关键词：探究性学习;课堂;实验;实践
一、充分利用课堂教学开展探究性学习
探究性学习是学生运用自身已有的知识去主动探究未知，最终解决问题获取新知的一种教学方式。而初中基础教育阶段，学生自身已有的知识尚且不足，他们的大部分时间都在学习课本教材内容，因此课堂就成了教学主阵地。在实际课堂教学过程中，教师要充分发挥自身的主导作用，设法启发引导学生联系生活实际，自主学习和探究教材内容，并多留时间让学生讨论问题、表达交流、归纳总结。
1.了解学生认知状况，根据学情选择探究教学内容
虽然新课程理念强调“探究性学习”，但并不是所有教学内容都适合探究学习，探究的内容一定要与学生已有的知识储备、经验基础、理解能力、价值观等相符合。因此，在引导学生探究学习活动前，首先就要充分了解学生实际现状，同时还要钻研教材、分析教材，才能确定适合可行的探究内容和探究目标。
2.创设情境，精心设问，激发探究热情
初中生往往只对感兴趣的内容才表现出较高的学习热情。因此，在教学过程中，教师要根据教学内容，创设情境，精心设计带有趣味性的问题，激发学生的探究学习热情。让学生自己解读、分析、总结和交流，自己设计探究方案并完成整个探究活动。例如：在探究学习蚯蚓适应土壤中生活的特征时，先引用“传说”故事――很久以前天上有十个太阳，酷热难耐，后弈决心射掉太阳，当他射掉九个太阳时，有一个太阳藏起来了，蚯蚓告诉了后弈太阳躲藏之地。后面，这个太阳对蚯蚓怀恨，想晒死它。
故事讲完，问：①同学们认为蚯蚓白天穴居在土壤里不出来真是故事里讲的那种原因吗？②蚯蚓昼伏夜出的真正原因是什么呢？到此，学生对“探究蚯蚓适应土壤生活的特征”很感兴趣，热情高涨。
教师主导适当，发挥了学生主体作用。
二、开展实验课进行探究性学习
初中生物教材里很多内容都可以做实验学习、验证或探究。例如：设计实验验证植物呼吸过程中气体的变化、探究鱼类适应水中生活的特征、观察植物细胞和动物细胞的结构等。开展实验课进行探究性学习，不仅能激发学生的学习兴趣，调动其积极主动性，还能培养和提高动手、分析等能力，养成实事求是的科学态度。
1.探究性实验的策略手段
（1）创设情境，引出主题和启动思考，设问并追问。
（2）引导学生思考、讨论、交流问题答案，为后边设计和实施实验打好基础。
（3）引导学生根据自身已有知识和生活经验设计不同的实验方案。教师帮助完善实验计划。
（4）学生自己动手做实验、得出结论并表达交流。
2.实验探究的基本过程和方法
探究实验的基本过程一般包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论等几个步骤环节。例如设计实验探究鱼类适应水中生活的特征，先将学生分成几个小组，各组学生一起仔细观察鲫鱼，然后进行探究：
提出问题――根据探究目的提出问题，如：鲫鱼具有哪些适应水中生活的外部形态特征？
作出假设――根据鲫鱼的外部形态，指出鲫鱼具有的可能与适应水中生活相关的特征。如：鲫鱼体表有黏液，游起来比较快;鲫鱼靠鳍游泳等。
制订计划――小组讨论后选定一个假设，并根据假设利用实验室提供的器具，设计一个用以验证的实验方案。
实施计划――根据制订的计划方案进行探究实验，并如实记录探究过程、现象、结果。
得出结论――各小组根据本组实验得出小组探究结论，小组间进行实验结论交流，根据分析整理得出本次探究实验的探究结论。
三、在课外实践中探究学习
科学探究指的是科学家研究自然界,根据研究中发现的证据提出解释的多样化的活动方式。探究性学习指的是仿照科学研究的过程来学习科学内容,从而在掌握科学内容的同时体验、理解和应用科学研究方法,掌握科研能力的一种学习方式。探究性学习包括提出问题、收集数据、形成解释、评价结果、检验结果五个方面。它与科学探究有联系又有区别,这五个方面的特征构成了探究性学习的五个基本特征。本文结合笔者听的两节课,试图探寻“探究性学习”的本意以及如何发挥探究性学习的功能。
案例1:自由落体运动规律的探究
老师在口头介绍了频闪照片研究自由落体的实验以后,出示了一组实验数据(表1)。
老师提示学生:研究问题要从最简单的开始,在有个别学生说出可以研究x/t以后,老师引出x/t、x/t2两栏计算要求,让学生计算并寻找规律。学生填写了x/t一栏数据(9.5、19.3、28.8、38.6、48.5)后,没有发现任何规律。老师马上告诉学生,如果求出每0.02秒的路程,再求出这段路程的平均速度,画图可以发现一定的规律,让学生课后去完成;接着,老师让学生计算x/t2,得出一组数据:4.75、4.81、4.81、4.83、4.85,师生共同分析发现x/t2数很接近,有一定的规律,且单位是m/s2,可能与加速度有关。最后老师讲解,自由落体的加速度是一个常数,在9.8m/s2左右,从而说明自由落体运动是一个匀变速直线运动。
评析 在这个教学环节中,学生经历的只是探究性学习的“形成解释、评价结果”两个过程。学生的角色只是一个数据处理员,问题提出、收集数据都是老师完成的,而且对x/t2进行计算也是老师强加给学生的,这样的所谓“探究性学习”还不少。
究其原因,一方面,老师对探究性学习的五个特征没有充分的认识,缺乏引导学生怎样问问题、怎样评价问题,怎样分析实证材料以及观点之间有什么不同,怎样形成有力的解释;另一方面,老师考虑到课时不够怕影响进度,还是用这种“灌输式探究”方便省时。试想,这样的探究性学习怎能达到培养学生科学素养、提升学生创造能力的目的?上述探究过程可以变成学生用打点计时器得到点迹,在作图和实证数据分析基础上总结出自由落体运动规律。学生运用已有知识和技能探究新的规律,同时体验到与科学相联系的各种不同的认知过程――如归类、分析、推论、预测等一般方法,这样的探究性学习才是有价值的。
案例2:欧姆定律的探究
老师在介绍了电压和电阻的概念以后,提出通过实验来探究电流跟电压和电阻之间有什么关系?老师演示(或学生分组)实验,记录表格得出,当电阻不变时,电流跟电压成正比,当电压不变时,电流跟电阻成反比的关系。在此基础上,老师归纳出欧姆定律,并把这一过程也美其名曰“科学探究”。
评析 欧姆定律在我们今天看来很简单,然而它的发现过程却并非如一般人想象的那么简单。欧姆最初进行的试验主要是研究各种不同金属丝导电性的强弱,用各种不同的导体来观察磁针的偏转角度。后来在试验改变电路上的电动势中,他发现了电动势与电阻之间的依存关系,这就是欧姆定律。在那个年代,人们对电流强度、电压、电阻等概念都还不大清楚,特别是电阻的概念还没有建立,当然也就根本谈不上对它们进行精确测量了;况且欧姆本人在他的研究过程中,也几乎没有机会跟他那个时代的物理学家进行接触,他的这一发现是独立进行的。
综上所述,我们要把探究性学习和科学探究区别开,不要盲目夸大探究性学习的功效,要明确探究性学习的五个基本特征,使探究性学习真正发挥其培养学生科学素养、深化对物理概念认识的作用。引导学生进行探究性学习需要注意如下几点:
1. 探究性学习提出的问题必须适合学生的认识水平
探究性学习提出的问题与科学问题在深度和广度上有所不同。在课堂里,提出对学生有意义的有针对性的问题能够丰富学生的探究活动,但是它们不能是深不可测的,而必须能够通过学生的观察和从可靠的渠道获得的科学知识来解决。学生必须掌握解答问题的基本知识和步骤,这些知识与步骤必须是便于检索和利用的,必须适合学生的认知发展水平。
2. 探究性学习收集的数据尽可能是学生自己采集
科学家用感觉器官或借助工具、仪器,通过自然情境下的观察和测量以及在实验室中进行的实验和测量来收集实证资料。在某些情况下,科学家能够控制条件以获得实证资料和结果;在另一些情况下,他们不能控制条件或控制会歪曲现象,他们则通过对自然发生的情况进行大范围的观察来收集数据或通过长时间的观察来收集数据。在探究性学习中收集的数据要尽可能是学生自己采集,因为数据收集是培养学生尊重事实、耐心仔细的科学素养的一种有效途径。课堂教学中老师常常因为课时紧,直接把数据提供给学生进行分析,这是探究性学习得一大缺憾。
3. 探究性学习的结果要让学生进行交流评价
学生们通过参与对话比较各自的研究结果,或把他们的结果与教师或教材提出的结果相比较来评价各种可能的解释。也可以为其他人提供问问题、检验实证材料、找出错误的推理、出实证资料所不能证明的表述以及根据同一观察资料提出其他不同解释的机会。交流结果能够引入新问题,或者加强在实证资料与已有的科学知识以及学生提出的解释之间已有的联系。与科学探究不同的是,学生只要将他们的结果和适应他们的发展水平的科学知识相结合,就达到了探究性学习的目的。
4. 探究性学习要依靠和利用他人帮助
中学阶段,由于学生知识的缺陷和时间的限制,探究性学习要从教师、教学材料、网络或其他途径获得实证资料,来使他们的探究进行下去。与科学探究不同的是,探究性学习中收集实证资料的过程能够更多地获得和利用他人的帮助,这也是符合中学实际的。
