試論探究教學的有效性策略

顧建元

(蘇州工業園區教師發展中心,江蘇 蘇州 215021)

試論探究教學的有效性策略

顧建元

(蘇州工業園區教師發展中心,江蘇 蘇州 215021)

《義務教育物理課程標準(2011年版)》明確指出:科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式.本文以“探究教學的有效性”為主題,從探究教學的實施、探究能力的內涵、探究能力的培養等不同角度,提出探究教學的有效性策略.

探究教學;探究能力;有效性;策略

《義務教育物理課程標準(2011年版)》(以下簡稱《課程標準》)將“經歷科學探究過程,具有初步的科學探究能力,樂于參加與科學技術有關的活動,有運用研究方法的意識”列為物理教學目標之一.然而,《課程標準》對科學探究能力沒有明確界定.同時,在日常的觀摩課中也發現,教師對科學探究能力的內涵不夠明確,在不同的探究環節中對探究能力培養的側重點不夠清晰,缺少對探究教學策略的整體性思考,致使科學探究能力的培養不能得到有效落實.為此,探究教學的有效性策略,值得我們探索研究.

1 準確定位,把握探究教學方式的實施策略

探究教學的有效性,首先要以辯證思維對科學探究進行準確定位,從而把握探究教學方式的實施策略.《課程標準》強調科學探究,明確提出“科學探究既是學生的學習目標,又是重要的學習方式”.在各種版本的新教材中也都安排了諸多探究活動,旨在引導教師重視科學探究教學,發揮科學探究在指導學生學習科學方法,培養其科學態度、創新精神和實踐能力等方面的作用和優勢.同時,《課程標準》把“提倡教學方式多樣化,注重科學探究”作為課程基本理念之一,又明確提出“在教學中,根據教學目標、教學內容及教學對象靈活采用教學方式,提倡教學方式多樣化”的要求.

科學探究是一種重要的教學方式,但不是唯一的教學方式,也不是在任何情況下都是最好的教學方式.教師注重科學探究,既要在平時注重和突出某些要素的探究,也要精心安排好一些完整的探究教學活動.同時,要避免“過于強調科學探究”的教學傾向,倡導學習方式多樣化,根據講授、討論、閱讀、探究等方式的不同特點和優勢靈活地加以選擇,“揚長避短、靈活運用”,應作為探究教學方式的實施策略.

2 整體概括,明確科學探究能力的內涵策略

探究教學的有效性,需要對科學探究能力的基本要求進行梳理概括,從而明確探究能力的本質內涵.何謂探究能力,《課程標準》沒有明確界定,僅把“提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作”作為科學探究要素,并在探究過程的各個環節中提出了基本要求.只有明確科學探究能力的內涵,才能把科學探究能力的培養有效落實在探究活動的各個環節.

為此,我們通過對《課程標準》中科學探究能力31條基本要求進行系統梳理和概括,提出了科學探究能力的基本內涵.

3 定向突破,確立科學探究能力的培養策略

探究教學的有效性,還需要對科學探究能力的3個核心要素以及主要表現定向落實到探究活動的各個環節中,從而確立科學探究能力的培養策略.

3.1 在情境誘導中,培養學生的問題意識

愛因斯坦說過:“發現一個問題比解決一個問題更為重要”.發現問題和提出問題是科學探究的前提,如果沒有發現并提出問題,科學探究便無從談起,因此,發現問題和提出問題對科學探究具有重要意義.然而,問題往往來自于教師精心設計的探究教學情境,情境誘導是培養學生問題意識的有效途徑.

例如,在感知光在空氣中的傳播時,教師創設如下實驗情境:打開激光手電筒,在教室的墻壁上出現了光斑.在學生觀察基礎上,教師提出了如下問題: (1) 光斑和打開的激光手電筒都是光源嗎?(2) 在上述實驗情境中,你能提出值得探究的問題嗎?

創設上述實驗情境和問題,旨在讓學生從貼近日常生活的事件中發現并提出“激光手電筒發出的光是怎樣傳播到墻壁”的問題,也為后續探究光在空氣中的傳播規律起到鋪墊作用.

3.2 在鼓勵猜想中,培養學生的猜想能力

牛頓說過:“沒有大膽的猜想,就不可能有偉大的發現”.猜想與假設在科學探究中的重要作用,首先在于它是科學結論的先導,如果猜想與假設一旦能得到實驗結果的支持,它就可能發展成為科學結論.教師經常性地鼓勵學生運用已有的知識或經驗,對提出的問題進行猜想或假設,并嘗試性地提出自己的見解和觀點,既有利于調動學生參與學習的積極性和主動性,又有利于引導學生明確探究的方向和內容,使探究沿著預定的目標展開,避免探究的盲目性.

例如,在探究“光在空氣中沿直線傳播的規律”時,教師描繪了“直線、向上彎曲、向下彎曲和不規則的曲線”等多條傳播路徑,并提出如下問題供學生討論:你認為光在空氣中是怎樣傳播的,說說你的猜想依據.

教師創設上述情境和問題,旨在讓學生經歷猜想與假設的過程,讓學生體驗猜想在整個探究活動中所起的引導性作用,獲得對猜想與假設的正確認識,也為下一步制定計劃、設計實驗方案奠定基礎.教師鼓勵學生大膽猜想,并讓學生提出支持猜想的依據,是增強學生勇于猜想、主動探究的意識和培養學生猜想能力的有效舉措.

