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【摘要】“学为中心”是课改的总的指导思想， 新课程标准中要求注重学生学习方式与教师教学方法的改进，强调让学生在已有的知识经验和实验的探究活动中学习物理、研究物理。实验教学与理论教学相结合，有利于学生对物理概念和规律的正确建立，深刻理解并牢固掌握。本文就如何在物理新授课教学模式中探究活动的实效性进行了研究，以与广大同行交流。
【关键词】科学教学 探究活动
教学的本质是要促进学生的发展，故在教学的整个过程中学生应该是也必须是学习的主体，从而教学中要凸现学生的主体地位，“学为中心，教学生学”。“学为中心”有两层含义：一、在角色定位上，以学生为主体，学生成为了问题研究的中心，成为问题解决的主动参与者。教师为学生的学习服务，成为问题情境的创设者、学习方案的设计者、问题研究的组织者和问题解决的指导者。教育本来就是一项服务行业，“为学生服务”其实质是将学生看成独立而不是依附于教师的主体，尊重学生、理解学生、信任学生的能动潜力，充分体现了学生的自主和自立;二、在活动定位上，以学生的学习活动为核心，让学生的学习活动领先于教师的教学活动，让教师的教学活动围绕学生的学习活动展开。
在物理课堂教学过程中，把探究活动有效化，把教学内容创设成合理的问题提出，以探究活动为中心组织教学过程——给学生创设有效问题情境，引发学生发现问题、探究问题、解决问题的能力，让物理课堂教学探究过程更有效。探究活动教学这一新课程下的教学方式更符合“学为中心，教学生学”的要求，培养了学生的问题意识和解决问题的能力，提高了学生的素质水平和师生间的合作与交流。
一、初中科学课堂教学新范式推进的原则
（一） 切实体现“学为中心、教学生学”的实践行为
建构主义学习理论认为，学习不仅受外界因素影响，更主要的是受学习者本身的认知方式、学习动机、情感、价值观等的影响，而这些因素却往往被传统的教学观所忽略。建构主义学习理论启示我们，每一种理论与法则的建立都隐含着科学家们的科学探索精神和科学方法的应用。无论科学知识发生怎样的变化，这种精神和科学方法的应用是始终如一的。现代学习的主流理论也表明，在课堂上要改变传统的教学观，在知识传授的过程中，把科学家的探索精神和科学方法的应用体现在课堂的教学中，是现代学习方法的重要环节，这种课堂探究式教学活动其实是获得真知识的主渠道。
（二） 切实体现初中科学教学内容的学科特点
物理学是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。物理实验是指在人为控制条件下，运用仪器、设备等，使物理现象反复再现，从而有目的地进行观测研究的一种方法。人们对客观世界的认识始于观察与实验，构成物理学完整体系的基本概念和规律都是建立在对物质世界的观察和定量实验的基础之上，实验是物理教学的重要基础，在物理教学中，运用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动地获取物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成;同时，通过学生的观察实验，使学生掌握实验的基础知识和基本方法，培养他们的实验能力。中学物理教学必须以实验为基础，这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用所决定的。
（三） 课堂教学过程中的探究活动必须做到
1、扎实——有意义的探究。初步的意义是通过探究，学生得到了新东西;进一步是锻炼了能力;再往前看是在这个过程中学生有良好的积极的情感体验，使他们产生主动学习的愿望。一句话，就是“学生在探究以前和探究以后是不是有了变化”，没有变化就没有意义。
2、充实——有效率的探究。一是得考虑这次探究对多少学生是有效的，包括好的、中间的、困难的;二是得考虑探究效率的高低，如果没有效率或者只是对少数学生有效率，那么这次探究活动也就不能是成功的。
