初中物理自主探究性学习的研究
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摘要 面对新的教材和新的课程标准要求，原有的教学模式已经不能满足现在的教学要求。统一的教学目标、统一的教学模式，不利于学生的个性发展；单调乏味的讲解和沉重的作业负担，使学生丧失了学习的主动性和能动性。因此开展物理探究性学习的研究，是使物理教学走素质教育之路的有效途径。
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1002—7661（2012）18—0009—03
一、课题的提出
我校作为一所城乡结合部的普通初级中学，在实施物理新课程的过程中，遇到了新的问题和困难。特别是对于新课程提倡的探究性学习，在学生学和老师教的过程中，困惑最大。针对此现状，我校物理教师成立了《初中物理自主探究性学习的研究》课题组，确立“初中物理自主探究性学习的研究”课题，旨在进一步以学生为主体，促进学生主动发展。经过研究，取得了一定的成绩。
（一）背景
面对新的教材和新的物理课程标准要求，原有的教学模式已经不能满足现在的教学要求。统一的教学目标、统一的教学模式，不利于学生的个性发展；单调乏味的讲解和沉重的作业负担，使学生丧失了学习的主动性和能动性。因此开展物理探究性学习的研究，是使物理教学走素质教育之路的有效途径。
（二）意义
我们针对学生在学习中缺乏积极性和主动性的现状，着重研究如何帮助学生了解探究性学习的基本过程和方法，培养学生初步的科学探究能力和态度，使学生掌握进一步学习和发展所需要的物理基础知识和基本技能，在实验实践中获得探究的体验和意识，从而提高学生科学探究的素质。
二、课题研究的理论依据
所谓“探究性学习”，指的是在教师的引导下，学生根据教学内容或日常生活、生产中遇到的问题，对自然界及研究的现象提出问题，从问题或任务出发，通过独自或合作的形式加以探究，来认识研究对象的未知性质、组成、变化特征，以及与其他现象的联系的一种教学方式。其过程紧紧围绕科学探究的六个环节开展，它们分别是：发现问题、提出问题、建立假设、收集证据、获得结论、交流反思。通过这种形式，引导学生主动进行实验设计、观察现象、分析结果，从而达到获得知识、掌握技能、优化思维、培养情感体验、提高综合能力的目的。
本课题着重研究如何帮助学生了解探究性实验的基本过程和方法，培养学生初步的科学探究能力和态度，使学生掌握进一步学习和发展所需要的物理基础知识和基本技能，在实验实践中获得探究的体验和意识，从而提高学生科学探究的素质。
三、课题研究的目标
1 通过本课题的研究，探索出一条有助于学生进行“自主学习、自主发展”的指导策略。
2 培养学生掌握探究性学习的方法，养成独立思考、自主探究、合作交流的意识和主动学习的能力。
3 进一步转变教师的教育观念和教学行为。通过创造性的研究，将课程从“特定知识体系的载体”的定位上转移到促进“师生共同探索、共同发展”的定位上。
4 通过对物理探究性学习的研究，培养学生自主实验、独立思考的学习习惯，培养学生的探索精神和勇于创新的能力，从而开发学生潜能，促进学生的主动发展。
四、课题研究的阶段和内容
本课题研究的最终目标是转变学生学习方式，促进学生主动发展。因此，我们将课堂作为课题研究的主要阵地。
（一）前期准备
为了了解学生的实际情况，在进行课题研究前我们对初三部分新生进行了摸底调查，调查结果如下：
在学习信心方面：充满期待，有较浓厚的兴趣，希望在新的一年中有较好的发展，约占92.2%。
在学习方法方面：受以前学习习惯的影响，学生普遍不知道怎样学习，不会预习，不会思考，不能独立完成作业，约占74.3%。
