让学生在探究中学习物理

赵焕骏

[摘要]探究性学习是学生获得知识、发展能力的重要途径，也是学生学习主动性的重要体现。本文结合笔者长期的教学实践，阐述了探究式学习在物理教学中的具体运用及需要注意的问题。

[关键词]物理教学探究式学习注意事项

一、问题缘起

探究式学习实质上是将科学研究领域的探究方法引入到学生的学习过程中，使学生在老师的指导下置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，通过类似科学家的探究过程理解科学探究的本质，是培养学生科学探究能力的一种特殊的教学方法。这种教学法要求在教师的启发诱导下，通过学生的亲自参与，通过激发学习兴趣，提高观察能力，自觉认知、质疑和探索，由学生主动去发现概念、规律。在这种形式的学习过程中，学生的思维从无序走向有序，不仅学到了知识，更重要的是学到获得知识的过程与方法。它符合当前教育发展的趋势，与现代社会高速发展相适应。

教学实践也表明，学生独立思考的习惯和探究性学习的能力与其物理学习的成效有明显关联。培养学生探究性学习的能力不仅是促进学生学好物理的要求，也是促进学生终身学习和发展的要求。学生要想成为学习的主人，就必须有计划地调控自己的学习过程，尝试通过自己的努力解决物理学习中的一些问题。因此，教师要相信每一个学生，相信他们愿意探索、乐于创新，能够通过自己的探究活动去发现和获得知识，解决实际问题。

二、探究式学习在物理教学中的具体运用

1．创设问题情境，激发探究欲望。

学生在学习过程中必然会遇到许多认知问题，这些问题交织在一起，成为学生探究的心理动力和探究式课堂教学的契机。中学生有很强的求知欲，时常出现很多思想上的困惑和疑问，正是这些思想和认知问题驱动着他们去追求知识，探索真理。教师可通过创设问题情景，以问题为契机，精心设计，启发学生释疑解惑，帮助学生完成探究知识目标。例如，在讲授“动能势能可以相互转化”一节时，宅者让一个学生做“滚摆”的实验，其他学生观察(营造情景)。他们发现滚摆不停地上下滚动，自然引发疑问(启发好奇心，求知欲)，想知道为什么会这样?(问题的提出)，进而小组讨论，主动寻求解决问题的方法(思维的动作)，探索、寻思解答(教师指导)，找到问题的答案(学生才华的展示、成功的体现)。最后。师生共同总结——滚摆向下滚动，滚摆高度减小，速度越来越大；高度减小表示重力势能减小，速度增大表示动能增大，这时重力势能转化为动能，滚到最低点势能最小，动能最大。随后向上滚动，速度越来越小，高度增大，表示动能转化为势能，到达最高点动能为零势能最大(知识的应用、能力的拓展)。整个教学过程中，学生都很乐意地投入到学习中去，通过这些问题的层层设问和探究，不断激发思维的火花，从探究过程中获得新知。

在探究式物理教学中，教师要善于把教材中既定的物理观点转化为问题，以展现知识的发生发展过程；要借助具有内在逻辑联系的问题，启发学生思考，逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。例如，在《探究影响滑动摩擦力的因素》的教学中，实验表明：滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的作用力成正比。比例常数为动摩擦因数，动摩擦因数与两物体材料和互接触的两个物体的粗糙程度有关。教师可设计相关的问题，放手让学生自主进行实验，通过猜想与假设、设计实验来验证，使他们经过探究，获得知识，培养分析与解决问题的能力。

在探究实验中，教师可以不拘泥于教材或教参的安排，进行一些创新性设计。如可以将一些演示实验改为学生探素性实验，培养学生探索科学的兴趣，激发学生独立思考、勇于实践、敢于创新的科学精神。例如，让学生做了自由落体的实验后，再来做竖直下抛物体的实验。由学生提出假设，选择器材，设计实验，进行实验，记录数据及分析与归纳，让他们充分地动脑、动手、动口，发挥学习的主动性。同时，在实验探究过程中，教师应不失时机地对学生的方法给予肯定、支持和帮助，鼓励学生大胆地猜想和独立地思考，通过实验否定错误的假设或修正不完善的猜想。

在探究式教学中，还可以充分利用多媒体提供生动逼真的教学情境，让学生的视觉、听觉等多路感官系统同时接收信息，使许多抽象和难以理解的教学内容变得有声有色，促使学生主动地去探究。例如，在讲授电荷及库仑定律时，运用多媒体教学，让学生形象地观察到摩擦起电的物体所带的电荷以及电荷间的相互作用，并利用库仑定律求出电荷相互作用力的大小。从常见的生活片断着手，把抽象的电荷、电荷间的相互作用用多媒体生动具体地描绘出来，使学生产生探究欲望，通过多媒体教学得知，纸屑、羽毛等轻小物体实际上都是电介质，处在带电体的电场中，相当于一个电偶极子，电偶极子将受到电场力的作用，就把电荷、库仑定律、电场力、电偶极子等概念联系在一起了。利用丰富多彩的教学资源，创设动静结合的教学情景，有利于激发学生探究的欲望，培养他们的创造潜能。

2．教师启发诱导，逐步深入探究。

探究式教学强调了学生的参与和主动学习，但是探究活动的安排应有一定的梯度。启发探究式教学在具体活动的安排上，应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度。

从探究的环节上来看，可以逐个环节地训练。首先，从提出问题开始，如在《波的干涉和衍射》部分的教学中，可以着重于提出问题；探究波的干涉和衍射产生的原因和观察到的现象，重于猜想与假设……另外，对于不同的学生，探究活动的要求不同，教师参与的程度也不同。

