高中物理實施“探究性學習”的實踐與思考

林偉

摘 要：教學中引導(dǎo)學生進行探究性學習的主要做法為：精心設(shè)計課題導(dǎo)入，激發(fā)學生的探究興趣；努力創(chuàng)設(shè)問題情境，促進學生的探究行為；適當延伸課題內(nèi)容，注重科學方法教育，啟迪學生的探究思維拓展學生的探究空間。

關(guān)鍵詞：物理；探究性學習；教學

高中物理新課程倡導(dǎo)學生自主性學習，而探究性學習是學生進行自主性學習的有效方式。所謂探究性學習，就是指學生在教師指導(dǎo)下，以學生的探究活動為主線，以問題解決為突破，使學生主動建構(gòu)知識，讓學生個性和諧發(fā)展的學習活動。高中物理新課程教學中實施“探究性學習”，不僅是探究性學習的內(nèi)涵與實質(zhì)的要求，而且也是吻合物理學科特點的必然選擇。因為物理學中的知識內(nèi)容是眾多前人學者與科學家進行科學探究活動過程的再度展現(xiàn)，其中的科學方法是是眾多前人學者與科學家進行科學探究活動的智慧結(jié)晶，這些都非常有益于引導(dǎo)學生掌握科學探究方法，形成科學探究能力，樹立探究創(chuàng)新精神。

高中物理教學中如何引導(dǎo)學生進行“探究性學習”呢？本文結(jié)合教學實踐，談?wù)剛€人的認識與體會。

一、精心設(shè)計課題導(dǎo)入，激發(fā)學生的探究興趣

興趣是人們從事有效或高效探究學習活動的前提，它是探究學習活動中的情感因素，在探究學習過程中的每一個環(huán)節(jié)，找不到離開了情感的獨立的探究認知活動，也找不到離開了探究認知的獨立的情感活動，因此.激發(fā)學生的探究興趣是有效引導(dǎo)學生進行探究性學習的首要方面。

教學中的課題導(dǎo)入是引導(dǎo)學生進行探究性學習的開始，也是有效激發(fā)學生探究興趣最佳時機。新教材（山東科技版）在這方面做了良好的示范，如每章內(nèi)容的開頭都安排了課題導(dǎo)入內(nèi)容。如必修1第5章的導(dǎo)入內(nèi)容中，結(jié)合圖片介紹了被明代大旅行家徐霞客譽為“天下奇觀”的山西“懸空寺”，展示大自然的造化與人類的杰作，讓學生感受力與平衡的美妙與神奇，從而激發(fā)學生的探究學習興趣。

然而，實踐證明，僅由教材提供的素材資料還不足以激發(fā)學生的探究學習興趣，尤其是在每節(jié)內(nèi)容的學習中還需增加精心設(shè)計吻合課題內(nèi)容且有利于激發(fā)學生探究學習興趣的教學素材資料，而這些素材資料要求是現(xiàn)實生活或現(xiàn)代科技中的實際應(yīng)用，最好是以問題的形式出現(xiàn)。如“超重與失重”課題導(dǎo)入時，教師可以向?qū)W生給出如下具有探究性學習的問題：個別不老實的商人（通常稱為奸商）稱量貨物時，不是將最后用來取得平衡的一份貨物輕放到稱盤上，而是將貨物從高一些的地方丟下去，這時候盛裝貨物的托盤會沉下，而稱桿會向上翹，似乎貨物偏多，但實際上是貨物偏少。你能解釋這種現(xiàn)象嗎？學生對這個問題既熟悉又陌生，說熟悉，因為用桿秤稱量貨物時現(xiàn)實生活中司空見慣的現(xiàn)象，說陌生，由于還沒有學習“超重與失重”知識，因而對奸商的行為知其然而不知其所以然。顯然，學生對這樣的問題極感興趣，“超重與失重”的探究性學習就有了良好的興趣基礎(chǔ)。

教師在課題導(dǎo)入設(shè)計時，要求應(yīng)注意以下幾點：一是盡可能選擇或設(shè)計的問題必須是日常生活中司空見慣的物理現(xiàn)象，或者是現(xiàn)代科技中的熱門話題，如“神州五號”的發(fā)射、升空與運行；二是選擇或設(shè)計的問題必須具有奇妙性或趣味性，如雜技魔術(shù)表演中為什么人能在天花板上倒立行走？三是選擇或設(shè)計的問題必須與即將所學的課題知識緊密相關(guān)，而不是一味的追求趣味性。

