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初中物理探究教学基本类型研究
作者：张丹 郭怀中
来源：《中学物理·初中》2015年第03期
1 初中物理探究型教学分类依据
探究是一种涉及形成问题、观察、建立假设、分析数据、解释预测、作结论等多侧面的复杂活动. 在物理教学中，要把探究型教学科学的实施起来，就必须明确探究教学的类型.在物理课堂教学中，探究教学的开展方式有很多种，可以从不同角度来分类，有不同的探究教学类型. 学者靳玉乐认为探究教学可以从形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、作结论这5个维度来划分探究教学的开放水平（表1）.
笔者根据教师在学生科学探究学习过程中的指导程度、学生参与程度以及探究式教学开放程度的五种水平，结合教学实际，把初中物理探究型教学划分为封闭型探究教学、结构型探究教学、指导型探究教学、开放型探究教学四种类型.封闭型探究教学对应水平1，水平2的探究教学对应结构型探究教学，指导型探究教学对应水平3和水平4，而水平5的探究教学从形成问题到作出结论都需要学生自己完成，所以这种探究类型称为开放型探究教学.本文只对指导型探究教学做详细的阐述，因为根据初中学生的基础和认知发展的水平，应以指导型探究教学为主，开放型探究教学为辅.而封闭型探究教学和结构型探究教学教师的参与程度太高，整个过程显得呆板，有悖于课程改革提倡的培养学生自主意识和实践能力的精神. 2 指导型探究教学
指导型探究是指进行探究活动时，只给学生提供要调查研究的问题，有时也提供材料，学生必须自己对收集到的数据进行概括，弄清楚如何回答探究问题.这种探究被称作二级水平的探究活动.
指导型探究教学的开放程度较高，其特点是形成问题阶段由教师完成，对于认知水平和探究自学能力强的学生，在建立假设和猜想的阶段可以由学生自己完成，而对于能力弱的学生就需要教师帮助指导他们完成，制定实验方案、验证假设和做出结论都由学生自己完成.在制定实验方案的过程中对学生要求比较高，此过程中，学生根据已有的假设，运用所学的知识和技能，设计出可行方案，以便验证或否定已有的假设.教师的主要任务是为学生提供充足的验证条件.对于验证假设的过程，教师可以以一个参与者的身份，参与到活动中去，对个别重要条件予以言语提醒，对某些实验的操作规范、安全等方面可以进行指导；整个过程中仍然不要急于去干涉学生的活动，这样才能充分体现探究的开放性，学生的主体性才可以得到充分发挥.对于个别仍然不能进行方案设计的学生，可以采取多种方法解决：一种是教师给予必要的指导或提示，使其能学会寻找解决问题的方法；二是可以指定一个较好的学生作为他的“导师”，进行互帮互学，使之慢慢跟着“导师”学，直到自己能进行学习；三是把班级的同学分成学习
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小组，每一组中好、中、差的学生均匀搭配，一方面可以相互学习，另一方面，在进行探究时，小组内可以根据各自的“特长”进行相互分工与协作，使得全组同学都有参与的机会，人人得到提高.
在这一过程中，学生设计出来的方案往往是多种多样的，教师首先对学生勇于思考，大胆尝试的精神应该给予充分肯定，无论他设计的方法是否可行，甚至是可笑的，都应保护他们探究的积极性.更不能批评、讽刺那些设计不合理或不会设计方案的学生.但是在方案实施前，对每一个方案应该引导学生进行自我分析，分析其可行性、可操作性、安全等问题.分析方法[HJ1.3mm]可以自己进行反思，也可以小组讨论甚至可以求助教师. 实施指导型探究教学的模式如图1所示. 3 指导型探究教学设计案例
指导型探究教学除了形成问题由教师完成外，其它环节均由学生完成，教师参与程度很低.为了更好地解释指导型探究教学，本文以“北师大版”“探究影响导体电阻大小的因素”一节来说明，在本案例中着重讨论如何保证学生能较顺利地完成“建立猜想假设”这一环节.因为多数学生在这一环节，常常会出现不敢猜、不去猜、不会猜、或者是乱猜的现象.这时候，教师首先要尽可能地让学生地进行猜想与假设，教师不能剥夺学生进行猜想与假设的权利而直接给出正确的猜想和假设；其次，教师要鼓励学生，不能轻易地去否定学生的每一个猜想；最后，教师也要精心地设计一些问题利用学生已有的经验和知识来引导学生朝着目标进行猜想与假设，但是不可以代替学生猜想和假设.从某种程度来说，学生所进行的猜想与假设活动是学生探究活动中的一个难点，因为猜想与假设活动包括学生思维活动从具体经验向抽象思维的跨越、对原有知识和生活经验的加工应用、思维活动的冲突与升华等. [提出问题] （教师完成）
金属导体有电阻，它们的电阻大小与哪些因素有关呢？图2展示的现象会为我们提供一些线索.
