從深度探究走向深度理解

陳榮高

摘? ? 要：通過教學讓學生對所學知識達到深度理解是每位教師的追求。指出了初中物理課堂實施探究活動普遍存在的問題，倡議教師要引導學生進行深度探究。以“歐姆定律”的探究教學為例，用猜想前置、邊探邊究、自我探究等方法和策略來促進深度探究的開展，讓深度學習落到實處。課堂之外，用問題來牽動學生反思，完善探究，讓學生走向深度理解。

關鍵詞：探究活動；深度探究；反思；深度理解

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2023）5-0005-5

學生能夠對知識深度理解，是許多教師夢寐以求的事。筆者認為，深度探究就是一條走向深度理解的康莊大道。《義務教育物理課程標準（2022年版）》已經制定，再次強調了科學探究的重要地位，對教師提出了“注重科學探究，突出問題導向，強調真實問題情境，引導學生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)”［１］的具體要求。盡管如此，目前初中物理課堂在實施探究活動時還是存在諸多不容忽視的問題。

1? ? 初中物理課堂實施探究活動普遍存在的問題

1.1? ? 探究活動邊緣化——無探究

一些物理教師平時不注意研究課標，不愿意學習教育教學新理念，教學思想和觀念陳舊，固守過時的教學方法，常常把復雜、靈動的教學活動局限于簡單、固定的認識活動中，在教學活動中注重的是學生對物理知識的機械記憶、解題等，輕視學生情感體驗，忽視科學素養(yǎng)培養(yǎng)，漠視創(chuàng)新思維形成。有的物理教師則認為，學生學習方式的轉變是“雞肋”，是可有可無的，踏踏實實地搞應試教學才是正道。探究教學是一種慢教學，有時還不能在有限的課堂教學時間內完成教學目標，若探究活動充分開展，教學進度可能會相對滯后，習題教學、課堂練習就會弱化。為了保障知識點講授、習題訓練，有的教師就干脆取消了探究學習活動。

1.2? ? 探究活動形式化——假探究

某些物理課堂中，在短短的一個課時內，學生在老師的帶動下，完成了探究學習的每個環(huán)節(jié)，做足了探究的“樣子”，但細看還是存在大問題。比如，在實驗環(huán)節(jié)，學生的動手能力還不強，實驗儀器操作、數據讀取等方面進展緩慢，就有教師讓學生停止實驗，然后親自做實驗，經過一番行云流水的操作，順利采集了數據。探究的主體由學生變成了教師，學生由親歷者變成了觀賞者，學習形式由“做中學”變成了“看中學”，這樣的做法對學生的學習是毫無益處的，當然就不會取得良好的學習效果。再比如，有的教師采用小組合作學習的形式，但每個小組人數較多，在探究活動中就存在著少數人是參與者，真正地參與了學習活動，而多數人則是旁觀者，走馬觀花，一無所獲。

1.3? ? 探究活動表層化——淺探究

新課程改革對物理教師提出了更嚴格的要求。課前，教師要巧妙地設計探究活動內容；課中，教師要布置一定的具有挑戰(zhàn)性、趣味性的學習任務；課后，教師最好還能提出引起學生反思的有價值的問題，讓學生帶著問題走出教室，讓探究活動延續(xù)到課外，讓深度探究成為學生的學習習慣。初中學生在進行探究活動時，往往只注意到表象，不去認真思考、分析、深究。有些教師不注意引導學生進行科學探究，不去培養(yǎng)學生良好的探究習慣，課上就出現了只探不究的尷尬局面。有些教師則在引導學生探究時，沒有觸及規(guī)律的內部和本質，沒有挖掘物理知識背后的思維價值，探究活動的內容及學生思維就浮于表面，像浮光掠影，無法深入。

2? ? 深度探究，讓深度學習真正發(fā)生

在平時的教學活動中，教師要杜絕無探究、假探究，也要注意避免淺探究，探究活動一定要充分發(fā)揮學生的能動性、想象力，做到深度探究。深度探究作為一種教學方式，無論是教學過程，還是教學目標，更多突出的是學生的學，以學生的自主探索、合作學習為主要特征。學習過程中，學生在原有的認知基礎上，其元認知、動機、行為都能得到積極有效的參與。19世紀中葉，德國著名教育家第斯多惠就曾提出：“科學知識是不應該傳授給學生的，而應當引導學生去發(fā)現它們，獨立地掌握它們，一個壞的教師奉送真理，一個好的教師則教人發(fā)現真理”［４］。

