一、实验探究教学概念的界定

（一）探究教学的定义

探究有广义和狭义之分，广义上的探究是指独立解决问题的所有活动，常见的因为好奇而追根究底、弄清事实真相都是我们所说的广义上的探究；狭义上的探究专门指科学探究或科学研究，指的是科学家用来研究自然，并基于研究所或得到的证据而提出各种解释的不同途径，是为了发现和描述不同事物之间的关系。科学探究也指学生用来获取知识、体验科学家研究自然所用的方法、领悟科学的思想而进行的活动。

探究教学是把科学探究引入教学中，让学生通过类似于科学家的科学探究过程来理解科学概念和科学规律，并培养学生的科学探究能力。探究教学就是指学生在教师的指导下运用科学探究的方法来进行学习活动，学生主动获取知识、发展能力，培养学生的创新精神与实践能力。学生获得知识与能力的方式主要是在教师的指导下，由学生自己主动地进行探索、思考而亲身体验获得的。

教师是探究教学过程中的促进者和合作者。在探究教学的过程中，教师的角色发生了极大的转变，不再是知识传授者和课堂的主宰者，而转变为学生进行探究学习活动的引导者和合作者。教师作为引导者：第一，要想方设法激发学生的学习兴趣和探究欲望，使其产生探究的动机。同时，教师需要学会接受学生不同寻常的观点，营造一个和谐、宽松的课堂气氛，引导学生克服困难进行探究活动。第二，根据各个学生能力的不同，以及各种智力及非智力因素的影响，为学生设计不同的探究学习的计划，计划的设计要难易适中，促使学生积极主动地进行探究活动，既不能太容易，又不能太难而使学生的积极性受到挫伤。第三，要适时适当地向学生提供必要的信息，使得探究活动有效顺利地进行下去。教师作为合作者，需要以一名学生的身份参与探究活动中去，与学生一起进行探索和交流，用自己丰富的知识和经验去影响学生进行探究活动，帮助学生构建知识，并体会科学探究的方法，与学生共同分享探究的成果。

学生是探究教学过程中的主体参与者。传统的教学过程中，通常课堂上只有教师的活动，教师按照自己的想法主宰着课堂，而学生却很少参与到教学中去，学生一直都充当着被动接受的角色。而探究教学是颠覆传统教学模式的新型教学模式，倡导学生应该成为教学过程中的主体。具体表现在：第一，学生是一个具有学习能力、主观能动性的个体，但在传统的教学模式中，并没有让学生表现出这种能力。而在探究教学的理念中，充分相信学生的学习能力，并充分让学生的学习能力得到最大程度的发挥，让学生自己探索知识。放手让学生自己走创新学习的道路。第二，学生在探究学习活动的过程中不断成长。学生的思维方式与教师的思维方式存在很大的差距，教师在探究教学过程中应当重视学生元认知的培养，引导学生在探究活动中不断地自我完善。第三，探究教学很重视学生主体意识的培养，建构学生的主体性，教师起主导作用。

学生的学习是一个知识建构、社会化的综合体验过程。学生的学习在探究教学过程中被认为是学生主动构建知识的过程。学生基于已有的知识和经验对外界环境的信息进行选择、分析，并得出推论来构建自己知识框架。在这个过程中，个体的积极性、主动性以及创造性等都具有非常关键的作用。学生在探究教学的过程中被视为社会化的主体，因为单个学生的知识和能力有限，所以需要与其他学生进行交流与合作来完善自己的观点。也就是说，学生是一个需要合作与交流的社会化主体。与传统的教学不同，探究教学中的学习不单是学习知识，还是一个态度的培养和情感的体验过程。所以说，探究教学中的学习过程是学生知识、情感和意志的形成过程。

