孫偉河 馮云山

摘 要： 在現(xiàn)實的實驗探究課堂上，由于合作學(xué)習(xí)小組成員之間常缺少必要的互補特征，彼此無法師從于同伴而轉(zhuǎn)向求助于教師.文章探討了“教師探究”“科學(xué)家探究”“學(xué)生探究”之間的關(guān)系，通過案例論證了教師對學(xué)生實驗探究活動的指導(dǎo)和示范作用不可或缺，指出了教師示范探究的注意事項.觀看、模仿教師的示范探究是學(xué)生體會并學(xué)習(xí)探究思維、探究方法、探究能力的有效途徑，被教師指導(dǎo)下的二次探究學(xué)習(xí)是實驗探究活動質(zhì)量的重要保障.

關(guān)鍵詞： 物理學(xué)科核心素養(yǎng);實驗探究課;教師教學(xué)示范;凸透鏡成像規(guī)律案例

科學(xué)探究對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有積極作用.初中物理的知識主體是以歸納法的認(rèn)識策略對客觀物理規(guī)律產(chǎn)生認(rèn)識的.實驗探究課是學(xué)生獲得知識與能力的第一個課型，它的成敗直接關(guān)乎學(xué)生對學(xué)科知識、學(xué)科方法、思維能力的獲得.然而，當(dāng)下的探究式學(xué)習(xí)課程中存在一種傾向：教師的教學(xué)示范和教學(xué)指導(dǎo)似乎不能大雅之堂，因為它似乎并不符合“自主探究”的主旋律.在核心素養(yǎng)大背景下，教師的教學(xué)示范和教學(xué)指導(dǎo)，到底是去還是留？我們不禁要作出冷靜而充分的思考.

在實驗探究課課堂中，常見“小組合作學(xué)習(xí)”完成探究學(xué)習(xí)任務(wù)，它追求“讓學(xué)生教學(xué)生”，追求更多人跟著成功的人成功.然而，這個預(yù)設(shè)有個前提：必須存在一種理想化的學(xué)生結(jié)構(gòu)“好中差完美搭配”特別是“好學(xué)生”必須存在且均勻分散且能幫樂助.在眾多的觀課現(xiàn)場，包括教學(xué)大賽，往往是“沒有被特別安排”的“同桌（2人）”“前后同桌（4人）”為一個小組，進(jìn)行探究學(xué)習(xí).然而在特定時空區(qū)域下獲得共同成長的探究主體，總有著不同而相似的認(rèn)識基礎(chǔ)，學(xué)生在特定的問題環(huán)境下，可能集體性地存在某些知識和技能的盲區(qū).因此，這種探究活動的分組學(xué)習(xí)方式就暴露出了一種風(fēng)險，它無法實現(xiàn)“讓學(xué)生教學(xué)生”.于是，學(xué)生對待教師的教學(xué)就產(chǎn)生了“知識、方法輸出源”的期待.

學(xué)生探究能力的初始狀態(tài)是僅僅具有少數(shù)的探究技能，它們是標(biāo)準(zhǔn)化的、顯性化的.它們來自于課程標(biāo)準(zhǔn)提出的科學(xué)探究七個步驟：“提出問題”“猜想與假設(shè)”“制定計劃與設(shè)計實驗”“進(jìn)行實驗與收集證據(jù)”“分析與論證”“評估”以及“交流與合作”.然而，實際的“小組合作學(xué)習(xí)”同組組員的知識、技能可能無法做到互補，小組合作探究學(xué)習(xí)無法達(dá)到“組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)”的結(jié)構(gòu)，卻常常產(chǎn)生了巨大的組間差異：擁有“學(xué)霸”的小組，總是能夠很好地完成探究任務(wù)，速度快、質(zhì)量高;反之“皆學(xué)弱”的小組，不能完成探究任務(wù)，甚至出現(xiàn)諸多邏輯混亂、操作失誤等等狀況.顯然，對于學(xué)習(xí)能力較弱的同學(xué)，探究式教學(xué)課堂中存在的著一個非人本主義關(guān)懷的盲區(qū).“學(xué)弱”學(xué)生的學(xué)習(xí)缺少來自同伴的示范，他們的缺位誰來補？毫無疑問，只有教師.此時，教師就應(yīng)“及時”充當(dāng)“同伴”出現(xiàn)在他們身邊.此刻，教師可能同時被不同個體需要、同時被集體和個體需要，面臨同時被不同角色需要等幾對矛盾，產(chǎn)生“分身乏術(shù)”“必須決斷然后無奈放棄一部分”的分裂狀態(tài).這時，教師兼具了三重身份：探究活動的旁觀者，探究活動的引導(dǎo)者，對遇到障礙的同學(xué)的幫扶者（指導(dǎo)者）.

