浅析初中物理探究教学中如何设计探究层次

【摘要】物理学科知识的逻辑性和抽象性较强，着重考察学生的探究能力、对知识的理解深度和应用能力。探究式教学法是初中物理教学中最常用的方法，但是，探究式教学法的应用，需要教师结合教学内容、学科性质、学生的能力等划分探究的层次，以学定教、因材施教，以更好地发挥探究式教学法的作用。文章就初中物理探究教学中如何设计探究层次展开论述，总结出了几点教学建议，以供参考。

【关键词】初中物理;探究式教学;探究层次

作者简介：李树林（1979—），女，广西防城港市上思县民族中学。

一、科学探究的定义及其意义

（一）科学探究的定义

科学研究是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。

（二）科学探究的意义

通过科学探究，人们能认识事物表象背后深层次的规律、能认识埋藏在自然世界中的科学原理，也能让科学探究的过程经过推理、演绎和创新应用，进而让人类个体在已掌握的科学规律的基础之上，通过科学创新获得服务于生产生活的新技能、新发明，进而推动社会的发展和进步[1]。从个体发展角度来看，科学探究能更好地辅助学生提高思维能力，让学生的认知体系更系统和完整，认知结构更稳固。当学生拥有科学探究能力后，学生的学习水平、理解能力和对知识应用的灵活性等也会有所提升。

二、物理探究教学中存在问题

（一）教学手段单一

物理是一门以实验为基础的学科，但在实际物理课堂教学中，受各种因素的限制，教师主要以讲述知识为主，教学手段单一，课堂枯燥乏味。久而久之，严重影响了学生的学习兴趣。

（二）忽视学生个体差异

初中阶段的学生正处于成长发育的重要时期，不同学生对物理知识的接受水平、理解能力都有一定的差别，但教师在教学过程中忽视学生的个体差异，教学过分强调同一性，用同样的方法教育学生，没有根据不同学生的学习情况进行分层教学，因材施教，导致整体的教学效果不佳。

（三）学生的探究意识有限

受应试教育的影响，教师在物理课堂中长期采用以考试分数为导向，考大于练的教学模式，忽视了对学生探究意识的培养，没有将理论知识与实验操作有机结合起来，导致学生缺乏实验操作，难以理解复杂的物理现象，学生的动手能力有限，遇到新问题时无从下手。

三、探究式教学的价值

物理学科知识的逻辑性和抽象性较强，教师单纯以讲授法开展教学活动难以真正让物理知识被纳入学生的知识体系为学生所用[2]。因此教师要组织学生开展探究式教学活动，让学生在探究过程中能够深度钻研，对知识进行精细加工。通过探究活动，提高学生的思维能力、思维水平，培养学生的物理学科核心素养。教师在教学中应用探究式教学法，能让学生在教师的引导、启发下，获取深刻而系统的知识，进而增强学生对物理知识的理解和应用能力。同时，探究式教学法在教学中的应用，能转变学生头脑中的一些根深蒂固的错误观念和认识。

以平面鏡成像为例，在该部分内容教学中，教师应用探究式教学法，改变了学生 “距离平面镜越近，平面镜所成的像越大”的错误认识，使学生认识到“实践出真理”。总之，探究式教学法在初中物理教学中的应用，能提升学生的思维能力、认知水平、知识素养，同时增强课堂活力、活跃课堂氛围。

四、探究式教学法的层次划分

探究式教学法的教学流程，是按照确定探究问题、解决方案、实施步骤、得出探究结论四个环节展开的。教师可根据学生的知识掌握程度、理解能力，循序渐进地运用探究式教学法开展教学。第一层次的科学探究设计，教师可以严格按照探究式教学法的程序，引导学生跟随教师的脚步逐步探索。当学生具备了一定的知识基础后，教师可以帮助学生明确探究问题、解决方案和实施步骤，由学生自己总结实验数据并得出结论，这是第二层次的科学探究设计。如学生已经具备了实验能力，掌握了一些实验方法，教师则可以呈现探究问题、解决方案，由学生自主设计实施步骤，以此方式增加实验探究的开放程度，此时实验探究的开放性增强，更考验学生的思维能力和探究能力，这是第三层次的科学探究设计。在探究式教学法中，最开放的实验教学方式，也是第四层次的科学探究设计，是让学生自主发现问题，且解决方案、实施步骤和探究结论都可由学生自主完成，此方式最考验学生的探究能力，教学活动也最具开放性。教师在教学过程中要时刻注意学生的学习情况，当学生遇到问题时，教师要及时点拨，使学生能够顺利完成学习任务，让学生在探究过程中获得学习的成就感。

教师在教学过程中可以以综合集中讲解、个体辅导、小组探究等多种教学模式，给予学生一定的帮助，营造生动有趣的物理课堂氛围，教师在教学过程中要为学生提供表现的舞台，对学生的提问和回答要给予积极正向的评价，站在学生的角度思考问题，从而提高学生的物理核心素养，为学生日后进行更高难度的实验奠定基础。

五、不同层次的科学探究案例

（一）第一层次的科学探究设计及案例

在学生物理知识体系建构之初，学生还不具备物理知识基础，对科学探究的步骤、探究的方法等感到比较陌生，甚至对相关概念也缺乏感性的认知。此时教师要充分发挥主导作用，严格按照科学探究的程序开展教学，引导学生开展对物理知识的探索。例如，在教“探究光的反射时的规律”时，学生对光的反射规律、法线感到陌生，且学生在学习本节课之前尚不具备入射光线、反射光线、入射角和反射角的知识。此时教师需要主导课堂，避免学生盲目开展科学探究活动，学生只需要按照教师的要求，逐步完成探究活动即可。本节课的教学中，关于两线分居、两角相等、三线共面等猜想，学生很难用语言进行描述，更不会想到通过引入法线标定入射光线和反射光线。因此需要教师主动呈现法线，帮助学生描述入射光线和反射光线之间的关系。这一过程能让学生初步建构知识体系，让学生熟悉科学探究的整个流程，为学生后期的学习奠定基础。

