探究教学是达成三维目标的有效途径

　　摘 要： 本文根据目前探究教学还是停留在公开课、示范课、比赛时的作秀，没有成为教师发自教学需要的常见的教学方式的现状，从正确认识探究教学与三维目标的前提下，提出了探究教学是达成三维目标的有效途径。
　　关键词： 常见教学方式 探究教学 三维目标达成 有效途径
　　
　　如今多媒体手段已成为师生创设教学情景的常用手段之一，不用说大的教学比赛，就是平时认真准备一节课自然而然地用上了多媒体。探究性教学何时能像多媒体技术一样真正走进教师的课堂，成为师生教育教学的常规教学方式和学习方式之一，不是公开课、示范课、比赛时的作秀，而是一种发自教学需要的自觉的教学行为模式。我们认为这需要对探究教学与三维目标的达成有一个正确的认识。
　　一、探究教学的认识
　　1.探究教学概念的理解
　　什么是探究教学？美国的《国家科学教育标准》指出：探究教学的核心是把培养科学的思维能力作为基本目标，把科学思想和科学方法作为最主要的教育内容，贯穿让孩子们参与科学探究的过程中的“以探究为中心”的教育方法。在《新课程标准》中对科学探究的表述是：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作出解释的各种方式。科学探究也指学生构建知识，形成科学观念，领悟科学研究方法的各种活动。施瓦布认为探究学习是指儿童通过自主地参与知识的获得过程，掌握研究自然所必需的探究能力，同时形成科学概念，进而培养探究世界的积极态度的活动。可见，探究不仅具备知识形成的本质特征，而且是一种方法和过程，还是一种态度。探究学习是新课程改革的一个亮点和热点，它不仅有利于学生溯源知识的来龙去脉，学会科学方法，而且有利于形成良好的情感、态度和价值观。
　　2.高中物理教材对探究教学的安排
　　首先，相对于现行教材，新教材的安排从整体上就是以探究的思路展开的。全书提出各种各样问题来引导探究。如：必修第一章《运动的描述》。讲到机械运动：对于机械运动，怎样描述机械运动？科学家应该怎样描述物体的机械运动？讲到质点，在力举各种物体运动的情况下，提出：可见要准确描述物体的运动，并不是一件容易的事，困难和麻烦出在哪里？实际物体的运动是复杂的，如果物体都是一个个只有质量、没有大小的“点”，问题就简单了。那么，什么情况下可以把物体看做这样的“点”呢？如：在第二章开始的时候，我提出问题：小车在重物牵引下运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的？然后引导学生进行实验，分析数据，得出结论。然后在第二节开头又提出：在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？接着引导学生探究匀变速直线运动的速度与时间的关系规律。这是一个典型的科学探究事例。如：第七章万有引力定律的教学，教材整章就是按万有引力定律的发现历程展开的：
　　从行星的运动→太阳与行星间的引力→月地检验→万有引力定律→引力常量的测定，等等。
　　其次，教材编写中对于一些物理规律的习得过程，教材中特意设计成了探究式的实验，以便学生在学习物理规律的同时，经历探究规律的过程，了解科学的方法。有些实验，探究性很强，这一点在实验的标题中都明确地标示出来了。如：第二章第一节“实验：探究小车速度随时间变化的规律”、第三章第四节“探究求合力的方法”、第五章第六节“探究功与物体速度变化的关系”、第六章第三节“探究平抛运动的规律”，等等。
　　再次，从教学活动的角度讲，高中物理中的科学探究不全是实验探究，如第五章第五节“探究弹性势能的表达式”、第六章第六节“探究向心加速度大小的表达式”等。实验是物理学的基础，这是从整体上说实验推动了物理学的发展，而绝不是说，物理学中的每一个规律都“应该”或者“可以”直接由实验总结出来。明确了这个认识以后，在学习过程中我们就敢于确认：只要包含了科学探究的若干要素，但不包含学生实验或演示实验的教学过程，也是科学探究。探究既有动手的实验探究，又有纯思维的探究。
　　最后，教材在其他方面也对探究活动给予了特别的关注，设计了思考与讨论、做一做、科学足迹、说一说、科学漫步、STS等多种形式的栏目。书本最后还有课外读物及推荐网站。为了突出科学探究的本质，避免对探究产生形而上学的认识，教材中没有单独设立“探究”的栏目。因为如果设置这样一个栏目，似乎不是这个栏目的内容就不是探究了。其实科学探究是人们由未知经过探索，到已知的一种过程。只要学生体验了这个过程，也就经历了科学探究，从这个角度来讲，科学探究更是一种精神。在一定程度上可以说，人们对未知事物的探求精神是与生俱来的。科学教育应该保护并发扬学生的探究精神。所以，探究教学应该成为伴随科学教育的常见教学方式。
