知识经济时代已经来临，推动社会发展的动力已从资本重心转向知识创新中心，创新是一个民族的灵魂，是决定国家、民族地位的要素之一。为了培养创新人材，教育正在变革，以素质教育代替应试教育，把研究性学习引进学科教学，已是公认的教育转型。然而，课堂教学作为实施素质教育的主渠道，目前物理课堂教学仍然普遍盛行“以解题为中心，从理论到结论，教师讲授，学生接受”的传统教学模式，仍然过分地注意建构完整的物理知识体系，不适当的强调教师的主导地位和教材的绝对权威性。长期以来，学生养成了极强的依赖性，没有了自己的思考，没有了自己的个性，不会质疑，不会探索，更谈不上创新了。
因此，笔者认为物理课堂教学必须改革，借研究性学习之东风，构建一种既遵循学生个性心理发展规律和认知特点，又反映物理学特色和实际的教学模式，即“探究性学习物理课堂教学模式”。
一、探究性学习物理课堂教学模式
探究模式源于美国教育家萨其曼（Richard Suchman）对于独立学习者发展的信念。他认为：科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其探究模式是在学生积极参与科学探索过程中，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难情境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得有真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。
在物理教学中，观察实验和理性思维是其中最基本的方法，《全日制普通高级中学课程计划（试验修订版）》和《全日制普通高级中学物理教学大纲（试验修订版）》中明确指出高中物理教学的能力要求：“使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力，科学思维能力，分析问题和解决问题的能力。”所以，要达到上述能力要求，笔者根据物理学科的特点，将课堂教学过程进行优化处理。变教学过程为学习过程，把教学活动中教师传递学生接受的过程变成以观察实验为基础、以学生为主体的师生互动探索的学习过程。其中教师既是学习活动的引导者，也是一名普通的合作学习者，同学生一起互动探究，以教材为凭借，引导学生走向未知领域，促进学生个性的充分发展，从而影响学生的情感、态度和意志领域。具体操作模式如下表所示：
在上述教学模式的教学理念指导下，教学形式上可以是多种形式，灵活应用。从教学方式上来说，它可以科学知识为主线，插入具体问题和应用实践背景资料，也可以问题和应用为中心，逐步渗透科学知识和科学观念的教学；从教师作用上来说，它可以教师引导为主，也可以学生活动为主；从应用范围上来说，它可围绕某一探究活动进行整个单元的内容的教学，也可用于教学过程的某一环节。
二、探究性学习教学模式流程特征
1、创设情境，激发学习“内驱力”
前苏联教育家赞可夫说过：“教学法一旦触及到学生情绪和意志领域，触及到学生的精神的需要，这种教学法就能发挥高度有效的作用。”探究性学习教学模式要求学生去体验情境，通过观察、实验和思索，触发学生的探索意向，形成自觉的发现问题和提出问题的习惯。在开始实施阶段，教师可从学生已有的认知结构和思维水平出发，围绕一定问题，根据教材提供的材料，通过观察实验，诱导学生主动探索。激发学生学习的内驱力，使学生亲自成为“发现者”，引起学生强烈的求知欲望。
如在“动量和冲量”一课教学中，我先精心设计一个小实验：取几颗弹丸，分发给学生看。将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发，弹丸穿透纸靶。接着，佯装再次装弹（不让学生知道是空膛），声明
数到“三”时，开枪。然后对某一区域的同学，缓缓地数出“一……二……三”，不等枪响，手枪所指的区域的同学已作出或抵挡或防御的反应。
