高中物理实施“探究性学习”的实践与思考

林伟

摘 要：教学中引导学生进行探究性学习的主要做法为：精心设计课题导入，激发学生的探究兴趣；努力创设问题情境，促进学生的探究行为；适当延伸课题内容，注重科学方法教育，启迪学生的探究思维拓展学生的探究空间。

关键词：物理；探究性学习；教学

高中物理新课程倡导学生自主性学习，而探究性学习是学生进行自主性学习的有效方式。所谓探究性学习，就是指学生在教师指导下，以学生的探究活动为主线，以问题解决为突破，使学生主动建构知识，让学生个性和谐发展的学习活动。高中物理新课程教学中实施“探究性学习”，不仅是探究性学习的内涵与实质的要求，而且也是吻合物理学科特点的必然选择。因为物理学中的知识内容是众多前人学者与科学家进行科学探究活动过程的再度展现，其中的科学方法是是众多前人学者与科学家进行科学探究活动的智慧结晶，这些都非常有益于引导学生掌握科学探究方法，形成科学探究能力，树立探究创新精神。

高中物理教学中如何引导学生进行“探究性学习”呢？本文结合教学实践，谈谈个人的认识与体会。

一、精心设计课题导入，激发学生的探究兴趣

兴趣是人们从事有效或高效探究学习活动的前提，它是探究学习活动中的情感因素，在探究学习过程中的每一个环节，找不到离开了情感的独立的探究认知活动，也找不到离开了探究认知的独立的情感活动，因此.激发学生的探究兴趣是有效引导学生进行探究性学习的首要方面。

教学中的课题导入是引导学生进行探究性学习的开始，也是有效激发学生探究兴趣最佳时机。新教材（山东科技版）在这方面做了良好的示范，如每章内容的开头都安排了课题导入内容。如必修1第5章的导入内容中，结合图片介绍了被明代大旅行家徐霞客誉为“天下奇观”的山西“悬空寺”，展示大自然的造化与人类的杰作，让学生感受力与平衡的美妙与神奇，从而激发学生的探究学习兴趣。

然而，实践证明，仅由教材提供的素材资料还不足以激发学生的探究学习兴趣，尤其是在每节内容的学习中还需增加精心设计吻合课题内容且有利于激发学生探究学习兴趣的教学素材资料，而这些素材资料要求是现实生活或现代科技中的实际应用，最好是以问题的形式出现。如“超重与失重”课题导入时，教师可以向学生给出如下具有探究性学习的问题：个别不老实的商人（通常称为奸商）称量货物时，不是将最后用来取得平衡的一份货物轻放到称盘上，而是将货物从高一些的地方丢下去，这时候盛装货物的托盘会沉下，而称杆会向上翘，似乎货物偏多，但实际上是货物偏少。你能解释这种现象吗？学生对这个问题既熟悉又陌生，说熟悉，因为用杆秤称量货物时现实生活中司空见惯的现象，说陌生，由于还没有学习“超重与失重”知识，因而对奸商的行为知其然而不知其所以然。显然，学生对这样的问题极感兴趣，“超重与失重”的探究性学习就有了良好的兴趣基础。

教师在课题导入设计时，要求应注意以下几点：一是尽可能选择或设计的问题必须是日常生活中司空见惯的物理现象，或者是现代科技中的热门话题，如“神州五号”的发射、升空与运行；二是选择或设计的问题必须具有奇妙性或趣味性，如杂技魔术表演中为什么人能在天花板上倒立行走？三是选择或设计的问题必须与即将所学的课题知识紧密相关，而不是一味的追求趣味性。

二、努力创设问题情境，促进学生的探究行为

精心设计课题导入，激发学生的探究兴趣仅仅是使学生为开展本节课题的探究性学习提供良好的思想与心理准备，它不是学生立即开展探究性学习的具体内容，而是通过本节的探究性学习后就可以解决的个别问题。而具体的探究性学习的行为还有赖于教师的组织与引导。就探究性学习的内容、程序与方式而言，教师创设良好的问题情境是有效促进学生探究性行为的关键。如“超重”概念的探究学习，如果教师要求学生对处在加速上升的升降机中人直接应用牛顿第二定律分析其对升降机底板的压力，那么学生的思维水平只能停留在知识应用的水平层次，不能向探究、创新的方向发展。但教师教学中如果创设如下系列问题情境，才能有效地促进学生进行探究性学习。

问题1：你坐过电梯吗？电梯的运动一般分为三个过程：启动阶段为匀加速运动，中间阶段为匀速运动，最后阶段为减速运动。某人乘电梯由1楼到18楼，启动阶段和中间阶段人对电梯底板的压力是比人的重力大、还是等于重力、还是小于重力？猜猜看，理由是什么？

问题2：你通过什么实验来验证你的猜想，简要写出实验方案并动手实验。

问题3：请应用所学过的知识或规律来论证你的实验结论是否正确。

显然，问题1是教师对学生提出了具体的探究性学习问题，要求学生去猜想结果，去思考导致结果的原因，然而学生在猜想与思考的过程中，学生的思维是积极的或主动的；问题2是要求学生在问题1的猜想与思考的基础上进行更深入的探究性思维，从思维的形式而言，是属于探究式的发散性思维，由于实验方案的选择或设计因人而异，因此它是培养与发展学生创新思维的极好形式；问题3是促进学生应用所学知识来解决实际问题的能力的形成训练，三个问题是一个完整的有机体，或者说是一个完整的探究性学习程序。

