浅议探究式教学的一般过程

浅议探究式教学的一般过程福建莆田第一中学蔡辉森[摘要]本文通过分析探究式教学的一般过程，探讨探究式教学在课堂教学中的实施途径。[关键词]探究式教学一般过程随着我国新一轮的基础教育改革的不断深入，在科学课程教学中倡导学生主动参与的探究式教学受到教育界越来越广泛的重视。探究式教学是基于人们对科学发展史，特别是20世纪以来的发展史的正确认识提出的。近一个世纪来，科学技术迅猛发展，新理论层出不穷，原有的科学知识不断被补充、修正、包容或代替。这一切使人们认识到，科学知识不是固定不变的，不能把科学知识当作绝对的真理教给学生，而应作为有证据的结论，让学生模拟科学家的科学研究活动，通过对证据的寻找、理解、分析，获得对科学的认识。只有让学生亲身经历科学探究的过程，学生的科学知识、科学技能、科学态度、和科学精神才能从中形成，才能提高能力应对变幻莫测的知识经济时代。探究式教学是指教师借鉴科学研究方法，结合教学法特征，指导学生像科学家进行科学探究一样进行学习活动，从中掌握科学概念和规律，学习科学方法，发展科学探究能力，培养科学态度和科学精神的一种教学形式。在美国《国家科学教育标准》中科学探究是这样表述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”由此，可以看出，在探究式教学课堂上，学生的科学探究式学习活动在本质上与科学家的科学探究活动有很相似之处，实验上是对科学探究的探究，即模拟性的科学探究。基于这种认识，教育工作者们根据科学家开展科学探究的共同特征，对探究式教学的一般过程提出种种看法。在此，本人根据教育部制订的《物理课程标准（实验稿）》，结合此前所做的“牛顿第二定律”探究式教学试验，谈谈对探究式教学一般过程的认识。一、提出问题教师运用各种手段，整合各种媒体，创设良好的问题情境，从而调动学生的情绪，打动学生的心灵，推动学生萌发、提出问题。创设情景促进学生问题意识产生的过程，是确定学生整节课的心向的过程，对学生接下来自主、积极地开展探究活动具有重要的作用。因此，教师应针对学生普遍缺乏问题意识的情况，教给学生正确的观察方法，加强问题意识，明确问题对科学研究的重要性，促进学生提出问题能力的提高。在学习牛顿第二定律之前，学生已经知道物体所受合外力、质量和加速度的定性关系。教师联系生产生活中需要知道它们定量关系的情况，引导学生提出问题：物体所受合外力F合、质量m和加速度a的定量关系是怎样的？二、猜想与假设在教师的指导和引导下，学生尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。教师应让学生明白，猜想与假设不是凭空胡思乱想，而是根据现有知识基础作出一定的判断，以确定探究方向，因此对接下来的整个探究活动方向的正误具有重要的意义。在教学实验中，学生一般都猜想物体所受合外力、质量和加速度为正比或反比关系。三、制定计划与设计实验学生根据探究的目的，运用本身的知识、经验与同组成员协商、交流，确定探究的方法和所需的器材。教师作为参谋，为学生制定计划和设计实验提出建设性的意见，需要时教给学生新的研究方法。在本节教学中，教师首先引导学生理解控制变量法，并提出由于时间关系，这节课主要是通过实验探究在m一定的情况下，F合与a和关系，在F合一定的情况下m与a和关系用相同的方法可行。然后提出以下一系列问题引导学生设计实验：①如何做到固定物体质量m？②如何得到合外力F合？③如何得到对应的加速度a？④如何才能有足够的数据用于分析F合与a和关系？⑤怎样对数据进行分析？⑥实验结论是什么？在这里，教师让学生直接在小车上加4-6个钩码，保证小车质量远大于砂和砂袋质量，并用目测法进行平衡摩擦力，原因仅作简单说明。这样的处理可以使学生在实验中不受细节问题的干扰而增加难度，并节省时间，把重点放在实验设计、进行实验、分析数据，交流与合作上。四、进行实验与收集证据学生依据已定的方案，熟悉、使用器材，动手实验，积极观察思考，收集有利于问题解决的各种信息。学习小组进行高效的分工合作，对实验中所遇到的困难进行对话、答辩、争论，并确定解决方法。教师作为基本信息的提供者，有限的合作者，在关键处加以指点或导拔，引导学生朝向正确的方向深入开展探究活动。