问题与讨论：
1、你们躲避什么？为什么为躲避？——子弹，它有杀伤力。
2、刚才传看子弹时，为什么不躲闪？——没有速度的子弹，不具有杀伤力。
3、空气中的气体的分子具有很大的速度（可达105 m/s），它们无时不在的撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们毫不在乎？——气体分子质量很小。
4、手枪所指区域以外的同学，为什么没有做出防御反应？——子弹不是射向他们的。
讨论与小结（由学生自主完成）：运动的物体能够产生一定的机械效果（如弹丸穿透纸靶），这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，且这个效果只能发生在物体运动方向上。
本实验让学生先产生兴趣，造成悬念，继而思索，使学生始终处于一种激奋状态。兴奋之余，研究课题“动量”已自然形成。而且，对动量的大小的取决因素和方向性都有了正确的指引作用。
2、课题探究，发挥小组合作作用
学生在教师创设情境中产生认知冲突后，思维处于强烈的不平衡状态，从而诱导自己主动提出探究课题，在接受性学习中，由于教师牢牢地把握着整个的教学过程，不能给全体学生创设主动学习的机会，不利于学生学习能力和创造能力的形成，而在探究性学习中，是按照课题研究活动的需要，根据学生的学习水平、智力因素、性格特点、操作能力、男女比例等混合编组或自愿编组。给每一个成员都有发表自己见解的机会。这样，小组合作形式就将“学生——教师”之间的单向反馈变为“学生——学生、教师”之间的多向反馈。学生不仅从教师那里获得知识和学习方法，而且通过与同学间讨论，让思维发生激烈碰撞和提升。
此外，小组合作形式最大优势是培养学生团结协作的精神。学生通过小组讨论，形成小组意见，再通过组际间交流，综合集体意见，使学生充分感受到团结协作的力量，从而使学生始终维持于一定的激奋水平状态，互助的成功的体验让学生更好的“学会生存、学会关心”。
在探究性学习小组活动中，学生座位安排是很重要的。现行的教室安排是教师在前面，面对学生。这种安排鼓励从教师到学生，再从学生到教师的讨论方式，而不是提倡学生与学生两两之间的交流，在小组合作活动时，最好小组座位安排成一个圆形或矩形，这样使小组中任何人都能看见小组中其他所有的人，从而有利于小组合作讨论的顺利进行。
谨记：若开始没有能引起兴趣的话题，小组讨论很难进行。因此，在“用油膜法估测分子大小”课堂教学中，先提供给学生的实验器材：浅盘、有机玻璃板、带针头的注射器、量杯、痱子粉、油酸酒精溶液，水等。然后让学生讨论为什么本实验选用油酸酒精溶液？油酸分子有何特性？
小组讨论中学生直接从抽象到概括是很难的，开始要学生从具体和简单入手，然后再通过实践进行归纳。如本课中让学生解决的问题有：如何测量一滴油酸酒精溶液的体积？如何在水面上形成边界清晰的油酸膜？如何记录油酸的边界？如何测量油酸的面积？通过小组合作、教师引导，学生设计实验、质疑解难，在探究过程中发展学生的批判性思维和发散性思维。
3、探索验证，激活科学思维
美国华盛顿大学内的一条幅上写道：“听来的，忘得快；看到的，记得牢；只有动手做，才理解得深。”传统教学中接受性学习是要学生将学习内容以定论的形式接受下来，后行内化成自身的素质，然而在内化过程由于缺少自身的经验体系，故在外化成自身的科学解决问题的能力时，可能会造成联系障碍，从而影响问题的解决。而探究性学习过程中学生是通过“做科学”来“学科学”，需要学生从情景中认识问题，提出假设，收集资料，实验验证，处理信息，解决问题，这些都得内化成学生的自身经验体系，因此探索验证是探究性学习模式中的的核心环节。
此外，探索验证过程创设类似科学家的研究情境，以观察实验为基础，以假设为基本方法，以质疑验证为基本手段，建立新旧知识的联系网络，直至问题的最后解决，其中既有形象思维、动作思维，又有抽象思维；既有聚合式思维，又有发散式思维，可以让学生在学到物理基础和基本技能的的同时，受到科学思维和科学方法的训练，受到科学作风的熏陶，有利于全面提高学生的科学素养能力。
