淺談初中物理探究性教學(xué)的實(shí)施
——基于一道習(xí)題講評(píng)所生成的探究案例分析

(1.南京市中華中學(xué)，江蘇 南京 210019；2.安徽師范大學(xué)物理與電子信息，安徽 蕪湖 241000)

探究性教學(xué)是基于人類對(duì)教學(xué)活動(dòng)的不斷認(rèn)識(shí)，逐步形成和發(fā)展的一種現(xiàn)代教學(xué)觀念.探究性教學(xué)作為新課程改革所倡導(dǎo)的一種重要的教學(xué)方式，能夠促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)地獲取物理知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法，發(fā)展科學(xué)探究能力和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神,是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的重要手段,是實(shí)現(xiàn)義務(wù)教育物理課程目標(biāo)的重要途徑.

為了解初中物理探究性教學(xué)實(shí)施的狀況，本人設(shè)計(jì)了“初中物理教學(xué)中關(guān)于科學(xué)探究的調(diào)查問卷”，對(duì)南京市秦淮區(qū)初中物理教師做了調(diào)查，回收調(diào)查問卷90份，其中有效問卷84份，有效回收率88.4﹪.調(diào)查問卷的部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示.

表1 科學(xué)探究的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，我們得到以下兩點(diǎn)結(jié)論：一是本地區(qū)探究性教學(xué)的落實(shí)情況一般，令人堪憂.由此可以推斷，新課程改革十多年來，探究性教學(xué)的實(shí)施不盡如人意，探究性教學(xué)的現(xiàn)狀亟待扭轉(zhuǎn).二是目前影響初中物理探究性教學(xué)效果的主要因素有：教師的探究教學(xué)理念和知識(shí)，學(xué)生人數(shù)、素質(zhì)和能力，探究教學(xué)的場(chǎng)地和器材資源，教學(xué)時(shí)間，評(píng)價(jià)制度.

我們?nèi)绾螌?shí)施探究性教學(xué)，提高初中物理探究性教學(xué)的質(zhì)量？下面結(jié)合一道習(xí)題的講評(píng)中所生成的探究案例來討論.

1 案例背景：一道“簡(jiǎn)單”習(xí)題的講評(píng)

在初中物理“機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化”的作業(yè)評(píng)講中有這么一道題：

圖1

如圖1所示，松開氣球的口子，快速放氣后會(huì)感覺氣球變涼，這是因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，導(dǎo)致內(nèi)能(選填增大、減小或不變).

這是一道在本節(jié)作業(yè)訓(xùn)練中教師和絕大部分學(xué)生會(huì)覺得難度相對(duì)較低的填空題，很顯然答案應(yīng)當(dāng)是“減小”，因?yàn)轭}目中已表明氣體對(duì)外做功，那么機(jī)械能增加，必然由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來，因此內(nèi)能必定減小，理由清晰明了.

2 節(jié)外生枝,生成問題

筆者在和學(xué)生核對(duì)了該題答案之后，習(xí)慣性地問了一句：“有沒有問題，沒有，我們就Pass，下一題請(qǐng)某某說…”我的話剛說完，“老師，我有問題”，我的課代表小余邊說邊站了起來.我心中一陣小小的竊喜：這個(gè)家伙今天難道又要給我們帶來什么新的收獲？當(dāng)然我還有一點(diǎn)點(diǎn)的惱怒，這么簡(jiǎn)單的問題還有疑問，堂堂物理課代表的水平令人懷疑！

師(故作驚訝地問)：什么問題？

余：我認(rèn)為答案應(yīng)該是增大.

師：大家聽聽他的理由.

余：我認(rèn)為是摩擦做功，使內(nèi)能變大.

師：什么摩擦？誰和誰摩擦？

余：氣體和氣球要摩擦.

