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 序言

新的歷史條件下，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)理念已經(jīng)不能適應(yīng)新課程改革的需要。以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重要內(nèi)容的素質(zhì)教育已受到廣泛重視，因此教師應(yīng)改變原有的教學(xué)模式，在教學(xué)中積極開展探究式教學(xué)。

探究式教學(xué)概論

所謂探究式教學(xué)，就是以探究為主的教學(xué)。其目的在于：讓學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，增進(jìn)對(duì)物理學(xué)的情感，理解物理學(xué)的本質(zhì)。學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究的能力。具體來說，它是指教學(xué)過程中，學(xué)生在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，以獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容，以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對(duì)象，從學(xué)生掌握知識(shí)的實(shí)際出發(fā)，為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、調(diào)查研究、討論的機(jī)會(huì)。讓學(xué)生通過個(gè)人、小組、集體等多種解難釋疑等嘗試活動(dòng)，將自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)形式。

探究式教學(xué)在物理課程中的作用，就是將學(xué)習(xí)重心從知識(shí)的傳承積累向知識(shí)的研究過程轉(zhuǎn)化，從被動(dòng)接受知識(shí)到主動(dòng)獲取知識(shí)的轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)教學(xué)模式是一種灌輸—接受式，是以教師傳授知識(shí)為主，把知識(shí)和結(jié)論準(zhǔn)確的教給學(xué)生，而學(xué)生大多數(shù)處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，這種教學(xué)方式學(xué)生往往感受不到學(xué)習(xí)探索的樂趣，難以產(chǎn)生持久的學(xué)習(xí)興趣，不能適應(yīng)新的學(xué)習(xí)要求。

倡導(dǎo)探究式教學(xué)，體現(xiàn)的是以人為本的教學(xué)思想，是變注重學(xué)習(xí)結(jié)果為注重學(xué)習(xí)過程，變學(xué)生被動(dòng)的聽課為主動(dòng)參與，變學(xué)生的接受式學(xué)習(xí)為探究式學(xué)習(xí)，變教師為中心的實(shí)施模式為學(xué)生為主體的探究模式。只有這樣才能真正保證學(xué)生在課堂實(shí)施過程中的主體地位，才能保證新的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的貫徹實(shí)施。

如何實(shí)施探究式教學(xué)，根據(jù)現(xiàn)行教材的內(nèi)容，一般分為兩類，自由探究和定向探究。對(duì)自由探究是強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體主動(dòng)作用，學(xué)生根據(jù)自己的觀察或發(fā)現(xiàn)提出研究課題，是利用課外時(shí)間完成的，研究活動(dòng)的環(huán)節(jié)較多，研究周期較長，需要的知識(shí)面較廣，但每一個(gè)學(xué)生所能完成的課題數(shù)目極其有限。對(duì)定向探究是在課堂內(nèi)進(jìn)行的，課題的內(nèi)容服從教學(xué)進(jìn)度的需要，課題由教材或教師提出，是由教師創(chuàng)設(shè)一種情境，提出一個(gè)有待研究的問題，提供給學(xué)生探究的必須物質(zhì)、資料、設(shè)備等方面的條件，引導(dǎo)學(xué)生一步步完成探究，達(dá)到問題的解決。

因受到課堂教學(xué)時(shí)間的限制，每個(gè)課題所花的時(shí)間不可能太長，因此研究環(huán)節(jié)一般較少，而這類探究課題的數(shù)量較多，是中學(xué)物理課堂教學(xué)的核心任務(wù)，定向探究的初級(jí)階段是教師提出問題，建立假設(shè)，制定研究方案，學(xué)生檢查假設(shè)，作出結(jié)論。中級(jí)階段是教師提出問題，建立假設(shè)，學(xué)生制定研究方案，檢查假設(shè)，作出結(jié)論。高級(jí)階段是全部由學(xué)生解決，這就發(fā)展到自由探究。在定向探究式教學(xué)的實(shí)施中，我們都必須處理好以下幾個(gè)原則：

