物理教学中提高科学探究实效性的策略
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作者: 戴耀中
在高中物理教学中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。物理探究教学存在费时、低效、活动设计思路欠科学等问题。这种形势下研究提高科学探究的实效性对于提高高中物理教学的有效性具有现实意义。我结合新课程教学实践和教研成果，在此对提高科学探究实效性的几种策略作简要的介绍。
一、了解学生，理解教材，把握学习的真实起点
学生的学习起点主要有逻辑起点和现实起点。一般的，现实起点往往高于逻辑起点，但由于学生的生活环境不同及个体差异，起点也就不同了，那如何才能找准学习起点呢？
以“平抛运动”一节教学为例。
1.了解学生的学习现状
教师考虑的是学生的认知基础。正如陶行知主张的：“教的法子必须根据学的法子。”学生对运动的合成与分解刚有了初步认识，但对研究曲线运动的方法还不熟悉。教师在思想方法上要考虑：
（1）对平抛这样的曲线运动我们如何来研究它们的规律呢？
（2）我们总是根据已知去推知未知，我们能不能把平抛运动简化为前面学过的匀速直线运动和匀变速直线运动呢？若物体水平抛出后不受重力，物体将如何运动？若物体水平初速度为零，仅受重力将如何运动？
（3）关注学生反应。此时的学生肯定已跃跃欲试。教师则可借此动态过程，了解学生学习起点，进而找准教学起点，这样自然就能提高探究的实效性。
2.理解教材的目标导向。
（1）教师必须有能力实现对学科教材的“居高临下”，对知识体系的“融会贯通”。教师要事先研究所学习的内容中蕴涵着哪些科学方法、思维训练的教育因素。如研究“平抛运动”采用一系列的基本思想有：化曲为直、化繁为简、科学理想化、对比分析、先分解后合成等。
（2）教师必须有能力实现对教学方法的“灵活应用”，对学生学情的“胸有成竹”。如采用平抛竖落仪、电火花扫描仪及自制实验器材进行有效的科学探究，充分发挥物理实验所具有的特点。有些内容可淡化处理，只需在学生的自主学习的基础上稍作点拨即可。
二、突出主体，解决矛盾，注重学生的有效体验
时间、结果和体验是考量探究实效性的三个重要指标；教师所提供的时间长度直接决定了学生真实思维的暴露程度。可是，在日常的教学中教师为了完成既定的教学任务，往往把学生应该拥有的独立时间大大压缩了。不能给学生足够的活动体验，怎能充分展示学生的思想；不能落实学生的探究效果，怎能解决探究中的矛盾。那影响科学探究实效性有哪些主要矛盾，又该如何解决呢？
以实验“探究：加速度与力、质量的关系”为例。
1.丰富的探究内容和有限探究时间的矛盾
艾森豪威尔将军有个著名的十字时间计划：画一个十字，分成四个象限，分别是重要紧急的、重要不紧急的、不重要紧急的、不重要不紧急的，把自己要做的事都放进去，然后先做重要紧急那一象限中的事，这样一来，工作、生活效率大大提高。借鉴过来，换一个字，教师先做必做“重要紧扣”的那一象限中的事，就可以突破该瓶颈。在该实验中，如果力与质量这两个因素都作为重点进行探究，则课堂教学时间内很难完成。相比之下，探究加速度与物体受力成正比更适合学生的探究，更趋于“重要紧扣”那一象限。这种具有重要方法和方法论意义的原理性内容，是最有价值的。
2.探究的开放度与教师调控的矛盾
一方面科学探究学习就是要把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中，让他们有足够的活动体验，并从中获取能力和知识。另一方面学生的心理和行为向预期目标发展，需要依赖反馈调节，教师应及时地、有针对性地调节教学，有效地反馈机制是目标达成的必要保障。然而，我感到教法的改变难于学法的改变。教师在教学过程中会时时表现出控制学生的欲望，如何克服呢？
首先，要提倡在全体学生积极参与下的合作、交流学习，展示各种探究结果，比较异同，最后达成共识，做到“形散而神不散”。
