试论探究教学的有效性策略

顾建元

(苏州工业园区教师发展中心,江苏 苏州 215021)

试论探究教学的有效性策略

顾建元

(苏州工业园区教师发展中心,江苏 苏州 215021)

《义务教育物理课程标准(2011年版)》明确指出:科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式.本文以“探究教学的有效性”为主题,从探究教学的实施、探究能力的内涵、探究能力的培养等不同角度,提出探究教学的有效性策略.

探究教学;探究能力;有效性;策略

《义务教育物理课程标准(2011年版)》(以下简称《课程标准》)将“经历科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参加与科学技术有关的活动,有运用研究方法的意识”列为物理教学目标之一.然而,《课程标准》对科学探究能力没有明确界定.同时,在日常的观摩课中也发现,教师对科学探究能力的内涵不够明确,在不同的探究环节中对探究能力培养的侧重点不够清晰,缺少对探究教学策略的整体性思考,致使科学探究能力的培养不能得到有效落实.为此,探究教学的有效性策略,值得我们探索研究.

1 准确定位,把握探究教学方式的实施策略

探究教学的有效性,首先要以辩证思维对科学探究进行准确定位,从而把握探究教学方式的实施策略.《课程标准》强调科学探究,明确提出“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的学习方式”.在各种版本的新教材中也都安排了诸多探究活动,旨在引导教师重视科学探究教学,发挥科学探究在指导学生学习科学方法,培养其科学态度、创新精神和实践能力等方面的作用和优势.同时,《课程标准》把“提倡教学方式多样化,注重科学探究”作为课程基本理念之一,又明确提出“在教学中,根据教学目标、教学内容及教学对象灵活采用教学方式,提倡教学方式多样化”的要求.

科学探究是一种重要的教学方式,但不是唯一的教学方式,也不是在任何情况下都是最好的教学方式.教师注重科学探究,既要在平时注重和突出某些要素的探究,也要精心安排好一些完整的探究教学活动.同时,要避免“过于强调科学探究”的教学倾向,倡导学习方式多样化,根据讲授、讨论、阅读、探究等方式的不同特点和优势灵活地加以选择,“扬长避短、灵活运用”,应作为探究教学方式的实施策略.

2 整体概括,明确科学探究能力的内涵策略

探究教学的有效性,需要对科学探究能力的基本要求进行梳理概括,从而明确探究能力的本质内涵.何谓探究能力,《课程标准》没有明确界定,仅把“提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作”作为科学探究要素,并在探究过程的各个环节中提出了基本要求.只有明确科学探究能力的内涵,才能把科学探究能力的培养有效落实在探究活动的各个环节.

为此,我们通过对《课程标准》中科学探究能力31条基本要求进行系统梳理和概括,提出了科学探究能力的基本内涵.

3 定向突破,确立科学探究能力的培养策略

探究教学的有效性,还需要对科学探究能力的3个核心要素以及主要表现定向落实到探究活动的各个环节中,从而确立科学探究能力的培养策略.

3.1 在情境诱导中,培养学生的问题意识

爱因斯坦说过:“发现一个问题比解决一个问题更为重要”.发现问题和提出问题是科学探究的前提,如果没有发现并提出问题,科学探究便无从谈起,因此,发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义.然而,问题往往来自于教师精心设计的探究教学情境,情境诱导是培养学生问题意识的有效途径.

例如,在感知光在空气中的传播时,教师创设如下实验情境:打开激光手电筒,在教室的墙壁上出现了光斑.在学生观察基础上,教师提出了如下问题: (1) 光斑和打开的激光手电筒都是光源吗?(2) 在上述实验情境中,你能提出值得探究的问题吗?

创设上述实验情境和问题,旨在让学生从贴近日常生活的事件中发现并提出“激光手电筒发出的光是怎样传播到墙壁”的问题,也为后续探究光在空气中的传播规律起到铺垫作用.

3.2 在鼓励猜想中,培养学生的猜想能力

牛顿说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现”.猜想与假设在科学探究中的重要作用,首先在于它是科学结论的先导,如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持,它就可能发展成为科学结论.教师经常性地鼓励学生运用已有的知识或经验,对提出的问题进行猜想或假设,并尝试性地提出自己的见解和观点,既有利于调动学生参与学习的积极性和主动性,又有利于引导学生明确探究的方向和内容,使探究沿着预定的目标展开,避免探究的盲目性.

例如,在探究“光在空气中沿直线传播的规律”时,教师描绘了“直线、向上弯曲、向下弯曲和不规则的曲线”等多条传播路径,并提出如下问题供学生讨论:你认为光在空气中是怎样传播的,说说你的猜想依据.

教师创设上述情境和问题,旨在让学生经历猜想与假设的过程,让学生体验猜想在整个探究活动中所起的引导性作用,获得对猜想与假设的正确认识,也为下一步制定计划、设计实验方案奠定基础.教师鼓励学生大胆猜想,并让学生提出支持猜想的依据,是增强学生勇于猜想、主动探究的意识和培养学生猜想能力的有效举措.

