對(duì)高中物理探究式教學(xué)的實(shí)踐與思考

[關(guān)鍵詞]高中物理；探究式教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐；思考

[中圖分類號(hào)]G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼)C

[文章編號(hào)]1004－0463(2011)12(B)－0074－02

探究式教學(xué)是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下。以類似科學(xué)研究的方式去獲取知識(shí)的一種教學(xué)方法。在高中物理教學(xué)中，要讓學(xué)生通過自主探究活動(dòng)，獲得物理概念和規(guī)律，在探究和獲取知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，達(dá)到對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的最終培養(yǎng)。在這種形式的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的是學(xué)到了獲得知識(shí)的方法。它符合當(dāng)前國(guó)際教育發(fā)展的趨勢(shì)，與現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展相適應(yīng)。作為中外諸多教育理論家和教育實(shí)踐者長(zhǎng)期研究探索的理論成果，探究式教學(xué)也適應(yīng)了知識(shí)經(jīng)濟(jì)對(duì)創(chuàng)新思維的要求，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，對(duì)我國(guó)科教興國(guó)戰(zhàn)略的順利實(shí)施有極其重要的意義。將探究式教學(xué)引入當(dāng)前新課程高中物理教學(xué)實(shí)踐中，有助于拓寬中學(xué)物理教學(xué)改革的視野。

一、探究式教學(xué)的基本過程和功能

探究式教學(xué)模式來源于美國(guó)教育家薩其曼(Richard Suehman)對(duì)于“獨(dú)立學(xué)習(xí)者發(fā)展”的信念，他認(rèn)為可以把科學(xué)家用來分析解決問題、探究未知世界的理性智慧傳授給學(xué)生。該模式是在教學(xué)過程中，讓學(xué)生模擬科學(xué)家分析解決問題的方法，在學(xué)生積極參與科學(xué)探索的實(shí)踐過程中，體會(huì)科學(xué)家如何面對(duì)疑難，學(xué)會(huì)搜集和加工新資料，從而達(dá)到在問題情境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的目標(biāo)。探究式教學(xué)的基本過程如下：

二、探究式教學(xué)的實(shí)踐步驟

(一)選擇課題

在探究式教學(xué)過程中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)生原有知識(shí)水平為基礎(chǔ)尋找與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的、可激發(fā)學(xué)生興趣的課題。

(二)課堂教學(xué)

1.創(chuàng)設(shè)情境。創(chuàng)設(shè)問題情境是為學(xué)生探究活動(dòng)服務(wù)的，問題與疑問是探究的起點(diǎn)，也是探究教學(xué)的一個(gè)基本特征。在教學(xué)中盡量為充滿求知欲望的學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提出富于啟發(fā)性的問題，捕捉學(xué)生創(chuàng)造性思維的興奮點(diǎn)，這是培養(yǎng)學(xué)生探究能力和創(chuàng)造意識(shí)的前提。教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，應(yīng)盡可能地通過實(shí)物、模型、故事、身邊的物理現(xiàn)象、演示實(shí)驗(yàn)或多媒體來創(chuàng)設(shè)問題情境，以引起學(xué)生注意，激發(fā)他們的好奇心。比如，《探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系》這節(jié)課可用多媒體展示教學(xué)情境：一輛小汽車與一輛大貨車從紅綠燈的十字路口同時(shí)起動(dòng)的畫面。

2.提出問題。問題1：從運(yùn)動(dòng)性質(zhì)來看，兩車有什么不同?問題2：物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟什么因素有關(guān)?問題3：用什么方法可得出三個(gè)物理量之間的關(guān)系?引導(dǎo)學(xué)生回憶歐姆定律中的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科學(xué)研究中常用的、重要的方法——控制變量法。進(jìn)一步提出：騎自行車時(shí)用不同的力踩踏板，同一人分別去拉空拖車和裝滿重物的拖車等事例啟發(fā)學(xué)生思考。問題4：這些現(xiàn)象反映了加速度跟受力、質(zhì)量之間有什么定性關(guān)系?結(jié)論：物體質(zhì)量一定時(shí)，受力越大。加速度越大；物體受力一定時(shí)，質(zhì)量越大，加速度越小。

這樣給學(xué)生定量探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系奠定了良好的基礎(chǔ)。這里準(zhǔn)備短片材料是很必要的，教師事先應(yīng)有全面的考慮。有了以上的鋪墊，緊接著提出下一個(gè)問題。問題5：物體的加速度與物體質(zhì)量、受力之間有什么定量關(guān)系?

3.準(zhǔn)備器材。帶滑輪長(zhǎng)木板、沙桶、不同質(zhì)量沙袋、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙條、砝碼盒、小車。

4.猜想與假設(shè)。猜想與假設(shè)是探究過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。如在前面學(xué)過的《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》一節(jié)中，正因?yàn)橘だ杂辛撕侠矶竽?的猜想，從而為后面的實(shí)驗(yàn)探究起到了指導(dǎo)性的作用。所以，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想與假設(shè)是探究式教學(xué)的重點(diǎn)。

5.驗(yàn)證假設(shè)。①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：制定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)際上就是從操作的角度把猜想或假設(shè)具體化、程序化。根據(jù)探究假設(shè)來確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹８鶕?jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩硭伎紝?shí)驗(yàn)的原理，按照實(shí)驗(yàn)的原理，來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的程序和步驟，這是構(gòu)思實(shí)驗(yàn)方案的基本線索。

問：利用提供的器材，要達(dá)到這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模容^可行的方案有哪些?

