物理教学中提高探究性学习效果的教学策略
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陈首飞1由 分享
摘要：本文从八个方面介绍了如何在物理教学中提高探究性学习的效果。
关键词：物理教学；探究性学习；激发；重视；引导；深化；内化
探究性学习是指学生在教师的指导下积极参与的学习过程，它要求学生像科学家那样，对所遇到的自然现象能够提出问题，并依据自己的思维判断做出猜想，通过实验验证自己的猜想，在实验的基础上收集证据，得出正确的结论。这种学习方法是培养创新型人才的有效途径。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。
新的科学课程标准明确了科学探究是科学研究过程的本质特征。通过科学探究，不仅要使学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成科学的思维方式；还要使他们识别什么是科学，什么不是科学；更重要的目的是通过科学探究过程，培养学生的创新精神和创新意识。
21世纪的人才，必须是具有创新的人才，要培养创新型人才，就必须从基础教育抓起，从中小学教育抓起。教师如何在教学中提高“探究性学习”的效果，笔者认为应该从以下几个方面进行：
一、创设情景，激发探究
善于创设问题情景，启发学生积极思维，使学生真正成为认识事物的主体。在情景中设置有思考价值，智力上有挑战性的问题，启发学生学会观察，提出新问题，增强学生学习的针对性，激发学生的兴趣，提高学生学习的内在的积极性和主动性。在创设学习情景时，应力求真实、生动、直观而又富于启发性。演示实验、小故事、科学史实、新闻报道、实物、模型和影像资料等等，都可以用于创设学习情景。
案例：《摩擦力》的引入
活动：小游戏──拨河比赛：一人抓一端，用力握住木棒（一端事先抹上凡士林）。
师：（采访失利方）请你发表一下失败感言，说说你失败的原因？
生：太滑了。
师：（采访胜利者）你这边滑不滑？
生：不滑。
师：除了自己的力量，还有什么力帮了你的忙？
生：摩擦力。（若说不出，就转问“大家认为呢？”）
师：今天我们这节课就来研究摩擦力。
通过这样一个小活动，激发了学生的学习兴趣，使学生产生了强烈的求知欲望，并且调动了活跃的课堂气氛，此时教师再进行新课教学，效果相当好。在教学中，教师要善于引导学生从真实的情景中发现问题，有针对性地展开讨论，提出解决问题的思路，使学生的认识逐步得到发展。
二、经历过程，重视探究
物理教学实质上是展示和发展思维的过程，这一思维过程就是对物理基础知识和基本理论的理性认识过程。任何一个概念、定理、定律都经历着由感性到理性的抽象概括过程。在教师的引导下，让学生参与概念的形成、规律的揭示过程，让学生亲自去实验、体验、揣摩、模拟这个过程，就能领悟知识形成过程中所蕴涵的思想方法，使学生知其然，知其所以然。让学生追根溯源，使教学过程成为学生内心体验和主动参与的再发现过程。学生学到的知识印象深刻，来龙去脉清楚，更容易唤起学生的创新意识。重视过程教学，学生不只是获得一些科学的结论，重要的是发展了学生的抽象概括思维能力，获得探索科学的方法。
三、借助实验，引导探究
物理学是一门以实验为基础的学科。实验的方法是物理学学习的基本方法。一个物理实验就是一个完整的物理情景，让学生亲眼看一些物理现象，亲手做一些物理实验，以此激发学生学习物理的兴趣，充分调动学生的学习积极性和主动性，实现学生的主体地位。通过亲身体验与理论学习相对照、验证，来加深理解，以形成正确的物理情景。物理实验是引导探究教学取得成功不可缺少的“桥梁”和“中介”。在教学中，教师要尽可能地给学生提供物理仪器，让学生主动积极地进行实验探究。与此同时，教师要注意，在学生做实验时，应给予学生思考、交流、发问和评估的时间。
四、重视主体，发展探究
