探究性学习在物理教学中的应用_教学探究-查字典物理网

所谓探究性学习是指以问题解决为中心，仿照科学家探究未知知识领域的途径，使学生通过自主地参与获得知识的过程（发现问题、分析问题、创造性地解决问题），加深对知识的体验，掌握研究自然所必需的探究能力，同时，形成认识自然的基础──科学概念和规律，进而培养探索世界的积极态度和创新能力。

一、探究性学习概念的界定

界定探究学习时可从以下两个纬度出发：一是思想层面，二是具体层面。所谓思想层面，是指应首先把探究学习看作是一种学习观念或指导思想，而且这种思想观念还要与体现时代精神的现代教学思想相符合。换言之，如同其它任何形式的学习一样，探究学习也必须以现代教学理论为指导，并结合自己的特点从整体上形成独具特色的探究学习思想。所谓具体层面的探究学习，是指还要把探究学习看作一种操作模式或方法，反映探究学习是如何进行的，以便人们能从实践中去把握它。

探究学习的思想层面与具体层面是紧密联系，相互依存的，其中前者要通过后者体现出来，而后者也必须接受前者的指导。忽视思想层面，探究学习就会走向机械、僵化、固步自封；而忽视具体层面，探究学习只能是纸上谈兵，无法落到实处，二者都是片面的。

二、探究性学习特点

1．学生是通过探究活动获得新知和培养能力的

探究性学习不是先将结论告诉给学生，再让学生加以证明，而是让学生通过各式各样的探究活动诸如观察、实验、调查、制作、收集资料等，亲自得出结论，使他们参与和体验知识的获得过程，建构起对自然的认识，并培养科学探究能力。

2．师生是相互尊重、平等、民主、合作的关系

学生是学习的主人，教师是引导者，组织者和共同探究者；学生之间是自主活动与合作活动相结合的关系，在学习过程中相互取长补短，相互促进，共同提高，特别重视合作关系。

3．重视证据在探究中的作用

科学家在探究中花费大量的精力收集证据，并以此为基础解释自然界的运行机制，在学科课堂的探究中，证据有着同等的重要作用。

4．重视形成性评价和学生的自我评价

探究性学习对评价要求较高，如它要求评价每个学生理解了哪些概念，哪些还模糊不清或不知道，是否能灵活运用知识解决问题，是否能提出问题，是否能设计并实施探究计划。

三、探究性学习的原则

探究性学习是一个重过程、重探索、重能力的课堂教学活动，它具有操作简单，师生交流频繁，课堂自由度大的特点，因此在教学过程中，创设良好的教学情景，教师应该遵循以下原则：

1．方向性原则

要求教师创设的情景充分体现教学内容，特别是通过情景把问题问到“点子上”，所创情景和所提问题要能反映“干什么”。从而使教学目标明确，教师意图清楚，学生成竹在胸。整个课堂有的放矢。

2．科学性原则

要求教师创设情景要把握教学内容的“关节眼”，要充分暴露教材重点、难点、疑点和关键及知识的形成过程和框架结构。依据教学情景探讨的问题必须科学、正确、清楚，不能含糊其辞、模棱两可。

3．层次性原则

情景的设置要有合理的程序和阶梯性，要善于把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干个相互联系的小情景、小问题；同时不同的班级，学生的知识水平和能力有所不同，因此在进行情景设计时，应该随学生的思维水平而有所区别。同时针对学生实际，学生基础差一些的，可以多辅垫一些，情景创设简单些，采用“小步走”的方式。从而使情景的提出以及情景的解决，由易到难，由浅入深，由近及远。

4．“教为主导，学为主体”的原则

在教学时，教师必须想学生之所想，急学生之所急，从情景的创设到问题的提出，再到问题的解决，始终以学生为主。让学生观察、分析、讨论，教师适时点拨，学生归纳，解决问题。也就是说教师是这场戏的导演，学生是演员，切忌将知识奉送给学生。

5．教学评价的激励性原则

传统教学模式由于学生处在被动地位，反复频繁的考试使大部分学生积累的是学习消极痛苦的体验，导致学生厌学、逃学。探究性教学由于学生自主探究，分层要求，都能在原有基础上获得进步，不仅有知识的积累，更有潜能的开发和人格的塑造，而且都受到表扬激励，获得成功的体验，从而激起更高的学习积极性和主动性。

6．多向交流原则

在教学中注意个体探究能力的差异。把个体自学与群体讨论，争辩结合起来，实现教学的多向交流。教学形式则要把个别学习，小组学习，班级学习有机地结合起来，以使学生人人参与；鼓励提出不同见解，使一言堂的教学方式变成更为生动，活泼的全员探究性学习教学。

四、高中物理探究学习教学过程设计

在长期的教学实践和教改实验中，我们将多种教学资源与高中物理课程加以整合，以培养学生的物理创新意识和解决实际问题的能力为宗旨，以学生自主学习为核心，以诱导型探究为主要学习方式，以学生自我评价和他人对学生评价相结合为主要评价方式，形成了探究学习教学过程设计。该教学过程设计的流程图如下所示：

