胡家光, 馬顯留，楊 樂

（1.文山學(xué)院 人工智能學(xué)院，云南 文山 663099；2.文山市第一初級中學(xué)，云南 文山 663099；3.文山市第一中學(xué)，云南 文山 663099）

2001年我國初中物理進入新的課程改革以來，“探究式教學(xué)”成了新課程改革的代名詞。2018年，中學(xué)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的概念和內(nèi)涵被確定下來，學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為教育戰(zhàn)略層面重點關(guān)注的問題[3]。探究式教學(xué)理念的提出，催生了一些踐行探究式教學(xué)理念的優(yōu)秀教師，并在實踐中取得了豐碩的成果。但總體說來，盡管教育主管部門和教育教學(xué)專家們都竭力倡導(dǎo)使用探究式教學(xué)，一線教師的總體響應(yīng)卻并不積極，即使像初中物理這樣最容易體現(xiàn)探究思想的學(xué)科，探究式教學(xué)的應(yīng)用整體都仍然很不理想，尤其是西部教育相對落后的地區(qū)，問題更為嚴重。在教學(xué)實踐中，不少課堂教學(xué)雖然掛上了“探究教學(xué)”的名，但課堂本質(zhì)仍是“填鴨式”“灌輸式”的探究。課堂探究活動的無序性、學(xué)生探究學(xué)習(xí)的被動性，使探究教學(xué)的有效性大打折扣，特別是廣大農(nóng)村教師對探究教學(xué)的認識仍停留在表層的形式上，不理解探究教學(xué)的實質(zhì),出現(xiàn)了很多“假探究”和“探究要素的實驗步驟化”等特點的課堂教學(xué)[4-9]。究其原因，一是教師對探究思想的認識不到位，缺乏相應(yīng)的技能，而且沒有把科學(xué)探究本身作為教學(xué)內(nèi)容；二是探究式教學(xué)本身環(huán)節(jié)多，過程長，而且對時間、空間、硬件、軟件以及班級學(xué)生規(guī)模都有一定的要求；三是探究式教學(xué)很難在短期內(nèi)實現(xiàn)立竿見影的提分效果[10]。

探究式教學(xué)的核心，是讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，強化過程性的學(xué)習(xí)活動。探究式教學(xué)不是一種固定的教學(xué)模式，而應(yīng)該是一種貫穿于教學(xué)活動各環(huán)節(jié)中“教前設(shè)問、有問必探、有探必究、求真與批判性思考共存”的教學(xué)思想和思維習(xí)慣，能在課堂教學(xué)中隨時創(chuàng)造和抓住教學(xué)生探究的機會?；谶@一思想，課題組將“微探究”教學(xué)思想引入初中物理的教學(xué)，完善了已有的理論[11-12]，并在實踐中作了嘗試，效果良好。

1 物理微探究活動的內(nèi)涵

微探究是對傳統(tǒng)探究式教學(xué)的補充，“微”是其核心亮點。微探究是指在物理教學(xué)活動中，針對某個小知識點、某個現(xiàn)象、某個問題、某個習(xí)題或者某個實驗環(huán)節(jié)，在老師的引導(dǎo)和幫助下，由學(xué)生自主進行微型探究學(xué)習(xí)的過程。為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)以提升自主發(fā)展能力，教師需要在教學(xué)中實施探究活動，但由于各種條件的限制，教學(xué)中又不可能頻繁進行大規(guī)模的物理探究活動（即參與人數(shù)眾多且包含完整要素和流程的探究活動），微探究則可以較好地解決這個問題。它既保留了科學(xué)探究的精髓，又讓探究的思想更容易落地。既可以用最小的學(xué)習(xí)成本訓(xùn)練學(xué)生探究的思維，又可以讓學(xué)生從微探究中學(xué)習(xí)到物理學(xué)知識和探究技能，更易于被教師和學(xué)生接受。

微探究教學(xué)活動是一種科學(xué)有效的教學(xué)活動。首先，微探究教學(xué)可以從最小的單元上保護學(xué)生的探究本性，同時能夠發(fā)展其探究能力，微探究教學(xué)是從最微小的層面上來落實以人為本的教育理念。其次，微探究教學(xué)符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的思想，微探究教學(xué)可以吸引和照顧到各種類型的學(xué)生，而且強調(diào)學(xué)生的主體性，注重實踐活動中的社會文化元素與科學(xué)知識的融合，目標(biāo)是從微觀的角度完善學(xué)校教育中的“知識構(gòu)建共同體”理論。最后，科學(xué)的本質(zhì)是不斷探究、追求真理的過程，而不是已經(jīng)終結(jié)的結(jié)論，掌握科學(xué)探究的技能是教育的目標(biāo)之一，探究技能由無數(shù)的要素組成，每一種要素都必須經(jīng)過大量的訓(xùn)練才能逐漸被學(xué)生掌握，將探究技能分解進行教學(xué)的必然結(jié)果就是微探究教學(xué)。通過微探究，學(xué)生一點一滴地感受和體驗科學(xué)的探究要素和過程，由點到面，再成體系，最終形成完整的探究思想，掌握探究技能。

