物理教学中科学探究学习的实施_物理教学中的科学探究

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物理教学中科学探究学习的实施

王卜庄镇中学

孟海龙 孔宪忠 张建村

我市各科全面实施新课程标准改革以来，改变了单纯以知识传承为目的的传统教学手段。作为第一轮新课程教学的教师从学习、实践到适应，及时转变了教学观念。但我们在物理课程实施中还存在对科学探究的内涵认识及实施方法等方面的误区，这直接影响了教学效果。如何正确有效地开展科学探究学习就成为我们目前所面临的问题，结合自己的学习、实践谈谈自己的一点体会：

一、理解科学探究在物理课程中的意义

探究式学习是新课程改革大力提倡的学习方式，《物理课程标准》已将科学探究列入内容标准，并指出科学探究既是学习目标，又是重要的学习方式之一。科学探究原指科学家们研究、揭示自然界规律时所进行的科学探究活动。在新课程改革中指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。由于学生的探究学习是指在教师的指导和帮助下，从现实生活的问题或任务出发，经历与科学工作者进行探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，培养探究能力和应用能力，获得情感体验领悟为目的的学习方式，因而把学生的探究学习活动也叫科学探究。

科学探究在物理课程中不断得到重视和推行，并且物理课程标准把科学探究提到非常重要的地位主要是因为：

1.探究学习对培养和提高学生的科学素养具有重要的价值。传统的学习方式是教师主宰课堂，学生被动接受，学生的主体性、主动性、创造性没有得到充分发挥，缺乏促进学生“自主探究”的学习过程。物理新课程着力改变简单的死记硬背、机械训练的学习方式，它提倡学生的自主学习、乐于探究，有获取新知识的能力和分析、解决问题的能力。通过探究学习，帮助学生掌握概念，获得科学探究能力和技巧，增进对科学探究的理解的各种亲身经历，加深对科学本质和价值的理解。

2.探究学习也是学生了解科学方法的重要过程。科学方法是不可能简单地通过听人讲授和记忆来真正理解和掌握它。学生只有在真实的生活情境中、在实践的过程中，才能很好地感悟“方法”，领会运用的精髓。德国哲学家叔本华说过：“记录在纸上的思想就如同某人留沙滩上的脚印，我们也许能看到他走过的路径，但若想知道他在路上看见了什么东西，就必须用我们自己的眼睛。”因此，发展理解和从事探究活动的能力，需要有直接参与探究的经验和连续的实践，从直接参与探究的体验中获得对探究特征的深刻认识

当然，现在倡导探究式教学，并不意味着要完全否定以占主导地位的教师讲、学生听的接受式学习，而是要改变以往单一的学习方式，实现教学方式的多样化。因此，探究式学习应该与接受式学习相结合，各取所长，实现学习方式的多样化，只有这样才有利于学生综合素质的提高。

二、探究学习的基本策略

从对科学探究的理解来看。首先，科学探究应当是科学的本质特征之一，是教学改革的核心。物理学是一门科学，科学就其结果来说，是对自然界客观规律的反映的知识体系，就其认识过程来说，其基本特征应当是科学探究。其二，科学探究是促进学生学习科学的有效方式，这是因为注重创设学习科学的环境，提供学生自己动手、动脑去主动探究自然的环境、条件与机会，从而激发他们的好奇心与求知欲，使之在探究过程中体验学习科学的乐趣。其三，科学探究是培养学生创新精神与实践能力的有效途径。

《物理课程标准》把科学探究分为七个要素，即提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析论证，评估以及交流与合作。并指出学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。因此，教师在教学过程中所采取的教学策略主要有：

1．营造良好学习氛围

在课堂上，教师要设置生动、有趣的问题情境，激发学生的学习兴趣，引导学生主动发现问题、提出问题并寻找解决问题的方法，让学生能够在和谐、民主、平等的课堂气氛中探究知识；同时教师要善于发现学生的闪光点，科学运用评价机制，采用多元化的评价标准，及时表扬和鼓励学生，激发学生的学习兴趣，帮助学生达到“乐意学”和“善于学”的境界。