3、丰实——有生成性的探究。探究活动不应该是完全预设的，而是出现在课堂中学生进行探究时的生成的一些问题，作为学生他是无预见性的。这样的探究既有资源的生成，又有过程状态的生成;既有学生间的互相碰撞，又有教师和学生间的互相长进。
4、平实——常态性的探究。或许是受公开课的影响，当有人听课的时候，探究的形式也就越多被采用。不管需不需要，学生都得同桌讨论探究或者回过头去参加四人小组动手探究。但课堂需要有思维的碰撞、相应的探究，而不是一种响应新课标的表面形式，学生需要一种平平常常、实实在在的探究。
5、真实——有待完善的探究。任何一次探究活动都不可能十全十美的，探究或是出现的太早太迟，或是学生的探究程度较浅，或是达不到教师预设的所有目标，但笔者认为只要是有生成的就是有价值的。一次遗留了新问题的、有待完善的探究才是课堂上出现的真实的讨论。
二、新授课探究教学模式研究
（一） 模式选择
一般对于初中科学中的一些核心概念、重要性质、定理、公式等的教学需要凸现知识的形成过程、渗透相应的物理思想方法，可选择探究型新授课，如力的平行四边形法则、做功与速度的关系、电阻率的决定因素等重要性质、定理。
而對于一些陈述性知识，如速度、位移、加速度、超失重等等知识，一般适用于预学型新授课。
同时，初中科学中很多物理量涉及到标矢性，用简单的预学型新授课模式学生不易掌握，可以改用探究型模式尝试一下。笔者对“物理必修2第七章《功》”这一节课就采用了探究型模式。
（二） 操作要义
对于探究型新授课：（1）探究型新授课的操作流程来源于新课程标准提出的“创设问题情境—建立物理模型—解释、应用与拓展”的流程;（2）探究型新授课的操作流程中关键在于设计好“探究新知”环节，在问题情境下让学生进行自主式探究或引导式探究。
（三） 教学过程（以“物理必修2第七章《功》”教学为例） 1、提出问题
这一过程主要是让学生形成问题意识，同时也明确探究的目标。创造性思维活动的表现需要有一定的激发条件，要求教师在教学过程中设置适当的问题，营造一种学生能够明显意识到的疑难情境，使学生产生认识上的困难或困惑，从而激发他们对探究活动的动机和兴趣。
笔者认为，在《功》这一节教学中，怎样理解功的标量性以及分力做功与合力做功之间的关系是本节课的难点，特设计了如下问题：
（1）、功是有正负的，那么功是矢量还是标量呢？
（2）、我们接触到的物理量中，哪些是矢量？哪些是标量？怎样区别？
（3）、类比其他物理量，怎样证明功的标矢性？
2、猜想，提出假设，设计方案
这一过程着重培养学生的创造性思维，也是问题解决十分关键的一步，在策略上，首先是教师不要对学生进行过多的干涉，即使有时学生的假设看起来相当幼稚。若学生的注意偏离了目标，教师可给予简单的提醒，但这种提醒仅仅帮助学生不偏离目标而已，决不能干涉学生对问题的思考。其次是要引导学生学会进行理性分析，提出合符逻辑的猜想与假设。
在提出问题后，有学生回答出了标量与矢量的运算法则不同，标量合成遵循代数运算，矢量合成遵循平行四边形法则，按照这个思路，类比实验“验证力的平行四边形法则”，有同学将实验设计方向转化为探究分力做的功与合力做的功之间的关系。
方案设计：两个分力对物体做的功与合力对物体做的功之间的关系
设计方案原则：简单易行，具有操作性，又具有一般性，
探究方案设计是我们高中阶段探究的重点，上述探究中我们达到的目的有：
（1）、帮助学生理解公式应用时哪些力是不做功的。
（2）、加强学生对做功公式的应用。
（3）、学生体会并感受受力分析的基本步骤。
（4）、自主体验总功计算方法。
（5）、方案设计的说明使学生明白设计探究方案时需要任务明确。
教师提示两点：
（1）几个力做功最简单？（2个）
（2）0、180度可不可以？（不可以，因为这时矢量合成已简化为代数和了）
怎样的角度比较好？（30o、60 o、90 o、120 o这样的特殊角度比较好）
请学生设计方案于纸上;
以前后四人作为一小组讨论设计一方案，注意左上角的同学是执笔画设计图的。
3、教师指导完善
这一过程在策略上，教师应以一个参与探究者的身份，参与到活动中去，对个别重要条件可以言语提醒，但不要急于去干涉学生的活动。教师必须为学生提供完备的实验设备。在学生做实验进行探究的过程中，教师应巡视并与各小组进行交流，倾听学生的问题和想法，不时评价学生的探究进程。必要时，可通过讲评、示范或讨论等形式提供其他信息。
