初中物理探究式课堂有效教学设计实践与思考
王 盈
我们都知道，物理新课程的基本理念包括五个方面：
1、注重全体学生的发展，改变学科本位的观念。
2、从生活走向物理，从物理走向社会。
3、注重科学探究，提倡学习方式的多样化。
4、注意学科渗透，关心科技发展。
5、构建新的评价体系。贯彻新的课程理念，实施新课程标准关键在课堂。新的物理课堂教学应该以探究式活动为主要形式，在活动过程中则要体现学生的自主学习和合作学习的特点。这就要求教师首先得进行有效的教学设计。那么怎样才能进行有效的教学设计呢？下面就结合个人的实践来谈一谈具体的做法。
初中物理课堂教学有四种基本课型：
1、新授课教学。
2、复习课教学。
3、实验课教学。
4、综合实践课教学。 每一种课型的有效教学设计都有它自己独到的方法。这里着重探讨新授课探究式课堂的有效教学设计。
一、新课的引入设计。
新课引入的设计方式有很多，这里初步小结了12种：
1、观察和实验引入新课
2、实例引入新课
3、小故事引入新课
4、物理史料引入新课程
5、导言引入新课
6、巧编笑话引入新课
7、错误经验引入新课
8、以旧带新引入新课
9、引申扩展引入新课
10、描述情景引入新课
11、设置悬念引入新课
12、提问、质疑引入新课 。这么多种引入方式，在具体应用时当然是灵活的加以选择，力求达到最佳效果。
下面以八年级物理下册第九章第3节“力与运动的关系”为例进行分析。《力与运动的关系》这一节内容不多，连两幅较大的插图在内共一页纸，分为两个方面：
第一个方面是力的作用效果，其中力可以使物体发生形变在前面第八章第1节“力，弹力”中已经研究过。要研究的就是力可以使物体的运动状态发生改变。
第二个方面是现实世界中力与运动的关系。这部分内容书上只是用举例推理的方法，讲述了物体受平衡力和受非平衡力时的运动情况，学生理解起来很困难。如何有效的引入新课呢？请看以下几种设计方案。
方案一：故事引入，将自己乘车去某地时，车子行驶过程中匀速直线运动、加速直线运动，减速直线运动，拐弯等情况，编成故事，再配合动画展示，引入课题“力与运动的关系”。
方案二：复习导入，复习牛顿第一定律，物体不受力时总保持静止状态或匀速直线运动状态。提问：物体受到力时将怎样运动呢？引入课题“力与运动的关系”。
方案三：实验导入，首先教师出示一只排球，并把它放在讲台上，接着从讲台上将排球水平推出，提示学生注意观察，并提问看到了什么？然后请学生参与，谁愿意轻轻将排球抛给老师，并问：你抛球时用力了吗？老师推球时也施力了，说明力与运动之间存在某种关系，引入课题“力与运动的关系”。
方案四：魔术导入，教师先展示一只乒乓球，并请学生检查没有问题，然后播放音乐，同时快速将一根很细的透明细线用透明胶带一头贴在乒乓球上，一头贴在教师手掌心，然后配合音乐表演乒乓球听着教师的口令上升，下降，向左，向右等运动，学生观察到乒乓球好像浮在空中听从老师的指挥。教师提问：为什么会这样呢，激趣导入课题“力与运动的关系”。
经过实践及操作反思，不难发现
1、2两种引入太过平淡，不能立即激发学生的兴趣，引发强烈的求知欲。第3种引入设计是学生参与式实验，一定程度上能够拉近师生的关系，创设民主平等的氛围，有利于进一步探索知识。但在实践过程中发现，这个实验虽然有学生参与，但本身过于平常，没有新奇性，不能起到震憾效果，第4种方案，将魔术引入物理课堂，有很好的激趣效果，但实践中我们发现这个魔术本身对教师的要求太高，其次这个魔术与课题“力与运动的关系”有联系，但学生往往会将探究的注意点集中在老师是用什么特殊方法不接触球就使其运动起来的，其引入新课的有效性不高。
方案五：放礼花弹引入。
