用整体和全面的观点驾驭物理探究式教学

孙健康

摘 要：针对当前探究式教学实践与教育目标存在的差距，本文以辩证法和现代教学论为指导，根据探究式教学的主要环节，着力新课程促进学生全面发展的价值追求，从理论和操作策略上研究了探究式教学中，怎样实现教学主体多维目标的发展。

关键词：物理探究；辩证法；主体发展；多维目标

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）9（S）-0013-3

物理探究式教学的模式一般包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、合作与交流，有的教师把这个模式机械地处理为七个步骤，按部就班地放任学生探究，使教学效果倒退后又复归传统教学；有的教师为学生设计了足够的知识阶梯，学生虽然能够顺利完成“探究”任务，但并没有真正发挥主体作用，难以达到三维目标的要求。新课程标准就物理课程课堂教学的目标，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度提出了具体的目标。在设计教学过程中，需要从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来构思教学内容和教学活动的安排；教师要重视帮助学生，使他们在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得成果，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。探究教学活动要涉及教师、学生以及学习的材料、媒介等因素。多种因素、多个环节和多维目标构成了探究式教学的复杂性。通过教学活动促进学生发展是现代教学最基本的价值追求，我们只有自觉运用辩证法，遵循现代教学论的原则，着力知识、智能、情感的协调发展，统筹进行探究式教学设计，才能达到新课程教学改革的育人要求。

1 运用形式和内容的辩证关系，发展主体的物理学科情感

探究式教学的展开始于问题。一个好的问题能够打破学生的认知平衡，激起学生的探究欲，从而推动探究式教学的顺利开展。传统教学中也有问题，但问题是直接呈现给学生的。而探究式教学从问题开始，就需要从三维目标的角度，思考问题设计的目的性、适应性、新异性和情景性的辩证统一关系。这些特点，综合构成具有感染力的物理问题情景，使学生经历并获得深刻的经验体验，从问题的兴趣层面激发学生探究的欲望，从联系实际的层面提升学生爱好物理的学科情感。

前苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾把学生的情感比作土地，把学生的智力比作种籽，他说“只关心种籽而忘了耕地等于撒下种籽喂麻雀”，形象说明了情感和智力的辩证关系，教师应予以高度重视。我们在认真钻研教材的基础上，需要广泛收集实验资料和实验材料，挖掘一些学生感兴趣的探究性课题或问题，并进行创造性的设计。

案例1 浮力大小相关因素探究兴趣的激发

先让同学观看视频：蔚蓝的天空，湛蓝的海水，雄伟的万吨巨轮，满载货物劈波斩浪。然后提问：巨轮的载重量由海水对它的浮力大小决定，浮力大小由哪些因素决定呢？再让每位同学动手并观察：（1）把矩形铁皮放入玻璃缸水中，铁皮下沉；然后要求学生用剪刀和粘胶带把铁皮做成上空的盒子，再放在水面却上浮。（2）把一只鸡蛋放在清水中要下沉，而向清水中逐渐加盐鸡蛋会上浮。学生亲历这些具有意义和风趣的浮力情景，感受了“同一物体所受浮力不等的经验事实”，对课题的兴趣油然而生。

2 运用知识经验和探究途径的辩证关系，发展主体的科学猜想技能

在探究式教学过程中，学生再也不是静态地接受来自教师的早已成定论的知识，而是以自身原有经验为基础，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结果进行推测与假设，经过动态的探究和思维活动，亲身经历知识的产生过程。主体的知识经验是科学探究的基础，科学的探究不断发展主体的知识经验。从主体的知识经验到科学的探究，需要一定的条件完成这个转化，这个转化的条件不是传统启发式的知识阶梯，而是科学方法的传授和引导。主体习得并运用科学方法，一方面避免了盲目无序探究造成时间浪费，另一方面在完成自主建构知识的同时，获得科学探究方法的“生成”，从能力层面升华主体的物理情感。

科学方法论的先驱笛卡儿断言：“方法，对于探求事物真理是绝对必要的”。物理教师务必努力掌握系统的物理学方法，针对各个探究环节，教给学生相应的方法，使学生在获得知识的过程中，得到方法技能、科学思维的训练。

案例2 决定浮力大小因素的科学猜想

首先让学生回顾生活经验：游泳时由浅处逐渐步入深处，身体浸入水中部分越来越多，身体的感受有什么变化？然后提示学生运用比较的方法，比较铁皮和铁盒在水中的异同、鸡蛋在清水和盐水中的异同。让学生自己认识到铁盒比铁皮排开的水多，盐水比清水密度大。再提示学生运用归纳的方法，将自己游泳时入水过程的体验和两个实验的共同点概括出来，进而提出浮力的大小可能与浸入物体的体积、浸入深度、物体密度、液体密度等相关的猜想。

3 运用部分与整体的辩证关系，发展主体的分析与综合能力

整体由部分组成，没有部分就没有整体；部分是整体的部分，没有整体也无所谓部分。当各部分以合理的结构形成整体时，整体就具有全新的功能，整体的功能就会大于各个部分功能之和；当部分以欠佳的结构形成整体时，就会损害整体功能的发挥。学生怎样进行科学有序的探究呢？应遵循以学生原有知识经验为基础，自己“生成”知识，自己“内化”能力的原则，根据事物整体与部分的辩证关系，采用辩证的分析与综合，这既是认识复杂事物的方法，也是解决解决复杂问题的方法。

我们可以引导学生，根据当前的知识经验，把探究课题整体目标分解为待解决的几个主要分问题，确定解决各个分问题的次序，研究每个分问题的解决方案。在此基础上，分析各个分问题之间的联系，再根据其内在联系综合成为整体目标。

