淺析初中物理探究教學中如何設計探究層次

【摘要】物理學科知識的邏輯性和抽象性較強，著重考察學生的探究能力、對知識的理解深度和應用能力。探究式教學法是初中物理教學中最常用的方法，但是，探究式教學法的應用，需要教師結合教學內容、學科性質、學生的能力等劃分探究的層次，以學定教、因材施教，以更好地發(fā)揮探究式教學法的作用。文章就初中物理探究教學中如何設計探究層次展開論述，總結出了幾點教學建議，以供參考。

【關鍵詞】初中物理;探究式教學;探究層次

作者簡介：李樹林（1979—），女，廣西防城港市上思縣民族中學。

一、科學探究的定義及其意義

（一）科學探究的定義

科學研究是指利用科研手段和裝備，為了認識客觀事物的內在本質和運動規(guī)律而進行的調查研究、實驗、試制等一系列活動，為創(chuàng)造發(fā)明新產品和新技術提供理論依據。科學探究指的是科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同途徑。科學探究也指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。

（二）科學探究的意義

通過科學探究，人們能認識事物表象背后深層次的規(guī)律、能認識埋藏在自然世界中的科學原理，也能讓科學探究的過程經過推理、演繹和創(chuàng)新應用，進而讓人類個體在已掌握的科學規(guī)律的基礎之上，通過科學創(chuàng)新獲得服務于生產生活的新技能、新發(fā)明，進而推動社會的發(fā)展和進步[1]。從個體發(fā)展角度來看，科學探究能更好地輔助學生提高思維能力，讓學生的認知體系更系統(tǒng)和完整，認知結構更穩(wěn)固。當學生擁有科學探究能力后，學生的學習水平、理解能力和對知識應用的靈活性等也會有所提升。

二、物理探究教學中存在問題

（一）教學手段單一

物理是一門以實驗為基礎的學科，但在實際物理課堂教學中，受各種因素的限制，教師主要以講述知識為主，教學手段單一，課堂枯燥乏味。久而久之，嚴重影響了學生的學習興趣。

（二）忽視學生個體差異

初中階段的學生正處于成長發(fā)育的重要時期，不同學生對物理知識的接受水平、理解能力都有一定的差別，但教師在教學過程中忽視學生的個體差異，教學過分強調同一性，用同樣的方法教育學生，沒有根據不同學生的學習情況進行分層教學，因材施教，導致整體的教學效果不佳。

（三）學生的探究意識有限

受應試教育的影響，教師在物理課堂中長期采用以考試分數為導向，考大于練的教學模式，忽視了對學生探究意識的培養(yǎng)，沒有將理論知識與實驗操作有機結合起來，導致學生缺乏實驗操作，難以理解復雜的物理現象，學生的動手能力有限，遇到新問題時無從下手。

三、探究式教學的價值

物理學科知識的邏輯性和抽象性較強，教師單純以講授法開展教學活動難以真正讓物理知識被納入學生的知識體系為學生所用[2]。因此教師要組織學生開展探究式教學活動，讓學生在探究過程中能夠深度鉆研，對知識進行精細加工。通過探究活動，提高學生的思維能力、思維水平，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。教師在教學中應用探究式教學法，能讓學生在教師的引導、啟發(fā)下，獲取深刻而系統(tǒng)的知識，進而增強學生對物理知識的理解和應用能力。同時，探究式教學法在教學中的應用，能轉變學生頭腦中的一些根深蒂固的錯誤觀念和認識。

以平面鏡成像為例，在該部分內容教學中，教師應用探究式教學法，改變了學生 “距離平面鏡越近，平面鏡所成的像越大”的錯誤認識，使學生認識到“實踐出真理”。總之，探究式教學法在初中物理教學中的應用，能提升學生的思維能力、認知水平、知識素養(yǎng)，同時增強課堂活力、活躍課堂氛圍。

