高中物理教學(xué)中的探究式學(xué)習(xí)策略研究

1引言

高中物理教學(xué)中的探究式學(xué)習(xí)策略研究立足于物理學(xué)科的本質(zhì)特征與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律.探究式學(xué)習(xí)通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)的雙向融合，激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)，促進(jìn)知識(shí)的意義建構(gòu)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物理概念的深度理解與科學(xué)思維能力的逐步提升.本文旨在系統(tǒng)探討探究式學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)、價(jià)值取向及策略體系構(gòu)建，為高中物理教學(xué)提供科學(xué)化、系統(tǒng)化的實(shí)施路徑.

2探究式學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)與價(jià)值取向

探究式學(xué)習(xí)作為一種以學(xué)生主體性為核心的教學(xué)模式，其理論根基深植于建構(gòu)主義認(rèn)知觀與科學(xué)探究本質(zhì)，在高中物理教學(xué)中具有獨(dú)特的價(jià)值意蘊(yùn)與實(shí)踐路徑.物理學(xué)科的本質(zhì)特征決定了探究式學(xué)習(xí)在知識(shí)建構(gòu)與能力培養(yǎng)中的關(guān)鍵地位.

2.1 探究式學(xué)習(xí)的認(rèn)知建構(gòu)與知識(shí)生成機(jī)制

探究式學(xué)習(xí)的認(rèn)知建構(gòu)過(guò)程體現(xiàn)了知識(shí)生成的內(nèi)在規(guī)律.基于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，學(xué)習(xí)者通過(guò)同化與順應(yīng)的辯證統(tǒng)一，將新知識(shí)納入已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與重構(gòu).在高中物理教學(xué)中，學(xué)生不再被動(dòng)接受知識(shí)，而是主動(dòng)參與知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，形成對(duì)物理概念、規(guī)律的深層理解.

認(rèn)知沖突作為探究式學(xué)習(xí)的觸發(fā)機(jī)制，促使學(xué)生在認(rèn)知失衡狀態(tài)下產(chǎn)生探究動(dòng)機(jī).當(dāng)學(xué)生面對(duì)與已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)不符的物理現(xiàn)象時(shí)，認(rèn)知沖突驅(qū)動(dòng)其進(jìn)行假設(shè)提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，進(jìn)而形成新的認(rèn)知平衡.這一過(guò)程符合物理學(xué)科知識(shí)生成的本質(zhì)規(guī)律，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的真實(shí)過(guò)程.

元認(rèn)知調(diào)控在探究式學(xué)習(xí)中扮演關(guān)鍵角色.學(xué)生在探究過(guò)程中不斷反思自身認(rèn)知過(guò)程，調(diào)整探究策略，形成對(duì)知識(shí)生成過(guò)程的自我監(jiān)控能力.這種元認(rèn)知能力的培養(yǎng)使學(xué)生能夠超越具體物理問(wèn)題，形成可遷移的學(xué)習(xí)能力與方法論思維.

2.2物理學(xué)科探究能力培育的內(nèi)在邏輯與路徑

物理學(xué)科探究能力的培育遵循從感性認(rèn)識(shí)到理性思維的認(rèn)識(shí)論路徑.探究式學(xué)習(xí)通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生從具體物理現(xiàn)象出發(fā)，經(jīng)歷觀察、猜想、實(shí)驗(yàn)、分析、建模等完整探究過(guò)程，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)飛躍.

理論與實(shí)踐的辯證統(tǒng)一構(gòu)成物理探究能力培育的核心機(jī)制.探究式學(xué)習(xí)打破了傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實(shí)踐的割裂狀態(tài)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中檢驗(yàn)理論假設(shè)，在理論思考中指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，形成理論與實(shí)踐相互促進(jìn)的能力結(jié)構(gòu).

