中學物理教育中課題探究教學的實踐與思考*

◎福建省三明第一中學 羅 翀

中學物理教育中課題探究教學的實踐與思考*

◎福建省三明第一中學 羅 翀

以現代研究性學習理論為指導，進行課題探究教學的研究與實施，在我國基礎教育物理課程教學改革中具有重要的潛在價值。這不僅需要在課外活動課程教育中有目的地進行探索與拓展，更應該在實施素質教育的主陣地——課堂中有計劃地加以滲透與加強。

課題探究；探究策略；研究性學習

隨著“課題探究”教學的提出與實施，許多物理教師在為何以及如何開展課題探究教學方面存在著一些困惑。本文試從這一角度談談在教學過程中起主導作用的教師，如何轉變傳統的教育觀念，采取有效教學策略，在教學過程中更好地實施課題探究教學。

一、物理教學開展課題探究教學的必要性

實施物理課題探究教學，將“接受—理解—鞏固—解題”的教學模式轉變為“參與—體驗—內化—外延”的新型教學模式，可以使學生體驗、認識科學研究的一般過程和方法。同時豐富高中物理實驗，強化物理教學的實踐環節，使學生通過內心的體驗學習物理。這必將有助于培養學生的科學素養和勇于探究的科學精神。

二、物理教學中課題探究教學內容的選擇

物理課堂教學中可作為課題探究的內容相當豐富，歸納起來可從以下五方面來考慮。

1.物理學基本概念和規律

物理學基本概念和規律是課題探究的基礎，教師只有在基本概念和規律的教學中滲透探究思想，才能使學生的認知結構更趨于合理化和系統化。在探究過程中，讓學生不單是記住某些知識點，而是要感悟知識產生的原因和發展過程。例如，關于磁場概念，可設計如圖1所示的教學結構進行課堂教學。

圖1

2.物理學探索性實驗

探索性實驗的實質是學生自主地進行實驗，在實驗前對實驗結果無真正了解，該實驗特點是只給出課題探究要求，其它活動由學生根據教師的適時組織引導來確定實驗方案。如“研究影響滑動摩擦力的因素”時，學生通過具體的實驗來探索滑動摩擦力與接觸面間的壓力、接觸面的性質等因素的關系。類似這樣的實驗探究內容可以很好地激發起學生的創新潛能。

3.與物理學有關的多學科綜合性問題

為了培養學生的知識融合意識和整合能力，在課題探究內容的選擇方面可涉及其他學科與物理學相聯系的綜合性問題，如選取“從電冰箱到臭氧層”為主題的課題探究，它涉及到氟利昂的物理性質與化學成分，臭氧層與人類關系，無氟冰箱的制冷機理是什么等方面問題。這些問題涉及到物理學知識、化學知識以及環保知識。

4.現實生活中的物理學問題

物理學是一門密切聯系實際的學科，善于從現代日常生活和工農業生產中尋找探究性課題是學好物理的關鍵。因此，在課堂教學中選擇這些實際問題進行物理學方面的探究可激發學生學習的興趣，培養學生的觀察能力、發現問題能力和應用物理知識解決實際問題的能力。

5.科學前沿中的物理學問題

在教學中選取一些與現代科技發展的前沿問題相近的內容作為課題探究的方向，可激發學生學習自然科學的興趣。如通過對我國“神舟號”載人航天的有關資料的查閱，可以探究飛船發射和返回的物理原理、進入軌道后的運動情況、載人后宇航員的超重和失重等問題。

三、物理教育中實施課題探究教學的策略

在教學中若忽視物理基礎知識的建構而大談創新能力的培養，則如同建造空中樓閣。因此，實現課題探究的重心就在于誘導學生發現物理規律和應用物理規律，以具體的物理知識為載體，以能力發展為目標。中學生開展物理“課題研究”的實施流程圖為如圖2所示：

圖2

根據近年來物理教學理論與實踐的研究，筆者認為要注意以下三個環節的具體實施。

1.“教師主導”，著重啟發誘導

教師要圍繞所要探究的課題有針對性地進行系列問題的設計，使之與學生認知結構中某些觀念建立起實質性聯系。因此，教師一般可采用從學生已有知識中引出所要探究的課題。

2.“學生探究”，注重思維發展

這個環節是指學生切實作為主人進行課題探究。每個學生都有機會走上講臺，實現由學習者到“研究者”角色的轉變，陳述自己較成熟的看法或經課余時間完成的課題探究過程。這一環節中的“師生換位”形式對于促使學生主動、創新性的學習非常有效，有利于學生養成敢于質疑的良好思維品質。當然，教師可根據學生思維展示過程中的漏洞、偏差，不失時機地加以點撥，同時啟發其他學生共同探討，使他們主動地動腦思、動手做、動口議、動眼看、動耳聽、動筆寫（算），以便最大限度地發揮出學生自身的創造潛能。

3.“師生共探”，學會反思與感悟

通過以上兩個環節的實施，問題基本明了，但學生肯定或多或少地還存在一些困惑，因此，教師要在這個環節中適時引導學生進行反思與感悟，通過優化“教學互動”的方式，形成和諧的師生互動、生生互動、學習個體與教學中介的互動，產生教、學協同與共振，以便使每個學生都擁有一種成功學習、健康向上的情感體驗。同時，在這一環節中，教師要善于從學生的行為反應中獲得反饋信息，以調整下一步的課題探究教學行動。

例如：圖3是結合上述三個實施環節，針對“萬有引力定律”開展課題探究中的思維導圖。

圖3

學生根據圖中的內容，選擇學習和探究方式，其中有的部分是必須要學習的，如關于萬有引力定律的知識部分，還有一些是學生進行選擇的，可以進行課題學習（一般通過講座、查閱資料的形式），還可以進行探究學習，如萬有引力定律的應用部分就是要求學生在學習了基礎知識后進行的小課題研究。

四、物理教育中開展課題探究教學需注意的問題

1.要增強課堂教學的開放性

“課題探究教學”是把學生置于一種開放、主動、多元的學習環境中，課上與課下結合，校內與校外呼應。例如，有一個小組在研究單擺振動周期的過程中，想測量擺角較大的情況下，擺球擺動周期的變化情況。這個實驗內容是教材要求之外的，但是學生肯定會想到這一問題，只是沒有實驗研究的意識，更無行動。在這次“課題探究學習”過程中，這個小組就按自己的意愿，分別測量了擺角為5°、10°、15°、20°、25°、30°時擺球振動的周期，他們發現，擺球的周期隨著擺角的增大而增大。于是，他們在成果匯報時，就“發表”了自己的實驗結果。受這一小組工作的啟發，另一小組將測量范圍擴大到擺角為80°，也是每隔5°測量一次。他們的實驗結果是，隨著擺角的增大，擺球的振動周期先增大，后減小，再增大，而且測量結果表明，在擺角為35°左右時，是周期變化的轉折點。這一研究結果，出乎所有人的意料，包括教師。筆者很驚訝于這一研究過程，自然科學發展歷程中，有多少發明的過程與此相似！

2.“課題探究教學”要“適時、適量、適當”。

并不是所有的學習內容都可以采用“研究”的方式去學習，開展“課題探究教學”必須根據實際情況適時、適量、適當地進行，同時注意與其它教學方式的整合。

（責任編輯：詹國榮）

*本文系全國教育科學“十二五”規劃2013年度教育部重點課題《促進自主探究——高中物理專題研究性學習實施策略研究》（項目編號：DHA130284）階段性研究成果。