“問題”是物理課堂探究式教學的根與魂

新課程理念明確主張教師角色、學生學習方式的根本轉變，《科學（7～9年級）課程標準》也指出：“探究式教學既是提高學生科學素養的方法和重要手段，也是科學教育的重要內容之一”；《普通高中物理課程標準》更明確強調：“高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。”“高中階段的物理課，應該更加關注學生在科學探究過程中的學習質量，進一步加深對科學探究的理解，提高科學探究的能力。”但實踐表明，探究式教學的現狀卻不容樂觀。

一、探究式教學存在的問題

調查顯示，許多農村教師反映“現在探究的內容多，但探究是什么？我們對這個概念特別模糊，雖然參加了很多培訓，但也沒有真正講清楚……再說，都是探究，沒有教師的教授，學生根本沒辦法學習”[1]。這表明，農村教師對新課程倡導的探究式學習的理念還不能深刻理解。這樣即便嘗試探究式教學，也往往是面對學生提出的問題，或者不知所措；或者置之不理回到已設置好的教案設計上；或者疲于回答學生一個又一個的問題，被學生“牽著走”；或者對探究中生成的問題，急于告知學生答案，使“探究”不能發揮應有的作用。

表1 2010年義務教育階段農村在校生數

及其比例情況

注：表中數據來自教育部發展規劃司編《全國教育事業發展簡明統計分析》（2011年4月）。

然而，正是這些農村教師卻承擔著全部農村高中以及整個義務教育的80%以上的教學任務（見表1）。如此龐大的學生群體分布在廣大的農村學校，而恰恰又是農村教師在觀念上未能完全接受探究式學習的理念，實踐中也不會操作，不知如何把握、如何組織，或者“農村學校教師對實施探究教學不太適應”，致使農村基礎教育課程改革面臨嚴峻的困難。

加強農村教師開展探究式教學的意識、提高駕馭探究式課堂教學的能力，是鞏固基礎教育改革成果的重要工作。教師在課堂教學與學生學習中的作用是巨大的，如表2中所示。對于改變科學課程的影響，在學生學習中教師的作用最大，在課堂教學中課程設計者和教師的作用最大。這也表明幫助農村教師提高駕馭探究式課堂教學能力的重要性與緊迫性。為此，將從兩個方面著手，先尋得“探究式教學”之根，再借以還“探究式教學”之魂。尋根在于明了“探究式教學”之根本、之依據及其開展的可能性，追求做之所以然；還魂則是“發現比現在做得可以好一些的道理”。

表2 改變科學課程的機構[2]

資料來源：艾肯赫德（1989）

二、探究式教學之根：永恒存在的問題

科學史與科學哲學的研究成果已經揭示出，“科學始于問題，又終于問題”，科學是一個無盡探索的過程。科學理論不是在所謂得到證實的真命題以及由它們構成的理論基礎上的靜態地簡單累積，而是動態的在原有知識基礎上的生長，即將以前已完成的東西合并為不斷生長的、并必然穿越時間而進步的結構[3]。因而，“世界不是一成不變的事物的集合體，而是過程的集合體。”[4]科學理論永遠處在一個不確定的、動態的變化之中，從而使科學永遠保持是一個探索。科學作為一個無盡探索的過程，一個問題的解決不是認識的結束，而恰恰是一個新問題解決的開始。

問題是在歷史和現實中那些不能盡如人意的地方，發現有待于進一步解答的疑難。問題的牽引，使科學得以發展、人類生活得以展開。人們在不斷地提出問題、解決問題又不斷地發現更多的疑難的過程中，解決疑難、讀懂自然，同時實現自身的價值和理想，并讀懂自己。永遠解決不完的問題困擾著人類，也同樣伴隨著每個人的一生，使不斷探究各種各樣問題的答案，成為人類生存的基本型態，即“探究”本身就是生命存在的“姿態”，是一種包括人類在內的一切生物的解決“問題”的“行動”[5]。一個個問題的解決積累著人類的成就感、積累著人類的自信，也積累著人類的勇敢；同時也確實有更多的問題等待著人們去解決、時時向人類的意志、耐力和智力挑戰，使人們無法不繼續努力、無法躺在以往的成就上停滯不前，而是只能面對困難、面對問題、面對挑戰。從而使提出問題、解決問題、提出更多的問題……成為人類認識發展的基本規律。