从上面的模式中可以看出，探究学习模式是学生在教师的指导下，从具体的学科中选取探究课题，然后围绕该课题，运用多种资源手段主动获取、分析、加工相关的信息资料，最终使问题得到圆满解决。该模式能够很好地培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生在完成学科学习任务的同时，实现对知识和技能的掌握。在探究学习操作过程中注意最后一个环节，即强化迁移环节，教师要对学生的问题解决情况做出评价并及时给出反馈意见，以促成学生知识的迁移和能力的培养。

五、探究性学习的基本环节

1．提出问题，创设情景

教师通过不同的途径和方式（如教师引导、学生之间的讨论、师生之间的讨论）激发学生提出科学的问题。接着，利用现代信息技术等多种教学手段创设特定的学习情景（如观察、实验、案例分析、研究图片等），引导学生进入学习，同时提供解决问题所需的信息资料、实验仪器。

2．提出假设，科学验证

探究学习教学设计的核心要素，是要求学生提出假设、设计探究方案进行探究，直至得出结论。这阶段是自主探究阶段，具体包括：（1）根据已有的知识、经验或收集的信息作出比较合理的猜想、假设和设计探究方案；（2）由学生通过网络访问教师放置在校园网网络服务器上的网络资源库。学生带着问题或实验方案通过网络的必要帮助独立进入教师设置的学习环境进行探究；或者通过现代信息技术与多媒体实验辅助系统进行实时实验探究，收集实验数据。

3．分析讨论，得出结论

这阶段是协作探究阶段，具体包括：（1）对收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；（2）对得出的结论作出科学解释。在分析讨论过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上协作学习。学生通过网络的辅助，将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论带入网络讨论区进行交流，比较各小组的探究过程和思维结论，从中获取成功的经验和失败的教训，使自己的思维过程更趋合理。

4．小结交流，测试反馈

（1）学生对各自的探究过程进行小结，陈述各自的探究结论或实验现象与结论，并对各自的探究过程和结论进行反思、评价；（2）学生对他人的探究过程和结论进行反思、评价，提出建设性的意见和建议；（3）教师对本课的学生小结进行适当的补充、总结和评价，最后让学生形成综合性的评价小结；（4）小结后，引导学生进行自我测评，完成自我测试，测试结果当即反馈给学生。

这种探究学习教学设计不仅关注学生“知道什么”，更关注学生“怎样才能知道”，在“让学生自己学会并进而会学”方面下功夫，通过学生的主动参与、亲身体验促进学生对科学知识的“动态建构”。

5．评价迁移

探究学习的课堂教学评价主要是形成性评价，目的是获得教学设计方案的成功或失败的反馈信息，对教学设计方案作出进一步的修改，提高教学设计方案的质量，真正实现教学过程的优化；就教学评价而言，是对学习过程及其结果的评价。这种评价有利于促进学生探究技能的发展和自主学习能力的提高。

对学生学习的评价是以学生的探究活动过程为重点，主要体现以下几个方面：

（1）主动性原则：学生在探究活动过程中主动参与的程度；（2）实践性原则：学生参与探究活动的深入和拓展程度、探究方案的科学性和合理性，以及开展探究活动的效率；（3）创造性原则：学生的发展性学力和创造性学力是否提高；（4）建构性原则：学生对所学知识的意义建构。

六、探究学习的课堂教学过程设计案例分析

下面以高中物理《力的合成》为例来分析探究学习课堂教学设计的思想。

【教学目标设计】

（一）知识与技能

1．理解力的合成和合力的概念。

2．掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

3．要求知道合力的大小与分力间夹角的关系

（二）过程与方法

1．运用已有的知识和方法分析解决实际问题。

2．参与实践，培养动手能力。

（三）情感态度与价值观

发展学生对科学的好奇心和求知欲望，培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情。

【探究教学过程】

引言：三加四等于七大家都知道，那么，若一个物体同时受到作用于其上同一点的3N和4N的力，从效果上看，是否相当于对物体施加一个7N的力呢？即三“加”四等于七吗？这两个问题有什么区别呢？经过本节课的探索大家就明白了。

1．贴近生活，提出问题

大屏幕展示：①两个同学共提一桶水，两人手臂间夹角大些省力？还是小些省力？②河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤。③一条水平绷直的钢丝，杂技演员一站上去，钢丝变弯到一定程度……然后，引导学生了解合力与分力及其等效性、力的合成概念，并提出探讨的核心问题：合力与分力有什么关系呢？

【说明】

通过现象及问题的呈现，使学生感受到物理知识就在身边，产生对物理学的亲和感，萌发好奇心，激活思维，产生急于探究的冲动，这是科学探究活动自主顺利进行的良好开端。

2．制定计划设计实验

以两个共点力合成为例，组织学生集体讨论，学生依据已有的知识、经验，自主思考，合作交流，主要解决以下问题：（见表1）

【说明】

应引导学生围绕实验目的设计方案，明确待测量，选择器材，设计操作步骤。使学生体会解决此类问题的基本思路和方法，提高学生自主设计、制定方案的能力。

3．分组实验收集数据

根据学生设计的三种不同方案（见表2），分三个大组，每个大组又分若干个小组，进行操作、测量，学生设计表格，记录实验结果，教师应引导学生分工协作。

【说明】

三组设计大同小异，各有其优缺点，但具有互补性。对于学生设计方案的热情和信心及时给予鼓励，即使方案有缺陷或不完善，也绝不能简单地将其统一为某标准模式或方式，否则可能会挫伤学生的积极性和自信心。科学探究中应特别注意保护学生的求新、求异的创造热情。