必要性原則

探究式教學(xué)時(shí)要考慮它的必要性，不能為探究而探究。因?yàn)榻虒W(xué)方式是多樣的，不同的教學(xué)內(nèi)容可采用不同的教學(xué)方式。知識(shí)性、定義類、單位及其換算類的內(nèi)容，主要采用傳授式進(jìn)行教學(xué)。如《力學(xué)單位制》《動(dòng)量和沖量的定義》等；凡是對(duì)那些概念性強(qiáng)，學(xué)生難以分清的，一般采用討論式教學(xué)。如力的概念、場的概念等；凡涉及到應(yīng)用知識(shí)的遷移能力，搜索信息能力，交流與合作能力方面的內(nèi)容，一般采用探究式教學(xué)。如《合力與分力》《原子的核式結(jié)構(gòu)》《楞次定律》等。

在探究《原子的核式結(jié)構(gòu)》時(shí)，首先指出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程，領(lǐng)會(huì)科學(xué)一般的研究方法。以湯姆生發(fā)現(xiàn)電子（科學(xué)發(fā)現(xiàn)）→原子結(jié)構(gòu)模型（棗糕模型猜想）→盧瑟福想用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想（實(shí)驗(yàn)證明）→發(fā)現(xiàn)出乎意料的結(jié)果（發(fā)現(xiàn)新矛盾）→推翻舊的猜想（提出新觀點(diǎn)）→建立新的理論（核式結(jié)構(gòu)模型）→再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等一系列曲折的科學(xué)歷程為主線，滲透科學(xué)精神的教育，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思想是必要的。建議圍繞α粒子散射實(shí)驗(yàn)，利用電腦創(chuàng)設(shè)一個(gè)“黑箱探究”的實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行觀察、猜想、研究、結(jié)果。        

所以在設(shè)計(jì)探究式教學(xué)時(shí)，關(guān)鍵還是看教學(xué)活動(dòng)的本身應(yīng)該采取哪些步驟，這就具有很大的靈活性，一定要避免由于探究式教學(xué)的形式化、僵固化，而失去它應(yīng)有的活力，這就要考慮它的必要性。

可行性原則

對(duì)探究式教學(xué)是否可行，能否順利進(jìn)行和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)，必須參考它的有限時(shí)間、實(shí)驗(yàn)器材、學(xué)生自己掌握的知識(shí)等方面的問題。一個(gè)探究式教學(xué)，需要教師的引導(dǎo)，學(xué)生的討論、交流，甚至是爭論都要有充分的時(shí)間。而45分鐘不夠，可考慮連堂的方式來完成。對(duì)實(shí)驗(yàn)器材不滿足要求可考慮替代，如《電阻的測量》、電壓表、電流表能否用毫安表代替；對(duì)直接測量不可行可采用間接測量；對(duì)定量測量很難可改為定性測量，如研究向心力大小與各要素之間的定量關(guān)系改為定性研究：感受向心力的存在；還可借助多媒體課件來進(jìn)行補(bǔ)充，如《平拋運(yùn)動(dòng)》現(xiàn)場拍照難度較大，可借助多媒體。對(duì)探究的整個(gè)過程，無論是假設(shè)、還是分析討論，學(xué)生都必須調(diào)用原有的各學(xué)科知識(shí)進(jìn)行，當(dāng)學(xué)生原有知識(shí)不夠用時(shí)，教師可提供必要的背景資料或上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行。

程序性原則

探究式教學(xué)基于科學(xué)探究活動(dòng)，具有很強(qiáng)的程序性，因此整個(gè)教學(xué)過程必須非常嚴(yán)密，具有內(nèi)在的邏輯性。基本程序是：提出問題—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—交流與合作—得出結(jié)論。如在《自由落體運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)中，探究的程序：①創(chuàng)設(shè)情境提出問題：紙片和粉筆頭由同一高度下落，紙團(tuán)和硬幣由同一高度下落。比較下落的快慢？②猜想與假設(shè)：重的物體下落的快些，下落快慢與物體所受重力大小有關(guān)，有空氣阻力的原因等等。③制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取兩張相同的紙片，剪去一張的部分并揉成紙團(tuán)再同時(shí)下落，“輕的紙團(tuán)下落的快”，再讓等重的紙片和紙團(tuán)同時(shí)下落，觀察到下落快慢不同。④分析驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)烈對(duì)比，激發(fā)學(xué)生的興趣，促使學(xué)生積極探究，跳出物體下落快慢與物體重力相關(guān)的思維圈套，再去分析空氣阻力的影響。然后，教師再進(jìn)行演示，在真空管中羽毛和金屬片下落實(shí)驗(yàn)。⑤交流與合作：在忽略空氣阻力時(shí)，物體下落快慢是相同的。并通過閃光照片的分析，得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

