探究性学习概念范文

关键词：高中生；物理；探究能力；培养

高中物理教学是提高学生科学、思维、探究、创新等素质的主要场所之一。课程改革下的高中物理无论在教材目标与内容结构，还是教学理念指导，亦或是教学方式方法都发生了翻天覆地的变化。高中物理新型教学目标倡导学生利用自己的思维与方法探究知识的来源、发展及应用。教学不再是被动的强迫学习，应该是学生主动、有选择地进行知识摄取的过程。笔者作为一线的高中物理教师，教师要及时抓住学生主动探究物理知识的火花，才能更好的促进物理学科教学的发展，下面把我的个人工作收获与大家交流探讨。

一、在高中物理教学中，引导学生通过把握探究过程

高中学生物理学习探究过程的成功得益于教师科学、合理的引导。为了提高民族素质，由应试教育向素质教育转化，在物理学的教学中，不但要学到知识，更要得到能力的提高。故此教师不应是简单的传统授业、解惑，而应该有目的、有计划地培养其学习方法，培养自我汲取知识的内部能力。这种方法与能力的获得，其主要渠道就是在“探究学习”为模式的教学之中。“探究学习”的第一个特点是“学生自主地抓住自然的事物、现象，通过探究自然的过程而获得知识。”这就是说，在教学中，教师要把握好“知识”与“过程”的关系，这二者究竟谁为重点的问题，是传统教育与“探究学习”的区别，所以在教学中正视探究自然的过程，将其列为重点，要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的，必须注意以下几点：

（1）要善于通过实验来探究自然过程。在物理学中，许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。所以对于实验的宏观现象，对于实验中数据的变化，要善分析，要透过现象看到本质；通过数据的变化来抽象出概念或规则，所以探究实验的过程，往往就是获得知识的过程。例如，密度的概念对初中生也是很抽象的，利用不同质量的同种物质，与相应体积数值，通过实验可以求出其密度大小，若结合实验，中学生是不难理解密度概念的。又例如在串、并联电路中，对于总压和分压的关系，设有实验来学习也是很抽象的，若通过仪器的数据变化来分析，就容易理解了。

（2）要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程。许多物理学的规则、公式，都是运用已学过的旧知识在具体的条件下，通过数学的严密推导而得出结论，这又是一个学习的重点，所涉及为两大方面：其一为逻辑推理方式；其二为思维的方法。教者要提高学生探究的深度与广度，唤起学生物理探究的希望火花和自信，它是高中生物理探究能力培养的良好起点。

二、在高中物理教学中，教师要有目的的培养学生的探究能力

在高中生探究能力培养的训练中，教师要扮演好物理教学的“组织者和策划者”的角色。物理学科的探究能力，主要包括学科的学习方略，思维方法和正迁移的能力。

1.学科的学习方略

物理学是以实验为基础的学科，所以该学科的主要学习方略就是自然科学的认识论和方法论的统一。从自然科学认识论来看，主要是从感性到理性，从形象到抽象的认识过程。坚持实践认识再实践再认识的认识论。从方法论来看，就是坚持理论与实践的统一，其方法要有序可寻，循序渐进。整个方略将由①观察②实验（③控制条件④测量⑤记录⑥数据处理和解释⑦分类⑧抽象、推理⑨发现规律性⑩模型化11提出假说12验证假说等诸环节组成。其整体有机的综合一体则是学习物理的过程，为第一问题的最高的概括。所以笔者建议，在教学过程中，教与学都要遵循这一方略和过程来进行。

2.思维方法探究

问题的思维方法主要包括以下几点：①学会系统思维，掌握发现知识的内在规律的能力；②学会逆向思维，掌握从反面分析问题的排除能力；③学会概括思维，掌握综合能力；④学会辩证思维，掌握全面考虑问题的能力；⑤学会顿悟思维，掌握直觉的能力；⑥学会发散思维，掌握多角度着手处理问题的能力。

3.关于迁移问题

这些问题是将已学过的旧知在一定条件下应用的问题，主要是学习者认知结构水平与思维方法的结合问题。这两点解决得好，利用条件，就能实现具体情境中的正迁移。高中生物理探究能力的培养离不开简单的认知学习，让学生自主地抓住自然事物、现象，在探究活动中提高探究能力。

