物理教學中提高科學探究實效性的策略

　　在高中物理教學中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。物理探究教學存在費時、低效、活動設計思路欠科學等問題。這種形勢下研究提高科學探究的實效性對于提高高中物理教學的有效性具有現實意義。我結合新課程教學實踐和教研成果，在此對提高科學探究實效性的幾種策略作簡要的介紹。
　　一、了解學生，理解教材，把握學習的真實起點
　　學生的學習起點主要有邏輯起點和現實起點。一般的，現實起點往往高于邏輯起點，但由于學生的生活環境不同及個體差異，起點也就不同了，那如何才能找準學習起點呢？
　　以“平拋運動”一節教學為例。
　　1.了解學生的學習現狀
　　教師考慮的是學生的認知基礎。正如陶行知主張的：“教的法子必須根據學的法子。”學生對運動的合成與分解剛有了初步認識，但對研究曲線運動的方法還不熟悉。教師在思想方法上要考慮：
　　（1）對平拋這樣的曲線運動我們如何來研究它們的規律呢？
　　（2）我們總是根據已知去推知未知，我們能不能把平拋運動簡化為前面學過的勻速直線運動和勻變速直線運動呢？若物體水平拋出后不受重力，物體將如何運動？若物體水平初速度為零，僅受重力將如何運動？
　　（3）關注學生反應。此時的學生肯定已躍躍欲試。教師則可借此動態過程，了解學生學習起點，進而找準教學起點，這樣自然就能提高探究的實效性。
　　2.理解教材的目標導向。
　　（1）教師必須有能力實現對學科教材的“居高臨下”，對知識體系的“融會貫通”。教師要事先研究所學習的內容中蘊涵著哪些科學方法、思維訓練的教育因素。如研究“平拋運動”采用一系列的基本思想有：化曲為直、化繁為簡、科學理想化、對比分析、先分解后合成等。
　　（2）教師必須有能力實現對教學方法的“靈活應用”，對學生學情的“胸有成竹”。如采用平拋豎落儀、電火花掃描儀及自制實驗器材進行有效的科學探究，充分發揮物理實驗所具有的特點。有些內容可淡化處理，只需在學生的自主學習的基礎上稍作點撥即可。
　　二、突出主體，解決矛盾，注重學生的有效體驗
　　時間、結果和體驗是考量探究實效性的三個重要指標；教師所提供的時間長度直接決定了學生真實思維的暴露程度。可是，在日常的教學中教師為了完成既定的教學任務，往往把學生應該擁有的獨立時間大大壓縮了。不能給學生足夠的活動體驗，怎能充分展示學生的思想；不能落實學生的探究效果，怎能解決探究中的矛盾。那影響科學探究實效性有哪些主要矛盾，又該如何解決呢？
　　以實驗“探究：加速度與力、質量的關系”為例。
　　1.豐富的探究內容和有限探究時間的矛盾
　　艾森豪威爾將軍有個著名的十字時間計劃：畫一個十字，分成四個象限，分別是重要緊急的、重要不緊急的、不重要緊急的、不重要不緊急的，把自己要做的事都放進去，然后先做重要緊急那一象限中的事，這樣一來，工作、生活效率大大提高。借鑒過來，換一個字，教師先做必做“重要緊扣”的那一象限中的事，就可以突破該瓶頸。在該實驗中，如果力與質量這兩個因素都作為重點進行探究，則課堂教學時間內很難完成。相比之下，探究加速度與物體受力成正比更適合學生的探究，更趨于“重要緊扣”那一象限。這種具有重要方法和方法論意義的原理性內容，是最有價值的。
　　2.探究的開放度與教師調控的矛盾
　　一方面科學探究學習就是要把學生置于一種動態、開放、主動、多元的學習環境中，讓他們有足夠的活動體驗，并從中獲取能力和知識。另一方面學生的心理和行為向預期目標發展，需要依賴反饋調節，教師應及時地、有針對性地調節教學，有效地反饋機制是目標達成的必要保障。然而，我感到教法的改變難于學法的改變。教師在教學過程中會時時表現出控制學生的欲望，如何克服呢？
