朱向榮

自從十年前的課程改革提出科學(xué)探究以來，無論是將其作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，還是將其作為學(xué)習(xí)方式，其對(duì)高中物理的影響都是巨大的.十年間，包括物理課程標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的各學(xué)科課標(biāo)，都遇到了一些新的挑戰(zhàn)，其中不乏關(guān)于科學(xué)探究的一些爭(zhēng)論，從筆者一個(gè)普通教師的視角來看，其中爭(zhēng)論的主要焦點(diǎn)是將科學(xué)探究作為一種教學(xué)方式，會(huì)不會(huì)讓學(xué)生變成科學(xué)探究各環(huán)節(jié)之下的依葫蘆畫瓢.而不少事實(shí)恰恰是證明了這一點(diǎn)的，即不少科學(xué)探究的課堂正是按照科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)而來的，即使其中遵照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)各環(huán)節(jié)的詳略作了調(diào)整，但仍然看得出明顯的按科學(xué)探究的步驟亦步亦趨的情形.筆者以為這給批評(píng)科學(xué)探究者提供了口實(shí).

筆者以為，科學(xué)探究作為傳統(tǒng)教學(xué)方式的補(bǔ)充，其對(duì)高中物理教學(xué)的意義是巨大的，其讓學(xué)生在高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)中更多地接近了科學(xué)的本質(zhì)，能夠讓學(xué)生在具有探究意味的高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)到科學(xué)規(guī)律的來之不易.但需要強(qiáng)調(diào)的是，科學(xué)探究的關(guān)鍵不在于程式化的操作，而在于基于物理內(nèi)在關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，這才是科學(xué)探究之本.

1 為什么說關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)探究之本

高中物理教學(xué)中需要采用探究式教學(xué)的，一般都是一些具有某種重要性，能夠促進(jìn)學(xué)生掌握物理知識(shí)、理解物理方法、滲透物理發(fā)現(xiàn)態(tài)度與價(jià)值觀的內(nèi)容.選擇這些內(nèi)容并充分地運(yùn)用探究式教學(xué)，是科學(xué)探究的一個(gè)重要思路.基于拙作開頭的分析，筆者此處重點(diǎn)談一個(gè)內(nèi)容，即為什么說關(guān)系的發(fā)現(xiàn)才是科學(xué)探究之本.

梳理科學(xué)探究的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)可以發(fā)現(xiàn)，無論是一開始問題的提出，還是猜想與設(shè)計(jì)，還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與完成，都離不開基本的物理關(guān)系的發(fā)現(xiàn).尤其是問題的提出與猜想環(huán)節(jié)，這是科學(xué)探究最重要的開端，當(dāng)猜想結(jié)束之后，往往意味著科學(xué)探究的思維性工作已經(jīng)完成得差不多了.那么，問題是怎樣被提出的呢？猜想又是怎樣發(fā)生的呢？跟隨著這兩個(gè)問題去思考，結(jié)合學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的心理活動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)基于學(xué)生的原有知識(shí)基礎(chǔ)并尋找其中的不足，才是問題提出的關(guān)鍵.而基于原有知識(shí)尋找新的不足，其實(shí)正是學(xué)生對(duì)已有的物理知識(shí)去梳理進(jìn)而產(chǎn)生失衡的過程，這正是邏輯關(guān)系的一種體現(xiàn)；而猜想環(huán)節(jié)實(shí)際上也是在問題的驅(qū)動(dòng)之下，學(xué)生根據(jù)大腦中已有的物理知識(shí)去對(duì)問題可能的答案作出一種預(yù)測(cè)的過程，這種預(yù)測(cè)顯然又是一種關(guān)系的發(fā)現(xiàn)過程，只是這種發(fā)現(xiàn)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因而稱之為猜想罷了.即使是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，稍加梳理也會(huì)發(fā)現(xiàn)，沒有一種關(guān)系的梳理，實(shí)驗(yàn)的原理發(fā)現(xiàn)、器材的選擇、步驟的設(shè)計(jì)仍然是不可能出現(xiàn)的，只有上下邏輯關(guān)系統(tǒng)一，才是科學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟.

因此，真正的科學(xué)探究一定是基于一種關(guān)系的，這種關(guān)系指的自然是物理知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，而這種關(guān)系的發(fā)現(xiàn)其實(shí)正是物理思維能力與物理方法的體現(xiàn)，這與學(xué)習(xí)者的智力因素與學(xué)習(xí)策略是相關(guān)的；一個(gè)學(xué)習(xí)者選擇什么樣的研究思路，其實(shí)與學(xué)習(xí)者自身的情感、態(tài)度及價(jià)值觀是默會(huì)的關(guān)系，從學(xué)習(xí)心理的角度來看，則是非智力因素.于是又可以發(fā)現(xiàn)，一種物理關(guān)系的背后往往也是新課程所倡導(dǎo)的三維目標(biāo)的綜合體現(xiàn).