在“超重和失重”的课堂教学中，学生或查阅资料，或收集信息，或实验验证，如在磅秤上测量体重时以直立姿势下蹲和以下蹲姿势直立磅秤示数的变化；用易拉罐自由落下来演示液体压强消失现象；提出了在太空轨道上研制“长距离的光导纤维”，“绝对球形”的滚珠和科学设想；进而还提出了宇航员在宇航飞行中应采取何种姿态……，这些不仅极大的丰富了学生视野，提高了学生的观察力和实践力，而且也培养了学生正确对待客观事物的严谨科学态度。
4、组织讨论，创设民主学习氛围
探究性学习模式，首先强调的是教师要意识到学生是学习的真正主人，要启发学生改变自己的学习方式，变“要我学”为“我要学”，从而彻底的改变学生在接受性学习中的旁观地位，人人都是参与者。其次，由于探究小组对学习材料的学习，所获得认识有高有低，有的完整，有的片面，有的甚至还有错误，此时教师有必要对学生组织讨论和评价。使学生在共享集体的思维成果的基础上达到对所学的概念有比较全面和正确的理解，所以组织讨论和评价是不可缺少的组成部分。
再次，模式特别关注学生在情感、态度和个性等方面的教育成果，而这些都是以潜在的形式表现出来的，是隐性知识，不像显性知识那样容易编码和传递，因此集体讨论和评价时，要引导学生作自我评价和小组评价；教师要耐心倾听学生的回答，多用延迟评价和积极评价。如主动协作能力、实验操作能力、信息处理能力、发现解决问题能力或思维的敏捷程度，对他人的尊重程度……，培养学生在讨论中的顿悟能力和自我否定精神，促进学生健全的人格和向上的价值观的形成。
从心理学上来讲，人都有一种自我表现的欲望，特别是青少年学生。马斯洛把人的需要分成五种，最高层次是自我实现价值的需要。讨论中为了小组的成功，学生会竭尽全力找理由，摆依据，做实验，谈看法，学生通过利用环境解决问题获得了内在的满足感，这比接受性学习中回答教师问题所获得的外部奖励更具有强烈的震撼力，这样也主观上促进了学生素养的自我完善。
5、鼓励创新，促进个性健康发展
教育所传递的内容应该有这样三个层次：第一，应该让教育者知道世界是什么样的，成为一个有知识的人，一个客观的人；第二，应该让受教育者知道世界为什么是这样的，成为一个会思考的人，一个有理性的人；第三，应该让受教育者知道怎样才能使世界更美好，成为一个善于提问、勇于探索和创新的人。而目前的物理课堂教学对学生实践能力的培养，还局限于对学生实验能力的培养，还不够重视培养学生创新意识和实践能力。因此，在探究性学习中问题解决之后，教师应积极引导学生将所学的知识应用于实际问题，特别是解决与社会相联系实际问题和与现代科技发展相联系的问题。
在创设新情境过程中，要自觉做到理论联系实际，联系科技与社会，体现现代物理的新内容、新方法、新思想、新观念，可涉及当代科学技术的新成就，在不削弱物理基础知识的学习，不破坏物理教学内容的系统性情况下，敢于突破物理学的框架体系，综合其他学科的内容，用联系的观点将学习内容综合化、实践化、社会化和现代化。
在学完“热力学第一定律 能量守恒”以后，让学生思考三个问题：
⑴ 大家都知道热空气上升，冷空气下降，因此高山顶上气温似乎比地面气温高，但实际情况并非如此，如何解释？
⑵ 飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在-500C以下，舱内由于空调的作用仍温暖如春，但此时空调的作用不是使空气升温，而是使空气降温，如何解释？
⑶ 有人说，煤和石油的能量也是来自于太阳，那么太阳能通过什么途径变成了煤和石油中的化学能？
以期达到“课虽终，而趣不尽，思未止”，来扩展学生的学习领域，培养学生的创新能力。
