【关键词】物理；教学；情境设计
在内容标准部分对探究学习做了更加详尽的叙述：“物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求。……”注重增强学生的探究意识，培养学生的探究能力，倡导培养学生的探究精神，是“课程标准”与“教学大纲”的一个重要区别。达到这些培养目标的主要手段是实施探究教学。
探究教学，就是在老师的指导下，让学生使用类似于科学研究的方法获取知识，应用知识，发现问题，研究问题，解决问题。教学结构主要有以下几步：①教师设置学生探究的情境。②学生在教师的指导下自主探究所要教学的知识。③师生交流探究的成果，构建新知识。实施探究教学，首先需要解决的是怎样设置探究的情境。这个问题不解决，探究教学就成为空中楼阁。本文将根据高中物理的教学内容、学生的心理特点，研究设置教学情境的方法。
1利用物理学家的典型研究再造探究情境
借物理学家的研究情境创设探究教学的课堂情境，既是可行的，也是有效的。物理学家是探究物理知识的专家，凭着对物理科学的热爱，依靠自已扎实的科学研究基本功，和对物理科学的灵气，从不起眼的自然现象中分离出有价值的情境，把目光从广袤的自然现象中聚集到某个特殊的研究范围。正确地选择研究情境，把原本分散的注意力集中到有价值的点上，使之有可能对自然现象做出深度的研究，发现常人求之不得的物理规律。在科学研究的道路上，良好的研究情境是取得成功的第一步，从事物发展的先后顺序上讲，这一步比任何一步都重要。这是因为没有科学研究的第一步，就不可能有第二步、第三步、第四步、……。一个高中生的认知水平可能没有一个物理学家那么高，但是一班高中学生的研究能力合起来，所产生的研究合力，不一定就比一个科学家研究能力低。把高中学生放到物理学家当年研究某一物理规律的情境中，也能够得到同样的规律，况且这里还有老师的指导。
牛顿是世界上著名的科学家，他的一生有许多惊人的发现，对物质第三定律的研究堪称一绝。教学牛顿第三定律，可以通过介绍牛顿光辉灿烂的人生，创设学生探究牛顿第三定律的情境。
创设研究情境比实施探究更难，借助物理学家的研究情境设置探究教学的情境，能够收到事半功倍的的效果。
2利用物理学发展史的著名案例重塑探究情境
在物理学的发展史上，有许多经典的案例广为流传。伽利咯对加速度的研究，万有引力、能量守恒定律的发现，无不闪烁着人类智慧的光芒。
经典的案例常常从经典的研究情境开始。这些案例之所以成为经典，不仅因为其研究方法一枝独秀，和研究结果的地位重要，还有其研究环境的优良。如果研究环境所包含的范围过大，那么有可能使研究误入歧途，或者增加研究的难度，如果研究环境包含的范围过小，把研究的成果排除在外，那么就会竹篮打水一场空。经典案例的情境为探索物理规律奠定了良好的基础。
借助于经典案例的研究情境，有利于学生进一步探究物理规律。经典案例比较准确地划定了探究的范围，避免学生盲人骑瞎马式的乱撞，使学生把注意力集中到要研究事物的关键部位，既可以提高探究的深度，又能够提高研究的效率，也便于教师在短暂的教学时间内控制教学进程。
例如，教学牛顿第二定律，教师可以根据牛顿第二定律的发现过程创设教学情境，把研究牛顿定律分解为探究速度与力的关系、速度与质量的关系等一系列简单的问题，为归纳牛顿第二定律做好铺垫。
3根据日常生活中物理现象设计探究情境
我们生活在五彩缤纷的世界里，处处时时都有物理现象、物理规律、物理问题：奔驰的骏马，飞驶的列车，蹒跚的老人，展示着速度的快与慢；都市那灯火辉煌的夜色，校园里定时响起的电铃声，轨道电车的转眼即失，无不充满着电与磁。节目丰富多彩的电视机，可以人机交互的计算机，讨人喜欢的机器人，浑身上下流淌着波和信号的血液……
学生最熟悉的莫过于自已的生活。学生生活在一个被物理包围的世界里，耳闻目睹各式各样的运动，亲身体会着力矩，经常享受着电与磁给自己带来的方便，时常经历声波、电波、信号的洗礼。学习的过程是-个构建新知识的过程，而构建新知识需要有构建新知的基础。新的知识总是建立在已经掌握的知识的基础上，就像建造高楼大厦一样，墙要建造在基石上，楼板要放在墙上。学生对生活的体验，都可以作为他们构建新的物理知识的基础。
例如，教学惯性定律，可以让学生回想自己坐公共汽车的感觉，思考汽车起步时自己为什么会向后仰？急刹车的时侯自己为什么会向前倾？几乎所有的高中学生都坐过公共汽车，都有公共汽车起步和刹车时的感受，从这里探究惯性定律，可以消除学生对牛顿定律的神秘感，激发他们的研究兴趣。
4利用物理本身的矛盾冲突设置探究情境
一、把握过程教学的关键——创
设问题情境
在过程教学中，其关键是设置问题情境，让学生紧扣问题而交流、讨论，学会发现与解决问题.在创设情境时，教师要考虑学生的学情，结合教学内容，设计具有一定挑战性、趣味性、开放性的问题.