学生的发展是教学的出发点和归宿，教学内容、教学模式、教学媒体的选取与组织既要符合学生的认知能力，又要满足学生创新能力的发展要求。知识的教育、观念的培养、能力的训练既要为学生近期的学习打下基础，还要着眼于学生长远的发展和终身教育。教学设计要在组织知识、选择方法、设计问题、设计实验、研究学生活动等方面下功夫。要在教学的每一个环节中都围绕学生的学习活动展开教学。例如，在牛顿第一定律的教学中，不应该简单回顾亚里士多德、伽利略、笛卡尔对力和运动的关系的理解，得出牛顿第一定律，而应该是引导学生从亚里士多德对运动和力的关系的直观感觉的理解→伽利略对运动和力的粗略描述→笛卡尔对运动描述的进一步升华→牛顿在前人研究的基础上，加上自己对力学等方面的研究，得出了牛顿第一定律。这样以学生的发展为中心，让学生积极、主动地经历科学规律的得出过程，有助于培养学生的科学探究能力，为今后学习打下坚实的基础。
五、开拓创新，深化探究
教师在备课的过程中，应该对教学内容进行必要的重组、整合和拓展，从中提炼出开放性教学的基本素材，高度关注学生的学习过程和活动方式，有意识地鼓励学生充分发表自己的意见，特别应利用学生对某些问题的争议和不同看法，创设导致学生思维冲突的物理问题情景，在教师的指导下展开讨论或实验论证，最终获得合理的结论，从而强化学生的创新意识。
例如在教学时，要求学生自己设计实验、探究实验方案、寻找实验方法、经历实验探究的过程，最终得出结论，通过合作学习进行实验，并从实验探究和分析归纳中学到了规律性的知识，体验了科学探究的成功与自豪，激发了学生学习的主动性和积极性，为学生将来进行科学研究奠定了基础。
六、借助多媒体，内化探究
多媒体以其本身特有的功能而具备了趣味性的特点。它提供的许多可能往往是我们普通的教学手段所难以企及的。借助计算机教学能有效地弥补传统教学的不足，化抽象为具体，把难以理解的内容或不易观察到的事物，用计算机展现出来，调动学生的视觉功能，增强学生感性认识，有助于帮助学生进行理性思考，从而通过现象归纳出本质和规律，为突破难点创造良好的氛围。例如，学习“物态变化”时，用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾、房屋上的白霜、西藏雪山、树枝上的冰凌，展示春天到来时冰雪熔化成水、火炉烧水时水壶上冒出“白气”、水蒸气遇到冷的茶杯盖变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的？”“水为何会变成白气？”“白气是水滴还是水蒸气？”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。
七、营造氛围，促进探究
教师要努力营造出“教师—学生”及“学生—学生”间的自由、平等的氛围。如在学生进行实验探究的过程中，教师在教室里四处走动，与各小组进行交流，倾听学生的问题和想法，不时评价学生的探究进程并确定适合学生的学习的下一步计划，必要时，教师把全体学生集合起来，通过讲解、示范或讨论提供一些必要的帮助。如在教学中讨论是创造的“助产士”，在探究教学过程中，讨论尤为重要。如在教学中可以按课前分组那样四人一组或二人一组，对所提出的问题进行充分讨论，交流意见，这样就能调动学生思维的积极性，使智力从“常态”跃迁到“激发态”，由此迸发出创造性思维的火花。
教师注意鼓励学生勇于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，正确理解获得的知识。
八、构建有效问题串，能尽快切入探究主题
开始进行科学探究教学时，设置以下三个问题可以让学生能尽快进入研究主题：
(1)你猜想的依据是什么？
(2)这些猜想中哪些属于同一研究方向？
(3)在以上猜想中你认为研究哪一个问题最有价值？
第三个问题的设计可使学生的思路尽快进入本节课的重点。下面，以研究电流与电压、电阻的关系为例谈谈有效“问题串”的设计：
问题1：通过导体的电流的大小与哪些因素有关？（要指明是导体两端的电压）
问题2：你认为电流和电压、电阻之间有什么定量关系？
问题3：你采用什么方法来研究上述问题？（控制变量）
问题4：那么，上述问题变成了几个问题？它们分别是什么问题？