物理思維方式的形成是探究能力培育的高階目標(biāo).探究式學(xué)習(xí)通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷物理學(xué)家的思維過(guò)程，使其逐步掌握物理學(xué)特有的思維方法，如理想化思維、模型化思維、數(shù)學(xué)化思維等.這些思維方式的形成使學(xué)生能夠以物理學(xué)的視角洞察世界，進(jìn)而塑造物理學(xué)科獨(dú)有的思維品質(zhì).

探究能力的層級(jí)發(fā)展遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從具體到抽象的進(jìn)階路徑.在初始階段，學(xué)生通過(guò)結(jié)構(gòu)化探究活動(dòng)，在教師引導(dǎo)下完成基本探究任務(wù)；隨著能力提升，逐步過(guò)渡到開(kāi)放性探究，自主確定探究問(wèn)題、設(shè)計(jì)探究方案并實(shí)施全過(guò)程探究，最終形成自主探究的高階能力.

3高中物理探究式教學(xué)的策略體系構(gòu)建

探究式教學(xué)作為高中物理教學(xué)的重要范式，其策略體系的構(gòu)建需立足于學(xué)科本質(zhì)，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，形成科學(xué)化、系統(tǒng)化的實(shí)施路徑.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)的雙向融合、實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升，構(gòu)成了探究式教學(xué)策略體系的核心要素.

3.1 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)的雙向融合策略

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)的雙向融合策略強(qiáng)調(diào)以真實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)情境的深度構(gòu)建激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的意義建構(gòu).該策略的實(shí)施需遵循問(wèn)題設(shè)計(jì)的層次性與情境創(chuàng)設(shè)的適切性原則，使學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中逐步加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解.

例如以“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)為例，教師可創(chuàng)設(shè)如下情境：設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)山車模型，提出“如何確保過(guò)山車在軌道最高點(diǎn)不掉落”的核心問(wèn)題.通過(guò)這一真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系.在解決問(wèn)題的過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)過(guò)山車進(jìn)行受力分析，并分析哪些力做功，哪些力不做功，確定機(jī)械能守恒的情況下推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.這種基于真實(shí)情境的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能促進(jìn)其對(duì)物理概念的本質(zhì)理解.

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)的雙向融合策略要求教師具備以下能力：一是問(wèn)題設(shè)計(jì)能力，能夠根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性的問(wèn)題；二是情境構(gòu)建能力，能夠創(chuàng)設(shè)與生活實(shí)際緊密聯(lián)系的教學(xué)情境；三是引導(dǎo)能力，能夠在學(xué)生探究過(guò)程中提供適時(shí)的指導(dǎo)與反饋.

3.2實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升路徑

實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升路徑強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與理論分析的交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物理概念的深度理解與科學(xué)思維能力的逐步提升.該路徑的實(shí)施需遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與理論建模的漸進(jìn)性原則，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)與理論的交互中構(gòu)建完整的知識(shí)體系.

例如以“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例，教師可設(shè)計(jì)如下探究步驟：首先，通過(guò)彈簧振子實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察振子的運(yùn)動(dòng)特征，記錄位移隨時(shí)間變化的規(guī)律；其次，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生建立簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)位移、速度、加速度的表達(dá)式；再次，通過(guò)理論分析預(yù)測(cè)振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；最后，將簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型推廣到單擺等其他振動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用.這種實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升過(guò)程，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與創(chuàng)新思維.

實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的螺旋式上升路徑要求教師注意以下要點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性，確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、數(shù)據(jù)可靠；二是理論建模的層次性，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步推進(jìn)；三是實(shí)驗(yàn)與理論的銜接性，確保兩者相互印證、相互促進(jìn)；四是探究過(guò)程的開(kāi)放性，鼓勵(lì)學(xué)生提出不同見(jiàn)解，培養(yǎng)批判性思維.