1．设置实验情境，调动学生学习的积极性
通过直观而形象的实验，学生可以汲取相关的物理知识.所以，在过程教学中，教师可以结合实验内容来创设一定的问题情境，让学生进行知识探究.
例如，在讲“光的反射”时，教师若直接讲解光的反射现象，光反射时需遵循的规律，学生不易接受.教师只要指导学生课前进行相关的小实验，如点燃玻璃盒中的蚊香，让里面充满烟雾，对比激光光线与手电筒光线射入其中的效果等，那么学生就能体验知识的形成过程，从而深刻理解与把握知识.
2．设置应用情境，唤起学生的求知欲
知识源于生活，又服务于生活.因此，在过程教学中，教师可创设生活化的问题情境，让学生运用知识解决问题，认识到物理的现实价值.
例如，在讲“压强”时，教师可设置相关的应用情境，让学生积极探索与压力作用效果相关的因素有哪些.而应用情境，既可由教师讲述，又可看录像、幻灯片等.如多媒体呈现画面：人很轻，但会陷入泥里；坦克很重，却可通过沼泽地.学生急于想知道其中的原理，学习渐入佳境.
3．设置练习情境，促进学生动手实践
通过习题，可复习与巩固知识.在过程教学中，教师可创设练习情境，编拟适宜的试题，让学生积极思考、分析、讨论，找出最佳解决方法.
例如，在讲“伏安法测电阻”时，教师可布置若干求电阻的习题，让学生回忆电阻测定的常用方法，它们有何优缺点？在交流、讨论中，学生获得了初步答案，然后进行实验验证.这样，学生不但把握了课本中的测定法，而且运用所学知识总结出其他方法.
二、重视过程教学途径——研究
性学习
在过程教学中，研究性学习是其中的一种重要形式，也是学生学习的重要方式.研究性学习，即学生在教师指导下选择相关的专题加以研究，通过尝试分析与解决问题而得到知识.
在初中物理教学中，研究性学习即教师创设适宜的教学情境，而学生紧扣问题加以探究，试着解决问题.通过这一学习形式，可让学生形成严谨的学习态度，把握研究方法，增强学习能力.当然，教师还需注意问题的适度性，并非所有问题都可展开研究性学习.
在过程教学中，研究性学习步骤如下：第一，问题情境创设阶段.在教学中，教师先进行问题情境创设，引导学生发掘与物理有关的背景知识，以唤起学生的探求欲，让学生根据问题情境进行交流、讨论，梳理思路.第二，实践体验阶段.在解题思路明确后，可设计对应的探究方案，然后对所设方案加以探究.在这一阶段，学生的主要学习内容有：（1）收集与问题有关的资料，并加以整理，认真分析.（2）调查研究.按照所查数据资料，设计研究方案，如记录探究过程中存在的困惑、疑问与解决方法.（3）初步交流.对于探究结果，学生可在组内交流、讨论.第三，交流与表达阶段.这一阶段主要是整理、提炼、总结上一环节中的实施结果，以书面形式加以表达.同时，在该环节中，学生应善于发现自身不足之处，学习吸取他人优点.
