浅谈物理教学中的“探究教学法”

浅谈物理教学中的“探究教学法”

        02物理教育函授  顾培明

摘要：“探究学习”是一种能充分体现学生自主能动的新学习过程模式。本文首先讲述“探究教学法”的理论指导，以及对物理教学的意义，使学生充分理解科学探究的本质；然后介绍探究性课堂教学前的准备工作，包括对教案，学案和教学过程的设计；再具体地介绍探究性教学在课堂中的应用，包括不同课型，和初中、高中物理教学的一些特别注意点；最后介绍一下课外如何指导学生进行探究活动，以及探究能力的培养问题。

关键词：物理教学，探究教学，探究能力

    科学的过程就是探究，也就是科学家运用科学的方法，通过探索的途径去发现人们尚未认识的科学事物及规律的过程。长期以来，人们并没有认识探究学习的意义。在以知识为中心的理科教学观念的统治下，探究只可能是一种点缀的形式。因为这种观念把学生看成是一个被动接受知识的容器。在科学探究活动，在参与解决问题、参与作计划、参与决策、参与小组讨论、参与评价的过程中，学生们将所掌握的科学知识联系起来，并把所学的科学内容应用到新的问题中去。“通过科学探究活动，学生们对科学探究的手段，使用证据的规则、形成问题的方式、提出解释的方法等一系列问题有了切身的认识和体验，而不仅仅是获得了关于问题的标准答案”。

物理课程是科学课程的重要部分，物理科学是探究物质及其运动规律的科学，物理科学的发展过程中充满了激动人心的研究。但现今的物理课程在学生的心目中却是最难的课程，学习物理的兴趣日趋淡薄，关键的原因之一是学习过程偏离探究的轨道。而物理的魅力恰恰在探究过程中才能被学生体验，探究学习将给物理教学带来新的生机。

1   课前探究式教案及学案的设计

在设计教学方案时，如何把传统教学过程中侧重于教师教的讲授过程转换成侧重于学生学的探究过程以利于学生探究能力的培养呢？

首先，应以问题作为教学的出发点。教师在设计教学方案时，不是直接以感知教材为出发点，而是把教材上的知识点改编成需要学生探究的问题，激发学生的探究兴趣，让学生在尝试中体验和创新，使传统意义上的教学过程变成学生对物理问题进行探究、解决的过程。

其次，应从不同材料的实际出发构建不同的问题系列和教学模式。我们可以把探究性学习过程设计成“尝试——探究”的过程，尝试是探究和创新的开端，是学生自主建构的“兴奋剂”和导航表。尝试学习模式的基本思路是“先练后讲，先试后导”。值得注意的是，尝试题不能有明显的暗示和单一的思维指向，要有利于暴露物理思维过程，启迪学生自主建构；我们还可以把探究性学习过程设计成“猜测——探究”的学习过程。猜测是发现学习和探究性学习的重要一环。教学中对某些抽象的公式、定理可以创设由特殊到一般的问题系列，让学生观察、尝试和猜测，使他们真正感受到探究的艰难和成功的喜悦。

探究式学案是指教师在“探究式教学教案”的基础上，为开发学生的智力、潜能，培养学生的创新精神和实践能力，而设计的一系列问题探究、情景设置、试验设计，形成程序性、科学性的学习方案，在教学过程中供学生使用、并由学生完成的一种主动求知的特殊学案。其目的是使学生由被动学习变为探究性主动求知，这是学习过程的一种质的突破和飞跃。因此，学案的关键是面向全体学生，重点在于整理知识，其特色是解疑导拨，着力点是阅读练习，核心是探究问题。“探究式学案”的设计可以有不同的形式,它主要由物理知识本身的特点来决定,大体可以分为填空式学案、图表式学案、问题式学案、实验式学案。

填空式学案  主要针对于知识点较多且分散，学生又难以掌握的内容。对课堂知识要点进行归纳，重点知识留空，供学生课前预习或课堂上使用，有利于学生认清知识的整体结构及思路，能够迅速地在大脑中形成一个整体的轮廓。

问题式学案  对于知识内在联系较强，对比明显的内容，可将学案设计成图表形式，帮助学生理解掌握，让学生在对比中深化理解概念、完善知识结构、排劣选优和识误纠错、联想和发现。 

问题式学案  问题式学案是把知识按照一定的程序设计成小步骤的问题，让学生带着问题自学、读书、看图、思考、实验等。这样，可以帮助学生形成问题意识，激发学生解决问题的强烈愿望，培养学生探究和创新意识，从而使学生的个性能得到充分地体现。

