朱向榮

自從十年前的課程改革提出科學探究以來，無論是將其作為學習內(nèi)容，還是將其作為學習方式，其對高中物理的影響都是巨大的.十年間，包括物理課程標準在內(nèi)的各學科課標，都遇到了一些新的挑戰(zhàn)，其中不乏關于科學探究的一些爭論，從筆者一個普通教師的視角來看，其中爭論的主要焦點是將科學探究作為一種教學方式，會不會讓學生變成科學探究各環(huán)節(jié)之下的依葫蘆畫瓢.而不少事實恰恰是證明了這一點的，即不少科學探究的課堂正是按照科學探究的各環(huán)節(jié)而來的，即使其中遵照課程標準的要求，對各環(huán)節(jié)的詳略作了調(diào)整，但仍然看得出明顯的按科學探究的步驟亦步亦趨的情形.筆者以為這給批評科學探究者提供了口實.

筆者以為，科學探究作為傳統(tǒng)教學方式的補充，其對高中物理教學的意義是巨大的，其讓學生在高中物理知識學習中更多地接近了科學的本質(zhì)，能夠讓學生在具有探究意味的高中物理知識的學習中認識到科學規(guī)律的來之不易.但需要強調(diào)的是，科學探究的關鍵不在于程式化的操作，而在于基于物理內(nèi)在關系的發(fā)現(xiàn)，這才是科學探究之本.

1 為什么說關系的發(fā)現(xiàn)是科學探究之本

高中物理教學中需要采用探究式教學的，一般都是一些具有某種重要性，能夠促進學生掌握物理知識、理解物理方法、滲透物理發(fā)現(xiàn)態(tài)度與價值觀的內(nèi)容.選擇這些內(nèi)容并充分地運用探究式教學，是科學探究的一個重要思路.基于拙作開頭的分析，筆者此處重點談一個內(nèi)容，即為什么說關系的發(fā)現(xiàn)才是科學探究之本.

梳理科學探究的幾個重要環(huán)節(jié)可以發(fā)現(xiàn)，無論是一開始問題的提出，還是猜想與設計，還是實驗的設計與完成，都離不開基本的物理關系的發(fā)現(xiàn).尤其是問題的提出與猜想環(huán)節(jié)，這是科學探究最重要的開端，當猜想結(jié)束之后，往往意味著科學探究的思維性工作已經(jīng)完成得差不多了.那么，問題是怎樣被提出的呢？猜想又是怎樣發(fā)生的呢？跟隨著這兩個問題去思考，結(jié)合學生在物理學習中的心理活動，會發(fā)現(xiàn)基于學生的原有知識基礎并尋找其中的不足，才是問題提出的關鍵.而基于原有知識尋找新的不足，其實正是學生對已有的物理知識去梳理進而產(chǎn)生失衡的過程，這正是邏輯關系的一種體現(xiàn)；而猜想環(huán)節(jié)實際上也是在問題的驅(qū)動之下，學生根據(jù)大腦中已有的物理知識去對問題可能的答案作出一種預測的過程，這種預測顯然又是一種關系的發(fā)現(xiàn)過程，只是這種發(fā)現(xiàn)未經(jīng)實驗驗證，因而稱之為猜想罷了.即使是實驗的設計與實施，稍加梳理也會發(fā)現(xiàn)，沒有一種關系的梳理，實驗的原理發(fā)現(xiàn)、器材的選擇、步驟的設計仍然是不可能出現(xiàn)的，只有上下邏輯關系統(tǒng)一，才是科學的實驗步驟.

因此，真正的科學探究一定是基于一種關系的，這種關系指的自然是物理知識之間的邏輯關系，而這種關系的發(fā)現(xiàn)其實正是物理思維能力與物理方法的體現(xiàn)，這與學習者的智力因素與學習策略是相關的；一個學習者選擇什么樣的研究思路，其實與學習者自身的情感、態(tài)度及價值觀是默會的關系，從學習心理的角度來看，則是非智力因素.于是又可以發(fā)現(xiàn)，一種物理關系的背后往往也是新課程所倡導的三維目標的綜合體現(xiàn).