另一學(xué)生小成提出疑問：“氣體噴出，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，哪來摩擦呢？”正合吾意，作為教師的我也是這么想的.此時(shí)第三個(gè)學(xué)生小呂舉手說“此處摩擦指的是氣體噴出時(shí)，和氣球口有摩擦，克服摩擦做功，內(nèi)能不增大嗎？我也認(rèn)為內(nèi)能增大.”小呂還用兩手互搓導(dǎo)致手掌發(fā)熱的動(dòng)作，佐證他的因?yàn)槟Σ磷龉?nèi)能增大的結(jié)論.

學(xué)貴有疑，敢問、會(huì)問、善問是學(xué)生在成長的過程中需要發(fā)展的一種重要能力，南宋哲學(xué)家陸九淵認(rèn)為：為學(xué)患無疑，疑則有進(jìn).可見，問題意識(shí)是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)的重要方式和重要內(nèi)容.

對(duì)于學(xué)生的質(zhì)疑，老師的態(tài)度應(yīng)當(dāng)是鼓勵(lì)和引導(dǎo)，即使學(xué)生提出了沒有意義、貌似簡(jiǎn)單或不好回答的問題，也不能表現(xiàn)出不耐煩的神情，只有這樣才能促進(jìn)學(xué)生敢問，進(jìn)而使他們會(huì)問和善問，由此培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力.

3 明確問題，形成探究思路

聽了剛才三位學(xué)生的陳述，其他人的臉上也露出了迷茫之情，仿佛在問：一個(gè)因素導(dǎo)致增大，一個(gè)因素導(dǎo)致減小，內(nèi)能大小到底怎么變呢？我的大腦高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，首先肯定克服摩擦做功導(dǎo)致氣體內(nèi)能增大的理由是正確的，其次，我們也肯定了在這個(gè)問題情境中，氣球中氣體噴氣對(duì)外做功，內(nèi)能也應(yīng)該在減小，針對(duì)這兩種不同的結(jié)果，我把問題拋給學(xué)生：“既然兩種情況都是合理的，那么你們認(rèn)為內(nèi)能到底是增大還是減小呢？”

學(xué)生經(jīng)過一番熱烈的討論之后，學(xué)生們發(fā)言如下：

A:我認(rèn)為內(nèi)能是減小，理由是兩個(gè)影響因素相比，氣體噴出時(shí)和氣球口的摩擦做功較小，引起的內(nèi)能變大的程度較小.

B:噴出的氣體間也相互摩擦做功，內(nèi)能變大的程度還是很大的，因此最終的結(jié)果內(nèi)能還是變大.

C:我認(rèn)為題目本身的意義既然強(qiáng)調(diào)了氣體對(duì)外做功，那么內(nèi)能肯定是減小的啊.

D:那假如題目本身不嚴(yán)密呢？題目本身有錯(cuò)呢？

在這一片爭(zhēng)論中，有人提議道：“找個(gè)氣球做做看吧！”這個(gè)建議立即得到了大家的贊同.

學(xué)生通過對(duì)話交流，加深了對(duì)問題的了解，最終自己找到了解決問題的方向，形成了探究思路.實(shí)施探究性教學(xué)要注重學(xué)生優(yōu)先原則，教師不要怕學(xué)生犯錯(cuò)誤，不要越俎代庖，讓學(xué)生“在游泳中學(xué)會(huì)游泳”.讓學(xué)生主動(dòng)探索周圍的環(huán)境，既是人的天性，也是人的基本權(quán)利，更是探究性教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生主體性的重要原則.

4 設(shè)計(jì)探究方案，嘗試解決問題

做實(shí)驗(yàn)來探究氣球內(nèi)能大小如何變化的思路確定后，氣球就成了解決問題的必要的器材保證.教室中沒有氣球，課前我也沒有準(zhǔn)備氣球來做這個(gè)探究，學(xué)生看到?jīng)]有氣球，同時(shí)也覺得我沒有派人奔到實(shí)驗(yàn)室去取氣球的打算，同學(xué)們有些失望，此時(shí)，我提示了一句：“教室中就能找到實(shí)驗(yàn)替代品?”沉寂了一會(huì)，我又提示了一句“課間我可?？吹侥銈冇每盏V泉水瓶玩游戲噢！”話音剛落，立即有人說“老師，我想起來了，”他遞上了空礦泉水瓶.

