重庆市辅仁学校 李文胜
《全日制义务教育•物理课程标准(实验稿)》中明确指出:要以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究的过程,学习科学探究的方法,培养学生科学探究精神、实践能力和创新意识。到底探究式教学应该如何展开?在此过程中教师应该把握什么问题?怎样在学生的学习过程中培养学生的探究能力?这些问题在我国尚缺乏系统的、全面的研究,根据自己近年来的实践体会,谈谈自己的一些看法。
一、探究性学习的概念
探究性学习或者研究性学习都是由英文“Inquiry Learning”翻译过来,是人们在总结了发现式学习和有意义学习的经验的基础上提出的一种以学生的自主探究为主的学习方式。这一学习方式的出现,在学校教学领域引起了一场“学习的革命”。而探究教学就是在探究性学习的基础上产生的,它是学生在教师的组织、引导下,通过独立的探索和研究,创造性地解决问题,从而获得知识和发展能力的一种教学方法。
(一)探究性学习的特点
1、开放性:作为探究性课堂教学的特点之一,那就是课堂教学具有更大程度的开放性。开放性教学以培养学生创新能力和实践能力为重点,发展学生创造性思维和个性的发展,突破“以知识为中心”,“以课本为中心”的课程理念,强调学生在教学过程中的主体性,突破“以教师为中心”的课程理念。
(1)探究目标的开放性:它是探究式教学的出发点和归宿,分别包含以下内容
A、发展学生发现问题、制订计划和解决问题的能力;
B、培养学生主动积极、科学严密、不折不挠的态度;
C、培养学生的问题意识和创新精神;
D、获得关于自然的、社会的、生活的综合知识。
(2)探究知识的开放性:由于探究性学习目标的综合性,也就揭示出其探究内容是没有学科的限制。
2、自主性:探究的能力,科学的态度,以及问题意识和创新精神,都只有通过亲自实践才能逐步形成。就算是知识,也必须要学生的主动建构生成,紧靠传授式的教学是难以得到的。
也就是说,教师要将自己摆在与学生平等的地位上,这样强调的是教师在探究性学习中的组织者和协助者地位,向学生提供的是帮助和支持的作用。
3、过程性:研究性学习的价值分别有学术价值;社会效益和教育价值。我们在探究是教学中特别应该强调的就是它的教育价值,这样注重的首先就是探究的过程。学生的体验和表现比结果更重要,让学生在探究中学会交流和合作,在探究中发展,是研究性学习的最主要目的。
4、实践性:探究性学习不同于学科知识传授,不能只是坐而论道。它的实践性就是强调研究性学习应以活动为主,让学生亲身经历探究过程、体验感受探究过程、在实践中创新。
(二)探究式教学的方法
在探究式教学中经常用到的有:问题解决类研究性学习;探索性实验研究学习;调查类研究性学习;科技制作类研究性学习;扩展性研究性学习;科技前沿类研究性学习。
我重点以中学物理教学中常用的前三种方式来进行说明。前三种方式往往都是为了探索事物的规律或者验证研究假设,通过施加实验变量,观察与这些实验变量相伴随的现象,探索或验证事物变量之间的因果关系,发现事物内在本质的联系的研究方法,这也是科学研究中的基本方法。
其选题原则:兴趣原则,意义原则,可行性原则。而题目的来源主要是:挖掘教学中的内容;与个人或者家庭生活密切相关的问题;与工农业生产密切相关的问题;与科技发展新知识有关的问题;一些重大的社会问题。
这当中,探索性实验研究有一定的代表意义。它的基本性质是:实验以揭示事物变量间的因果关系,来探索事物的规律;实验变量的操纵(自变量,是可以控制或施加的条件或因素);干扰变量和无关变量的控制(实验变量与实验效果变量的关系往往受到其他一些因素的影响)。
其实验探究模式为:

特点:通过学生亲自动手操作实验,观察实验现象和实际测量,探索出物理规律。这样不仅可以充分调动学生的学习积极性,还可以培养学生实验操作能力和研究问题的能力。
教学过程:从实际问题入手,向学生提出探索物理规律的内容,激发学生探索规律的兴趣和欲望,并且引导学生寻找规律的方法和途径,提示学生怎样从实验现象和测量的数据中归纳规律。主要教学方式:任务驱动。实验策略:让学生处于积极主动的地位。
二、探究式学习中师生的地位
(一)探究式教学中教师的作用
探究式教学全面开展是一项艰巨的工程,如何更好地实施探究式教学我们认为关键是要转变教师的教育观念。
1、让更多问题的提出来自于学生而不是教师