[建立假设] （学生完成）
建立假设，确定探究目标是探究式教学的重要环节，培养学生的探究能力和思维能力主要在这一环节来实现.猜想与假设有承上启下的作用，猜想的结果对接下来的实验起着导向性的作用，它可以引导学生沿着预定的探究目标进行下去，避免了探究的盲目性.
本案例中对金属导体的电阻与哪些原因有关进行假设，可以引导学生从以下几个方面进行思考：
（1）生活中常见的导线多是铜芯或铝芯，为什么很少用铁芯？
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（2）为什么有的导线芯比较粗？
（3）不同规格的灯泡，为什么有的灯丝长，有的灯丝短？有的灯丝粗些，有的灯丝细些？
通过这些提示，学生就可以做出如下假设： （1）导体的材料不同，电阻不同； （2）导体的长度越长，电阻越大； （3）导体的长度越长，电阻越小； （4）导体的横截面积越大，电阻越小； （5）导体的横截面积越大，电阻越大； （6）导体的温度不同，电阻不同.
需要注意的是，由于该步骤十分关键，许多教师担心学生会以失败而告终，因此对学生进行了过多的干涉，从而失去了探究的意义.因此，在这个步骤中，教师千万不能对学生进行过多的干涉，只有这样，学生才能真正领会到科学的本质和科学家的工作真谛.只有当学生的注意偏离了问题的本身时，教师才给以简单提示，但这种提示不能干预学生对问题的思考，只能帮助学生提供一定的引导，不偏离探究目标即可.在此过程中，教师的作用一是进行课堂管理，保证课堂教学能顺利进行；二是可以帮助那些一时水平较低而无法进行假设的学生进行分析，并不断鼓励他们充分联想已有知识，大胆进行假设；最后对学生作出的假设应及时评价，以激其情，奋其志，保证探究教学能顺利完成. [实验器材]
教师分析：电阻大小不能通过实验现象或者实验数据直接得出，因而教师要引导学生，如何通过其它方法间接得出电阻的大小，既通过电流的大小来推测电阻的大小，因学生前面已经明白了电阻的涵义：导体对电流的阻碍作用，所以学生不难想到通过电流大小间接得出电阻的大小，即当其它条件相同时，通过导体的电流越小说明导体的电阻越大，而判断电流大小的方法是学生已经掌握了的.定性的方法是通过观察电路中电灯的亮度，定量的方法是通过电流表测量电流的大小. [TP3CW07.TIF，Y#]
实验器材：电流表、电灯、电源、导线、开关和电阻丝（为了在实验中便于区别，分别标为A、B、C、D）.
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根据实验计划，设计电路图（图3）. [检验假设] （学生完成）
根据研究方案，同学们按组选择研究的课题，再根据研究课题选择所用的实验器材（关键是电阻丝的选择），并按实验电路图连接好实物.然后观察实验现象、记录实验结果. [作出结论] （学生完成）
通过以前学习的探究课题和实验中用到的控制变量法，学生可以总结出以下结论： （1）当长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关； （2）当长度和材料相同时，导体电阻随导体横截面积的增大而减小； （3）当材料和横截面积相同时，导体电阻随导体长度的增加而增大.
从实验现象到结论得出，对学生来说这是一个比较艰难的过程，从认识论的角度来说这是一个从感性认识到理性认识的过程.在归纳得出结论时，首先必须清楚研究的问题是什么，从某种角度看，其实问题是得出结论的前提.如本课题研究的问题是“导体的电阻大小与哪些因素有关？”那么结论的初步模式就是“导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关”，然后根据实验现象、记录进一步思考：“是怎样的关系？”.对此，根据实际情况分定性和定量两类关系，前者只需简略地表述“什么随什么增大或减小”，如导体的电阻随导体长度的增加而增大；后者则需要较精确地表达为“什么与什么成正比或成反比”.
探究教学的方式很多，在选择探究教学类型时，不但要看探究教学的内容，而且也要针对不同认知水平和能力的学生采取不同的探究教学类型.比如，刚接触物理的初中学生建议主要使用封闭型，用结构型探究教学作为辅助，等到初三阶段，就可以将探究教学的开放程度打开，建议使用指导型探究教学，对于认知水平，思维能力，动手能力比较高的学生，可以采用开放型探究教学.另外，实施探究型教学时还应该考虑到学校的教学条件和教学时间，在实验室设备比较完善和教学时间比较充裕的情况下，建议实施指导型或开放型探究教学，多给学生体验探究学习的机会.总之，探究教学类型的应用方式可以是灵活多样的，具体情况还应该具体分析，最终的目的是更有效的促进学生的探究性学习.
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