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  2001年,教育部颁发了《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《新课标》)。《新课标》在前言中明确指出:“义务教育阶段的物理课程要让学生学习初步的物理知识与技能,经历基本的科学探究过程,受到科学态度和科学精神的熏陶”。[1]“物理课程价值的一个重要表现是通过科学探究,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。” [1]《新课标》阐明了科学探究是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。那么什么是探究性学习呢?笔者认为探究性学习是学生在一种好奇心的驱使下,以问题为向导,通过类似于科学家探究性活动的方式获取科学知识,并在此过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式,形成科学观点,树立科学精神的一种十分丰富的学习活动。在探究性学习中,学生拥有自己的问题领域,可以设计他自己的问题,学生所获得的知识是整合的、结构化的、灵活的,属于他们自己的知识体系(知识结构),学生对新知识能形成自己的见解和解决问题的程序。国内外许多研究资料表明,引导并组织学生进行探究性学习是中学生学习物理的一种十分有效的方式,也是真正推进素质教育培养创新人才的重要途径。下面笔者结合自己的教学实践,谈谈初中物理课堂中实施探究性学习的几点策略。

 

  一、培养探究兴趣

 

  心理学研究表明,成功的教学所需要的不是强制、而是激发学生的兴趣。兴趣是学生最好的老师,能使学生在愉悦的气氛中学习,唤起学生强烈的求知欲望,是教学成功的关键。实践中,激发学生的探究兴趣可以侧重两个方面:

 

  其一,通过从自然、生活到物理的认识过程,激发学生的求知欲,让学生领略自然现象中的美妙与和谐,培养学生终身的探究兴趣。例如,在探究平面镜成像的特点时,教师先让学生打一歇后语:“猪八戒照镜子──”学生答:“里外不是人”。接着老师再提出一连串问题:里面是什么?外面是什么?里面的像和外面的猪八戒等大吗?像和八戒到平面镜的距离一样吗?八戒把镜子往前移像怎么变化?这样使得学生迫切想知道其中的原因,激发了学生的探究兴趣。

 

  其二,学生的心理发展就是认知结构从平衡到不平衡再到新的平衡的过程。引起学生认知结构上的不平衡,造成学生心理上的悬念,激发学生的学习兴趣,是探究教学的关键。所以,教师要设计新颖、有效的探究性教学情境,去刺激学生的思维,使它与学生原有的思维定势相矛盾,产生知识上的不协调和冲突,这样才会激发起学生探索的兴趣和欲望。例如,用“一定一动”滑轮组提升重物效果好,还是“二定二动”滑轮组提升重物效果好?学生回答是“二定二动”效果好,因为它能更省力。接着老师问:既然用“二定二动”的滑轮组好,为什么人们还要用“一定一动”的滑轮组?学生讨论后回答:“一定一动”比“二定二动”省距离。接着老师再问:它们的做工情况如何?哪个机械的效率更高?通过实验探究,得到结论:在提升相同重物的情况下,“一定一动”的比“二定二动”的机械效率更高。在此基础上,老师进一步问:是不是越简单的机械其机械效率就越高呢?某一机械,它的机械效率是不是一个定值呢?通过进一步的探究发现,用同一机械来提升不同的重物时,它的机械效率是不同的;提升的重物越重,其机械效率就越高。一连串的问题和实验结果,大大背离了学生原先的判断,强化了学生思维的探索性、研究性和创造性。

 

  二、诱发探究灵感

 

  课堂教学中,师生的主观心理因素和教学的客观环境构成了教学情境。将教学情境作为诱因,可以引发并唤起学生的精神需要,激发学生探究的灵感,点燃学生的思维火花。灵感是一种直觉思维,是由于长期实践,不断积累经验和知识而突然产生的富有创造性的思路,是认识上质的飞跃。灵感的发生往往伴随着突破和创新。在探究活动开始时可以设置各种问题情境,引导学生发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出问题,并做出合理的假设与猜想。对于学生别出心裁的想法,违反常规的解答,标新立异的构思,哪怕只有一点点的新意,都应及时给予表扬,肯定其首创精神。鉴于此,作为物理老师就应该把创设最佳的教学情境作为教学过程的追求目标,并贯穿于教学的始终,以获取最大的教学效益。例如,在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,教师首先用多媒体演示一个气功表演中的例子:气功师平躺在地面上,身上压了一块大石板,然后让助手用大铁锤打击石板,学生看到石板碎了而气功师安然无恙。这种物理情景与学生原有知识产生冲突──被锤打怎么不受伤?学生头脑中有了疑问。教师适时引导:如果气功师身上不压大石板,而让大铁锤直接打击其腹部,气功师愿意吗?学生根据问题情境展开了激烈的讨论,产生了想探究压力的效果与什么因素有关的欲望。这时教师引导学生用身边的学习用品如铅笔进行探索:两指压紧铅笔两端时感觉一样吗?如果不,哪一端效果更明显?如果把铅笔的一端固定在桌面,用大小不同的力压另一端感觉又怎样?学生经历探究体验后,对影响压力作用效果的两个因素──压力和受力面积,这时可以产生深刻的定性的印象,继而引发他们更深一步进行定量探索的热情。

