高中薄弱校物理實(shí)施探究式教學(xué)的實(shí)踐與思考

摘" 要：新高考模式下，我國(guó)教育更注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在課堂教學(xué)上，教師應(yīng)當(dāng)改變過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授的傾向，注重探究式教學(xué)，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：探究;教學(xué);實(shí)踐;思考

探究式教學(xué)是以探究為基本特征的一種教學(xué)活動(dòng)形式，符合教學(xué)改革的實(shí)際，能使班級(jí)煥發(fā)出勃勃生機(jī)。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“結(jié)論幾乎總是以完成的形式出現(xiàn)在讀者的面前，讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動(dòng)過程，也很難達(dá)到清楚地理解全部情況。”因此，教師除了教授物理知識(shí)之外，更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，通過探究式教學(xué)充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，從而發(fā)展學(xué)生的思維和智力。

一、高中薄弱校物理實(shí)施探究式教學(xué)的現(xiàn)狀分析

科學(xué)探究作為重要內(nèi)容寫入課標(biāo)，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)基本觀點(diǎn)來理解自然規(guī)律并能做出相應(yīng)的決定。而培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)則要求教師在教學(xué)過程中如何創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生，但當(dāng)前高中薄弱校的探究教學(xué)現(xiàn)狀很難出現(xiàn)期望中的景象。

主要原因是高中薄弱校的學(xué)困生較多，與物理關(guān)系密切的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，很多薄弱校學(xué)生偏科現(xiàn)象嚴(yán)重;另一方面是一些學(xué)校因?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)備陳舊老化，且數(shù)量不夠，有的教師缺乏先進(jìn)的教育理念，在上課過程中只關(guān)注學(xué)生成績(jī)，并把成績(jī)作為評(píng)價(jià)學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)前在高中薄弱校大部分物理課堂都還是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。對(duì)于演示實(shí)驗(yàn)，如果遇到實(shí)驗(yàn)效果不明顯或因器材陳舊缺損等原因無法進(jìn)行時(shí)，教師只是將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行純粹理論分析，學(xué)生很難有過程性體驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生跟著老師的思路進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，長(zhǎng)此以往形成了老師單向灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的局面，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，再加上學(xué)生基礎(chǔ)差，教學(xué)效果不理想。

二、高中薄弱校實(shí)施物理探究模式教學(xué)的實(shí)踐與思考

物理是一門以探究為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此在物理學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，對(duì)于學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然界中的各種物理現(xiàn)象，掌握相關(guān)知識(shí)，提高自學(xué)能力，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和科學(xué)方法具有十分重要的意義。將探究活動(dòng)應(yīng)用于教學(xué)就是探究式教學(xué)，探究式教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從問題或任務(wù)出發(fā)，以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究?jī)?nèi)容，通過形式多樣的探究活動(dòng)，以獲得知識(shí)和技能，發(fā)展能力、培養(yǎng)情感體驗(yàn)為目的的學(xué)習(xí)方式，是通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題、實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)整、搜集與處理、表達(dá)與交流等探索活動(dòng)，獲得知識(shí)、技能、情感和態(tài)度的發(fā)展，特別是探索精神和創(chuàng)新能力發(fā)展的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程。

科學(xué)探究重視交流與合作，在交流與合作中提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，因此科學(xué)探究是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的根本途徑。物理概念和規(guī)律是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和核心，學(xué)生在解決物理問題時(shí)出現(xiàn)的諸多問題，往往是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)概念和規(guī)律認(rèn)識(shí)不到位造成的，而造成這一結(jié)果的原因往往是教師灌輸式的教學(xué)所導(dǎo)致。通過科學(xué)探究能幫助學(xué)生形成正確、完整的物理概念，并能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題，因此在教學(xué)中應(yīng)多使用基于學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)模式，要重視探究式的教學(xué)方式，讓學(xué)生真正地參與其中。一方面讓學(xué)生體驗(yàn)探究的樂趣，另一方面通過探究的方式得到的概念和規(guī)律，學(xué)生理解得會(huì)更準(zhǔn)確更到位、更系統(tǒng)更全面，同時(shí)可以改變以教師為中心的局面，確立以學(xué)生為教學(xué)主體的地位，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動(dòng)地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)的興趣和能力的培養(yǎng)。