2 物理微探究活動的特征

物理微探究教學(xué)活動的特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）微探究的內(nèi)容豐富且形式多樣。在探究內(nèi)容上，可以是關(guān)于物理知識的史學(xué)探究，可以是某一個理論問題的討論研究，也可以是實驗中某一環(huán)節(jié)的探究；既可以探究現(xiàn)象存在的根源（為什么的問題），也可以是因果關(guān)系問題或機理性問題的探究（怎么樣的問題），還可以是如何將“為什么”轉(zhuǎn)化為“怎么樣”的探究。在探究形式上，可以針對具體問題，開展結(jié)構(gòu)性微探究（問題和方法均告知學(xué)生但不告知結(jié)論的淺探究）、有指導(dǎo)的微探究（只告知學(xué)生微探究問題）、開放式微探究（學(xué)生自主完成微探究活動）；還可以進行發(fā)現(xiàn)式微探究（為發(fā)現(xiàn)事物特點、性質(zhì)和規(guī)律的微探究）、應(yīng)用式微探究（用所學(xué)知識解釋、解決實際問題）、表達式微探究（用物理語言描述物理問題、概念或者模型）和訓(xùn)練式微探究（解題方法、技巧等）。

（2）探究內(nèi)容具有微小性。傳統(tǒng)的探究活動內(nèi)容較多，環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生的負擔(dān)較大，但微探究只選取其中的某個小點或者內(nèi)容進行探究活動，每個探究活動控制在5～15分鐘，高效實用。比如在講授光的反射定律時，只要求學(xué)生探究反射角與入射角的關(guān)系，而三線共面的問題可以由教師演示。在講授“運動的描述”時，講完機械運動和參照物等概念后，可以設(shè)置“如何判斷物體是否運動”的微探究活動，用5分鐘左右的時間讓學(xué)生分小組討論,自主總結(jié)出方法。在“密度”的教學(xué)中，密度的定義是物體的質(zhì)量與該物體體積的比值，可以把“密度的定義是否也可以用體積比質(zhì)量的形式”設(shè)置為一個微探究活動，通過討論和交流，讓學(xué)生體驗比值定義法的物理含義和科學(xué)要求。

（3）微探究的要素和環(huán)節(jié)具有靈活的可選擇性。完整的探究活動具有7個環(huán)節(jié)和流程，耗時較長，對學(xué)生和教師都有較高要求，這也是教師難以開展探究式教學(xué)的原因。在微探究中，只選擇最重要的某個或者幾個環(huán)節(jié)或者片斷開展微活動，不追求探究活動的完整和完美，一次活動只強調(diào)某個方面能力的培養(yǎng)，將科學(xué)探究技能化整為零，分項訓(xùn)練和突破，逐漸養(yǎng)成學(xué)生的探究習(xí)慣。比如在講授磁力時，磁鐵對鐵釘有力的作用，靠生活經(jīng)驗就可以推斷，容易理解，但針對“鐵釘對磁鐵是否有力的作用”這一問題，可以讓學(xué)生根據(jù)力學(xué)的知識簡單設(shè)計一個微實驗，驗證磁鐵可以朝靜止的鐵釘方向運動的現(xiàn)象，并拓展到斥力也是相互的，從而得出“磁力的作用是相互的”這一結(jié)論。通過這個微探究活動，讓學(xué)生體驗到科學(xué)探究中的“證據(jù)”要素在物理學(xué)中的作用。此外，對于“力的作用是相互的”這一物理結(jié)論，學(xué)生是在力學(xué)部分學(xué)習(xí)的，到了后期會學(xué)習(xí)到力的更多形式，此時，可以讓學(xué)生從彈力、電場力、磁力、摩擦力、重力和生活經(jīng)驗幾個角度分別設(shè)計微探究活動，從不同的角度尋找“證據(jù)”支持觀點，培養(yǎng)學(xué)生用證據(jù)說話的意識，既關(guān)注了知識點的落實，又重視了能力和情感目標(biāo)的達成。再比如，在課堂演示實驗教學(xué)中，可以讓學(xué)生分小組設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄的表格形式，也可以僅讓學(xué)生分小組合作完成數(shù)據(jù)分析和處理的環(huán)節(jié)，其它實驗環(huán)節(jié)由教師或動手能力強的學(xué)生代表完成。這種模式，也可以拓展到學(xué)生的實驗操作課中。

