初中物理課程實(shí)施“探究式教學(xué)”的研究
周錦華
【摘 要】在初中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn)稿)中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一。本文主要從探究式教學(xué)的開(kāi)展以及在實(shí)施過(guò)程中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了筆者的一些見(jiàn)解。
【關(guān)鍵詞】探究式教學(xué) 研究
引言
新一輪國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革的一個(gè)重要而具體的目標(biāo),就是要改變至今仍普遍存在的學(xué)生被動(dòng)接受、大運(yùn)動(dòng)量反復(fù)操練的學(xué)習(xí)方式,倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與的探究學(xué)習(xí)。在理科各科國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中,科學(xué)探究的意義以及如何通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)探究式學(xué)習(xí)實(shí)施的問(wèn)題,得到普遍的重視。科學(xué)探究不僅被作為重要的理念強(qiáng)調(diào)、作為教學(xué)建議提出,而且被列入了課程標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之中,作為必須實(shí)施的內(nèi)容要求。
全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn)稿)(以下簡(jiǎn)稱《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》)指出:在義務(wù)教育階段,物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識(shí)的東授和技能的訓(xùn)練,注重將物理科學(xué)的新成就及其對(duì)人類(lèi)文明的影響等納入課程,而且還應(yīng)該重視對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)精神的培養(yǎng)。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中還指出,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一。因此,開(kāi)展探究式教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有重要的意義。
正文
一、探究式教學(xué)的本質(zhì)
所謂探究式課堂教學(xué),就是以探究為主的教學(xué)。具體說(shuō)它是指教學(xué)過(guò)程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下,以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提,以現(xiàn)行教材為基本探究?jī)?nèi)容,以學(xué)生周?chē)澜绾蜕顚?shí)際為參照對(duì)象,為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問(wèn)題的機(jī)會(huì),學(xué)生通過(guò)個(gè)人、小組、集體等多種形式的解難釋疑嘗試活動(dòng),將自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的一種教學(xué)形式。探究式教學(xué)在實(shí)質(zhì)上是一種模擬性的科學(xué)研究活動(dòng)。
二、探究式教學(xué)的開(kāi)展、實(shí)施
《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出,課程的總目標(biāo)是使學(xué)生:保持對(duì)自然界的好奇,發(fā)展對(duì)科學(xué)的探索興趣,在了解和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中有滿足感及興奮感;學(xué)習(xí)一定的物理基礎(chǔ)知識(shí),養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,在解決問(wèn)題或作決定時(shí)能?chē)L試運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)的研究方法;經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程,具有初步的科學(xué)探究能力,樂(lè)于參與和科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)活動(dòng),在實(shí)踐中有依靠自己的科學(xué)素養(yǎng)提高工作效率的意識(shí);具有創(chuàng)新精神,能獨(dú)立思考,勇于有根據(jù)地懷疑,養(yǎng)成尊重事實(shí)、大膽想象的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神;有關(guān)心科學(xué)發(fā)展前沿,具有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí),樹(shù)立正確的科學(xué)觀、有振興中華、將科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的使命感和責(zé)任感。
探究教學(xué)模式是探究教學(xué)理論與實(shí)踐的中介環(huán)節(jié),是溝通兩者的橋梁。在《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入課程標(biāo)準(zhǔn),旨在將學(xué)習(xí)重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中,通過(guò)經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程,學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。科學(xué)探究的形式是多種多樣的,其要素有:提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。在學(xué)生的科學(xué)探究中,其探究過(guò)程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素。科學(xué)探究滲透在教材和教學(xué)過(guò)程的不同部分。下面是筆者結(jié)合初三物理(舊教材《電流跟電壓、電阻的關(guān)系》)的內(nèi)容,采用探究式教學(xué)上的一節(jié)教學(xué)案例。