三、高中物理教学中利用概念教学培养学生的探究能力

概念是高中物理教材内容的重要组成部分，在学生探究能力培养训练中教师要利用好这一教学资源。“探究学习旨在有效地形成认识自然之基椽―科学概念。”这一点说明了概念学习的意义，它是认识和理解事物的基础，所以在物理教学中要重视概念的教与学。概念是同类事物本质的属性的特性。它是知识的单体，有人也称其为知识的细胞，所以学习一切学科，真正的认识自然，必须从概念学习做起。对概念的学习，要注意三点：

（1）正确地形成概念在科学中概念的形成又通过抽取特征和将具体事例归类而得到发展。学习概念的形成过程，亦复如此。这种方法利用正例与反例的比较、归类，最后才能形成概念。

（2）学会概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性。外延又是概念本身的应用范围。

探究性学习概念范文

关键词：APOS理论；高等数学；概念学习；探究式教学

中图分类号：G420文献标志码：A文章编号：1002-0845（2013）05-0042-02

高等数学在培养学生的运算能力、抽象思维能力、概括能力、逻辑推理能力、空间想象能力、分析问题和解决问题的能力、实践能力等方面具有自身独特的优势，能为后续的专业、技能和理论学习提供必要的基础知识和思维方法，为终身学习提供必要的知识积累，其重要性随着科学技术的发展进步而日益凸显。国内外很多高校在文科类’专业都全面开设了大学数学课程。高等数学的学习过程中，概念的教与学是最重要的教学环节之一，概念的理解与掌握是学好高等数学课程的基本要求和先决条件，探索APOS理论在探究式概念教学中的应用具有一定的理论意义和实践价值。

一、APOS学习理论和探究式教学

1.APOS学习理论

APOS理论是一种以建构主义为基础的数学学习理论，是杜宾斯基对皮亚杰的“自反抽象”理论的一种扩展。其核心是引导学习者在社会线索中开展学习活动，分析问题情境，学习数学知识，从而建构他们自己的数学概念和思想。APOS理论集中对数学概念这个特定内容的学习过程的研究，认为高等数学概念的学习过程是建构的，其建构的基本顺序层级为：个体依次构建心理活动（Actions）、过程（Processes）和对象（0bject），也可以叫做数学概念的三个阶段或者三种中间状态。最终形成可以理解问题情境的图式结构（Schemas），即形成数学概念的认知结构。

但是在实际学习过程中，学习个体对于某一高等数学概念的理解并不只是线性的，而往往是循环的、渐进的，通过不断的内化、压缩与解压缩，再内化，再压缩与解压缩，最终实现高等数学概念的意义构建。APOS理论指出，特殊数学思想下的不同概念建构更多是辩证的螺旋上升的而不是线性的结果。

2.探究式教学

探究式教学方法又叫做发现法、研究法，是指让学生通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径独立探究、自行发现并掌握相应的原理和结论的教学方法。最早提出在教学中使用探究法的是美国著名教育思想家杜威。探究式教学的核心与载体是问题，从教学的角度，教师要围绕教学目的和内容，精心设计出难度适中、逻辑合理、基于学生最近发展区且利于发掘学生自主探究潜能的问题。探究式教学要求教师作为一个组织者，提供一定的条件或者必要的资料，学生自己动手寻求答案或者提出假设，教师指导、规范学生的探索过程；整个过程可以由学习者一个人完成或者由教师分组安排完成，不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释或者看法并进行讨论。探究式教学可以有效增强学生的自主学习能力以及培养学生寻求合作的团队精神。

高等数学概念的特点决定了探究式教学模式的适用性和有效性。通过探究式教学，结合多媒体教学技术等手段，能有效再现概念从产生到形成的思维过程，符合学生的认知规律。探究式教学的基本过程可以归纳为“问题引入一问题探究一问题解决―知识构建”四个阶段。

二、APOS理论在高等数学概念探究式教学中的应用

APOS学习理论和探究式教学方法都认为，教师在教学中是组织者和参与者，而不是一个讲授者或者灌输者。但这并不是弱化教师的作用，反倒是对教师的综合素养提出了更高的要求。基于高等数学概念的特点及学习心理的研究，根据多年的高等数学实际教学和改革实验的经验，笔者认为，可以把APOS学习理论应用于高等数学概念的探究式教学，并通过实际教学对象和过程进行实践探索，取得实际效果。