2．灵活渗透探究要素

根据教材内容和学生需求，有时一节课中渗透探究的全部七个要素（当某个问题要运用一条程序化的探究思维过程步骤时），比如光的反射定律、密度、力 1 的三要素、压强等教学等。又由于教材上所安排的探究过程并不都是完整的，有时在一节课中只要渗透其中的几个要素。特别是在学生刚刚开始接触探究教学时，应该先将一些主要的探究要素教给学生，然后再慢慢地使探究教学的要素逐渐完善。当然，在学生已经基本掌握科学探究的方法以后，也可以根据教学的要求，在探究教学中渗透某几个关键要素，适当缩短探究时间。

在同一个部分中的几节探究课教学中，也可灵活采用探究的要素，按照上述三个方法进行操作。比如，在电流、电压、电阻的探究实验教学过程中，“探究串并联电路电流规律”时可以全程探究，而“探究串并联电路电压的规律”就可以渗透其中3—4个要素（提出猜想与假设、进行实验与收集证据、分析与论证、交流与合作等），“探究电阻上的电流跟两端电压关系”只渗透某个要素（设计实验与收集证据等）。

3．适度指导学生探究

学生科学探究活动的总体原则是：在教师的引导和启发下，以现行的物理教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，为学生提供充分思考提问、自由表达、探究、讨论问题等机会，从而让学生了解科学探究的过程，掌握科学探究的基本方法与策略。

因此，教师的引导要适度。教师既不能对学生过多引导，使学生没有一定的独立思维量；又不能什么都不引导，让学生盲目地进行探究。教师要充分发挥学生的主体作用，所有需要学生自己探究的问题，教师不包办代替；所有学生能够自己探索出来的问题，教师不作引导。

初中学生的科学探究能力有一个发展的过程，不可能一开始就能够独立地探究一些问题和规律。因此教师对学生的引导有一个逐步放手的过程。

第一阶段：探究过程的每一环节完全由教师引导进行。八年级第一学期的前两个月的探究基本由教师完全引导。

具体内容有：声音的响度跟哪些因素有关；声音的音调跟哪些因素有关；材料隔声性能的好坏；光的反射定律、平面镜成像的特点及其应用、光的折射规律、透镜成像的规及其应用律等。

第二阶段：探究的部分环节由教师引导，另一部分由学生独立进行。八年级第一学期第三个月开始至学期末，部分地放给学生自己探究。具体内容有：物体的熔化与凝固影响液体蒸发快慢的因素等，可以在教师的指导下进行。但如何辨别凸透镜和凹透镜、测定凸透镜的焦距的方法；电路中的一些基本规律等可以由学生独立探究。

第三阶段：探究的全过程基本由学生自己独立进行。

八年级第二学期的部分内容，九年级的大部分内容基本放给学生自主进行，教师只是在学生的探究活动有困难时给予适当的引导。

具体内容有：密度、牛顿第一定律、二力平衡的条件、浮力、物体的浮沉条件等等，可以在教师的适当引导下进行。而力的三要素、固体压强、液体内部的压强、大气压强的存在等知识可以让学生独立探究。九年级的简单机械、动能、势能、改变内能的方式等可以让学生独立探究。

4．在探究知识的方法上进行指导

有效引导学生运用已有知识、采用正确的探究方法进行活动；根据教材的要求和学生的学习实际，设计层次分明的问题情境，让学生带着问题去进行实验探究，通过分析、归纳得出结论，并提高相关的能力。学生的学习基础和能力是参差不齐的，为了让每个层次的学生都能够尝到探究成功的喜悦，尤其要加强对学习有困难的学生的指导。教师也可以将自己作为学生中的一员，参与学生的讨论，在参与中对学生进行有效指导。

5．帮助学生把握探究活动的时间和空间

由于学生的探究活动是完全开放的，活动所需要的时间难以把握，学生探究的内容和结果也不会划一，因此教师要始终关注学生的活动，根据探究活动的要求和学生的活动情况进行及时调整，从而使实验活动、讨论研究等活动不偏离主题，做到开放、多样而有序，并能够适时地引导学生将探究活动引向更深层次，提高学生学习的有效性，提高课堂教学的实效性。例如，“欧姆定律”的探究过程是学生学习的重点，由于学生的学习水平参差不齐，很多学生来不及完成整个的探究活动。这时教师可以把分析实验数据、得出结论放在下一节课讨论。