　　二、三维目标的理解
　　新课程提出知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维教学目标。
　　1.三维目标的构建是一种继承与发展。
　　过去受凯洛夫教育理论的影响，在应试文化的氛围下，导致教师的教学行为过于追求短期效果，忽视学生科学素质的养成。注重基础知识与基本能力的教学，忽视了知识获取与能力养成的途径与方式方法，更忽视了学生学习兴趣的培养，积极情感与正确态度的养成以及正确价值观的树立。在新课程实施前的20年教育改革中已经正视到这个问题，许多有识之士已经非常重视过程教学、重视启发式教学，重视引导学生。一直以来教师就认为充满研究氛围的课是好课。尽管那时侯的探究是为了更好地理解知识，激发学生的兴趣也是围绕知识目标的更好实现。但无形中对三维目标的明确提出提供了研究基础。新课程致力于改变以往过于注重知识的取向，强调知识学习过程，方法习得过程与情感态度价值观养成过程的统一，并从“知识与能力”“过程与方法”“情感态度与价值观”三个维度对课程目标进行了重新构建。可见三维目标不是现在才有的，它的提出是基于历史的继承与发展。
　　2.三维目标的构建是对科学教育本质认识的一种飞跃。
　　三维目标不仅是对“基础知识和基本技能”培养目标的补充和完善，而且是在科学教育本质的认识上的一种飞跃。如《原子结构的教学》：电子的发现催生了“枣糕式结构”模型、粒子散射实验使“枣糕式结构”模型受到了挑战，卢瑟福提出了核式结构模型，核式结构模型无法解释原子的线状谱，玻尔提出三条假设，玻尔模型圆满的解释了氢原子发光机理，但对核外有两个电子以上的原子发光机理却不能完全解释。抛开过多的经典理论根据量子理论最后得到原子核外“笼罩”着“电子云”的原子结构模型。可见，人类的认知过程本来就是探究的过程。这就是说，物理学本身就是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。三维课程目标乃是物理学本质在教育中的反映。科学的过程与方法、情感态度与价值观不是我们给物理学“贴”上去的，它是物理学本身固有的。强调三维课程目标是按物理学的本来面目教学。
　　3.三维目标的内涵是科学文化的表现。
　　科学知识是人类长期探索客观世界的结果，在此过程中伴随着科学方法、科学精神、科学的世界观等精神层面的东西，均属于科学文化的一部分。物理学不仅以其概念、原理和规律揭示了自然界基本运动形式的诸多真理，而且以在建立这种知识体系的过程中所升华和发展了的科学思维和研究方法，推动科学的继续进步。与此同时，它的知识、方法和思想对人类活动的广阔领域都产生了影响，尤其是它的每一次重大成就，都改变着人们的自然观、世界观，成为人类思想和观念进步的伟大阶段。如：赵凯华教授讲到如何对中学生讲《熵》时，提出“熵是一种世界观”的观点，就很好地体现了物理学概念如何从学科本身走向信息科学、生命科学，以及经济领域，最终成为人们的一种世界观。现在熵的概念已经应用到各个领域。又如X射线的发现、万有引力定律的发现等。综观物理学的发展史，许多科学发现都在一定程度上引起了社会的变革、改变了人们认识世界的观念、能力，提升了人类的生活质量。所以从三维课程目标来看，教育不仅是知识和方法的传递，而且是心灵的唤醒。知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观都是人类文化的组成部分。
　　
　　4.三维目标彼此关联、协调统一。
　　从“知识与能力”目标来看，知识的把握、能力的养成离不开学习过程的实践与体验，更离不开科学方法的指导与运用。从“情感、态度与价值观”目标来看，它是一种更为广泛的人文涵养。这种素质的养成，不是外部强力的结果，而是要通过一定的情景中的实践与体验内在地生成。从“过程与方法”目标来看，任何学习过程既是一个获取知识的过程，提升能力的过程，也是一个情感体验的过程，人格的建构过程。新课程目标中“过程与方法”的引入，极大地改变了现行课程标准中认知、情感、动作技能目标各自孤立的状态，也由此改变了现行课程中情感与动作技能目标简单地依靠知识的传授来加以实现的方式。我们在课程实施过程中要看到“知识与能力”的重要性，不能忽视“过程与方法”的重要性，既要关注学习的“过程”，又要看重学习的“结果”；既要注重学生基础知识的积累与基本技能的养成，又要注重学生情感、态度与价值观的培养。