1 教師在實驗探究課中的角色定位和轉(zhuǎn)換

1.1 教師對實驗的示范是隱性的探究活動

教師是學(xué)科的代言人，教師在看待問題、思考問題時的角度和方式，對學(xué)生的學(xué)科科學(xué)具有重要的啟蒙作用.從前面的論述，已經(jīng)知道教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究過程中，針對不同類型的學(xué)生，對教師有不同的期待和訴求.教師在實驗探究活動中的角色需要不同定位和適時轉(zhuǎn)換.

教師在實驗探究活動中的角色該是怎樣的呢？我們在常規(guī)課堂教學(xué)計劃的“規(guī)定動作”下，綜合考量了教學(xué)實踐中課程內(nèi)容的預(yù)設(shè)和生成的各個可能性，分析了教師在不同的教學(xué)目的下的三種角色和相應(yīng)的教育教學(xué)行為，見表1.

課堂實驗探究活動必須有始有終，作為一節(jié)課的成功與否，探究活動勢必整體推進(jìn)到底.這也就造成了事實上在整體推進(jìn)課程環(huán)節(jié)時，沒有照顧到全體，勢必顧此失彼.權(quán)宜之下，教師做出的絕大多數(shù)的決策是“注重整體”.這句話的相反面是：允許一部分學(xué)生與課程推進(jìn)程度和速度不相吻合的時候，可以“忽視他們”“放棄他們”.如此，實驗探究活動的課堂勢必有一定的“容錯度”“容忍度”，每次放棄一部分學(xué)生.那么，“偶爾被忽視的學(xué)生”是一個不確定的群體，尚可補救;而總是“被忽視”的這部分學(xué)生，經(jīng)歷了長久的探究學(xué)習(xí)失敗，帶來的結(jié)果是這部分人在未來的探究學(xué)習(xí)情況變得更加糟糕.

通過表1可以清晰地看到，同一個教師在對某項具體的實驗探究活動中擁有三個角色，三個角色在特定的教學(xué)情形下相互制約，也必須適時切換.這對于新教師來講，有一定的難度.有的僅僅完成探究活動的引導(dǎo)者這一項基本任務(wù)，有的可以兼顧整體和個別，有的還可以以研究者的身份主動觀察課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問題，以便日后改進(jìn)教學(xué).做不到隨意切換角色的教師，在實踐中會產(chǎn)生一定程度的角色認(rèn)同混亂，導(dǎo)致教學(xué)行動猶疑，反復(fù)糾結(jié)我到底該怎么辦？

不論怎樣決斷，教師在必要的時候勢必介入學(xué)生的實驗探究學(xué)習(xí).怎樣科學(xué)地介入呢？我們根據(jù)實驗探究課堂教學(xué)的結(jié)果，比較了不同類型學(xué)生群體在探究性教學(xué)中對教師需要的差異，列表分析，見表2所示.