（一）實(shí)驗(yàn)探究

下面以《力的平行四邊形定則》為例來說明如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)。本節(jié)課的設(shè)計(jì)如下。

1. 基于觀察和實(shí)驗(yàn)，提出物理問題。課前首先布置一道腦筋急轉(zhuǎn)彎：1+1在什么情況下不等于2？通過這種情境創(chuàng)設(shè)，不僅激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，還激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。然后進(jìn)行學(xué)生活動(dòng)，兩名學(xué)生各用一只手提起水桶，再請(qǐng)一名同學(xué)用一只手提起水桶，提出問題：一個(gè)力產(chǎn)生的效果和兩個(gè)力產(chǎn)生的效果是一樣的。接著引導(dǎo)學(xué)生通過觀察，得出合力的概念。讓學(xué)生回顧同一直線上二力的合成，教師繼續(xù)提出問題：如果兩個(gè)力的方向不在同一直線上，而是像剛才兩位同學(xué)施加的力一樣互成一角度（非零非180°），那么這兩個(gè)力的合力的大小和方向會(huì)有怎樣的規(guī)律？

2. 猜想和假設(shè)。接著上面的問題讓學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大膽的猜想和假設(shè)，初中已有了同一直線上二力合成的基礎(chǔ)，所以學(xué)生對(duì)互成角度的二力合成就有了猜想的方向，精心設(shè)計(jì)的問題學(xué)生便于回答，而且有啟發(fā)性，能夠激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考，充分考慮學(xué)生已有知識(shí)、遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，通過設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的問題，最后落實(shí)到本節(jié)的核心探究問題上。在這個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，學(xué)生常見的猜想有大小為兩個(gè)力的平均值，即兩個(gè)力大小和的一半，也有大膽猜測(cè)為兩個(gè)力大小的幾何平均數(shù)，也有猜測(cè)合力大小介于兩力大小之和兩力大小之差的絕對(duì)值之間，方向比較多的猜想為角平分線的方向，也有籠統(tǒng)地說夾在兩力之間的，不管學(xué)生提出什么樣的猜想，我們?cè)谏险n時(shí)應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生猜想的依據(jù)是什么？這樣學(xué)生就不會(huì)胡思亂想。

3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案。首先提出問題：我們既然要探究互成角度的二力合成，那我們能不能想辦法繪制出兩個(gè)力及它們的合力呢？這樣我們就可以進(jìn)一步研究合力以及這兩個(gè)力之間的關(guān)系。同學(xué)們能不能考慮用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上給出的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，繪制出兩個(gè)力與它們的合力呢？（實(shí)驗(yàn)器材：矩形木板、白紙、圖釘、細(xì)線（帶繩圈）、彈簧秤（兩個(gè)）、刻度尺、橡皮筋等）。問題很明確，學(xué)生也知道自己應(yīng)該干什么，實(shí)驗(yàn)過程可以增加學(xué)生交流討論的環(huán)節(jié)，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。在組內(nèi)交流討論之后，教師組織進(jìn)行小組間的交流，并最終制定好實(shí)驗(yàn)方案。制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)要強(qiáng)調(diào)兩次將橡皮筋一端拉至同一點(diǎn)的原因，這也是該實(shí)驗(yàn)最核心的物理思想，即等效思想。

