探究的意義。

要在教材編寫的科學探究課中實現真正意義上的探究，必須改變這種“假探究”的教學方式。我們區通過研究，采取的方法是不局限于教材的內容，鼓勵學生在教材提供的內容的基礎上去擴展探究的內容。以上面的“科學探究：摩擦力”為例，教學時不只局限于學生能說出教材提供的五種猜想，更要求學生能提出更多教材沒有涉及的猜想。對學生的每一種猜想，都要求學生說出為什么這樣猜想，引導學生結合所學的知識和生活經驗進行科學的猜想。對制定計劃與設計實驗的教學也采取了類似的方法。這樣教學，學生要探究的問題的結論就不再是已知的，能較好地引導學生根據要解決的問題進行科學探究，培養學生大膽質疑、獨立進行科學探究的能力。

2 接受式教學應注意滲透科學探究

按照新課標編寫的教材，多數教學內容不是以科學探究的形式編寫的。對這些教材內容，是不是就完全采取接受式的教學方式，直接把知識的結論傳授給學生呢？答案是否定的。對這類教材內容，也應注意結合教材內容的特點和學生的實際，滲透科學探究。正如全日制義務教育《物理課程標準》教學建議部分指出的那樣：科學探究是物理課程的重要內容，它應貫穿于物理教學的各個環節。這要求教師在物理教學中，在教學的各個環節上積極地創造條件，促進學生積極有效地進行探究學習。

事實上，有很多教學內容，都可以通過創造條件，進行有效的科學探究，只不過這時的探究不可能包括科學探究的所有要素，一般只涉及部分要素。例如，滬科版初中物理教材中很多節的教學內容，在引入新課時，都是先從學生已學過的知識和生活經驗出發，創設一定的問題情景，然后提出問題。對這類教學內容，教學時完全可以利用相關的問題情景，引導學生發現問題，提出問題。對那些沒有設置問題情景的教學內容，也可通過創設問題情景來引導學生發現和提出問題。以滬科版初中物理“連接串聯電路和并聯電路”為例，教學時可以先給學生提出家庭、教室里的用電器，讓學生猜想這些用電器可能有哪些連接方式？在學生猜想后再讓學生根據教材提供的電路去分析歸納出電路連接的兩種方式。這樣教學，可以滲透科學探究中猜想、發現提出問題等因素，培養學生科學猜想、發現提出問題的能力。

值得提出的是，在現在的高中和初中物理教學的習題課中，如果采取恰當的教學方式，仍然可以滲透科學探究的因素。例如，在講例題時，如果采取先讓學生獨立審題、提出解答題目的思路和方法，教師再進行適當點撥的方式，對培養學生獨立進行分析論證，運用所學物理知識分析解決實際問題的能力是大有幫助的。

3 正確認識科學探究的教學效果

對在物理教學中加強科學探究的重要性，經過幾年的課程改革實踐，一般都有正確的認識。但對科學探究的教學效果，第一線的教師，甚至一些教學研究工作者卻有不同的看法。比較典型的看法：一是認為科學探究較接受式教學從學生學習物理知識的角度看，效率較低。同一物理知識的教學，利用探究式教學方式比利用接受式教學方式用的時間要多得多。因為接受式教學，學生要學習的內容是以結論的形式呈現出來的，直接傳授給學生就行了。而對于探究式教學，則要求學生通過一系列探究活動，才能知道內容的結論。二是認為科學探究對學生能力要求高，基礎較差的學生難于參與其中，長時期進行科學探究，將加大學生的兩極分化。

對此，筆者組織所在區的初高中物理教師進行了專題的實驗研究。從實驗情況看，上述兩種看法都帶有片面性。確實，采取探究式的教學方式從課堂教學的知識容量看，比接受式教學小。但從教學效率的角度看，卻不盡然。因為教學效率的大小不應該從教師講了多少知識的角度去評價，而應該從學生提高能力的角度去評價。按照這樣的觀點，接受式教學雖然教師講的知識相對科學探究的知識多，但由于學生對知識是被動接受，缺乏大腦的思維加工，學生究竟能掌握多少很難說。同時，由于學生不了解物理知識的來龍去脈，所學的知識很難有深刻的理解，對所學物理知識的效果就會打折扣。因此，接受式教學相對于探究式教學對知識的掌握上具有多大的優勢，還值得研究。

至于對探究式教學，基礎差的學生難于參與，甚至會加劇學生的兩極分化這個問題。從我區研究的情況看，這種現象并不明顯。反而是由于加強了科學探究，學生有了參與動腦、動手、動口的機會，不少基礎差的學生在課堂上參與學習的時間更多了。采取接受式教學方式，如果學生基礎差，一旦聽不懂，就很難認真聽下去。即使聽得懂，要讓學生一節課都被動地聽，從心理學的角度看，也是不科學的。而讓學生進行科學探究，既符合學生好動的心理特點，使學生的學習主動性增強，同時學生學習可以根據自己的實際情況進行探究。

近幾年來，我區一直在組織教師進行科學探究教學的課題研究，從研究結果看，學生成績不存在兩極分化特別突出的問題，這兩種教學方式下學生的學習成績沒有明顯的差異。而采取探究式教學，無論是學生對科學探究的體驗、學生探究能力的培養都明顯優于接受式教學，確實是不容置疑的。當然，這并不等于說任何的教學內容都要采取科學探究的方式，一節課究竟采取以探究式教學為主還是采取接受式教學為主，要視教學內容和學生的基礎而定。

(欄目編輯廖伯琴)