孫燕萍　謝　宏

1、2、馬鞍山市第二中學(xué)，安徽省馬鞍山市243000

摘要：本文通過作者對(duì)于“科學(xué)探究”的認(rèn)識(shí)，提出了在進(jìn)行物理教學(xué)的過程中，如何開展探究式教學(xué)，如何選擇探究課題。并以具體的案例進(jìn)行了剖析。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；要素；科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2009)3(S)-0033-2お

當(dāng)前，出現(xiàn)在廣大中學(xué)物理教師口中頻率最高的教育類詞匯就是“科學(xué)探究”了。這反映了我們物理教師對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的育人理念是贊同的，是積極支持教育改革的。但問題的另一方面是，我們?cè)诟骷?jí)各類的教學(xué)公開課、研究課和示范課中都能聽到“科學(xué)探究”，“科學(xué)探究”似乎成了物理課改的代名詞，大家都樂意頻頻使用這個(gè)詞匯。筆者在想，中學(xué)物理的每一節(jié)課都需要科學(xué)探究嗎？常見的公開課、示范課都是科學(xué)探究課嗎？如果不是，則只能說明我們?cè)S多教師對(duì)“科學(xué)探究”的意義還不理解，執(zhí)行課程標(biāo)準(zhǔn)的育人理念還存在著誤區(qū)。下面，筆者談?wù)剬?duì)“科學(xué)探究”的看法以及在教學(xué)中的一些做法，僅供參考。

看法一

科學(xué)探究有完整的形式。形式與教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、學(xué)科興趣、創(chuàng)新意識(shí)以及提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

“科學(xué)探究”是課程標(biāo)準(zhǔn)中三個(gè)具體目標(biāo)之一，是“過程與方法”的核心內(nèi)容。它重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識(shí)方法、思維習(xí)慣、思維方式和自主學(xué)習(xí)的能力。它能優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

課程標(biāo)準(zhǔn)指出科學(xué)探究有七個(gè)要素，分別是：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。筆者將這七要素分為三個(gè)層面。層面一由提出問題和猜想與假設(shè)兩個(gè)要素組成，這是科學(xué)探究的大門。教師要精選教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生有據(jù)懷疑、有據(jù)假設(shè)和依據(jù)設(shè)想。大門開了，才能繼續(xù)做事。比如：關(guān)于閉合電路歐姆定律的教學(xué)，教師可以依據(jù)電源的端電壓隨外電路電阻變化的現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生設(shè)想引起端電壓變化的原因不僅與電源的外電路有關(guān)，還可能與內(nèi)電路的電阻有關(guān)。再依據(jù)當(dāng)外電路電阻趨于無限大時(shí)，路端電壓趨于“不變化”的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考“不變化”揭示了電源內(nèi)部的哪種特性，而這種特性有何物理意義呢？……由此幫助學(xué)生形成科學(xué)的假設(shè)和設(shè)想。在這個(gè)層面，老師的引領(lǐng)、主導(dǎo)起關(guān)鍵作用。

因此，筆者建議按照以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)選擇探究課題：（一）突出教學(xué)重點(diǎn)，緩解難點(diǎn)。通過探究，使學(xué)生加深理解物理知識(shí)的重難點(diǎn)，為學(xué)好物理夯實(shí)基礎(chǔ)。（二）可操作性強(qiáng)。課題要有實(shí)驗(yàn)背景，而且實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)簡單、普通和便宜，以便能使更多的學(xué)生參與探究活動(dòng)，為后繼的“交流、合作”要素提供平臺(tái)。（三）開放性廣。所謂“開放”是指探究的方式不唯一，讓學(xué)生多角度、多渠道的研究問題，以便于“評(píng)估”和“交流與合作”更好地實(shí)施。比如，以下幾個(gè)探究課題是比較適當(dāng)?shù)模骸拔矬w的加速度與其質(zhì)量與合外力的關(guān)系”、“外力做功對(duì)物體動(dòng)能的影響”、“物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系”、“閉合電路的路端電壓和電流的關(guān)系”以及“研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”等等。

層面二由制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)跟分析與論證三個(gè)要素組成。與傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)比較，本層面更加要突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生的探究欲望和好奇心能得到充分地滿足。

層面三由評(píng)估跟交流與合作兩個(gè)要素組成。主要是對(duì)探究目的的可行性和探究過程的可操作性予以分析和評(píng)價(jià)。筆者認(rèn)為，對(duì)整個(gè)探究過程的合理性和正確性的評(píng)估只是形式，評(píng)估結(jié)果的正確與否不重要。我們希望通過層面三的平臺(tái)，使更多的學(xué)生相互幫助、交流、合作、共同完成，以期培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、交際能力和團(tuán)隊(duì)精神。這是課程標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)的教學(xué)大綱不一樣的地方，也是新課程理念的特色所在。

也就是說，科學(xué)探究課是有其特定的形式和內(nèi)涵的。并不是說，用了“科學(xué)探究”一詞的課就是科學(xué)探究課。當(dāng)然，這個(gè)問題還存在著另一方面的理解?，F(xiàn)在，筆者請(qǐng)各位同行換一種方式思考科學(xué)探究。假如完全按照科學(xué)探究的七個(gè)要素選擇、設(shè)計(jì)探究課題，那么中學(xué)物理可提供選擇的素材是很少的，而且教學(xué)設(shè)計(jì)也非常耗時(shí)，這就是具備標(biāo)準(zhǔn)形式的科學(xué)探究課多出現(xiàn)在重要的公開課和觀摩課上，而日常實(shí)際教學(xué)則廖廖無幾的原因所在。因此，筆者承認(rèn)科學(xué)探究七要素是設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)探究課的最好依據(jù)，但唯科學(xué)探究標(biāo)準(zhǔn)形式的探究課，與日常的教學(xué)實(shí)際脫節(jié)，約束了科學(xué)探究思想的廣泛應(yīng)用，反過來也限制了課程標(biāo)準(zhǔn)理念的推廣，容易演變?yōu)樾抡n改的一個(gè)美麗、時(shí)尚但不適用的名詞和概念。

