物理教学中开展探究学习活动的探索

常州市武进区湟里高级中学  蒋德君

新物理课程标准把培养学生的科学探究能力作为一项重要的内容明确提出来，强调“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。”探究学习活动是有很强的自主性和合作性，更能在学生情感、态度、价值观的培养和陶冶方面发挥重要作用。事实上探究学习活动已受到大多数物理教师的高度关注，本文结合笔者的实践谈一些体会。

一  对探究学习活动的认识

探究学习活动是指学生在教师的指导下，从学科领域或现实社会生活中主动选择和确定研究课题，以一种类似于学术或科学研究的方法，让学生自主、独立地发现问题，进行实验操作、调查、信息收集与处理、表达与交流等探究活动，从而在解决问题中获得知识与能力，实现知识与能力、过程与方法、情感态度和价值观的发展，特别是探索精神和创新能力得到发展的一种学习活动和学习过程。与传统的接受性学习和训练性学习相比，探究学习更强调问题性、实践性和开放性。在这种学习中，学生不是面对设计好的问题，而是要自己发现问题和解决问题。探究学习活动是新课程所倡导的学习方式，具有以下几个特征：

第一，探究学习活动的“活动”，主要指学校教育教学过程中学生自主参与的，以学生学习兴趣和内在需要为基础，以主动探索、变革、改造活动对象为特征，从实现学生主体能力综合发展为目的的主体实践活动。在探究学习过程中，学生能主动承担学习的责任，积极克服学习中困难，产生“我要学”的心理愿望。使学习成为一个自主过程，学生的实践活动贯穿于整个学习过程的始终，具有极强的实践性。

第二，探究学习活动是坚持“以活动促发展”基本教学指导思想的教学。教育要改变学生，就必须首先让学生作为主体去活动，在活动中完成学习对象与自我的双向构建，实现自我发展。因此，教育教学的关键是要创造出学生的活动，要给学生提供适宜的活动目标和活动对象，以及为达到目标所需的活动方式和活动条件。

第三，探究学习活动倡导以主动学习为基本习得方式的教学。主动学习是一类学习方式的总称。具体包括发现学习、问题解决学习、技能操作学习、交往学习、合作学习、体验学习和有意义的接受学习等多种学习方式。

第四，探究学习活动强调以能力培养为核心，以素质整体发展为取向的教学。传统教学历来重视知识的学习，而忽视能力的培养，这种状况反映出传统教学没有从根本上确定活动在学生能力及素质发展中的应有地位。而探究学习活动不仅在认识上突出了能力培养和素质整体发展的重要性，更重要的是在实践中找到了促进学生能力及素质整体发展的基本途径---即学习者的主体实践活动。

二  开展探究学习活动的意义

1.探究学习活动是新课程所倡导的学习方式之一

我国新一轮基础教育课程改革特别强调学生学习方式的转变，并在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出要“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”“要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获得新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作能力。”“教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。”探究学习活动是体现学习的真正价值、实现有意义学习的一种重要学习方式，因此倡导探究学习是新课程改革的一个基本要求。

2.探究学习活动有利于培养学生的创新意识和创新能力

新课程的培养目标应体现时代要求，努力使学生成为有“创新精神、实践能力、科学和人文素养”的完整的、和谐的人。传统教育片面强调知识的传授，而把掌握知识与技能的过程中应有的情感、态度、价值观和方法被忽视了。探究学习活动以类似于科学研究的方式去主动获取知识，应用知识解决问题，在研究活动过程中，实现了知识和能力、科学与人文、继承与创新的协调发展，是对学生全方位实行素质教育。

3.探究学习活动满足了社会快速发展的需要

传统的接受式学习是关注学习的效率即人的学习速度，特别重视学习方法的学习，它所追求的是掌握知识的量而不是质。然而信息时代的现实表明，单纯追求知识的量是不可取的，关键在于学会如何处理和利用这些信息。而探究学习活动，培养了人对信息的处理能力，培养人的创造力和创新意识。让学生去主动探索、发现和体验，学会对大量信息的搜集和整理，培养他们的信息处理能力、实际能力和创新精神。开展探究学习活动，就成为应对知识经济挑战，满足社会快速发展的必然之举。

三探究学习活动的模式与应用

依据探究学习活动的特点，笔者经过一段时间的探索与思考，认为开展探究学习活动的模式如下：

下面我就以“动能定理”为例，谈一谈探究学习活动的具体过程。

提出课题  教师：放在水平桌面上的物体，当受到外力作用时，物体的动能会发生改变，那么物体动能的变化可能与哪些因素有关呢？

猜想假设  有的学生认为物体动能的变化可能与外力、加速度有关，有的学生认为与物体的位移、运动时间有关，还有学生认为与外力所做的功有关。

理论探究  教师（用投影仪投影四种不同的物理情境）：请同学们根据以下情境，用已学过的知识进行推导，来探究物体动能变化的相关因素。每一组推导一种情境，然后汇总结果。四种物理情境分别如下：