2.1? ? 拓展時空，猜想前置

“歐姆定律”的教學采用傳統(tǒng)的講授式教學方法，一個課時就可以完成。采用深度探究，一個課時是來不及完成的，必須向課堂外拓展時間和空間。要把“電路中的電流與哪些因素有關”這個猜想環(huán)節(jié)置于上課之前，讓學生先去猜想，并且要設計方案（實例、實驗）來證明猜想的合理性。學生是樂意猜想和求證的，他們設計了眾多的行之有效的方案，表1節(jié)選了8個較為優(yōu)秀的設計方案。

常規(guī)課堂上的猜想是一種短、平、快的猜想，這樣的猜想急促而短暫，流于形式，根本無法喚起學生的深度思考。把猜想置于課前，在更為寬松的環(huán)境里，學生更愿意冥思苦想，更有利于發(fā)揮他們的聰明才智。學生可以獨立思考，也可以組隊合作，可以通過多種途徑去獲得幫助，通過舉證實例或設計方案，以物說理，從而提出明確、精準、有效的猜想。

2.2? ? 質疑改進，邊探邊究

通過猜想，最終確定一段電路中的電流應該是與這段電路兩端的電壓和這段電路的電阻有關，涉及到三個物理量的關系，必然要采用控制變量的研究方法。先控制電阻不變，研究電流與電壓的關系；再控制電壓不變，研究電流與電阻的關系。先選擇第一個問題入手，控制電阻不變，改變電壓，研究電流與電壓的關系。一段電路可以是一個用電器，比如小燈泡、電阻器。先展示圖1電路，改變電池組電池的節(jié)數來改變小燈泡兩端的電壓，只要電池節(jié)數達到三節(jié)，就可以采集三組數據。結果馬上被有經驗的學生否定，毫不猶豫地說出理由：燈泡兩端電壓發(fā)生改變，燈泡的亮度（燈絲溫度）會發(fā)生變化，燈泡的電阻是會明顯變化的，要把小燈泡更換成電阻穩(wěn)定不變的電阻器。電路如圖2所示，改變電池組電池的節(jié)數來改變定值電阻兩端的電壓，就可以收集多組數據，從而發(fā)現規(guī)律。學生們認為此方案可行，就開始實驗，選用定值電阻、電池組、電流表等組裝電路，改變電池節(jié)數，從而得到多組數據，如表2所示。

當展示這組數據時，馬上有學生提出質疑，數據是有問題的，其中電流用電流表測得，應該是可靠的。在“電壓和電壓表的使用”這一節(jié)中，他們已經獲得了經驗，電阻獲得的電壓其實是小于電源電壓的，為了使測得的電壓數據可靠，必須要使用電壓表測量。于是，電路中必須要在定值電阻兩端并聯一只電壓表，電路改進如圖3所示。重新實驗，仍舊多次改變電池節(jié)數，得到了新的數據，如表3所示。

實驗中的電池組有三節(jié)電池，可以通過加減電池節(jié)數來改變電壓。如果電源是一個恒壓電源，通過改變電池節(jié)數的方法改變電壓顯然是不可行的，那應該怎么辦呢？實驗最關鍵的是要能改變定值電阻兩端的電壓，在用滑動變阻器改變小燈泡的亮度時，通過移動滑片，改變了通過小燈泡的電流，其實也改變了小燈泡兩端的電壓。那么，如果在電路中再串聯一個滑動變阻器，不就可以改變定值電阻兩端的電壓嗎？實驗電路改進如圖4所示。通過移動滑動變阻器的滑片，得到了數據，如表4所示。

這個實驗電路，可以獲得更多組的實驗數據，有利于學生發(fā)現電阻不變時電流與電壓更為具體的關系。到此，才算真正解決了第一個問題，引導學生作出I-U圖像，分析圖像，得出結論：電阻不變時，電流與電壓成正比。以上探究，教師只提供了一個電路的“雛形”，讓學生質疑，由學生改進，邊探邊究，迸發(fā)的是學生的智慧及想象力，這樣的探究才是真正的深度探究。

2.3? ? 思維躍升，自我探究

有了第一個問題的深度探究作鋪墊，學生的思維得到了充分的活躍和提升，第二個問題的探究展開就要順利得多。在遭遇“電阻改變，如何控制電阻兩端電壓不變”的挑戰(zhàn)時，有學生竟然能意識到滑動變阻器既然可以改變同一個定值電阻兩端的電壓，那么滑動變阻器也可以控制阻值不同的定值電阻兩端的電壓相同，學生馬上進行實驗嘗試且成功了。他把這個信息傳遞開來，各小組紛紛進行嘗試，也都成功了。學生們并沒有依仗教師，自行解決了探究遇到的難題，深度探究悄然發(fā)生，深度學習無形鋪開，出乎教師的意料。這樣的探究，這樣的學習，為深度理解奠定了最堅實的基礎。一樣的電路，不一樣的作用，實驗數據如表5所示，作出I-R圖像，探究結論為：電壓不變時，電流與電阻成反比。