2 基于關(guān)系發(fā)現(xiàn)的科學(xué)探究實(shí)例及分析

基于物理內(nèi)在關(guān)系的發(fā)現(xiàn)去實(shí)施科學(xué)探究，會(huì)發(fā)現(xiàn)探究式教學(xué)所強(qiáng)調(diào)的若干個(gè)環(huán)節(jié)往往都會(huì)自然呈現(xiàn).其中的關(guān)鍵，則在于教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，筆者現(xiàn)以“電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度”的教學(xué)為例，談?wù)劰P者對(duì)基于關(guān)系發(fā)現(xiàn)的科學(xué)探究式教學(xué)的理解.

第一步，通過關(guān)系的梳理，盡量讓學(xué)生自主地提出問題.筆者的設(shè)計(jì)是這樣的：此處應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間存在著聯(lián)系，這一點(diǎn)并不容易，無論是學(xué)生在初中物理中建立的電壓與電流的關(guān)系，還是前面已經(jīng)學(xué)過的移動(dòng)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受電場(chǎng)力做功，都可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到兩者之間的關(guān)系.此時(shí)學(xué)生的認(rèn)知會(huì)一定程度上失衡，因?yàn)樗麄冏匀粫?huì)想到：兩者之間是什么關(guān)系？如何研究它們之間的關(guān)系等.

第二步，引導(dǎo)學(xué)生猜想.這個(gè)時(shí)候在注意，如果忽視了關(guān)系發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的猜想實(shí)際上是無意義的，因?yàn)閷W(xué)生如果沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)系的意識(shí)，那所謂的猜想只能是胡思亂想，這是常規(guī)探究式教學(xué)的通病.因此筆者在此教學(xué)中的重點(diǎn)，確定為引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“電場(chǎng)力做功”是搭建電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的橋梁，于是可以引導(dǎo)學(xué)生思考以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例，然后設(shè)一帶正電的點(diǎn)電荷從某點(diǎn)沿電場(chǎng)線的方向移動(dòng)到另一點(diǎn)，然后計(jì)算電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷的做功情況.在這個(gè)過程中，由于需要建立定量關(guān)系，因此電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)為E，電量設(shè)為q等通常都是教師主動(dòng)講授的內(nèi)容，就有可能成為學(xué)生自主的需要.而尋求電場(chǎng)力做功W與基于功能關(guān)系得出的W=qU，也成為學(xué)生在關(guān)系發(fā)現(xiàn)中的一種自覺思維活動(dòng).這種關(guān)系一旦被發(fā)現(xiàn)，那U=Ed關(guān)系的發(fā)現(xiàn)就是自然而然的事了.

此關(guān)系的證實(shí)一般不需要通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)，但教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)以上關(guān)系的發(fā)現(xiàn)去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而開拓學(xué)生的思維.此不贅述.

3 教學(xué)反思

需要說明的是，科學(xué)探究在高中物理教學(xué)中不一定非得是“大部頭”的動(dòng)作，不一定非得一個(gè)完整的科學(xué)探究過程，因?yàn)槟菢哟_實(shí)會(huì)造成效率低下的情形.在日常的物理教學(xué)中尋找相對(duì)較小的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)探究意識(shí)的滲透與能力的培養(yǎng)，是科學(xué)探究教學(xué)更現(xiàn)實(shí)的選擇，這也是當(dāng)前“學(xué)習(xí)進(jìn)階”研究的重點(diǎn)內(nèi)涵.

說科學(xué)探究要基于一種關(guān)系發(fā)現(xiàn)，其實(shí)是遵循了物理教學(xué)的基本規(guī)律.高中物理內(nèi)容繁雜，如果不從中尋找并梳理出清晰的關(guān)系，真正的科學(xué)探究是難以發(fā)生的，而物理關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，其又在于教學(xué)中教師要向?qū)W生或明或暗地呈現(xiàn)這種關(guān)系，并引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系.這里需要強(qiáng)調(diào)的是“引導(dǎo)”，引導(dǎo)意味著不是明確地呈現(xiàn)這種關(guān)系，而是提供條件讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系.翻開物理發(fā)展的歷史可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，既是科學(xué)探究的基礎(chǔ)所在，也是物理知識(shí)發(fā)展的必由之路，而當(dāng)前的物理教材有時(shí)不能清晰地呈現(xiàn)物理發(fā)展的特點(diǎn)，但物理知識(shí)的承前啟后關(guān)系卻是異常明確的，基于物理關(guān)系而不拘泥于歷史去發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)之間的關(guān)系，是班級(jí)授課制下科學(xué)探究的王道.