顯然，從表2中可以清晰地看到，作為教學(xué)的主體，不同類別的學(xué)生在實驗探究活動的進(jìn)行中，在探究活動結(jié)束后，對教師都有清晰的外顯式的“被指導(dǎo)”需求，對整個實驗探究的過程是否合理，操作是否規(guī)范，分析問題是否得當(dāng)，有強烈的“教學(xué)示范”的樣板要求.

實驗探究活動環(huán)節(jié)多、鏈條長，學(xué)生在整個探究過程中出現(xiàn)的問題就會更多.教師對探究的示范教學(xué)，它的作用點在哪里呢？對比教師的示范探究、科學(xué)家的科學(xué)探究、學(xué)生的實驗探究來說明這個問題見表3.

從前面的論述中可以看出，教師把自己的實驗探究過程作為“標(biāo)準(zhǔn)”對學(xué)生示范，與其他兩類探究學(xué)習(xí)過程是不同的.教師的實驗探究活動不是為了發(fā)現(xiàn)新結(jié)論或領(lǐng)域，而是根據(jù)自己的理解，將已經(jīng)成熟的學(xué)科表述方式，比如概念、規(guī)律，以及科學(xué)研究方法，用庫恩的話就是“范式”，教師將這種范式融于探究的情境當(dāng)中，以行動配合自己的思考，在學(xué)生的面前“表演”出來.對教師來說，內(nèi)容或過程是自己完全熟悉的，“表演”目的是引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，促使學(xué)生對原有圖式做出調(diào)整，使得學(xué)生也認(rèn)可這種范式，并意識到自己也能在這種范式中展開科學(xué)實踐活動.在“表演”的過程中，向?qū)W生展示的不僅是實驗探究的行動，更有教師的思維，即教師將自己的思維外化出來讓學(xué)生觀察、分析，以達(dá)到對學(xué)生思維的啟發(fā)作用[1].

初中學(xué)生，正處于學(xué)習(xí)方法和探究能力的培養(yǎng)階段，各項能力均弱于教師或者科學(xué)家.與其它知識和技能的掌握一樣，學(xué)生的實驗探究能力和探究方法的培養(yǎng)過程，一定不是自發(fā)的生成過程，一定是基于材料、特定知識、特定情境而后天獲得的.這需要有智慧的傳承，而這個傳承者就是教師.學(xué)生不但需要自己的親身經(jīng)歷，也需要觀摩和體會教師對知識和技能的傳承和演繹.

因此，教師除了激發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究活動外，對實驗探究的示范教學(xué)的作用旨在對學(xué)科核心的方法、技能產(chǎn)生外顯出來，示范、解釋并傳遞給學(xué)生，學(xué)生從模仿教師示范到學(xué)會，從應(yīng)用再到嫻熟.教師教學(xué)生學(xué)會探究，從能探究到會探究.

1.2 教師進(jìn)行示范探究是提高學(xué)生實驗探究能力的有效途徑

傳統(tǒng)意義上，探究實驗的過程中，教師示范的目的是讓學(xué)生可以模仿教師的示范動作或者程序，以有效地減少學(xué)生在操作上的錯誤，避免危險、降低損耗、減少低效.比如在儀器的調(diào)節(jié)、使用等方面，在肢體上，示范的重點是教師操作的方式和步驟.在語言上則是“要先……，再……”“一定不能……”等話語作出強調(diào).隱含在操作程序或操作方式背后的邏輯關(guān)系、科學(xué)思維、科學(xué)方法等，則需要學(xué)生在觀摩的基礎(chǔ)上，通過正確地操作實踐加以體會，然后形成科學(xué)的探究能力.

當(dāng)然，除了實驗探究能力外，在知識的傳授方面，教師在課堂上進(jìn)行邏輯推理、公式推演、習(xí)題解答的示范，也使得學(xué)生對于規(guī)范的程式和步驟有更明確的認(rèn)識.這些是實驗探究所不能承載的學(xué)科核心素養(yǎng)，它們反應(yīng)在其它的課型實踐當(dāng)中.