看法二

科學(xué)探究的七要素是形式，這種形式承載著一種教學(xué)思想，即讓學(xué)生通過動(dòng)腦、動(dòng)手、懷疑問題、分析問題，進(jìn)而獲得知識(shí)，并同時(shí)獲得獲取知識(shí)的方法和能力，而這種能力恰是良好科學(xué)素養(yǎng)的一部分。符合這種思想的課就可以視為探究課。從這個(gè)意義上說，科學(xué)探究課可以包括七要素，也可以只突出其中的若干要素。課時(shí)長度可以是一節(jié)課或者更多，也可以短一點(diǎn)，甚至老師的幾句話，就能體現(xiàn)科學(xué)探究的思想。這樣松綁，科學(xué)探究的內(nèi)容選擇范圍就廣泛了，不受七要素標(biāo)準(zhǔn)形式的制約，也不受是否有實(shí)驗(yàn)的約束，教師可以簡捷、靈活、創(chuàng)造性地使用教材，以突出科學(xué)探究的思想才是教學(xué)的核心。筆者相信，這也是制定課程標(biāo)準(zhǔn)的教育專家的由衷想法。

下文是筆者在《電場(chǎng)強(qiáng)度》的教學(xué)中，努力呈現(xiàn)科學(xué)探究思想的做法。

……

師：同學(xué)們，我們?cè)谡握n中已經(jīng)知道物質(zhì)的定義，即“獨(dú)立于意識(shí)之外的，能夠被人的感覺所感知的，不為人的意志所轉(zhuǎn)移的客觀實(shí)在”。我們也知道電場(chǎng)的許多性質(zhì)符合上述物質(zhì)的定義（舉生活中常見的例子簡單證明之），所以電場(chǎng)是一種物質(zhì)。電場(chǎng)的物質(zhì)性最明顯的特征是對(duì)放入其間的電荷有力的作用。

演示：用絲綢摩擦過的玻璃棒做為場(chǎng)源電荷，讓帶電的通草小球靠近玻璃棒，學(xué)生可明顯觀察到通草球會(huì)受到電場(chǎng)力的作用。

師：為了表示電場(chǎng)對(duì)電荷的力的作用性質(zhì)，物理學(xué)中引入電場(chǎng)強(qiáng)度（E）這個(gè)物理量。由電場(chǎng)的物質(zhì)性可以推斷，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度具有客觀實(shí)在性即唯一性，與外界的影響無關(guān)，這是我們定義電場(chǎng)強(qiáng)度的最好依據(jù)。既然電場(chǎng)的物質(zhì)性表現(xiàn)在電場(chǎng)對(duì)放入其間的電荷有力的作用，我們?cè)O(shè)想用試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力來表示電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=F（板書）。

進(jìn)一步質(zhì)疑，這種設(shè)想符合電場(chǎng)強(qiáng)度的物質(zhì)性嗎？

讓學(xué)生思考。

師：假設(shè)設(shè)想合理，那么帶電量不同的試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)因其受的電場(chǎng)力不同（由演示觀察可得）而電場(chǎng)強(qiáng)度不同，由此推得電場(chǎng)強(qiáng)度不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與外界的試探電荷有關(guān)。這和用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述電場(chǎng)的物質(zhì)性以及電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的唯一性是相悖的。所以，上述用電場(chǎng)力來定義電場(chǎng)強(qiáng)度的設(shè)想（E=F）是不合理的。

再進(jìn)一步，請(qǐng)同學(xué)們分析上述設(shè)想不合理的原因。

師：顯而易見，不合理的原因是電場(chǎng)力F中有試探電荷電量的影響。不同試探電荷的電量q不同，在電場(chǎng)中同一點(diǎn)的電場(chǎng)力F亦不同，如果認(rèn)為E=F，則電場(chǎng)強(qiáng)度的物質(zhì)性肯定會(huì)受到破壞。

師啟發(fā)：怎樣才能消除試探電荷電量q的影響呢？我們尋找的定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方法既要突出電場(chǎng)對(duì)放入其間試探電荷力的作用性質(zhì)，同時(shí)又不能受試探電荷電量的影響。同學(xué)們可以回想初中所學(xué)習(xí)的對(duì)密度和電阻的定義方法——比值法……，從而順利導(dǎo)出用比值法定義電場(chǎng)強(qiáng)度，即E=F/q。

筆者認(rèn)為，此案例用了假設(shè)、分析論證和邏輯推理的思維方法，重在培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，是符合課程標(biāo)準(zhǔn)中所提倡的科學(xué)探究的教學(xué)思想的。

總之，科學(xué)探究的七個(gè)要素是評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)探究課的重要依據(jù)。我們教師應(yīng)把科學(xué)探究的思想融于日常的教學(xué)過程中，靈活、簡捷、創(chuàng)造性地使用教材，為切實(shí)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做出有意義的貢獻(xiàn)。

(欄目編輯鄧 磊)