探究教学中的评价是开放多元的反馈过程。探究教学注重的是知识的学习过程而不是学习的结果，所以对学习过程的评价就不能再以传统的那种单一的、终结性的评价，而应该是多元的、开放的动态的过程。具体表现在：第一，评价对象方面。探究教学的评价对象不仅只是对结果的评价，更看重对探究过程的评价。对学生探究过程中的能力、态度等进行全面的评价，对学生在探究过程中的表现进行综合评价。不仅要对学生的知识与技能方面进行测试，还要对学生在探究活动过程中的情感、态度和价值观进行评价。第二，评价方式方面。评价分为正式评价和非正式评价。其实非正式评价常常具有更重要的意义，教师应该在探究活动的过程中时刻注意学生的行为表现和思想态度。积极倡导学生采用实验报告或调查报告等形式进行自我评价，鼓励学生进行组内自评和组间互评。第三，评价标准方面。评价标准是事先制定好的规则，但在具体对学生进行评价时却不能千篇一律，应该是随着探究活动的发展而随时变化的。学生的学习过程是知识建构的过程，那么学习就必然受个体差异的影响，所以应该运用不同的评价标准来评价不同学生的学习情况。

（二）实验探究教学的定义

实验探究教学法在理论上博采众家之长，以探索性实验教学和实验引导探索法的实验和观察为基础，对问题进行假设和佐证，并分析推导获得结论及巩固开拓，以诱思探究教学和引导探究教学模式的“问题情境，诱导思维”“教师为主导，学生为主体”，激发“观察”与思维的兴趣和动机，培养探索与研究的科学方法和实践能力等。在实践上兼容并蓄，保留了“探究式教学”“诱思探究教学”和“引导—探究”教学模式的创设问题情境，查阅文献资料，去伪存真，由此至彼地“理论探究”；继承了“探索性实验教学”，提出解决问题的多种设想，独立操作实验反复验证的“实验探究”；发展了“实验引导探索法”和“探究、研讨教学法”，将结论进行巩固拓展迁移，完善认知结构，训练科学方法，体验知识形成的过程，促进知识向能力转化等教学思想。

综合上述，实验探究教学是在教师的启发引导下，是学生运用学过的知识和技能，以新知识的探索者和发现者的心理通过设计实验，去发现问题、探索问题和解决问题的一种教学方法，物理实验探究教学要求物理课堂教学要尽可能围绕实验来开展，师生共同创设问题的情境，在教师的启发诱导下，学生主动查阅资料，把获得的各种事实现象加以分析，提出若干假设，设计多个验证实验，独立操作实验反复验证，根据直观、鲜明的实验现象和实验事实，运用科学方法推断物质的运动及其变化规律，再运用新情景进行检验拓展。这样不仅使学生在探索和解决问题的过程中获得成功感，还会使学生的思维处于活化状态，培养他们学习物理的持久兴趣和动机。通过严格规范并富有探索性地实验操作，培养了学生的科学态度和科学方法，提高了思维能力和实践能力。实验探究教学的基本程序为：创设问题（课题）、理论探究（假说）、实践探究（佐证）、科学推断（结论）、拓展迁移（应用）。

二、实验探究教学的理论

（一）实验探究的心理学基础

1.布鲁纳认知理论

布鲁纳提出只要采取合适的教法，就有可能把学科的一些基本概念教给比传统年龄小得多的儿童。在他看来，任何一种观念、问题或知识的主题，都可以用简单的形式表述出来，这就使任何学生能够用一种可认识的形式去理解。从布鲁纳的学习观可以看出，在学习的过程中采用合适的教学方法是极为重要的，教师可以安排好合适的教材、教法，促进学生的发展。基于上述考虑，教师要为学生创设符合学生认知规律的学习环境与教学方法。实验探究教学模式的研究就是要从根本上优化学生的学习氛围，为学生创设适宜学生能力发展的外部条件。教学模式的优化会帮助学生获取大量的有价值的信息，学生对教师提供的大量信息进行加工与整合，实现教师与学生之间的知识、情感、态度、需要、兴趣等信息的交流，加速学生学习的进程，以达到预期的教学目的。