实验式学案  在物理教学中，物理实验占据着非常重要的地位，实验能激发学生的认知兴趣和强烈的求知欲望，是培养学生探究能力的有效途径。因此，实验式学案应考虑尽可能给学生实验的操作时间、思考时间、发问时间和讨论时间，使得学生的潜力得到充分的发挥，思维更加活跃。

2   探究式教学在课堂教学中的应用

探究是指学生以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家们研究自然所用的方法为目的而进行的各种活动。科学探究是学生参与式的学习活动，因此要渗透到教学的各个环节之中。

2.1   在概念教学中形成探究

 概念课的教学过去习惯采用讲授式教学，认为这样“多、快、好、省”，误以为学生过去的认识水平有限、思维千差万别，让学生去探究，难以走上“正轨”。而近年来的探究和实践则认为概念课教学中要不失时机地渗透科学探究。如：“什么是力”的教学，学生觉得很简单，但却很难说清楚。力处处存在而又看不见、摸不着，只能通过现象去抽象，通过力的作用效果去感知。我们应提供大量的、表象差异很大的材料供学生去寻找共性的东西。学生寻找的过程就是分析与论证的过程，找到了就说明学生初步获得了分析与论证的能力。教学中，先安排一组实验，表现出“推、拉、提、压、撞、踢、扛……”。由学生说出（力的）行为或现象，再由学生例举人与物之间，物与物之间的（力的）行为或现象。最后启发学生归纳“什么是力”，从学生的发言中再讨论最具代表性的给力下定义。

2.2   在规律教学中发展探究

  物理规律大都是物理学家经过无数次实验探索出来客观事物所遵循的一般规律，教学中要教育学生不迷信权威，不迷信教材，大胆质疑，通过自身的探究感受去获取知识，发展书本知识，发展探究思维和能力。如：滑动摩擦力大小测量中，通过弹簧秤拉着木块在水平木板上作匀速直线运动，由二力平衡知道，弹簧秤的示数就等于滑动摩擦力的大小，但实际操作中很难使其作匀速运动，因而弹簧秤指针摆动不停，很难准确读数，有同学在设计实验时就提出这样的方案，让弹簧秤和木块保持不动，而拉动下面的木板，这样就不会出现指针不定的现象。这些小设计是学生创新精神和能力的表现，发展了学生的探究思维，也弄懂了书本知识。

2.3    在复习教学中拓展探究

  复习是学生将知识强化，深化的过程。课中同样要渗透探究，如：复习《物态变化》时，先演示在湿毛巾上沾满酒精，点燃酒精而毛巾烧不坏，学生观察、猜想，然后设计实验进一步验证液体蒸发要吸热；再如复习《电阻》时，要求学生测量小灯泡工作时的电阻，画出电流随电压变化图线，进一步明确电压、电阻、电流的关系。

2.4    在习题教学中变式探究

  在习题课上亦可通过对物理习题作多角度、多方面的变式探究，有意识地引导学生从“变”的现象中发现“不变”的本质，从“不变”中探究规律，逐步培养学生灵活多变的思维品质，完善学生的认知结构，增强应变能力，提高学生发现问题、解决问题的能力和探索创新能力。首先要精选例题，习题的选择要具有针对性、典型性、基础性、灵活性和不变性，运用基本知识、基本方法加以解决，可以进行题目变式。其次，通过改变习题的已知条件或结论，开展探究活动，从而培养、锻炼学生的探索创新能力。该环节的教学要充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。教师适时启发，激发学生的探索欲望，指引探索方向；学生进行独立探索，挖掘题目变式，必要时可相互讨论，小组协作。最后，师生共同完成总结。一是对探究规律进行梳理、概括，纳入知识方法体系；二是对探究方法加以总结，使学生掌握探究学习的方式方法，提高探究能力和应用能力。教学时还可根据实际需要引导学生继续进行变式，作更深入的探究。