2 基于關系發(fā)現(xiàn)的科學探究實例及分析

基于物理內(nèi)在關系的發(fā)現(xiàn)去實施科學探究，會發(fā)現(xiàn)探究式教學所強調(diào)的若干個環(huán)節(jié)往往都會自然呈現(xiàn).其中的關鍵，則在于教師的教學設計，筆者現(xiàn)以“電勢差與電場強度”的教學為例，談談筆者對基于關系發(fā)現(xiàn)的科學探究式教學的理解.

第一步，通過關系的梳理，盡量讓學生自主地提出問題.筆者的設計是這樣的：此處應讓學生認識到電勢差與電場強度之間存在著聯(lián)系，這一點并不容易，無論是學生在初中物理中建立的電壓與電流的關系，還是前面已經(jīng)學過的移動電荷在勻強電場中受電場力做功，都可以讓學生認識到兩者之間的關系.此時學生的認知會一定程度上失衡，因為他們自然會想到：兩者之間是什么關系？如何研究它們之間的關系等.

第二步，引導學生猜想.這個時候在注意，如果忽視了關系發(fā)現(xiàn)，學生的猜想實際上是無意義的，因為學生如果沒有發(fā)現(xiàn)關系的意識，那所謂的猜想只能是胡思亂想，這是常規(guī)探究式教學的通病.因此筆者在此教學中的重點，確定為引導學生發(fā)現(xiàn)“電場力做功”是搭建電勢差與電場強度關系的橋梁，于是可以引導學生思考以勻強電場為例，然后設一帶正電的點電荷從某點沿電場線的方向移動到另一點，然后計算電場力對點電荷的做功情況.在這個過程中，由于需要建立定量關系，因此電場強度設為E，電量設為q等通常都是教師主動講授的內(nèi)容，就有可能成為學生自主的需要.而尋求電場力做功W與基于功能關系得出的W=qU，也成為學生在關系發(fā)現(xiàn)中的一種自覺思維活動.這種關系一旦被發(fā)現(xiàn)，那U=Ed關系的發(fā)現(xiàn)就是自然而然的事了.

此關系的證實一般不需要通過實驗來證實，但教師可以引導學生根據(jù)以上關系的發(fā)現(xiàn)去設計實驗，從而開拓學生的思維.此不贅述.

3 教學反思

需要說明的是，科學探究在高中物理教學中不一定非得是“大部頭”的動作，不一定非得一個完整的科學探究過程，因為那樣確實會造成效率低下的情形.在日常的物理教學中尋找相對較小的知識點，進行科學探究意識的滲透與能力的培養(yǎng)，是科學探究教學更現(xiàn)實的選擇，這也是當前“學習進階”研究的重點內(nèi)涵.

說科學探究要基于一種關系發(fā)現(xiàn)，其實是遵循了物理教學的基本規(guī)律.高中物理內(nèi)容繁雜，如果不從中尋找并梳理出清晰的關系，真正的科學探究是難以發(fā)生的，而物理關系的發(fā)現(xiàn)，其又在于教學中教師要向?qū)W生或明或暗地呈現(xiàn)這種關系，并引導學生去發(fā)現(xiàn)這種關系.這里需要強調(diào)的是“引導”，引導意味著不是明確地呈現(xiàn)這種關系，而是提供條件讓學生去發(fā)現(xiàn)這種關系.翻開物理發(fā)展的歷史可以發(fā)現(xiàn)，關系的發(fā)現(xiàn)，既是科學探究的基礎所在，也是物理知識發(fā)展的必由之路，而當前的物理教材有時不能清晰地呈現(xiàn)物理發(fā)展的特點，但物理知識的承前啟后關系卻是異常明確的，基于物理關系而不拘泥于歷史去發(fā)現(xiàn)物理知識之間的關系，是班級授課制下科學探究的王道.