毫無疑問，教師在實驗探究的教學(xué)課型中的示范以及對示范后學(xué)生出現(xiàn)的差錯的二次指導(dǎo)性教學(xué)，對提高學(xué)生的科學(xué)探究思維大有裨益.

2 教師在實驗探究課中進(jìn)行示范指導(dǎo)時應(yīng)注意的問題

2.1 實驗示范忌教師對教學(xué)內(nèi)容全盤示范后學(xué)生進(jìn)行機械模仿

教師要做出必要教學(xué)示范，應(yīng)該發(fā)生在引導(dǎo)學(xué)生完成實驗探究任務(wù)時，出現(xiàn)的障礙處、難點處、知識和方法外顯處、強制性標(biāo)準(zhǔn)處等關(guān)鍵的節(jié)點上，出現(xiàn)在教學(xué)難點或者是教學(xué)重點上.教師的教學(xué)示范是一種對學(xué)生加以強調(diào)、強化教學(xué)效果的教學(xué)行為.這并非意味著，教師要對整個實驗探究的過程自導(dǎo)自演、大包大攬，然后學(xué)生機械模仿.最后“探究式學(xué)習(xí)”的課堂變成了套著的外皮的“接受式學(xué)習(xí)”內(nèi)瓤.

科學(xué)知識的產(chǎn)生，總是圍繞著這樣的主題，即在研究過程中什么發(fā)生了變化，什么保持不變，兩個事物之間什么是相同的，什么是不同的，當(dāng)兩個事物放到一塊的時候，他們之間發(fā)生了什么，如果發(fā)生了變化，是通過何種方式變化的.教師對學(xué)生示范展示實驗探究過程時，就是要將這種思維方式展示出來[2].這樣學(xué)生面對生硬的方法、邏輯就有了具體的情境載體，變得實際而可以捉摸.學(xué)生在觀摩的同時，也把自己角色代入到了具體的探究情境中，跟教師一起“經(jīng)歷”探究的過程，產(chǎn)生了跟教師相同的思維方法和思維狀態(tài)，如此，教師通過研究實驗教學(xué)的示范來培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，對學(xué)生領(lǐng)悟物理知識、物理方法具有重要的意義和作用.

2.2 預(yù)設(shè)實驗探究學(xué)習(xí)的困難

教師要把自己的大腦“清零”，讓自己變成一個學(xué)生，沿著實驗探究學(xué)習(xí)過程中思維程序，將知識、方法和技能障礙一一列舉出來，并以合適的形式呈現(xiàn)出來，確保對學(xué)生學(xué)習(xí)困難的預(yù)設(shè)是充分的.

2.3 示范“思維”和示范“正確”相結(jié)合

對學(xué)生教學(xué)示范的過程，要讓學(xué)生感受到所要研究的問題是如何提出來的，對研究對象的科學(xué)描述是如何從具體的事件情境中抽象出來，并人為定義的.因此，教師要讓學(xué)生明白問題是如何隨著探究的深入而變化發(fā)展的，我們要用到怎樣的方法獲取證據(jù)信息，對它進(jìn)一步研究的，為什么要這樣做.教師如何組織素材獲取信息、分析信息，如何處理信息，這些都潛移默化地對學(xué)生產(chǎn)生了作用，讓學(xué)生收獲探究活動的能動性.因此，“知道為什么這樣的思維”與“示范正確的做法”同等重要.

比如，在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”一課的實驗探究活動中，有一類學(xué)生只是偶然地移動蠟燭和光屏的位置，完全不顧及凸透鏡焦距大小，獲得了幾個特殊的像，然后以為找到了像，看到了像就完了，至于下一步怎么辦？很迷失.也有可能，他們在“多組實驗數(shù)據(jù)得結(jié)論”的觀念指引下，再次盲目地隨意移動蠟燭和光屏，再次獲得一個偶然的數(shù)據(jù)和一個可能像的性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生改變了的結(jié)果.另外一類學(xué)生，總是不能分析清楚到底凸透鏡該成什么樣的像.

