高中物理探究式课堂教学的设计，本文主要内容关键词为：课堂教学论文,高中物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
加涅在《教学设计原理》一书中指出：“教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。”教学设计是将学与教的原理转化为教材处理和教学活动的方案的系统化计划过程：是一种运用己知的教学规律创造性地去解决教学问题的过程，并侧重于问题求解中方案的寻找和决策的过程。教师在课堂教学开始之前，往往要对课堂教学活动进行预设和准备，这就是一种传统意义上的教学设计。而现代教学设计，就是教师运用一定的现代教育理论，对教学活动进行系统分析和规划，以求达到一定教学目标的过程。在教学设计过程中，设计者应认真分析教学目标和学生、教师以及教学媒体的特征，确定恰当的教学事件，选择合适的教学策略、手段、构筑合理的教学结构。因此，高中物理探究式课堂教学设计就是在对高中物理探究式课堂教学环境中的探究活动所涉及的各种因素进行系统分析的基础上，对探究教学活动进行合理规划的活动过程，也是一个把一般教学设计原理运用到高中物理探究式课堂教学中去的过程。在这个过程中，设计者一定要把握教学环境中探究活动的特点，根据不同的内容和环境灵活地对教学活动进行周密的安排。
一、高中物理探究式课堂教学设计的要求
1.从课程目标的三个维度来设计教学过程
课程标准在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上，提出了高中物理课程的具体目标。在教学中，课程目标的这三个维度不是孤立的，它们都融于同一个教学过程之中。在设计教学过程时，需要从三个维度来构思教学内容和教学活动的安排。例如，在《自由落体运动》的教学中，教师可以让学生根据匀变速直线运动的知识提出自己的实验方案来验证对自由落体运动快慢的猜想，提高他们制订科学探究计划的能力；可以用打点计时器研究自由落体运动，在获得知识的同时提高对实验数据的处理能力；可以讨论伽利略对自由落体运动的研究方法，体会科学研究方法对科学发展的意义；可以展示人类在月球上所进行的有关实验照片，激发学生探索科学的热情，领略自然规律的普适性；可以通过对打桩机的重锤下落和高台跳水运动员等自由落体运动实例的讨论，增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。
与初中相比较，高中物理课程无论在知识的深度和广度上，还是学习方法上都有很大的不同，要增强学生学好物理学的自信心，让学生有一个逐步适应和学会学习的过程。教师应帮助学生，使他们在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果；让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。
2.提高探究式课堂教学的质量，关注探究式课堂教学目标的达成
通过初中课程的学习，学生对科学探究的过程有了一定的体验，并具有了初步的科学探究能力。高中物理课程，应该在这个基础上更加关注学生在科学探究过程中的学习质量，进一步加深对科学探究的理解，提高科学探究的能力。在高中阶段，教师可以对一些探究的物理问题创设一些情境，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，萌发出科学问题；或者创设一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维，自己提炼出应探究的科学问题。
让学生学会把探究的课题分解为几个相对独立的小问题，学会思考解决每个问题的不同方法，根据现实条件选择、优化有关方法，从而形成探究的方案；学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法、操作程序等不同方面来构思探究的计划；学会在相互交流中完善探究计划。教师应该在教学过程中尽量为学生提供学习制订探究方案的机会，指导学生收集信息和分析、处理信息，注意培养学生客观的思维品质。在通过一定的科学探究之后，应该让学生学会依照物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系，树立把物理事实作为证据的观念，形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法。
学生在探究过程的各个环节所发展的能力往往是不平衡的，有的学生在某些环节的探究行为自主性较强，与这些环节相对应的探究能力得到很好的发展；而在另外一些环节中，教师需要做必要的引导或指导，让学生在这些方面得到锻炼。因此，教师在设计、实施探究式课堂教学时，应该对不同案例的具体教学目标进行认真分析，以便了解学生在探究学习中的薄弱环节，提高探究的质量。
3.高中物理探究式课堂教学要贴近学生生活、联系社会实际
家庭、学校、社会都有大量学生感兴趣的物理问题，如家庭中新型电器、炊具中的物理原理；公共交通设施、交通工具中某些新装置的物理原理；新型通信工具中的物理问题等等。教师应选择与学生生活联系密切的素材用于教学。课堂教学中，教师可以使用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带纸等生活中的常见物品来做物理实验。学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生关注周围的生活，例如：游乐场中的物理问题；车站、码头、运动场上的物理问题；超级市场上的物理问题等。把这些与学生的生活密切相关的事物引入物理课，就会增加学生对物理课的亲切感。