由于初中生心理特點(diǎn)和思維品質(zhì)的不同，在初中物理探究性教學(xué)實(shí)施過程中，如果離開教師的適時(shí)引導(dǎo)，學(xué)生的探究活動(dòng)往往無法持續(xù)地進(jìn)行，學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)難以完成探究性教學(xué)任務(wù)，也容易使探究性教學(xué)陷入無目的地混亂狀態(tài)，這樣反而違背了探究性教學(xué)的初衷，降低了探究性教學(xué)的效果，因此，探究性教學(xué)中要充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，在學(xué)生的探究過程中出現(xiàn)困難時(shí)，要及時(shí)予以適度的指導(dǎo)，從而使探究活動(dòng)能順利地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)探究性教學(xué)的目標(biāo).

5 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)，得出結(jié)論

器材問題解決后，學(xué)生小景自告奮勇地要求操作，在他操作之前，我提醒他為安全起見，把瓶口對(duì)著室外，并請(qǐng)他說明如何操作.“為了省點(diǎn)力，我會(huì)借助膝蓋夾住瓶身，再用手把瓶子下半部分用力扭轉(zhuǎn)，扭得差不多時(shí)，我再旋松瓶蓋，瓶蓋就會(huì)被炸飛出去”，小景熟練地按照他自己描述的操作步驟，把瓶蓋炸飛出去，在“嘭”的一聲中，瓶蓋飛出撞到教室外立柱上，小景洋洋得意的向我和其他同學(xué)舉起了扭得奇形怪狀的蓋子已飛走的空瓶子，待他淡定后，我問他；“蓋子為什么飛出去？”“氣體對(duì)它做功?。　薄澳俏覀冏鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)是要說明什么問題?。俊毙【跋肓讼牒罅⒓从檬秩ッ靠?，“哎呀，溫度沒變化嘛！”有學(xué)生提醒：“剛才瓶蓋飛出后，你就該立即用手去感覺瓶口溫度的變化”.

初中生學(xué)習(xí)物理的興趣特點(diǎn)大致有四種不同的層次：直覺層面的興趣、操作性興趣、探究因果關(guān)系的興趣和概括認(rèn)識(shí)的興趣.教師在探究性教學(xué)中，要注重引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，不能只停留在現(xiàn)象本身，要注重本質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、證據(jù)的收集，內(nèi)在因果關(guān)系的分析，尋找隱藏的規(guī)律.

圖2

重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)只有用手摸才可以感受到瓶口溫度是否有變化，對(duì)于其他人來說沒有直觀的感受，有沒有什么更明顯的現(xiàn)象作為證據(jù)可以說明內(nèi)能到底變大還是變小呢？學(xué)生小陳說：有的，我經(jīng)常玩這個(gè)實(shí)驗(yàn)，瓶蓋飛出時(shí)，我有時(shí)會(huì)看到瓶口有白氣的，以前學(xué)過，白氣是液化形成的，而液化的條件是溫度降低，因此，我們看瓶口只要有白氣，就說明溫度降低，內(nèi)能就是減少了而不是變大.另外，我做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，不用膝蓋，兩手就行.有人附和說：老師，我做過類似的題目，說是用打氣筒向蓋好瓶塞的集氣瓶打氣，瓶蓋蹦出時(shí)，瓶口會(huì)看到白氣，這是因?yàn)闇囟冉档托纬傻?當(dāng)我請(qǐng)小陳同學(xué)再做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有一次清楚地觀察到瓶蓋飛出后，有明顯的“白氣”在瓶口處生成，如圖2所示.至此關(guān)于內(nèi)能到底變大還是變小的爭(zhēng)論和研究終于畫上了圓滿的句號(hào).