问题 5：我们先研究第一个问题，即要研究电流与电压的关系。你认为实验需要哪些器材？实验过程中应该控制什么因素？改变什么因素？
问题6：你认为滑动变阻器在实验过程中的作用是什么？
问题 7：你准备选取几组数据进行分析？在研究电流与电压的关系时如何选取电压的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论？
问题 8：我们再来研究第二个问题，即要研究电流与电阻的关系。在研究电流和电阻的关系时，除以上器材外，实验还需要补充其它器材吗？请你画出电路图加以说明。实验过程你应该控制什么因素？改变什么因素？观察和记录什么数据？
问题9：你认为滑动变阻器在该实验过程中的作用是什么？
问题10：你准备选取几组数据进行分析？在研究电流与电阻的关系时如何选取电阻的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论？（讨论到此，全班可分两组分别进行以上两个问题的探究）
问题11：分析数据，同学们得到的结论是什么？表达你的结论时你应该注意什么？
问题12：你的结论可以用I=U/R表达吗？（说明比例系数取1的条件）
问题13：在探究过程中同学们有没有走过弯路，影响了实验结果？经过思考，你又是如何走出这些“弯路”的？
问题14：在你实验的过程中你还发现了其他问题吗？回顾你实验的操作过程你觉得还能做哪些改进？
以上第5个问题的设计，使学生将要研究的大问题先分成两个小问题逐个讨论（这个问题的设计很重要，否则将两个问题放在一起讨论，容易使学生的思路混乱）。第 8 个问题的设计对前后实验来说起到了承上启下的作用。第 14个问题的设计则注重学生的个性发展，为能力较强的学生的发展提供了平台。可以说，整堂课通过14个问题的设计，使学生在实验过程中，目的明确，思路清晰，实验时间又得到了保证。值得一提的是，在课堂教学中，实验前的讨论比实验操作更重要，在时间的安排上，实验前的讨论时间也要比学生实验操作的时间要长。
参考文献：
[1]蔡铁权．物理教学丛论[M].北京：科学出版社，2005.
[2]罗星凯，李萍昌.探究式学习：含义、特征及核心要素[J].教育研究，2001(12).
关键词：物理教学；探究性学习；激发；重视；引导；深化；内化
探究性学习是指学生在教师的指导下积极参与的学习过程，它要求学生像科学家那样，对所遇到的自然现象能够提出问题，并依据自己的思维判断做出猜想，通过实验验证自己的猜想，在实验的基础上收集证据，得出正确的结论。这种学习方法是培养创新型人才的有效途径。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。
新的科学课程标准明确了科学探究是科学研究过程的本质特征。通过科学探究，不仅要使学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成科学的思维方式；还要使他们识别什么是科学，什么不是科学；更重要的目的是通过科学探究过程，培养学生的创新精神和创新意识。
21世纪的人才，必须是具有创新的人才，要培养创新型人才，就必须从基础教育抓起，从中小学教育抓起。教师如何在教学中提高“探究性学习”的效果，笔者认为应该从以下几个方面进行：
一、创设情景，激发探究
善于创设问题情景，启发学生积极思维，使学生真正成为认识事物的主体。在情景中设置有思考价值，智力上有挑战性的问题，启发学生学会观察，提出新问题，增强学生学习的针对性，激发学生的兴趣，提高学生学习的内在的积极性和主动性。在创设学习情景时，应力求真实、生动、直观而又富于启发性。演示实验、小故事、科学史实、新闻报道、实物、模型和影像资料等等，都可以用于创设学习情景。
案例：《摩擦力》的引入
活动：小游戏──拨河比赛：一人抓一端，用力握住木棒（一端事先抹上凡士林）。
师：（采访失利方）请你发表一下失败感言，说说你失败的原因？
生：太滑了。
师：（采访胜利者）你这边滑不滑？
生：不滑。
师：除了自己的力量，还有什么力帮了你的忙？
生：摩擦力。（若说不出，就转问“大家认为呢？”）