物理学与社会的联系可以分别从资源（能源）、人口、环境和生态、交通、居住等方面，结合本地的社会现象进行讨论。恰当地采用照片、图片、模型、幻灯、电影、录像、光盘等视听媒体，鼓励学生在课堂上发表通过自己收集信息所形成的有关见解。鼓励学生把物理知识与其他学科知识结合起来研究周围的生活和社会现象。例如：进行小型水电站调查，学生从能量转化的估算、发电和配电设备、发电功率跟当地用电需求的关系等物理知识；从水电站建设对当地生态环境影响等生物知识；从水电站周围的地质结构、水电站对周边地区的经济影响等地理知识来综合思考研究主题。在研究中提高学生科学与经济、社会互动作用的认识，增强将科学服务于人类的社会责任感和使命感。
4.高中物理探究式课堂教学要突出物理学科特点，发挥实验在高中物理课堂教学中的重要作用
物理实验是高中物理教学中的重要内容，在高中物理探究式课堂教学中，应该重视学生对物理实验的理解。在观察演示实验时，不仅要让学生关注所观察的现象，同时要让学生理解该物理现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的，应该尽量让学生了解实验装置的工作原理。在进行学生实验时，应该让学生在明确实验目的、理解实验原理的前提下独立操作实验，重视学生实验技能的提高，使学生能正确使用高中物理实验项目中的仪器和工具，获得较准确的实验信息。实验是了解、研究自然规律的重要方法，它的作用不只是为了获取信息。应该让学生认识到实验操作是在相关原理的指引下进行的，学会把实验获得的信息演绎、归纳成结论，只动脑不动手和只动手不动脑都是不正确的。
物理实验是学生探究并获取知识与应用知识过程中的一个有机组成部分，应该在合理的环节和预定的计划中去完成。教师应该设计、开发适合探究式课堂教学的实验项目，充分利用实验资源做实验。
二、高中物理探究式课堂教学的程序设计
教学设计是一个系统工程，要对课堂教学各因素进行统筹安排，一定要注意使各因素具有内在的逻辑联系性。
1.探究式课堂教学设计的依据
探究教学设计是一个有目的的活动，因此，我们必须考虑设计的依据，在教学设计过程中有四个关键的因素构成了教学设计的基础；
(1)课堂教学是为谁而开发的？（学生的特点）
(2)你想让学生学到什么或能够做什么？（学习目标）
(3)课题内容或技能怎样才能最好地被学习？（教与学的方法和事件）
(4)怎样确定学习所达到的程度？（评价程序）
这四个基本因素——学习者、目标、方法和评价，形成了系统教学设计的框架。如图1。
图1 教学设计的基本因素
据此，我们至少可以确定两个教学设计的依据：一是学生学习的特点，包括学生现有学习水平、学习的习惯、对学习环境的偏好等；二是包含在学习目标中的学习内容。
由以上分析我们可以确定探究式课堂教学设计应包含以下几项：学生发展的需要、学生学习的特点、学习内容、学习的资源。
2.高中物理探究式课堂教学的程序设计
(1)探究目标的设计是整个探究式课堂教学设计的灵魂，要确定探究目标，一定要基于我们上面所谈到的教学设计的四个基础，对设计基础的分析可以帮助我们设计探究目标。
(2)课堂教学内容的选择和设计除了基于四个基础之外，还要为达成探究目标服务。
(3)确定学生的初始行为和特征，除了依据对学生学习特点进行分析之外，还要参照探究目标，以及达成这样的探究目标，学生尚存在多少差距？学生的特点是什么？这些都成为进一步设计的依据。
(4)根据探究内容和学生的初始行为和特性，我们就可以设计：①确定什么样的操作目标；②准备什么样的材料；③准备什么样的媒体和器材；④安排什么样的学习环境；⑤选择什么样的教学事件帮助学生完成探究。
(5)根据操作目标，我们很容易即可制定出测验项目的评价标准，并开展形成性和终结性教学评价。
(6)根据评价结果对教学事件进行修正，重新确定学生的初始行为的特性。
根据上述探究式课堂教学设计，我们可以把探究教学设计分成三个层次。第一个层次包含探究目标、探究内容、确定学生的初始行为和特性，这个层次属于总体设计，指导其余设计；第二个层次则是依据第一层次而设计的具体操作系统，完成这一操作系统是教学过程的主要任务；第三个层次则是反馈设计，包括评价标准、评价方法、修正方案、这一结构可用图2表示出来。
图2 探究式课堂教学设计的基本结构
而具体操作系统设计的流程可以用图3来描述：
根据这一基本结构，我们提出这样的探究式课堂教学设计思想：探究式课堂教学设计是在探究教学目标的控制之下，根据学生的学习准备情况和学习特征，对影响学生进行探究的外部因素进行设计，并通过评价反馈对教学设计进行修正的过程。这一思想，是我们开展探究式课堂教学设计的基本原则。根据探究教学设计的特点、原则、基本结构，我们尝试着建立以下的目标控制模型（见图4）。
图3 具体操作系统设计的流程
图4 探究教学设计的目标控制模型
总之，在高中物理课堂教学中采用探究式教学方式，是指在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。采用探究式课堂教学方式是知识建构本身的需要，是发展学生自主学习能力，养成良好的思维习惯的需要；是为了能让我们的学生可以达到“领略自然界的奇妙与和谐”的境界，发展他们对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦；培养他们有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
高中物理探究式课堂教学的设计，还需广大物理教师在实施教学的过程中不断地去发掘、去总结。