淺議中學(xué)理科教學(xué)中的探究式教學(xué)策略

■天津市第四中學(xué) 孫志蓉

新課程改革倡導(dǎo)“引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”。就中學(xué)理科教學(xué)而言，通過科學(xué)探究，讓學(xué)生體驗(yàn)過程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)問題意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能、科學(xué)探究過程與科學(xué)研究方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等諸方面得到全面、和諧的發(fā)展。

新課程實(shí)施以來，探究式教學(xué)在實(shí)際教學(xué)的應(yīng)用過程中，還存在一些制約發(fā)展的實(shí)際問題。

第一，學(xué)生對(duì)探究式學(xué)習(xí)的認(rèn)知能力不高，更多的是被動(dòng)探究。

學(xué)生認(rèn)可在培養(yǎng)自身創(chuàng)造、探究等能力過程中能提高學(xué)習(xí)成績，但對(duì)如何主動(dòng)參與感到困惑，或者說沒有形成習(xí)慣。表現(xiàn)為主觀上愿意與同學(xué)合作探究學(xué)習(xí)，但更習(xí)慣于教師講后自己練習(xí)的學(xué)習(xí)方法。

學(xué)生主觀上重視對(duì)自身創(chuàng)造力的培養(yǎng)，喜歡課上的觀察、操作、猜想、實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證等教學(xué)活動(dòng)，但隨著年齡的增長，更多的學(xué)生不愿意主動(dòng)向教師提問題，更不習(xí)慣于在課堂探究中發(fā)表自己的見解，表現(xiàn)為不主動(dòng)參與探究或不愿探究，且重點(diǎn)校學(xué)生此趨勢更明顯。

第二，學(xué)校及教師對(duì)新課程理念，諸如探究式教學(xué)的理念是認(rèn)可的，但應(yīng)用意識(shí)不強(qiáng)。

實(shí)踐中教師在進(jìn)行每一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，并不經(jīng)常考慮新課程標(biāo)準(zhǔn)中的“活動(dòng)與探究建議”，也較少創(chuàng)設(shè)問題情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

盡管新課程的實(shí)施已經(jīng)數(shù)年并且已成就一批名師，但絕大部分一線教師在具體的教學(xué)操作和監(jiān)控評(píng)價(jià)方面存在著很大的困惑，教師認(rèn)為學(xué)生的探究能力較弱導(dǎo)致在實(shí)施中對(duì)探究過程有時(shí)很難把握。同時(shí)認(rèn)為在探究環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中最困難的是根據(jù)問題設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)并預(yù)測。

第三，教師普遍認(rèn)為學(xué)校更多的是以學(xué)生的成績來評(píng)價(jià)教學(xué)的效果，而缺少多元化的評(píng)價(jià)體系和有效的專業(yè)引領(lǐng)。

教師認(rèn)可把教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)研究融為一體是提升教學(xué)能力的有效途徑，同時(shí)不得否認(rèn)教師在日常教學(xué)中也在應(yīng)用著問題—探究式的教學(xué)方式，只是并沒有提升到理論的層次?？梢妼W(xué)校應(yīng)提供更多的專業(yè)引領(lǐng)的機(jī)會(huì)，來提升教師的教育教學(xué)理論水平，實(shí)現(xiàn)教科研引領(lǐng)的作用，加速教師專業(yè)水平的提升。

其實(shí)，探究式教學(xué)的載體與核心是問題，學(xué)習(xí)活動(dòng)是圍繞問題展開的。從教學(xué)的角度講，教師需要根據(jù)教學(xué)目的和內(nèi)容，提出難度適中、邏輯合理的問題，從而引發(fā)學(xué)生的探究。這就要求教師必須不斷地通過學(xué)習(xí)與教研加強(qiáng)對(duì)探究式教學(xué)理念的認(rèn)知能力；通過大膽嘗試、科學(xué)反思加強(qiáng)探究式教學(xué)的實(shí)際操作能力；通過師生的交流和及時(shí)教學(xué)監(jiān)控與評(píng)價(jià)反饋加強(qiáng)探究式教學(xué)的應(yīng)用效果，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教師的專業(yè)水平。

在實(shí)踐中總結(jié)出如下探究式教學(xué)的策略。

一、引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)探究點(diǎn)

