所谓探究教学是从学科领域或现实社会生活中选择和确定主题,在教学中,创设一种类似于学术(或科学)研究的情境,通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动,获得知识、技能、情感与态度的发展,特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程。在我国,探究教学是一个刚刚兴起的教育改革的视角,在研究性学习和综合实践课程等学习中蓬勃开展。
一、创设探究教学的情境
创设探究教学的情境,目的是培养和形成学生自主探究的愿望和心向,产生课堂教学中学生进行群体探究的心理动力。我们尝试着用以下的方法去实现:
1、选择有足够问题空间的课题,提供未知的、可探索的领域。例如我们选择《竖直上抛运动》一节,这一节被新教材删去,学生不能事先预习,因而天然具备全新的和未知的探索情境。
2、选择学生的知识结构中能够进行自我建构基础的课题。由于必修课教学时间紧、教学目标达成高,因此探究过程中学生进行自我建构的成效,成为成功实施探究教学的瓶颈。选题时,我们研究了学生的知识背景和已有的知识结构,选择了《竖直上抛运动》和《惯性系和非惯性系》二节,这二节都是每一章的最后一节,可以以整个章节的知识及研究问题的方法作为背景,创造给学生进行短时间实施自主探究的可能性。
3、利用多媒体技术创设动态情境,激发自主探究的兴趣。在《惯性系和非惯性系》一节中,通过影视、电脑动画等创设了一个在宇宙飞船中进行物理及生物实验的环境,并以此为背景,引发许多探究的问题,引起学生的极大的兴趣和探究热情。
4、用有内涵的问题牵引探究教学的深入。探究教学的本质是探索未知、产生疑问、解决疑惑的过程,当一个问题解决之后,如何创设新的问题情境,使研究由浅入深、由表及里,需要很好的“问题链”的设计。例如在《惯性系和非惯性系》一节中,当研究完直线加速系统这一非惯性参照系之后,我们巧妙地提出:在飞船上种植植物进行生物实验,由于完全失重,出现了困难,我们怎样创造一个可模拟重力的环境呢?从而通过学生的探索,引出旋转的非惯性参照系;
5、捕捉有探究价值的观点,组织即兴的探究活动。探究教学是一个活的、动态的过程,其中有可预测和可预控的因素,更有在探究过程中迸发出来的创造的火花,利用教学机智的适时捕捉和引用,将成为探究活动的宝贵资源。例如在《竖直上抛运动》一节中,学生提出用速度时间图象来研究竖直上抛运动,当学生作出形形色色的图象后,深入的讨论和探讨,掀起探究教学的又一次高潮。
二、多种探究模式的综合运用
1、发散式探究与定向式探究相结合:发散式探究是头脑风暴式的、多向的、允许有多种可能性和多种答案的探索,其具有自由探究的特征。在《竖直上抛运动》一节课开始,稍事演示后,我们就提出问题:应该从哪些方面、用什么方法来研究竖直上抛运动,这即是一个发散式探索的问题,又是一个自主决策探究学习方向的问题;而定向式探究,则是由必修课课程性质决定的,由知识教学目标要求的,指向性很强的探索。
2、自主式探究与引导式探究相结合:在我们的探究教学实验中,自主式探究是活动的主要方式,其中包括自主地发现探究的问题、自主地决定探究方向、自主地选择探究的策略及自主地解决问题等等,这在我们的教案中可清楚看出。而引导式探索则起着画龙点睛的作用,它往往用于修正探究的方向、推动探究向纵深发展。
3、小组研究性学习与全体课堂探究学习相结合:在《惯性系和非惯性系》一节教学中我们通过招募志愿者方式,在课前组成一个以5个学生构成的研究性学习小组,专攻此课题,他们用研究性学习的方式,查阅了大量的资料,设计了教学方案,创意和制作了各种多媒体场景和动画,在自主学习、自主设计和选择适当的方式表达自己的思想等方面作出了创造性的工作。再由他们做必修课探究教学的组织者(代理老师)来引导全班同学的探究学习,收到很好的效果。
三、展开思维互动、合作学习
我们认为在物理必修课诸多客观条件的限制下,在必修课中实施探究教学与研究性学习和综合实践活动中进行的探究活动,是有区别的。它一般不是以占有大量资料为特征的,而是基于一个学生可能进行自我建构的平台,由学生在活跃的思维状态下,进行质疑、讨论、争论,实现思维激发、思维共享,共同将思维活动由表层推向本质、从感性发展到理性。因此教学中讨论、交流的质量,决定着探究教学的成败。
1、在时空上创造讨论和交流的可能性,在《竖直上抛运动》教学中,我们请前后的同学构成四人小组进行讨论,而在《惯性系和非惯性系》的教学中,我们干脆改变传统的“秧田式”课桌椅排列方式,全班布列成6组块,构成6个讨论小组。
2、不断抛出启发思维的问题和不断捕获可递进思维的观点,形成思维互动和群体探索的动力,并通过鼓励小组充分讨论,而形成自由探索的活动。
3、有效地运用反思和批判的思维机制。探究活动中学生提出所有的观点和见解,在交流中都要受到群体思维的检验,这是探究教学的另一显著的特点,而群体检验必然是多向的、辐合式的,在互相激励、互相质疑的过程中,反思和批判的活动自然而然地发生。例如关于制造一个模拟重力场适于植物生长的环境这一问题,学生找出用胶水固定、飞行器在直线方向上持续做加速运动、飞行器整体作匀速转动、培养基装置自己作匀速转动等方案,大家在激烈的讨论中决定取舍、共同优化,反思和批判的思维特征充分地彰显出来。