案例3 浮力公式的探究

可以从学生的生活经验：“轻”的物体比“重”的物体受到的浮力大，分析出浮力大小可能和物体密度大小有关；根据大船比小船受到浮力大的经验，分析出浮力大小可能和物体浸入液体中的体积大小有关；根据潜水越深所受压力越大的体验，分析出浮力大小可能和浸没在液体中的深度有关；根据物体在盐水中比在清水中受到的浮力大的事实，分析出浮力大小可能和液体密度有关经验认识等。结合前面对浮力大小的科学猜想，遵循不破不立的认识规律，先进行破除错误生活经验的探究，再进行正确经验的定量探究。根据浮力的可能相关因素，让学生逐一设计探究方案，确定所需要的实验器材，按照这些方案的逻辑联系综合构思出探究步骤。在此基础上，教师让学生各抒己见，共同交流讨论，从中综合得出最佳的方案，供实际探究采用。

待学习了物体的浮沉条件以后，再澄清将浮力大小与浮沉条件混淆的错误经验，根据同化和顺应理论，建构囊括学生生活经验与相关浮力现象的整体理论结构。

4 运用原因和结果的辩证关系，发展主体的逻辑推理能力

运用分析与论证，对探究结果进行描述和解释，是科学探究中不可缺少的重要环节。

物理探究课题以物理规律居多，探究的结果多是物理量之间的定量联系，是关于规律是什么的认识。根据事物原因和结果相互依存，相互联系，相互作用，并在一定条件下相互转化的辩证关系，执果索因，揭示规律的为什么，从纵向把握知识的联系，既是知识系统结构的需要，也是发展学生推理能力的重要途径。

案例4 浮力产生的原因探究

认识阿基米德原理后，引导学生运用演绎推理，根据液体压强公式，计算液体对其中规则形状物体的合压力；并对形状不规则的物体，运用相同形状的液体等效代替物体的方法和二力平衡知识，转换得出物体所受的合压力就等于该等效液体的重力。学生追究出阿基米德原理是液体对物体压力差的必然结果，进而把浮力同化到液体压力的认知结构中。学生运用科学推理，完成了对浮力本质的认识，充分体现了建构性教学的精神。教学要促进学生发展，就必须走建构性教学的道路。

5 运用认识与实践的辩证关系，发展主体的科学精神

科学探究包括两方面的含义：一是探究的基本程序；二是探究的基本精神即科学精神。可以这样说，前者是探究的“形”，后者是探究的“神”，两者互相联系、互相依存，缺一不可。但从教学实践来看，由于课程标准对科学探究下了可操作性定义，所以教师在实施探究式教学时，探究程序“有形”可见，相对容易把握；“科学精神”看不见、摸不着，是抽象的，相对容易缺失。

认识是适应实践的需要产生的，实践是认识的来源，科学反对任何臆断的东西。尤其在学生探究的实践活动中，包括制定方案、调查、访问、观察、实验、统计、信息收集与处理等，教师要使学生像科学家那样，运用一般的研究方法和手段，体验研究的基本过程，亲身经历知识的获得过程，通过研究性的实践活动，从而形成勤于动手、敏于动脑、实事求是、严谨认真、谦虚努力、热情自信等科学态度。

认识的目的在于指导实践、改造世界，这只有经过理性认识向实践的飞跃才能达到，只有经过理性认识到实践的过程才能检验、修正、丰富和发展理性认识。学生建立理论认识后，教师要创设一些实践课题，在实践环节中深化学生的发展。比如，学习了物体的浮沉条件后，让学生进行模拟打捞沉船、制作升空灯笼等实践活动，培养学生运用理论指导实践，并在实践中拓展理论的能力，使学生认识理论既是真实可信的，又是不断发展的。在对科学本质认识不断深化的过程中，培育学生推动科学进步的价值观和心理取向，发展学生尊重规律、客观公正、敢于创新、独立思考、坚持真理、修正错误的科学精神。

6 运用个性与共性的辩证关系，发展主体交互性的主体性

探究教学注重培养学生的主体性。教师要强化学生的参与、投入意识，真正落实学生的主体地位。学生通过探究并完成探究报告，准确表达自己的观点，展现学习者的主体力量和理性作用。教师可通过表扬学生在探究中的创新思路和精彩发言等，发挥和建构学生的主体性，但探究教学决不主张培养具有占有主体性的个体。

探究教学需要培养交互的主体性。“必须彻底转变教育主体观，变机械单一的主客体互动模式（主——客）为辩证的交往中的主体与作为中介的客体的互动模式（主——客——主），或简称‘交往的教育主体观”，教师要积极创设合作、交流、对话的学习环境，把学生置于一个有社会意义的团体中，认识科学探究需要合作精神，在交流中培养学生既坚持原则又尊重他人，能思考别人的意见，改进自己的探究方案，具有团队精神等方面的合作性。让他们在与别人的交往和对话中，通过取人之长补己之短，通过热爱集体和帮助同学，培养“共性”与“个性”交互的主体性。这种在合作交流的学习中培养出来的主体性，把认知、伦理和审美融为一体，既展现学生的主体地位，强调人的自强不息的创造精神，又具有社会性、交互性和共生性，强调创造的意义和价值，强调对自然、社会、人生的责任和义务，符合与时俱进的人才要求。

参考文献：

[1]物理课程标准研制组.普通高中物理课程标准（实验）解读[M].武汉：湖北教育出版社，2004.

[2]裴娣娜.现代教学论（第一卷）[M].北京：人民教育出版社，2005.

[3]项贤明.走出传统的教育学理论体系——泛教育理论的哲学建构[J].华东师范大学学报（教育科学版），1996，（2）：17.

（栏目编辑 赵保钢）