1 探究学习及其目标定位

1．1 探究学习的内涵

探究学习是学生在教师的指导下，以一种类似科学研究的方法对问题进行分析和研究，从而主动地解决问题、获得知识的学习过程。探究学习的内涵有四层：是在教师指导下进行的，不是学生完全自主地探究和解决问题；是学生自主探索的过程，学生在教师创设的问题情景中，自己去探索、去分析、去解决问题，从中感悟和获得知识；是使学生利用类似科学研究的方式进行学习的，具有目的性和指导性，不同于真正的科学探究，旨在使学生经历过程、感悟方法、获取知识、提高能力；是一种在探究教学下的学习模式，教师有章可循，学生有“路”可走。

1．2 物理教学中探究学习的目标定位

探究学习的目标有四层：首先，通过学生亲自参与对物理现象的观察和对物理规律的探索过程，培养其观察能力和提出问题的能力。探究学习是一种学习方式，不可能达到科学发现的水平，学生在获得知识的过程中，逐渐形成一种喜爱质疑、乐于探究素养，保持积极获取知识的兴趣和探索创新的动机；其次，通过参与科学探究活动，培养学生收集信息和处理信息的能力。探究学习因其自身的开放性，使学生一是涉及内容广泛，如网络、电视、图书馆、实践活动等信息通道，都是学习内容的来源；二是学生思维开放，各自从不同的角度去分析和处理从不同通道获得的信息，因此，探究学习是学生不断收集和处理信息的过程，是锻炼学生收集和处理信息能力的过程；再次，探究学习使学生从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试用已知知识去解释某些具体问题，从而培养学生的分析概括能力，解决实际问题的能力；最后，探究学习要求学生合作和交流，故探究学习过程也是培养学生的交流能力和团队精神的过程。

2 探究学习在物理教学中关注的问题

2．1 在物理教学中，通过把握过程而获得物理知识

“探究学习”的特点之一是“学生自主地抓住自然的事物、现象，通过探究自然的过程而获得知识”。这就是说，在物理教学中，教师要把握好“知识”与“过程”的关系，这二者究竟谁为重点，正是传统教学与“探究学习”的区别，探究学习中不过分追求知识的严密性和现成的结论，而正视探究自然的过程，将过程列为重点，要通过过程的探究而获得知识。因此必须注意两个过程：首先，通过实验探究体验知识形成过程。在物理学中，许多事物的本质属性要通过实验才能揭示，如电流的磁效应，通过实验揭示其本质属性，学生才能透过现象看到本质。有些概念或规律通过实验数据的比较、抽象才能得出，如，密度概念对初中生也是很抽象的，通过实验，对同一种物质不同质量与其所对应体积的比值研究，学生马上会发现：比值是一定值，它揭示了物质的本质属性，定义为密度。在此过程中学生既理解了密度概念，又学会了比值定义法。所以，探究实验的过程，往往就是获得知识的过程。其次，通过逻辑推理与数学模型的方法探究物理知识的形成过程。许多物理规律、公式是运用已学过的知识，在具体条件下推导而得出的，怎样引导学生进行创新思维，这又是一个教和学的重点问题。探究学习应以引导为主，让学生练习逻辑推理的思维方法。如，已知P＝A/t让学生导出P＝F·V，既使学生明白了平均功率和瞬时功率的概念，又使学生明白了功率一定时牵引力与速度的关系。

2．2 在物理教学中，教师要有目的的培养学生从事物理研究的能力

“探究学习”的特点之二是旨在培养学生从事研究的必要的探究能力。这种探究能力，主要包括学科的学习方略、思维方法和正迁移的能力。学科的学习方略：物理学是以实验为基础的学科，所以该学科的主要学习方略就是物理实验和思维方法。从自然科学认识论来看，主要是从感性到理性，从形象到抽象的认识过程。坚持实践→认识→再实践→再认识的认识论。从方法论来看，就是坚持理论与实践的统一，其方法要有序可寻，循序渐进。整个方略将由观察→实验→控制条件→测量→记录→数据处理和解释→分类→抽象、推理→发现规律性→模型化→提出假说→验证假说等诸环节组成。将其有机地综合为一体则是学习物理的过程。所以，在教学过程中，教与学要遵循这一方略和过程来进行。学科的思维方法：探究问题的思维方法主要包括以下几点：一是学会系统思维，提高发现知识内在规律的能力；二是学会逆向思维，提高从正反两面分析问题的能力；三是学会概括思维，提高科学归纳与综合能力；四是学会辩证思维，提高全面考虑问题的能力；五是学会顿悟思维，提高直觉能力；六是学会发散思维，提高多角度着手处理问题的能力。学科的知识迁移：迁移是将已学过的知识在一定条件下的应用，主要是学习者认知结构水平与思维方法的结合问题。这两点解决得好，就能实现具体情境中知识的正迁移。