從某種意義上講，人類的學習就是為了更加自如地解決現在或將來的生活中面臨的種種問題，學習其實就是一種問題解決的過程。正如布魯納在《教育過程》中闡述“發現式”學習的基本精神時曾經舉過的例子，社會學科所進行的一些實驗，“一個已經學習了東南各州的社會和經濟地理這個傳統單元的六年級實驗班，開始學習北方中央地區，學生要在一幅繪著自然特點和天然資源但沒有地名的地圖上找出這個地區主要城市的位置。最后在課堂討論中，學生很快地提出許多有關城市建設要求的似乎合理的理論：一個水運系統，把芝加哥放在三個湖的匯合處；一個礦物資源理論，把芝加哥放在默薩比山脈附近；一個食品供應理論，把一個大城市放在衣阿華的肥沃土地上，等等。實驗班在興趣的濃厚程度和概念的完善程度方面都遠遠超過控制班。然而，最顯著的則是兒童的態度，對他們來說，城市的位置第一次成了一個問題，并且是能夠經過思考發現答案的問題。在研究一個問題時會使人感到愉快和興奮，至少對于過去想當然地看待城市現象的市區兒童來說，這種發現是有價值的。”[6]于是，教學活動以問題為中心展開，才更符合科學發展的邏輯，更符合人類認識發展的規律。激發學生提出有價值的問題，是探究式教學能否順利開展的關鍵。

但提出問題遠比解決一個問題難得多。正如愛因斯坦所言：“解決問題也許僅僅是一個教學上或實驗上的技能而已。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創造性的想像，而且標志著科學的真正進步。”因此，創設問題情境就成為老師們經常使用的引發學生興趣、激勵學生提出問題的重要手段。比如講“凸透鏡成像”時，會利用凸透鏡將太陽光匯聚成一個最小、最亮的光斑照射在火柴頭上，使火柴頭被點燃；在講“動量定理”前，教師甚至會表演“氣功”，即先將自己的手掌心朝下，平放在桌面上，在手背上面壓一塊厚石塊，然后在石塊上放一塊磚，將手稍微向上用勁，另一只手用鐵錘迅速向磚塊砸去，結果是磚塊被砸碎了，而手卻安然無恙。這些表演既能讓學生好奇興奮，又能讓學生動腦思考，產生疑問：為什么教師的手沒被砸傷？為什么火柴被點燃？為什么太陽光穿過三棱鏡會變成彩色光帶？從而激發學生探究的欲望，激起學生求知的熱情。

三、探究式教學之魂：以問題為牽引

若創設情境僅僅是為了引入新課、為教師稍后的慎密講解做鋪墊，那還是不夠的。創設情境的根本目的在于激勵學生自己提出感興趣的、有價值的問題，并喚起學生憑自己的力量解決問題的欲望，只有這樣才能真正開啟探究式學習的智慧之門。而要讓探究活動持續下去，仍需要不斷地提出新的問題，使提出問題成為探究式學習的基本條件。實踐表明，一個人一旦向自己提出了某個問題，并產生了解決它的欲望，形成“問題意識”，就能夠更敏銳地感受和覺察與該問題有關的信息，提高對無關信息的抗干擾能力。問題使人的注意力具有明顯的指向性與選擇性，對持續進行有目標的思維、探索活動具有顯著的激勵功能。因此，物理新課程標準明確要求學生“能在觀察物理現象或物理學習過程中發現問題，有初步的提出問題的能力。”事實上，提出問題是思維活躍的表現，是獨立思考的開始。只有鼓勵和引導學生發現并提出問題，才能使課堂教學煥發生機、富有效率。

然而，我們的課堂教學往往只重視教給學生如何解決問題，卻忽視了讓學生提出問題。這樣做不利于提高學生學習積極性，甚至不利于培養學生解決問題的能力。事實上，物理教材中許多概念和規律的教學是以探究方式展開的，這為培養和鍛煉學生的探究能力和提出問題的能力提供了很好的機會。許多教師的探究式教學按如下程序進行：教師先提出問題，再和學生猜想，設計實驗，進行實驗，收集證據，交流討論并分析論證。這個過程中問題是教師提出的，而且仍然是教師問學生答的方式，學生被動地接受問題，從而不利于調動學生的積極性，不利于培養學生提出問題的能力。如果我們在探究式教學中讓學生自己提出問題，就會使其心理上產生困惑，產生認知沖突，從而激發學生主動探究，使教學活動順利開展。