1.质量为m的物体自由下落，初速度为v₁=0,下落高度h时，速度为v₂

2.质量为m的物体在光滑水平面上，受水平恒力F作用，做加速直线运动，初速度为v₁，位移为s，末速为v₂

3.质量为m的物体，以初速v₁在粗糙水平面上运动，摩擦力为f，位移为s，速度减为v₂

4.质量为m的物体，初速为v₁，受与运动方向同向的水平恒力F作用，在粗糙水平面上运动，摩擦力为f，位移为s，速度减为v₂

每一组选一代表交流结果如下：在情境1和情境2中物体动能的变化等于动力的功，情境3中物体动能的变化等于阻力的功，情境4中物体动能的变化等于动力和阻力的总功。

教师引导：综合上述几种情况，我们可以进一步猜想动能变化与什么因素有关呢？

学生回答：合外力对物体所做的功应等于物体动能的变化。

设计实验  教师：实践是检验真理的唯一标准。谁能设计一个实验来验证我们的猜想？

学生：一时无人响应（不知如何设计）。

教师点拨：情境1中物体做什么运动大家都知道，如何设计这个实验大家可能感到有点困惑，我们不妨借鉴“研究匀变速直线运动”这个实验。大家回忆一下，其原理是什么？有哪些器材？该如何设计这个实验？请讨论并提出实验方案。

学生积极讨论，踊跃发言。设计如下：重物拉着纸带做自由落体运动，通过对纸带的处理，计算出重力的功和物体动能的变化。

实验验证  学生分组实验，并对数据进行处理，将测量和计算结果填入下表。（教师巡视指导，帮助学生解决操作中存在的问题。如如何判断重物的初速度是否为零？操作中怎样才能减少摩擦力？怎样计算物体的瞬时速度？）

得出结论  由表格比较mgh₂与mv₂²/2，mgh₃与mv₃²/2，mgh₄与mv₄²/2的结果。师生共同概括，得出动能定理的内容即合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。（引导学生分析mgh为何总略大于mv²/2？并让学生课后思考还能设计出其他实验？）

探究学习活动有多种形式，可进行实验探究活动，也可以进行理论探究活动。但探究活动的探究点应放在提出问题、建立假设和设计、实施方案上。教师对学生的探究活动要进行适当的指导，不能对学生放手不管或包办代替。只有引导适度、把握分寸，才能化被动为主动，出现真正意义的探究学习。所以教师在组织开展探究学习活动时要注意以下几点：

（1）要激发学生的好奇心。学生对物理规律探究的兴趣来自对物理现象的好奇，但由于中学生的知识有限，有时提出的问题不成熟，这时教师应善于引导并加以启发，使学生对物理现象的好奇转化为对物理规律探究的兴趣。

（2）要鼓励学生提问。在探究的过程中，问题与操作具有互动关系，对于学生不熟悉的现象，可以让他们先观察或尝试操作，然后再提问，这样得到的可能是“真问题”。让学生提问，还要他们猜测可能的原因和结果。为了让学生自己提出问题，教师可以先提出问题，也可以在他们对重要问题有遗漏时加以提示。但教师提出的问题是引发性的，不是肯定的，问题仍要学生自己提出。为了让每个学生都有机会提问，互相启发，还可以以小组讨论的形式来提问，教师再把各种问题整理归类，然后引向探究活动。

（3）要转变教师的观念。开展探究学习活动是实施新课程的需要，是培养学生探究能力和创新思维的需要，是一种新的教学理念。教师必须转变观念，树立面向全体学生、关注学生的整体发展观；树立互相尊重、互相信任的民主、平等的新型师生关系观；树立理性的教师权威观，这一权威来自与教师谦虚进取的精神特质、严谨务实的科学态度和不断创新的人格魅力。只有推动教师教学观念的更新，才能使教师的行为发生相应的变化，从而推进物理课程的改革，达到提高学生科学素养的目的。

（4）要改进评价机制。评价对于促进探究活动的开展具有重要的作用。探究活动的评价要注重促进学生的发展，强调评价的过程性、激励性与多样性，与传统的学科教学评价存在着本质的不同，要坚持将过程评价与总结性评价有机结合，以学生在其过程中的表现为主，兼顾成果的质量，对学生参与态度、投入、积极性、成果质量等方面进行结合评价；要坚持将学生参评与教师的评价有机结合，在发挥教师主导作用的同时，突出学生在评价中的主体地位，努力实现学生自评、学生互评、师生互评的多元互动性评价，使评价成为学生学会自我激励、自我发现、自我改进的过程。教师则通过师生彼此交流与对话，发现学生潜能，鼓励学生发挥自身特长，帮助学生克服存在的不足，给予学生更多的展示机会。

在物理教学中开展探究学习活动，是实施新课程的需要，也是培养学生探究能力和创新思维的需要。怎样有效地开展好探究学习活动，不是一蹴而就的事，这不仅需要先进的思想理念、科学的研究方法、严谨的科学态度，还需有较强的创新能力和相关素质。这既是创新教育对我们物理教师提出的挑战，也是教育创新赋予我们的历史使命。

参考文献：

1钟启泉《基础教育课程改革纲要（试行）解读》华东师范大学出版社（2001.4）

2王坦《合作学习的理念和实施》中国人事出版社（2002）

3廖伯琴.张大昌《物理课程标准解读》湖北教育出版社（2005.4）