4. 獲取和處理信息，也就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有了前面小組間的交流討論，根據(jù)制定的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生可以較順利地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)之前，小組要明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)，就是知道要干什么和小組內(nèi)每個(gè)成員的分工，每個(gè)同學(xué)各負(fù)其責(zé)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生會(huì)暴露出很多問題，例如有些同學(xué)不知所措不知道自己在干什么，有的同學(xué)胡亂擺弄儀器，就算是專心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同學(xué)也存在不少問題，比如不能夠準(zhǔn)確的標(biāo)出力的方向，不能選擇合適的標(biāo)度然后畫出力的圖示，甚至不能對(duì)彈簧秤進(jìn)行正確的讀數(shù)等，總之出現(xiàn)的問題很多。出現(xiàn)這些問題后，教師可把問題明示學(xué)生，然后給學(xué)生一段時(shí)間進(jìn)行交流，讓學(xué)生依靠自己的力量解決問題，這樣對(duì)學(xué)生綜合能力的提升大有幫助，讓學(xué)生犯錯(cuò)是培養(yǎng)學(xué)生能力的一種重要方式。做出了兩個(gè)力和合力的圖示之后，接下來根據(jù)力的圖示要引導(dǎo)學(xué)生做進(jìn)一步的猜想，因?yàn)榱Φ膱D示會(huì)讓這兩個(gè)力的合力與這兩個(gè)力的關(guān)系更清晰直觀，進(jìn)一步的猜想會(huì)更加接近真相。此時(shí)根據(jù)兩個(gè)力與它們合力的關(guān)系，平行四邊形的關(guān)系應(yīng)該是越來越清晰了，但要讓學(xué)生一眼就看出平行四邊形關(guān)系也不是很容易。所以如果學(xué)生想不出來，老師可以給學(xué)生一點(diǎn)提示，用虛線將表示兩個(gè)力的箭頭末端與表示合力的箭頭末端連接起來，再次觀察并再次進(jìn)行猜想。此時(shí)多數(shù)學(xué)生會(huì)想到兩個(gè)力的合力會(huì)不會(huì)是以兩個(gè)力為鄰邊做的平行四邊形的對(duì)角線呢？有了這個(gè)猜想就可以進(jìn)行下一步的驗(yàn)證。

5. 基于證據(jù)，得出結(jié)論并做出解釋。怎樣進(jìn)行驗(yàn)證呢？也需要學(xué)生進(jìn)行交流討論，這里學(xué)生會(huì)提出一些方案，比較好的方案就是從猜想本身進(jìn)行驗(yàn)證，既然我們猜想兩個(gè)力的合力是以兩個(gè)力為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線，那就以表示兩個(gè)力的線段為鄰邊做平行四邊形，看一看這個(gè)平行四邊形中兩個(gè)力所夾的對(duì)角線與畫出地表示合力的有向線段是否重合，如果在誤差允許的范圍內(nèi)可以認(rèn)為重合，那我們猜想的平行四邊形定則結(jié)論就是正確的，反之就是錯(cuò)誤的。這是驗(yàn)證猜想的基本思路。接下來是處理數(shù)據(jù)，根據(jù)所做的圖像得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這個(gè)實(shí)驗(yàn)只要學(xué)生的操作規(guī)范，實(shí)驗(yàn)效果還是比較好的，也就是說得到較為充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。學(xué)生初學(xué)平行四邊形定則，還是會(huì)對(duì)這個(gè)規(guī)律充滿疑惑，兩個(gè)力的合力為什么能用這樣的方法來求呢？老師可以做一些解釋，給學(xué)生做一個(gè)類比，如果物體發(fā)生兩段位移，實(shí)際發(fā)生的位移也可以用平行四邊形定則來求，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到平行四邊形定則不僅適用于力、位移，其實(shí)適用于任何矢量的合成，這個(gè)也是歸納和演繹思維的一面。

6. 交流、評(píng)估、反思。交流、評(píng)估、反思是科學(xué)探究一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，因此探究后教師要趁熱打鐵，督促引導(dǎo)學(xué)生反思探究過程，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)中所使用的科學(xué)方法。引導(dǎo)學(xué)生反思探究過程，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在回顧中遷移，在反思中有更多收獲，同時(shí)也使學(xué)生深刻地體會(huì)到反思的價(jià)值，樂于在今后的學(xué)習(xí)中反思，有助于反思意識(shí)的培養(yǎng)。