3.3 在交流合作中,增强学生的表达意识

《课程标准》要求学生具有表达自己观点的意识,具体表现在当自己的观点与别人不同时,或者自己的想法别人暂时还没有想到时所具有的表达自己观点的愿望.同时,《课程标准》还要求学生注意尊重他人,表现为认真思考别人的观点,在合作中坚持实事求是的精神,坚持严谨的科学态度,坚持用实践来检验理论的观点,坚持依靠证据结合逻辑分析进行科学探究的方法.

例如,在“探究光在空气中的传播规律”的讨论中,学生通过交流逐步明晰了解决问题的思路:先设法显现光在空气中的传播路径,再探究光在空气中的传播规律.接着,教师引导学生感悟“在不同位置利用光屏接收光斑,通过对不同位置的光斑来探究光在空气中的传播规律”的研究方法,利用两端拉紧的细线完成对不同位置的光斑处于同一直线上的规律探究.在此基础上,教师利用喷水雾或烟雾引导学生观察光在空气中的传播路径,并指导学生通过直尺验证上述结论的可靠性.

创设学生交流合作活动,既为学生表达自己观点创造了机会,也为学生相互学习、取长补短、拓宽思路创造了条件,不仅有利于增强学生敢于表达自己观点和注意尊重他人的意识,更有利于学生在交流合作中得到思维启迪.

3.4 在方案设计中,让学生领会探究方法

科学探究需要通过具体的操作来获取证据和验证假设,制定计划、设计实验方案将把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来.如果没有计划和方案的制定,探究操作将会失去方向.然而,制定计划、设计实验方案应在学生领会探究方法的前提下才能完成.为此,在方案设计环节中,更应重视学生对探究方法的学习和领会.

例如,在探究浮力大小与液体密度的关系时,首先应组织学生对探究方法的讨论,然后才是实验方案的具体设计.在学生明确运用实验探究和控制变量法之后,学生对实验方案的设计便水到渠成.学生通过探究方法的讨论,比较自然地拟定出如下实验方案:让同一个物体分别浸没在清水和盐水中,保证物体排开液体的体积相同,只改变液体密度大小这一因素.让物体悬挂在弹簧测力计下端,读出物体的重力G;让物体分别浸没在清水和盐水中,分别读出弹簧测力计的示数F1、F2,根据称重法F浮=G-F,可计算物体在清水和盐水中所受的浮力大小F浮1、F浮2;比较F浮1、F浮2的大小,即可判断浮力大小与液体密度的关系.

教师组织学生进行探究方法讨论,旨在促进学生对科学探究方法的学习,为学生自主地制定计划与设计实验方案奠定基础,有利于学生掌握科学探究方法,有利于培养学生的实验设计能力.

3.5 在实验操作中,培养学生的操作技能

具有初步的实验操作技能,会使用简单的实验仪器和测量工具,能测量一些基本物理量,是《课程标准》对学生提出的实验操作技能要求.培养学生的实验操作技能,也是中学物理实验中的一项重要任务.在探究教学过程中,同样也肩负着培养学生操作技能的任务.首先,要积极地创造条件多给学生动手实验操作的机会;其次,在实验前教师应做好实验的充分准备,预测学生在实验中可能发生的各种情况和问题,以便在实验时教师能对学生进行必要的指导;第三,在实验中教师还应给学生更多的主动权,放手让学生进行独立操作,但也要注意在操作过程中对学生实验遇到困难时的指导和帮助.

3.6 在分析论证中,培养学生的评价能力

学习的目的不仅在于学习物理知识,更在于学会学习、学会探究,形成正确的价值观.不迷信权威,养成实事求是的科学态度,是《课程标准》对分析论证环节提出的基本要求.在分析论证中教师应积极地创造条件,让学生对不合理的实验方案或实验结论不断地尝试以怀疑、批判的态度进行审视,着眼于培养学生的评价能力.

例如,在“探究可沉于水中的小铁球是否空心” 的实验中,一位学生利用密度表、天平和量筒设计了如下实验方案: (1) 用天平称出小铁球的质量m,用量筒测出小铁球的体积V; (2) 根据密度公式ρ=m/V,算出小铁球的密度ρ测; (3) 对照密度表,进行判断:若ρ测<ρ铁,则小铁球是空心的;若ρ测=ρ铁,则小铁球是实心的.教师没有对该方案直接做出评价,而是启发学生从器材的分度值和测量误差上对方案进行反思,引导学生以怀疑、批判的态度对探究方案进行论证.

总之,科学探究是以促进学生发展为目标的教学方式,也是培养学生创新精神和实践能力的有效途径,应让学生成为探究学习的参与者、实践者.为此,科学探究应切实改变“有形无神”的假探究、伪探究现象,让探究学习真正成为培养学生探究能力的有效载体.

1 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012:3,5,9,10.

2 刘炳升,李容.义务教育教科书(物理八年级上册,下册)[M].南京:江苏科学技术出版社,2013.

3 罗国忠.探究教学中的教师失当行为例析[J].物理教师，2015(5)：35-37.

2016-11-08)