设计方案肯定是比较多的，优劣性的比较对探究进程有相当大的影响，而且选择的过程也是学生深化理解为什么如此探究的最佳途径。最终得到最佳方案，由此开始证明不仅节省时间，探究紧凑，同时也达到了探究目的。这样的设计，完全从教师完成教学任务转移到了如何让学生去经历过程的转变。
4、实验操作与数据收集
在这一过程中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心，指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象，要激励学生进一步探索、分析原因，从中有所发现。
实验操作步骤：
（1）用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上;
（2）把拴有两个细绳套的物体放在白纸一端，记录初始位置O;
（3）一位用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度（90O）地拉物体，并尽量保持弹簧测力计方向不变，使物体缓慢运动到某一位置0’，另两位同学分别记录两弹簧测力计的读数和初始时弹簧测力计方向，用铅笔描下O’点的位置;
（4）用铅笔和刻度尺连接结点O O’，测量O O’的長度L，并在O处作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的示意图，测量并记录F1和F2与O O’之间夹角的大小α1和α2;
（5）只用一只弹簧测力计通过细绳套把物体拉到同样的位置0’，记下弹簧测力计的读数F;
（6）改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次。
注：在实验操作过程中，保证缓慢拉动是很关键的一步，但是由于操作的不确定性和测量的偶然性，可能收集到的数据会有比较大的偏差，因此需要小组成员之间通力合作，分工明确，并且要充分考虑到实验误差，所以选取的物体质量较重较为合理。
对于实验的改进建议：有条件的学校可以通过传感器来测量绳上的拉力，且可以令物体不动，改为拉动木板，这样较易测量分力和合力的大小和方向，使得实验误差减小。
5、分析结果，得出结论
这一过程中，首先要安排学生进行小组间或人与人之间的交流，让学生表达自己的探究成果和方法，倾听他人的探究经验，通过交流，发现彼此间的差异，并进行客观的比较和鉴别。其次，要提醒学生注意到彼此间的不一致，为什么会有这些差别？哪一种结论更正确？通过反思探究过程，反思推断的依据，从不同的角度进行思考，然后达成共识，并把结论用书面或口头方式表达出来。
对于实验中测量得到的数据，用力的做功公式分别求出做功的大小。
分析以上计算结果，可以发现，在误差范围内，分力做功与合力做功在数值上符合标量的代数运算法则，从而证明了功是标量。并且也得出了求合外力做功的方法：先求各分力做功，再代数相加或先求合外力，再用做功公式计算合力做的功。
三、反思
笔者认为：过去的教师关注自身在教学过程中的主导地位，现在的教师更应该注重课堂是学生为主体的课堂，从关注学生方方面面再重新设计课堂。在物理课堂教学，特别是新课教学中，采用探究型教学模式，学生普遍参与度较高，但也有些不足之处：
（一）成功之处
1、探究式教学，其探究过程是开放性的，能充分发挥学生的主体性，关注师生体验、注重探究进程的课堂可以让我们的物理教学回归一种“科学状态”：物理教学变成了物理教师一起参与合作共同探究的一个科学场景，而这个场景恰恰是最符合科学发现的基本场景。
2、关注学生形成以自主、合作、探究为主的学习方式，教师在了解学生学情的前提下，对课程内容进行筛选、组合和确立，对教学方法和学习方法进行预计、创设和调整，都有助于建立这种学习方式，也有助于教师新的学习观和教学观的有效落实。
（二）不足之处
1、在教学中，由于长期以来的接受式教学已经深入骨髓地影响着教师的教学行为，而且看起来这种方式也有一定的效果，尽管在意识上教师知道要给予学生自我探究的机会，但实践中还改不了老的一套。