4．大胆猜想谨慎验证

根据实验收集的数据，学生经分析初步发现：力的合成并不是将两个力简单相加，合力可能比任何一个分力都小，合力的方向一般也与两个分力的方向不同。但要直观地发现它们满足平行四边形还很不容易，这时应引导学生以某组数据为例，在同一点分别做出两个分力及其合力的力的图示，鼓励学生科学探究需“大胆猜想，小心验证”，分析并猜想得到平行四边形定则，并用其它几组数据进行验证。

【说明】

猜想尽管带有一定想象、推测成分，具有偶然性，但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果，是创造思维的表现，也是科学家科学研究中产生的新的想法，新的发现途径之一。课堂上应结合多媒体动画，向学生形象展示，启迪学生思维，做出猜想并验证，使学生了解猜想在科学探究中的重要意义。

5．交流评估形成结论

在猜想得到验证的基础上，A、B、C三组同学间互相交流各自用不同方案得出的结果，概括总结出平行四边形定则，形成结论。然后分析各组实验设计及操作的优缺点，提出改进方法，进一步完善方案。在了解矢量与标量的区别后，明确平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则。

6．回归生活迁移升华

引导学生思考课前大屏幕呈现的问题。先让学生自己运用所学知识认真思考，必要时小组讨论，协商解决，待学生基本完成后，利用多媒体动画，直观清晰地展示出力的合成知识在这些问题中的具体应用。解开这一组谜团后，可让学生思考：实际中物体往往受到多个共点力，怎样求多个共点力的合力呢？鼓励学生课后继续探究。

【说明】

通过学生间交流合作，培养集体协作意识，在交流中发现不足并完善方案，培养学生严谨求实的科学态度。在解决了一个问题后，又发现新的问题，使学生感受到科学探究过程就是在不断解决又不断提出问题的过程中逐步深入的。最后让学生带着问题离开课堂，为其进一步探究留下拓展的空间。

八、探究性学习的思考

1．探究式互动教学中教师要做到“四把握”

正确把握科学探究与实验验证的逻辑关系；正确把握自主探究与课堂秩序的关系；正确把握合作讨论与独立思考的关系；正确把握教师的引导作用。

2．正确选定探究课题

课堂要有一定的难度和研究价值，需要创造性运用已学过多方知识，经过观察、猜想、尝试、验证等多种方法才能解决。如本案例中选取自由落体运动就很说明问题。

3．探究性教学要注重从学生已有的经验出发

对学生认知理论的研究表明，学生学习不是从空白出发，已有经验会影响现在的学习，教学只有从学生已有的知识出发，才会激发学生学习积极性，学生学习才可能是主动的。如本案中对自由落体运动性质的研究，利用学生已有的匀变速运动知识，使学生积极主动的探讨。

4．营造一个有利于探究的教学环境

教学中要建立民主平等的师生关系，生生关系，创造民主和谐教学气氛，鼓励学生发表不同见解，允许学生向教师提问质疑，在这种情况下学生心情舒畅，敢于并热衷于发表见解，积极参与教学中提出的问题讨论与争论，进行广泛的交流，从而使探究顺利进行。

5．教师要提高自身素质以适应探究教学要求

要搞好探究式教学，要求教师深入理解探究教学本质，并掌握一些教学策略和技巧。如怎样设置问题情景，怎样提问，怎样收集整合信息及解决问题的方法探讨等。因此，教师必须全方面更新教育观念，提高自身素质。

总之，在探究性学习教学中学生始终处于一种积极参与，动手、动脑、动口、相互交流合作，理想联系实际的状态，他们的思维、表达、自学、实践、合作等能力与各种技能都得到了充分的发展，学生的情感和意志如学习的主动性、独立性、严谨的科学态度，勇于探索和坚持真理的精神也得到锻炼与培养。但是，物理课探究性学习体系的构建尚不成熟，还有待于在今后的教学实践中不断加以充实和完善。存在的主要问题是：

1．探究性学习，作为一种新型的教学模式和新型的学习方式，既服务于课堂教学，又依存于课堂教学，必须同其他教学模式和学习方式互补互益，纯粹的探究性学习是没有的。因此，如何处理好探究性学习与接受性学习的关系，学生自主探究与教师传道讲授的关系，是一个尚需进一步研究的问题，笔者原与同行一起努力，共同加以解决。

2．探究性学习，作为一种课堂教学中的探究性学习方式，不同于课堂教学以外的学习活动“研究性学习”。那么，如何处理好这两种学习模式的关系，则需要在今后的教学实践中进一步探索。只有使两者相互协调，才能在两者共同作用下，促进学生在承续人类已有知识的同时，提高终身学习的能力和知识的创新能力。

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