莊新恭

我國普通高級中學物理新課程標準明確指出：科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一?？茖W探究的教學方式能將學生從傳統(tǒng)的接受式教育中解放出來。讓學生能進行真正意義上的探究學習、自主學習和協(xié)作學習，從而實現(xiàn)三維一體的課程目標，這是我國普通高中課程改革的重大突破，必將帶來深刻的變革，產(chǎn)生深遠的影響。

在中學物理教學中實施科學探究活動的主要教學方式是課堂探究教學。所謂課堂探究教學，就是在課堂教學中學生在教師的組織、指導和幫助下，像科學家發(fā)現(xiàn)真理一樣。通過親自動手動腦去學習、思考、探究，不斷發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展變化的起因和內(nèi)在聯(lián)系。從中找出規(guī)律。在這種教學模式下學生知識的形成過程既不是被動接受式的，也不是真正的發(fā)現(xiàn)式，而是通過外界的導向信息跟學生原有的認知結(jié)構(gòu)相互作用。從而實現(xiàn)新知識的建構(gòu)，培養(yǎng)學生的探究能力和協(xié)作能力。

本文結(jié)合“楞次定律——感應電流的方向”教學實例探討在課堂教學條件下實驗探究式教學的教學模式。

一、實驗探究式教學的基本模式

普通高中物理新課程標準有關(guān)科學探究的要素包括：提出問題，猜想與假設(shè)，制定計劃與設(shè)計實驗，進行實驗與收集證據(jù)，分析與論證，評估，交流與合作。在課堂教學中采用實驗探究的模式進行教學應按這幾個要素的要求來組織教學內(nèi)容和教學活動，同時應充分考慮時間、空間環(huán)境、教學設(shè)備及學生個性特征的差異等因素對開展課堂探究教學的制約作用。在課堂教學條件下采用實驗探究式教學模式進行教學可能包括下述各個階段的全部或部分。

(1)創(chuàng)設(shè)情景、提出課題：教師選擇適合實驗探究教學的課題，利用實驗演示、實物或模型展示、多媒體演示、精彩講述等教學手段來創(chuàng)設(shè)新奇的物理情景，吸引學生的注意力，激發(fā)學生的探究興趣，然后提出要解決的課題。

雖然理論上認為探究的課題最好是學生自己提出。但是在受時間、空間及設(shè)備等條件限制的課堂教學中，還是由教師誘導學生提出探究課題、甚至是教師提出探究課題或采用教材現(xiàn)成探究課題為好。因為這樣更有利于教師對探究活動的安排。

(2)大膽猜想、提出假說：引導學生針對提出的課題進行思維活動、小組討論，讓學生大膽猜想。提出合理的假說。在這一階段應讓學生進行充分的“頭腦風暴”，不隨意否定任一學生的猜想與假說。而應通過學生之間、小組之間、師生之間的交流與討論來確定一種或幾種大家認為可能正確的猜想與假說供下一階段的探究活動采納，或者整理歸納學生的各種設(shè)想供下一階段由學生自行用實驗來證實或否定。這種尊重學生自主探究結(jié)果的做法有利于持久地保持學生的探究熱情。

(3)制定計劃和設(shè)計實驗、評價和選擇最佳實驗方案：為驗證猜想、假說而制定探究計劃，讓學生自主設(shè)計各種實驗方案，并在小組內(nèi)或小組間交流，最后在教師的指導下確定最佳的一個或幾個實驗方案供全班學生選用。

由于課堂探究教學是在有限的時間內(nèi)進行的教學，所以教師通常不能采用完全放開的方式讓學生自由設(shè)計實驗，而應采用有所限制的、有指導的方式來引導學生設(shè)計實驗，主要有以下幾種辦法：給定實驗器材。從給定器材中選出一部分或全部設(shè)計實驗方案；選擇曾經(jīng)做過的演示實驗或分組實驗，讓學生通過修改來設(shè)計實驗方案；給出實驗方法，讓學生選擇器材設(shè)計實驗方案。

在確定最佳實驗方案時。一般應至少確定兩個以上不同難度的實驗方案供不同層次的學生選用，從而能實施分層教學，以利于學生自主學習，使所有學生都能通過自身的努力完成實驗探究活動。同時，從探究過程的完備性來看，為了使結(jié)果更具有普遍的意義和說服力，也應讓學生從多個角度去探究同一個問題。因而必須設(shè)計兩個以上的實驗方案。

(4)操作實驗、收集證據(jù)：各小組選擇認可的最佳實驗方案進行分組實驗，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。讀取實驗數(shù)據(jù)。學生可根據(jù)自己的能力選擇認定為最佳實驗方案中的一個或幾個進行實驗，但為使探究結(jié)果更具普遍意義、更有說服力，教師應設(shè)法使各個方案都被不同小組的學生分別選用。在學生做實驗過程中，教師要到學生當中走動，觀察、指導學生操作實驗，糾正學生實驗技能上的缺陷。

(5)分析論證、得出結(jié)論：每一小組的學生對實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)進行分析、處理、歸納、總結(jié)，得到結(jié)論。然后不同小組的學生進行交流、互評，吸取他人的經(jīng)驗教訓，發(fā)現(xiàn)新問題，修改原先的結(jié)論。最后教師選取典型的探究過程及結(jié)論進行評價，引導學生得出一致的正確結(jié)論，使學生獲得知識。