　　首先，要提倡在全體學生積極參與下的合作、交流學習，展示各種探究結果，比較異同，最后達成共識，做到“形散而神不散”。
　　其次，要動態把握，開發生成性資源。學生所思所想是最真實的教學資源，學生的親身體驗對所追求問題留有深刻印象。正如教育家布魯姆所言：“人們無法預料教學所產生的成果的全部范圍。”教師應不斷捕捉從學生那里涌現出來的各種信息，把有價值的新信息，具有建設性的看法，納入教學過程，使之成為教學亮點，把探究引向高潮。
　　最后，要充分發揮評價的導向和激勵功能。因為師生之間的情感交流將直接影響探究效果。
　　3.探究活動容量與探究條件的矛盾
　　探究活動密度、容量受學生的生活環境、學校硬件設備、軟件開發等條件的限制。通常從以下兩方面著手解決。
　　（1）盡量考慮從學生的角度提出研究課題，盡量做到取材容易，設計簡單，實驗直觀。
　　（2）借助于虛擬空間，運用好現代教學技術手段。本實驗可充分利用多媒體軟件進行數據處理，尤其是a-m與a-1/m關系圖的對比，大大提高探究效率。
　　4.探究梯度與主體認知程度的矛盾
　　本節課，教師首先復習牛頓第一定律，它揭示力是產生加速度的原因。接著由定性到定量，組織分析和猜測加速度與哪些因素有關？提出研究方法——控制變量法。再訓練學生發散思維，提出加速度測量的多種方法，等等。
　　三、聯系實際，創設情境，培養學生的問題意識
　　目之所見、耳之所聞的生活現象常蘊含豐富的物理知識。教師從中選擇一些與學習內容相關的、能引發學生共鳴的事例，讓學生切身感受到物理就在身邊，讓學生思維不斷迸發出智慧的火花。美國教育家布魯巴克曾說：“最精湛的教育藝術，遵循的最高準則，就是學生自己提出問題。”
　　1.情境的設置
　　（1）要有針對性，聯系學生的客觀實際。例如，在“摩擦力的應用”教學時，設置“探究螺絲釘”情境……物體放在斜面上由于靜摩擦力的作用而保持靜止，把斜面卷曲起來就構成了一個螺絲釘。這個被列為過去1000年中最重要的發明之一，竟是簡單的力學問題。課堂上，學生們常有“眾人尋它千百度”的執著，更有“驀然回首”的驚喜。
　　（2）要有新意，能強烈吸引學生的注意力。如在“光的全反射”教學中，提問：“能否將彩虹引入到我們的教室中？”用三棱鏡將陽光引入到室內的天花板上。
　　（3）要有層次性和挑戰性。讓學生從真實的情境中得到啟發，發現要學習的物理問題。如在“超重與失重”的教學中，我用可樂瓶做噴水失重實驗：先在自由落體狀態下探究，后提問:“如果向上拋出會出現什么情況？”讓學生再實驗，認識將很深刻。
　　2.靈活創設“科學探究問題場”與“問題鏈”
　　“把沒有問題的學生教得有問題，敢于并善于提問題了”，這才能發揮科學探究式教學的實效性，提高學生的科學素養和探究能力。如“運動的描述”復習課，設計下列“問題串”展開探究。一問：運動是什么？教材定義：物體相對其他物體的位置變化，叫機械運動。二問：運動是什么？引導學生簡捷回答“位置的變化”，而引入“位移”概念。三問：運動是什么？啟發學生對“位置”限制，而提出“參考系”概念。四問：運動是什么？讓學生體會：任何“變化”都必須以時間作保證。自然引入“時間與時刻”概念，并逐步引入“速度”概念。五問：運動是什么？作更深層次思考：“位置變化情況”還會不斷地變化著，而引入“加速度”概念。
　　科學探究是學生體驗科學的過程，理解科學本質，領悟科學精神，發展科學方法觀，培養創新精神和實踐能力的主要學習模式。在新課程改革下，提高科學探究實效性，有利于教師達成教學