物理教学中的探究性学习刍议

郑冰莹

摘要：简述探究性学习的由来、在物理教学中的地位和课堂教学策略。以牛顿第二定律教学为案例探讨。

关键词：探究性学习；物理方法；课堂策略

探究性学习是一种积极的学习过程，主要是指学生在科学课中自己探索问题的学习方式。

一、探究性学习的由来

要研究探究性学习。首先要明确什么是探究。美国国家科学教育标准中对探究的定义是：“探究是多层面的活动，包括观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论作出评价；用工具收集、分析、解释数据；提出解答、解释和预测；以及交流结果。探究要求确定假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。”在美国国家科学教育标准中。探究有几种用法：

(一)科学探究。“科学探究指的是科学家研究自然界。根据研究中发现的证据提出解释的多样化的方式。”

(二)基于探究的教学，即以探究为本的教学。“对产生于学生的经验的真实问题的探究是科学教学的核心策略”。探究可以用于以下内容的教学：①物理、生活、地球空间科学的学科内容；②科学事业的性质(例如关于科学探究的性质)；③进行科学探究所要求的能力。但是，以探究为本的教学是一种手段，不是目的，目的是掌握科学内容、科学方法和科研能力。虽然探究很重要，但是这“并不意味着所有的教师都应该追求一种单一的方法来教科学。”

(三)以探究为本的学习。在美国国家科学教育标准中，探究也指学习过程。它是一种积极的学习过程一“学生去做的事，而不是为他们做好的事”。换句话说，就是让学生自己思考怎么做甚至做什么，而不是让学生接受教师思考好的现成的结论。

探究一词也在针对实际问题的项目学习中使用，称为实践的探究。实践的探究与科学教育中的探究性学习不同，探究性学习主要目的在于理解有广泛解释力的一般原理，(例如，运动定律)。而实践的探究一般不指向某些通常被接受的理解，而是指向考虑在某些情况下几种不同的可能的行动线索；它们中的每一种都可以是“正确的”。实践性探究的过程不仅是获取知识的过程，更是发展和运用智慧的决策过程。

从1950年到1960年，探究作为一种教学方法的合理性变得越来越明确了。教育家施瓦布指出“如果要学生学习科学的方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探究的过程中去更好呢?”这句话对科学教育中的探究性学习产生了深远的影响。施瓦布认为教师应该用探究的方式展现科学知识，学生应该用探究的方式学习科学内容。为实现这些改变，施瓦布建议科学教师首先要到实验室去，引导学生体验科学实验的过程，而不是在教室里照本宣科地教授科学。这就是说，在向学生介绍正规的科学概念和原理之前应该先让他们到实验室里做实验。用实验的证据来解释和深化教材中的内容。

二、探究性学习在物理教学中的地位

从物理学发展史来看。物理方法来源于物理学发展史，物理方法来源于人们探索物理现象和物理规律的实践，并且随着物理学自身的发展而发展；反过来，方法的完善和发展常常推动着理论知识的发展。甚至产生出新的学科领域。物理学作为一门基础学科，它的知识为生活、生产和其他学科的研究提供了知识基础：它的研究方法被广泛地移植到其他相近学科领域。因此说，物理学方法不论是对于物理学自身还是对于整个科学体系来讲，都是十分重要的组成部分。否则，学生学到的物理知识将是不完善的。而在物理教学中引导学生用探究的方式进行学习，才能从根本上领悟物理方法。

从教育学的角度看，物理学方法在物理教学中不但要教，而且应该给以足够的重视。自从本世纪上半叶以来，随着皮亚杰结构主义的诞生，教育领域逐渐注意到知识结构的教学。到了五十年代末，美国教育学家布鲁纳把知识机构的教学推到一个新的高度。在他饮誉教育界的《教育过程》一书中，布鲁纳指出，教和学从根本上讲都是为了掌握学科内容的结构。在教学中重视知识结构比独立地讲授物理概念、定律前进了一大步。

三、探究性学习的课堂教学策略

课堂教学是探究性学习的主渠道。在课堂教学中采用何种教学策略推动探究性学习，是个需要研究和关注的课题。以下是四种课堂教学的策略：

(一)分层渐进的教学策略

教师可按一定的规则，把学生分成高、中、低、差四个层次(两个或三个层次亦可)，根据教学目标和内容的要求，对各层次的学生进行有针对性的分层教学和练习，较充分地调动学生的潜能，以期达到“你到达目的地，我也到达目的地”的目的，而后再“小步骤进行”，在“呈现明显的反映”中“及时反馈”渐进的学习成果。

(二)主动参与的教学策略

学生参与教学的状态，参与教学的活跃程度，是“促进者和学习者之间的人际关系的某些态度品质”的最好呈示。教育者要激发学生主动参与的意愿，引导学生积极主动地提出问题，回答问题，与教育者处在平等互助的位置。