3.3 在交流合作中,增強學生的表達意識

《課程標準》要求學生具有表達自己觀點的意識,具體表現在當自己的觀點與別人不同時,或者自己的想法別人暫時還沒有想到時所具有的表達自己觀點的愿望.同時,《課程標準》還要求學生注意尊重他人,表現為認真思考別人的觀點,在合作中堅持實事求是的精神,堅持嚴謹的科學態度,堅持用實踐來檢驗理論的觀點,堅持依靠證據結合邏輯分析進行科學探究的方法.

例如,在“探究光在空氣中的傳播規律”的討論中,學生通過交流逐步明晰了解決問題的思路:先設法顯現光在空氣中的傳播路徑,再探究光在空氣中的傳播規律.接著,教師引導學生感悟“在不同位置利用光屏接收光斑,通過對不同位置的光斑來探究光在空氣中的傳播規律”的研究方法,利用兩端拉緊的細線完成對不同位置的光斑處于同一直線上的規律探究.在此基礎上,教師利用噴水霧或煙霧引導學生觀察光在空氣中的傳播路徑,并指導學生通過直尺驗證上述結論的可靠性.

創設學生交流合作活動,既為學生表達自己觀點創造了機會,也為學生相互學習、取長補短、拓寬思路創造了條件,不僅有利于增強學生敢于表達自己觀點和注意尊重他人的意識,更有利于學生在交流合作中得到思維啟迪.

3.4 在方案設計中,讓學生領會探究方法

科學探究需要通過具體的操作來獲取證據和驗證假設,制定計劃、設計實驗方案將把探究的猜想與假設落實到具體的操作方案上來.如果沒有計劃和方案的制定,探究操作將會失去方向.然而,制定計劃、設計實驗方案應在學生領會探究方法的前提下才能完成.為此,在方案設計環節中,更應重視學生對探究方法的學習和領會.

例如,在探究浮力大小與液體密度的關系時,首先應組織學生對探究方法的討論,然后才是實驗方案的具體設計.在學生明確運用實驗探究和控制變量法之后,學生對實驗方案的設計便水到渠成.學生通過探究方法的討論,比較自然地擬定出如下實驗方案:讓同一個物體分別浸沒在清水和鹽水中,保證物體排開液體的體積相同,只改變液體密度大小這一因素.讓物體懸掛在彈簧測力計下端,讀出物體的重力G;讓物體分別浸沒在清水和鹽水中,分別讀出彈簧測力計的示數F1、F2,根據稱重法F浮=G-F,可計算物體在清水和鹽水中所受的浮力大小F浮1、F浮2;比較F浮1、F浮2的大小,即可判斷浮力大小與液體密度的關系.

教師組織學生進行探究方法討論,旨在促進學生對科學探究方法的學習,為學生自主地制定計劃與設計實驗方案奠定基礎,有利于學生掌握科學探究方法,有利于培養學生的實驗設計能力.

3.5 在實驗操作中,培養學生的操作技能

具有初步的實驗操作技能,會使用簡單的實驗儀器和測量工具,能測量一些基本物理量,是《課程標準》對學生提出的實驗操作技能要求.培養學生的實驗操作技能,也是中學物理實驗中的一項重要任務.在探究教學過程中,同樣也肩負著培養學生操作技能的任務.首先,要積極地創造條件多給學生動手實驗操作的機會;其次,在實驗前教師應做好實驗的充分準備,預測學生在實驗中可能發生的各種情況和問題,以便在實驗時教師能對學生進行必要的指導;第三,在實驗中教師還應給學生更多的主動權,放手讓學生進行獨立操作,但也要注意在操作過程中對學生實驗遇到困難時的指導和幫助.

3.6 在分析論證中,培養學生的評價能力

學習的目的不僅在于學習物理知識,更在于學會學習、學會探究,形成正確的價值觀.不迷信權威,養成實事求是的科學態度,是《課程標準》對分析論證環節提出的基本要求.在分析論證中教師應積極地創造條件,讓學生對不合理的實驗方案或實驗結論不斷地嘗試以懷疑、批判的態度進行審視,著眼于培養學生的評價能力.

例如,在“探究可沉于水中的小鐵球是否空心” 的實驗中,一位學生利用密度表、天平和量筒設計了如下實驗方案: (1) 用天平稱出小鐵球的質量m,用量筒測出小鐵球的體積V; (2) 根據密度公式ρ=m/V,算出小鐵球的密度ρ測; (3) 對照密度表,進行判斷:若ρ測<ρ鐵,則小鐵球是空心的;若ρ測=ρ鐵,則小鐵球是實心的.教師沒有對該方案直接做出評價,而是啟發學生從器材的分度值和測量誤差上對方案進行反思,引導學生以懷疑、批判的態度對探究方案進行論證.

總之,科學探究是以促進學生發展為目標的教學方式,也是培養學生創新精神和實踐能力的有效途徑,應讓學生成為探究學習的參與者、實踐者.為此,科學探究應切實改變“有形無神”的假探究、偽探究現象,讓探究學習真正成為培養學生探究能力的有效載體.

1 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準(2011年版)[S].北京:北京師范大學出版社,2012:3,5,9,10.

2 劉炳升,李容.義務教育教科書(物理八年級上冊,下冊)[M].南京:江蘇科學技術出版社,2013.

3 羅國忠.探究教學中的教師失當行為例析[J].物理教師，2015(5)：35-37.

2016-11-08)