5. 探究性学习过程不要求完整严密
例如，在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾，房屋上的白霜，的雪山，树枝上的冰凌；展示春天到来时，冰雪融化成水；展示火炉烧水时水壶上冒出白气，茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的”“水为何会变成白气”“白气又为何会变成水滴”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。
初中物理探究式课堂教学思维开放特征
探究式学习是通过发现问题，研究探索，从而获取知识和技能的一种学习形式。探究式学习关注的不仅仅是问题的结果，更重要的是关注学生主动探索问题结果的过程，关注培养学生的思维能力，特别是创造性思维的方法和途径。因此，实施初中物理探究式课堂教学，必须具有思维开放特征，所有问题应启迪学生充分思考，必须给予学生广阔的思维空间。
例如，教学“研究怎样利用磁场获得电流”时，我们启发和鼓励学生大胆猜想，学生提出：感应电流的有无与磁场强弱有关，与磁场方向有关，与电路是否闭合有关，与闭合电路在磁场中运动的快慢和方向有关，与闭合电路在磁场中的面积大小有关，与闭合电路的部分导体在磁场中运动的快慢和方向有关，等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出了做实验、读课本、查资料、问老师等多种方法。整个学习过程，学生思维活跃，具有开放性。
初中物理探究式课堂教学实践探索特征
实践是探究式学习的灵魂。实施初中物理探究式课堂教学，必须加强实践探索活动，让学生围绕研究的问题，在实验、观察、统计、读书、查阅资料、搜集信息、访问、调查、分析现象和数据等大量实践、探索活动中，丰富感性认识，训练、提高实践能力。
加强实践探索活动，一是要组织做好演示实验和学生实验，对于“杠杆的平衡条件是什么”“平面镜成像有何特点”等等问题，我们都不是先公开结论，而是指导学生在做好实验的基础上。分析归纳得出结论；二是要注重引导学生观察实验现象，记录、分析实验数据，得出实验结论；三是要重视引导学生掌握查阅资料、搜集信息、调查访问等方法。
初中物理探究式课堂教学学生主体特征
探究式学习以发展学生个性、培养创造性人才为目的。因此，初中物理探究式课堂教学，必须保证学生的主体地位，体现学生主体特征，使学生在教师的组织、指导下，独立思考，自主实践，主动学习。
例如，在“研究影响液体蒸发快慢的因素”教学中，我们选择了学生自主学习的教学方式，学生以小组为单位，先猜想影响因素，再设计检验方式和途径，然后进行实践（实验）检验，最后写出研究报告。学生提出了温度、空气湿度、气候、液体表面积、表面空气流动快慢、液体的质量、体积都能影响液体蒸发的快慢等许多猜想，做了“比较一杯开水和一杯冷水蒸发”“比较用电吹风吹和不吹的两杯水的蒸发”“比较一杯水和一桶水的蒸发”等大量实验，查阅了管道输水、动物散热等大量资料，写出了“影响液体蒸发快慢因素的探讨”“‘蒸发’研究实验报告”等大量研究报告和小论文。教学活动全过程，充分体现了学生主体特征。
初中物理探究式课堂教学方法教育特征探究式学习，是通过探究过程，让学生体会探索真理的方法的一种学习方式。在初中物理探究式课堂教学中，应体现物理学研究方法教育的特征，对学生适时进行物理学研究方法的教育。
初中物理教材中，潜存着许多物理学的研究方法，如“研究电流产生的热量与什么因素有关”“研究决定电阻大小的因素”中的控制变量法；“研究电压”中的类比法；“研究物体不受力，将会怎样”中的推理法；“研究力的概念”中的归纳法。另外，实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等，也都是物理常用的研究方法。在探究式教学中，教师应结合具体学习内容，适时对学生进行上述研究方法的教育，让学生体验和学习研究物理学的基本方法。
初中物理探究式课堂教学能力培养特征
新一轮基础教育课程改革大力倡导在各科中，面向全体学生，开展多样化的探究式学习。按照高中语文课程标准的新理念，高中语文要"注重应用、审美与探究能力的培养，促进学生均衡而有个性的发展"。"应用、审美、探究"成为高中语文新课程的主题词，是新理念，也是新原则，同时包含着高中语文教学新的方法和策略。这就要求在教学过程中，辩证地处理学生自主与教师指导的关系，不仅强调学生要倾听教师，更要强调教师要倾听学生，珍视探究中学生的个人观念、独特感受和体验，并引导学生积极反思。同时，要特别强调学生之间的相互倾听、交流与合作。当然，不能认为探究式学习就是先进的、唯一的，教师讲授、学生听讲的学习方式就是落后的、过时的、应该抛弃的。实际上，不同学习方式各有所长，相互之间应该相辅相成，互相促进，不可偏废。这里只就高中语文教学要注重培养学生探究能力的问题作一些讨论。
课程标准指出："应继续提高学生观察、感受、分析、判断能力的同时，重点关注学生思考问题的深度和广度，使学生增强探究意识和兴趣，学习探究的方法，使语文学习的过程成为积极主动探索未知领域的过程。" 要贯彻语文新课程关于培养学生探究能力的理念，要认识具备探究问题的能力，一是现代社会的需求。社会竞争和发展都需要思想敏锐、有探索精神和创新能力的人才，从学生接受教育的阶段来看，高中学段注重培养探究能力具有必要和可能。二是学生学习和成长的需求。积极思考问题和探究问题，能有效地保持学生学习语文兴趣，实践证明，思考、探索以及伴随着这一过程而不断产生的思维成果是维持学习兴趣的最佳途径。让学生通过主动的探索、发现和体验，学会对大量信息的收集、分析和判断，从而增进思考力和创造力;通过探究过程中的合作和交流，获取更高层次的学习效能：
（1）探究者在相互倾听中，明白了对问题别人也可以有其他的不同解释，同样的意思可以有不同的表达方式，有利于他们摆脱自我中心的思维倾向;
（2）在合作、相互表达与倾听中，探究者各自的想法、思路被明晰化、外显化，探究者可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控;
（3）在讨论中，探究者之间相互质疑，可以更好地引发探究者的认知冲突和自我反思，深化各自的认识;
（4）探究者之间交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解;
（5）探究中的合作、分享与交流，可以使不同探究者贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而使探究者完成各单个探究者难以完成的复杂任务。三是语文教学的需求。让探究的方式进入高中语文学习过程，使探究性学习成为语文教学的主要方式，使语文教学真正从"以知识为核心"转变为"以创新能力为核心"，可以从根本上克服高中语文教学长期存在的肤浅平庸之弊，促使语文教学追求卓越和优秀，追求高品位。
二、培养探究能力的课堂教学特征
什么是探究性课堂教学？所谓探究性课堂教学，就是以探究为主的教学。具体说它是指教学过程是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。探究性课堂教学特别重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力，力图通过自我探究引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身学习和工作奠定基础。在当前，探究性学习越来越为广大的语文工作者、特别是一线语文教师所赏识，并在教学实践中进行了有效的研究和探索。我们认为培养探究能力的高中语文课应具备以下这些特征：
1、"问题中心"特征。 问题与疑问是探究性学习的起点，是探究的对象和中心，也是探究性学习的一个基本特征。课堂上只需要学生回答是或不是的问题是伪问题，老师连珠炮式地发问，将过去的满堂灌改成满堂问，这也不是探究性学习。探究式的问题应该具有激发学生探究兴趣培养学生探究能力的作用，具备典型性、针对性、启发性、趣味性等特征。一方面，高中语文探究性课堂教学，必须努力创设语文问题情境，让学生在语文问题情境中不断地发现问题，提出问题。例如，在学习徐志摩的《再别康桥》时，师生先对"柳树" 这个传统意象进行了分析："昔我往矣，杨柳依依"，柳谐音是"留"，是中国文化中传统的别离意象，古人早就有了折柳送别以表依恋与牵挂的习俗。教师又进一步提出：这里的"那河畔的金柳/是夕阳中的新娘"这样一个生动的比喻还有没有其它的意蕴？依据是什么？通过提供一系列语文问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。