2.5   在实验教学中合作探究

合作探究学习就是从尊重学生的认知规律出发，为学生的“学”而精心设计，充分调动学生学习的积极性，教师只充当知识的导航者。课上，无论是演示实验，实验方案设计，还是验证实验，都贯穿了学生主动参与的思想，并体现了物理学科特点，以实验、观察为基础，培养学生大胆猜测、尊重实验、实事求是的科学态度。同时体现了师生、生生之间的合作精神。首先，在演示实验中培养学生主动参与的探究意识。例如：讲解通电螺线管周围有磁场以及有无铁芯的影响时，将它接入电路，接通电路，螺线管旁边软铁棒连着的指针发生了偏转，说明了通电螺线管周围有磁场。然后教师设问：若将一铁芯插入螺线管内，指针偏转角度会发生变化吗？此时学生虽然只是个旁观者，没有直接参与实验。但通过教师启发学生大胆猜想，预示现象的发生时，激起了学生的探究欲望，把学生的思维带入到主动探究之中，之后可相互思考，然后教师验证。学生在认真观察现象，探究问题的结果，发现偏角变大，螺线管磁性增强。从而在师生问题对话、演示实验中，引出“带有铁芯的螺线管”的课题。为什么插入铁芯后螺线管磁性会增强？学生们又带着探究欲望，向老师提出了反思的问题，教师因势利导，组织学生相互讨论，共同解答，充分体现了学生是课堂学习的主人。其次，在设计实验中培养学生主动研究的探究兴趣。电磁铁的磁性跟哪些因素有关呢？教师可再次设问，并如何用实验来验证猜想？怎样具体设计方案？实验需要那些器材？观察那些现象？教师以此引导学生思考讨论，鼓励学生大胆猜想，让学生主动参与研究实验方案的设计，培养学生自己解决问题的能力。最后，在验证实验中培养学生动手实践的探究能力。在实验课上，教师大可不必具体讲解实验步骤，只需稍作提示，巡回指点，帮助困难学生。学生们则要亲自动手、动脑、实践体验，探究感悟、对实验发生的故障，看到的实验现象，一一清晰地写在报告纸上，以期加深记忆。在学生亲自动手——探究——感知的基础上，教师组织各组交流、汇报实验现象，并围绕实验现象讨论分析，得出结论。这样的结论留给学生的印象是深刻而感性的。

在初中、高中物理学习阶段，开始探究式学习主要是通过课堂教学，依据教材，参照学生生活经验而进行的，培养学生的科学研究方法和科学探究能力，养成良好的思维习惯，是探究式学习的中心任务。与接受式学习只注重结果相比，探究式学习既注重结果，又注重过程和方法，科学探究不只是一种学习方式，也是学习内容，必须高度重视。例如在《组成串联电路和并联电路》的教学中，给学生提供足够的器材，要求学生将两只小灯泡接到同一电路中并使它们发光，学生们都能很快地完成任务，然后各小组交流，在交流过程中他们发现各小组的电路连接情况并不相同，由此引出新的探究：这些电路有什么特点？学生在探究过程中既弄清了串联电路和并联电路的特点，又培养了探究能力，激发了探究兴趣。探究式学习的一般过程是发现问题，提出问题和假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证、评估、交流与合作。但在课堂教学中由于时间所限，学生的认识水平和能力所限。如果追求过于系统、完整、严谨的科学探究，必将事与愿违，在实践中可根据不同的教学内容、不同的情况对探究过程和探究要素各有所侧重。如在《蒸发》的教学中，可着重培养学生发现问题的能力。在《电流的磁场》的教学中可着重培养学生提出问题的意识和能力。在《电磁铁》的教学中可培养学生设计方案、优化方案的能力。在《观察水的沸腾》教学中，可培养学生交流与合作的意识与能力等。

3.  课外探究活动

由于物理学与生活、社会有着极为紧密和广泛的联系，因此在教学中要根据教学内容和学生认知水平，提供或指导学生挖掘生活中的探究课题、开展课外探究活动。在讨论与社会发展相联系的课题时可分别从资源和人口、生态和环境、交通和居住等方面考虑，结合本地实际，选取学生常见的实例。通常选题宜小不宜大，要使学生争取能通过自己的探究得到比较满意的结论，让学生体验成功，从而保持浓厚的探究兴趣。如：“研究电冰箱内外温度差和所耗电能的关系”、“温室效应和热岛效应”、“调整学校电能消耗情况，并对节约用电提出合理化的建议”等。根据课题进行课外阅读、网上查询、收集资料、观察记录，利用身边随手可得的器材进行实验，通过分析、论证、评估、交流进行教全面、系统的探究，提高学生探究能力、丰富学生课外生活。

4.   结束语。

总之，通过以上探究活动的开展，包括课前的准备、课上的应用、以及课后的活动。这其中都包含着对学生探究能力的培养，充分体现了探究教学法的优越性。学生不仅加深了对物理知识的理解，更重要的是丰富了对科学探究本质的理解，既提高了其物理学习的探究能力，又为以后的学习和其它课程的学习培养了良好的素质，使学生终生受益。 

       参考文献：

  刘炳升. 探究——科学课程的重大变革. 物理教学探讨. 2000,（12）:1  

  陈欢庆. 物理科技探究活动的实践与思考. 中学物理教与学. 2003,（3）:17

  何元秋.  物理探究式学习面临的两个挑战及对应措施.  中学物理教与学.2003,(2):23

  李志宏. “探究式教学”在物理教学中的尝试. 物理教学探讨.  2000,（9）:3

  陈京山  方卫.  如何设计富有探究性的教学过程——“探究式学习”教学模式的构建.

         数学教学研究.  2003,(3):2