(6)應用結(jié)論、鞏固新知：通過適當?shù)募埳暇毩暬驅(qū)嶒灢僮髯寣W生把探索得到的知識加以應用，在演繹推理中鞏固所學的新知識。

以上六個階段只是一般的程序。實際上，課堂內(nèi)的探究活動。受時間、空間和設(shè)備等條件的限制，必然不可能是完整的探究過程，即不可能包含完整的探究要素。因此，課堂內(nèi)的探究活動過程，必然應該有所側(cè)重，強化某些環(huán)節(jié)而弱化或忽略其它環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學生某方面的探究能力。此外，在課堂教學中，可以將實驗探究式教學用于整節(jié)課的教學。也可將其作為一節(jié)課中局部階段的教學方法。

二、實驗探究式教學實例

以“楞次定律——感應電流的方向”的教學實施過程為例來說明在全部課堂教學中實施實驗探究式教學的各個教學階段。

(1)創(chuàng)設(shè)情景、提出課題：教師首先重做“電磁感應現(xiàn)象”一節(jié)課中的三個實驗(如圖1、2、3所示)。教師要一邊演示，一邊引導學生觀察下列現(xiàn)象：導體AB向左移動時感應電流的方向與導體AB向右移動時相反；磁鐵插入螺線管時感應電流的方向與磁鐵從螺線管里拔出時相反：斷開開關(guān)時感應電流的方向與閉合開關(guān)時感應電流的方向相反；滑動變阻器的滑片向左移時感應電流的方向與滑片向右移時相反。截然相反的物理現(xiàn)象激發(fā)了學生的探究熱情，他們急切地想知道這當中的原因。這時教師及時地向?qū)W生提出本節(jié)課要探究的課題——“感應電流的方向”，要求同學們先猜猜感應電流的方向由什么因素決定。如何確定感應電流的方向?

(2)大膽猜想、提出假說：對于如何確定感應電流的方向，學生會提出各種各樣的想法：由導體切割磁感線的方向及磁場的方向即右手定則確定(初中所學)；由磁感應強度的方向判定；由穿過螺線管的磁通量判定(一般是有看書的學生提出)；由穿過螺線管的磁通量的變化判定；由導體的相對運動方向判定(事先有看課外書的學生提出)；等等。對于學生提出的各種設(shè)想，教師不能急于否定或肯定。而是引導學生整理歸納全班的各種設(shè)想，然后要求學生通過設(shè)計實驗來探究哪些猜想是正確的。

(3)制計劃和設(shè)計實驗、評價和選擇最佳實驗方案：為了控制實驗設(shè)計階段的時間，教師要求學生用“電磁感應現(xiàn)象”一節(jié)課已經(jīng)做過的演示實驗器材來設(shè)計探究方案，或直接采用三個演示實驗的裝置來設(shè)計探究方案。這樣，學生就基本上能依照“電磁感應現(xiàn)象”一節(jié)課已經(jīng)做過的三個演示實驗設(shè)計方案。等學生討論、交流后，教師利用實物投影儀將典型設(shè)計投于大屏幕上。并引導學生分析、比較、討論、修改，最后確定三個方案為最佳實驗方案供學生選擇。這三個難度不同的實驗方案既考慮了分層推進教學。又考慮了探究過程的完備性。

方案一(如圖1及下表所示)是從閉合電路的部分導體做切割磁感線運動引起閉合電路磁通量變化的角度考慮的，同時也兼顧了初中學生已經(jīng)學過的右手定則，適合于基礎(chǔ)較差的學生選用。

方案二(如圖2所示及下表所示)這一方案是基于感應電流的方向總是阻礙導體和磁鐵的相對運動這一方面考慮的。是從動生電動勢的角度考慮而設(shè)計的實驗方案，便于中等以上的學生選用。方案三(如圖3所示及下表所示)這一方案是從感生電動勢的角度設(shè)計的，跟學生在初中所學的知識沒有聯(lián)系。實驗探究的難度較大，適合于較優(yōu)秀的學生選用。

(4)操作實驗、收集證據(jù)：學生選擇以上三個方案中的一個或幾個開始進行實驗。這時教師在學生中來回巡查，觀察學生所選的實驗方案，通過引導使三個方案都能被不同小組選用，同時要注意糾正學生實驗技能上的缺陷。

(5)分析論證、得出結(jié)論：教師從學生當中找出幾份典型的數(shù)據(jù)記錄(最好是已經(jīng)下結(jié)論的)，投影于大屏幕，引導學生分析、歸納得出楞次定律。

(6)應用結(jié)論、鞏固新知：教師要求選用不同實驗方案的小組交換實驗數(shù)據(jù)，然后用已經(jīng)得出的楞次定律來分析實驗結(jié)果是否合理?

總之，在課堂教學中利用實驗進行探究教學，是在充分權(quán)衡時間、環(huán)境空間、教學設(shè)備及學生個性特征差異的前提下，盡可能地“開放”課堂，盡可能地構(gòu)造一種有利于學生自主學習、主動探究和協(xié)作交流。有利于激發(fā)學生科學探究意識和培養(yǎng)學生科學探究能力，有利于對不同個性特征和不同能力層次的學生實施分層教學的教學模式。

(責任編輯：陳光明)