1.概念的背景设计：“问题引入一活动”（Action）阶段

APOS理论和探究式教学和学习方法都认为，教师要充分体现参与者、组织者、引导者的角色。概念的引入背景设计要充分考虑学生的学情和认知规律，应该通过几何、物理甚至人文背景设计问题引入；通过“活动”让学生亲身体验，引起探究的兴趣，为成功开展具体的探究活动打下良好的基础。活动的开展要注意防止两种倾向：一种是不关心学生的认知规律和原有知识结构，一味强调知识的原始来龙去脉，导致学生因为难度过大而逐渐失去信心；另一种是所谓的“去数学化”活动，就是只注重动手、讨论等外部探究活动而忽略了数学的内在本质特点，导致探究活动和数学二者不相融合，无法形成有效的知识结构，更谈不上灵活运用。例如导数的概念，现行高等数学教材中有两个经典引例，一个是切线的斜率，一个是变速质点的瞬时速度，这两个引例对于物理专业的学生来说，很有针对性。但是对于经济、生物、地理等专业的学习者来说，与专业的结合就显得不是那么紧密了。因此，教师可以增加选取一些与专业背景更紧密的问题或者与学生日常兴趣爱好更相关的一些问题来引入。例如针对导数的概念，可以选取伦敦奥运会牙买加运动员博尔特的100米比赛为切入点，设置如下问题：速度的最高点在什么地方出现？怎么计算其最大速度？就能引起学生极大的好奇心和兴趣，从而产生去解决问题的心理内驱力。针对地理专业的学生在学习定积分的概念时，可以设计课外阅读有限元法的资料等活动，了解其在矿产资源勘探、石油勘测数据分析等方面的应用，既可以强化“无限分割求和求极限”的定积分思想，也能让学生切实了解数学在实际专业工作中的应用，从而增强学生学好数学的决心和动力。针对极限的概念，可以以我国唐代著名诗人李白在《黄鹤楼送孟浩然之广陵》中脍炙人口的诗句“孤帆远影碧空尽”为切入点，这不正是所表达的真实意境吗？通过数学活动，了解中国古代历史，还能渗透爱国主义教育，传播数学文化，增强民族自豪感，可谓一举多得。在数学概念的教学活动中，这样的活动背景比比皆是，教师只要做一个有心人，就一定能设计出很有吸引力和针对性的引入问题并通过问题驱动有效高效地开展探究活动。

2.概念的概括表述：“问题探究一过程”（Processes）阶段

APOS学习理论和探究式教学方法认为，活动并不是数学概念学习的目的，如果对活动放任自流，不加以适当引导，可想而知，效果肯定不会理想。认知理论认为，学习者经过对“活动”的思考，经历思维的内化、压缩、解压缩过程，在头脑中对“活动”进行描述和反思，从而抽象出特定概念所特有的性质，即概念的概括表述“过程”。从图像、数值、声音、语言等多元表征方式展现数学概念，不同的表征能够传达不同的信息，整合的表征所获取的信息远远大于从各个单一表征中获取的信息。应该借助现代多媒体和计算机辅助教学技术手段，从不同角度、不同侧面全方位立体展示概念的内涵和外延，可收到举一反三、事半功倍的效果。例如极限的概念，可以利用自制的3D动画来展示极限的动态过程，在笔者的教学实践中，学生感觉印象“非常深刻、非常直观、非常明显”，还为后期学习极限存在性判定定理“单调有界必有极限”打下了良好的基础。对定积分的概念，可以用MATHMATIC等软件展示我国古代数学家刘徽的割圆术的过程，通过不断细分的网格化过程，充分体会“分之弥细，则所失弥少”的意境，体味古代数学家思维的独特魅力。

3概念的深入剖析：“问题解决一对象”（Object）阶段

通过前面的“活动”和“过程”，对数学概念的本质有了一定的认识，对其赋予形式化的语言和符号，从而凝聚成为一个“对象”。APOS学习理论认为，“对象”状态呈现出一种静态的结构关系，因而有利于从整体把握其性质。同时，凝聚的对象又可以在以后的学习中去进行新的“活动”，从而转化成为一个可以作的“实体”，通过新一轮的内化、压缩与解压缩的过程，不断更新和建构新的认识结构，最终形成一个涵盖高等数学的概念系统，应用贯穿其间，组成一个立体网络，完成真正意义上的高等数学意义构建，并进一步形成数学思维能力。因此，在实践教学过程中要特别注重分析解剖数学概念表达形式中精炼的语言和所使用的符号的涵义，从多角度、全方位分析概念所适用的条件和范围。譬如对概念的内涵和外延的进一步的说明和解剖分析，注重阐明隐藏在概念符号语言背后的数学思想方法，有意识引导学生发现数学思维过程中数学感念的矛盾运动和发展变化。等等。正如一位研究数学美的学者所言，数学教师的作用就是帮助学生发现隐藏在“冰冷形式后”的“火热的思考”过程。