探究活动的数量应该由少到多，使学生有一个逐步适应的过程。从总体上来说，可以将科学探究的环节渗透到不同的教学内容中。每一次探究活动，学生重点学习某一个环节涉及的有关方法，以便在完成一阶段的学习之后达到对探究方法的整体了解，并不断运用这些方法提高探究能力。

探究内容要逐渐深入。例如，在“分子热运动”一节中，设计实验：把红墨水滴入清水中，发现红墨水扩散到水中。分析现象，得出结论：分子不停地做无规则的运动。深化探究内容：分子运动的快慢与哪些因素有关?联系生产与生活实际：盐放人同质量的热水与冷水中，热水变咸的速度较快。猜想与假设：分子运动快慢与温度有关。进一步理解温度的定义一温度是大量分子无规则热运动的标志，同时区别初中与高中定义温度层次的不同。

设计实验：在两杯同质量的热水与冷水中同时滴入等量的红墨水，观察现象、分析现象，验证猜想是否正确。通过探究内容的逐渐深入，学生不但掌握了知识，而且培养了他们勇于探索的精神。

3．开展交流协作，促进共同进步。

团结就是力量。只有依靠集体的智慧和力量，才能加快成功的步伐，故教师应重视学生之间的交流和协作，让不同的学生发表自己的探究成果和方法，倾

听他人的探究经验，并进行客观的比较和鉴别，从不同的角度改进自己的学习经验，提高认识，克服独立探究中的片面性和局限性，正确理解所获得的知识。

在整个探究过程中，教师在启发学生独立探究的基础上，必须重视引导学生开展讨论和交流活动，彼此表达与相互倾听，使探究者通过“相互交流”，明白别人的不同解释，摆脱自我中心的思维倾向。在相互表达与倾听中，探究者各自的想法、思路将更加明晰，可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控；在讨论中，探究者之间可以相互质疑，指出对方的逻辑矛盾，更好地启发各自的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；探究者相互之间的交流、争议、意见等，将有助于激起彼此的灵感，促使彼此建构出新的假设和更深层的理解；探究中的合作、分享与交流，可以使不同的探究者发挥各自的优势，完成单个探究者难以完成的复杂任务。因此．教师要创造良好的“交流协作”氛围，引导学生开展讨论和交流活动。

此外，在教学中让探究小组对所提出的问题进行充分讨论，交流意见，不但能调动学生思维的积极性，还能培养和提高学生的物理表述能力。探究教学课堂应成为学生锻炼物理表述能力的最佳场所。在师生、学生之间的协作交流中，教师要循序渐进地启发引导学生用准确的科学语言表述自己的探究过程、所得证据、观点和规律，让每个学生都有充分的机会作书面、口头表述。简明准确的物理表述是物理思维过程的反映，也是“探究式学习”的一个重要目的，培养和提高物理表述能力更是学生具备良好物理素质的需要。

三、物理探究式学习应该注意的问题

1．不断提高教师和实验技术人员的素质。

传统教学所形成的固有观念和模式，直接影响到探究性实验教学的开展。因此，教师必须改变固有观念，积极思考如何有效实施新课改理念下的探究性教学。比如，如何根据各自的条件和学生的具体情况设计出有个性的教学方法；如何做到师生共同参与实验，让学生动起来；如何充分利用教科书留下的空间，按新课标的要求来实施探究性教学，实现教师从课程的“实施者”到“研究者”的转变；如何做到“教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导”，辩证地处理学生自主与教师的指导的关系，等等。新课改实际上已经对教师的素质提出了新的更高的要求。可以说，新课改成败关键在于教师观念的转变，更在于如何实施新课改理念下的教学过程。

2．加强对学生的组织管理是开展好探究性学习的难点。

要进行探究性学习，必须提供一个适合学生实验的人文环境，让学生有一定的时间、空间、自由度进行探究，这是探究性学习的特点所决定的。要满足这个要求，在学生实验时就不能对学生的纪律限制过死，但又不能乱堂，这一矛盾相对来说很难解决。因此，教师的组织教学能力是开展探究性学习的重要保证。

3．注重在探究中培养学生的创新精神。

科学方法与物理知识相互依存，只有让学生通过探索知识的过程，才能使他们的思维模式顺应科学思维模式。在物理教学中，每一个模型的建立，每一个规律的引出，每一个实验的设计，都闪烁着科学方法的光芒。爱因斯坦说过，“在一切方法的背后，如果没有一种生气勃勃的精神，到头来只是一种笨拙的工具。”因此，教师要不断改进教学方法，利用丰富的材料，以物理学发展史和物理学家成长的道路等素材来激发学生的学习兴趣，激发学生追求真理、献身科学的创新精神。将探究过程的各个环节与已有的知识经验相互比较，在矛盾的冲突中去拓展思维能力，在实践中开拓创新，在矛盾的解决中体验成功的喜悦。

4．探究性教学对实验室建设提出了更高的要求。

传统教学中，实验器材基本上处于封闭状态，许多教师甚至不知道器材室里有哪些器材，教师准备实验只是依据课本要求开列出实验器材由实验员准备。新课改下，探究式学习需要开放式的器材管理方式，这对实验室的管理提出了新的要求。诸如如何开放器材室，器材是放在实验室内还是放在器材室内，如何领取，学生要自带哪些东西进实验室，实验中如何查阅图书馆资料和如何利用信息网络系统等问题，都需要学校根据各自情况重新规划实验室和器材室。

科学的本质是对未知世界的探究，物理课是学习科学探究的重要场所。探究性物理学习突出学生的探究活动，把科学方法的学习和科学知识的学习放到同等重要的地位，这对培养学生的创新精神和实践能力有着重要的作用。