三、注重过程教学的载体——物
理实验教学
物理学科的自身特点，决定了过程教学中需注重实验教学.实际上，实验不但是物理学习内容，更是一种有效的教学方法.
1．以实验激发学生的学习热情
教学实践表明，在教学过程中，通过创设实验情境，设计有关的物理问题，更能调动学生学习的积极性.
例如，在讲“变阻器”时，教师可提出问题：对电风扇旋钮进行调节，为何电风扇的转速会出现变化？对收音机音量开关加以调节，为何声音会变小或变大？使用电熨斗熨衣服时，为何不同面料所选择的开关不同？对于这些现象，学生是十分熟悉的，但没有充分留意，教师提问后，能够与学生形成共鸣，并激发他们的探究欲.
关键词:课堂环境课堂物理环境课堂心理环境
在国外的文献中,常用“课堂环境(classroomenvironment)”这个术语来表述环境对教学的影响。课堂环境,也常被称作“课堂气氛或氛围(classroomclimateoratmosphere)”、“课堂心理环境(classroompsychologicalenvironment)”或“课堂学习环境(learningenvironment)”等。
一、国外关于课堂环境的研究历程及其线索
有学者将国外课堂环境研究分为两个阶段:第一阶段包括自20世纪20年代末到60年代初的研究,偏重于从教师行为分类角度研究课堂环境,研究方法上以观察法为主;第二阶段是自60年代中期至今的课堂环境研究,在研究内容上关注到课堂中社会心理方面的各因素,并较全面地考察学生对课堂环境的知觉与其学习之间的关系,此阶段由学生回答的课堂环境问卷成为测量课堂环境的最具优势的方法。
国外学者们并不是很重视课堂环境的概念化工作,而注意力放在其结构的分析和测量上。研究者们认为课堂环境是一个多维度的结构,但在到底由哪几个维度构成的问题上,看法并不完全一致。穆斯及其合作者(1979)提出,不同的社会环境都可以用相同或相似的三个维度来描述:关系维度、个人发展或目标定向维度、系统维持与变化维度。[1]穆斯的分析较为全面,而且三个维度具有跨情境的一致性,因而为更多的研究者所接受。20世纪60年代以来,因美国的“哈佛物理学项目”(HarvardProjectPhysics)研究计划的需要,研究者们发展出了一系列课堂环境量表。对这些量表进行因素分析找出结构后发现,大多与穆斯提出的三维度相一致。[1](如表)
中学阶段的量表有LEI、CES、ICEQ、CIES、SLEI等,小学阶段的有MCI,高等院校的有CUCEI。研究者通过设计与运用以上课堂环境量表并结合观察法、访谈法、个案法等研究方法,作了很多实证研究,获得了一系列富有影响的研究成果,将其梳理主要包括课堂心理环境与课堂物理环境两大类。
二、国外课堂环境的研究现状
(一)课堂心理环境
学者从课堂环境对学生的学习发展、社会性发展及创造力等方面进行了研究。良好的课堂环境对学生学习产生积极影响,主要表现在影响学生认知、学习兴趣、学习动机、学习行为、学习效果和效率等方面。
课堂环境与学生学业成绩的关系是研究得最多的领域。高斯威齐瓦(Goh.SweeChiew,1995)、弗雷泽(Fraser,1983)、布鲁克弗和麦克狄尔(Brookover&McMil)的研究从不同研究角度表明课堂环境与学生学业成绩有密切的关系。美国心理学家罗森塔尔和雅克布森(Rosenthal&Jacobson)关于教师期望及300多个同类的后继研究表明,教师期望确实影响着学生的学习态度和行为。洛扎诺夫(G.Lozanov)的暗示教学实验,就是全面考虑了整个教学环境系统对学生学习效果的影响而提出的。[4]
在课堂环境与学生的社会性发展方面,安格拉(AngelaF.L,1997)等人的研究表明,团结合作、问题开放、积极卷入的课堂环境能更好地培养学生科学探索及运用的态度。弗雷泽和麦克罗贝(Fraser&Mcrobbie)的研究表明,学生的认知和情感发展与课堂环境有关。研究者(Walberg&Haerte,1981;Fraser,Walberg&Hattie1987;Fraser,1994)的研究表明:学习环境与学生的认知和情感发展有着密切的联系。[5]