教師組織實驗探究教學(xué)，必須首先了解學(xué)生這兩個困惑點的成因.針對兩類典型的狀況，教師在總結(jié)學(xué)生實驗探究過程中出現(xiàn)的問題時，必須針對這些困惑做出的正確的教學(xué)示范.首先固定凸透鏡的位置不變，然后有秩序地把蠟燭從遠(yuǎn)到近地移向透鏡，固定物距，再移動光屏尋找像，多次實驗.最后通過分析物距和像距的數(shù)據(jù)變化趨勢和規(guī)律，總結(jié)出成像的條件.那么為什么這么做？教師在示范的過程中，需要給出“有秩序地把蠟燭從遠(yuǎn)到近地移向透鏡，逐漸減小物距，確定相距”的原因.

原因有三：

（1）凸透鏡為什么能成像，怎么觀察像.學(xué)生不知道像是個什么東西，特別是本探究實驗中既有實像又有虛像.怎么確定實像還是虛像本身就是一個大難點.但是，教師必須告訴學(xué)生基本的思維圖式：像是由于光在傳播過程中遇到使光線發(fā)生會聚或者發(fā)散作用的介質(zhì)或者物件后，光并不沿直線傳播了，造成在光的傳播路徑上出現(xiàn)了一些跟原物相似的圖景，這些東西我們稱之為像.而能看到像，就是因為在像點“發(fā)出”來的光線進(jìn)入了人的眼睛，人才觀察到像.這樣，光如果向前方傳播，穿過凸透鏡，可能在凸透鏡的前方某個位置成了像，我們就有兩個方法去觀察這個像：第一，站在像的正前方，接受光來觀察像;第二，用一個光屏，在成像的位置把光線反射回來，在光屏上觀察像.

（2）物距影響像距.在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究之前，教師應(yīng)該做出這樣的引導(dǎo)：用同樣一個凸透鏡，用它觀察從紙上面“發(fā)光”的字跡的時候，看到了正立的放大的像，用這個凸透鏡觀察遠(yuǎn)處的發(fā)光體或者景物時，發(fā)現(xiàn)可以看到倒立的縮小像.于是，可以判斷，影響凸透鏡成像特點的因素是物距.因此，要改變物距觀察成像.

（3）現(xiàn)象一般是連續(xù)地變化，這是自然界中的一種和諧的美.讓數(shù)據(jù)有秩序地排列，這樣的操作有利于讓現(xiàn)象產(chǎn)生連續(xù)的變化，更有利于掌握規(guī)律的變化.這樣的規(guī)律才可控，不至于讓人捉摸不定.

2.4 示范實驗探究的過程重點在于解釋

對于學(xué)生，他們還處在基本觀念的建立和基本方法的學(xué)習(xí)過程中，在首次碰到探究問題的情境下，其認(rèn)知結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)不平衡.學(xué)生意識到了問題所在的時候，這就引起了學(xué)生的思考.于是，觀摩教師示范實驗探究的學(xué)生，其角色就代入到了教師的角色隨教師一起進(jìn)行探究活動.

在探究過程中由于研究的出發(fā)點、實施方案以及實驗條件的不同，在對同樣事物或者問題進(jìn)行研究過程中，可能產(chǎn)生不同的程序，采用不同的方法、實驗工具，獲得不同的現(xiàn)象，即使對同一個現(xiàn)象，所給出的解釋也會不同.這樣，教師就要引導(dǎo)學(xué)生要帶著明確的目的進(jìn)行探究，對所實驗探究的內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)予以教學(xué)示范，通過“類比”“比喻”等方式，對出現(xiàn)的狀況予以甄別、辨析、解釋.為了達(dá)到良好的效果，教師必須說學(xué)生聽得懂的話，講學(xué)生聽得懂的理.