探究式教學(xué)策略體系的構(gòu)建需要教師深入理解物理學(xué)科本質(zhì)，準(zhǔn)確把握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究與理論建模等方面進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì).通過(guò)策略的有效實(shí)施，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的深度理解，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力與創(chuàng)新思維，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

4探究式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)反饋與優(yōu)化機(jī)制

探究式學(xué)習(xí)作為一種注重學(xué)生主動(dòng)思考、探索和發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)模式，其有效實(shí)施離不開(kāi)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系和持續(xù)優(yōu)化的反饋機(jī)制.對(duì)于高中物理教學(xué)而言，如何通過(guò)合理的評(píng)價(jià)反饋有效支持學(xué)生的探究過(guò)程，進(jìn)而推動(dòng)其學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升，已成為教學(xué)實(shí)踐中亟待研究的重要課題.本節(jié)將深入探討探究式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)反饋體系及其優(yōu)化機(jī)制，旨在為物理教學(xué)中的探究式學(xué)習(xí)提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo).

4.1多元評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建與實(shí)施策略

在高中物理的探究式學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)的單一評(píng)價(jià)方式往往無(wú)法全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)與探究能力.因此，構(gòu)建一個(gè)多元化的評(píng)價(jià)體系顯得尤為重要.這一評(píng)價(jià)體系應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)生在探究過(guò)程中的認(rèn)知發(fā)展水平、思維能力、問(wèn)題解決能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多個(gè)維度.

首先，教師應(yīng)當(dāng)從知識(shí)掌握的深度與廣度、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性以及實(shí)際操作能力等方面進(jìn)行多維度評(píng)價(jià).物理學(xué)科本身的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)要求學(xué)生在探究過(guò)程中能夠熟練掌握實(shí)驗(yàn)工具與方法，因此，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)應(yīng)成為探究式學(xué)習(xí)中不可忽視的一部分.除了實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)所展示的邏輯思維與創(chuàng)新能力也應(yīng)被納入評(píng)價(jià)范圍，這不僅能夠幫助教師判斷學(xué)生對(duì)物理概念的理解程度，還能夠反映學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的應(yīng)變能力和創(chuàng)造性思維.

此外，探究式學(xué)習(xí)注重學(xué)生的合作與交流能力，在評(píng)價(jià)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞种匾?學(xué)生在小組合作中的交流方式、問(wèn)題討論的深度以及互相學(xué)習(xí)的態(tài)度，都是評(píng)價(jià)的重要依據(jù).這種多角度、多層次的評(píng)價(jià)，能夠全面地評(píng)估學(xué)生在探究式學(xué)習(xí)中的綜合表現(xiàn).

針對(duì)評(píng)價(jià)方式的實(shí)施策略，教師應(yīng)當(dāng)采用形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，從而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的及時(shí)性、全面性和針對(duì)性.在形成性評(píng)價(jià)方面，教師可以通過(guò)課中互動(dòng)、課堂討論、作業(yè)反饋等方式，實(shí)時(shí)了解學(xué)生在探究過(guò)程中的困惑與進(jìn)展；而在總結(jié)性評(píng)價(jià)方面，期末或階段性的小組報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等則能夠較為全面地展現(xiàn)學(xué)生在某一階段的學(xué)習(xí)成果.這種動(dòng)態(tài)與靜態(tài)結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，可以有效地促進(jìn)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)，確保評(píng)價(jià)結(jié)果的公正性與有效性.

4.2 探究式學(xué)習(xí)的反思與迭代優(yōu)化機(jī)制

探究式學(xué)習(xí)的核心在于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新能力，而這一過(guò)程不僅依賴于學(xué)生的主動(dòng)參與，還需要通過(guò)持續(xù)的反思與反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深化與能力的提升.反思與迭代優(yōu)化機(jī)制是探究式學(xué)習(xí)中的重要組成部分，它能夠幫助學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以改進(jìn)，從而在不斷調(diào)整和完善中有效提升學(xué)習(xí)效果.