另一方面，理想化的探究性学习是以学生为主体，老师在课堂上根据学生提问中的难点，随机地将教学归类、深化，或从中发现新的值得师生共同探究的新问题。例如，在学习《迢迢牵牛星》时，学生通过自读发现了许多问题。学生提出：诗前两句说"迢迢牵牛星，皎皎河汉女"意为织女星和牵牛星相隔遥远，而为何后面又说"河汉清且浅，相去复几许"，如何理解这里远和近的矛盾？教师可以抓住这个契机让学生谈自己的理解。
2、自主性特征。探究性学习以发展学生个性、培养创造性人才为目的。因此，高中语文探究性课堂教学，必须保证学生的主体地位，体现学生自主性特征，"以生为本"的教学思想，其实就是"以人为本"的人本观念在教学中的反映，这是一种符合人的发展规律的先进思想。在高中语文教学中，教师应时时以这种思想指导自己的每一堂课、每一个教学活动。在课堂上，围绕教学目标，学生学习什么内容，采用什么方式，哪些人在一起学习，大可以全由学生自己做主，老师只是以平等的身份，给学生做指导，或作为参与者提出个人的看法，学生不受老师的兴趣、爱好、视野的限制。课外的语文活动也是如此，学生想研究《红楼梦》的人物，有这一爱好的同学可以组成一组，开展研究。对本地方言有兴趣的同学，又可组成一组，到各地收集素材，积累资料。老师要进行各种语文教学活动的开发，让学生进行自主学习、思考、分析、研究，激发学生的学习积极性，学生的学习动机增强了，参与的程度和范围加大了，就能充分体现教学中的学生自主性特征。
3、开放性特征。语文探究性学习呈开放学习态势，包括学习形式的开放、学习空间的开放、学习内容的开放以及学习思维的开放。由于探究性学习形式的改变，学生必然会突破原有的学科教学的封闭状态，学生定会在一种动态、开放、主动、多元的学习环境中学习。这种开放性，改变的还不仅仅是学习地点和内容，更重要的是它给学生提供了更多的获取知识的方式和渠道。学生可以到社会中去搜集民间故事，可以到街头去搜集广告牌的错别字，可以到图书馆去查阅资料，研究自己喜欢探讨的问题。可以到网络上读书，找自己需要的资料。教师在认真分析学生情况的基础上，通过设计一定的方式、方法，引导学生自主地进行探究，最终成为知识的占有者。例如，教学《林教头风雪山神庙》时，可让学生阅读课文后观看电视剧《水浒》的相关内容，启发和鼓励学生进行比较分析思考。学生提出：电视剧里的一些故事情节和小说原著有所不同，比如小说原著中陆谦等人在林冲旧相识李小二店中密谋陷害林冲这一情节，电视剧中进行了较大的改变，这一改变的理由是什么呢？这种改变与原著相比较艺术效果有了怎样的不同？如果你是导演，你会怎样进行改编？这一类问题鼓励开放式的思维方式，没有标准答案，不求整齐划一，关键要锻炼学生的创造思维、发散思维等。通过从个人思考到小组讨论，进而到全班辩论会等多种方法，学生提出了许多有益的看法，从而使每个人的思维得到了很好的锻炼。整个学习过程，学生思维活跃，充分体现了开放性的特征。
4、合作与交流特征。新课程标准重视知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的有机融合。在语文课堂上的合作与交流，能使学生对真善美的追求进入新的层次，有利于学生全面和谐的发展。探究过程中需要学生们合作、解释和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助学生按照一定规则开展讨论的艺术，学会准确地与他人交流：向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点、获得更正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。探究式课堂教学应把课堂讨论作为教学常态，以合作学习为主要形式，引导学生利用多样化的学习资源，达到合作解疑的目的。教师要重视学生之间的合作交流。在整个探究过程中，由于经验背景的差异，探究者对问题的理解常常各异，在探究者的共同体中，这种差异本身便构成了一种宝贵的学习资源语文教学引入探究式学习，可以使学生在合作、交流过程中加强语言的感受力，学会言之有物，言之有序，言之有文（文采）。教师还应引导学全向社会各界人士请教，在实际生活中学会交流与合作，使交流合作从一种学习方式扩展成为学生一种基本的生活方式，使学生在探究性语文学习中既学习知识，提高能力，也学会学习，学会做人，从而促进学生健康人格的形成，实现知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维一体的新课程改革目标。
5、能力培养特征。探究性学习，以提高学生的综合素质、培养学生的综合能力为目标。高中语文探究性课堂教学，应根据学科特点和具体教学内容，努力培养学生的各种能力。在设计研究某个问题的方案中，培养学生的独立思考、创新思维能力;在完成某个问题的研究过程中，培养学生的观察分析、实践探索能力;在研究某个语文知识与科技、生产、生活的联系的问题中，培养学生关注社会热点，发现问题，分析研究问题，应用所学知识解决问题的能力等等。没有个性就没有创新，探究式学习是着眼于学生个性发展的教育方式，将极大地促进学生个性的发展，为培养其创新能力打开了一扇窗口。语文教学，尤其是高中语文教学，能力培养的重要性放在怎样的高度都是不为过的，因此，作为一位语文教师，在课堂教学的每一个环节都应以学生的能力发展为核心来组织教学活动。
6、信息技术整合特征。信息技术与高中语文课程进行整合，能极大地激发学习动机，提供学生自主学习、合作学习的理想环境，有力促进探究性学习的实现。在信息技术环境下，学生主动地获取由教师汇编整理并放置在网络上的相关资料以及其它的网络资料，在获得基本知识之后，在课堂教学中，围绕着相关的问题进行自我探究或集体讨论，教师以平等的姿态参与和引导学生的讨论，使教学过程由传统的传承型转变为探究型。信息技术可以创设一个以学生为中心、教师为主导并与广泛的社区相联系的学习环境，可有效地改进对课程的教学，实现下述目标：①增强学生解决问题的能力、协作能力和创新思维;②使信息技术的运用成为学习过程的有机组成部分，培养学生获取、选择、传送、加工和利用等信息素养;③促进班级内外学校内外学生的合作交流，开阔学生的视野。无论采取何种手段，目的都是为了学生的学习与发展。用信息技术整合语文探究性学习，这是一个新趋势，是对发展需求的适应。三、培养探究能力的课堂教学模式。
三、在问题情境中培养学生高效探究能力
1、展示问题情境，介绍探究程序和目标--学生回忆、收集与该问题情境有关的已有信息--提出解决问题的设想--选择最佳设想--对解决问题的方法进行系统阐释，也就是把收集到的信息整合起来，并与解释相联系。
如教学苏轼的《赤壁赋》时，要求学生探究：苏轼的儒、道、佛思想在两赋中的反映。学生在探究过程中对孤鹤、道士的形象及作用会有不同的理解，或认为是道家思想的消极虚无，或认为是超然物外、随缘任化的乐观豁达。通过讨论交流，老师的适度参与和点拨，联系其他相关知识，学生都能对此形成自己的看法。
2、创设问题情境--确认问题--师生共同探究--引导学生归纳概括--深化迁移。
如《师说》的教学，可以先组织学生探究韩愈的教师职能观，再进一步深化迁移，探究当代的教师应该具有怎样的职能。
3、向学生提出疑难情境--学生确认问题--思考解决问题存在的困难--探究解决困难的方法。
如学习《中国现代诗三首》（闻一多《发现》、艾青《北方》、舒婷《祖国啊，我亲爱的祖国》）时，向学生提出，三首诗歌的主人公都是"我"，抒发的都是对祖国的热爱之情，但是三个"我"的形象却迥然不同，为什么？在探究过程中，学生会思考到诗歌的创作背景、年代，诗人的经历、性情等因素，通过进一步探究，从而解决问题
语文教学的探究模式，视乎需要，都可以加上一个环节：研究性论文的写作，充分体现语文的工具性和人文性特征。
综上所述，教师作为探究性课堂教学的导师，其任务是调动学生的积极性，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。所以教师要适应新课程环境下的新的教学秩序，在备课时"教案"与"学案"双管齐下。与此同时，教师还要为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。学生作为探究性课堂教学的主人，自然是根据教师提供的条件，明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法，敞开探究的思路，交流探究的内容，总结探究的结果。老师的教学过程也由原来的单向灌输式转变为动态生成的建构式，老师必须及时对教学进行反思，调整下一步的教学。由此可知，探究性课堂教学是教师和学生双方都参与的活动，他们都将以导师和主人的双重身份进人探究性课堂。在新课程环境下，如何在高中语文教学中，结合学生实际、教材实际和社会生活实际，有效地培养学生的探究能力，是一个值得深入研究的新课题。
参考文献