在与学生谈话中得知，大多数学生喜欢看实验、喜欢做实验，他都只是从兴趣出发；他们不了解探究性实验，却都想尝试探究性实验。可见他们对于刚刚接触的物理学科有着浓厚的兴趣和探究的欲望。
（二）课堂实践
第一步：教师演示，学生感知
刚接触物理的初三学生对物理仪器和实验基本操作都不了解，要让他们进行探究性实验是不可能的。在教学过程中，教师先为学生设计好探究性实验报告，然后老师做演示实验，学生通过实验报告和老师的演示实验，感知进行探究性实验的一般方法。要求学生一边观察老师的演示实验，一边填写实验报告，在观察、模仿与体验的过程中，感知探究性实验。
第二步：学生尝试，教师指导
学生在感知了探究性实验，并有亲自动手去做探究性实验的冲动后，教师敢于放手，让学生尝试动手进行实验，可以让他们进行简单的实验方案设计，练习探究性实验的基本操作。在此阶段，学生设计实验方案的可操作性、安全性，教师在学生实验前要仔细批改，及时给予指导。学生进行实验的过程中，在基本操作的规范性、实验观察的方法、实验现象的记录等方面出现的问题，教师及时提供帮助。学生通过亲自动手动脑，对探究性实验的认识有了进一步的提高。
第三步：独立实验，合作交流
学生对实验方案的设计和实验基本操作有了一定的基础后，教师可以引导学生利用身边的一些材料独立地设计解决问题的方案、进行实验，体会探究实验的乐趣。在探究过程中遇到困难时，教师要鼓励他们采取小组合作、师生合作的方式来解决困难。
在讨论与社会发展、生活生产、科学技术、自然等领域相联系的课题，如“温室效应”“热岛效应”“人体与物理”“交通与物理”“厨房与物理”“杂技中的物理”等等。根据课外阅读、网上查询、收集资料、观察记录、解决问题，增长知识，获得成功。实践是一个学习、研究、创造的过程，学以致用，这是物理学科的特点。关注生活，走进社会，培养学生热爱科学的意识，让学生对自己探究的课题产生兴趣，有成就感，学会探究，学会创造，更有利于学生身心健康，开阔学生的视野。
由此可见，反思和交流是探究活动中极其重要的一个环节。它是知识、能力的生成阶段，是丰富和完善学生探究的过程。因此，在教学过程中，教师要在这一环节上留出足够的时间，让学生去思考、交流，最大限度地提高和深化学生的物理探究能力。
第四步：联系实际，关注社会
物理来源于生活，最终要服务于生活。随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，还要增加一些对日常生活中物理现象的探究学习，从而把严密的书本知识与学生的生活结合起来，使日常教学能够让学生联想起自己的生活经验，以便全面发挥各种感官的作用。例如：“日常生活中许多常见的物品可以用来做物理小实验，现有玻璃杯、铅笔、白纸、玻璃和水，从中选用器材可以作哪些实验？要求：至少设计两个实验，并简要写出实验方法，步骤及原理。”学生根据上述要求进行一系列实验的设计和训练，设计出许多种实验方案，每个方案都闪烁着创造思维的火花，充分体现了“以培养能力为主，以发展学生为本”，注重考查学生活学活用的知识，多思少算的思考能力这一中考命题导向。尽管学生可能说得并不完善，有时甚至可能出现错误，不要紧，可以告诉他们要像科学家一样自己进行实验探究。
让学生关注社会。结合教学内容，让学生参观调查周围的工厂、作坊、养殖场等对环境污染的状况，提出防止污染的建议等。例如在学完了噪声的危害与控制有关内容后，可以让学生通过调查身边的噪声源情况，巩固关于声音的产生和传播方面的知识，并建议把活动过程改写成小论文，与同学交流。
（三）实践指导策略