师：今天我们这节课就来研究摩擦力。
通过这样一个小活动，激发了学生的学习兴趣，使学生产生了强烈的求知欲望，并且调动了活跃的课堂气氛，此时教师再进行新课教学，效果相当好。在教学中，教师要善于引导学生从真实的情景中发现问题，有针对性地展开讨论，提出解决问题的思路，使学生的认识逐步得到发展。
二、经历过程，重视探究
物理教学实质上是展示和发展思维的过程，这一思维过程就是对物理基础知识和基本理论的理性认识过程。任何一个概念、定理、定律都经历着由感性到理性的抽象概括过程。在教师的引导下，让学生参与概念的形成、规律的揭示过程，让学生亲自去实验、体验、揣摩、模拟这个过程，就能领悟知识形成过程中所蕴涵的思想方法，使学生知其然，知其所以然。让学生追根溯源，使教学过程成为学生内心体验和主动参与的再发现过程。学生学到的知识印象深刻，来龙去脉清楚，更容易唤起学生的创新意识。重视过程教学，学生不只是获得一些科学的结论，重要的是发展了学生的抽象概括思维能力，获得探索科学的方法。
三、借助实验，引导探究
物理学是一门以实验为基础的学科。实验的方法是物理学学习的基本方法。一个物理实验就是一个完整的物理情景，让学生亲眼看一些物理现象，亲手做一些物理实验，以此激发学生学习物理的兴趣，充分调动学生的学习积极性和主动性，实现学生的主体地位。通过亲身体验与理论学习相对照、验证，来加深理解，以形成正确的物理情景。物理实验是引导探究教学取得成功不可缺少的“桥梁”和“中介”。在教学中，教师要尽可能地给学生提供物理仪器，让学生主动积极地进行实验探究。与此同时，教师要注意，在学生做实验时，应给予学生思考、交流、发问和评估的时间。
四、重视主体，发展探究
学生的发展是教学的出发点和归宿，教学内容、教学模式、教学媒体的选取与组织既要符合学生的认知能力，又要满足学生创新能力的发展要求。知识的教育、观念的培养、能力的训练既要为学生近期的学习打下基础，还要着眼于学生长远的发展和终身教育。教学设计要在组织知识、选择方法、设计问题、设计实验、研究学生活动等方面下功夫。要在教学的每一个环节中都围绕学生的学习活动展开教学。例如，在牛顿第一定律的教学中，不应该简单回顾亚里士多德、伽利略、笛卡尔对力和运动的关系的理解，得出牛顿第一定律，而应该是引导学生从亚里士多德对运动和力的关系的直观感觉的理解→伽利略对运动和力的粗略描述→笛卡尔对运动描述的进一步升华→牛顿在前人研究的基础上，加上自己对力学等方面的研究，得出了牛顿第一定律。这样以学生的发展为中心，让学生积极、主动地经历科学规律的得出过程，有助于培养学生的科学探究能力，为今后学习打下坚实的基础。
五、开拓创新，深化探究
教师在备课的过程中，应该对教学内容进行必要的重组、整合和拓展，从中提炼出开放性教学的基本素材，高度关注学生的学习过程和活动方式，有意识地鼓励学生充分发表自己的意见，特别应利用学生对某些问题的争议和不同看法，创设导致学生思维冲突的物理问题情景，在教师的指导下展开讨论或实验论证，最终获得合理的结论，从而强化学生的创新意识。
例如在教学时，要求学生自己设计实验、探究实验方案、寻找实验方法、经历实验探究的过程，最终得出结论，通过合作学习进行实验，并从实验探究和分析归纳中学到了规律性的知识，体验了科学探究的成功与自豪，激发了学生学习的主动性和积极性，为学生将来进行科学研究奠定了基础。
六、借助多媒体，内化探究
多媒体以其本身特有的功能而具备了趣味性的特点。它提供的许多可能往往是我们普通的教学手段所难以企及的。借助计算机教学能有效地弥补传统教学的不足，化抽象为具体，把难以理解的内容或不易观察到的事物，用计算机展现出来，调动学生的视觉功能，增强学生感性认识，有助于帮助学生进行理性思考，从而通过现象归纳出本质和规律，为突破难点创造良好的氛围。例如，学习“物态变化”时，用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾、房屋上的白霜、西藏雪山、树枝上的冰凌，展示春天到来时冰雪熔化成水、火炉烧水时水壶上冒出“白气”、水蒸气遇到冷的茶杯盖变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的？”“水为何会变成白气？”“白气是水滴还是水蒸气？”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。