2、对教学内容的理解还是不够到位，从而影响课堂教学模式的选择应用;同时课堂中对学情的了解缺乏有效的手段;学生的学还是不够充分，教师的教变得有点弱化，尤其是引导缺乏有效的方法和策略。
【关键词】科学教学 探究活动
教学的本质是要促进学生的发展，故在教学的整个过程中学生应该是也必须是学习的主体，从而教学中要凸现学生的主体地位，“学为中心，教学生学”。“学为中心”有两层含义：一、在角色定位上，以学生为主体，学生成为了问题研究的中心，成为问题解决的主动参与者。教师为学生的学习服务，成为问题情境的创设者、学习方案的设计者、问题研究的组织者和问题解决的指导者。教育本来就是一项服务行业，“为学生服务”其实质是将学生看成独立而不是依附于教师的主体，尊重学生、理解学生、信任学生的能动潜力，充分体现了学生的自主和自立;二、在活动定位上，以学生的学习活动为核心，让学生的学习活动领先于教师的教学活动，让教师的教学活动围绕学生的学习活动展开。
在物理课堂教学过程中，把探究活动有效化，把教学内容创设成合理的问题提出，以探究活动为中心组织教学过程——给学生创设有效问题情境，引发学生发现问题、探究问题、解决问题的能力，让物理课堂教学探究过程更有效。探究活动教学这一新课程下的教学方式更符合“学为中心，教学生学”的要求，培养了学生的问题意识和解决问题的能力，提高了学生的素质水平和师生间的合作与交流。
一、初中科学课堂教学新范式推进的原则
（一） 切实体现“学为中心、教学生学”的实践行为
建构主义学习理论认为，学习不仅受外界因素影响，更主要的是受学习者本身的认知方式、学习动机、情感、价值观等的影响，而这些因素却往往被传统的教学观所忽略。建构主义学习理论启示我们，每一种理论与法则的建立都隐含着科学家们的科学探索精神和科学方法的应用。无论科学知识发生怎样的变化，这种精神和科学方法的应用是始终如一的。现代学习的主流理论也表明，在课堂上要改变传统的教学观，在知识传授的过程中，把科学家的探索精神和科学方法的应用体现在课堂的教学中，是现代学习方法的重要环节，这种课堂探究式教学活动其实是获得真知识的主渠道。
（二） 切实体现初中科学教学内容的学科特点
物理学是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。物理实验是指在人为控制条件下，运用仪器、设备等，使物理现象反复再现，从而有目的地进行观测研究的一种方法。人们对客观世界的认识始于观察与实验，构成物理学完整体系的基本概念和规律都是建立在对物质世界的观察和定量实验的基础之上，实验是物理教学的重要基础，在物理教学中，运用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动地获取物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成;同时，通过学生的观察实验，使学生掌握实验的基础知识和基本方法，培养他们的实验能力。中学物理教学必须以实验为基础，这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用所决定的。
（三） 课堂教学过程中的探究活动必须做到
1、扎实——有意义的探究。初步的意义是通过探究，学生得到了新东西;进一步是锻炼了能力;再往前看是在这个过程中学生有良好的积极的情感体验，使他们产生主动学习的愿望。一句话，就是“学生在探究以前和探究以后是不是有了变化”，没有变化就没有意义。
2、充实——有效率的探究。一是得考虑这次探究对多少学生是有效的，包括好的、中间的、困难的;二是得考虑探究效率的高低，如果没有效率或者只是对少数学生有效率，那么这次探究活动也就不能是成功的。
3、丰实——有生成性的探究。探究活动不应该是完全预设的，而是出现在课堂中学生进行探究时的生成的一些问题，作为学生他是无预见性的。这样的探究既有资源的生成，又有过程状态的生成;既有学生间的互相碰撞，又有教师和学生间的互相长进。