其次，要动态把握，开发生成性资源。学生所思所想是最真实的教学资源，学生的亲身体验对所追求问题留有深刻印象。正如教育家布鲁姆所言：“人们无法预料教学所产生的成果的全部范围。”教师应不断捕捉从学生那里涌现出来的各种信息，把有价值的新信息，具有建设性的看法，纳入教学过程，使之成为教学亮点，把探究引向高潮。
最后，要充分发挥评价的导向和激励功能。因为师生之间的情感交流将直接影响探究效果。
3.探究活动容量与探究条件的矛盾
探究活动密度、容量受学生的生活环境、学校硬件设备、软件开发等条件的限制。通常从以下两方面着手解决。
（1）尽量考虑从学生的角度提出研究课题，尽量做到取材容易，设计简单，实验直观。
（2）借助于虚拟空间，运用好现代教学技术手段。本实验可充分利用多媒体软件进行数据处理，尤其是a-m与a-1/m关系图的对比，大大提高探究效率。
4.探究梯度与主体认知程度的矛盾
本节课，教师首先复习牛顿第一定律，它揭示力是产生加速度的原因。接着由定性到定量，组织分析和猜测加速度与哪些因素有关？提出研究方法――控制变量法。再训练学生发散思维，提出加速度测量的多种方法，等等。
三、联系实际，创设情境，培养学生的问题意识
目之所见、耳之所闻的生活现象常蕴含丰富的物理知识。教师从中选择一些与学习内容相关的、能引发学生共鸣的事例，让学生切身感受到物理就在身边，让学生思维不断迸发出智慧的火花。美国教育家布鲁巴克曾说：“最精湛的教育艺术，遵循的最高准则，就是学生自己提出问题。”
1.情境的设置
（1）要有针对性，联系学生的客观实际。例如，在“摩擦力的应用”教学时，设置“探究螺丝钉”情境……物体放在斜面上由于静摩擦力的作用而保持静止，把斜面卷曲起来就构成了一个螺丝钉。这个被列为过去1000年中最重要的发明之一，竟是简单的力学问题。课堂上，学生们常有“众人寻它千百度”的执着，更有“蓦然回首”的惊喜。
（2）要有新意，能强烈吸引学生的注意力。如在“光的全反射”教学中，提问：“能否将彩虹引入到我们的教室中？”用三棱镜将阳光引入到室内的天花板上。
（3）要有层次性和挑战性。让学生从真实的情境中得到启发，发现要学习的物理问题。如在“超重与失重”的教学中，我用可乐瓶做喷水失重实验：先在自由落体状态下探究，后提问:“如果向上抛出会出现什么情况？”让学生再实验，认识将很深刻。
2.灵活创设“科学探究问题场”与“问题链”
“把没有问题的学生教得有问题，敢于并善于提问题了”，这才能发挥科学探究式教学的实效性，提高学生的科学素养和探究能力。如“运动的描述”复习课，设计下列“问题串”展开探究。一问：运动是什么？教材定义：物体相对其他物体的位置变化，叫机械运动。二问：运动是什么？引导学生简捷回答“位置的变化”，而引入“位移”概念。三问：运动是什么？启发学生对“位置”限制，而提出“参考系”概念。四问：运动是什么？让学生体会：任何“变化”都必须以时间作保证。自然引入“时间与时刻”概念，并逐步引入“速度”概念。五问：运动是什么？作更深层次思考：“位置变化情况”还会不断地变化着，而引入“加速度”概念。
科学探究是学生体验科学的过程，理解科学本质，领悟科学精神，发展科学方法观，培养创新精神和实践能力的主要学习模式。在新课程改革下，提高科学探究实效性，有利于教师达成教学目标和满足学生的发展需要，体现了学生的主体性、主动性和独立性，也体现了教师的教学效果和价值。
参考文献：
［１］张平.物理课堂教学中的“低效”现象透视［J］.物理教师，2007.11.
［２］陈松.高中物理新课程教学设计与评析［M］.高等教育出版社，2008.9.
［３］傅海龙，王红飞.注重物理物理问题研究 培养科学探究能力［J］.中学物理教学参考，2005.1.
［４］朱建廉.物理教学中“教育因子”的发掘［J］.中学物理教学参考，2005.4.
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