二、努力創(chuàng)設(shè)問題情境，促進學生的探究行為

精心設(shè)計課題導(dǎo)入，激發(fā)學生的探究興趣僅僅是使學生為開展本節(jié)課題的探究性學習提供良好的思想與心理準備，它不是學生立即開展探究性學習的具體內(nèi)容，而是通過本節(jié)的探究性學習后就可以解決的個別問題。而具體的探究性學習的行為還有賴于教師的組織與引導(dǎo)。就探究性學習的內(nèi)容、程序與方式而言，教師創(chuàng)設(shè)良好的問題情境是有效促進學生探究性行為的關(guān)鍵。如“超重”概念的探究學習，如果教師要求學生對處在加速上升的升降機中人直接應(yīng)用牛頓第二定律分析其對升降機底板的壓力，那么學生的思維水平只能停留在知識應(yīng)用的水平層次，不能向探究、創(chuàng)新的方向發(fā)展。但教師教學中如果創(chuàng)設(shè)如下系列問題情境，才能有效地促進學生進行探究性學習。

問題1：你坐過電梯嗎？電梯的運動一般分為三個過程：啟動階段為勻加速運動，中間階段為勻速運動，最后階段為減速運動。某人乘電梯由1樓到18樓，啟動階段和中間階段人對電梯底板的壓力是比人的重力大、還是等于重力、還是小于重力？猜猜看，理由是什么？

問題2：你通過什么實驗來驗證你的猜想，簡要寫出實驗方案并動手實驗。

問題3：請應(yīng)用所學過的知識或規(guī)律來論證你的實驗結(jié)論是否正確。

顯然，問題1是教師對學生提出了具體的探究性學習問題，要求學生去猜想結(jié)果，去思考導(dǎo)致結(jié)果的原因，然而學生在猜想與思考的過程中，學生的思維是積極的或主動的；問題2是要求學生在問題1的猜想與思考的基礎(chǔ)上進行更深入的探究性思維，從思維的形式而言，是屬于探究式的發(fā)散性思維，由于實驗方案的選擇或設(shè)計因人而異，因此它是培養(yǎng)與發(fā)展學生創(chuàng)新思維的極好形式；問題3是促進學生應(yīng)用所學知識來解決實際問題的能力的形成訓(xùn)練，三個問題是一個完整的有機體，或者說是一個完整的探究性學習程序。

創(chuàng)設(shè)這樣系列的問題情境，實際上是科學探究過程在物理課堂教學中的具體再現(xiàn)，它對學生開展探究性學習的過程行為有著明確的方向，不僅有利于促進學生探究行為的規(guī)范化，而且有利于培養(yǎng)與發(fā)展學生的探究性思維與創(chuàng)新性思維。

創(chuàng)設(shè)問題情境，首先要求教師要具有問題教學的意識，其次是要求教師善于提出探究性學習的具體問題，其三是要求教師科學地設(shè)計或安排探究性學習的問題程序。當然，新教材在這些方面有一定的提示或思路，但具體的問題情境的創(chuàng)設(shè)還取決于教師的創(chuàng)造性勞動。

三、注重科學方法教育，啟迪學生的探究思維

探究性行為作為一種學習方式是開展探究性學習的必然要求，但探究性學習的效果或探究性學習的順利進行還取決于學生的探究性思維能力，而啟迪與發(fā)展學生的探究性思維能力，關(guān)鍵在于對學生進行科學方法教育，而科學方法教育的途徑主要是教師對學生進行探究性思維方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練。

首先是教師在教學中要引導(dǎo)學生深刻領(lǐng)悟教材中的探究思維方法。物理教材中蘊含著豐富的科學探究思維方法，如研究某物理量與幾個物理量之間的變化關(guān)系時的“控制變量法”；如不能直接通過物理現(xiàn)象顯示的溫度而通過液柱的熱脹冷縮來顯示的“巧妙轉(zhuǎn)化法”；再如“研究平拋運動”時結(jié)合自由落體運動的“對比實驗法”；還如對電場的分析研究借助重力場的“類比分析法”；等等?？梢哉f，教材中的探究思維方法種類，舉不勝舉。要使學生明確，教材中的這些探究思維方法，它不僅是前人科學家科學探究思維的智慧結(jié)晶，人類科學思維的寶貴財富，而且也是學生當前學習與掌握的重要方面，更重要的是這些探究思維方法還是今后從事實際科學探究的基礎(chǔ)。