探究式教學不僅僅關注引入新課時的情境創設與提出問題，而且關注提出一系列的問題，或稱為“問題串”，并用“問題串”貫穿整個教學活動。這樣不僅能幫助教師更清楚地了解學生的思維狀況并為教學活動提供依據，還能有效地促進學生不斷地反思自己的思想，構筑自己的認知和元認知策略。當探究目標不斷被達成，學生就會產生成就感和更強的求知欲望，從外部刺激轉化為內在需求，形成內部的驅動力量，激勵學生不斷探索，使學生不僅獲得知識，同時習得探究的方法，領會探究的精神。

以《凸透鏡成像》為例，在火柴頭被點燃以后，可啟發學生思考：為什么凸透鏡后方出現一個光斑并將火柴點燃？這一點其實學生很容易想到：是太陽光經凸透鏡會聚在光斑處將火柴點燃的結果。從而發現凸透鏡對光線的“會聚”作用。凸透鏡為什么會將光線“會聚”？學生會猜想：一定是光線經凸透鏡后光路發生了改變或偏折。（肯定學生的猜想：）光線經凸透鏡后傳播方向的確發生了改變，就是發生了與“反射”不同的“折射”現象。于是進一步引發學生思考：光斑又是什么？會不會是太陽經凸透鏡所形成的像？老師不急于回答學生的問題，而是反問學生：這個光斑真的是太陽的像嗎？如果太陽經凸透鏡折射能形成像，是不是其他物體也能通過凸透鏡成像？從而激發學生用實驗探究凸透鏡成像規律的欲望。當學生發現燃燒的蠟燭真的能經凸透鏡成像時，進一步誘發思考：凸透鏡成像與已學過的“小孔成像”和“平面鏡成像”有什么不同？凸透鏡成像也會有什么規律嗎？不讓學生急于回答，而是引導學生看書：了解凸透鏡有將平行光線會聚于一點的特性，平行于“主光軸”時的會聚點稱為凸透鏡的“焦點”，并了解“焦距”的概念，以及“物距”與“像距”的概念。能否用“焦距”、“物距”、“像距”三者之間的關系來表達凸透鏡成像的規律？如果可以，這個規律會是什么？……整個探究結束后可再一次讓學生思考課前提出的光斑問題，并讓學生掌握用太陽光粗略測量凸透鏡焦距的方法。課后作業可如下布置：了解爸爸媽媽與奶奶爺爺戴的眼鏡有什么不同？照相機和顯微鏡是怎么回事？你能了解多少凸透鏡的應用呢？整堂課老師除了不斷地設疑之外，幾乎沒講任何東西——概念的建立是通過學生自己讀書獲得，實驗設計也是學生自己來做，結論更是學生自己來說。在學生有條不紊、忙得不亦樂乎之際，老師只是點撥、提醒，并將課堂學習延伸到課外。

新課程主張轉變學生的學習方式，就是要把學習過程中的發現、探究等認識活動突顯出來，使學習過程更多地成為學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程，并鼓勵學生對教師的超越，贊賞學生富有個性化的理解和表達。因為問題是科學研究的出發點，是開啟科學之門的鑰匙。研究表明，學習產生的根本原因不是感知（盡管學生學習是需要感知的），而是問題，即對問題的敏感性和對問題的一貫熱情。所以，現代學習方式特別強調問題在學習活動中的重要性。一方面強調通過問題來進行學習，把問題看作是學習的動力、起點和貫穿學習的主線；另一方面通過學習生成問題，把學習過程看成是發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。

以問題為中心的探究式學習，使學生不再是被動再現教師傳授的知識的接受者，而是成為主動的探究者和知識建構過程的自我指導的、負責任的參與者。因此，基于問題的探究式學習，是一種自然的、與大腦和諧一致的模式，它使學習者通過把舊知識與新知識建立聯系來建構意義，從而成為一個有效的、可實現的學習框架。

參考文獻

[1] 中央教育科學研究所課程教學研究中心課題組.深化農村基礎教育課程改革面臨的困難與對策.課程·教材·教法，2010（10）.

[2] [英]瓊·所羅門.科學——技術——社會教育.郭玉英，王琦，譯.海口：海南出版社，2000.

[3] 張磊.證實抑或證偽？——經驗科學證實的困難與證偽的局限.山東師范大學學報（人文社會科學版），2012（3）.

[4] 馬克思，恩格斯.馬克思恩格斯選集（第四卷）.北京：人民出版社，1972.

[5] 田光遠.科學與人的問題——論約翰·杜威的科學觀及其意義.上海：復旦大學出版社，2006.

[6] [美]布魯納.教育過程.邵瑞珍，譯.北京：文化教育出版社，1982.

（責任編輯 郭振玲）