毋庸讳言，探究性学习课堂教学模式还处于探索阶段，以上所谈个人教学经验还远没有达到成熟的境界，但在探索性学习中，学生一直处于动眼、动耳、动口、动手、动脑的相互交流合作，理论联系实际的状态之中，能很好地贯彻高中物理教学教育方针，促进学生个性的健康发展。这对于廿一世纪呼唤创新教育的今天，更具有特殊的时代意义。
作者：汪明 文章
因此，笔者认为物理课堂教学必须改革，借研究性学习之东风，构建一种既遵循学生个性心理发展规律和认知特点，又反映物理学特色和实际的教学模式，即“探究性学习物理课堂教学模式”。
一、探究性学习物理课堂教学模式
探究模式源于美国教育家萨其曼（Richard Suchman）对于独立学习者发展的信念。他认为：科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其探究模式是在学生积极参与科学探索过程中，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难情境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得有真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。
在物理教学中，观察实验和理性思维是其中最基本的方法，《全日制普通高级中学课程计划（试验修订版）》和《全日制普通高级中学物理教学大纲（试验修订版）》中明确指出高中物理教学的能力要求：“使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力，科学思维能力，分析问题和解决问题的能力。”所以，要达到上述能力要求，笔者根据物理学科的特点，将课堂教学过程进行优化处理。变教学过程为学习过程，把教学活动中教师传递学生接受的过程变成以观察实验为基础、以学生为主体的师生互动探索的学习过程。其中教师既是学习活动的引导者，也是一名普通的合作学习者，同学生一起互动探究，以教材为凭借，引导学生走向未知领域，促进学生个性的充分发展，从而影响学生的情感、态度和意志领域。具体操作模式如下表所示：
在上述教学模式的教学理念指导下，教学形式上可以是多种形式，灵活应用。从教学方式上来说，它可以科学知识为主线，插入具体问题和应用实践背景资料，也可以问题和应用为中心，逐步渗透科学知识和科学观念的教学；从教师作用上来说，它可以教师引导为主，也可以学生活动为主；从应用范围上来说，它可围绕某一探究活动进行整个单元的内容的教学，也可用于教学过程的某一环节。
二、探究性学习教学模式流程特征
1、创设情境，激发学习“内驱力”
前苏联教育家赞可夫说过：“教学法一旦触及到学生情绪和意志领域，触及到学生的精神的需要，这种教学法就能发挥高度有效的作用。”探究性学习教学模式要求学生去体验情境，通过观察、实验和思索，触发学生的探索意向，形成自觉的发现问题和提出问题的习惯。在开始实施阶段，教师可从学生已有的认知结构和思维水平出发，围绕一定问题，根据教材提供的材料，通过观察实验，诱导学生主动探索。激发学生学习的内驱力，使学生亲自成为“发现者”，引起学生强烈的求知欲望。
如在“动量和冲量”一课教学中，我先精心设计一个小实验：取几颗弹丸，分发给学生看。将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发，弹丸穿透纸靶。接着，佯装再次装弹（不让学生知道是空膛），声明
数到“三”时，开枪。然后对某一区域的同学，缓缓地数出“一……二……三”，不等枪响，手枪所指的区域的同学已作出或抵挡或防御的反应。
问题与讨论：
1、你们躲避什么？为什么为躲避？——子弹，它有杀伤力。
2、刚才传看子弹时，为什么不躲闪？——没有速度的子弹，不具有杀伤力。
3、空气中的气体的分子具有很大的速度（可达105 m/s），它们无时不在的撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们毫不在乎？——气体分子质量很小。