其次是引導(dǎo)學生進行科學探究思維方法的訓(xùn)練。創(chuàng)設(shè)科學探究情境，模擬科學探究過程不僅有利于促進學生探究行為的規(guī)范化，而且也是訓(xùn)練科學探究思維的主要途徑。

科學探究思維方法的訓(xùn)練主要應(yīng)從物理探究實驗入手，具體從以下三方面進行訓(xùn)練：一是讓學生思考探究實驗的原理，鼓勵學生不局限于教材乃至超越教材；二是讓學生設(shè)計或制定探究實驗的方案，包括實驗器材的選擇、實驗裝置的設(shè)計與實驗步驟地制定；三是讓學生對實驗現(xiàn)象與實驗數(shù)據(jù)的分析與論證，尤其是注重實驗數(shù)據(jù)分析中的思維方法訓(xùn)練，使學生初步掌握一些基本的分析與處理方法，如尋找物理量之間的關(guān)系通?？紤]是否為代數(shù)關(guān)系還是矢量關(guān)系，是否為正比關(guān)系還是反比關(guān)系，是否為一次函數(shù)關(guān)系還是二次函數(shù)關(guān)系。又如數(shù)據(jù)處理的方法有公式計算的平均值法與圖像處理法；四是讓學生分析實驗誤差或評價實驗原理的科學性與嚴密性。

顯然，在深刻領(lǐng)悟科學探究方法的基礎(chǔ)上注重對學生進行適當?shù)目茖W思維方法訓(xùn)練，有利于形成學生的科學探究思維能力。

四、適當延伸課題內(nèi)容，拓展學生的探究空間

從探究性學習的內(nèi)涵與實質(zhì)而言，它應(yīng)該是不受時間與空間的限制，它既不能局限于課堂的45分鐘，也不能局限于學校的實驗室空間，而是課外與與校外的延伸學習，適當設(shè)計與提供課題延伸的探究性學習內(nèi)容素材，是拓展學生探究性學習空間的有效途徑。

課題延伸的思路與方法很多，下面介紹四種一般的思路與方法。

（1）知識與方法方面的延伸，以擴展學生的知識與方法結(jié)構(gòu)。如學習“運動、空間和時間”課題后，教室就可以提供關(guān)于“時間和長度計量”的閱讀資料，使學生知道時間與長度的計量標準是如何規(guī)定的，計量精度是如何逐步提高，測量方法如何改進與發(fā)展，以擴展學生關(guān)于“時間與空間”的知識結(jié)構(gòu)。再如學習“勻變速直線運動的實驗研究”課題后，教師就可以提供“伽利略與勻變速直線運動”的課外閱讀資料，使學生了解伽利略如何從物體沿斜面運動進而發(fā)現(xiàn)勻加速運動，同時領(lǐng)悟伽利略的研究思路與方法，學會科學思維，掌握科學方法。

（2）現(xiàn)代科技應(yīng)用的介紹，以開闊學生的視野，豐富其知識。如學習“速度和加速度”課題后，教師就可以提供“運載火箭發(fā)射升空全過程”的課外閱讀資料，使學生了解運載火箭發(fā)射的“加速飛行段、慣性飛行段和最后加速段”的三個階段及運行軌道情況，同時引發(fā)學生對現(xiàn)代科技的興趣，進而激發(fā)學生對科學探究的興趣。

（3）提示對日常有趣現(xiàn)象的觀察，以激發(fā)學生的探究情趣。如學習“力的平衡”課題后，教師就可以提示學生注意觀看精彩的“走鋼絲與椅子頂”的雜技表演，引導(dǎo)學生探究思考“雜技表演者為什么常拿著長長的竹竿，或者花傘、彩扇等物品起著“延長手臂”的作用。

（4）指導(dǎo)課外小實驗，引導(dǎo)學生探究實驗原理或論證實驗現(xiàn)象，以培養(yǎng)學生的探究能力。

順便指出，盡管課題的延伸方法較多，但要注意如下三點要求：一是課題延伸的內(nèi)容必須與課題內(nèi)容緊密聯(lián)系或結(jié)合，這樣有利于促進學生較好地完成當前課題的學習任務(wù)。二是課題延伸的內(nèi)容能會使學生感興趣，學生感興趣，學習才有效果。三是在提供閱讀型材料后針對性地提出與材料有關(guān)的思考或探究性的問題，目的是促使學生讀后思考或探究，增強閱讀效果。

參考文獻：

[1]王五一.怎樣開展探究性學習[M].重慶：西南師范大學出版社，2006.