物理、化學(xué)、生物、通用技術(shù)等學(xué)科的教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，如何在日常教學(xué)中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知的興趣，引導(dǎo)學(xué)生把握概念與原理中的精髓，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效的整合和靈活的運(yùn)用是中學(xué)理科教學(xué)的關(guān)鍵。而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正是啟發(fā)的基本切入點(diǎn)。

例如，在高中化學(xué)必修2中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生深入地觀察現(xiàn)象會(huì)發(fā)現(xiàn)，加入三氯化鐵溶液可以加快過氧化氫的分解，但是反應(yīng)并未隨反應(yīng)物濃度的減少而減慢，相反速率不斷加快，一段時(shí)間后速率才逐漸減慢，同時(shí)觀察到試管壁溫度上升。從而引出溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響的探究。

【實(shí)驗(yàn)探究】溫度對(duì)過氧化氫分解速率的影響

在高三化學(xué)知識(shí)整合中同樣可以如此應(yīng)用，例如，在溶液中的鐵離子的化學(xué)性質(zhì)的復(fù)習(xí)中，既可以綜合元素（粒子觀），又可以綜合理論（氧化還原觀、離子反應(yīng)、速率平衡觀、電化學(xué)）、實(shí)驗(yàn)等諸多化學(xué)主干知識(shí)，以整合的方式、系統(tǒng)地再認(rèn)識(shí)三價(jià)鐵離子的氧化性，而串聯(lián)的主線就是實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證、新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。可以設(shè)計(jì)如下：

生活中、教材中的真實(shí)情境中鐵的情景引入→實(shí)驗(yàn)探究溶液中的兩種氧化性的離子與鐵離子的競爭反應(yīng)對(duì)溶液中的鐵離子性質(zhì)全方位的認(rèn)識(shí)→深入觀察現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)限度觀的角度重新審視這個(gè)問題，得出控制適當(dāng)條件可以改變反應(yīng)方向建立新的平衡的結(jié)論，從而運(yùn)用FeCl3溶液清洗內(nèi)壁沾有銀鏡的試管來驗(yàn)證可逆反應(yīng)的存在→以設(shè)計(jì)原電池的新試驗(yàn)點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移的角度看這個(gè)典型的氧化還原反應(yīng)→引發(fā)可否用電解的方法回收用Fe（NO3）3溶液清洗銀鏡后的溶液中的銀，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)現(xiàn)高三復(fù)習(xí)課中知識(shí)與知識(shí)，知識(shí)與技能，知識(shí)與應(yīng)用的有機(jī)整合。

二、讓概念與原理在實(shí)例中模具化，引導(dǎo)學(xué)生從生活中尋找探究的載體

知識(shí)源于生活，引導(dǎo)學(xué)生從身邊的事物中尋找探究的載體，能使探究更利于駕馭。

例如，在高一物理“滑動(dòng)摩擦力”的教學(xué)中，教師在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并完成對(duì)滑動(dòng)摩擦力的測量的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生會(huì)注意到一個(gè)問題：如何解決滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系？之后必然會(huì)引發(fā)學(xué)生深入探究解決這一問題的興趣，另外對(duì)生活中實(shí)例“跑步機(jī)”的研究，并最終幫助學(xué)生得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力與速度和接觸面積無關(guān)，只與接觸面的粗糙程度和壓力有關(guān)。突破了滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系這一教學(xué)難點(diǎn)，激發(fā)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)探究的意識(shí)。

三、以學(xué)生知識(shí)的最近發(fā)展區(qū)為平臺(tái)，讓疑惑引發(fā)探究的興趣

問題的產(chǎn)生往往源于知識(shí)學(xué)習(xí)中，新舊知識(shí)的碰撞，或是學(xué)生習(xí)慣性地運(yùn)用舊知識(shí)類比新知識(shí)過程中產(chǎn)生的疑惑。

例如，在高一數(shù)學(xué)向量加法運(yùn)算的教學(xué)中，教師就可以通過已有的認(rèn)知基礎(chǔ)，在實(shí)數(shù)的加法運(yùn)算與向量加法運(yùn)算進(jìn)行不斷的類比中完成探究一與探究二，從而突破難點(diǎn)。

探究一：對(duì)有關(guān)向量加法中模的大小關(guān)系的探究。

問題：對(duì)于實(shí)數(shù) a、b，滿足｜a＋b｜≤｜a｜＋｜b｜，與其進(jìn)行類比，對(duì)于向量 a、b，是否也存在同樣的不等關(guān)系呢？

