付理才

《基礎教育課程改革綱要》明確指出：“改變課程實施過于強調(diào)接受學習，死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與，樂于探究，勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力?！币嬲鋵嵾@些要求，必須深入開展課堂教學改革，開展以探究為核心的教學，使高中物理教學充分體現(xiàn)科學探究的思想。

一、科學探究的理解及其建構(gòu)主義理論基礎

建構(gòu)主義的學習與教學理論的基本觀點認為：知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定情景即文化背景下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構(gòu)的方式獲得。建構(gòu)主義強調(diào)學習的主動性、社會性和情境性，他們提出：

1.一方面要提供建構(gòu)理解所需的基礎，另一方面要給學生廣闊的建構(gòu)空間，讓他們針對具體情境采用適當策略，尋求適合于高級學習的教學途徑。

2.在問題解決中學習。應該讓學生就學科內(nèi)容提出問題，具有對知識的好奇，想知道“事情為什么是這樣的”，然后探索，尋找答案，解決自己認識上的沖突，通過這種活動使學生加深對知識的理解。

3.情景性學習。學習應著眼于解決生活中的實際問題，在具體情境中進行，學習效果應在情景中評估。

4.合作學習與交互式教學。

二、科學探究的意義與功能

1.科學探究與物理知識的建構(gòu)是統(tǒng)一的過程。

用科學探究的思想指導物理教學不是忽視物理知識的學習，而是注重學生對物理知識的自主建構(gòu)過程，科學探究與知識的建構(gòu)是在同一過程中發(fā)生的。國內(nèi)外物理教育的大量研究結(jié)果表明，學生學習科學知識的過程是在原有認識的基礎上自主建構(gòu)知識的過程，學生的原有認識和在探究過程中產(chǎn)生的認知沖突在物理知識的建構(gòu)過程中有十分重要的作用。

2.科學探究是物理學的基本思想和基本方法。

高中物理課堂教學中的科學探究是要通過高中物理教材中發(fā)現(xiàn)問題的過程分析，指導學生主動思考發(fā)現(xiàn)與物理學有關(guān)的問題，并學習從物理學角度較明確地表述這些問題，進而設計方案研究這些問題。從物理學的發(fā)展歷程看，伽利略開創(chuàng)了實驗探究的先河，他對力和運動關(guān)系的實驗探究和科學推理堪稱科學探究的典范。牛頓經(jīng)過對天體運動的長期思考和理論探究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，將地面上物體的運動規(guī)律與天體的運動規(guī)律統(tǒng)一起來，是科學探究里程中的一座不朽豐碑。電磁感應現(xiàn)象是法拉第從十幾年的大量實驗中探究出的19世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)，也是整個科學史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。麥克斯韋方程組則是理論思維的結(jié)晶。物理學革命的標志——量子論和相對論的創(chuàng)立，都是科學探究的輝煌成就。因此，科學探究是物理學的基本思想和基本研究方法。

3.科學探究能激發(fā)學生學習物理的內(nèi)在動機，使學生有效地學習物理。

在探究過程中，學生要明確研究的問題，自己收集和分析信息，做出假設或預測；要在老師的指導下，在共同討論證據(jù)、比較結(jié)論及把自己的結(jié)論和科學知識進行比較和建立聯(lián)系的過程中，獲得新的觀點和新的思維方式，主動地構(gòu)建、修正或放棄自己原有的認識和解釋，從而擴展對科學的理解和認識。這個過程涉及深層次思維過程結(jié)構(gòu)的重組和元認知意義上的建構(gòu)，可以提高學生質(zhì)疑、推理和批判性思考的能力，增強他們對自己學習的控制和責任感，從而更有效地學習物理。

三、從科學探究過程中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)與科學方法的途徑

1.創(chuàng)設科學探究問題情境。

教師通過挖掘教材，以問題為契機，精心設計，釋疑解惑，幫助學生實現(xiàn)探究知識目標。教師可以對一些探究的物理問題創(chuàng)設一些情境，或者創(chuàng)設一些任務，讓學生在完成任務的過程中運用科學思維，自己提煉出應探究的科學問題。例如，學生在學習電磁感應的知識后，對電磁感應中電能的來源產(chǎn)生疑惑。我就在《電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化》一節(jié)的教學中設計了這樣一些問題：為什么線框在非勻強磁場中的擺動會很快減弱？能量又是如何轉(zhuǎn)化的呢？通過這些問題的層層設問和探究，不斷激發(fā)學生的思維火花，突出學生主體地位和教師主導地位。在探究式教學中教師要善于把教材中既定的物理觀點轉(zhuǎn)化為問題，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生真正成為意義的主動建構(gòu)者。

2.激發(fā)學生學習物理的內(nèi)在動機，充分發(fā)揮學習的潛能。

在探究過程中，學生要明確研究的問題，自己收集和分析信息，做出假設或預測；要在老師的指導下，在共同討論證據(jù)，主動構(gòu)建知識。這個過程涉及深層次思維過程結(jié)構(gòu)的重組和元認知意義上的建構(gòu)，可以提高學生質(zhì)疑、推理和批判性思考的能力。

3.讓學生學會疑問。

如何確保高中物理探究性教學朝著既定目標進行？盡管教師精心設計的研究路徑具有一定的導向作用，但由于探究性問題具有較大的思維空間和發(fā)散性，教師應根據(jù)學生探究活動的實際情況，運用認知策略，通過靈活而恰當?shù)奶崾疽龑W生進行疑問式的反思，使探究性教學既是一個目標導向的過程，又是一個自我調(diào)節(jié)與反思總結(jié)的過程。

總之，物理科學作為一種完備的知識體系，其本身就是科學探究活動的結(jié)果。在物理課堂中培養(yǎng)學生的科學精神就是把科學探究引入課堂，在教師的指導和啟發(fā)下，通過學生自主、獨立地探索活動，有效感知和理解物理規(guī)律，獲得情感體驗，掌握解決問題的方法。學生在完成探究的過程中，要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和提出問題、對問題進行猜想與假設、制訂計劃，設計實驗、進行實驗，搜集證據(jù)、分析證據(jù)，得出結(jié)論、反思結(jié)果等一系列的活動，從中獲得失敗與痛苦、成功與喜悅的獨特感悟與體驗，感受探索的魅力，促進對物理知識的理解與掌握。從探究過程中學會學習，學會思考，學會合作，學會探究，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)與科學方法，這正是現(xiàn)代教育的目標。