1、物理論文之淺談科學(xué)探究的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施中的幾個(gè)問題 義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容，旨在將學(xué)習(xí)重心從過去的過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，這一方面為實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的多樣化提供了有效的途徑，另一方面也為落實(shí)“過程與方法”目標(biāo)找到了可靠的載體，同時(shí)也使得物理教育在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度有了可操作的內(nèi)容。 關(guān)于在義務(wù)教育階段物理課程中落實(shí)科學(xué)探究的問題，在課標(biāo)中列出了如下的基本要素：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、評(píng)估、交流與合作。那么這些要素（或科學(xué)探究的環(huán)節(jié)）在教學(xué)中如何落實(shí)呢？

2、 在課標(biāo)物理教材的試教過程中，關(guān)于如何有效的進(jìn)行科學(xué)探究的教學(xué)，廣大教師做了很多有益的嘗試，但也還存在著許多值得研究的的問題，如在實(shí)際教學(xué)中所遇到的教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)緊張之間的矛盾；將科學(xué)探究內(nèi)容本應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷或體驗(yàn)的探究過程轉(zhuǎn)化為知識(shí)性的內(nèi)容進(jìn)行講授；將科學(xué)探究變成傳統(tǒng)意義上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)等。那么如何才能設(shè)計(jì)好科學(xué)探究的教學(xué)，使課標(biāo)中提出的物理課程的三維目標(biāo)真的落到實(shí)處呢？筆者結(jié)合教材培訓(xùn)和深入試驗(yàn)區(qū)聽課的過程的一些體會(huì)，談點(diǎn)粗淺的看法。 一、科學(xué)探究教學(xué)的設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 為了科學(xué)有效的實(shí)施科學(xué)探究教學(xué)，筆者認(rèn)為科學(xué)探究教學(xué)的設(shè)計(jì)應(yīng)在認(rèn)真分析科學(xué)探究的內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的能力水平的基礎(chǔ)上，思考清楚如

3、下幾個(gè)問題： 1明確科學(xué)探究的目的，挖掘?qū)W生在經(jīng)歷科學(xué)探究過程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié) 教師要有目的地設(shè)計(jì)物理探究活動(dòng)的內(nèi)容、目標(biāo)、形式、方法和評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容，特別是要根據(jù)具體的探究內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，從落實(shí)物理教育的三維目標(biāo)來全面的考慮，充分挖掘科學(xué)探究的“過程與方法”、“情感態(tài)度和價(jià)值觀”方面的教育因素，突出科學(xué)探究的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，而不必對(duì)科學(xué)探究全部要素都面面俱到。 例如對(duì)于探究熔化與凝固的條件，由于有些教材對(duì)此教學(xué)內(nèi)容安排得比較靠前，學(xué)生尚沒有較強(qiáng)的科學(xué)探究能力，同時(shí)學(xué)生對(duì)不同物質(zhì)的熔化與凝固現(xiàn)象缺少必要的感性認(rèn)識(shí)，因此對(duì)于“猜想與假設(shè)”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等環(huán)節(jié)可以由教師直接給出，而應(yīng)將學(xué)生

4、探究的重點(diǎn)放在“收集證據(jù)”、“分析與論證”和“交流與合作”等環(huán)節(jié)上。這樣可以充分的讓學(xué)生體驗(yàn)他們力所能及的科學(xué)探究過程，從而有效的落實(shí)過程與方法目標(biāo)。 再如探究凸透鏡成像的規(guī)律，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，一般對(duì)凸透鏡成像已有初步的了解，但由于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作相對(duì)較為抽象，所以“提出問題”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”就不應(yīng)是本探究活動(dòng)的重點(diǎn)，而應(yīng)將探究的重點(diǎn)放在“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”、“分析與論證”和“評(píng)估”等環(huán)節(jié)上。 2面向全體學(xué)生，突出學(xué)生的主體地位 在學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程中，要充分尊重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用，教師應(yīng)成為科學(xué)探究活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者。科學(xué)探究與傳統(tǒng)意義上的學(xué)生