[1]《普通高中语文课程标准（实验）解读》（湖北教育出版社《走进新课程》丛书 2004年4月第一版 责任编辑 聂海龙）
2《新课标高中语文必修课教材教学设计》（华东师范大学出版社 2004年11月第一版 主编 何晓文 程红兵）
【关键词】课程改革；学习方式转变；基本特征；主动；自主；合作；探究
2008年，江西省普通高中新课程实验在教育部统一部署下，拉开序幕。随着实验工作的不断推进，新课程改革必将在发挥课程功能、优化课程结构、调整课程门类、更新课程内容、改革课程管理体制、转变学生学习方式和考试评价制度等方面取得新的突破，进而对整个基础教育改革产生全方位、深层次的冲击与影响。对新一轮课程改革产生的诸多影响进行理性思考，笔者发现，其中最为核心的是这次课程改革所带来的学生学习方式的深刻变革。在某种程度上，这一方式的转变，可以看作是新一轮课程改革取得实质效果的首要标志，也是本轮课程改革区别于以往任何一次课程改革的显著特征。
学习方式既包括学习方法，又涉及学习习惯、学习意识、学习态度、学习品质等心理因素。传统学习方式弊端之一是把学习建立在人的客体性、被动性、依赖性之上，抹杀了人的主体性、能动性、独立性，过分强调接受，忽视发现与探究；弊端之二是重结论轻过程、重认知轻情感，使学生整天处于被动应付、机械训练、死记硬背之中，对于所学内容总是生吞活剥、一知半解；弊端之三是窒息了学生的思维和智力，摧残了人的学习兴趣，不利于学生创新精神的培养和创新能力的提高。
因此转变传统学习方式，构建旨在培养创新精神和实践能力的现代学习方式是当前我国国内外政治、经济、科技以及教育自身发展等因素发展的必然结果。
而现代学习方式从本质上讲是以弘扬人的主体性为宗旨，以促进人的可持续发展为目的，是教师要创造性引导和帮助学生进行主动的、富有个性的学习，其基本特征有如下五个方面：
（1）主动性。主动性是现代学习方式的首要特征，在学生的具体学习活动中表现为：我要学。
（2）独立性。独立性是现代学习方式的核心特征，在学生的具体学习活动中表现为：我能学。
（3）独特性。独特性是现代学习方式的重要特征，在学生的具体学习活动中表现为我在学。
（4）体验性。体验性是现代学习方式的突出特征，在实际的学习活动中，它表现为：第一，强调学生身体性参与；第二，重视直接经验。
（5）问题性。问题性是现代学习方式的内在特征。在实际的学习活动中，它特别强调通过问题来进行学习，把问题看作是学习的动力，同时，通过学习生成问题，把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。
上述五点特征虽是从不同的角度提出，却是一个有机的整体。我们必须从整体的高度来全面把握现代学习方式的精神实质，这样才能有效地促进学生学习方式的转变。
在高中思想政治课教学中，教师要注重引导学生转变学习方式，提高学习效率，那么，怎样才能转变学生的学习方式呢？笔者根据近三年来的教学实践，就学生学习方式的转变谈几点粗浅的看法。
一、由学生被动学习向主动学习转变
学生被动学习的效率是低下的，“要我学”必须向“我要学”转变，使学生的学习变得更积极、更主动。这就要求教师要精心设计课堂，精编自学提纲、讨论题、探究题和练习题，内容丰富，形式多样，练习和讲解穿行，注重诱发学生内在的学习兴趣，让学生积极主动参与学习，并参与学习评价的全过程。
二、由学生依赖学习向自主学习转变
自主学习方式要求学生能够自己确定学习目标，提出自学问题，对学习情况进行自我反馈，对学习结果进行自我检查、自我总结和自我补救。要达到这一目标，教师必须使学生意识到学习既是一种兴趣，又是一种责任。在这种学习方式下，教师的作用是创造性地引导学生积极主动地参与到教学活动中来。只有学生独立主动地参与，学生的学习才是真正地自主学习。
三、从学生孤立学习向合作学习转变
合作学习强调的是师生之间、学生之间在学习探究问题的过程中互相分工、互相配合和互相学习，共同完成学习任务的学习方式。因此，教师在教学中，要千方百计地充分发挥学生合作学习方式的作用，教育学生意识到：在合作学习中，学生不仅要充分表达自己的独立思想，还应该学会倾听别人的意见，充分了解和利用别人的思路。
四、从自我封闭学习向开放探究学习转变
开放探究学习是指强调学习主体能动性，在师生之间互动、生生之间合作的情况下进行学习的一种崭新的方式。开放探究学习方式强调要以问题为载体，以合作探究为主要方式，以培养学生的创新能力为核心，引导学生善于发现问题，提出问题，运用所学知识分析问题，从而创造性地解决问题。高中思想政治课新教材具有开放性、探究性的特点，课程资源丰富多彩，其内容主要是以问题的形式设计，提供了一些问题情境，设计了一些探究问题，因此，政治课教师要根据新教材特点采用开放探究学习方式进行教学，充分利用新教材中的问题情境，激发学生学习的兴趣，联系社会生活实际设计情境探究题，调动学生参与学习的积极性、主动性，培养学生自主学习、合作探究学习的能力。
以上是笔者近三年来教学实践的点滴体会，这些学习方式的转变不仅提高了学生学习政治课的兴趣，而且也提高了政治课堂教学的有效性。当然，学习方式的转变远不止这些，我相信，在诸位同仁的共同努力下，随着政治课教学实践的不断深入，对高中思想政治课学生学习方式转变的探究定会硕果累累。
参考文献：
【关键词】计算机模型；科学教育；研究进展
【中图分类号】G40-057
【文献标识码】A
【论文编号】1009-8097（2013）02-0120-07
一 计算机模型及其建模工具
模型是人们对客观事物、现象、事件、过程或系统的简约化、抽象化表征。计算机模型是以计算机为媒介，应用特定的工具（程序、软件、建模环境）可视化、简约化地呈现数据、现象（尤其是对象的抽象成分、因果关系以及随时间演变的复杂系统），从而描述、解释、预测现象。图1、图2呈现的是两个计算机模型实例。“理想气体”是由美国西北大学Uri Wilensky教授开发的系列NetLogo模型之一，“光电效应”是由美国科罗拉多大学PhET项目组开发的系列仿真实验之一。每个模型的界面包含现象、变量、控制、数据、符号等内容。它们从宏观、微观、符号、图形层面表征物质的性质、现象、变化。通过设置、改变计算机模型中的参数，可以观测不同条件下的现象，从而把握、预测事物的性质、变化规律。人们还可以根据需要，改编程序语言，修改模型。计算机模型可存储于硬盘、光盘、网络服务器等介质中，因而人们可以自由复制或下载。由于计算机模型相对于物理模型具有独特的优势，近年来被广泛运用于科学研究、生产生活及学校教育中。
基于计算机建模的技术丰富多样，包括数据库、语义网络、电子表格、专家系统、系统及种群动态工具、可教人和直接操作环境、可视化工具、超媒体、结构化计算机会议等。不同领域、不同目的，建模的工具通常有所差别。科学教育中，计算机模型主要表现为可视化模型、仿真、动画、系统、图形、关系等形式，目前国外比较流行的建模工具（或环境）有eChem、Genetics Construction Kit、Model-It、NetLogo、PhET、Pedagogica，Stella，Thinker tool，Molecular Workbench、4M：Chem等，这些技术有各自的特点和侧重。
二 科学教育中计算机模型研究若干课题
自上世纪90年代，国外学者广泛运用计算机模型于科学教育中，相关研究十分繁荣，主要涉及如下几个方面：
1 基于计算机模型的学习研究
（1）计算机模型与多重表征
表征是学习的核心。Johnstone认为，无论是物理、化学还是生物，都建立在三重表征之上，存在思维三角（图3）；科学家可以畅行于三角之间，然而学生常常搁浅在宏观一角，这造成了科学学习困难。计算机模型充分整合宏观、微观、符号层面信息，呈现同一现象不同层面的表征以及不同表征之间的相互联系、作用，从而有效促进学生建构事物的多重表征及其联系。
Wu等以eChem为主要建模工具（图4），在11年级化学课中开展教学实验研究。结果发现，在实施6个星期的研究后，学生的化学表征学习得以实质性提高。绝大多数学生在宏观、微观水平能很好地掌握有关概念知识，深刻理解相关表征和化学概念；学生在表征转换题目上的得分明显高于其他题目，表明学生在不同的表征之间相互转换的能力得到显著提高；积极参与模型学习的学生花更多时间讨论化学表征背后的相关概念，对物质性质、结构、概念等相关知识的理解更精确，对化学表征的理解更深刻。Wu等强调，计算机模型对学生化学学习具有累积性、长效性的影响。
Williamson研究表明，计算机动态模拟比静态图片更能提高学生对信息的深刻编码，同时激活形象和语义双重编码，有助学生形成关于现象的动态心智模型；而仅观察透视图或粉笔绘制图，学生难以建立对现象的充分理解以及形成物质微粒性的心智表征，而仅仅停留在宏观现象的认识上。Snir等开发、实施了物质微粒性计算机模型工具的教学研究。他们发现，学生对物质的宏观理解和微观理解是相辅相成的，计算机模型工具能够帮助中学生持久地内化物质的微粒观，同时增强了对科学模型的理解。
