摘要：本课题采用“行动研究”法对物理课堂中如何开展探究性学习进行了实践探讨，在美国国家研究理事会（罗星凯译）的《科学探究与国家科学教育标准、学与教的指南》一书的启发下认识到：课的类型不同，探究层次不一，学生探究性水平的设计也不同。以皮连生教授的知识分类学习论为理论指导，参考了加涅、皮亚杰的有关心理学论著，分析了高中物理教学内容，确定了适宜进行探究性学习的课的类型可归纳为：抽象难懂概念的形成学习；规律的发现学习；概念、规律的应用学习；物理现象的研究四类，通过大量实践，我们总结出相应的探究层次可定位于：指导探究；实验探究；问题探究；综合探究四个层次。并对各层次的探究课堂的特点进行了深入的分析，总结出初步的规律性的东西，供同行参考。
一、研究的背景
全国性的课程改革展开已近二年，改革后课程的一个最显著的变化就是增设了必修的综合性课题研究课程，同时各学科也增设了“课题研究”一块内容，把对学生的科学思维、科学研究方法的训练要求提高到了一个前所未有的高度，这无疑是对我国长期以来重结果、轻过程的教学指导思想的一次积极变革。且目前的改革还只是迈出了第一步，今后教材还将逐步变革到适宜学生自主学习的“学材”，将研究性学习进一步融合到平时各学科的课堂教学中。
物理学科是各学科中最适宜进行探究性学习的学科，在物理教学中提倡“学生通过自主地参与获得知识的过程，掌握研究自然所必需的探究能力；同时，形成认识自然的基础——科学概念；进而培养探索未知世界的积极态度①。”既符合物理学自身的特点，也能满足学生学习的心理需求。因此，在平时的物理课堂教学中应尽快转变观念，尽量多地应用探究性学习模式，以适应物理教学的自身规律。且目前掀起的以课题研究为特征的研究性学习课程也不是游离于课堂教学之外的新花招，而是课堂教学的有益补充和延伸。课程改革作为实施素质教育的突破口，如果没有课堂教学的同步改革，它的目的也是不能实现的。本课题的研究目标就是要模索出一套可操作的、行之有效的、在高中物理课堂教学中进行探究性学习的模式。这对贯彻我国课程改革所推崇的教学思想，提高学生的整体素质具有积极的推动作用。对提高教师的教学水平，使教师尽快转变教学观念也具有积极的现实意义。
二、研究的总体思路
本课题侧重从教材内容和学生认知心理的角度入手，不追求理论问题的深入探讨，只在构建理论框架的基础上，偏重理论的运用和实践探索，即重在实践层面上的研究。故而采取的研究方法以行动研究为主，具体结合文献研究法，典型示例法等方法展开。
研究从以下两方面入手：一是从认知心理学角度分析课程内容的学习规律，分析不同类型的学习内容对于学生学习和教师教学的要求；二是分析探究性学习的特点及其内在规律。然后在此基础上进行教学设计，并在教学中进行实践探索，最终构建一套教学模式，既体现探究性学习的精髓，又便于实际教学中操作。
在研究过程中，遵循集中研讨-----分头实践-----集体交流总结的原则。每次活动都由课题负责人根据课题的进展情况，确立一个主题，展开各种形式的活动和研究，在理论上达成共识，在课堂上各自运用。并组织课题组内教师互相观摩研讨，在讨论中提高，在提高中深化。在期中、期末检测中，及时总结实践的得失。必要时也曾专门组织测试，评价实践的得失。在普遍实践的基础上，我们再组织典型示例，邀请课题组外老师听课评价，根据评价意见我们再进行修正，把课题做实做活。
因为本课题的研究与新教材的使用是同步的，所以参加研究的教师都是第一届使用新教材的同备课组的老师，其中高级教师三位，中级教师一位，初级教师三位，有二位是课题中期加入的。具体参与实践研究的学生对象为我校2004届全体同学（842人），其中（6）班同学在平时物理课中尽可能采用探究式课堂进行学习，以便最终比较学习效果。因此课题的研究是根植于新教材使用的丰厚土壤上的。
三、理论建树和实践探索
（一）对物理课堂探究性学习模式的思考