（4）微探究活動的開展有全域性。首先，微探究活動既可以是課堂內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容，也可以是課前的預(yù)學(xué)習(xí)活動，還可以在課后以作業(yè)的方式進行?？梢允切?nèi)的活動，也可以是校外的活動。比如，在進行“眼睛與眼鏡”(人教版八年級上冊第五章第四節(jié))的教學(xué)時，課前可以讓學(xué)生小組探究古代人關(guān)于眼睛的保健方法以及眼睛近視或者遠視后的處理辦法；課中設(shè)置逆向微探究近視病理特征的環(huán)節(jié)；課后布置學(xué)生去收集“準(zhǔn)分子激光”等現(xiàn)代技術(shù)治療近視的資料，用所學(xué)知識分析物理機理，并對購物廣告中宣稱眼部按摩儀等設(shè)備能治療近視的科學(xué)性進行探討，完成微探究小報告。其次，課堂內(nèi)可以只開展一個微探究活動，也可以開展幾個微探究活動，而且每個微探究活動之間可以沒有關(guān)聯(lián)性。比如，在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”時，可以在猜想與假設(shè)和實驗器材的選擇環(huán)節(jié)開展微探究活動，盡量引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中選擇器材，每個小組簡要定性闡述理由并相互評價，教材中的實驗過程和數(shù)據(jù)記錄分析由教師或?qū)W生代表完成。

（5）微探究活動的評價具有及時性。物理課程的實施應(yīng)該讓學(xué)生“用”科學(xué)和“做”科學(xué)，而不僅是讓學(xué)生“聽”科學(xué)和“讀”科學(xué)。要實現(xiàn)這一改變，科學(xué)合理且及時的學(xué)習(xí)評價就顯得格外重要。由于微探究內(nèi)容少、用時少、要素少、環(huán)節(jié)少，效率較高，就降低了對探究活動的評價難度。教師更容易觀察學(xué)習(xí)活動過程，容易給出即時性的評價，學(xué)生的自我評價和同學(xué)互評變得更容易操作。在這個過程中，學(xué)生個體受到關(guān)注和重視的機會增多，而且也能更好地感受到教師“教什么”和“怎么教”以及希望學(xué)生“學(xué)什么”和“怎樣學(xué)”的問題，從而促進學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，學(xué)生在熏陶中自然就掌握了科學(xué)研究的方法，自身核心素養(yǎng)的水平也就得到了提升。

3 開展物理微探究活動應(yīng)注意的問題

（1）微探究只是教學(xué)活動的一種補充和優(yōu)化。教學(xué)是綜合性的活動，微探究只是這個活動中的一種形式，任何微探究活動都代替不了完整的探究式教學(xué)活動。只有在條件不具備、時間不允許或者某些方面存在困難和不足時，才建議采用微探究輔助教學(xué)。對于大綱要求進行探究的實驗，一定要嚴格實施，不能用微探究取而代之。

（2）微探究強調(diào)的是靈活的教學(xué)思想。微探究不應(yīng)拘泥于一種固定模式。教師需要具有開放性思維，充分領(lǐng)悟微探究的精髓，靈活使用微探究，把微探究思想應(yīng)用到教育教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中。同時，不應(yīng)拘泥于一些具體的步驟和細節(jié)，只要微探究活動具備了探究要素，只要微探究活動可以幫助學(xué)生養(yǎng)成用物理思維方法去思考問題的習(xí)慣，都可以讓學(xué)生大膽地去嘗試、持續(xù)地改進。

（3）開展微探究活動的關(guān)鍵是創(chuàng)設(shè)良好的問題情境。所有的探究活動都是圍繞問題展開的，只有合適的問題情境，才能激發(fā)學(xué)生的探究興趣和激情。教師要根據(jù)學(xué)生的層次和水平把握好探究難度與深度，盡量讓學(xué)生在每一次的微探究活動中不僅收獲知識與技能，而且能獲得自信。