2.人本主义心理学教学原理

人本主义很重视人在学习过程中自我价值的实现，强调在学习过程中突出学生为学习的主体，教师居于主导地位。而教学是一种人与人情感交流的活动，教师在教学中要给学生提供大量的材料，安排适当的活动。教师应把自己的情感因素转移到学生身上，促进学生自觉地、积极地学习。教师教学活动的意义在于引导学生认识学习的社会意义，因此说学生通过学习主动地获取知识是教师工作的结果。人本主义为我们勾勒了一种和谐、宽松的学习氛围。高一年级的学生已经具备了一定的从外界获取知识和技能的能力和一定的自学能力，学生的思维已经具有辩证逻辑思维的特点，这就为我们采取以学生为主体的教学模式提供了可能性。在采用实验探究教学中，教师成了促进者，成为一个帮助学生安排适当的活动和材料的人。教师针对学生的个体差异，对学生进行个体化指导，满足不同需要，使每个学生都能体会到成功的喜悦。

3.建构主义理论

皮亚杰的建构主义理论认为，知识不只是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过“意义建构”的方式获得，其理论精髓是从内因和外因相互的观点来研究儿童的认知发展。教师、学生、教材、媒体是教学的四个重要因素，教师是学习活动的组织者，在教学活动中为学生提供问题情景材料和学习材料，而学生作为教学活动的主体通过自主学习、协同学习以达到获取知识的目的。建构主义的理论为本课题提供了坚实的理论基础。无论是建构问题情景、指导学生自学还是学生之间的相互探讨，其最终目的都是要帮助学生积极地、主动地学习。教师要转变教学观念，学生也要转变学习观念，才能在不断进取中学习新知、发展能力。

（二）实验探究教学的目标

科学家的探究和学生的探究式的学习有相似之处，也有不同之处。科学家的探究是对未知事物的探索研究，而学生探究式学习的出发点是为了提高自身的科学素养，保持对自然的好奇心。理解科学的思想观念，形成科学素养、情感、价值观，以及分析问题、解决问题的能力，实践和创新能力。

1.情感目标

科学态度、情感和价值观的培养可以说是探究式学习目标的灵魂，主要是培养学生对科学、科学学习、自然界和科学、技术与社会的情感、态度、价值观，具体的目标是：体验科学探究的乐趣，保持对自然的好奇心，激发科学学习的动机，培养热爱科学、热爱科学学习、热爱大自然的情感，培养科学态度和科学道德。科学探索式学习需要关注培养严谨的态度和踏实的作风，不畏艰难、不折不挠的进取精神以及良好的科学道德；学会分享和合作。通过合作的探究，应使学生学会善于倾听他人意见，尊重他人人格，坚持自己的正确看法，勇于修正自己错误，学会与各种人合作；培养对社会的责任心和使命感。探究性学习的课题有很多都与我们的社会和生活息息相关，通过探究活动可以培养学生积极关注社会热点问题、参与科学有关的社会活动的意识，培养可持续发展的社会责任感和使命感。(www.daowen.com)

2.能力目标

发展学生进行科学探究所需要能力、增进对科学探究过程的理解是探究性学习的重要目标，主要体现在以下几个方面：第一，发展提出问题的能力，增进对提出问题意义的理解。学习从观察和思考中发现和提出问题，描述问题，分析和分解问题，学习提出有新意的问题。第二，发展提出猜想和形成假设的能力，理解假设对科学探究的作用。增强做猜想和假设的意识，学习提出猜想和假设的思维方法。第三，发展收集信息和处理信息的能力，理解收集、处理信息技术对科学探究的意义。增强运用信息技术收集证据的意识，学习收集信息的途径、处理信息的技术、评价信息的方法。第四，发展制订计划，进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力，认识实验在科学探究中的重要性，学习制订探究计划（特别是设计简单实验方案）的能力。在探究（实验）的过程中培养手脑并用的能力，发展学生的实践能力和创新精神。第五，发展形成科学解释、评价过程与结果的能力，理解科学探究需要运用科学原理、模型和理论，理解科学探究需要创造性的思维能力。第六，发展表达交流和合作的能力，认识合作和交流对科学发展的意义。小组合作学习是同学之间互相学习、交流信息的过程，是互爱互助、情感交流、心理沟通的过程。通过合作学习增进群体合作的意识，发展交流合作的能力。