Ardac和Akaygun对59名九年级学生进行实验研究，实验组学生除了常规教学还接受基于媒体的教学，该教学突出强调宏观、微观和符号的同时三重表征。研究表明，媒体教学组学习成绩明显优于常规组，他们更容易在分子层面表征物质。随后，Ardac和Akaygun比较了56名八年级学生关于化学变化三种教学条件下（动态一个体、动态一全班、静态一全班）的学习效果。结果发现，动态视觉表征组的成绩显著高于静态视觉表征组，个体学生动态视觉学习组分子表征成绩优于以全班性动态视觉学习组和静态一全班学习组。作者建议，当向学生呈现分子表征时，尽可能运用动态视觉方式。
计算机模型之所以能促进学习表征，Wu以“烷烃”表征为例，作如下解释。学生在理解化学表征时，需要形成解释、转译和心智转换操作。由于化学表征既有形象性、又有抽象性特征，学生要建立对化学表征的充分理解、获得表征技能需要具有牢固的概念化知识与视觉空间能力。根据Paivio（1991，1986）的“双重编码”理论，Wu提出了表征学习需要建立涉及可视化和概念化信息的三重基本认知联结（如图5）：（a）外界所呈现的信息与个体内部表征的信息之间建立表征联结，如将“烷烃是一种碳氢化合物，它们只含单键”（外部刺激）与“如果碳原子数为n，那么氢原子数是2n+2”（个体言语表征）之间建立联系（联系1）；（b）外界所呈现的可视化信息与个体内部表征的信息之间建立表征性联系，如将（可视化刺激） 与烷烃的心智图像（可视化表征）之间建立联系（联系2）；（c）可视化系统与概念化系统之间的对照联结（联系3）。在化学表征过程中，学生需要激活上述一个或多个联结。例如，要将化学式转译为物质结构，学生需要提取有关可视化和概念化信息，激活化学键与分子形状之间的联结。计算机模型可以为学生充分提供可视化刺激，强化不同信息之间的相互联结，增强学生的表征理解与转换能力。
（2）计算机模型与概念学习
概念形成与发展是科学学习的重要组成部分。大量研究表明，计算机模型能有效促进学生科学概念的理解，转变错误概念、模糊观念。例如，Russell等运用4M：CHEM在500名大学生中实施研究。该模型整合了宏观现象、微粒运动及有关图形、图表、化学符号、方程式等内容。结果显示，学生在后测中化学成绩显著提高；56%的学生（前测中则只有32%）能对科学概念（“化学平衡体系”）进行准确的描述和定义；学生在错误概念题上的得分从前测的0.5减少到后测的0.2。Ozmen等整合了计算机微观动画模拟与概念转变学习材料，研究它们对学生化学键模糊概念矫正的影响。他们总共设计了16个计算机模型和7份概念转变学习材料，在11年级展开准实验研究，发现在化学键概念后测中实验组学生的成绩显著高于控制组，而前测中两者没有显著差异。Ozmen等指出，整合计算机模型与概念转变学习材料的教学方法，能有效促进学生对化学概念的理解和模糊观念的矫正。
Vosniadout从心智模型视角解释了计算机模型促进概念转变的内在机制。形成心智模型是人类认知的最基本特征，人类通过建构心智模型来认识、理解世界。心智模型对概念发展和转变具有重要意义，强烈、实质性的概念转变需要心智模型的根本重构。心智模型的转变是学生科学概念转变3种主要形式之一。心智模型（内部模型，即人头脑中的模型）和外部模型（物质世界中的模型）之间是动态、相辅相成的关系。心智模型是外部模型的基础，外部模型反过来制约、规定心智模型，提供概念转变的意义。计算机模型可以使学生的心智模型与外部模型发生耦合。一方面，计算机模型帮助学生连接现象与模型，内化、建构、精致或重构心智模型；另一方面，学生的心智模型可以通过计算机模型进行外化、表达；在双向互动过程中，促进概念的理解和转变。
（3）计算机模型与建模学习
近年来，越来越多学者意识到模型与建模对学生科学学习的重要意义，各国现行科学教育（课程）标准突出强调学生对科学模型的理解和运用。与此同时，大量研究证实基于计算机模型的学习和教学能有效发展学生模型理解与建模技能。例如，Fretz等研究发现，建模工具（Model-It）作为支架能有效支持学生完成绝大多数建模活动，促进建模技能的发展。Snir、Smith和Raz开发了物质微粒性计算机模型，该模型包含了4个窗口：（a）化学实验，即实验模拟，提供宏观现象；（b）问题与思考，设计一些问题要求学生回答，旨在引发学生对宏观现象的思考；（c）模型，提供不同模型，它们分别从不同视角解释同一现象，学生可以比较、选择自己更为满意的微观解释模型；（d）模型探索，允许学生用所选择的具体模型来探索现象，检验自己的想法与假设。该研究表明，这些计算机模型不仅帮助学生内化物质微粒性假设，同时帮助学生建立“一个好的模型可以在更大范围上解释事实，而非仅展示某个现象”的认识论观点。Sins等进一步研究发现，学生对计算机模型、建模的认识论理解（即模型的性质、模型的目的、建模过程以及模型的评估）与思维深加工具有显著正相关，而与思维浅加工显著负相关。
Taylor认为计算机运用于教育主要有两种模式：指导一训练模式、工具一探究模式；前者是计算机控制教学内容，计算机用来呈现有关事实信息、训练学生；后者是学生控制学习环境、内容，计算机作为一种工具让学生探究计算机屏幕上所展现的世界。计算机建模环境偏向后者，可以充分给学生提供机会探究模型工具上所展现的现象、特征以及背后所隐含的科学模型与概念，更重要的是理解科学模型的本质以及训练建模的基本技能。
（4）计算机模型与科学探究
Geban等通过对200名九年级学生长达9周的计算机仿真实验研究，发现基于计算机的仿真实验及问题解决活动能显著提高学生的科学过程技能。de Jong和van Joolingen在大量文献研究基础上归纳出计算机模型能有效支持学生科学探究的5个方面：（a）提供科学探究所必需的学科背景知识；（b）支持猜想与假设的形成；（c）支持实验设计；（d）支持作出预测；（e）支持自我调节学习过程。Quintana等建构了支持科学探究活动的计算机模型支架性设计框架，该框架围绕科学探究过程的三个成分展开（即意义建构、过程管理、表达与反思），包含了模型任务、障碍、支架原则与策略、建模工具样例等要素。实践证明，该框架为如何运用计算机建模软件作为脚手架支持学习者科学探究活动提供了理论基础和方法论依据。不少学者研究了基于计算机模型（仿真）探究活动中学生的学习特征、影响因素。Lazonder等对55名大学新生进行基于计算机仿真科学探究活动的实验研究发现，对于前知识较为缺乏的学生，在探究活动之前及之中提供相关学科知识信息，有助于学生进行科学推理和科学知识的获得。Mulder等比较了基于计算机模型的探究性学习环境下两类建模进程，即模型序列进程（即一开始呈现理想模型，包含所有变量，变量关系逐渐深化，学生逐步建构完整、特殊模型）、模型精致进程（即随着建模进程逐个增加变量，学生从简单到复杂、低级到高级、单一到综合进行建模）。结果表明，计算机模型探究性学习环境下，模型进程方式有助于学生任务的完成、提高探究技能，其中模型序列进程优势更明显。可见，基于计算机模型的探究活动有助于学生获得科学知识、提高探究技能、发展科学过程与方法。
（5）计算机模型与认知发展
Ogbors提出，相当一部分人在逻辑、数学、抽象思维等方面十分欠缺，而计算机在某种程度上可以促进这些高级认知技能的发展。他以WordMake、LinkIt为主要工具，进一步证实了计算机模型有助于发展学生的定性推理（即利用对物体、事件的想象进行推理）、半定量推理能力。Pallant和Tinker以计算机建模环境Molecular Workbench和Pedagogica中的分子运动模型为主要工具研究学生微观水平的推理。研究发现，学生通过探究分子运动水平上的物质模型，可以较好地建构物质状态心智模型，精确地再现不同状态下物质微粒的排列情况，并进行原子间相互作用思维推理。Sins等研究揭示，计算机模型环境下学生要完成较为复杂的任务，需要进行深度认知活动，如建立观点之间的联系、寻找规律和原则、整合新信息与先前知识经验等，从而发展深刻思维加工能力。
2 基于计算机模型的教学研究