　　三、科学探究是达成三维教学目标的有效途径
　　1.科学探究是达成知识与技能教学目标的有效途径。
　　（1）知识的建构是探究的结果。科学知识是科学家们从事科学活动的成果。知识是物理教学的基础。知识属于人的认识范畴，是人在社会实践中形成并得到检验的，无论新知识的获得还是已有知识的掌握，都离不开人的积极参与，离不开认识主体的活动。学生构建知识结构、内化知识、掌握知识的过程，实质上就是一种探究的过程。这在过去20年的教学改革中已经得到了证明。物理教学在把常识之中的模糊不清之处提升到科学层次的同时，还要在这一过程中发展学生的科学思维能力。对于科学工作者而言，一个科学问题就是他的一道“习题”。为了求解，他要调动已有的科学知识及科学方法。当得到满意的解答时，他就创新了知识，而这种新知识的获得定会发展新的科学思维与科学方法。对于学习者而言，一道习题应该看做一个“科学问题”，像科学家那样去思考和探求，才能有所收获。学生的心灵世界蕴藏着巨大的探究潜能，这种沉睡的力量会不断产生强烈的、不可遏制的冲动。这就是探究，教师有责任去激活、唤醒并呵护它。
　　（2）科学探究本身也是学习的内容。知识包括陈述性知识和程序性知识，怎样进行科学探究是一种程序性知识，以前我们对这类知识的学习不够重视。在科学课程的学习中，学生要通过对探究过程的反复体验，学会怎样进行科学探究。这是课程内容的一部分。新课程在内容标准中对科学探究提出了科学探究的七个要素（提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作）。“要素”不同于“环节”。一个过程环节不能中断；而要素是科学探究的标志，一个具体的教学过程只要具有一两个这样的要素，它就有了探究性。既然这样，也就是说，学习时的科学探究不一定是“完整”的。只要搞清楚探究课题的主要目标是哪个要素：属于目标要素的应该充分保证学生的探究时间，指导学生认真完成；不属于本课题的过程目标，教师可以采用其它教学方法，或传授、或启发。教师要让学生把主要精力放在事先设计需要探究的要素上。一个课题究竟需要探究哪一个要素，应该根据教学目标、内容的特征、学生的心智水平、教学资源、课时安排等因素进行合理和全面的规划，从低层次水平到高层次水平稳步推进。看起来一节课似乎只突出了某一两个要素，而实际上不同的课题分别突出了不同的要素，学生所得到的是探究能力的深入和全面的发展。确定主干探究要素，还可以解决探究教学时间与目标落实的矛盾的问题。探究的形式主义也会自然消失。这样，许多教学误区就可避免。如过程的展开与结果的得出问题的时间分配、探究学习与接受学习二分的问题，等等。
　　2.科学探究是达成过程与方法教学目标的有效途径。
　　（1）过程与方法是探究教学目标的组成部分。科学过程是科学家们从事科学活动的智力劳动过程。把科学过程与科学思维、科学方法引入物理课程，不仅能使学生有身临其境之感，而且能使学生领略前辈大师的研究方法、科学思想。科学精神，得其精髓，有所借鉴。物理课程不应该把人类认识自然的历史擦去，科学家们曲折顽强而又闪烁着智慧的创造性思维和实践过程不能被公式和逻辑的面纱遮盖。离开了探究，就离开了引向结果的过程，学生得到的知识就是机械的、没有内化的，不是系统的，如果只追求结果，就等于没有结果。有鉴于此，物理课程应该力戒枯燥呆板地罗列概念和公式，它应该以严谨的态度撷取科学的果实，并轻松活泼地展现科学思想发展的脉络，对学生产生强烈的吸引和激励。教学的重心要从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转移，要改变学生一味被动接受知识，缺乏自主获取知识的意识和途径的状况。从这个角度看，科学探究在教育中的作用还在于播种一种行为，收获一种习惯。
　　（2）分层次体验探究教学。
　　下表根据探究教学的开放程度列出了五个水平等级的探究教学形式。