（二）理論探究

科學(xué)探究不僅有實(shí)驗(yàn)探究，也可以從理論上進(jìn)行探究，例如以“動(dòng)能及動(dòng)能定理”為例進(jìn)行理論探究，設(shè)計(jì)流程如下。

1. 基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題。動(dòng)能的表達(dá)式？動(dòng)能如何獲取？動(dòng)能變化的原因是什么？

2. 猜想和假設(shè)。外力做功是物體動(dòng)能發(fā)生改變的原因。這個(gè)環(huán)節(jié)教師組織學(xué)生分組討論交流，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能變化所對(duì)應(yīng)的功能關(guān)系，滲透從做功角度研究能量的思想方法。

3. 獲取和處理信息。牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。這個(gè)環(huán)節(jié)教師可以設(shè)置問題情境讓學(xué)生自己推導(dǎo)出動(dòng)能定理的表達(dá)式：恒力物體所做的功有多大？物體獲得的加速度多大？物體的初速度、末速度、位移之間有什么關(guān)系？結(jié)合上述三式你能推導(dǎo)出什么公式？通過動(dòng)能定理的演繹推導(dǎo)，使學(xué)生感受到成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。

4. 基于證據(jù)得出結(jié)論。能夠相對(duì)比較簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象進(jìn)行和推理并獲得結(jié)論，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和推理的重要途徑。

5. 交流、評(píng)估、反思。物體的動(dòng)能跟哪兩個(gè)因素有關(guān)？根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和觀察到的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)外力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的動(dòng)能會(huì)怎樣變化？根據(jù)上面得到的表達(dá)式，你會(huì)產(chǎn)生怎樣的聯(lián)想？動(dòng)能定理是由恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng)得出來的，那么對(duì)于變力作用下，曲線運(yùn)動(dòng)的情況動(dòng)能定理是否成立呢？

6. 歸納、演繹和拓展。動(dòng)能定理是牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式演繹推理的結(jié)果。回顧勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式推導(dǎo)及重力做功特點(diǎn)推導(dǎo)，利用微元法（微積分思想）拓展動(dòng)能定理的應(yīng)用范圍，變力做功同樣適用動(dòng)能定理。

7. 解釋自然現(xiàn)象，解決實(shí)際問題。通過解決實(shí)際問題總結(jié)思路，既讓學(xué)生體會(huì)到規(guī)律的應(yīng)用，同時(shí)也感受學(xué)以致用的樂趣。

8. 交流與反思。組織學(xué)生回顧反思本節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)行小結(jié)，小組間相互補(bǔ)充，教師強(qiáng)調(diào)研究問題的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生不僅要總結(jié)知識(shí)，還要總結(jié)科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生有意識(shí)地養(yǎng)成歸納反思的好習(xí)慣。

綜上兩種科學(xué)探究方式來看，不管是實(shí)驗(yàn)探究還是理論探究，都有著相同的活動(dòng)模式，如都需要基于觀察和實(shí)驗(yàn)而提出有科學(xué)探究?jī)r(jià)值的問題，都需要對(duì)問題進(jìn)行猜想與假設(shè)，都需要制定探究方案，都需要獲取和處理信息，都需要基于證據(jù)得出結(jié)論，最后都要進(jìn)行交流、評(píng)估和反思，因此都能起到培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力的作用，都能夠讓學(xué)生生成正確的物理觀念，并在探究過程中、在交流反思過程中提升學(xué)生的核心價(jià)值，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

對(duì)于探究式教學(xué)，廣大教師仍處于不斷探索和實(shí)驗(yàn)的階段，只要教師加強(qiáng)學(xué)習(xí)、研究，勇于實(shí)踐、創(chuàng)新，切實(shí)把探究性教學(xué)貫穿于物理教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科學(xué)探究，就一定能讓學(xué)生體驗(yàn)到探究的樂趣，從而提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。作為新課程理念影響下的物理教師更應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，改革課堂教學(xué)，重視學(xué)生的科學(xué)探究，以生為本，才能使教育煥發(fā)出異樣的光彩，產(chǎn)生無窮的力量。

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（責(zé)任編輯：胡甜甜）