探究二：探究向量的加法運(yùn)算律。

問題：類比數(shù)的加法滿足交換律、結(jié)合律，即對(duì)任意的a,b,c∈R有：

任意向量a,b,c，是否也滿足交換律和結(jié)合律？請(qǐng)畫圖進(jìn)行探索。

這樣，在不斷的類比中提出猜想和嚴(yán)密的證明之后，不但使學(xué)生突破了本節(jié)重難點(diǎn)，也使他們領(lǐng)悟到今后在探究問題中的一個(gè)重要的手段——類比猜想。

四、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)探究、樂于探究

在學(xué)科知識(shí)的歷史長河中，引導(dǎo)學(xué)生重走科學(xué)家的探究之路，感受科學(xué)探究的魅力。學(xué)科知識(shí)的建構(gòu)是離不開歷史的發(fā)展過程的，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)發(fā)展才能幫助學(xué)生建構(gòu)新知。

例如，高中生物關(guān)于“摩爾根果蠅眼色遺傳的實(shí)驗(yàn)”的探究教學(xué)案例。

首先，介紹摩爾根在1910年偶然在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只白眼的雄果蠅，這只例外的白眼雄果蠅引起了他的重視，摩爾根抓住這個(gè)例外不放，用它做了一系列設(shè)計(jì)精巧的實(shí)驗(yàn)。

然后，引導(dǎo)學(xué)生來研究，將紅眼雌蠅和這只發(fā)現(xiàn)的白眼雄蠅進(jìn)行雜交，根據(jù)前面所學(xué)，學(xué)生可以自己發(fā)現(xiàn)，在果蠅的紅眼與白眼這一對(duì)相對(duì)性狀中，紅眼為顯性。F 2紅眼和白眼的數(shù)量比為3：1，這樣的遺傳表現(xiàn)符合分離定律，表明這對(duì)相對(duì)性狀是受一對(duì)等位基因控制的?？墒菫槭裁碏 2中白眼性狀只存在于雄蠅中呢？如果平鋪直敘直接展示摩爾根的假設(shè)，之后用他的假設(shè)來解釋他所做的實(shí)驗(yàn)，那就錯(cuò)過了一次非常好的探究機(jī)會(huì)，不會(huì)引起學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的矛盾沖突。在實(shí)際教學(xué)中，我讓學(xué)生針對(duì)這一現(xiàn)象提出自己的假說，雖然不能親自進(jìn)行果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)，但可以運(yùn)用假說嘗試解釋上述遺傳現(xiàn)象，這正是對(duì)學(xué)生探究能力及思維能力的一次很好的鍛煉。

學(xué)生共提出了四種假設(shè)：控制果蠅白眼的基因可能在①常染色體上②Y染色體上③X染色體上④X和Y染色體的同源區(qū)段上（需要教師提前鋪墊X、Y染色體的同源區(qū)段與非同源區(qū)段的知識(shí)）。當(dāng)然以上假設(shè)不可能都成立，讓學(xué)生自己解釋推翻錯(cuò)誤假設(shè)，使得學(xué)生錯(cuò)得心服口服并且記憶深刻。

總之，探究式教學(xué)克服了應(yīng)試教學(xué)模式下課堂教學(xué)重內(nèi)容目標(biāo)、輕過程目標(biāo)的弊端，較好地實(shí)現(xiàn)了知識(shí)、能力和素質(zhì)的“三位一體”，強(qiáng)化了課堂教學(xué)過程中內(nèi)容目標(biāo)和過程目標(biāo)的有機(jī)統(tǒng)一。實(shí)現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的“學(xué)習(xí)是通過學(xué)生的主動(dòng)行為而發(fā)生的；學(xué)生的學(xué)習(xí)取決于他自己做了些什么，而不是教師教了什么”。

愛因斯坦曾經(jīng)把科學(xué)定義為一種“探求意義的經(jīng)歷”，這也是“探究—研討教學(xué)法”的基本觀點(diǎn)。蘭本達(dá)認(rèn)為經(jīng)歷是發(fā)現(xiàn)意義的中心環(huán)節(jié)，而材料能夠引起經(jīng)歷。因此教師需要以學(xué)生為本，選擇每個(gè)學(xué)生都要用的材料，需要在材料的結(jié)構(gòu)和選擇標(biāo)準(zhǔn)上充分考慮學(xué)生的特點(diǎn)，發(fā)揮教師應(yīng)有的支持和引導(dǎo)作用。