一小问题的探究,有的只涉及问题的提出,有的则只是建立科学的假说,有的只是设计实验方案,有的只是对信息的解读或问题的讨论。部分的探究是构成物理课堂教学的主体,在教学活动中占有相当的比重,但在教学中并不占用过多的时间,教师可以根据教学的具体需要,灵活地采用。
(二)定向探究与自由探究
定向探究是在教师提供大量的指导和帮助下完成的,它既包括教师提供具体教学事例和程序,由学生自己寻找答案的探究,也包括教师给定要学的概念或原理,由学生自己发现它与具体事例和联系的探究。虽然定向探究时,教师给学生提供大量帮助,但学生在观察和分析数据、建立假设、判断推理及作出结论时,教师起着引导而不是代替的作用。例如:探究牛顿第二定律,让学生自己通过实验来探究加速度a与外力f,质量m的关系。教师可先启发和引导学生设计探究解决问题的方案,应用控制变量法设计总体方案:(1)控制m不变,研究加速度a与外力f的关系;(2)控制f不变,研究加速度a与质量m的关系。然后进行局部设计:由学生以小组为单位交流自己的设计,评价他人的设计,并对器材的作用和选择加以讨论,通过展示学生提出可行实验方案,筛选确定与老师提供的实验器材相符的实验方案。
自由探究是指学生开展探究学习时,极少得到教师的指导和帮助,自己独立完成。开展自由探究时,学生提出探究的问题,确定探究对象,设计探究程序,收集所得数据,检验假设,直到最后作出结论。简单的说,学生自己提出问题,然后经过各种探究活动独立地解决问题。在自由探究时,教师的作用在于给学生提供所需的资料,起到活动的的辅助者和组织者的作用。因而从这一点而言,自由探究对学生的要求更高,同时也为学生提供了更好地发挥创造性的机会。
从探究水平上讲,定向探究是探究的低级阶段,自由探究是高级阶段,二者紧密联系,相辅相成。定向探究是自由探究的基础,自由探究是探究的延伸和发展,也是定向探究的最终目的和归宿。从定向探究到自由探究,教师的作用越来越小,学生的独立性越来越强,当然,定向探究与自由探究之间的划分并没有绝对的界线,如果把它们看作是探究的两极,那么在定向探究与自由探究之间还有师生作用不同的其他探究。
当然,定向探究与自由探究的划分并没有绝对的界线。为了更好地实现由定向探究教学向自由探究教学的过渡,笔者认为可从形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、作出结论这五个要素来划分探究教学的开放水平(如下表),并建议教师从水平一做起,等学生有一定基础后再依次尝试更高水平的探究教学,直到学生会独立地探究学习。

从理论上讲,水平五完全由学生独立主动地进行探究学习,也就是说学生自己形成问题建立假设、制定研究方案、检验假设、作出结论是最理想的探究教学形式。但这个理想在实践中不容易一下子达到,先从水平一做起,然后循序渐进,直到水平五阶段的教学。
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