4、手枪所指区域以外的同学，为什么没有做出防御反应？——子弹不是射向他们的。
讨论与小结（由学生自主完成）：运动的物体能够产生一定的机械效果（如弹丸穿透纸靶），这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，且这个效果只能发生在物体运动方向上。
本实验让学生先产生兴趣，造成悬念，继而思索，使学生始终处于一种激奋状态。兴奋之余，研究课题“动量”已自然形成。而且，对动量的大小的取决因素和方向性都有了正确的指引作用。
2、课题探究，发挥小组合作作用
学生在教师创设情境中产生认知冲突后，思维处于强烈的不平衡状态，从而诱导自己主动提出探究课题，在接受性学习中，由于教师牢牢地把握着整个的教学过程，不能给全体学生创设主动学习的机会，不利于学生学习能力和创造能力的形成，而在探究性学习中，是按照课题研究活动的需要，根据学生的学习水平、智力因素、性格特点、操作能力、男女比例等混合编组或自愿编组。给每一个成员都有发表自己见解的机会。这样，小组合作形式就将“学生——教师”之间的单向反馈变为“学生——学生、教师”之间的多向反馈。学生不仅从教师那里获得知识和学习方法，而且通过与同学间讨论，让思维发生激烈碰撞和提升。
此外，小组合作形式最大优势是培养学生团结协作的精神。学生通过小组讨论，形成小组意见，再通过组际间交流，综合集体意见，使学生充分感受到团结协作的力量，从而使学生始终维持于一定的激奋水平状态，互助的成功的体验让学生更好的“学会生存、学会关心”。
在探究性学习小组活动中，学生座位安排是很重要的。现行的教室安排是教师在前面，面对学生。这种安排鼓励从教师到学生，再从学生到教师的讨论方式，而不是提倡学生与学生两两之间的交流，在小组合作活动时，最好小组座位安排成一个圆形或矩形，这样使小组中任何人都能看见小组中其他所有的人，从而有利于小组合作讨论的顺利进行。
谨记：若开始没有能引起兴趣的话题，小组讨论很难进行。因此，在“用油膜法估测分子大小”课堂教学中，先提供给学生的实验器材：浅盘、有机玻璃板、带针头的注射器、量杯、痱子粉、油酸酒精溶液，水等。然后让学生讨论为什么本实验选用油酸酒精溶液？油酸分子有何特性？
小组讨论中学生直接从抽象到概括是很难的，开始要学生从具体和简单入手，然后再通过实践进行归纳。如本课中让学生解决的问题有：如何测量一滴油酸酒精溶液的体积？如何在水面上形成边界清晰的油酸膜？如何记录油酸的边界？如何测量油酸的面积？通过小组合作、教师引导，学生设计实验、质疑解难，在探究过程中发展学生的批判性思维和发散性思维。
3、探索验证，激活科学思维
美国华盛顿大学内的一条幅上写道：“听来的，忘得快；看到的，记得牢；只有动手做，才理解得深。”传统教学中接受性学习是要学生将学习内容以定论的形式接受下来，后行内化成自身的素质，然而在内化过程由于缺少自身的经验体系，故在外化成自身的科学解决问题的能力时，可能会造成联系障碍，从而影响问题的解决。而探究性学习过程中学生是通过“做科学”来“学科学”，需要学生从情景中认识问题，提出假设，收集资料，实验验证，处理信息，解决问题，这些都得内化成学生的自身经验体系，因此探索验证是探究性学习模式中的的核心环节。
此外，探索验证过程创设类似科学家的研究情境，以观察实验为基础，以假设为基本方法，以质疑验证为基本手段，建立新旧知识的联系网络，直至问题的最后解决，其中既有形象思维、动作思维，又有抽象思维；既有聚合式思维，又有发散式思维，可以让学生在学到物理基础和基本技能的的同时，受到科学思维和科学方法的训练，受到科学作风的熏陶，有利于全面提高学生的科学素养能力。
