探究教学模式唤起理科教学课堂活力

探究教学模式唤起理科教学课堂活力

黄敏霞

最初公众认为，教学就是“告诉学生做什么”、“使学生掌握学科内容”，甚至认为，“优秀教师就是充分掌握学科知识的教师。”词典也仅仅把教学定义为“传授知识、讲学或讲课”。这种观点左右了传统的应试教育，教师把学生当作容纳知识的机器，采用“填鸭式”教学，这样的教学大多表现为：①教师讲授为主；②学生很少有机会通过自己的活动与实践获得知识与发展；③学生很少有机会表达自己的理解和意见；④学习追求唯一正确的标准答案。学生学得很苦，教师教得很苦，但大多数情况下效果不理想。学习几乎没有或者完全没有关于思考或投入学科学习，教学似乎没有促进学生理解这一学科，也没有发展他们在这一学科“学业成功”的能力。课堂被刻画成以下任一种状态：

（一）被动“学习”

教学是迂腐乏味，令人无精打采的，学生是教师或教科书提供的信息的被动接受者，而教学材料的呈现方式是许多学生接受不了的。

（二）为活动而活动

学生参与各种传递活动或其他的个人或小组活动，但这似乎只是一种“为活动而活动”，课堂缺乏一个明确的目标，或者是缺乏对概念发展的明确联系。

（三）培养的学生大多缺乏创新意识

以讲授、灌输为主的教学方式，形成了教师对学生的权威性，学生对教师的依赖性，学生的自主性、能动性、怀疑性和创造性得不到尊重和发展。

课程实施的结果是出现了一种课程的表面达成现象，这种现象，造就了大量的“高分低能”的学生，知识是速成了，但能力却下降了。

之后，包括赫斯特在内的教育哲学家们提出了不同的看法。他们认为，学习是行为的变化，是由于选择了不同的策略处理相同的教材，由于新的信息被纳入到其他图式之中，或者由于运用新的或修正过的图式和技能来处理那些教材，所以就产生了不同的行为变化和不同的反应。教学的目的是发展和扩大概念图式和心理技能，从而引起行为变化。因此，教师应该经常考虑怎样使得教学内容被学生接受，使得学生真正学到知识。教师应合理地运用不同的教学策略、教学方法和教学思想，可以使得学生学到更深、更多和更广泛的知识。教学不光涉及知识的传递，而且关系到教学思想、教学形象、教学态度、教学情感、教学技能等诸多方面。

1961年美国教育心理学家杜威在他的教育哲学著作《民主主义与教育》中首先提出探究式学习的教育思想，之后，芝加哥大学教授施瓦布在他的著作《作为探究的科学教学》中又提出“探究式学习”，到20世纪90年代，探究式学习被我国理科教师所采用，这一教学方式从此也被列入新课程标准。它强调

（1）教学从学生实际情况出发，而不是从“本本”出发；

（2）强化自主学习，让学生成为课堂中的主角；

（3）教师成为教学活动的组织者，合作者和参与者；

（4）注重学生的互动，小组讨论和探究；

（5）培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

探究教学切实改变了传统课堂教学的上述现状，促进教学方式的根本性变革，从而给课堂教学带来新的活力。

实践一：滑动变阻器的结构和正确接法

传统教学：

出示一个滑动变阻器，介绍它的不同部分的结构，同学间互相抽问加以巩固；然后将滑动变阻器接入简单电路中，移动滑片，观察滑动变阻器在电路中的作用，同时告知正确接法是“一上一下”的原则，实验验证“二上”、“二下”，让滑动变阻器失效。

探究教学：

提问1：根据决定电阻大小的因素，可以采取哪些方法改变导体的电阻？

提问2：为了达到改变电阻的目的，改变哪个因素比较方便？

实验：连接电路（如图所示）学生观察、思考，P向左移时，灯泡亮度怎样变化？电阻值怎样变化？这就是最简单的直线型变阻器。

说明：从各种方法的筛选和排除中激发学生进入积极思维的状态，找出新内容的衔接点。

设计滑动变阻器：

提问：

（1）要使直线型的变阻器电阻值变化范围变化更大一些，该怎么办？——电阻线增长。

（2）电阻线太长使用不方便，怎么办？——电阻线做成线圈。

说明：借助简单的器材，从“直”到“曲”的理解过程。

（3）由于变阻器要能够“变阻”，所以电阻器的两端只能有一端接在电路上，而电路的另一端要在电阻线上滑动——滑片和金属棒。

（4）电阻线（裸线）能不能密绕？——不能。要密绕怎么办？——彼此绝缘，电阻线涂绝缘漆。可与滑片不通怎么办？——跟滑片接触地方的绝缘漆刮掉。

说明：从设计滑动变阻器开始教学，使学生感到滑动变阻器好像由自己设计的一样，体会到“发现者”的乐趣。之后，可设计一个破坏性实验，巩固滑动变阻器的结构。

滑动变阻器的正确接法：

实验：将滑动变阻器的接线柱任意接入电路中，闭合电键后，移动滑片，灯泡亮度有何变化？电阻值有何变化？填入表格，最后讨论总结滑动变阻器的正确接法。

说明：分组实验，让学生参与课堂教学，既提高兴趣，又培养动手能力和逆向思维。并让学生把实验结果填入表中，增强实验结果的对比性。实验后可利用计算机模拟电流流经变阻器的路径，增强理解。