首先，反思作為學(xué)習(xí)的重要組成部分，其范疇不僅涵蓋學(xué)生的自我評(píng)價(jià)，還包括教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的跟蹤與分析.教師在評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的同時(shí)，亦應(yīng)重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的情感與認(rèn)知變化，關(guān)注學(xué)生在探究活動(dòng)中的學(xué)習(xí)曲線與問(wèn)題解決的難點(diǎn).通過(guò)建立反饋機(jī)制，教師能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在探究過(guò)程中的盲點(diǎn)與困惑，并通過(guò)個(gè)性化的指導(dǎo)與幫助，促使學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化.

與此同時(shí)，探究式學(xué)習(xí)的反思機(jī)制應(yīng)當(dāng)是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程.學(xué)生在完成某一探究任務(wù)后，應(yīng)主動(dòng)進(jìn)行自我評(píng)估與反思，思考自己在整個(gè)探究過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)與不足，探索改進(jìn)的方法與途徑.這一過(guò)程不僅有助于學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力的提高，還能激發(fā)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力.教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)一些反思性問(wèn)題，如\"在這次實(shí)驗(yàn)中你遇到了什么問(wèn)題？”\"應(yīng)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？”等，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與總結(jié).這種反思性任務(wù)能夠有效促進(jìn)學(xué)生從過(guò)程的角度進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)回顧，并為后續(xù)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐提供思路與指導(dǎo).

反思后的迭代優(yōu)化也是探究式學(xué)習(xí)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié).根據(jù)反思的結(jié)果，學(xué)生應(yīng)在下一輪的學(xué)習(xí)或?qū)嶒?yàn)中進(jìn)行優(yōu)化.優(yōu)化的內(nèi)容不僅限于實(shí)驗(yàn)步驟的改進(jìn)，還可以是思維方法的調(diào)整、問(wèn)題求解的策略更新等.教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)適時(shí)的指導(dǎo)和反饋，幫助學(xué)生在下一次的學(xué)習(xí)中有效地運(yùn)用改進(jìn)方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與過(guò)程的對(duì)比，評(píng)估優(yōu)化的效果.這種持續(xù)的迭代過(guò)程不僅能夠幫助學(xué)生鞏固物理學(xué)科的基本知識(shí)與技能，還能鍛煉其自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)其在面對(duì)問(wèn)題時(shí)靈活調(diào)整策略的能力.

通過(guò)建立有效的反思與優(yōu)化機(jī)制，探究式學(xué)習(xí)能夠逐步引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)知層面實(shí)現(xiàn)從具體到抽象的提升，在能力上實(shí)現(xiàn)從初步掌握到深入運(yùn)用的突破.這一機(jī)制不僅為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供了充分的空間，還通過(guò)不斷的反饋與優(yōu)化，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提高.

5結(jié)語(yǔ)

探究式學(xué)習(xí)策略在高中物理教學(xué)中的有效實(shí)施，不僅能夠加深學(xué)生對(duì)物理概念與規(guī)律的理解，更能培養(yǎng)其科學(xué)探能力與創(chuàng)新思維.通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究與理論建模的有機(jī)結(jié)合，探究式學(xué)習(xí)為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育提供了切實(shí)可行的路徑，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)與科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1]林益.探討高中物理教學(xué)中的深度學(xué)習(xí)策略[J].數(shù)理化解題研究，2023（3）：83-85.

[2]姚留兵，董勇.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中合作學(xué)習(xí)策略[J].數(shù)理天地（高中版），2022（6）：81—83.

[3]王倩，雷潔紅，梅紅雨.高中物理教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)策略的探索[J].廣西物理，2022，43（1）：162—164.

[4]張穎.探究式學(xué)習(xí)策略在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西教育，2021（30）：134—135.

[5]黃藝雯，宋善炎，張瑜.在高中物理課堂教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)策略探究—以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間的關(guān)系”為例[J].廣西教育，2021（2）：143-145.