4、平实——常态性的探究。或许是受公开课的影响，当有人听课的时候，探究的形式也就越多被采用。不管需不需要，学生都得同桌讨论探究或者回过头去参加四人小组动手探究。但课堂需要有思维的碰撞、相应的探究，而不是一种响应新课标的表面形式，学生需要一种平平常常、实实在在的探究。
5、真实——有待完善的探究。任何一次探究活动都不可能十全十美的，探究或是出现的太早太迟，或是学生的探究程度较浅，或是达不到教师预设的所有目标，但笔者认为只要是有生成的就是有价值的。一次遗留了新问题的、有待完善的探究才是课堂上出现的真实的讨论。
二、新授课探究教学模式研究
（一） 模式选择
一般对于初中科学中的一些核心概念、重要性质、定理、公式等的教学需要凸现知识的形成过程、渗透相应的物理思想方法，可选择探究型新授课，如力的平行四边形法则、做功与速度的关系、电阻率的决定因素等重要性质、定理。
而對于一些陈述性知识，如速度、位移、加速度、超失重等等知识，一般适用于预学型新授课。
同时，初中科学中很多物理量涉及到标矢性，用简单的预学型新授课模式学生不易掌握，可以改用探究型模式尝试一下。笔者对“物理必修2第七章《功》”这一节课就采用了探究型模式。
（二） 操作要义
对于探究型新授课：（1）探究型新授课的操作流程来源于新课程标准提出的“创设问题情境—建立物理模型—解释、应用与拓展”的流程;（2）探究型新授课的操作流程中关键在于设计好“探究新知”环节，在问题情境下让学生进行自主式探究或引导式探究。
（三） 教学过程（以“物理必修2第七章《功》”教学为例） 1、提出问题
这一过程主要是让学生形成问题意识，同时也明确探究的目标。创造性思维活动的表现需要有一定的激发条件，要求教师在教学过程中设置适当的问题，营造一种学生能够明显意识到的疑难情境，使学生产生认识上的困难或困惑，从而激发他们对探究活动的动机和兴趣。
笔者认为，在《功》这一节教学中，怎样理解功的标量性以及分力做功与合力做功之间的关系是本节课的难点，特设计了如下问题：
（1）、功是有正负的，那么功是矢量还是标量呢？
（2）、我们接触到的物理量中，哪些是矢量？哪些是标量？怎样区别？
（3）、类比其他物理量，怎样证明功的标矢性？
2、猜想，提出假设，设计方案
这一过程着重培养学生的创造性思维，也是问题解决十分关键的一步，在策略上，首先是教师不要对学生进行过多的干涉，即使有时学生的假设看起来相当幼稚。若学生的注意偏离了目标，教师可给予简单的提醒，但这种提醒仅仅帮助学生不偏离目标而已，决不能干涉学生对问题的思考。其次是要引导学生学会进行理性分析，提出合符逻辑的猜想与假设。
在提出问题后，有学生回答出了标量与矢量的运算法则不同，标量合成遵循代数运算，矢量合成遵循平行四边形法则，按照这个思路，类比实验“验证力的平行四边形法则”，有同学将实验设计方向转化为探究分力做的功与合力做的功之间的关系。
方案设计：两个分力对物体做的功与合力对物体做的功之间的关系
设计方案原则：简单易行，具有操作性，又具有一般性，
探究方案设计是我们高中阶段探究的重点，上述探究中我们达到的目的有：
（1）、帮助学生理解公式应用时哪些力是不做功的。
（2）、加强学生对做功公式的应用。
（3）、学生体会并感受受力分析的基本步骤。
（4）、自主体验总功计算方法。
（5）、方案设计的说明使学生明白设计探究方案时需要任务明确。
教师提示两点：
（1）几个力做功最简单？（2个）
（2）0、180度可不可以？（不可以，因为这时矢量合成已简化为代数和了）
怎样的角度比较好？（30o、60 o、90 o、120 o这样的特殊角度比较好）
请学生设计方案于纸上;
以前后四人作为一小组讨论设计一方案，注意左上角的同学是执笔画设计图的。
3、教师指导完善
这一过程在策略上，教师应以一个参与探究者的身份，参与到活动中去，对个别重要条件可以言语提醒，但不要急于去干涉学生的活动。教师必须为学生提供完备的实验设备。在学生做实验进行探究的过程中，教师应巡视并与各小组进行交流，倾听学生的问题和想法，不时评价学生的探究进程。必要时，可通过讲评、示范或讨论等形式提供其他信息。