 

  三、指导探究方法

 

  科学的方法是行动的指南。只有使学生掌握正确的学习方法,让他们在学习过程中自觉运用自己认知结构中的原有知识去同化新知识,培养他们独立解决问题的能力和习惯,教学才会取得事半功倍的效果。因此,如何让学生在学习知识与技能的同时,体验到知识产生过程的乐趣,并掌握其解决实际问题的本领,是探究性学习的关键所在。因此,教师的“教”不能仅仅停留在教给学生知识的层次上,更应对学生的学习方法进行指导,引导学生了解物理知识形成的过程,培养学生探究学习的能力;学生的“学”也不能简单被动地接受知识,而是要积极主动地进行探究性学习,体验知识的形成过程、掌握科学的学习方法和探究策略。科学探究的过程是多种多样的,一般途径是:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行试验与收集证据、分析与论证、评估交流与合作。例如,在探究摩擦力的大小与什么因素有关时,教师首先让学生列举生活中的一些与摩擦有关的例子,然后结合学生所举的例子,提出问题:摩擦力的大小与什么因素有关?在教师的指导下,让学生进行猜想。学生的猜想很多,有的可能很不合理,对此,教师应以鼓励为主。然后,通过师生讨论排除一些不合理的因素。“猜想”过后很自然地进行制定计划、“设计实验”的环节。因为学生可能猜想到了影响摩擦力的因素很多,如压力、接触表面的粗糙程度、接触的面积、物体相对运动的速度等。在探究这些因素与摩擦力大小的关系时,只能一个一个单独研究,这就是“控制变量法”研究多因素问题。教师可以将全班学生分成几个大组,每一个大组研究一个子课题,即研究其中影响摩擦力的一个因素。然后让各组分别设计实验方案(即设计可需实验器材、实验步骤及记录数据表格)进行交流,修正完善后各组进行实验,分析论证后得出结论。最后,进行交流与评估。这样,在教师的引导下,学生直接参与活动,主动探索,真正成为了学习的主人。

 

  四、开发探索潜能

 

  探究性学习是与接受式学习相对的,它是一种在好奇心驱使下的、以问题为导向的、学生有高度智力投入且内容和形式都十分丰富的学习活动。其基本特征可以概括为“活”和“动”两个字。“活”一方面表现为学生的积极和主动心,另一方面表现为学习活动的生成性;“动”表现为学生的真正的动手操作、动眼观察、动脑思考。在探究中,教师与学生是一种对话关系,学生带着自己的兴趣、需要直接与周围事物和现象进行对话,直接与教师进行对话。[2]在新课程背景下,物理课本上许多探究性实验的要求是最基本的,作为教师要充分利用这些素材,进一步挖掘探究潜能。例如,在测定物质密度的实验中,首先让学生完成测定小金属快的密度,然后提出一系列问题:如果所测定的密度小于水的密度、如果所测物体的体积比较大、如果所测物质溶于水时,该怎么办?针对这些问题,让学生进行讨论,分别设计出探究方案。在完成测定水的密度的实验后,通过对实验进行评估,分析误差,发现:如果先测水的质量,再测水的体积时,由于在烧杯中残留一部分水,会使所测水的体积偏小,造成所测密度偏大;如果先测水的体积,再测水的质量时,同样由于在量筒中残留一部分水,会使所测水的质量偏小,造成所测密度值偏小。有没有合理的办法来避免或减小这种误差?通过教师的引导和学生的讨论,设计出更为合理、精确的测定液体密度的探究方案。这样,学生主动探究的欲望得到了满足,形象思维和逻辑思维得到了训练,其探究潜能也因此得到了一定的开发。

 

  总之,探究性学习无论是作为一种学习方法,还是一种教学形态,都给每一位学生提供了充分发展的创造空间。它的成效不在于发展学生的主体性,使人类群体的智力资源有效转化为个体智力资源,而在于培养学生的可持续发展的能力,使学生学会学习。[3]因此,作为教师应有创造力,以不断优化课程结构,创造充满活力与和谐气氛的教学环境,有效地开发学生的智慧,进而培养学生的创新意识、创新人格和创新能力,提高学生的整体素质。

 

  [参考文献]

 

  [1]教育部.全日制义务教育物理课程标准(实验稿)[Z].北京:北京师范大学出版社,2001

 

  [2]应俊峰.研究性学习的管理[M].天津:天津教育出版社,2003

 

  [3]张行淘,郭东岐.新世纪教师素养[M].北京:首都师范大学出版社,2003

    
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