美國教育心理學家布魯納認為，在教學過程中，學生本該是一位積極的探究者［５］。教師的作用并不是向學生提供現成的知識，而是要幫助學生創(chuàng)設能夠使其獨立探究的情境。在物理教學過程中，教師要做好引導，循循善誘，讓學生自己去思考，高度參與知識獲得的過程，發(fā)揮小組或團隊的力量，讓深度學習真正發(fā)生。

3? ? 課后反思，深度理解

課堂學習完成，但探究還不能結束。想要讓學生深度理解課堂所學內容，就必須讓學生帶著問題離開課堂，將探究繼續(xù)延伸到課外，使反思成為他們的習慣。課堂教學結束時，教師可以布置這樣的問題：你的探究順利嗎？在實驗操作方面，你遇到困難了沒有？你有沒有辦法解決？

課后，學生進行積極的反思，他們的反思也產生了頗為豐碩的成果。針對這個問題，有學生結合自己的體驗，提出了研究電流與電阻的關系時，要控制電阻兩端電壓不變，其實是很難做到的。以控制2.4 V不變?yōu)槔瑒傞]合開關時，滑動變阻器的滑片處于阻值最大處，定值電阻兩端的電壓比較小，然后移動滑片，定值電阻兩端的電壓逐漸增大，發(fā)現很難使電壓表的讀數正好為2.4 V，電壓不是略大就是略小。為什么會這樣，這里就需要學生去再探究。課后重新做實驗，探尋緣由，發(fā)現這是滑動變阻器的結構問題。當定值電阻的電壓靠近2.4 V時，再推動滑片，滑片具有慣性，非常容易推過頭，電壓就會超過2.4 V，往回推，電壓又小于2.4 V。如果勤學苦練，增強動手能力，提高實驗技能，情況就會有改善。

學生還發(fā)現，滑動變阻器并不能連續(xù)改變接入電路的電阻值，和電阻箱一樣，它也是斷斷續(xù)續(xù)改變電阻值的。如圖5所示，實驗時的滑動變阻器，其最大電阻值是20 Ω，線圈在瓷筒上繞了160圈左右，每圈的電阻大約是0.125 Ω，即調節(jié)時，滑片滑過，接入線圈長度至少改變一圈，電阻值的最小變化量是0.125 Ω。電阻箱的最小變化量是0.1 Ω，有的電阻箱甚至可以達到0.01 Ω，而且它在調節(jié)接入電阻時不會受到慣性及摩擦力的影響，更容易讓電壓表的讀數達到所需的數值。綜上所述，為了減小操作上的難度，讓實驗順利進行，不妨用電阻箱代替滑動變阻器，電路如圖6所示。

反思也是深度探究的重要組成部分，反思的目標是再生長。在問題的驅動下，學生再次發(fā)揮主觀能動性，去解決此前探究存在的問題，完善此前探究存在的不足，去發(fā)覺物理知識背后的思維價值，要讓學生勇于思考、善于思考，甚至向權威發(fā)起挑戰(zhàn)。

現代建構主義學說認為，學習要在活動中進行建構，要求學生對自己的活動過程不斷進行反省、概括和抽象。這里的反省指反思和領悟，而反思是對自我的思維過程和結果進行再認識的思維過程，它是學習過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，真正的領悟、深度的理解只有在充足的反思基礎上才能實現。反思，磨礪了學生的求真精神，錘煉了他們的思維品質；反思，為促成深度理解增添了最強動力，助力學生邁進深度理解之門。

4? ? 結? 語

學生通過教學活動獲得一定的物理知識，如果學生只知道知識，沒有理解知識的真諦，是屬于低層次的教學效能。讓學生經歷有效猜想、自主建構、歸納總結、發(fā)現規(guī)律、自我反思等過程，掌握探究活動的基本策略，發(fā)展探究能力和創(chuàng)新思維，對知識點能深度理解，這才是高層次的教學追求。深度探究就是這樣，帶著學生走向深度理解。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］蔡鐵權，鄭瑤.構建“觀念為本”的物理教學設計模式——物理觀念教育思考之七［J］.浙江師范大學學報（自然科學版），2021，44（1）：100-108.

［3］陳為.思想品德課探究學習活動存在的問題及其解決［Ｊ］.思想政治課教學，2007（10）：21-23.

［4］錢銘. 第斯多惠：德國教師培養(yǎng)之父［N/OL］.中國教師報，2015-04-01（13）.http：//www.chinateacher.com.cn/zgjsb/html/2015-04/01/content_106049.htm.

［5］杰羅姆·布魯納.布魯納教育論著選[M].邵瑞珍，張渭城，譯.北京：人民教育出版社，2018.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）