建构主义认为,学生是学习的主体,是自己意义的建构者,教师只是指导者。教师应该给学生更多提出问题的机会而不是提出问题给学生去思考,应该走“问题来源于学生——学生来解决问题——学生教师发现新问题”的道路。不是教师要给学生什么,而是学生需要教师给他们什么。心理教育专家认为,儿童有与生俱来的探究需要和获得新的体验的需要,获得认可与被人欣赏的需要,以及承担责任的需要,而这些需要的满足,必须具有一定的教育环境和适当的方法。这些,都是要求我们要从根本上改变学生的学习方式,其路径有两条:一条途径是设置新的课程,强化探究性和实践性的教学目标,倡导新的课程形式,给学生提供一个开放性、面向实际的、主动探究的学习环境;另一条途径是在学科教学中实施探究性学习。
2、重视探究过程,淡化探究结论
通过师生合作完成了某些探究课题,得出一些新的结论,这固然可喜,但重要的并不是记住这些结论,而是体验探究的过程,掌握探究的方法。本探究课题要求学生在探究过程中能够分析出影响结果的可能因素,学会应用控制变量法设计实验,对实验结果进行分析、讨论,从中发现有用的信息。
3、教案是动态的,教材是资源,教师是教材的处理者
教材中有很多课题值得探究,教师应该根据探究课题的价值把握探究的度。对每一个要求学生探究的课题教师应该进行深入、彻底的研究,全面考虑学生在探究过程中可能会出现的情形,提出的疑问。探究教学大师施瓦布曾说过,“仅仅向儿童提供刺激并指望他们自己去发现一切是不够的。要对‘何时用,怎样用’作深思熟虑的回答,而不是简单地提供自主研究和独立探究的机会,如在学生对主题问题的提出上,一个富有成效的教师引导是十分重要的,是不可缺少的,否则,课堂教学将会成为一盘散沙。”因此,探究性课堂教学还是不能削弱教师的主导作用。事实上,指导性也属于探究性课堂教学的特点,只有坚持开放性和指导性相结合的原则,才能使探究活动有条不紊的进行。”
(二)探究式学习中学生的地位
探究教学的核心是探究,探究的主人是学生,这就决定了学生的主体地位。要获得实效,就要“师生换位”。换言之,探究的主体过程应有学生完成,而不是教师。这是一种积极主动的学习方式,在探究性学习中,通过问题情境,让学生独立、自主地发现问题,通过实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等活动,经历探究过程获得知识与能力,掌握解决问题的方法,获得情感体验。这当中,可以通过以下几种方式进行:
1、应用探索性学习,让学生参与实验方案的设计活动,体验科学探究式学习的成功
在活动参与中,学生既体验了设计实验方案成功后的喜悦,又弄懂了设计原理,动手自主实验的积极性被激发,课题研究便可顺利进行。
2、应用思辨讨论型学习,开展概念建立过程的研究活动,体验科学探究式学习的困惑
物理概念是反映物理现象、物理过程本质属性的一种抽象,它是建立在大量观察实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把许多事物本质共同特征集中起来,概括而成。因此,物理概念教学,必须引导学生重复前人的探究工作,追本溯源,才能在问题再解决中,弄清概念建立的原因,体验科学探索的曲折,培养顽强的创新意志。
3、应用科学研究的起点,开展物理规律形成过程的探究活动,体验科学探究式学习的艰辛
物理规律是前人针对生活、生产中捕捉的问题或科学研究中发现的矛盾,运用科学研究的方法,从实验中分析归纳出的物理结论。它是物理知识的骨架,是新课教学重点研究对象。规律教学,必须重视规律的形成过程,让学生在问题或矛盾的再解决中,体验前人探索规律发展曲折历程的艰辛。
三、在探究式教学中需要注意的几个问题:
1、教学方法的改变
鉴于初中学生的物理基础知识体系还不健全,他们的头脑中还存有许许多多不科学的前概念,因而在课堂教学中实施探究教学,若忽视物理基础知识的建构而大谈能力的培养,则绝不亚于建造空中楼阁。最佳的做法应是将丰富多彩的科学方法渗透于具体的某一课题之中,以具体的物理知识为载体,以能力发展为目标,充分发挥组织、引导作用,实现学生“变学为思”“变学为悟”。而要深化探究课题,则只有尊重学生的主体地位,倡导“怀疑”,引导学生共同进行“反思与感悟”,才是一种行之有效的做法。现代教学论也认为,反思是督查、检测、调整的重要举措,感悟是实现知识迁移,能力内化的必由之路。
有些“聪明”的教师往往喜欢给出严密而科学的解释,孰不知这种“聪明”却正在扼杀“怀疑的种子”,扼杀“创造的天才”。“解释是科学的”,但做法确是极不科学的。数学家苗卡儿说“怀疑就是方法”,爱因斯坦就是从怀疑牛顿的绝对时空观人手,才创立狭义相对论的。