第5种方案，有以下几个作用，首先激趣作用效果显著，学生得以迅速进入课堂情境，其次，礼花弹施放的过程紧扣本节课的探究主题，同时，教师提问引发学生自觉思考，激起学生强烈的探究欲望，达到了课前设计的预设效果。
新课引入的有效性分析：分析以上几种方案，新课引入的有效设计需要我们注意以下几个方面：
1、能否启迪学生的思维。
2、能否激发学生的兴趣。
3、能否引发学生自觉的学习动机，
4、能否促进新旧知的转化，
5、能否增强课堂的诗意，
6、能否活跃课堂的气氛等等。
不论以哪种方法和手段引入新课，都应以启动学生的思维为目的，将学生从“要我学”的被动学习情绪激发到“我要学”的积极主动的学习欲望上来，使学生能够自觉地参与开拓教学过程。学生的思维活动需借助外界的某种环境因素的刺激作用，这就需要教师针对学生好奇、好动的特点，充分利用物理实验和物理现象创设物理学习情景，使学生所观察到的现象和思考的问题与原有的知识结构发生冲突和矛盾，促使他们心里产生强烈的求知欲望和动机，才能自觉地启动思维，迫切而主动地将矛盾转化为问题提出，找到新知识的生长点，从而发现有待于学习和探索的新知识。 同时，教师应把“幽默”、“诗意”、“发散”的课堂教学艺术运用到平时的教学过程中，最大程度的调动学生的学习积极性，营造活跃热烈的课堂气氛，寓教于乐，让学习过程变得快乐起来。
二、进行新课设计
初中物理新授课的教学内容一般包括物理概念教学、物理规律教学等等。
（一）关于物理概念的教学
★初中物理课程标准对物理概念教学有如下几点要求：
1、充分关注学生已有的知识和经验
2、不过分强调概念的逻辑性和严密性
3、重视探究式学习，注重科学方法的培养
4、多样化的概念教学形式和途径
具体来说，新课程标准对物理概念的教学有如下几个方面的变化：
1、降低了对概念应用的定量计算的难度，增加了对概念建立的体验性要求 ；
2、多处对概念的定性说明不再给出统一严格的定义，而是要求学生能用生活中的实例来说明和理解概念的含义；
3、增加与当今社会和科技发展密切相关的物理教学内容；
4、注重学科之间的渗透，人文精神与自然科学的交融。
为此，我们在进行物理概念教学设计时就应充分转变传统的教学设计方式，以适应新课标的要求。
★一般而言，物理概念教学可采用以下两种方式进行。
1、以体验为主的概念教学设计；
2、以探究为主的概念教学设计；
I、以体验为主的概念教学设计案例：
△关于“力”的概念教学设计。
（1）创设情境，提出问题。究竟什么是力？
（2）提出体验要求，学生进行体验并观察记录现象。
1：学生体验实验手推小球，手压海绵，小球由静止变为运动或小球的运动方向发生变化；海绵变形。
2：学生体验实验钩码拉弹簧，棒击乒乓球，弹簧伸长，乒乓球同用手推的小球发生一样的现象。教师举例：机器代替手也起到提、推、拉、压的作用，物体对物体也能起到这一作用。
3：学生体验笔脱手。学生分组实验：磁铁靠近大头针，毛皮摩擦过的橡胶棒靠近纸屑能吸引纸屑。
（3）分析现象，得出结论。引导学生归纳：一个物体能对另一个物体有力的作用；不相互接触的物体也能发生力的作用；力是物体对物体的作用。
（4）巩固应用，加深理解，师生分析上述结论，再根据生活经验“一只巴掌拍不响”，进一步理解发生力的作用要有两个物体。最后介绍力的单位——牛顿。当然我们也可以根据课堂现场氛围，比如上公开课时，教师先创设情境让学生用热烈的掌声欢迎听课老师的到来，然后再次热烈的鼓掌，问学生手有什么感觉？为什么？一只巴掌拍得响吗？这样学生自然就明白力是物体对物体的作用，发生力的作用要有两个物体，最后介绍力的单位——牛顿。
分析上述案例，我们可以发现以体验为主的启发式教学设计中：教师的主导作用得以发挥。强调启发式教学——变教为诱和导。 学生的主体作用得以实现。强调体验式教学——变被动为主动。以体验为主的启发式教学设计适用于现象鲜明的实验概括出的概念教学。 如：压力、压强、浮力、熔化和凝固、杠杆、功等概念。