2．3 在物理教学中要认真地教好概念和学好概念

“探究学习”的特点之三是旨在有效地形成认识自然之基缘──—科学概念。这一点说明了概念学习的意义，它是认识和理解事物的基础，所以，在物理教学中要重视概念的教与学。物理概念是客观事物的物理本质属性在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象。它是知识的单体，有人也称其为知识的细胞，所以学习每一学科，真正的认识自然，必须从概念学习做起。对概念的学习，要注意三点：首先，正确地形成概念。概念是通过抽取事物特征和将具体事例归类而形成的。要注重学习概念的形成过程，学会分析事物特征，利用正例与反例的比较、归类，最后形成概念。其次，关注概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性，外延是概念本身的应用范围。最后，注意概念的同化，找出概念的隶属关系。即注意好某些概念的上、下位和并列关系，这样才能从概念出发，学会规则学习，乃至高级规则学习。

2．4 在物理教学中，要培养学生积极学习和探索物理学奥妙的个性品格

“探究学习”的第四个特点是培养探究未知世界的积极态度。这种探究态度和积极性，只能在自主地抓取自然事物、现象的探究活动中逐步培养。这种个性的品格或积极的态度，在我国学者看来，属于非智力因素，在西方学者看来，属于情感目标范畴。智力因素对认知学习有着积极的促进作用，虽不能直接参与同化，但起到了动力作用。其目标又分为“接受”、“反映”、“价值化”、“组织”和“体系性格化”五个层次。初中生是不易达到较高层次的，一般达到“价值化”就不错了。高中生能达到“组织”、“性格化”的层次。情感目标的达成，离不开认知学习，即在自主地抓住自然事物、现象的探究活动中才能形成。所以情感目标的达成要从认知学习开始，离开这一点，谈什么学科态度的培养都是一句空话。

3 探究学习的实施过程及指导策略

探究学习的实施问题，许多专家提出了不少模式。如萨其曼（R．Suchman）的探究训练模式；施瓦布的生物科学探究模式；美国国家理事会于2000年组织编写的《探究与国家科学教育目标—教学指南》，将探究教学分为五个阶段：提出问题、收集资料、形成解释、评价解释和交流论证；我国的《物理课程标准》，也明确提出了科学探究的七个阶段：提出问题、猜想与假没、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。

根据上述探究学习的不同模式和共同特点，我们把探究学习过程分成四个阶段的实施和指导。

问题阶段：主要包括两项内容：一是提出问题，可以由教师创设问题情景，激发学生的问题意识，自发提出问题，也可以由教师提出问题，激活学生思考；二是确定选题，从所提问题中提炼出主要问题，明确探究方向，也可以形成相关的假说或猜想。这一阶段教师指导时要注意以下策略：一是创设一个民主、活跃的学习氛围，激励学生提出问题，大胆创新，教师要宽容学生的错误，当好学生的“催化剂”；二是教师创设问题情景时，一定要注意“吃透”学情，把问题设置在学生的“最近发展区”，达到“跳一跳，摘桃子”的水准，这样可以使学生提高探究的积极性，变“要我探究”为“我要探究”；三是教师要注意问题的价值性和可行性。价值性体现在学生所学知识结构和解决生活中的实际问题两个方面，可行性体现在所选课题开展探究时，所受主客观条件及各种制约因素。在具体指导方法上，可以有范例引路、选题推介、随机点拨和借题发挥等方法，同时还要对选题过程及时总结。计划阶段：主要任务是制订计划与设计实验，由每个学习小组自己根据探究的问题、探究的目的和已有条件制订计划与设计实验。这里包括选择科学探究的方法、所需要的器材、影响实验的主要因素及实验步骤。实验常用的设计方法有：平衡法、转换法、放大法、比较法、再现法。本阶段很重要，决定着整个探究学习过程是否能顺利、有效地进行。教师一定要及时发现问题，引导学生讨论完善，对计划的可行性和可操作性作出合理的评估，对一些难度较大的问题，可以提供一份正式探究方案的范本，并对实验器材、实验步骤、实验中应注意的问题做出指导。研究阶段：这一环节有两个难点：一是不可预测的问题不易控制；二是课堂探究时间不易控制。这就要求教师有扎实的基本功和充分的准备。主要任务是，进行物理实验、收集和处理信息。教师在指导策略上要注意以下几点：首先，教师是帮助者和指导者，不能代替学生探究；其次，教师要及时指导学生的实验方法，实验技能，及时排除实验故障，有意培养学生的科学探究素养。在学生进行实验时，教师要巡回观察和监督，一是在处理问题时，给学生提供必要的资料、器材和技术指导；二是要求学生客观记录实验结果；三是指导学生收集有用信息、处理实验结果。物理实验的数据处理方法有三种：列表法、解析法、作图法。通过对实验结果的分析、论证，引导学生学会查特征、找规律，归纳实验结果。评估交流阶段：主要任务是对上一阶段的结果进行分析，即评估其价值性，然后进行学习小组间的交流，对于结论不同之处，进行合作探究，共同寻求问题所在。出现解释谬误的主要原因有四：理论不完善或证据不充分；错误地根据因果关系；错误地运用推理；主观片面性。教师在指导时要注意以下方面：一是多鼓励少指责，注意培养学生的探索热情。遇到问题教师可以提出引导学生思考的问题，循循善诱。二是鼓励学生敢于暴露自己的问题，勇于交流，在交流中互相学习，取长补短。三是引导学生学会反思，对实验及取得的证据、分析及逻辑推理和应用进行反思，教师可提供一些反思的方法。四是教师要做出终结性评价，肯定成果，以使学生通过探究学习有所收获。