（4）開展微探究活動需要教師有更充分的課程準(zhǔn)備。微探究活動是將探究的思想應(yīng)用于教學(xué)的各環(huán)節(jié)，以提升探究式教學(xué)的效率，這是大部分教師都期望的。從本質(zhì)上分析，微探究確實可以在一定程度上減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)，但卻不能降低教師的備課難度，甚至要對教師提出更高的要求。不管針對哪一個教學(xué)模塊，教師只有掌握了完整的探究式教學(xué)流程和環(huán)節(jié)，并有了深度思考后，才能從中篩選和提煉出適合微探究活動的項目，并擴展到解題微探究、理論微探究、方法微探究、史學(xué)微探究以及應(yīng)用微探究等廣義上的微探究層面，教師需要花更多的精力去進行微探究的設(shè)計。但是，這種變化是值得的，這是實現(xiàn)課程的根本目標(biāo)所需要的，而教師也能通過這種活動快速提升自己的綜合水平與能力。

4 物理微探究教學(xué)活動設(shè)計案例與分析

教學(xué)內(nèi)容：長度的測量（人教版）

課時安排：1課時

學(xué)生層次：市級平均水平。學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)初步掌握了“千米、米、分米、厘米、毫米”等長度單位的數(shù)學(xué)意義和相應(yīng)的單位換算方法，也基本掌握了用直尺測量物體長度的方法。

常用的教學(xué)設(shè)計簡述：課題組對所在地多所重點初中及部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)進行了調(diào)研，對于該節(jié)內(nèi)容，教學(xué)設(shè)計思想較為相似，主要體現(xiàn)在：（1）以生活設(shè)問的方式引出“長度”的概念，并過渡到長度單位的學(xué)習(xí)，對于單位換算關(guān)系的講解，更多的是采用純數(shù)學(xué)的方式進行。評述：這種教學(xué)方式形式上滿足了“物理教學(xué)要從生活中出發(fā)”的要求，符合學(xué)生的認知規(guī)律，但實質(zhì)上，這種方式呆板無趣，因為忽視了學(xué)生在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)課中已經(jīng)對長度概念及常用單位進行了學(xué)習(xí)，而且有一定深度。課程引入的重點，不應(yīng)該是長度的概念及單位比較，應(yīng)注重長度測量的思想、長度單位的變遷、長度單位的科學(xué)性以及需要引入新長度單位的必要性；對于長度單位的換算，更多的應(yīng)該是幫助學(xué)生初步建立物質(zhì)世界的尺度模型，不僅僅是記住幾個簡單的換算公式，應(yīng)幫助學(xué)生打開學(xué)習(xí)新知識的大門。（2）教學(xué)重點是長度測量工具的使用，教師大都是要求學(xué)生識記測量工具的使用方法和注意事項，然后通過幾個簡單的例子進行強化。評述：關(guān)于刻度尺的使用，學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)有基礎(chǔ)，教師應(yīng)關(guān)注小學(xué)階段未學(xué)習(xí)的知識點，教學(xué)的重點應(yīng)該是長度測量的綜合方法應(yīng)用以及不同方法的對比和選擇，體現(xiàn)出進階性和層次性。（3）課后，教師通常會布置作業(yè)，要么安排學(xué)生測量某一物體的長度，或者完成一定數(shù)量的習(xí)題。評述：這種作業(yè)方式，形式上機械呆板，為應(yīng)試而做，不能有效地讓學(xué)生進行深度思考。課后作業(yè)，其目的應(yīng)該是升華學(xué)生的認知水平，發(fā)展學(xué)生的高階思維，引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)，把碎片化的知識轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Γ處熢谠O(shè)計課后作業(yè)時，除了鞏固知識外，必須充分考慮上述要求，從而提升教學(xué)以及學(xué)習(xí)的效果。

基于微探究的教學(xué)設(shè)計定位：“長度的測量”是初中物理教學(xué)內(nèi)容的第一課，學(xué)生的物理思想和學(xué)科素養(yǎng)將從這里開始形成。若教師將其處理為講授型內(nèi)容，有可能會讓學(xué)生形成物理學(xué)習(xí)和其它課程一樣，主要是通過教師講授的思維定式，不利于后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的開展。因此，課題組期待通過微探究活動的引入，幫助學(xué)生從一開始就認識到物理學(xué)科是以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)活動。教學(xué)中，設(shè)計了三個微探究活動：

微探究活動1（課前和課中完成）：課前安排學(xué)生以小組的形式開展對“古代長度測量和單位”的資料收集與討論，完成一個可以不規(guī)范的微型小組報告并在課堂開始時簡要匯報，作為課程的導(dǎo)入環(huán)節(jié)。該微探究活動的目的，一是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；二是讓學(xué)生從史料中明白長度測量的由來和必要性，了解古代文明和古人的智慧以及社會發(fā)展對科學(xué)技術(shù)提出的新要求，從長度單位的變遷中逐步理解現(xiàn)用長度單位的科學(xué)性和合理性，意識到“單位標(biāo)準(zhǔn)”的重要性和意義，也為教師引入“微米”和“納米”等新長度單位作好鋪墊；三是讓學(xué)生初步意識到探究物理學(xué)史也是物理學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，同時，也讓學(xué)生從歷史中開始形成“物理問題”是如何產(chǎn)生的意識。