II、以探究为主的概念教学设计案例：
△关于“密度”概念的教学。我们可以由如何分辨不同物质的体验游戏引入，激发学生提出问题：质量与体积之间有什么样的关系，进而进行大胆猜想，在猜想的基础设计并进行实验：不同物质在体积相同的情况下，质量之间的关系；同种物质质量与体积之间的关系。进而得出物质质量与体积之间的关系，在此基础上引导学生归纳推理得出单位体积的质量反映了物质的一种特性，自然的引入密度的概念，进一步教学密度的定义公式及单位，出示密度表，最后进行巩固练习和拓展应用。
由于
1、探究活动具有更强的问题性。
2、探究活动具有更强的实践性。
3、探究活动具有更强的开放性。所以以探究为主的概念教学设计，在探究的过程中，充分实践了课标对概念建立的体验性的要求，使学生既学习了科学知识，又可以学到各种技能，把过程和方法结合在一起，从而在学习科学知识的同时，又学习了科学的方法，培养了科学精神和科学态度。
（二）关于物理规律的教学
初中阶段所学习的物理规律主要是通过大量具体事实，包括观察与实验，归纳而成的结论，很适合用科学探究的方式进行教学，接下来我们就重点讨论探究式教学各个环节的有效设计策略。
探究式教学主要包括以下几个环节。
1、提出问题。 ——
2、猜想与假设。——
3、制定计划与设计实验。 ——
4、进行实验与收集数据。——
5、分析与论证。——
6、评估。 ——
7、交流与合作。
Ⅰ、提出问题环节的有效设计。
★一般而言，引导学生提出问题的策略有以下几种：运用观察，引导比较，指导推理，实验体验等。
下面我们分别用案例加以说明。
★第一种方法：指导学生运用观察提出问题，探究平面镜成像特点的教学案例是这样设计的。
1、用灯光隧道引入新课后，组织学生活动：大家的桌上也有镜子，照一照，你看到了什么？
2、教师过渡：结合生活中照镜子的经验，想一想，你想知道什么？
3、学生提出问题：我觉得„„的问题值得我们研究。
★第二种方法：指导学生运用比较提出问题，探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻之间关系是这样设计的。
1、学生体验：请学生分别靠近正常工作的电熨斗和其导线
2、教师过渡：你感受到了什么，由此你想到了什么问题？
3、学生提问：感受到„„，我想到了„„。
再如：探究“速度”时将两个大小不同的纸锥举高到相同高度，然后告诉学生老师将放手，你想知道什么？
★第三种方法：指导学生运用实验体验提出问题，比如，探究光的折射定律时，可以这样设计的。
1、体验活动：叉鱼比赛
2、活动中你有哪些疑问？
3、学生提问。
再如，探究光的反射定律时，可以这样设计。教师和学生可以进行射击比赛。先用激光灯直接射向靶心，再用激光灯对着平面镜照，看谁还能准确的击中靶心，结果老师胜出，问学生你有哪些疑问？想知道些什么？
★还可以根据旧知提出问题。比如，“力与运动的关系”中，探究力的作用效果时，在已知力可以使物体发生形变的情况下，问学生还想知道什么？探究物体在非平衡力作用下运动状态改变时，在已经得出物体受平衡力时运动状态不变的基础上，问学生你有哪些疑惑？
Ⅱ、猜想与假设环节的有效设计：
★一般而言，引导学生猜想与假设环节的策略有以下几种：
1、要为学生猜想创设必要情境。
2、指导学生猜想要有根据 。
3、要引导学生对实质相同的不同猜想进行归类 。 ★猜想与假设环节实施步骤：
1、搜寻事实、经验、直觉
针对提出的问题，让学生采取多样化的手段去探寻与之相关的现象、事实、经验、资料、仍至学生的直觉等等。
2、归纳分析