學(xué)生討論，總結(jié)出方案。

方案一：直接測(cè)量出a、F、m的數(shù)值。從結(jié)果找出規(guī)律。

方案二：由于此實(shí)驗(yàn)是探究三者的比例關(guān)系。不用測(cè)出具體數(shù)值，真接控制兩車在受不同的拉力情況下同時(shí)由靜止運(yùn)動(dòng)，又同時(shí)停止，由位移之比得出加速度之比，然后分析加速度之比與受力之比有什么關(guān)系。

說明：考慮到操作性方面，本節(jié)課采用方案一。

問1：小車質(zhì)量不變時(shí)，如何給小車施加一個(gè)已知的拉力，又如何改變這拉力大小?

說明：為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，所掛物體的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，有關(guān)這個(gè)問題的原因，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間去查閱相關(guān)資料。教師提供該實(shí)驗(yàn)中關(guān)于質(zhì)量如何改變的一些參考數(shù)據(jù)。

問2：有時(shí)加一個(gè)質(zhì)量較小的砝碼，小車不會(huì)動(dòng)，這是為什么?

問3：如何將這阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響減小或消除呢?

問4：墊高一端為什么就能平衡摩擦力呢?

教師演示。

強(qiáng)調(diào)：做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算方面比較煩瑣。要求學(xué)生既要分工，又要合作，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。發(fā)揮各人所長(zhǎng)，如可以兩人動(dòng)手操作，一人處理數(shù)據(jù)。同時(shí)還要注意安全和保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材。

②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(學(xué)生動(dòng)手操作，收集數(shù)據(jù)，教師調(diào)控)。

③數(shù)據(jù)分析。教師點(diǎn)評(píng)，提出幾點(diǎn)建議：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理最好運(yùn)用圖表、圖線及擬合線性方程：應(yīng)靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理非線性關(guān)系的數(shù)據(jù)，如變a-m圖象為a—l／m圖象，即“變曲為直”；可運(yùn)用信息技術(shù)幫助處理數(shù)據(jù)。

6.得出結(jié)論。“發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結(jié)論”是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)抽象(表征性抽象和原理性抽象)的活動(dòng)過程。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：在保持m不變的前提下，a ∝ F；在保持F不變的前提下，a ∝1／m。

三、關(guān)于探究式教學(xué)的思考

(一)探究式教學(xué)應(yīng)注意的問題

1.從已知探索未知。自覺無知是接受過程開始的前提，當(dāng)一個(gè)人感到無知、困惑時(shí)，也就意味著學(xué)習(xí)的開始。相反，生活在已知世界里，使人感到愜意和滿足，以致不思進(jìn)取。因此，開展探究學(xué)習(xí)時(shí)，教師要特別注意培養(yǎng)學(xué)生自覺無知的意識(shí)，養(yǎng)成自覺無知的習(xí)慣，這就對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)及其背后的教育觀念提出巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下我們組織課堂教學(xué)的方式不利于學(xué)生形成求知精神，這體現(xiàn)在我們所制定的從無知到有知的教學(xué)目標(biāo)上，然后根據(jù)從無知到已知的轉(zhuǎn)變程度評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成功與否。探究教學(xué)要求學(xué)生向反向移動(dòng)：教學(xué)應(yīng)從學(xué)生的已知開始。探究未知。教學(xué)結(jié)束時(shí)學(xué)生仍沉浸在多角度看問題的興奮之中，并把所得結(jié)論運(yùn)用到新情況的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，產(chǎn)生新的探究興趣。

2.鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見。探究式教學(xué)的倡導(dǎo)者和實(shí)踐者薩其曼指出，課堂上學(xué)生感到自由和輕松是開展探究式教學(xué)的兩個(gè)重要條件。教師必須認(rèn)識(shí)到并非所有學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)都相同，都能以相同的速度學(xué)習(xí)，因此教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出和驗(yàn)證自己的猜想，用自己的方式解決疑問，無論多么幼稚可笑，教師都不要輕易作出否定或肯定性的結(jié)論，而要讓學(xué)生通過多種途徑收集證據(jù)或?qū)嶒?yàn)來驗(yàn)證。從而促使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上主動(dòng)轉(zhuǎn)變觀念。

3.引導(dǎo)學(xué)生積極行動(dòng)。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，有了好的想法就要立即行動(dòng)起來，搜索有關(guān)信息，扎扎實(shí)實(shí)地進(jìn)行探究活動(dòng)。因此，教師要帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建起“靈動(dòng)”的物理課堂，不要輕易放過某個(gè)看似荒誕、離奇的想法，引導(dǎo)學(xué)生積極行動(dòng)起來。

(二)探究式教學(xué)的局限性

任何一種教學(xué)方式、方法都有其局限性，探究式教學(xué)也不例外。探究式教學(xué)更注重知識(shí)的形成過程，難以使學(xué)生獲得比較系統(tǒng)的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，況且并非所有的學(xué)科知識(shí)都適合探究式教學(xué)，那種體現(xiàn)物理名稱、概念、事實(shí)等方面的陳述性知識(shí)就不需要學(xué)生花時(shí)間去探究，僅靠聽講、閱讀等方式就能掌握：在傳統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)還沒有相應(yīng)改革的情況下。課時(shí)不足是開展探究性教學(xué)的一個(gè)突出障礙。而在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)條件變化不大的情況下，要實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)方式的重大轉(zhuǎn)變，還需要一個(gè)較長(zhǎng)的過程；探究式教學(xué)還要求比較充足的教學(xué)設(shè)備和課外教學(xué)資源，這種方式更適合于小班授課和開展小組討論，目前的班級(jí)規(guī)模難以使每個(gè)學(xué)生都參與到全部探究過程中去，在目前情況，這些資源還有待進(jìn)一步開發(fā)。因此，探究式教學(xué)雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但受學(xué)科教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)內(nèi)容的局限，其優(yōu)點(diǎn)難以在學(xué)科教學(xué)中得以充分發(fā)揮。

編輯：張昀