微探究活動2（課中完成）：在講授完長度的測量方法后，設(shè)置針對“累積法”“曲直互化法”“替代法”“公式法”和“化暗為明法”相對應(yīng)的五個場景[13]，引導(dǎo)學(xué)生自己提出相應(yīng)的問題后，課內(nèi)分配給不同的學(xué)生小組，開展特殊測量方法的探究活動，最后由小組匯報結(jié)論，并在小組之間相互評價。為完成這個活動，學(xué)生不僅要調(diào)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識，還要經(jīng)歷數(shù)學(xué)和物理思想方法構(gòu)建與融合的過程，對培育學(xué)生形成物理觀念及科學(xué)思維兩個維度的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的開端性意義。需要注意的是，因其具有一定的難度，該活動只能在課內(nèi)實施，教師需要做好引導(dǎo)性工作并對每一種方法在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用進行介紹，幫助學(xué)生形成物理學(xué)科能學(xué)以致用的思想，否則，容易讓學(xué)生對物理學(xué)科產(chǎn)生畏懼情緒，不利于后續(xù)教學(xué)與學(xué)習(xí)活動的開展。

微探究活動3（課后完成）：教師設(shè)置與“對位法”“位移法”數(shù)位法”相對應(yīng)的三個問題場景，輔以簡單的提示，由學(xué)生小組選擇某一個場景，小組探究判斷刻度尺分度值的方法，形成微型報告，作為課后作業(yè)。通過易操作的微探究活動，學(xué)生不僅要用到課堂所學(xué)的長度測量工具的相關(guān)知識，還要進行測量工具原理性的思考，并進行深度探討和小組合作實施后才能完成，意義和效果遠勝傳統(tǒng)的作業(yè)形式。在該活動中，部分學(xué)生可能會無法理解題目的內(nèi)涵和意圖，其原因是這些學(xué)生對于測量工具的原理沒有理解，只是記住了結(jié)論。因此，在活動結(jié)束后的反饋環(huán)節(jié)，教師需要根據(jù)學(xué)生的情況收集問題，精準(zhǔn)幫助學(xué)生突破，讓學(xué)生體會深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，逐漸培養(yǎng)高階思維。

教學(xué)效果：通過實施基于微探究活動的教學(xué)，學(xué)生不僅掌握了基本知識，提升了分析問題和解題問題的能力，還普遍感慨“一個簡單的長度測量問題，背后居然有那么多的物理故事”，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生對“探究”的物理學(xué)思想和技能有了初步認識，對物理與數(shù)學(xué)的差異有了體會，對物理學(xué)問題需要從“原理”入手的思想有了思考，教學(xué)效果較為理想。

評述：通過三個以學(xué)生為中心的微探究活動，學(xué)生初步建立起物理課程需要進行探究學(xué)習(xí)的意識，并開始接觸探究的要素和環(huán)節(jié)，物理課程與眾不同的思想開始形成。另外，雖然只設(shè)計了三個微探究活動，其它如“長度單位換算”“刻度尺的使用”“錯誤與誤差”“科學(xué)計數(shù)法”等內(nèi)容的教學(xué)，教師也可以根據(jù)學(xué)生的情況和時間靈活設(shè)置微探究的點。“長度的測量”通常被認為是較為簡單的內(nèi)容，很多教師都不會花過多精力進行教學(xué)，在相關(guān)情境的創(chuàng)設(shè)及素材的選擇上，大都較為保守和傳統(tǒng)，沒有意識到其中包含著豐富的物理學(xué)思想和方法論意義，而這些內(nèi)容正是物理學(xué)科核心素養(yǎng)最根本的要求。物理學(xué)科中包涵著大量“小問題大道理”的場景，教師只有利用好微探究活動這一利器，才能充分挖掘各種小物理問題中蘊含的思想與方法，從根本上實現(xiàn)真正以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語

初中物理的微探究活動是一種能有效地落實探究式教學(xué)思想的教學(xué)活動，其化繁為簡、化整為微、靈活多變的思想和處理方式，適用于各種班級層次和地域?qū)哟蔚膶W(xué)生。但是用好微探究，需要教師首先形成自己的微探究思維習(xí)慣，才能自信地去駕馭課堂，才能引導(dǎo)學(xué)生通過高水平的思維和微探究學(xué)習(xí)活動，構(gòu)建起自己的科學(xué)思維模式，落實核心素養(yǎng)的要求。