5、實(shí)驗(yàn)不同，傳統(tǒng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)是在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、記錄表格等基礎(chǔ)上，期望學(xué)生能得出統(tǒng)一的結(jié)論。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作能力方面有它的積極作用，但也必須看到這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和情感等方面的弱勢(shì)。 課標(biāo)所倡導(dǎo)的是學(xué)生主動(dòng)參與式的科學(xué)探究，因此在讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程中，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重學(xué)生之間的交流與討論，允許學(xué)生提出和實(shí)施不同的探究方案。如對(duì)于探究平面鏡成像的特點(diǎn)，由于探究的操作并不復(fù)雜，同時(shí)學(xué)生對(duì)于平面鏡成像像問題在日常生活中已有較豐富的感性認(rèn)識(shí)，因此探究的重點(diǎn)可以放在“提出問題”、“猜想與假設(shè)”、“

6、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等環(huán)節(jié)上。學(xué)生根據(jù)日常生活的經(jīng)驗(yàn)猜想可能是像的大小與物到鏡的距離有某種關(guān)系、物和像到鏡的距離可能相等，等等，并會(huì)提出各種不同的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)。這時(shí)我們應(yīng)尊重學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，為他們提供必要的器材，以滿足學(xué)生的主體意識(shí)。特別是對(duì)哪些在掌握知識(shí)與技能目標(biāo)不太理想的學(xué)生，更要尊重他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，在教師的引導(dǎo)與點(diǎn)拔的基礎(chǔ)上，從實(shí)驗(yàn)器材方面盡量滿足他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，以使他們也能體驗(yàn)到成功的喜悅。 3科學(xué)探究的教學(xué)設(shè)計(jì)要符合科學(xué)性原則 科學(xué)性原則包括兩層含義： （1）從教育科學(xué)的角度看，教學(xué)設(shè)計(jì)要科學(xué)，要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有實(shí)際能力水平。物理教學(xué)中的科學(xué)探究與科學(xué)家的探究活動(dòng)

7、不同，因此教師的組織者、引導(dǎo)者的作用主要體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計(jì)要是充分考慮教學(xué)中的可行性問題，同時(shí)還要尊重個(gè)體差異，面向全體學(xué)生，使每個(gè)學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中都能得到成功體驗(yàn)。 （2）從科學(xué)方法論角度看，教學(xué)內(nèi)容要科學(xué)，要符合科學(xué)探究方法的邏輯關(guān)系。有些教師在教學(xué)中將科學(xué)探究的目標(biāo)直逼知識(shí)與技能目標(biāo)，而不顧科學(xué)探究過程中科學(xué)方法的滲透與體驗(yàn)。如在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系中，得出電阻一定時(shí)IU、電壓一定時(shí)I1/R的關(guān)系誠然是重要的，但這個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)的重點(diǎn)應(yīng)是讓學(xué)生體會(huì)如何控制變量，如何分析與論證電流與電壓、電阻的正、反比關(guān)系，而有的教師只關(guān)注知識(shí)目標(biāo)，草率的處理分析與論證過程，而急于給出I=U/R的關(guān)

8、系式。顯然IU、I1/R與I=U/R關(guān)系式之間還是有一段距離的（這要求上述的兩個(gè)比例式中的比例系數(shù)要相同才行），如果不分析清楚這種不完全歸納的局限性、不對(duì)歐姆是如何通過艱苦的研究過程才得出歐姆定律的過程進(jìn)行必要的說明，而急迫的總結(jié)出I=U/R關(guān)系式，一方面學(xué)生的分析與論證過程中能力的培養(yǎng)難以落實(shí)；另一方面學(xué)生會(huì)感覺得出物理規(guī)律并不難，并會(huì)將這種簡(jiǎn)單的總結(jié)方法盲目的推廣；同時(shí)也失去了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、勇于探索的科學(xué)態(tài)度的良好時(shí)機(jī)。二、科學(xué)探究教學(xué)的實(shí)施策略 在實(shí)施科學(xué)探究教學(xué)中一個(gè)突出的問題是教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)緊張之間的矛盾，常聽一些教師講，在現(xiàn)行的課時(shí)安排下，很難面向全體學(xué)生，很難落實(shí)科學(xué)探究的七