(三)启发引导的教学策略

启发引导的教学方法与注入式是截然不同的。

启发引导的教学策略强调学生是学习的主体，强调调动学生积极地思维，使学生的学习潜能得到最大限度的发挥。在教学过程中要设计好教学的几大环节，如阅读后的迁移训练，先有仿写、摹写训练，后有迁移训练等。这样可实现内在动力与学习责任相结合，从而由“学会”向“会学”、“善学”转变。

(四)讲练结合的教学策略

“精讲多练”的教学方法有其先进的一面，但也有它的局限性。对于难度大的知识的传授和对于一般知识的传授是应当有所区别的。前者要多讲而不宜“精讲”，后者宜“精讲”而不宜多讲。“多练”则是一致的。因此，在课堂教学策略的实施中，讲练结合的教学方式是必须实行的，也是符合教学实际的。

四、具体案例

牛顿第二定律这一教学内容，老教材是以火箭，卡车由于受到不同推力产生不同加速度引入课题，由于学生对这知识背景缺乏感性认识，不能激发强烈的学习欲望，教师的演示实验使学生失去主动参与的机会。新教材先安排由两位同学体验滑板车起动快慢与什么因素有关的实验，大部分同学能得出起动快慢即滑板车起动加速度与车受到力及车的质量有关这一结论，再设计小车在长木板上滑行时的加速度与车受到力及质量之间的定量关系的探究实验，教材的编写已充分体现出“丰富学生经历和经验”新的教学理念，由于受实验器材数量的限制，定量探究只能有少部分同学参与，课堂内滑板车起动实验体验受场地的限制也只能有少部分同学参与。所以本节课教学设计作了适当调整。

(一)创设情景，让每位学生有参与实验体验的机会

构建情景，引出问题，用学生喜闻乐见的事物、事件引出问题进而让学生去发现问题，以此激发学生的学习兴趣，让学生化被动为主动，产生强烈的求知欲

望。滑板车起动快慢与什么因素有关的问题在前一节课小结时就布置给同学，让学生带着问题利用课余时间充分体验他们想象到的各种因素与车起动快慢的关系，教师把同学体验活动的过程有选择地录制下来，作为课堂上讨论问题之前的情景再现，让学生交流体验，学生通过把学生自己的感受与其他同学体验的感受作对比分析，进一步加深对滑板车起动实验体验的感受。通过体验使他们有所“发现”，学生感受到成功的喜悦，激发了他们进一步参与体验、探究的欲望。

(二)课堂中留有足够的时间和空间，促使学生用心体验

让学生在实践中努力尝试用各种方法去解决问题，寻求规律。本节课当学生得出初步结论：滑板车起动快慢与滑板车受到外力及车的质量有关。我积极引导学生思考：我们能否用实验来判断我们所得出的初步结论?把学生分成4人一组，在他们的课桌上放大量的实验器材，让他们自己设计实验并动手实践。在体验活动中，教师观察到很多学生首先用弹簧秤拉木块使小车作匀加速运动，在实际操作中他们发现了问题：①弹簧秤拉力并不是使小车作匀加速直线运动所受的力。小车还受到木板对它的摩擦力作用。②由于手的抖动很难保持拉力维持不变。学生发现问题后，他们修正了实验方案，一端挂有重物的细绳。跨过滑轮后拉动小车的运动，使小车受到大小恒定的拉力作用。消除摩擦影响，判断小车是否作匀加速运动等问题都在教师与学生的相互探讨、质疑及学生体验中完成。这一过程中学生体验了多种科学方法，包括实验、分析、比较、猜测等。

(三)多媒体技术的应用，为学生参与更多的实践体验提供了保障

在学生参与体验中，将学生动手实验与先进的DIS实验相结合，测量物理量时快捷、准确、方便，而传统实验要么只能做定性实验，要么测量数据繁锁且误差大，处理数据时间长，使教学任务无法按时完成或者学生实验时无法体验其中过程、感受其中科学思想方法。在数据处理时，同样留给学生足够多时间，让学生探求数据中蕴含的规律，对学习困难学生给予适时点拨，使学生既有独立思考时间，又能及时得到帮助。利用Excel软件画出a-F、a-m之间的函数图像。便于学生对所画图线作比较，并对学生连接点之间图线的指导更到位。

总之，在学生探究过程中，引导学生努力运用假设猜测、分析比较、归纳推理等科学方法，去获取知识，用心去体验发现规律过程中的艰辛和快乐，这种体验的不断沉积，潜移默化中培养出他们一种能力。在体验性学习中，学生情绪饱满，求知欲旺盛，课堂气氛活跃，积极性、主动性得以充分发挥，有利于发展学生的个性，开发学生的潜能。

当然，在“探究性学习”的物理课堂教学中，学生实验探究体验、课堂体验交流需要很多时间，有时会影响课堂教学的进度。这就需要教师能针对学生原有的知识基础和认知水平，合理组织引导，充分发挥各种教学方法的长处，让学生从消极的接受变为积极的参与。而且用心去体验获取知识过程中的快乐与艰辛，让学生真正学会学习。

参考文献：

1周国强试析物理方法教学，中学物理教学参考，1996，(5)

2张军明沈宏伟物理新课程与物理教学，福建教育，2004，(2)