在实践与研究中，我们针对不同阶段的学生、不同特点的实验，运用不同的指导策略。比如：教师示范策略，边讲边实验策略，合作交流策略，动画模拟演示实验策略，等等。比如“研究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，教师不直接告诉学生探究的结论，先让学生独立地假设、猜想，让学生充分地想象，引导学生运用发散思维等方法进行猜想。有的同学提出“物体所受的浮力大小可能跟物体的密度有关”这一猜想，学生们有共鸣，于是抓住这一问题，引导学生求异质疑、探究方案。此时学生的自主学习热情空前高涨，通过讨论确定运用控制变量法，在液体密度和排开液体的体积相同的条件下，物体的密度不同，研究所受的浮力是否相同，简略步骤：用弹簧测力计称出铁块和铝块在空气中的重力，然后使铁块和铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数，根据两次示数求出浮力，然后进行比较。通过以上实验的探究，使学生更好地掌握阿基米德原理，同时培养学生动手操作能力和创新思维活动，使学生的学习效率大大提高。虽然只是一个模拟演示实验，但带给学生的视觉、听觉的冲击力是教师讲多少遍也无法替代的。
五、课题研究的成果与成效
通过上述研究，我们最终总结出了包括教师示范、小组合作、师生合作等的方式方法，帮助教师在实际教学中灵活运用。实践证明，通过近一年来的学习，学生的学习方式得到了一定的转变，同时也促进了学生的主体发展，他们的物理成绩有了很大的提高。这些成绩的取得和发生在学生们身上的悄然改变，让我们相信，我们的课题研究取得了一定的成效。当然这也离不开其他任科老师和班主任等各方面的支持和帮助。
（一）促进了学生的主体发展
在最初的教学中，我们发现：学生一般习惯依赖于老师向他们提出问题，而不会主动地去发现问题、提出问题。当老师设置了问题情境，让学生通过探究实验来解决问题时，学生多半会到教材中找现成的实验方案，很少有学生能创造性地去设计新的实验方案。学生在热热闹闹地完成实验后，对实验现象、实验结果进行分析的意识也很薄弱或者根本没有这种习惯。而这些恰恰是探究性学习的重要环节，也是促进学生探究能力、提高科学素质的基本途径。
（二）促进了教师的专业化成长
1 对老师的备课起到了促进作用
通过还不到一年的物理探究性学习的课堂教学，学生在学习主体发展上得到了一定的提高。当然课前老师对收集学生的反馈信息是非常重要的，所以课前老师的功夫要下足，从预习提纲的设计到教师的批阅，一点也不能马虎，这直接促进了教师对学生的全面掌握和对教材的深入挖掘。
2 促使教师的教学行为发生了改变
教师从不知怎样从事探究性教学，到逐渐熟悉其一般过程和教学方法，特别在课题研究的过程中，我们通过一节节的课题研究课，总结出了一些有效的探究实验指导策略：教师示范策略，边讲边实验策略，小组合作、师生合作实验的策略，变演示实验为探究性实验的策略等。这些教学策略，帮助教师在实际教学中灵活运用，课堂上同学们的表现也与之前不同。
六、问题与讨论
该方法对于初三学生来说，是比较实用的。而对于初四的学生来说，由于他们面临中考，学习时间紧、任务重，而开展探究性学习花费的时间较多，所以还不太实用，也可能是我们教师的思想转变还不到位，如果长期培养，学生养成了自主学习的习惯，可能效果会更好。
探究性学习的教学模式主要通过在学生探究、建构知识的基础上，教师进行科学合理的设计，并让学生通过实验探究获得充分体验的基础上形成积极的情感、态度和价值观。具体操作中，虽然在教学设计上考虑到为不同层次的学生创设探究学习的空间。但从课堂反馈来看，能力强的学生发展得更好，而一部分学习基础差、参与意识弱的学生发展得不太理想。如何设计不同的探究问题、运用不同的指导策略，以最大限度地满足不同层次学生探究性学习的需求，同时又能避免课时的限制，对于我们来说是一个不小的挑战，我们会在今后的教学中努力解决这些问题。