9、個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的器材配備也不能滿足學(xué)生的探究活動(dòng)。其實(shí)只要是認(rèn)真研究具體的科學(xué)探究的內(nèi)容，分析清楚科學(xué)探究的目的和學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，解決上述矛盾來是有出路的。 1面向全體學(xué)生分層次提問，充分交流和討論 不論是在提出問題、猜想假設(shè)，還是在分析論證、交流與合作等環(huán)節(jié)上，一般教師都愿意由基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生作為主發(fā)言人談自己的看法，再由教師的點(diǎn)評(píng)。其實(shí)我們可以先由基礎(chǔ)欠佳或能力不理想的學(xué)生先發(fā)表自己看法，再由基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生來補(bǔ)充，這樣可以給不同層次的學(xué)生都有表現(xiàn)和體驗(yàn)成功的機(jī)會(huì)，其所用的教學(xué)時(shí)間并不會(huì)有太大的差別。因此我們?cè)趯?shí)施教學(xué)的過程中，要尊重每一個(gè)學(xué)生，適時(shí)的為他們創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)成功

10、的環(huán)境。 2分散與集中相結(jié)合解決課時(shí)矛盾 對(duì)于某一具體的科學(xué)探究內(nèi)容，學(xué)生可能提出不同的猜想和假設(shè)，因而設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案。如果每個(gè)學(xué)生對(duì)所有的猜想和假設(shè)都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，課上的時(shí)間有時(shí)會(huì)很緊張，所以我們可以讓學(xué)生根據(jù)自己的猜想和假設(shè)（或在眾多的猜想和假設(shè)中選擇一兩個(gè)）進(jìn)行驗(yàn)證。然后通過交流和討論將每一種猜想和假設(shè)的驗(yàn)證情況進(jìn)行“資源供享”，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)于課上未進(jìn)行驗(yàn)證的內(nèi)容在課下再進(jìn)行研究，這樣便可以解決課時(shí)緊張的困難。 如探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素，學(xué)生根據(jù)日常生活中的經(jīng)驗(yàn)和教師對(duì)電流和水流的類比，有可能對(duì)影響的因素進(jìn)行合理的猜想，如電阻與導(dǎo)體的材料、長短、粗細(xì)、溫度等有關(guān)，我們可以將

11、學(xué)生分為四組分別進(jìn)行驗(yàn)證，然后再通過交流和討論，統(tǒng)一驗(yàn)證同一因素的各組之間的認(rèn)識(shí)，并匯總驗(yàn)證不同因素的各組的結(jié)論，從而得出影響導(dǎo)體電阻大小的因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)既可以在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成探究任務(wù)，又使學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究過程中對(duì)“過程與方法”進(jìn)行了充分的體驗(yàn)。所以這樣的處理可以提高科學(xué)探究教學(xué)的效率，同時(shí)也不消弱使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程的教育功能。 3開放與集中相結(jié)合，解決實(shí)驗(yàn)器材不足的困難 由于目前學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的器材配備是按過去教學(xué)大綱的要求裝備的，所以面對(duì)新教材的使用，顯得有些不匹配。因此我們可以采取開放式研究與集中討論相結(jié)合的方法來解決所面臨的困難。 如對(duì)于探究影響摩擦力大小的因素的教學(xué)，由于學(xué)生在日常生活中對(duì)摩擦力已有較豐富的感性認(rèn)識(shí)，當(dāng)然其中也不泛一些片面的認(rèn)識(shí)。因此在“猜想與假設(shè)”和“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的過程中，學(xué)生會(huì)提出各種不同的猜想，并設(shè)計(jì)出多種可能的驗(yàn)證方案。考慮到這個(gè)探究活動(dòng)內(nèi)容的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)器材較為簡(jiǎn)單，因此應(yīng)允許學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方案進(jìn)行個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)，而不必局限在統(tǒng)一的用測(cè)力計(jì)在木板上拉木塊的模式。如有的學(xué)生提出用手在桌面上摩擦、并在手與桌面之間墊上不同的材料來體驗(yàn)影響摩擦力大小的因素；有的學(xué)生提出通過改變斜面的傾角來改變壓力大小的方法；有的學(xué)生提出將木塊壓在豎直墻壁上、并在木塊與墻壁之間