设计方案肯定是比较多的，优劣性的比较对探究进程有相当大的影响，而且选择的过程也是学生深化理解为什么如此探究的最佳途径。最终得到最佳方案，由此开始证明不仅节省时间，探究紧凑，同时也达到了探究目的。这样的设计，完全从教师完成教学任务转移到了如何让学生去经历过程的转变。
4、实验操作与数据收集
在这一过程中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心，指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象，要激励学生进一步探索、分析原因，从中有所发现。
实验操作步骤：
（1）用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上;
（2）把拴有两个细绳套的物体放在白纸一端，记录初始位置O;
（3）一位用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度（90O）地拉物体，并尽量保持弹簧测力计方向不变，使物体缓慢运动到某一位置0’，另两位同学分别记录两弹簧测力计的读数和初始时弹簧测力计方向，用铅笔描下O’点的位置;
（4）用铅笔和刻度尺连接结点O O’，测量O O’的長度L，并在O处作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的示意图，测量并记录F1和F2与O O’之间夹角的大小α1和α2;
（5）只用一只弹簧测力计通过细绳套把物体拉到同样的位置0’，记下弹簧测力计的读数F;
（6）改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次。
注：在实验操作过程中，保证缓慢拉动是很关键的一步，但是由于操作的不确定性和测量的偶然性，可能收集到的数据会有比较大的偏差，因此需要小组成员之间通力合作，分工明确，并且要充分考虑到实验误差，所以选取的物体质量较重较为合理。
对于实验的改进建议：有条件的学校可以通过传感器来测量绳上的拉力，且可以令物体不动，改为拉动木板，这样较易测量分力和合力的大小和方向，使得实验误差减小。
5、分析结果，得出结论
这一过程中，首先要安排学生进行小组间或人与人之间的交流，让学生表达自己的探究成果和方法，倾听他人的探究经验，通过交流，发现彼此间的差异，并进行客观的比较和鉴别。其次，要提醒学生注意到彼此间的不一致，为什么会有这些差别？哪一种结论更正确？通过反思探究过程，反思推断的依据，从不同的角度进行思考，然后达成共识，并把结论用书面或口头方式表达出来。
对于实验中测量得到的数据，用力的做功公式分别求出做功的大小。
分析以上计算结果，可以发现，在误差范围内，分力做功与合力做功在数值上符合标量的代数运算法则，从而证明了功是标量。并且也得出了求合外力做功的方法：先求各分力做功，再代数相加或先求合外力，再用做功公式计算合力做的功。
三、反思
笔者认为：过去的教师关注自身在教学过程中的主导地位，现在的教师更应该注重课堂是学生为主体的课堂，从关注学生方方面面再重新设计课堂。在物理课堂教学，特别是新课教学中，采用探究型教学模式，学生普遍参与度较高，但也有些不足之处：
（一）成功之处
1、探究式教学，其探究过程是开放性的，能充分发挥学生的主体性，关注师生体验、注重探究进程的课堂可以让我们的物理教学回归一种“科学状态”：物理教学变成了物理教师一起参与合作共同探究的一个科学场景，而这个场景恰恰是最符合科学发现的基本场景。
2、关注学生形成以自主、合作、探究为主的学习方式，教师在了解学生学情的前提下，对课程内容进行筛选、组合和确立，对教学方法和学习方法进行预计、创设和调整，都有助于建立这种学习方式，也有助于教师新的学习观和教学观的有效落实。
（二）不足之处
1、在教学中，由于长期以来的接受式教学已经深入骨髓地影响着教师的教学行为，而且看起来这种方式也有一定的效果，尽管在意识上教师知道要给予学生自我探究的机会，但实践中还改不了老的一套。
2、对教学内容的理解还是不够到位，从而影响课堂教学模式的选择应用;同时课堂中对学情的了解缺乏有效的手段;学生的学还是不够充分，教师的教变得有点弱化，尤其是引导缺乏有效的方法和策略。