　　从理论上讲，水平5完全由学生独立主动地进行探究学习，也就是说学生自己形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、作结论、是最理想的探究教学型式。水平4是最常见的探究教学型式。科学探究应该根据学生的认知水平、教学内容、课时分配等具体情况确定课时探究要素，循序渐进，从探究某个要素、某几个要素、慢慢过渡到对课题的完整探究（从水平1过渡到水平5），让学生体验探究、学会探究。科学知识与形成科学知识的过程的对立、二分是人为造成的。科学在本质上并非如此，因为结论与产生结论密不可分，学生不可能脱离一方面而能理解另一方面。可见探究教学是解决科学知识与形成科学知识的过程的二分问题的最佳途径。
　　3.科学探究是达成态度、情感与价值观教学目标的有效途径。
　　（1）科学探究为态度情感与价值观目标的达成搭建了平台
　　苏霍姆林斯基曾说：教育的技巧并不在于能预见到课堂的所有细节，而是在于根据当时的具体情况，巧妙的在学生不知不觉中做出相应的教学。这是一项复杂的活动，它需要教师课前做出周密的策划，这就是对教学的预设。面对个性张扬的学生的和开放的教学过程，探究活动的发展有时和教学预设相吻合，而更多时候则与预设有差异，甚至截然不同。这种差异与截然不同就是课堂生成。对教学来说，不管是预设目标的实现，还是引导学生产生有意义的生成，探究是最佳平台。探究的过程是心灵对话，情感碰撞的过程，是学生思想火花与教学内容相互碰撞的过程。在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学本质、科学精神的意义与价值的基础。即使有些探究，学生走了弯路，遭遇了挫折和艰辛，最终仍然没有找到问题的答案而不得不求助于教师直接给出解释，但仍从这一亲历过程中学到了不少东西。教学要重视探究中学生独特的感受、体验和理解，才能形成态度、情感与价值观。
　　（2）正确处理生成与预设是达成态度情感与价值观教学目标的有效保证。准确把握教材，全面了解学生，针对探究目标，有效开发资源，是进行教学预设的重点，也是走向动态生成的逻辑起点。生成需要时间，时间是生成的必要条件。思维活动是有节奏的，有时顿悟、有时冥想。在师生互动的探究活动中，节奏太快，学生跟不上，预设生成不充分；节奏太慢，学生容易游离于主流活动之外，预设生成同样不充分。节奏是时间占有的艺术，教师要通过等待，给学生以充分的探究时间。当教师的时间掌握与学生的整体思维速度吻合时，学生就会醉于自己的思维活动中，学习的生成材料丰满充分，使学生能够专注于问题的思考与活动的操作。在课堂教学中，教师要充分体会学生的学习状况，不要在容易理解、预设生成已经相对充分的环节上再耗时间；不要因为老师的表达不明确而引起歧义，浪费时间；更不能对学生一些无学习意义的生成材料究根问底……教师在课堂上不浪费时间，学生就会感到教师的教学组织比较干净简练；善于捕捉动态生成性资源，使之开放性地纳入预设中。学生才会体会到自己是学习的主体。预设与生成是对立统一的矛盾体。就对立而言，课前细致的预设使本该动态生成的教学变成了机械执行教案的过程；就统一而言，预设与生成又是相互依存的，没有预设的生成往往是盲目的，而没有生成的预设又往往是低效的。只有课前精心预设，才能在课堂上动态生成。没有“预设”就不会有有意义的“生成”。课堂生成可以满足学生对问题的探究欲望，激发对学科的深层次兴趣，从而实现情感态度与价值观的和谐统一。
　　三维目标的三个方面是一个有机的整体，知识与技能是过程与方法、情感态度价值观目标实现的载体，情感、态度价值观是实现另外两个目标的动力系统，过程与方法是连接另外两个目标的纽带，另外两个目标都要在过程中才能实现。因此，探究能促进三维目标中每一个方面的达成，使他们彼此渗透、相互融合、相互促进，形成一个有机整体。所以探究教学是达成三维目标的有效途径。
　　物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最广泛联系的科学。对于青少年来说，它可以揭开大千世界的奥秘，又可以使他们志向高远，憧憬未来，应该是学生最为钟情的一门课程。然而，有时它竟成为学生最为恐惧和头痛的课程。这不能不说是单一课程目标与僵化教学方式的一个苦果，我们有理由相信，坚持三维课程目标，坚持探究教学，就一定能够重新焕发物理课程的魁力。
　　
　　参考文献：
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　　 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”