開放性原則

開放性是探究式教學(xué)最顯著的特性。探究式教學(xué)從實(shí)質(zhì)上講就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，這也是探究活動(dòng)進(jìn)行下去的動(dòng)力源泉，這和傳統(tǒng)的以傳授知識(shí)為主的教學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別。這就要求教師不能設(shè)計(jì)過多的教學(xué)事件來干預(yù)學(xué)生的探究過程，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。當(dāng)然，開放性決不意味著放任自流，教師要注意收集、整理、恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)行環(huán)境設(shè)計(jì)，更好的實(shí)現(xiàn)探究。如在《研究滑動(dòng)摩擦力》的教學(xué)中，同學(xué)們通過身邊的例子提出了很多現(xiàn)象，比如：教師寫粉筆字、學(xué)生寫鉛筆字、做清潔拖地、搓手、滑冰等，這樣學(xué)生的思維發(fā)散開去的同時(shí)，接著組織學(xué)生體驗(yàn)搓手、拖地等實(shí)驗(yàn)，總結(jié)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件、作用的效果、方向及定義。這樣學(xué)生通過觀察、體驗(yàn)、分析、總結(jié)，愉快的完成學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

適度性原則

適度，主要是指探究內(nèi)容難度上和探究時(shí)間長短上的適度。探究的內(nèi)容不能過于復(fù)雜，探究問題的難度應(yīng)是通過學(xué)生可以解決的，即通過學(xué)生已有的知識(shí)、能力的提取和綜合，可以進(jìn)行探究并得到結(jié)果的。當(dāng)然，內(nèi)容也不易太容易，太容易的內(nèi)容讓學(xué)生感到?jīng)]有挑戰(zhàn)，失去探究的興趣。如在摩擦力一節(jié)教學(xué)中，可提問：甲隊(duì)和乙隊(duì)進(jìn)行拔河比賽時(shí)，比的是兩隊(duì)的力氣嗎？比的是拉力的大小嗎？就不能提問：比的是個(gè)子的高矮嗎？比的是人向后傾倒的角度嗎？這就要注意適可而止。因此，中學(xué)課堂研究，一般每次探究活動(dòng)只包含一個(gè)中心問題便可。

層次性原則

探究式教學(xué)在設(shè)計(jì)上要遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的原則，注意探究的層次性。對(duì)同一個(gè)探究內(nèi)容要有一定的層次性，如在探究動(dòng)量定理時(shí)，先演示雞蛋從同一高度自由下落，第一次落在地板上，雞蛋被打破；第二次落在泡沫塑料上，沒有被打破。猜想為什么？再演示把壓在木塊下面的紙抽出來：第一次將紙迅速抽出，木塊幾乎不動(dòng)；第二次將紙較慢地抽出，木塊反而被拉動(dòng)了。進(jìn)一步猜想為什么？在運(yùn)動(dòng)的合成與分解中，可先探究運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則，然后進(jìn)一步探究什么情況下合運(yùn)動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)？什么情況下合運(yùn)動(dòng)做曲線運(yùn)動(dòng)？只有在學(xué)生逐步習(xí)慣并掌握這種學(xué)習(xí)方式后，才能經(jīng)歷更高層次的探究活動(dòng)。