计算机模型在教学中的应用十分广泛，相关研究文献也相当丰富。Stieff以ConnectedChemistry为例，总结出计算机模型在化学课堂中的几种应用方式：（a）作为可视化工具用于教师演示和讨论；（b）作为实验仿真让学生进行实验；（c）作为反馈工具，用于家庭作业，让学生自学和问题解决；（d）模型修改、建模活动。PhET项目组所开发的仿真科学实验大量运用于实验室实验、家庭作业、可视化辅助、小组活动及演示中。Khan以化学平衡为例，提出了基于模型教学的五个原理：（a）基于已有心智模型对化学平衡作出预测：（b）在两个变量间建立关系；（c）提供背后机理的解释；（d）运用类比支持关于模型的解释；（e）评估初始模型；（f）修改模型。price等运用计算机模型于学生讨论活动，从“交际法”、“基于模型的共同建构法”两种理论视角提出了系列教学策略：现象观察-计算机仿真-极端案例-状态图形。每一策略包含若干“驱动”方式，如计算机仿真涉及向学生介绍计算机模型所代表的意义、使学生专注于计算机模型（如情境化、预测、强调、批判）。研究发现讨论和仿真的协同作用能提升学生的参与、促进理解以及思维推理。此外，Ozmen实证了计算机模型与概念转变学习材料相互整合的教学方法；Liu强调计算机模型与真实实验相结合的教学形式比单一教学（计算机模型或实验）更有效。Wei、Liu提出了基于计算机模型的形成性评价教学策略。
3 基于计算机模型的评价研究
随着计算机模型广泛运用于科学教学中，如何测量、评价学生基于计算机模型的学习效果则显得十分必要，然而目前这方面的研究较为欠缺。本文第一作者曾以Rasch测量理论为指导，开发了基于NetLogo模型的物质概念理解测验量表，包含3个理解水平，由15道选择题、3道开放题组成，这些题目针对作者基于NetLogo设计的“化学反应”模型。例如，“程序界面右侧的图形中，曲线的变化意味着_____。A.物理变化B.化学变化C.温度变化”（选择题）、“请用相应的文字及图画描述本活动中所发生的化学反应”（开放题）。学生先用10～15分钟操作计算机模型，然后独立回答问题，测试数据运用Rasch模型进行建模和分析。Liu等开发了10套计算机模型形成性评价量表，每个量表涉及三个维度（物质、能量、模型），包含24道等级选择题（即备选项高低不同的理解水平而非对错）、1道开放题。研究结果显示，这些量表具有良好的信效度，能有效揭示学生基于计算机模型的学习特征与发展规律。
4 基于计算机模型的教师研究
Stylianidou等曾对8位科学教师进行个案研究，发现教师还不能充分、自觉地运用信息工具于教学中，但他们面临的这些压力正日益增加；制约教师顺利实施教学改革的因素是多方面的，其中认识因素很重要；教师越是能充分意识到计算机建模在具体实施中以何种方式变革课程以及不同的因素如何影响教师的转变，他们就越能选择实施新的想法。Valanides等研究显示，小学职前教师进行基于计算机模型的学习与教学之后，能够十分清晰地认识到科学模型对科学教与学的重要意义，能正确建构科学模型，并积极利用它们作为教学支架应用于教学设计中；而在此之前，这些教师完全忽视了模型和建模在科学教学与学习中的作用；然而他们仍需要广泛学习以充分理解科学模型的建构过程。尽管教师意识到计算机模型对学生科学学习的作用，但他们关于模型、建模、计算机模型、教学法（PCK）以及技术的使用知识仍十分缺乏，这直接影响着计算机模型的教学成效；而教师这些方面的发展较为复杂和非线性，仅仅接触、意向是不够的，教师需要更多的体验、练习以及更深入地实践与反思。
三 启示
当今世界，科技飞速发展，现代信息技术正猛烈冲击、深刻变革着教育领域，成为人们获取和运用知识的重要途径。计算机模型与建模具有独特的教育意义，开辟了信息技术与学科教学整合的新范式，势将成为教育领域的一个重要趋势。中国这些方面的研究与实践仍显得相对滞后。现有文献仍主要集中在对国外计算机建模工具的介绍与评析，少有研究深入探讨这些计算机模型如何与学科教学整合以及该学习环境下多种教学要素的特质与规律。适合我国科学教学的计算机模型开发的讨论也并不多见。曾有机构开发了少数中学科学仿真实验，但并未得以充分推广、普及。无疑，国外先进的经验对我国相关领域研究具有重要启示。
1 计算机模型的设计应基于一定的理论与实证研究
D.H.乔纳森论及技术与学习的关系时强调，学习者不是从技术中获得知识，而是从思考中学习；应该将技术作为一种能够帮助学习者阐释和重组个人知识的思维工具，利用技术来帮助学习者更为有效的思考；教育者与其费尽心思分析如何让技术教得更好，不如考虑学生如何思考才能获得更富有意义的学习。因而，在开发、运用计算机模型时，应当把学生如何学习作为根本出发点和依据。本文述及的计算机模型及其相关研究，大都基于一定的学习、心理理论，如表征、概念形成与转变、心智模型、认知加工等。此外，要使计算机模型最大限度帮助学生学习，需要基于大量的实证研究。例如，PhET项目组建立了基于研究的设计思路，通过反复实践、评价、反馈、改进，使得仿真实验最大程度上达到课堂教学需求、体现教学价值。
2 开发优质的计算机模型需要多个领域专家的参与
事实上，一个完美的计算机模型是多种智慧的集合体，包括学科知识、学习科学、计算机技术、艺术、教学论等。纵观现今较为流行的计算机建模工具、平台或环境，其团队成员常常来自不同领域。例如NetLogo项目组包括课程开发者、认知科学家、学习与教学设计专家、程序员、学科人员、中小学教师、网络技术员、管理者等。不同领域人员可以从各个角度对计算机模型的设计、运用提供专业化支持，从而保证其科学、合理、美观、实效等。
3 教学中计算机模型的运用要注重适切性、实效性
计算机模型设计者往往基于不同的目的、立场进行设计，然而教学实际总是丰富多样甚至迥然不同的，体现在课程标准、教材内容、学生思维特点与水平、学习环境、教学条件等方面。因此，教师需要筛选、二次加工或者根据教学实际进行重新设计。有些现成的模型过于复杂、综合，教师要根据学生认知水平或教学需要把握好计算机模型的难度。一些建模工具会提供程序代码（如NetLogo、PhET），可以通过改编程序修改模型。由于计算机模型在我国起步较晚，现行大多数模型都是英文界面，如果要用于我国课堂中，需要进行翻译或者向学生提供中英文对照辅助材料。
关键词：探究性教学；实验选题；实验实施；策略
文章编号：1008-0546（2013）05-054-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
探究性教学需要教师组织和引导学生积极自主地进行探究学习，把教科书上的知识当做不变的真理，把实验仅当做验证科学概论和原理的方法去教学生，容易使学生形成绝对化的科学知识观、错误的科学方法论和片面的科学发展观。探究学习是一种学习方式、一种学习活动、一种学习过程，它注重自然科学知识获取的同时，更注重对科学本质的理解，探究过程是学生不断构建自身知识的过程。教师应精心设计一些探究性问题，和学生一起进行探究过程的设计，特别是探究实验的设计，化学实验是学生化学学习中能动的实践活动形式，化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能，化学实验不但为探究性学习中验证假说提供了科学方法，也是学生探究学习的重要途径，还让学生感受探究的乐趣，能培养学生的问题意识。
一、化学实验是探究性学习的主要途径之一
化学的学科特征决定了化学实验可以作为探究性学习的途径。“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天，化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。
学科的基本特征决定了学科的学习特点，在实验中学习化学无疑是最有效而又最重要的化学学习方法。在化学实验中，学生通过实验研究和认识物质，掌握化学基本原理和基本技能，初步学会化学研究的实验方法。化学科学以实验为基础的学科特征，更有利于学生进行化学探究性学习。
化学实验本身就是科学探究的过程。当化学实验被用作探究性学习的途径时，化学实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手，体验科学家科学探究的过程和方法，获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。
化学实验为探究性学习中验证假说提供了科学方法。探究性学习具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征，学生在探究性学习中，针对发现的问题，在回忆已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上，作出大胆假设或猜想，并通过化学实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以，化学实验是学生探究性学习时验证假设或猜想的主要方法。
二、探究性教学中有关实验的选题策略
编排探究活动时，不仅要考虑活动的可操作性，更要考虑活动中蕴含的解决问题的“思维模型”，并加以显性说明，使学生对活动过程中的科学知识的产生、过程、方法有所了解，在探究实验的呈现方式上可通过一些提示语如提出问题、预测与假设、实验方案、实验记录、实验结论、归纳整理等引导学生经历、体验科学探究的不同要素和过程，并在不同阶段有所侧重。
1. 探究实验设计的情境化原则