创设这样系列的问题情境，实际上是科学探究过程在物理课堂教学中的具体再现，它对学生開展探究性学习的过程行为有着明确的方向，不仅有利于促进学生探究行为的规范化，而且有利于培养与发展学生的探究性思维与创新性思维。

创设问题情境，首先要求教师要具有问题教学的意识，其次是要求教师善于提出探究性学习的具体问题，其三是要求教师科学地设计或安排探究性学习的问题程序。当然，新教材在这些方面有一定的提示或思路，但具体的问题情境的创设还取决于教师的创造性劳动。

三、注重科学方法教育，启迪学生的探究思维

探究性行为作为一种学习方式是开展探究性学习的必然要求，但探究性学习的效果或探究性学习的顺利进行还取决于学生的探究性思维能力，而启迪与发展学生的探究性思维能力，关键在于对学生进行科学方法教育，而科学方法教育的途径主要是教师对学生进行探究性思维方法的指导与训练。

首先是教师在教学中要引导学生深刻领悟教材中的探究思维方法。物理教材中蕴含着丰富的科学探究思维方法，如研究某物理量与几个物理量之间的变化关系时的“控制变量法”；如不能直接通过物理现象显示的温度而通过液柱的热胀冷缩来显示的“巧妙转化法”；再如“研究平抛运动”时结合自由落体运动的“对比实验法”；还如对电场的分析研究借助重力场的“类比分析法”；等等。可以说，教材中的探究思维方法种类，举不胜举。要使学生明确，教材中的这些探究思维方法，它不仅是前人科学家科学探究思维的智慧结晶，人类科学思维的宝贵财富，而且也是学生当前学习与掌握的重要方面，更重要的是这些探究思维方法还是今后从事实际科学探究的基础。

其次是引导学生进行科学探究思维方法的训练。创设科学探究情境，模拟科学探究过程不仅有利于促进学生探究行为的规范化，而且也是训练科学探究思维的主要途径。

科学探究思维方法的训练主要应从物理探究实验入手，具体从以下三方面进行训练：一是让学生思考探究实验的原理，鼓励学生不局限于教材乃至超越教材；二是让学生设计或制定探究实验的方案，包括实验器材的选择、实验装置的设计与实验步骤地制定；三是让学生对实验现象与实验数据的分析与论证，尤其是注重实验数据分析中的思维方法训练，使学生初步掌握一些基本的分析与处理方法，如寻找物理量之间的关系通常考虑是否为代数关系还是矢量关系，是否为正比关系还是反比关系，是否为一次函数关系还是二次函数关系。又如数据处理的方法有公式计算的平均值法与图像处理法；四是让学生分析实验误差或评价实验原理的科学性与严密性。

显然，在深刻领悟科学探究方法的基础上注重对学生进行适当的科学思维方法训练，有利于形成学生的科学探究思维能力。

四、适当延伸课题内容，拓展学生的探究空间

从探究性学习的内涵与实质而言，它应该是不受时间与空间的限制，它既不能局限于课堂的45分钟，也不能局限于学校的实验室空间，而是课外与与校外的延伸学习，适当设计与提供课题延伸的探究性学习内容素材，是拓展學生探究性学习空间的有效途径。

课题延伸的思路与方法很多，下面介绍四种一般的思路与方法。

（1）知识与方法方面的延伸，以扩展学生的知识与方法结构。如学习“运动、空间和时间”课题后，教室就可以提供关于“时间和长度计量”的阅读资料，使学生知道时间与长度的计量标准是如何规定的，计量精度是如何逐步提高，测量方法如何改进与发展，以扩展学生关于“时间与空间”的知识结构。再如学习“匀变速直线运动的实验研究”课题后，教师就可以提供“伽利略与匀变速直线运动”的课外阅读资料，使学生了解伽利略如何从物体沿斜面运动进而发现匀加速运动，同时领悟伽利略的研究思路与方法，学会科学思维，掌握科学方法。

（2）现代科技应用的介绍，以开阔学生的视野，丰富其知识。如学习“速度和加速度”课题后，教师就可以提供“运载火箭发射升空全过程”的课外阅读资料，使学生了解运载火箭发射的“加速飞行段、惯性飞行段和最后加速段”的三个阶段及运行轨道情况，同时引发学生对现代科技的兴趣，进而激发学生对科学探究的兴趣。

（3）提示对日常有趣现象的观察，以激发学生的探究情趣。如学习“力的平衡”课题后，教师就可以提示学生注意观看精彩的“走钢丝与椅子顶”的杂技表演，引导学生探究思考“杂技表演者为什么常拿着长长的竹竿，或者花伞、彩扇等物品起着“延长手臂”的作用。

（4）指导课外小实验，引导学生探究实验原理或论证实验现象，以培养学生的探究能力。

顺便指出，尽管课题的延伸方法较多，但要注意如下三点要求：一是课题延伸的内容必须与课题内容紧密联系或结合，这样有利于促进学生较好地完成当前课题的学习任务。二是课题延伸的内容能会使学生感兴趣，学生感兴趣，学习才有效果。三是在提供阅读型材料后针对性地提出与材料有关的思考或探究性的问题，目的是促使学生读后思考或探究，增强阅读效果。

参考文献：

[1]王五一.怎样开展探究性学习[M].重庆：西南师范大学出版社，2006.