七、营造氛围，促进探究
教师要努力营造出“教师—学生”及“学生—学生”间的自由、平等的氛围。如在学生进行实验探究的过程中，教师在教室里四处走动，与各小组进行交流，倾听学生的问题和想法，不时评价学生的探究进程并确定适合学生的学习的下一步计划，必要时，教师把全体学生集合起来，通过讲解、示范或讨论提供一些必要的帮助。如在教学中讨论是创造的“助产士”，在探究教学过程中，讨论尤为重要。如在教学中可以按课前分组那样四人一组或二人一组，对所提出的问题进行充分讨论，交流意见，这样就能调动学生思维的积极性，使智力从“常态”跃迁到“激发态”，由此迸发出创造性思维的火花。
教师注意鼓励学生勇于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，正确理解获得的知识。
八、构建有效问题串，能尽快切入探究主题
开始进行科学探究教学时，设置以下三个问题可以让学生能尽快进入研究主题：
(1)你猜想的依据是什么？
(2)这些猜想中哪些属于同一研究方向？
(3)在以上猜想中你认为研究哪一个问题最有价值？
第三个问题的设计可使学生的思路尽快进入本节课的重点。下面，以研究电流与电压、电阻的关系为例谈谈有效“问题串”的设计：
问题1：通过导体的电流的大小与哪些因素有关？（要指明是导体两端的电压）
问题2：你认为电流和电压、电阻之间有什么定量关系？
问题3：你采用什么方法来研究上述问题？（控制变量）
问题4：那么，上述问题变成了几个问题？它们分别是什么问题？
问题 5：我们先研究第一个问题，即要研究电流与电压的关系。你认为实验需要哪些器材？实验过程中应该控制什么因素？改变什么因素？
问题6：你认为滑动变阻器在实验过程中的作用是什么？
问题 7：你准备选取几组数据进行分析？在研究电流与电压的关系时如何选取电压的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论？
问题 8：我们再来研究第二个问题，即要研究电流与电阻的关系。在研究电流和电阻的关系时，除以上器材外，实验还需要补充其它器材吗？请你画出电路图加以说明。实验过程你应该控制什么因素？改变什么因素？观察和记录什么数据？
问题9：你认为滑动变阻器在该实验过程中的作用是什么？
问题10：你准备选取几组数据进行分析？在研究电流与电阻的关系时如何选取电阻的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论？（讨论到此，全班可分两组分别进行以上两个问题的探究）
问题11：分析数据，同学们得到的结论是什么？表达你的结论时你应该注意什么？
问题12：你的结论可以用I=U/R表达吗？（说明比例系数取1的条件）
问题13：在探究过程中同学们有没有走过弯路，影响了实验结果？经过思考，你又是如何走出这些“弯路”的？
问题14：在你实验的过程中你还发现了其他问题吗？回顾你实验的操作过程你觉得还能做哪些改进？
以上第5个问题的设计，使学生将要研究的大问题先分成两个小问题逐个讨论（这个问题的设计很重要，否则将两个问题放在一起讨论，容易使学生的思路混乱）。第 8 个问题的设计对前后实验来说起到了承上启下的作用。第 14个问题的设计则注重学生的个性发展，为能力较强的学生的发展提供了平台。可以说，整堂课通过14个问题的设计，使学生在实验过程中，目的明确，思路清晰，实验时间又得到了保证。值得一提的是，在课堂教学中，实验前的讨论比实验操作更重要，在时间的安排上，实验前的讨论时间也要比学生实验操作的时间要长。
参考文献：
[1]蔡铁权．物理教学丛论[M].北京：科学出版社，2005.
[2]罗星凯，李萍昌.探究式学习：含义、特征及核心要素[J].教育研究，2001(12).