四、探究式教學法的層次劃分

探究式教學法的教學流程，是按照確定探究問題、解決方案、實施步驟、得出探究結論四個環(huán)節(jié)展開的。教師可根據學生的知識掌握程度、理解能力，循序漸進地運用探究式教學法開展教學。第一層次的科學探究設計，教師可以嚴格按照探究式教學法的程序，引導學生跟隨教師的腳步逐步探索。當學生具備了一定的知識基礎后，教師可以幫助學生明確探究問題、解決方案和實施步驟，由學生自己總結實驗數據并得出結論，這是第二層次的科學探究設計。如學生已經具備了實驗能力，掌握了一些實驗方法，教師則可以呈現探究問題、解決方案，由學生自主設計實施步驟，以此方式增加實驗探究的開放程度，此時實驗探究的開放性增強，更考驗學生的思維能力和探究能力，這是第三層次的科學探究設計。在探究式教學法中，最開放的實驗教學方式，也是第四層次的科學探究設計，是讓學生自主發(fā)現問題，且解決方案、實施步驟和探究結論都可由學生自主完成，此方式最考驗學生的探究能力，教學活動也最具開放性。教師在教學過程中要時刻注意學生的學習情況，當學生遇到問題時，教師要及時點撥，使學生能夠順利完成學習任務，讓學生在探究過程中獲得學習的成就感。

教師在教學過程中可以以綜合集中講解、個體輔導、小組探究等多種教學模式，給予學生一定的幫助，營造生動有趣的物理課堂氛圍，教師在教學過程中要為學生提供表現的舞臺，對學生的提問和回答要給予積極正向的評價，站在學生的角度思考問題，從而提高學生的物理核心素養(yǎng)，為學生日后進行更高難度的實驗奠定基礎。

五、不同層次的科學探究案例

（一）第一層次的科學探究設計及案例

在學生物理知識體系建構之初，學生還不具備物理知識基礎，對科學探究的步驟、探究的方法等感到比較陌生，甚至對相關概念也缺乏感性的認知。此時教師要充分發(fā)揮主導作用，嚴格按照科學探究的程序開展教學，引導學生開展對物理知識的探索。例如，在教“探究光的反射時的規(guī)律”時，學生對光的反射規(guī)律、法線感到陌生，且學生在學習本節(jié)課之前尚不具備入射光線、反射光線、入射角和反射角的知識。此時教師需要主導課堂，避免學生盲目開展科學探究活動，學生只需要按照教師的要求，逐步完成探究活動即可。本節(jié)課的教學中，關于兩線分居、兩角相等、三線共面等猜想，學生很難用語言進行描述，更不會想到通過引入法線標定入射光線和反射光線。因此需要教師主動呈現法線，幫助學生描述入射光線和反射光線之間的關系。這一過程能讓學生初步建構知識體系，讓學生熟悉科學探究的整個流程，為學生后期的學習奠定基礎。

（二）第二層次的科學探究設計與案例

當學生經歷了知識基礎的初步建構和對新知的探究過程后，已經建構了初步的概念，具備了知識基礎[3]。此時，教師便可以設計較為開放的課堂環(huán)節(jié)，引導學生發(fā)現問題，師生共同探索實驗方案和實驗步驟，最后由學生自主完成實驗結論的分析和總結。教師要營造良好的學習氛圍，使學生在愉悅的氛圍中進行物理實驗，體會探究活動的樂趣。教師在實驗教學過程中要面向所有學生，設置有層次的問題，讓學生發(fā)揮主觀能動性，落實素質教育的要求。教師可以提出一些假設性問題，鼓勵學生提出自己的想法，再對學生的想法進行補充修改，以鍛煉學生的邏輯思維能力，提高學生的實驗積極性。以“探究光的折射時的特點”為例，此時學生已經認識了法線、入射角、入射光線等，因此教師可以通過知識遷移的方式讓學生更加順利地完成科學探究。在本節(jié)課教學中，教師呈現教學問題：“光的折射有何特點？”引導學生通過類比光的反射規(guī)律進行猜想。但是，光的折射現象是從一種物質斜射到另一種物質，此時關于實驗方案和實驗步驟的設計，學生并不明確，甚至可以說是毫無頭緒的。所以，實驗資源、實驗條件、實驗工具等都需要教師提前安排好，并逐步引導學生思考和發(fā)現，引導學生完成實驗。由于學生已經具備了光的反射規(guī)律的知識基礎，因此在學生完成并將實驗結果記錄在表格中之后，教師可以引導學生自主分析實驗數據，讓學生分析在不同物質中入射角和折射角的關系，借此方式讓學生自主探究光的折射規(guī)律。