仍然以“探究凸透鏡成像的規(guī)律”為例，說明這個問題.學(xué)生如果忘記“物距影響成像”這件條件，我們可以打個比喻，加深學(xué)生對這個條件限定式的規(guī)律的認(rèn)識.比如：爸爸見了媽媽要稱呼“愛人”，外婆見了媽媽喊“女兒”，自己見了媽媽叫“媽媽”，同樣一個媽媽獲得三個稱呼（暗喻凸透鏡成像的三種應(yīng)用：照相機、投影儀、放大鏡），稱呼不能亂，關(guān)鍵看“對象（條件）”（暗喻凸透鏡成像的三種應(yīng)用：照相機、投影儀、放大鏡的成像條件不同）.

2.5 示范實驗探究過程重點在于構(gòu)建過程

實驗探究課作為一種特殊的教學(xué)課型，其優(yōu)點就在于頻繁的互動和受指導(dǎo)后再實踐的過程，能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)在短時間內(nèi)，有側(cè)重的持續(xù)進(jìn)階.因為在概念的建構(gòu)或方法培養(yǎng)上，有太多的邏輯線條需要理順，存在太多差異.教師的示范指導(dǎo)作用，就在于尋求真理的過程中，為學(xué)生指引出一個正確的方向.

教師為了不教.教師的實驗探究不應(yīng)以結(jié)論的正確為終點，而是重點要引發(fā)學(xué)生的思考，主動的科學(xué)探索活動，通過概念的建構(gòu)或方法而獲得后續(xù)探究的能力，對今后的探究活動提供參考價值.因此，構(gòu)建的策略和方法須顯性外化，讓學(xué)生深得“要領(lǐng)”，掌握“口訣”，讓學(xué)生可以應(yīng)對方法范圍內(nèi)探究活動的自主構(gòu)建.

2.6 示范探究后的指導(dǎo)是實驗探究課學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要保障

科學(xué)探究的能力是核心素養(yǎng)所要求的核心內(nèi)容.科學(xué)探究的能力不是與生俱來的，而是在學(xué)習(xí)過程中通過自己的體驗和對教師探究的“標(biāo)準(zhǔn)范式”中模仿而逐漸培養(yǎng)起來的.對于學(xué)生，教師教學(xué)示范后，學(xué)生未必能夠領(lǐng)略全部要領(lǐng)，在反芻的實踐中會碰到各種紕漏或者障礙，這就需要教師的二次教學(xué)指導(dǎo)了.

因此，在實驗探究教學(xué)課中，學(xué)生需要通過自己的實踐活動把收獲的新知識進(jìn)行理解和圖式構(gòu)建.到底該是“順應(yīng)”還是“同化”，學(xué)生需要一個“標(biāo)準(zhǔn)答案”.教師示范展示實驗探究活動將促使學(xué)生對新知識產(chǎn)生認(rèn)同，促進(jìn)學(xué)生對自己探究活動中運用到的思維、方法、技術(shù)手段產(chǎn)生認(rèn)同，這極有利于幫助學(xué)生建立起后設(shè)信念.正因為如此，實驗探究教學(xué)中教師要極力避免直接將問題推給學(xué)生那種“一切依靠學(xué)生”的做法，在必要的時候可以通過教師的示范作用，使學(xué)生建構(gòu)起科學(xué)的知識和能力體系，使學(xué)生的認(rèn)知體系、方法體系、探究能力向更高級進(jìn)階.

綜上所述，教師在實驗探究課中的教學(xué)示范和教學(xué)指導(dǎo)不可或缺.實驗探究課中，教師須要對實驗探究活動出現(xiàn)的狀況予以評價、反饋，并正確示范.而學(xué)生的科學(xué)探究的能力提升，教師須要在學(xué)生學(xué)習(xí)的反芻過程中予以反復(fù)指導(dǎo).

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