6 結(jié)語

由于這個(gè)意外的課堂插曲，打亂了本節(jié)習(xí)題講評(píng)的節(jié)奏，使原定的教學(xué)任務(wù)沒有順利完成.課后筆者經(jīng)過反思以及和同仁的探討后認(rèn)為，本節(jié)課對(duì)于學(xué)生提出的內(nèi)能變大觀點(diǎn)的處理，如果僅從題目“變涼”，“氣體對(duì)外做功”等關(guān)鍵詞的分析能給學(xué)生“圓滿”的解釋，可以及時(shí)完成本節(jié)課預(yù)定的習(xí)題講評(píng)任務(wù)，但學(xué)生從根本上不能消除這個(gè)現(xiàn)象中兩種原因?qū)?nèi)能的影響程度大小的懷疑.但是，當(dāng)學(xué)生的問題火花突然迸發(fā)時(shí)，教師利用好這個(gè)一閃而過的、激情與智慧綜合生成的良機(jī)，用心收集、捕捉和篩選學(xué)習(xí)活動(dòng)中學(xué)生反饋出來的一個(gè)個(gè)問題，建構(gòu)了促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)一步學(xué)習(xí)的生動(dòng)情境，使學(xué)生經(jīng)歷了問題的提出、方案的制定、操作、現(xiàn)象的觀察，得出結(jié)論等一系列探究過程，最終解決了問題，促進(jìn)了學(xué)生探究能力的發(fā)展.

探究性教學(xué)耗時(shí)耗力，有的器材不容易找，也沒有那么多時(shí)間去探究，學(xué)生能力又欠缺，還不如講幾個(gè)題目來得有效果，這些觀念有一定的市場(chǎng).不可否認(rèn)，學(xué)生的能力和素質(zhì)是實(shí)施探究性教學(xué)的重要條件，但是，學(xué)生的能力是要教師去發(fā)現(xiàn)和激發(fā)的，是靠探究性教學(xué)的實(shí)施提高的，如果以種種借口和理由不去用心開展適合學(xué)生的探究，學(xué)生的能力永遠(yuǎn)不能在物理課堂得到提高.另一方面，開展探究性教學(xué)，實(shí)驗(yàn)器材的確是一個(gè)重要的條件，但并不是學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材越多，探究性教學(xué)的質(zhì)量就一定高，因?yàn)?，同一班?jí)的學(xué)生在同一時(shí)間內(nèi)用統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)器材按照同樣的步驟完成實(shí)驗(yàn)，得到一樣的結(jié)論，這樣的探究價(jià)值有的情況下顯然是值得懷疑的，因此，我們認(rèn)為，一味地追求高、大、上的器材，容易使學(xué)生偏離了基本的實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，不一定能達(dá)到探究性的目的.我們提倡用日常用品甚至包括兒童玩具等來做科學(xué)探究，達(dá)到簡(jiǎn)單、明了、直觀地效果.著名物理教育家朱正元教授提出的“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的物理實(shí)驗(yàn)思想，致力于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，也應(yīng)該成為我們實(shí)施探究性教學(xué)的重要思想方法.麥克斯韋曾說過“一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的材料越簡(jiǎn)單，學(xué)生就越熟悉，就越想徹底地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果，這種實(shí)驗(yàn)教育的價(jià)值往往和儀器的復(fù)雜程度成反比”.

提高教師對(duì)探究性教學(xué)全面、正確的認(rèn)識(shí)，迫在眉睫.只有這樣，我們的物理教學(xué)才能“信手拈來”皆探究，才能在現(xiàn)行的普遍追求考試成績的教學(xué)大環(huán)境下，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施探究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生探究能力的提高，并最終轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新能力的提高.

參考文獻(xiàn):

中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版).北京.北京師范大學(xué)出版社,2012.

劉世軍.復(fù)雜課題簡(jiǎn)約化-基于蘇派物理教育思想的物理教學(xué)策略研究[J].物理之友，2014，30(5).

裴娣娜.教育研究方法導(dǎo)論.[M].合肥：安徽教育出版社，1995：176.