指导学生分析收集到的信息，找出共性内容或特点。
3、形成假设 。
根据分析，提出假说或建立模型。
★猜想与假设环节的组织形式有：小组讨论，全班讨论 ，独立思考 。
△比如，学生猜想大小纸锥谁先着地？学生猜大的先着地，教师可以提出：能说说你的依据吗？
△再如，猜想平面镜成像的特点，可以这样设计。先让学生用桌上的镜子照一照，再结合生活中照镜子的经验进行猜想。当然学生的猜想不一定完全正确，这时教师要充分尊重学生，可以把学生的猜想一一板书出来，如果太多可以进行整合，或有选择的验证其中的部分猜想。
Ⅲ、制定计划与设计实验环节实施的有效设计：
★制定计划与设计实验环节实施的有效策略：
1、明确研究对象包含的物理量
2、弄清各物理量之间的关系
3、明确研究的方式：定量、定性、比较
★制定计划与设计实验环节实施的有效步骤：
1、指导学生明确所研究的物理量
2、确定实验器材
3、设计实验步骤
4、设计实验数据、现象记录表格
△比如：探究平面镜成像特点中的像与物到镜面的距离相等这一猜想时，首先学生小组讨论，明确需要测量的物理量为像距和物距，再找出它们之间的关系。然后小组交流各自的设计方案，教师注意引导学生思考实验的关键点及选择最佳的设计方案。本实验的关键点之一是如何确定虚像的位置。用玻璃做这个实验，采用等效替代的方法解决这一问题。本设计对于学生来说较难，教师也可以在揭示虚像概念时，有意识的演示确定虚象位置的实验从而降低学生在设计时的难度。本实验的关键点之二是如何消除实验结论的偶然性，小组交流确定方法，做三次，收集三组数据。这样实验器材及实验步骤也就水到渠成。再如，探究光的反射是反射角等于入射角这一猜想时，通过小组讨论，明确要测量的物理量为反射角与入射角，然后小组交流确定最佳方案。
Ⅳ、进行实验与收集数据环节实施的有效设计：
★进行实验与收集数据环节实施的有效策略：
1、明确实验交流要求
2、合理分组，确保学生全员参与
3、注重发现学生实验中的不足，及时指导
4、实验时间要保证
5、指导收集数据的有效方法。
★进行实验与收集数据环节实施步骤：
1、提出交流要求
2、根据实验设计步骤进行充分实验
3、实验现象及数据记录
本环节应尽可能让学生小组合作进行实验，教师及时给予指导，特别是指导帮助实验有困难的小组，并抓住典型类型为交流作准备。
Ⅴ、分析与论证环节实施的有效设计：
★分析与论证环节实施的有效策略：
1、要引导学生对收集到的信息进行简单比较
2、教给学生必要的归纳科学规律的方法策略。
归纳法：分析证据或数据找出共同点提炼结论；
推理法：分析数据或现象找出其趋势推广趋势至理想化；
比较法：根据表格对比直接得出结论。
★初中物理常见结论的形式：
△案例分析：比如分析与论证反射角与入射角关系时，指导学生分析三组数据，不难看出每一组反射角都等于入射角，从而归纳得出结论。再如分析与论证电阻一定时，电流与电压的关系，首先指导学生看电压的变化情况，再看电流的变化情况，不难发现电压增大时电流也增大，在此基础上提示学生有没有进一步的发现，小组讨论后会发现，存在正比关系。
Ⅵ、评估环节实施的有效设计：
★评估环节实施的有效策略：
1、要指导学生检验过程是否合理
2、要指导学生评估结论的可信度
3、要指导学生改进探究实验方案
4、综合运用学生自评、小组评估及教师评估的方式 。
其实科学探究的评估是贯穿在整个探究过程中的，应该特别注意及时性原则。如，当学生提出探究方案时，应及时作出评估，这样可以对探究方案的可行性进行适当的修正；当学生在探究的过程中遇到困难时，也应及时的给以评估，及时反馈和指导修正探究方案，以利于探究的顺利进行；当探究的结论得出以后，教师应指导学生及时对科学探究过程的态度、体验，与他人合作精神以及探究方法、技能甚至创新精神、实践能力进行综合的评估，要求学生对自己的探究活动进行回顾、分析、思考，在探究活动中哪些问题真正弄懂了，哪些问题还不太清楚，实验设计有没有不合理的地方，操作中有无失误，测量结果是否可靠等。