在“超重和失重”的课堂教学中，学生或查阅资料，或收集信息，或实验验证，如在磅秤上测量体重时以直立姿势下蹲和以下蹲姿势直立磅秤示数的变化；用易拉罐自由落下来演示液体压强消失现象；提出了在太空轨道上研制“长距离的光导纤维”，“绝对球形”的滚珠和科学设想；进而还提出了宇航员在宇航飞行中应采取何种姿态……，这些不仅极大的丰富了学生视野，提高了学生的观察力和实践力，而且也培养了学生正确对待客观事物的严谨科学态度。
4、组织讨论，创设民主学习氛围
探究性学习模式，首先强调的是教师要意识到学生是学习的真正主人，要启发学生改变自己的学习方式，变“要我学”为“我要学”，从而彻底的改变学生在接受性学习中的旁观地位，人人都是参与者。其次，由于探究小组对学习材料的学习，所获得认识有高有低，有的完整，有的片面，有的甚至还有错误，此时教师有必要对学生组织讨论和评价。使学生在共享集体的思维成果的基础上达到对所学的概念有比较全面和正确的理解，所以组织讨论和评价是不可缺少的组成部分。
再次，模式特别关注学生在情感、态度和个性等方面的教育成果，而这些都是以潜在的形式表现出来的，是隐性知识，不像显性知识那样容易编码和传递，因此集体讨论和评价时，要引导学生作自我评价和小组评价；教师要耐心倾听学生的回答，多用延迟评价和积极评价。如主动协作能力、实验操作能力、信息处理能力、发现解决问题能力或思维的敏捷程度，对他人的尊重程度……，培养学生在讨论中的顿悟能力和自我否定精神，促进学生健全的人格和向上的价值观的形成。
从心理学上来讲，人都有一种自我表现的欲望，特别是青少年学生。马斯洛把人的需要分成五种，最高层次是自我实现价值的需要。讨论中为了小组的成功，学生会竭尽全力找理由，摆依据，做实验，谈看法，学生通过利用环境解决问题获得了内在的满足感，这比接受性学习中回答教师问题所获得的外部奖励更具有强烈的震撼力，这样也主观上促进了学生素养的自我完善。
5、鼓励创新，促进个性健康发展
教育所传递的内容应该有这样三个层次：第一，应该让教育者知道世界是什么样的，成为一个有知识的人，一个客观的人；第二，应该让受教育者知道世界为什么是这样的，成为一个会思考的人，一个有理性的人；第三，应该让受教育者知道怎样才能使世界更美好，成为一个善于提问、勇于探索和创新的人。而目前的物理课堂教学对学生实践能力的培养，还局限于对学生实验能力的培养，还不够重视培养学生创新意识和实践能力。因此，在探究性学习中问题解决之后，教师应积极引导学生将所学的知识应用于实际问题，特别是解决与社会相联系实际问题和与现代科技发展相联系的问题。
在创设新情境过程中，要自觉做到理论联系实际，联系科技与社会，体现现代物理的新内容、新方法、新思想、新观念，可涉及当代科学技术的新成就，在不削弱物理基础知识的学习，不破坏物理教学内容的系统性情况下，敢于突破物理学的框架体系，综合其他学科的内容，用联系的观点将学习内容综合化、实践化、社会化和现代化。
在学完“热力学第一定律 能量守恒”以后，让学生思考三个问题：
⑴ 大家都知道热空气上升，冷空气下降，因此高山顶上气温似乎比地面气温高，但实际情况并非如此，如何解释？
⑵ 飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在-500C以下，舱内由于空调的作用仍温暖如春，但此时空调的作用不是使空气升温，而是使空气降温，如何解释？
⑶ 有人说，煤和石油的能量也是来自于太阳，那么太阳能通过什么途径变成了煤和石油中的化学能？
以期达到“课虽终，而趣不尽，思未止”，来扩展学生的学习领域，培养学生的创新能力。
毋庸讳言，探究性学习课堂教学模式还处于探索阶段，以上所谈个人教学经验还远没有达到成熟的境界，但在探索性学习中，学生一直处于动眼、动耳、动口、动手、动脑的相互交流合作，理论联系实际的状态之中，能很好地贯彻高中物理教学教育方针，促进学生个性的健康发展。这对于廿一世纪呼唤创新教育的今天，更具有特殊的时代意义。
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