研究性学习在高中物理中的实践研究

《普通高中物理课程标准》指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。新课程把这一理念作为实施教学的基本理念。

为了更好地实现物理学科教学新理念、适应《普通高中物理课程标准》和新课程的需要，帮助学生从被动的学习者转变为主动的学习者。在探究物理规律的过程中，培养其获取和处理信息的基本科学方法和思维模式，在参与解决问题、参与决策、参与小组讨论、参与学习评价的过程中，将所掌握的科学知识同他们从多种渠道获得的知识联系起来，并将所学的科学知识应用到新的问题中去，在学习过程中逐步形成科学探究能力。因此，有必要对新课程、新理念背景下的探究学习教学设计进行研究。

一、探究学习教学设计的内涵

教学设计是教学理论向教学实践转化的桥梁。所谓教学设计，是以获得优化的教学过程为目的，以学习理论、教学理论和传播理论为基础，运用系统方法分析教学问题、确定教学目标、建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和修改方案的过程。它包含教学设计的前期分析（包括学习背景分析、学习任务分析、学生分析）、教学策略设计（含教学媒体选择）、教学设计的评价（含教后反思）等方面。

探究学习教学设计是指，运用系统方法分析教学问题、阐明教学目标，建立基于现代信息技术、网络资源，同时运用科学探究的方法（即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动，包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和交流），以帮助学生主动获取知识、发展科学探究能力、形成科学概念、养成探索未知世界的积极态度的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和修改方案的过程。

探究学习教学设计实质上是基于现代信息技术、网络资源，将科学问题的探究引入课堂，使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质。

实施探究学习的目的是，不仅使学生知道知识的结果和结论，同时还懂得获取知识的过程和方法，养成探索未知世界的积极态度。

探究学习教学环境的设计，教学环境是学生可以在其中进行自主探究学习的平台，是一个支持和促进学生学习的场所。建构主义认为，学生在丰富的学习环境下，充分利用学习资源，借助教师和同学的帮助，通过意义建构的方式而获取知识。

二、高中物理探究学习教学过程设计

我们将现代信息技术与高中物理课程加以整合，以培养学生的物理创新意识和解决实际问题的能力为宗旨，以学生自主学习为核心，以诱导型探究为主要学习方式，以学生自我评价和他人对学生评价相结合为主要评价方式，形成了探究学习教学过程设计。高中物理探究性学习教学过程设计分以下环节：

1. 提出问题，创设情景

教师通过不同的途径和方式（如教师引导、学生之间讨论、师生之间讨论）激发学生提出科学的问题。接着利用现代信息技术创设特定的学习情景（如观察、实验、案例分析、研究图片等），引导学生进入学习，同时提供解决问题所需的信息资料、实验仪器。

2. 提出假设，科学验证

探究学习教学设计的核心要素，就是要求学生提出假设、设计探究方案进行探究，直至得出结论。这阶段是自主探究阶段，具体包括：①根据已有的知识、经验或收集的信息做出比较合理的猜想、假设和设计探究方案；②由学生通过网络访问教师放置在校园网络服务器上的网络资源库。学生带着问题或实验方案通过网络的必要帮助，独立进入教师设置的学习环境进行探究；或者通过现代信息技术与多媒体实验辅助系统进行实验探究，收集实验数据。

3. 分析讨论，得出结论

这阶段是协作探究阶段，具体包括：①对收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；②对得出的结论做出科学解释。在分析讨论过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上协作学习。比较各小组的探究过程和思维结论，从中获取成功的经验和失败的教训，使自己的思维过程更趋于合理。 4. 小结交流，测试反馈

①学生对各自的探究过程进行小结，陈述各自的探究结论或实验现象与结论，并对各自的探究过程和结论进行反思、评价；②学生对他人的探究过程和结论进行反思、评价，提出建设性的意见和建议；③教师对学生的小结进行适当补充、总结和评价，并让学生浏览网页小结；④小结后，完成自我测试。

三、探究学习教学设计的评价

探究学习教学设计的评价是指，以现代科学的教育思想、教育理念、教学方法、教学手段、教学目标为依据，运用科学方法，对教学设计方案进行价值判断，并为以后的教学设计提供信息反馈的过程。教学设计的评价既有一般教学评价的共性，又有其本身的特点。

探究学习的课堂教学设计评价主要是形成性评价，目的是获得教学设计方案的成功或失败的反馈信息，对教学设计方案做出进一步修改，提高教学设计方案的质量，真正实现教学过程的优化。就教学评价而言，是对学习过程及其结果的评价。这种评价有利于促进学生探究技能的发展和自主学习能力的提高。

对学生学习的评价是以学生的探究活动过程为重点，主要体现以下四方面：

①主动性原则：学生在探究活动过程中主动参与的程度。

②实践性原则：学生参与探究活动的深入和拓展程度，探究方案的科学性和合理性，以及开展探究活动的效率。

③创造性原则：学生的发展性学力和创造性学力是否提高。

④建构性原则：学生对所学知识的意义建构。

对学生学习评价的目的，是将学生的学习重心从“过分强调知识的传承和积累”向“知识的探究过程”转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，学生在科学探究活动中通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究乐趣，学习科学家的探究方法，领悟科学的思想和精神。

四、探究学习教学设计的功能

教学实践表明，与以灌输为特征的传统课堂教学相比，探究学习教学设计在教师现、学生观、学习观和评价观上均体现了独特的见解和主张，具有新颖而丰富的内涵，具有传统课堂教学无法实现的教育功能。

1. 有利于学生深入理解所学知识

实施探究学习，使学生由被动的学习者向主动的学习者转变；探究学习教学设计强调学生的自主探索、思考、发现，在学习过程中，让每位学生实时体验知识的发现和创造过程；学生的学习结果是学生自己发现或探索出来的，学生不仅知道知识的结果和结论，同时还懂得获取知识的过程和方法，有利于学生深入理解所学知识。

2. 有利于培养学生科学探究能力

探究学习教学设计强调学生的自主探究实践，要求学生关注自身生活和社会生活，亲身参与探究实践活动，从而发现问题和解决问题；强调学生的探究过程，关注学生在探究活动过程中主动参与的程度，学生通过确定课题、进行探究、表达交流、总结提高等具体探究过程，获得体验、感悟，获得知识的结果和结论，同时发展科学探究能力。

3. 有利于提高学生的协作精神、信息处理能力和自我评价能力

探究学习过程中需要学生相互合作、协同，进行各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助学生学习按照一定规则开展讨论（而不是争吵）的艺术，学会准确地与他人交流：向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点，获得正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，从而促进学生协作精神的提高。

总之，探究学习教学设计是一种正在探讨和尝试之中的创新型教学方案，在实施探究学习的同时，要注意多种教学方案和教学方法的运用，充分发挥探究性学习与传统接受性学习之间的互补优势，使两者相得益彰。