（三）第三層次的科學探究設計與案例

當學生經歷了數次實驗、經過了多次對物理規(guī)律的探索后，已經具備了相對獨立的科學探索能力，教師可以適當開放探究式教學法的應用，在呈現科學探究的問題及明確探究的方向之后，給出相應的實驗方案，由學生自主設計實驗步驟、實驗表格，完成實驗并進行數據分析，最終得出結論。在這一過程中，實驗設計和操作過程乃至最終的結論，都是由學生自主完成的，因此該方案的開放性更強，學生的學習興趣更高。例如，在“研究影響滑動摩擦力的因素”這一節(jié)內容的教學中，教師呈現問題：“影響滑動摩擦力大小的因素有哪些？”教師要給予學生一定的提示，降低學生的思考難度。學生結合生活經驗合理猜想，此時，只要教師突破如何用測力計測出滑動摩擦力大小這個難點，學生就能夠運用控制變量法設計實驗方案。而設計實驗步驟時，教師可以引導學生通過小組合作的方式探究完成，讓學生結合小組內的實驗方案自主設計表格并填寫。最終，教師讓學生展示滑動摩擦力大小的結果并呈現在課堂中，由全體學生分析總結得出實驗結論。

（四）第四層次的科學探究設計與案例

學生在實際生活中已經積累了相當多的生活經驗，其中便包括一些物理規(guī)律和物理原理。因此教師組織學生開展實驗探究時，可以進一步開放實驗課堂，僅呈現問題，引導學生開展后續(xù)的實驗探究。在“影響蒸發(fā)快慢的因素”這一部分的實驗探究中，教師可以在設置問題后，讓學生根據自身經驗做出猜想，設計實驗方案，完成實驗并得出結論。該實驗相對簡單，學生利用生活經驗和已有的實驗思想，如利用控制變量法等，便可以順利完成實驗探究，得出結論。教師可以帶領學生親自動手來制作一些簡單的實驗器具，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，加強學生的環(huán)保觀念。讓學生利用代換的思想，合理選擇實驗材料，培養(yǎng)學生的社會責任感。

除如上不同層次的科學探究設計方法之外，教師還可以在教學中設計相關教學情境，讓學生發(fā)現問題，將問題轉化為科學問題，并針對問題進行實驗，得出結論。這樣做有利于提高學生的知識運用能力，讓物理走向生活。而這種科學探究設計方法，往往是以課后實踐的方式展開，開放性強、自主性高。

六、設計合理的層次探究的建議

（一）根據學生的實際情況設計

對于科學探究活動的層次設計，教師需要結合學生的實際情況有選擇地使用。以學定教、因材施教的思想要求教師在把握學生學情的基礎上設計教學活動，才能更好地彌補學生在認知和能力發(fā)展中的不足，才能更好地將學生的知識經驗和教學內容有效銜接，進而讓學生獲得新的知識。

（二）根據課堂內容的需要確定

教師需要根據課堂內容確定運用哪種探究教學法。正所謂教學有法，教無定法，只有充分結合教學內容的特點和要求，以課程標準為參考，結合教師的教學風格和學生的學情，才能達到最佳的教學效果。

結語

探究式教學法在物理教學中的應用，能夠提升學生的學習能力和思維能力。在此過程中，教師需要結合學生特點、結合教學內容等，有選擇地確定探究層次，以便取得更好的物理教學效果。

【參考文獻】

[1]夏雄糾.核心素養(yǎng)理念下的初中物理課堂教學策略[J].黃岡師范學院學報，2020，40（06）：102-106.

[2]陳懋.初中物理探究教學中科學思維的缺失及喚醒措施[J].教育科學論壇，2020（28）：52-55.

[3]呂星. 基于科學素養(yǎng)的初中物理情境教學研究[D].岳陽：湖南理工學院，2020.