6．重视学生创新能力的培养

要重视学生的探究活动过程，及时发现学生在探究活动中出现的生成性资源，热情鼓励这些学生能够不拘泥于教材和教师提供的实验方案进行实验，最大限度调动学生科学探究的积极性，提高学生的探究能力和创新意识。

三、走出科学探究学习的认识误区

1.科学探究过程并非一定要要素齐备。《物理课程标准》把科学探究分为七个要素，这些要素是科学探究的完整过程，但不是科学探究学习的必需环节，“要素”不同于“环节”。一个过程缺少必要的环节就会中断；而一个具体的教学过程只要具有一两个这样的要素，它就有了探究性。也就是说，学习中的科学探究不一定是完整的。根据要素的多少可以把科学探究学习分为完全探究和部分探究。完全探究能让学生了解科研的一般流程和方法，能够在开放的环境中培养学生的创新精神和实践能力。但是，由于这种形式需要耗费大量的时间，只能在教学中少而精的设计这样的探究课题，通常一个学期安排一到两个课题为宜。部分探究需要的时间相对较少，比较适合于课堂教学，有利于充分利用课堂教学的空间，现实而具体地改变学生的学习方式。若将两者有机结合起来，就能多角度地渗透科学探究学习的思想，最大限度地改变学生的学习方式，从而发展学生的智能。

2.教学中的科学探究不一定都要动手做实验。

实验是科学探究的重要组成部分，但是教学中的科学探究不一定也不可能都是完整的，所以不一定都要在课上或课下做实验，把科学探究仅仅理解为动手操作是不正确的、片面的、狭隘的。实验是物理学的基础，这是从整体上说实验推动了物理学的发展，而绝不是说物理学的每一个规律都应该或者可以直接从实验中总结出来。明确了这个认识，也就是说：包含了科学探究若干要素，但不包含学生实验或演示实验的教学过程，也是科学探究。

科学探究并不是对过去物理教学中实验教学的否定，而是一种进步和发展。科学探究也有相当多的不是以实验的方法为主的，而是融合了传统的教学中培养学生能力的优选方法。例如牛顿第一定律的推理方法、熔化过程研究的图像方法、信息传递中的社会调查方法等等。

这部分教学过程虽然没有让学生动手，但在猜想与假设、简单分析、得出结论的过程中，学生始终在思维着，体现出了探究的精神。

3.科学探究不要仅仅为了寻求某一个科学结论。有的教师总习惯于让学生在探究活动中获取某一个科学结论。为了让学生尽快得出结论，教师想法设法把学生的思维往教师的思路上引导，至于学生在探究过程中提出的其它问题，教师们 4 常采取回避的态度；同时，学生一旦得出了某一科学结论，教师也就宣告本次探究活动结束。这种单纯为追求结论的探究活动是不可取的。诚然，探究过程需要得出某些结论，但更重要的是让学生主动参与探究的过程，在探究过程中培养学生的探究能力、探究精神。

《物理课程标准》的很多教学内容要求通过科学探究活动来学习，科学探究成了物理教学的常规性活动，探究过程也可以利用身边随手可得的材料改进设计实验，可以可以拉近物理学与生活的距离，不仅让学生深切体验到“从生活走向物理，从物理走向社会”的真实性，而且体会物理学的发展对人类生活和社会发展的影响，增强学生对物理学习的兴趣。

参考文献：

[1] 侯新杰《如何在物理新课程中实施科学探究学习的思考》2007.12 [2] 《物理课程标准解读》

[3] 张大昌.从物理课程看科学探究，2006，(1~2).说明：本文为全国物理教育科研课题《物理课程改革“三维”教学目标的实践模式研究》的研究论文，在2008年5月天津市宝坻区举办的论文评比中获贰等奖。