4.概念的模型形成：“知识构建一图式”（Schemas）阶段

探究性学习概念范文篇3

【关键词】数学概念；探究；评价

基于概念图的表征方式，能清楚地阐述概念的内涵和外延，兼具层次性和方向性.学生在数学概念生成过程中，可以通过绘制概念图有效外显反映“再发现”的数学思维活动，概念图的绘制避免了学生由于“有货倒不出”而导致逻辑不清，无法梳理和展示自己的学习活动过程以致评价失控进而产生概念生成误差.运用概念图表述学生的概念学习，使得学生概念学习的监控评价从后台走向前台，从“抽象”走向“具体”，促使学生“主动”“自觉”地监控评价自己的概念学习过程.概念图的生成是学生认知结构重构重组的过程化显示，学生体验了概念自然生长的奥秘，学生图示自己的概念学习的过程中，可以建立具体的数学概念生成的思维链，有助于学生回顾反思自己的数学化行为，辨别其中的缺失，进行有效监控，从而选择适当的概念生成策略，有效调控概念生长，从被动的、盲目的“赶鸭子上架”变为主动的、策略性的、高效的自主探究学习.

大多数的数学概念的生成大致涉及四个阶段：

设置相关情境寻求本质特征解释概念框架精致、拓展与验证.

学生利用概念图表征概念情境，解释新的数学对象时，学生需要借助于图示来观察、判断、选择、抽取对象的主要特征信息，并通过绘制概念图自我评价调控新特征信息与原有认知结构有意义建构，若能融入原有知识结构，则只需把信息作为原概念的新例；若不能融入，则适时调整修改原有概念图示以使其适应新的对象.概念产生后的概念的内涵与外延的准确定位始终伴随着自我监控评价，如新概念的产生、新概念框架的检验和修正、应用活动的拓展、认知结构的完善等行为.有效运用概念图，通过问题信息分析与加工比较、探究障碍对策分析、图表演示、探究障碍产生原因、自我分析、自我表述、相互评价、撰写小日记等方式，能加强监控学生的概念生成活动.

学生概念生成过程中的监控评价分析如下：

概念生成过程中的监控评价

概念生成实践中，以“平均变化率”的概念生成具体探讨在概念生成过程中怎样利用概念图高效实施监控评价.

训练问题组3：

1.概念生成后有没有结合概念生成图评价自己的探究过程，并注意思考五点：起点、分叉点、易偏点（偏离探究目标）、盲点、断点？

2.有没有对概念生成过程中的“五点”产生的原因进行分析以及思考优化处理这“五点”问题的对策？

3.概念生成后有没有结合对自己探究过程的反思和分析完成探究小日记？

4.概念生成后是把新概念与原有知识建立联系，还是建立了新的知识体系以容纳新概念？

5.有没有认真体会概念的“变式”辨析，真正把握概念的本质？

6.有没有对概念生成效率和效果的思考与反思、评价？

案例评析通过图形的感悟和自我探究过程中的实时监控指导，使学生从感性了解平均变化率逐步上升到理性认识，同时借助于概念图工具外显学习过程，学生可随时监控评价.

数学概念学习中，学生借助于概念图的绘制能有效显示自己“再体验”行为，发现探究过程中的偏颇行为，通过图示自我监控评价；学生用概念图标注概念中的知识点，初步建立概念知识的关联，形成初步的信息关系图，有利于学生从纷繁无序的信息中挖掘出有效的知识信息，监控评价概念信息体系有序组织；学生不仅可以由概念图表征知识间的相互关系，还可以表征概念生成过程中形成的思维链，通过知识构图和思维链图的验证对比，能够准确监控评价思维链节点的状况，防止思维链的断裂，准确理解概念的内涵和外延；学生用概念图能充分实现学生间的同一问题的探究行为交流，并进行相互监控和评价，促进各自的数学概念共同生成；学生概念图的绘制是在自我监控评价下逐步发展建构的过程.通过自我监控和评价，学生不断调整概念图的层次性和链指向，进一步完善构图.因而概念图绘制本身就充斥着自我监控和评价，基于概念图绘制的数学概念学习能够有效促进对学习过程的评价监控.

【参考文献】

[1]王兄.概念图评价应用分析[J].上海教育科研，2006（6）：64-66.