多樣性原則

高中物理探究在方法上要引導(dǎo)多樣化，學(xué)生想探究的問題也是多樣的、開放的，這些問題可能涉及現(xiàn)實(shí)生活的各個(gè)方面，只有這樣才能滿足不同層次學(xué)生的需要。高中物理探究活動(dòng)的方法要多樣，方式要靈活，內(nèi)容要豐富，不僅適應(yīng)必修部分，在選修部分也有相應(yīng)的探究內(nèi)容，不僅力學(xué)有探究內(nèi)容，如《牛頓第二定律》、《力的合成與分解》、《平拋運(yùn)動(dòng)》、《自由落體運(yùn)動(dòng)》、《動(dòng)量守恒定律》、《超重與失重》等。在電磁學(xué)方面，如《帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)》、《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)》、《電阻的測量》、《楞次定律》等。在熱學(xué)方面，如《油膜法測分子的大小》等。在光學(xué)方面，如《光的折射定律》、《光的干涉》、《全反射》等。在原子物理方面同樣也有探究內(nèi)容，如《原子的核式結(jié)構(gòu)》。

可操作性原則

課堂探究希望有結(jié)果，因此探究內(nèi)容應(yīng)該選擇通過有步驟的探究活動(dòng)可以得到答案的內(nèi)容；選擇探究結(jié)果與某些變量之間具有因果關(guān)系，通過演繹推理是可以成立的內(nèi)容；探究過程中所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是通過實(shí)驗(yàn)器材可操作而完成，或通過多媒體課件幫助可達(dá)到效果的內(nèi)容。這就要求探究實(shí)驗(yàn)方案具有可操作性。如牛頓第二定律的探究，其中要控制的變量多，讓學(xué)生體會(huì)到控制一個(gè)量不變，改變其中一個(gè)量，研究另一個(gè)量的變化。需要測量的物理量多，有小車的質(zhì)量、沙桶的質(zhì)量、紙帶上的一系列數(shù)據(jù)及其處理。

小結(jié)

教育部頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出物理課程的目的是提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，要真正落實(shí)新課標(biāo)的要求。促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，則需要深入開展課堂教學(xué)的改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的多樣化，要求開展以探究為核心的探究式教學(xué)。這為學(xué)生的終身發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，為學(xué)生的科學(xué)探究搭好了平臺(tái)。

   探究式教學(xué)案例分析：

電路的設(shè)計(jì)與測量

教學(xué)目標(biāo)

認(rèn)識(shí)目標(biāo)：知道電學(xué)物理量的測量需要設(shè)計(jì)電路、選擇儀表、連接實(shí)物線路。

能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題并提出問題的能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和隨時(shí)處理實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力。            

情感目標(biāo)：通過教師設(shè)置情境和熱情引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生敢于探索、敢于提問、勇于創(chuàng)新。培養(yǎng)學(xué)生熱愛物理，熱愛科學(xué)的情感。

學(xué)法指導(dǎo)目標(biāo)：敢于提問、勤于思考、細(xì)心觀察、多做比較、善于討論。

人際交往目標(biāo)：學(xué)會(huì)同學(xué)間交流與合作，學(xué)會(huì)參與小組活動(dòng)。

教學(xué)環(huán)節(jié)

引出課題：

    測量電阻的方法很多，可用歐姆表直接測量，但歐姆表直接測量比較粗略，精度不夠，因此可用替代法、比較法、半偏法間接測量。這節(jié)課采用伏安法測量，鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)計(jì)電路。

確立實(shí)驗(yàn)研究思想：

    引導(dǎo)學(xué)生思考安培表的內(nèi)接、外接兩種方式�；瑒�(dòng)變阻器的分壓式、限流式兩種電路；儀表的選擇原則及方法。拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究思想。

實(shí)驗(yàn)探究過程

采用邊設(shè)計(jì)、邊實(shí)驗(yàn)、邊討論的探究模式，讓學(xué)生按實(shí)驗(yàn)研究思想的要求，分步進(jìn)行探究，但始終離不開實(shí)驗(yàn)原理。根據(jù)歐姆定律，測電阻兩端電壓和通過電阻的電流。所以無論哪一種方法，都離不開測電壓、測電流。

若采用分壓式電路，探究安培表內(nèi)接和外接兩種方式