Ⅶ、交流与合作环节的有效设计：
★交流与合作环节的有效策略：
1、要指导学生展示探究过程。
2、要指导学生对其他小组的探究过程进行质疑。
3、要指导学生寻求最佳的探究方案。
4、要指导学生对探究结果进行推广与应用。
交流与合作实际上是探究式学习的一条原则，也应将它运用于探究过程的始终，从而为探究与创造营造良好的氛围。且应尽量创造机会让学生上台交流展示。这样学生多方面的能力及素养都得到了培养和提高。当然也不是每一个科学探究的设计都要完整的包含这七个环节。
三、课堂练习的设计实践
★课堂练习设计的原则 ：
1、必须紧扣并服务于教学目的，与教学内容相关
2、必须对学生有意义、有价值，并且有趣
3、必须难易适度
4、必须具有变化性、多样性
5、必须具有促进学生进步的特性
6、作业必须适当，学生能够完成 。
△比如：“光的反射”教学，设计了这样的练习。
1、故事的形式出示一幅画，大师的失误，学生很感兴趣，讨论很热烈。
2、虽是一个常见题，但却是生活中的实际问题，由物理走向社会，学以致用。
△“速度”教学设计了这样的练习。在动物王国一年一度的运动会上，陆地上跑得最快的动物猎豹，海洋里游得最快的动物旗鱼，天空中飞的最快的动物雨燕，碰到了一起，它们都说自己是速度之王，并为此争论不休，如果你是裁判，你打算怎样裁决？谁愿意试试，为了快速裁决出结果，你可以升格为裁判长，需要几名助理裁判及他们的任务由你决定，开始！这道题改编自3W的第2题，其实质就是3题计算题，如果不加以改编，直接呈现给学生，导致重复计算，有效性不高，换一种设计方式，让学生在活动中练习，不仅巩固了知识，而且培养了能力，更体现了合作学习，小组的作用得到了充分的发挥。
△“力与运动关系”教学设计了这样的练习，在“传气球”游戏做完后，问学生游戏过程中气球的运动状态是否改变？这样的练习设计让学生在做中学，做中练，练习的有效性很高。
四、课堂总结的设计实践：
★课堂总结环节实施的有效策略：
1、学生是课堂总结的主体
2、要指导学生从目标的三个维度进行总结
3、指导学生进行课堂学习的反思
4、教师要把握全局 。
新课程理念下，教师的角色是组织者，引导者，是平等的首席，应充分相信学生，发挥团队的力量，这样的课堂总结设计才是有效。
五、课堂拓展延伸的设计实践：
★课堂拓展延伸环节实施的有效策略：
1、充分认识STS教育的重要作用
教材中所选的STS内容描述的是科学、技术和社会的相互关系，反映了科学技术对社会、环境产生的积极意义以及负面影响，渗透着人和自然的和谐发展的理念，是物理应用与发展教学的主要内容。
2、对教学资源进行必要的开发和整合
充分利用好物理知识在生产、生活应用中的材料。充分利用好教材中的STS及科学世界的内容。充分挖掘物理史、科技史的相关素材。
3、根据教学资源灵活安排教学方式
4、注意学科知识的整合
△比如：“平面镜”的拓展设计：设计实验，将两块平面镜互成90度放置，将一物体放置在靠近夹角的某一适当位置，观察成像情况。然后逐渐减小两块平面镜之间的夹角，观察像的变化情况，最后两块平面镜平行放置，观察成像情况。再将其中的一块平面镜换成玻璃，观察成像情况，说明这就是灯光隧道的工作原理，再问为什么老师制作的灯光隧道展示的效果比你的好呢？想进一步探究其中的奥秘吗？课后继续探究。
△“速度”的拓展设计：在学生阅读生活、物理、社会的基础上，进行人文教育，增强自信心、责任心，同时激发兴趣，课后查资料，了解北京奥运会上中国健儿们的速度之最。下节课交流。