3.知识目标

强化探究式的学习方式，不是不要知识，而是旨在改变学生长期以来一直恪守的被动接受教师传输知识的学习方式。在知识目标上，强调感受、体验和理解，将学生置于一种主动探究并注重解决实际问题的学习状态，让学生通过自己的亲身体验来了解知识的形成和发展过程，丰富他们的学习经验，增进对科学观念的理解。其主要体现为：统一的科学概念和原理，探究式学习更加关注学科具体知识上的统一概念和原理，如物质、能量、信息、系统，物质运动和相互作用，能量守恒、生态平衡等，它体现科学的整体观念；新的学习方式让学生通过自己的努力学到了活的知识，这些知识是从实践中来，又能灵活运用到新的实践中去。他们不断地修改和提炼自己现有的观点，把原有的概念升华到新的概念，在已有的基础上重新建构新的知识。

体验性知识：在科学探究中，学生经历的不再只是书本上知识的简单罗列，为了解决当前实际问题，必须把自己曾经学过的知识联系和组织起来运用到新的环境中。他们学习新知识的过程是有切身体会的，有实际参与经历的，这种接受知识的方式是体验性的，学习过程是动态的，学生在分析、解决问题的过程中完成了对知识的积累、理解和运用，学生在直接参与探究的体验中获得对探究的深刻认识。

综合和开放性的知识：新学习方式强调知识的综合性，在与生活密切相关的综合背景下学习，并应用到与生活、社会联系的主题中，从而使学习有更大的开放性。

方法策略性知识：学生如何才能解决问题，怎样解决才是正确有效的途径，用什么方式和办法来验证自己的结论以及结论的正确性都是探究过程中需要学生通过自己而获得的。在这种锻炼下，学生逐渐懂得了探究问题的方法。

在对上面的介绍了解了之后，我们会发现新的教学方式有着传统教学模式不可替代的优点，尤其是在目标上的不同。探究式学习与传承式学习在目标上比较，一是以提高学生的科学素养、促进学生发展为核；二是目标内容更为全面，有学科知识、科学过程、方法能力、态度情感价值观的目标；三是将三大目标统一于科学探究的过程，强调知识在探究过程中建构。方法能力不能以传授知识的方法获得，在科学探究过程中的感受、体验和领悟是形成科学态度情感价值观的重要途径，从而使科学课程的目标得以真正实现。

（三）实验探究教学的原则

1.主体性原则

人的本质特征是主体性，个体是在实践活动中发挥其主观能动性，并在通过与自然、社会及自我的相互作用中达到改造客观世界和主观世界的目的。人主体性的最高表现形式就是自我体现，因此，实验探究教学中应遵循主体性原则。建构主义教学论认为，学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己主动建构知识的过程，这种建构是无法由他人来代替的，教师应是意义建构的帮助者、促进者和引导者，而不是知识的提供者和灌输者。为此，物理实验探究教学中应充分体现学生的主体性：首先，要尊重学生的主体地位，增强学生的主体意识。学生的主体意识越强，他们参与自身发展、实现自我的自觉性就越大，也就愈能在教育活动中充分发挥主体能动性活力，不断调整、改革自身的知识结构、心理状态和行为方式，使课堂焕发出生命。其次，要落实学生的主体作用。学生的学习不能一味地依赖教师的“教”，更多的应是自己“体验”和“悟”的过程。因此，教师在探究性实验中应激发学生的主观能动性，使其通过亲自实践探索答案构建自己的知识体系，培养自己的科学意识。这就要求教师不应将实验讲得太细，应留给学生充分思考的空间，留给学生充分的学习自主权，允许学生在探索中犯错误，激励他们多角度地思考问题。

2.主导性原则

物理探究实验中学生作为学习主体是在教师引导下学习的，教师在实验中起着主导作用。但是教师的主导作用不能取代学生的学习，教师要研究学生的学习特点、学习心理、学习规律，设置情境调动学生实验的主动性和积极性。为此，教师既要精研实验，更要在“引导”“指导”上下功夫，精心设计实验过程，改变“教师中心”的观念，善于提出具有启发性的问题，通过多种教学手段启发学生主动思维探索，使学生主动获取知识，主动体验创造过程，“知其然又知其所以然”，把教与学有机结合起来。