通常情况下，中学生的问题意识不强，很难独立地从生活、自然现象中发现问题。因此，教师要营造积极的问题情境，让学生直面新、奇、趣事，感受矛盾，发现疑问，提出问题，并经过适当的推理和思考，将其表述为科学性问题。
如：1981年6月9日，巴拿马散装货轮“塞尼克斯号”满载着炼钢用的半成品――多孔铁粒，驶进印度东海岸的维沙卡帕特南港口。人们打开船舱准备卸货，突然，一股灼人的热浪从舱内冲出，仔细一看，发现部分铁粒正在燃烧。
疑问：多孔铁粒怎么会自己燃烧呢？
问题：多孔铁粒燃烧需要什么条件？
在设计问题情景时，教师应注意：
（1）情境新颖，能吸引学生的注意力，使学生可以注意到问题的存在。
（2）多从学生的生活和学生已有的经历中寻找问题，探究学生生活经历中所熟悉的问题，能够使学生认识到探究的价值，激发学生探究的欲望。
（3）探究的问题难度适当。否则，学生无须探究就能回答或者感到望尘莫及，失去探究的信心。要使探究的问题处于学生的认知发展区，经过教师的点拨，学生可以找到问题的答案。
2. 探究实验设计的生活化原则
化学知识和技术在日常生活中的应用比比皆是，在探究实验设计中合理开发和利用生活中化学资源，也是对教师基本的要求。教师要有开拓精神，解放思想，“思想旧，资源瘦；思想新，资源精”。 生活中化学实例还可促使学生养成主动思考与探究的习惯。
如：在新授课“铁的化合物”教学中可设计如下探究活动：
投影展示一种补铁剂照片――红色“外套”，里面是淡蓝绿色的真身。
今天我们就来探究一下这种药丸的成分。
猜想――根据颜色进行合理猜想
红色外套――Fe2O3
淡蓝绿色真身――FeSO4
[方案设计、验证]
（1）Fe2O3的检验
①仅用红色能否确证是Fe2O3？药片内服后，谁帮助它脱去红色外套？
②Fe3+的检验方法。
（2）FeSO4的检验
①如何获取FeSO4？――小心剥去外套，用小刀刮取里面淡蓝绿色的固体，加适量水溶解。
②如何检验FeSO4？
2. 探究实验设计的实用化原则
将生活中实用化的化学实例应用于课堂教学，可将知识的学习从课堂内延伸到生活中，这不仅可以使学生掌握科学的学习方法，形成科学探究的态度，而且可以使学生了解化学科学的研究方法，体验探索的艰辛和发现自我价值实现后的欢乐，使学生成为“主动发展的人”。
如：讲授“相似相溶原理”时，可介绍：真假干洗的判断。
（1）课上实验提趣
首先介绍“干洗”、“水洗”的区别。所谓“干洗”，就是用干洗油的物理特性将衣物的油垢或污渍萃取出来，由于干洗油几乎不含水分，所以称之为“干洗”。干洗的主要特点就是避免水洗对衣物面料造成伤害，不缩水、不变形、色泽保护性好，不易造成衣物褪色、手感柔软，便于熨烫，并能彻底清洗衣物上的油污或污渍。洗后衣物还有消毒、灭菌的特殊功效，不易虫蛀便于保存。而“水洗”时能使衣物的纤维膨胀，洗涤剂将渗入到纤维中，很难清洗干净，残留的洗涤剂就会侵蚀纤维，从面使纤维变脆，导致衣物寿命的降低。当前市场上的干洗油一般分四氯乙烯和石油洗剂两种，每公斤的价格在16元左右，远高于以吨计算的水价，因此一些不法干洗店常以水洗冒充干洗。
其次实验演示。①将一片纸巾分别置于盛水和盛四氯乙烯干洗剂的烧杯中，用玻璃棒搅动一会，再捞出挤干，置于水中的纸巾柔成团，打开时有褶皱、破损。置于干洗剂中的纸巾能展开，无破损。②将一些泡沫粒分别置于盛水和盛四氯乙烯干洗剂的烧杯中，用玻璃棒搅拌，可见泡沫粒溶于干洗剂中，不溶于水中。
然后总结判断方法。
①纸巾法。事先将纸巾放入待洗衣物的口袋内，如是水洗，则纸巾柔成团，有褶皱、破损。如是干洗，纸巾无破损，能展开。
②粒法。事先将少量泡沫（聚苯乙烯）小颗粒置于待洗衣物的口袋内，如是水洗，则泡沫粒不溶解，如是干洗，则泡沫粒因溶解而消失。
③纸巾+泡沫粒法。综合了两者现象，交代其原理――利用“相似相溶原理”： 泡沫和干洗剂都是有机物，结构相似，相互溶解；水能使纸巾纤维膨胀，搓揉时造成破损。
（2）组成合作小组
要求学生自愿分成若干小组，分别寻找不同的干洗店进行试验，一周内完成。
（3）汇报实验成果
根据学生实验结果，组织汇报交流。最后让学生明白：生活中处处有化学，应做化学有心人。
4. 探究实验设计的冲突化原则
人们在处理问题时，常常从经验入手，容易出现思维定势，形成误区。如果教师注意研究认知冲突，平时多收集一些貌似冲突性的东西，适时地介绍给学生，激发其积极思考，找到解决问题的症结，再借助迁移将其运用到探究学习中。如水和二氧化碳的点火实验。
[教师]水能灭火，你知道水也能点火吗？
[教师] 用棉花包裹一些过氧化钠粉末，请两位学生上讲台，一位学生用酒精灯直接点燃一团棉花，另一位学生用滴管在粉末上滴几滴水。
[学生]水滴在过氧化钠粉末上，有气泡产生，两团棉花都很快着火，但滴水的棉花却燃烧更旺。
[教师]用一根长导管向包有过氧化钠粉末的棉花中缓缓吹气，结果棉花也燃烧。
问题：请同学们从燃烧的条件角度思考，为何滴水和吹气都能点着棉花？为何滴水的棉花燃烧更旺？滴水时对加水量有无要求？
互动引入的结果，激发了学生学习兴趣与求知欲，活跃了课堂气氛，调动了学生原有知识体系中“燃烧与灭火”的经验知识，并对新知识过氧化钠与水及二氧化碳的反应有了深刻的认识，完善了学生“燃烧与灭火”的知识体系，还能帮助学生理解“为什么过氧化钠等强氧化剂不能带上汽车、火车、飞机？”此外，学生还能进一步理解热点火（包含缓慢氧化造成的自燃）、静电火花点火等一系列问题，固化为全面的经验知识。
三、探究性教学中有关实验的实施策略
1. 加强指导
教学中应强化教师的引领和组织作用，教师可进行生活经验和化学知识的指导，可进行实验操作和科学研究的程序性指导等。
2. 全面合作
探究课堂中不应是学生个体独立的探究活动，而应是通过小组或团队的形式进行探究活动，学生之间采用对话、商讨、争论等形式对问题进行充分论证，以期获得达到探究目标的最佳途径，做到让学生教育学生，既可以是正确的示范，也可以是错误的教训。
3. 善于发现实验中出现的问题
教师在学生进行实验时要不断巡视，善于发现奇怪或有趣的实验现象，进而促进和引导学生提出科学性问题。
4. 组织学生设计实验方案并进行实验验证
教师应根据学生已有的知识基础和教学条件指导和帮助学生进行实验设计，帮助学生确定探究的组合，在实验过程中进行跟踪指导并适当地进行示范讲解。
5. 组织学生在探究实验中进行观察和记录
实验探究的目的是通过实验操作获得解决问题的事实和数据。由于探究实验的信息多而复杂，所以，教师必须组织学生进行观察记录，让学生明确观察的重点，注意实验中的异常现象，及时，有效、真实的记录实验现象和数据。
6. 重视探究活动的发展性评价
首先是学生自我评价，评价探究方法是否科学，评价探究活动中获得知识多少及探究能力提高的程度，评价探究活动的发展性。其次还要重视教师对学生的评价，评价学生能否积极地、多途径地收集证据，能否与同学积极配合，能否在探究过程中及时修正自己的错误观点或行为，是否具有创新精神和创新意识，同时还要评价学生的探究结果。
参考文献
[关键词]：物理教学自主学习
一、自主学习的含义和实质
所谓“自主学习”，是通过激发学生内在的学习兴趣，逐步培养学生学习的自主性和主动性，使之不仅会学习，而且爱学习，并养成良好的学习习惯；同时在这个学习过程中使学习的科学素质全面提高，个性得到充分的发展。
物理“自主学习”的实质是在课堂教学中不仅着眼于当前知识理解和技能的训练，而且注重能力的培养和未来的发展。通过自主学习，除让学生理解大纲规定的知识技能外，还应让学生具有较强的自主学习能力、主动发展精神、自我完善意识，成为能够主动地、创造性的进行认识的实践的主体。这正是素质教育所要求的。
二、初中物理“自主学习”的课堂教学基本结构和特征
1、初中物理“自主学习”的课堂教学基本结构
（1）指导预习、讨论交流。课前给学生布置预习，让学生有目的的地看书，交发现问题、提出问题，把这些问题在课堂上共同讨论，让学生积极思考，充分发展自己的见解。
（2）定向思维、实验探究。选择核心问题让学生进行探究，在探究活动进行的，提出问题，猜想成假设，设计实验，进行实验，分析和论证，评估、交流等过程中创造机会让学生动脑、动手，培养学生的实验技能、科学态度和探索精神。
（3）导学导议、归纳新知。在实验探究的基础上，抓住重点、难点引导学生思考、开展讨论，最后由学生自己归纳总结，掌握重点。
（4）巩固应用、反思质疑。设计跟学生联系较密切的问题、练习等，让学生运用所学知识解决实际问题，从中引起对知识的反思，提出质疑。
（5）课外延伸、自主发展。通过解决生活实际中的问题、做课外实验，以期获得对物理学习的不同经历和体验。
这只是一般的结构，具体教学中应结合教材和学生实际灵活运用。
2、初中物理“自主学习”的最显特征
（1）自主性特征。它是“自主学习”的最显特征之一，学生不再是知识的接收器，而是自主性的探究，学生能够按自己的方式学习物理知识、体会物理原理并应用所学知识解决实际问题，学生学习活动的自主性，是物理课堂教学中学生主体地位落实的重要标志。