研究者Goree(1996)和Fleith(2000)从不同角度研究了课堂教学环境中促进学生创造力发展的因素。Rosenthal研究发现,教师的期望会影响学生的创造力。Anderson(1945)开始研究教师的课堂行为对学生创造力的影响。学者们的研究结果表明,教师态度、教师期望、教师的教学策略、教师的课堂行为及教学活动对学生创造力的发展有重要影响。
(二)课堂物理环境
国外学者对课堂物理环境的研究主要包括视觉、听觉和温度环境、光线和照明、噪音、教室的设计与布置、座位的排列方式等方面。沃尔特(W.G.Walter)的研究发现,教室内过强或闪烁频率过度的光线会给学生的脑发育带来极大危害。吉利兰(J.W.Gilliland)的实验表明,最适宜学生智力活动的教室温度是20―25℃。教室的颜色和课堂中的声音对学生的智力活动也会产生重要的影响,如浅绿色和浅蓝色使人平静,易于清除大脑疲劳,提高用脑效率;若学生经常处在70分贝以上的声音环境中,思维就会发生混乱。
亚当和比德尔(Adan&Biddle,1970)的研究发现,学生的就座位置与参与活动有很大的影响。施魏佰(A.Schevebel)的实验证实,学生的课堂行为受他们在课堂里座位的影响。[7]魏道尔等人(Whedalletal1981)和阿克赛尔德(Axelrodetal1979)研究发现,按行就坐的小学生比按组围桌就坐的学生表现出更好的学习行为。[8]
三、对我国课堂环境研究的启示
综上可以看出,国外关于课堂环境的系统研究起步较早,研究方法也比较成熟,并且形成了较合理的研究脉络。国外研究者能够综合运用观察、访谈、个案及问卷等方法,并在理论研究的基础上结合实际情况,设计了一系列课堂环境量表,作了很多实证研究,得出了一些富有影响的研究成果。一些研究成果已经应用于教育实践,如国外已经把课堂环境研究的结论用于教师的岗前培训和继续教育,把课堂环境评价作为教师评价的一个方面等。这些方面都是值得我国相关学者借鉴的。然而,国外研究者对课堂环境一直没有一个明确的界定,不仅如此,他们对课堂环境的决定因素也缺少研究。从方法学的角度来看,这种倾向是有其局限的;从实践研究层面来看,这无益于我们加深对课堂环境本身的认识,从而也就不利于我们对课堂环境进行进一步的实证研究。
从国外研究现状来深入思考我国相关研究,我国关于课堂环境及其相关研究已引起了教育界的关注,但这方面的研究还不丰富、不成熟,也存在一些不足:第一,课堂环境中的物理环境和心理环境是相互影响、相互促进的关系,而国内对这一领域的研究常常顾此失彼,提出的应对措施也缺乏整体性。在课堂教学环境建设上,应注重发挥教师和学生双方的主动性和创造性,追求各种课堂环境因素的动态平衡,建立课堂环境的良性循环。第二,长期以来我国课堂教学环境的研究要么是介绍、评价国外的研究成果,要么是对相关教学环境理论的生搬硬套,空泛而不明确。我国课堂环境的研究应深入课堂进行实证研究,构建本土化的系统理论并指导实践。第三,课堂环境研究缺乏多元化的研究方法。从一定程度上来说,国内对这一问题的研究是一种书斋式研究,多用思辨的方法,我们对课堂教学环境的研究应注重综合运用质和量的研究方法。
参考文献:
[1]田友谊.国外课堂环境研究新进展[J].理论经纬,2003,(12):13-14.
[2]张引.西方课堂气氛研究评述[J].外国教育研究,1999,(1).
[3]江光荣.班级环境及其与教师风格和学生发展之关系[D].2000.
[4]片冈德雄著.吴康宁译.班级社会学探讨[J].华东师范大学学报(教育科学版),1995,(3).
[5]劭瑞珍.教育心理学[M].上海教育出版社,1997.
[6]柴亚军.甘肃临夏民族地区小学课堂物质环境建设的研究[D].2005:8-9.
[7]田慧生.教学环境论[M].南昌:江西教育出版社,1996:5-6.
[8]陈丽.课堂教学环境透视与改进策略研究[D].2006:14-16.