这个案例的教学策略是“问题—探究”教学模式，让学生在真实的教学情境中带着任务学习，以探索问题的解决方法来驱动教学目标的实现。这种教学模式注重学生参与知识的形成过程，营造了师生平等、民主、合作探究的关系，学生之间则互补、互促共同提高，培养了独立思考能力和创新意识、实践能力，不仅掌握知识，更体验到如何发现问题和解决问题，达到了知、能统一的效果。但在教学中要注意以下几点：

（1）教师要根据学科特点和学习者的特征，创设恰当的问题情境。

（2）具体学科任务的解决是以学生自主探索为主进行的，教师在问题解决的过程中是以指导者、促进者的身份出现，教师要适时把握时机，从旁指导，促进学生技能的掌握和知识的迁移。

（3）为了保证问题解决的顺利进行，还要对学生问题解决的完成情况进行评价。

实践二：密度的概念

传统教学：

提问：物体由什么构成？——物质

物理学上我们引入密度这一概念来区分不同的物质，密度是物质的一种特性，之后直接告知密度的概念，并利用其公式进行应用。

探究教学：

“密度”概念形成教学时，因学生对“质量”这一概念已有初步的感性知识，教学过程可设置以下背景问题：

（1）金戒指和大词典谁的质量大？——大词典的质量大，因为它的体积较大，可见，物体的质量与物体的体积有关。

（2）相同体积的铜块和铁块哪个更重？——铜块质量大，因为构成它们的物质不同，可见，物体的质量还与物质的种类有关。

（3）那么，不同体积的铜块和铁块，谁的质量大？——物体的质量和物体的体积和物质的种类究竟有什么关系？

设计实验：利用天平和量筒分别测量不同体积的三块铝A、B、C和与A同体积的铁块、铜块的质量和体积，看看数值上它们之间有什么关系？

设计表格并记录：

（续表）

点拨：学生多半习惯纵向比较数据，引导学生横向也要比较数据。

发现：

（1）铝块A、铝块B、铝块C体积扩大几倍，质量也相应扩大几倍；铝块A、铁块、铜块即使体积相同，质量也不等。

（2）同种物质（铝块A、铝块B、铝块C）质量与体积的比值几乎相等；不同物质（铝块A、铁块、铜块）质量与体积的比值不相等。

物理学上，我们把质量与体积的比值定义为密度，它指的是：某种物质，单位体积的质量，它反映了物质的一种特性。

说明：

（1）这个案例的教学策略是“实验—探究”教学模式，教师在课初精心设问，激发学生的探索兴趣；在课堂教学中，教师抓住时机，引导学生边实验，边思索，边总结，把观察引向深入。而学生投入一定的实践活动，通过自己的亲身体验，获得丰富的感性材料，然后，在教师的诱导下，逐步研究归纳，掌握其本质特征，完成教学任务。

（2）采用“实验引导、探索为主”的综合教学模式，其一般过程是：形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、作结论。这种模式给某些新物理量的引入建立了一种思维模式，例如速度、比热容、电阻率概念的引入；决定液体压强大小的因素、欧姆定律等等。

（3）在“实验—探究”过程中，学生的综合能力（技能）也得到充分的培养，使教学过程真正成为学生自主学习的过程。主要有以下几个方面的能力得到培养：

·观察能力：包括通过感官和凭借仪器设备两方面。在科学研究活动中，科学家必须亲自动手作直接的观察，以便取得第一手资料。

·形成假设：假设是对所要研究的问题提出暂时性的回答，借这种回答以考察观察所得的结果，以便能直接地、清楚地判断观察结果是否支持原有的理论。事实上，假设是一种更高级的猜测，即系统的有理论依据的猜测。

·控制变量：控制变量的技能在科学研究中至关重要，它涉及实验能否成功，能否真正揭示事物的因果关系。

·实验能力：实验事实上是人为的一种观察，所以有人说观察是被动的实验，实验是主动的观察。

·测量能力：运用尺子、天平、温度计、量杯等测量工具有助于获取准确的研究资料。

·分类能力：这是将观察到的事物加以整理的过程，分类后有利于作进一步观察。科学家为了使调查研究条理化，创造了种种分类的方法。

·推理能力：这是另一种猜测，是对观察到的现象作出解释、思考和逻辑分析。

·解释数据：数据本身并没有什么意义，重要的是从数据中所得到的启示。解释数据的目的在于进一步产生推理、预测及假设，进而寻求所研究问题的答案。

·应用数字：指把观察所得的结果用精确的数学关系表达出来。运用数学语言来描述和分析资料，既省事又能说明问题。

·交流：就是将观察的结果呈现出来，方式包括数字、图表、图片或语言文字等。通过交流，观察结果才得以公开、沟通、检验，并有利于研究者本人发现现象之间的关系，以便进一步预测和推论。

探究教学课程已是学校教育的一个重要组成部分，它在理科教学的实践中起着举足轻重的作用，但是由于探究式教学在我国起步较晚，无论是理论建设还是实际操作都还不尽完善，例如：

（1）怎样才能建立切合实际的探究学习程序呢？教师在设计探究教学过程时，要考虑许多因素，其中尤为重要的一个便是学生的兴趣和能力水平。某种活动方式如不能激发学生的探究兴趣，引起学生的积极思维，不管它如何科学也不能取得理想效果。

（2）教学是有目的性的，它可用极少的几个有效实践因素来加以描述。学生时常致力于有意义的学习，但在教学设计、实施以及内容选择中仍存在一些弱势。例如，教师可能会直接传授知识形成过程来缩短原有计划的周期；教学可能仍没有充分认识到一些学生的需要；或者是课堂的文化氛围阻碍了授课的可接受性。

所有这些都需要我们教学工作者不断地钻研、摸索和实践，从而让探究教学模式在理科教学中焕发更大的魅力。