教学实验中，教师提出开展小组竞赛。由于竞赛活动符合学生的年龄特点，大大提高了学生探究的兴趣，调动了学生的积极性。学生们都忙碌着、参与着，并开动脑筋在小组内组织高效的分工合作，争取前五名到黑板上向全班公布本组结果的光荣。一部分小组在得出第一条纸带后，就专门让一个同学马上进行数据处理，计算小车加速度a的值，其余同学继续进行实验。其他小组见状纷纷效仿。在第一名的小组出现以后，其它的组更加紧张了，他们尽可能加快速度，争夺剩下的名额，连向教师发问也尽量用最快的语速。在四、五名的争夺中，居然一下子就有四个组的同学上来写，其中一个较高大的女生还把上来争夺位置的其它组的较瘦小的男生往台下挤。为鼓励学生们的积极性，教师只得在角落里增加两个位置，让多出来的两组写下他们的数据。整个活动中，教师四处走动，不时提出一些建议，指出实验操作的细节错误，用启发式的问题回答学生的问题，并提示他们保证实验质量。五、分析与论证学生运用数据、图表等方式，描述实验结果和有关信息，并对信息进行简单的归类、比较、因果推理，从中归纳出科学规律。教师帮助学生正确认识实验结果，在学生分析遇到困难时，教给学生新的分析方法或思路，促进学生分析能力的提高。各组的实验基本完成后，教师引导学生运用比值法或图象法对自己的数据进行分析，判断是否为正比关系。六、评估在教师的指导下，学生对探究过程和探究结果进行正确的评估，发现探究活动中存在的矛盾、问题，吸取经验实现正反馈，深化对整个探究过程的认识。教师要求各小组，特别是数据出入较大的小组，回顾实验过程，进行反思、评估，找出实验成功与不足之处。七、交流与合作通过个人努力和小组合作，学生用口头或书面的形式表达自己的探究成果，接受别人的质询，改进自己的探究方案，并对其它人的探究结果提出自己的见解。教师对整个交流和合作的过程进行调控，使学生在思想的碰撞中加深对问题的认识。教师让数据写在黑板上的小组派代表上台向全班同学作数据分析，公布他们的结论。其他同学结合自己的实验结果对他们的数据、结论给予适当的评论分析。或许刚才的竞赛活动创造了轻松的气氛，在对黑板上的数据进行评论时，所有的学生都敢于大胆发表自己的见解，显得十分自信。教师综合学生的观点，得出在m一定的情况下，F合与a成正比的结论。教师启发学生，可以固定砂和砂袋的总质量不变，用相同的方法得出小车的加速度与小车的质量成反比的关系。最后，综合以上两个结论，得出牛顿第二定律。笔者曾在不同的两个教学班分别采用开放性不一的两次教学实验，教学效果明显。课堂中出现的紧张、热烈、自由、活跃的场面是以往依照实验报告册进行“菜单式”的“验证牛顿第二定律”学生实验课堂所没有的。值得强调的是，在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及以上所有的7个要素，也可以只涉及部分要素。在实施探究式教学的初期或低年级，甚至可以只涉及一个要素。如在“共振”的教学中，着重培养学生提出问题的能力。通过以上的7个过程，在教师的指导下，学生不但能够从中学到科学知识，还能促进各种能力（如提出问题能力、动手实验能力、组织协调能力等）的发展，学习各种技能（如观察、分类、测量、交流等），并养成科学精神（如求真客观、批判创新、平等合作、不断求知等），提高科学素养。同时，探究式教学所强调的学生主动积极、合作探究、科学精神等为素质教育和创新教育在课堂教学中的落实开拓了新的路径，使之能够真正付诸于现实。参考文献：①中华人民共和国教育部制订：《物理课程标准（实验稿）》，北京师范大学出版社，2001年7月；②李华:《探究式教学的本质特征及问题探讨》，《课程·教材·教法》，2003年第4期；③罗星凯等：《“密度概念的引入”探究性教学设计》，《人民教育》，2002年第9期；④“科学探究性学习的理论与实验研究”课题组：《探究式学习：含义，特征及核心要素》，《教育研究》2001年第12期；⑤徐学福、宋乃庆：《探究教学的模拟问题研究》，《中国教育学刊》，2001年第4期；⑥靳玉乐主编：《探究教学论》，西南师范大学出版社，2001年7月；⑦人民教育出版社物理室编：全日制普通高级中学教科书（实验修订本必修）《物理》，人民教育出版社，2002年2月第2版。注：本文2003年7月发表于《中学生物理园地》CN35-1098/G4