（二）第二层次的科学探究设计与案例

当学生经历了知识基础的初步建构和对新知的探究过程后，已经建构了初步的概念，具备了知识基础[3]。此时，教师便可以设计较为开放的课堂环节，引导学生发现问题，师生共同探索实验方案和实验步骤，最后由学生自主完成实验结论的分析和总结。教师要营造良好的学习氛围，使学生在愉悦的氛围中进行物理实验，体会探究活动的乐趣。教师在实验教学过程中要面向所有学生，设置有层次的问题，让学生发挥主观能动性，落实素质教育的要求。教师可以提出一些假设性问题，鼓励学生提出自己的想法，再对学生的想法进行补充修改，以锻炼学生的逻辑思维能力，提高学生的实验积极性。以“探究光的折射时的特点”为例，此时学生已经认识了法线、入射角、入射光线等，因此教师可以通过知识迁移的方式让学生更加顺利地完成科学探究。在本节课教学中，教师呈现教学问题：“光的折射有何特点？”引导学生通过类比光的反射规律进行猜想。但是，光的折射现象是从一种物质斜射到另一种物质，此时关于实验方案和实验步骤的设计，学生并不明确，甚至可以说是毫无头绪的。所以，实验资源、实验条件、实验工具等都需要教师提前安排好，并逐步引导学生思考和发现，引导学生完成实验。由于学生已经具备了光的反射规律的知识基础，因此在学生完成并将实验结果记录在表格中之后，教师可以引导学生自主分析实验数据，让学生分析在不同物质中入射角和折射角的关系，借此方式让学生自主探究光的折射规律。

（三）第三层次的科学探究设计与案例

当学生经历了数次实验、经过了多次对物理规律的探索后，已经具备了相对独立的科学探索能力，教师可以适当开放探究式教学法的应用，在呈现科学探究的问题及明确探究的方向之后，给出相应的实验方案，由学生自主设计实验步骤、实验表格，完成实验并进行数据分析，最终得出结论。在这一过程中，实验设计和操作過程乃至最终的结论，都是由学生自主完成的，因此该方案的开放性更强，学生的学习兴趣更高。例如，在“研究影响滑动摩擦力的因素”这一节内容的教学中，教师呈现问题：“影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？”教师要给予学生一定的提示，降低学生的思考难度。学生结合生活经验合理猜想，此时，只要教师突破如何用测力计测出滑动摩擦力大小这个难点，学生就能够运用控制变量法设计实验方案。而设计实验步骤时，教师可以引导学生通过小组合作的方式探究完成，让学生结合小组内的实验方案自主设计表格并填写。最终，教师让学生展示滑动摩擦力大小的结果并呈现在课堂中，由全体学生分析总结得出实验结论。

（四）第四层次的科学探究设计与案例

学生在实际生活中已经积累了相当多的生活经验，其中便包括一些物理规律和物理原理。因此教师组织学生开展实验探究时，可以进一步开放实验课堂，仅呈现问题，引导学生开展后续的实验探究。在“影响蒸发快慢的因素”这一部分的实验探究中，教师可以在设置问题后，让学生根据自身经验做出猜想，设计实验方案，完成实验并得出结论。该实验相对简单，学生利用生活经验和已有的实验思想，如利用控制变量法等，便可以顺利完成实验探究，得出结论。教师可以带领学生亲自动手来制作一些简单的实验器具，培养学生的创新意识和实践能力，加强学生的环保观念。让学生利用代换的思想，合理选择实验材料，培养学生的社会责任感。

除如上不同层次的科学探究设计方法之外，教师还可以在教学中设计相关教学情境，让学生发现问题，将问题转化为科学问题，并针对问题进行实验，得出结论。这样做有利于提高学生的知识运用能力，让物理走向生活。而这种科学探究设计方法，往往是以课后实践的方式展开，开放性强、自主性高。

六、设计合理的层次探究的建议

（一）根据学生的实际情况设计

对于科学探究活动的层次设计，教师需要结合学生的实际情况有选择地使用。以学定教、因材施教的思想要求教师在把握学生学情的基础上设计教学活动，才能更好地弥补学生在认知和能力发展中的不足，才能更好地将学生的知识经验和教学内容有效衔接，进而让学生获得新的知识。

（二）根据课堂内容的需要确定

教师需要根据课堂内容确定运用哪种探究教学法。正所谓教学有法，教无定法，只有充分结合教学内容的特点和要求，以课程标准为参考，结合教师的教学风格和学生的学情，才能达到最佳的教学效果。

结语

探究式教学法在物理教学中的应用，能够提升学生的学习能力和思维能力。在此过程中，教师需要结合学生特点、结合教学内容等，有选择地确定探究层次，以便取得更好的物理教学效果。

【参考文献】

[1]夏雄纠.核心素养理念下的初中物理课堂教学策略[J].黄冈师范学院学报，2020，40（06）：102-106.

[2]陈懋.初中物理探究教学中科学思维的缺失及唤醒措施[J].教育科学论坛，2020（28）：52-55.

[3]吕星. 基于科学素养的初中物理情境教学研究[D].岳阳：湖南理工学院，2020.