學(xué)完初中《物理》(人教版第二冊(cè))的第五、六、七三章后,學(xué)生已經(jīng)知道了電流、電壓、電阻的初步概念,明白了電壓使電路中形成電流,導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小叫電阻。同時(shí)學(xué)生也已會(huì)使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器,為探究電流跟電壓電阻的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。
㈠、提出問(wèn)題
在此基礎(chǔ)上,教師只要稍稍啟發(fā)一下:本堂物理課我們將學(xué)習(xí)什么新知識(shí)呢?學(xué)生馬上就能回答出:本堂課將學(xué)習(xí)電流跟電壓電阻關(guān)系。從而激發(fā)學(xué)生自己提出問(wèn)題。
㈡、猜想與假設(shè)
教師緊接著問(wèn)題提問(wèn):那么電流跟電壓電阻有什么關(guān)系?這時(shí)幾乎所有的學(xué)生都能猜測(cè)到:導(dǎo)體兩端的電壓越高,導(dǎo)體中的電流就會(huì)越大;導(dǎo)體的電阻越大,導(dǎo)體中的電流就會(huì)越小。這個(gè)猜想到底對(duì)不對(duì)?請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
㈢、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
全班學(xué)生按照兩人一組分成若干個(gè)探究小組,開(kāi)始制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在準(zhǔn)備探究時(shí)就開(kāi)始遇到新的問(wèn)題,即電路中的電流變化可能是由于導(dǎo)體兩端的電壓變化引起的,也可能是由于導(dǎo)體的電阻變化引起的。這時(shí)探究好像無(wú)法進(jìn)行,但由于課本的提示,學(xué)生懂得應(yīng)把探究過(guò)程分兩步進(jìn)行:先研究電流與電壓的關(guān)系,再研究電流與電阻的關(guān)系。在研究過(guò)程中,還要分別保持一個(gè)量不變(控制變量)。問(wèn)題解決后,各探究小組開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)器材是初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)盒,每個(gè)小組一盒),畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
㈣、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
學(xué)生按照制定好的計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并且收集證據(jù)。
先保持電阻不變,研究電流與電壓的關(guān)系。再保持電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系。
電阻R/Ω 5 10 15 電流I/A 0.6 0.3 0.2 電壓U/V 1 2 3 電流I/A 0.1 0.2 0.3
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
0.6
0.3
0.2
電壓U/V
1
2
3
電流I/A
0.1
0.2
0.3
㈤、分析與論證
各探究小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù),通過(guò)分析表格中的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的有關(guān)信息,得出各自的結(jié)論。有的學(xué)生說(shuō):“電壓越大電流就越大,電阻越大電流就越小。”也有的學(xué)生說(shuō):“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。”還有的學(xué)生更準(zhǔn)確地說(shuō):“在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。”當(dāng)然,有的學(xué)生也這樣說(shuō):“電壓和電流成正比,電阻與電流成反比。”實(shí)驗(yàn)完成后,各探究小組交流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程中,學(xué)生之間互相傾聽(tīng)各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,充分尊重他人的實(shí)驗(yàn)成果,同時(shí)也對(duì)與自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同的小組提出質(zhì)疑,在反復(fù)質(zhì)疑論證的基礎(chǔ)上,形成共識(shí)、得出結(jié)論——在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
㈥、評(píng)估
通過(guò)學(xué)生的親身探究,既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,又在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)到了知識(shí),還在探究性學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了學(xué)生的搜集證據(jù)、分析與處理信息和交流與合作的能力。由于全班的學(xué)生程度各異,有的小組探究很成功,有的小組卻不盡人意。對(duì)于探究不成功的小組,要幫助他們分析原因,從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),嘗試改進(jìn)探究方案。另外,由于是采用人教版的教科書(shū),學(xué)生基本上是沿著課本的思路進(jìn)行探究,還沒(méi)有達(dá)到完全的開(kāi)放。