3.民主互动原则

长期以来，实验教学存在一个严重问题，即学生缺乏自主学习的空间，缺乏平等、和谐、民主的学习氛围，因此，在探究性物理实验中要树立正确的教师观、学生观，实现教学民主互动。民主化原则要求教师应努力构建平等、民主的实验教学环境，消除学生学习中的焦虑感和紧张感，充分爱护和尊重学生的各种思维火花。特别是在学生还没有形成质疑发问习惯时，应保护学生提问的积极性，有意识地培养学生质疑的勇气和兴趣，使学生敢想、敢问，最终培养学生会想、会问、会做的能力，以利于创新意识和能力的提高。

探究性实验教学中还应把教学活动看成是一种师生之间互相交往、互相沟通的活动，是一种动态发展的、教与学相统一的交互影响、交互活动的过程。在这个过程中，通过调节师生关系及其相互作用，形成和谐的师生互动、生生互动、学生个体与学习中介的互动，以强化人与环境的交互影响，产生教学共振，达到提高学生参与兴趣、激发学生创新潜能的目的。互动原则强调师生间、生生间动态的信息交流，通过信息交流实现相互提问、相互质疑、相互探讨、相互影响，从而达成共识、共享、共进，使师生间真正形成一个“学习共同体”。

4.差异性原则

学生是具有差异性的个体，这种差异性表现在学生的接受能力、思维能力、表述能力及实验技能等方面，这决定了探究性物理实验教学不能采取“一刀切”“齐步走”的方法，而应从学生实际出发。教师应树立“每个学生都有创造性”的观念，在教学中既要有统一的要求，又要承认存在差别，注意因材施教和针对性的特别指导，每个学生的创造性都得到自由充分的发挥。教师应尊重个体差异，注意对个体发展独特性的认可，给予积极评价，从而帮助学生树立自信，以更有效地发挥学生的多方面潜能，让其达到最佳的学习效果。

5.开放性原则

探究性物理实验应是一个开放的空间。一是学生在实验中的心态是自由的是开放的；二是教师的教学方法和手段是开放的，应能有针对性的因材施教；三是对学生的要求是开放的，给予学生较大的自主活动的时间和空间，不轻易否定学生的探索。教师应充分利用丰富的课程资料，开放自己的观念和思维，创设多样化的问题情境，使学生自主研究，大胆想象，动手实践。另外，对同一探究性实验研究视角的定位、研究目标的确定，切入口的选择、过程的设计、方法手段的运用及结果的表达等应有相当大的灵活性，以留给学习者、指导者充分发展和发挥的空间。

6.合作学习和自主探究相互结合原则

探究性物理实验鼓励学生进行合作学习的学习方式。通过合作学习促使学生在与他人共同学习、分享经验的过程中养成积极思考、交流共享、互相质疑、加深思维的习惯。在这个过程中既培养了学生的合作精神和交流技能，又增强了思维的批判性、敏捷性和深刻性。同时，合作学习也将个人之间的竞争转化为小组之间的竞争，各人通过积极承担共同任务中的个人责任，有效解决组内冲突，寻求提高其有效性的途径，从而有助于个人取长补短，弥补了一个教师难以面向有差异的众多学生的教学不足，真正实现每个学生都得到充分发展的目标。但只有合作学习还不够，所有能有效地促进学生发展的学习，都一定是自主学习。任何学习都是一个积极主动的建构过程，学习者不是被动接受外在信息，而是主动根据先前认知结构注意和有选择的知觉外在信息，建构当前事物的定义。这就要求教师在探究性实验中要积极引导学生独立思考，学生在实验过程中要对实验进展进行自我监控，进行自我总结、评价、补救，并做出相应的调整，通过互相交流，经过批判性地选择和思考达到更高的自主建构水平。所以，要使学生在合作学习的同时还要有相对独立性，要给学生足够的自主学习和思考的空间。