因此,在探究式教学中最重要的是改变教育观念,变灌输式教法为启发式、引导式、参与式,才能真正调动起学生学习的兴趣,从而达到培养社会所需要的人才要求。
2、教学内容的选择
在中学物理教学内容中,并不是所有的内容都适合进行探究性学习的。我们必须明确中学生的创新和科学家的创新是有区别的,科学家的创新是为了解决人类社会尚未解决的问题,是为了人类社会的进步而进行的巨大变革的创新;而中学生的创新是为了自己的成长。因此,设计问题要认真挖掘教材的重、难点,研究教材中潜在的知识和知识点之间的内在联系。涉及的知识要从学生已有的知识出发,逐步接近到“最近发展区”,要把握住问题的程序性和实质的显示度。要让学生通过探索且必须通过探索能作出正确的解释,不可太难。否则,不但不能启发学生的思维,反而会使学生的思维停滞,导致“启而不发”;也不可太易,会使学生认为物理学知识简单、乏味,从而影响学生探究的兴趣。同时提出的问题应以学为本,符合学生最近发展的水平和能力,以便让学生经过适当准备后,就可着手进行,最终获得一个完整的探究过程。探究性的学习,真正的结果并不重要,重要的是整个探究的过程得以顺利进行,并在过程中有所研究,因此,探究式教学是培养学生创新能力的有效手段,但不是万能的,不能滥用。
3、教学时间的安排
这是一般探究教学中非常突出的问题。因为探究是学生自主学习的过程,由于学生的个体差异,如:学生年龄的大小,性格和爱好的差异,学习动机的不同。都会直接影响学生探究能力的高低,从而证明时间是学生进行有效探究的保证,如果仅仅为了赶进度而使学生在没有深入思考的前提下草率得出结论,是达不到深究效果的。相反,如果无限地延长探究时间,也是我们具体教学所不能允许的。
因此,教师应在不影响正常教学进度的前提下适当放宽学生进行探究的时间,让学生在课外充分作好相应的预习和准备工作,同时抓好学生专注学习时间(学生们在探究活动中积极地、专心地进行探究的时间)和教学时间的遗失(如教学中发生偶发事件、探究环节转换等造成),从而在提高学生的探究能力和效率的基础上,缩短探究时间。
4、教学效果的评价
实际上,这涉及到两个层面的问题。首先是对学生的评价:新的课程标准注重学生自主的探究与合作,必将舍弃过去那种靠教师灌输以及学生死记硬背为主的教育教学方式,学生的活动和思考多了,以练习作业为主的题海战术相应地就少了,就会影响做题的速度及解题的“技巧”,一段时间内会影响学生的考试成绩。而现在的评价机制还不能否定考试成绩评价作用,因此会有一定程度的影响。
但是我们应该清醒的看到,考试成绩也不是评价的唯一尺度。《标准》指出“评价的内容应该与课程目标一致”,也即把是否有利于“促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的发展”作为评价尺度。而通过建构多元评价体系,让每个学生通过评价都能发现自己在发展中的长处,增强学习的信心,就是一种较好的方式。比如,在重庆市提前开展课程改革的实验区北碚区,就在2004年的高中升学考试中采取了对学生综合考核的方式,过去那种“一考定终生”的考试方式终于被取消了。
其次,在对教师的评价上,也有一定的影响。因为对教师的考核,关系到是否真正地使教师进入探究教学的角色之中,现在社会对学校的评价主要就是升学率、竞赛成绩,而不太注重学生的发展潜能,只有成绩出来了,教师的评职、评先、评优就全部都有了。所以这也要求教学评价机制的要同步改进,即教育主管领导能够积极领会课改精神,确定符合新课程的教师评价机制。
探究性学习对教师而言,各方面能力要求较高:问题的设计、教学材料的选择和组织、教学方法的选取、学习小组的合理安排……教学过程的每一个环节都需要教师付出努力,才能达到更好的效果。同时,由于长期受传统教学的影响,单一模式的教学定式在教师脑海中还一时无法改变,这就必然要求物理教师在教学过程中以学习者的身份与学生共同构建新的课堂秩序,才能真正适应21世纪人才培养的需求。
参考文献:
《中学物理研究性学习》作者 朱铁成 广东教育出版社
《中学物理教学建模》主编 苏朋义 广西教育出版社
《物理教师》2008年第4期 苏州大学主办
《中学物理》2009年第3期 哈尔滨师范大学主办
《中学物理教学参考》2008年第6期 陕西师范大学主办
《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》 中华人民共和国教育部 人民教育出版社