通过我们的实践分析，要使探究性学习模式能在课堂中顺利展开，同时又能顺利完成教学任务，最为重要的是要体现以学生为主体这一探究性学习的特征。“探究”、“研究”极富主体参与意识，在探究性学习中，学生在整个研究过程中都处在一种紧张、积极、活跃、兴奋的状态，教师只是一个指导者、帮助者。个体创造潜能的开发，首先依赖于个体主体性的发挥。课堂探究性学习更应注意营造宽松的氛围，注意问题的提出方式，让学生能不受拘束地思考。课堂探究能否顺利进行，很大程度上要看有没有充分发挥学生的主体作用。可以这样说，如果在课堂上不能体现学生的主体性，就没有课堂探究性学习。学生之间，师生之间共同探讨问题应是一种常见的情景。教师此时更应注意谈话的技巧，应该是起引导、帮助的作用，绝不能喧宾夺主、取而代之。
而其它某些探究性学习的特征如开放性、实践性并不一定每堂课都能做到。倒是应该做好学习任务分析，把握探究的层次和探究性学习模式的应用程度，并不是任何内容都是适合这种学习模式的。美国国家研究理事会（罗星凯译）的《科学探究与国家科学教育标准、学与教的指南》②中对探究性学习的层次划分值得我们借鉴。课的类型不同，探究层次不一，学生探究性水平的设计也不同。
（二）物理课堂探究性学习课的几种类型
根据我们的实践，我们觉得高中物理内容有以下几种类型的课可以开展不同程度的课堂探究性学习：
1、 抽象难懂概念的形成学习，探究层次定位于“指导探究”。
2、 规律的发现学习，探究层次定位于“实验探究”。
3、 概念、规律的应用学习，探究层次定位于“问题探究”。
4、 物理现象的研究，探究层次定位于“综合探究”。
下面就各种不同类型的课的特点进行分析，在此基础上对不同层次的课堂探究性学习提出教学设计要点，课堂教学的具体操作过程请参看附件。
１、抽象难懂概念的形成学习
从认知心理学的角度看，这类概念属于上位概念③。如动量、电场、电场强度、电势差、电动势、磁场、磁感应强度等等概念，其特点是抽象、学生自主探究存在较大困难。采用探究性学习的方式进行教学，应属于建构主义理论中的概念形成学习④。且在概念的形成过程中，概念这一程序性知识的习得并没有清晰的陈述性阶段和程序性阶段之分⑤，而是可以通过若干正、反例来辩别、概括、抽象出新概念，因此在概念的形成过程中，就已经完成了陈述性阶段与程序性阶段之间的转化过程，认知水平较高，难度较大。这类课如果采用接受式的同化学习模式，往往学生也感到过于抽象而难以接受，难以将其纳入已有的认知体系中。因此我们将这类学习定位于“指导探究”的教学模式内，其特点是教师通过一些事例引导学生明确引入这些概念的必要性，引入这些概念要达到一个什么样的目的，在我们今后的学习、研究中起什么作用，结合我们现有的知识，怎样去定义物理量才能达到目的？从而在教师提供正反例的基础上展开以思维为主的探究性学习。教学中还可以采用多媒体手段、演示实验将抽象的事例形象化，以利于学生思考，直到最后学生自主地认识到这一概念的正确定义方法后，肯定学生的定义，形成概念。
我们认为，这种课堂教学模式也部分地体现了探究性学习的精神。而且这样做学生也较易接受这些抽象的概念，因为概念的定义毕竟是他们在教师的指导帮助下自己想到的。比如在“电场强度”这一概念的形成学习中，我们就提出：电场既然有强弱，为了定量地研究电场我们有必要引入一个能反映电场本身强弱的物理量。这个物理量显然应该只由电场本身决定（可以要学生思考为什么），而与有没有电荷在电场中受力无关。但电场看不见，摸不着，我们又必须通过引入试探电荷才能获得有关电场的信息，请同学们思考一下我们怎样定义这个物理量比较合适？之后，教师可以自言自语地给予学生一些启发：电场中某一点，放不同的电荷受到的电场力肯定不一样，但电场本身的强弱是一定的，……就开始了指导探究的过程。在这一过程中，设计一些对学生有启发的正反例，甚至在此我们还制作了多媒体课件来形象地展示相关事实。经这些展示后，我们问同学是否发现了定义反映电场本身强弱的物理量的方法？