（2）民主性特征。在“自主学习”的课堂教学中，师生之间的关系是民主的、和谐的，教师不再是做报告者，只是学生学习活动的组织者和指导者，学生能够发表自己的见解，同学之间、师生之间讨论、甚至争论，学生的个性得到充分的发展。
（3）过程性特征。“自主学习”的物理课堂教学特别重视学习和探究的过程，注重学生在学习过程中的情感体验。
（4）应用性特征。新《课标》把知识的应用和学知识提到同样重要的地位，选取学生周围熟悉的事例理解物理概念、建立物理模型；从生活中发现问题，运用物理知识去解决它，让学生感到物理知识真正有用。
（5）创新性特征。“自主学习”的课堂教学中，每个学生都是独特的自我，个性具有鲜明特征，每个学生都是探究的主体，具有创新精神。每个学生对所要学习的内容都有不同的理解和体验，思维具有独特和创新性。
三、开展“自主学习”教学改革的基本策略
1、教师转变教育思想，更新教学观念是实现“自主学习”的关键
转变教育思想，就是要求教师由“应试”教育转变为“素质教育”，由教学的主体转变为学生学习的指导者、帮助者和参与者，即教师必须确立以人为本的教育思想。
更新教学观念，首先教师要树立主体的学生观，学生的学习过程是学生在一定条件下对客观事物的反映过程，是一个主体的构建过程。知识不同于实物，可以由教师简单地传递给学生，例如公式、规律，必须由学生自己来构建，并组纳入自己己有的知识结构中，别人是无法代替的，因此摒弃过去那种把学生看作知识的接收器，忽视学生个性差异的学生观，树立主体的学生观。其次是建立平等的师生关系，教师要平等地看待每一个学生，尊重每个学生的人格，相信每个学生都能做得更好，在学识上教师与学生的关系已不再是传统的一桶水和一碗水的关系了，而是闻道有先后术业有专攻，学生也有自己的专长，真正做到教学相长。
2、加强物理教学的实践性是实施“自主学习”的途径
物理是一门实验科学，重视和改进实验教学是落实素质教育的有效途径，随着教学条件的不断改善，应当改变过去那种讲实验的状况，积极地创造条件采用“边讲边实验”等形式体代替“独角戏”式的实验模式，把总结性实验、验证性实验改为探究性实验，改变学生被动接受的形式，让学生动手、动脑探索知识，品尝成功的喜悦。
物理教学的实践性还体现在物理概念的形成、物理模型的建立以及物理习题的设计都应取材于学生周围熟悉的事物，在学生有充分的感性认识的基础上通过分析、概括、归纳形成理性思维，让学生在运用所学知识解决实际问题中形成实践能力。
3、激发学生自主探究的动机和兴趣是学生进行“自主学习”的核心
学生的学习是由动机激起和推动的，它直接影响到自主学习的水平、进程和效果，学习兴趣是内部动机最现实最活跃的成分，是推动、激励学习的最有效的动力，因此要培养学生自主探求的意识，主动发展的精神，必须把激发学生自主探求的动机和兴趣放在首位。
激发学生的学习动机和兴趣，首先教师应了解青少年一般心理特点，多和学生进行情感交流，做到“亲其师，信其道”。其次要让学生学会正确的学习方法，在学习中能抓住重点，尽快掌握物理的思维方式，进入物理的“境地”。第三让学生在探索新知识中品尝成功的喜悦，培养学习物理的兴趣。第四让学生运用所学知识解决实际问题中体会物理的实用性，培养学好物理的动机。
4、讨论、质疑是“自主学习”的基本方法之一
要解决过去模式中那种单纯灌输、严重束缚学生身心发展的状况，还给学生自主学习的空间和时间，解放学生的双眼去观察，解放学生的双手去实验、解放学生的大脑去思考，解放学生的嘴巴去讨论交流，解放学生的身心去自我实现，充分体现学生的主体作用。
总之，在物理教学中提昌“自主学习”，让学生从被动变为主动，充分发挥学生主动能动性。使物理教学不仅注重科学知识的传授和技能的训练，而且还重视对学生终身学习愿望，科学探究能力，创新意识以及科学精神的培养。从而提高全体学生的科学素质。
参考文献：
圆是在学生认识了长方形、正方形、三角形等多种平面图形的基础上展开教学的，也是小学阶段最后学习的一种常见的平面图形。教材的编排思路是先借助实物揭示出“圆”，让学生感受到圆与现实的密切联系，再通过折一折、画一画等方法让学生认识圆心、半径和直径，接着安排的是用圆规画圆的步骤。在画圆内容之后安排了直径与半径及其关系的教学，最后安排了两个讨论题：1.圆的大小、位置是由什么决定的？2.车轮为什么要做成圆的？车轴应该装在哪里？这样编排，学生对于圆的相关概念及特征的理解和把握一般都是建立在教师的明确指引和调控之下，学生独立探索的空间不够，而与此同时，学生对于圆所蕴涵的文化特性也无从感受、体验，对于圆在历史、文化、数学发展过程中与人类结下的不解之缘感受不深。
基于这样的认识，我对本课的教学思路进行重新调整：一方面，通过拓展空间，将学生进一步置身于探索者、发现者的角色，引导学生在认识圆的一些基本概念后，自主展开对于圆的特征的发现，并在交流对话中完善相应的认知结构。另一方面，又借助媒体，将自然、社会、历史、数学等各个领域中的“圆”有效整合进本课教学，充分放大圆所蕴涵的文化特性，折射“冰冷”图形背后所散发的独特魅力。因此确定课题为“走进圆的世界”。意为学生自己通过走进圆的世界去探索发现圆的特征，体验知识的建构过程。
二、教学目标及教学重难点的确定
圆，学生从幼儿园开始就已经接触了，可以说学生对它并不陌生。“走进圆的世界”是学生真正学习曲线图形的开始。教会他们的学习方法，使学生形成终身学习的基本能力，体会有关圆的文化内涵，培养学生对圆的学习的兴趣，是这节课的一项重要任务。同时，这节课的基本知识：包括圆的半径与直径的关系，圆的大小的确定、圆的基本特征等，与后面要学习的“圆的周长和面积”、“轴对称图形”的学习关系十分密切。所以认识圆各部分的名称，掌握圆的一些基本特性，是本课的首要任务。几何图形的作法对小学生来说相对具有一定的困难。以前，我们学习的平面图形都是直线图形，用直尺、三角板就可以画成，而圆是曲线图形，其作法有一定的特殊性，因此，画圆特别是画指定大小的圆，对学生具有一定的难度。基于这样的认识，我确定本课的教学目标及重难点如下。
（一）教学目标：
1.知识与能力：
（1）使学生认识圆，知道圆的各部分名称。掌握圆的特征，知道圆的大小由半径决定、位置由圆心决定。理解在同一个圆里半径和直径的关系。
（2）进一步发展空间观念、操作能力和初步的探索能力。
2.过程与方法：
（3）使学生通过操作、合作与探究等数学活动经历圆的相关知识的建构过程，获得数学学习的方法。
3.情感与态度：
（4）通过“欣赏自然中的圆”和“解释人文中的圆”感受圆所表现出来的数学美和与圆相关的文化内涵。
（二）教学重点：会使用圆规画圆，知道同一圆内半径和直径的关系。
（三）教学难点：画圆。
三、过程解析
（一）创设情境，导入课题。
基于学生对圆本是认识的。设计的基本流程是：出示圆—找生活中的圆—欣赏自然中的圆。
因学生对圆已有了基本的认识，我充分考虑学生已有的知识经验，教学伊始，我直接在黑板上画出圆，让学生说出是什么图形。接着去找在生活中见到过的圆。最后，让学生欣赏一组自然图片。
这一环节设计的基本思想是：从生活中去感受，从自然中去领略，激发学生的探究欲。
课程标准总目标第四条这样描述：体会数学与自然及人类社会的密切联系，了解数学的价值，增进对数学的理解和学好数学的信心。通过这一过程，我想让学生真切感受圆与自然、生活是密切联系的，感受圆所体现出来的数学美无处不在：它是人们衣服上精致的小纽扣；是时时提醒我们时间的钟表的面；是高速飞奔的车轮；是平静水面上漾起的一圈圈涟漪；是阳光下朵朵绽放的金色向日葵；是慈母心中那轮永恒的明月；是“长河落日圆”中带着余晖的落日……在这样的情境中激发学生去探索圆的奥秘，学生能没有信心和积极性吗？
（二）自主画圆。
这一过程，在上课之前要布置学生熟悉圆规。基本流程：自主画圆—交流感受—比较发现—判断辨析。
基本思想：在实践中体验，在比较中发现，在感悟中理解数学概念。
怎么画圆是本节课的一个难点。我想让学生自主画后，交流感受，强化技能形成的过程，强调技能形成的体验性，学生通过交流在画圆时要注意些什么，从而自主发现画圆的基本方法。通过画圆来帮助学生理解圆的概念。在学生交流方法后，让学生比较所画圆的大小，进而提出如何表述圆的大小。引出直径、半径与圆心这三个重要概念。通过操作与概念教学的结合，调动学生各种感官充分参与，感悟理解数学概念。最后安排一组有关直径的辨析题对概念进行练习巩固。
（三）自主探究，发现奥秘。
基本流程：给予提示—合作探究，巡回指导—交流共享。
基本思想：努力做到课堂教学生本化，教师加强参与和指导。强调合作探究的目标性、充分性、实效性，知识的系统性，学习成果的共享性。
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