㈦、交流與合作
在課題探究完成后,要求學(xué)生寫(xiě)出簡(jiǎn)單的科學(xué)探究報(bào)告。在編寫(xiě)科學(xué)探究報(bào)告、設(shè)計(jì)表格和電路圖等工作中,要循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生用盡可能準(zhǔn)確的語(yǔ)言表述自己的探究過(guò)程、所得的證據(jù)及自己的觀點(diǎn)。不但要重視書(shū)面表達(dá),也要重視口頭表達(dá),要讓每個(gè)學(xué)生都有充分的機(jī)會(huì)作口頭陳述。在交流及探究的其他環(huán)節(jié)上,要使學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)取與自己不同的意見(jiàn),讓各種想法、各種觀點(diǎn)進(jìn)行充分的交流和討論。
三、開(kāi)展探究式教學(xué)中存在的問(wèn)題
實(shí)施探究式教學(xué),它將切實(shí)改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,促進(jìn)教學(xué)方式的根本性轉(zhuǎn)變;而且探究式教學(xué)所強(qiáng)調(diào)的學(xué)生自主探索、問(wèn)題解決、發(fā)現(xiàn)學(xué)喜、科學(xué)精神等必將成為創(chuàng)新教育開(kāi)拓新的路徑,使創(chuàng)新教育能夠真正付諸于現(xiàn)實(shí)。
但從上面的教學(xué)案例也可以看出,要實(shí)施探究式教學(xué),不是現(xiàn)行初中物理教材中每一節(jié)都適宜采用的,有的章節(jié)可以采用(如初二物理的可探究影響滑輪組的機(jī)械效率高低的主要因素、初三物理探究《焦耳定律》、探究《電磁感應(yīng)》、探究《影響通電螺線管和電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的因素》等),有的章節(jié)則根本不宜采用(如有些概念課)。適宜采用探究式教學(xué)的章節(jié)中,在具體實(shí)施過(guò)程中還會(huì)遇到很多的問(wèn)題:如實(shí)驗(yàn)器材不足,無(wú)法實(shí)施探究式教學(xué);班生規(guī)模過(guò)大,教師難于駕馭課堂;學(xué)生素質(zhì)差異,對(duì)大部分學(xué)生不起探究作用;課時(shí)緊、探究時(shí)間長(zhǎng),影響教學(xué)進(jìn)度;更主要的是教學(xué)效果的不確定性,影響教學(xué)效果的評(píng)價(jià)等。
調(diào)查表明:多年來(lái)科學(xué)教育工作者一直倡導(dǎo)以探究為基礎(chǔ)的科學(xué)教學(xué),然而在實(shí)施探究式教學(xué)的實(shí)驗(yàn)校中,學(xué)生的成果一直不盡人意。部分原因在于科學(xué)教育工作者實(shí)施探究式教學(xué)的強(qiáng)烈愿望與運(yùn)用探究式教學(xué)方法之間存在著矛盾。的確,許多教育工作者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到實(shí)施探究式教學(xué)的重要意義,而且積極付諸實(shí)踐,但結(jié)果卻難以令人滿意。教師抱怨說(shuō)探究式教學(xué)難于操作,容易引起混亂,對(duì)大部分學(xué)生不起作用,對(duì)能力低或能力一般的學(xué)生來(lái)說(shuō)尤其難。也有教師對(duì)探究式教學(xué)結(jié)果的不確定性感到不滿,他們發(fā)現(xiàn)學(xué)生讀不懂探究性教學(xué)材料,在教學(xué)中大多學(xué)生不能探究,師生對(duì)探究感到很不舒服。凡此種種障礙著探究式教學(xué)的進(jìn)一步實(shí)施和研究。
四、探究式教學(xué)中存在問(wèn)題的解決方法
探究式教學(xué)與傳統(tǒng)的講授教學(xué)有很大的不同,它以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目的,以模擬的科學(xué)活動(dòng)過(guò)程為教學(xué)方式,對(duì)教師、學(xué)生、課程、教學(xué)環(huán)境等提出了更高的要求。如何評(píng)估各因素是否有利于探究教學(xué)的開(kāi)展,以及探究教學(xué)的效果尤其是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的質(zhì)量,尚是一個(gè)有待解決的問(wèn)題需要加強(qiáng)研究。由于探究式教學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)一般較抽象、籠統(tǒng),另一方面它到底有哪些組成,目前尚沒(méi)有專門(mén)的研究成果。沒(méi)有科學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),也就無(wú)法制定全面、系統(tǒng)的評(píng)估指標(biāo)體系。
從國(guó)外的評(píng)估方法可以知道,教學(xué)評(píng)估的多元化正成為新趨勢(shì)。這種多元化表現(xiàn)在評(píng)估角度的多種多樣;關(guān)注學(xué)生在教學(xué)不同階段的發(fā)展;評(píng)估的任務(wù)需要多種能力參與完成,并與真實(shí)生活相關(guān)聯(lián)。多元評(píng)估使得教師更加關(guān)注過(guò)程評(píng)估,更能反映學(xué)生的實(shí)際操作能力。多元的教學(xué)評(píng)估理念,應(yīng)引起我國(guó)探究式教學(xué)研究和實(shí)踐的足夠重視,它向傳統(tǒng)評(píng)估方式提出了挑戰(zhàn),也為探究式教學(xué)的評(píng)估改革提供了方向。
結(jié)論:
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐表明:要真正的實(shí)施探究式教學(xué),只有從改革教育的評(píng)估制度入手,改革考試制度和考試形式,才能真正的實(shí)施探究式教學(xué)。否則,探究式教學(xué)將會(huì)是一種“假探究”,就會(huì)出現(xiàn)“素質(zhì)教育談的轟轟烈烈,應(yīng)試教育抓得扎扎實(shí)實(shí)”的局面。