新課程理念下高中物理的科學探究式教學

摘 要：探究式學習是當前新課程改革提出的一個新理念、新要求。物理科學作為一種完備的知識體系，是科學探究活動的結果。文章從研究的實踐意義出發，著重對高中物理探究式教學進行實踐研究。以高中物理自由落體運動的教學為例說明探究式教學的模式，為在高中物理教學中如何具體實施科學探究式教學提供指導。

關鍵詞：科學探究式教學 自由落體運動

物理科學作為一種完備的知識體系，是科學探究活動的結果。科學探究在本質上是科學家用來解決自然科學問題的一種思維方式，為了掌握科學知識，領悟科學的本質，發展科學探究的能力，以便更好地促進科學和社會的發展，物理學科教學也應該采用科學探究的形式來進行，構建科學探究教學模式。文章從研究的實踐意義出發，著重對高中物理探究式教學進行實踐研究。以高中物理自由落體運動的教學為例說明探究式教學的模式，為在高中物理教學中如何具體實施科學探究式教學提供指導。

下面以高中物理自由落體運動的教學為例說明主題探究教學模式。

一、教學目標

1. 知識目標：理解自由落體的性質，了解重力加速度，掌握自由落體規律及其應用。

2. 能力目標：啟發與培養學生實驗觀察和思考能力，分析歸納總結能力。能夠分析實際生活中的事例，進一步理解自由落體的含義及適用條件。嘗試應用科學探究的方法研究物理問題，了解物理學的研究方法。

3. 情感目標：滲透科學推理和科學實驗是揭示自然規律的重要方法和手段的思想，并將理論聯系實際。培養學生對科學的好奇心和求知欲與實事求是、尊重客觀規律的科學態度以及主動與他人合作的團隊精神。

二、教學準備

牛頓管、鐵片、紙片、鋼球、刻度尺。

三、教學過程

(一)教師：創設情境，展示事實。學生：激發興趣，形成問題。

導入新課

教師：在日常生活中，我們可以見到滴水、落石、落蘋果、雨滴、跳傘等現象。

教師設問：這些現象有沒有共同點？

（學生討論回答）

教師歸納：這是一種從高空到地面的運動形式。我們今天就一起來研究這種運動形式。

演示：教師手中的球松手后下落。

教師設問：物體下落的快慢和什么因素有關？

（學生觀察討論回答）

教師歸納總結：物體下落的快慢和重力及空氣阻力有關。

教師提問：不同物體下落快慢是否相同？與什么有關？

(二)教師：引導自學，個別指點。學生：提出問題，進行預知。

學生兩人一組，根據要解決的問題，共同構思探究步驟，從而得出問題答案。此時，學生對不同物體下落快慢已有直觀的認識，他們會提出各種不同的答案。如物體下落快慢與物體的重量大小有關。或者也可能有學生會想到物體的形狀大小有關。也有基礎較好的學生會自接提出與重力以及空氣阻力有關。教師應讓學生經歷猜想與假設的過程，并且教師要對各小組進行指點，監督學生的獨立思考，促進學生之間的交流并且鼓勵學生大膽發問，避免有學生不動腦思考，或者不根據事實和經驗而作憑空的無謂的猜想。

(三)教師：分解問題，方法指導。學生：制定計劃，設計實驗。

具體探究步驟：（1）用一張紙片和一個鐵片實驗，使它們從同一高度同時下落。（2）取兩個同樣大小的紙片，將其中的一個團成團，另一個不成團，使它們從同一高度同時下落。（3）將兩個紙片都團成團，使它們從同一高度同時下落。(4)用質量不同的兩個鋼球，使它們從同一高度同時下落。

這一步要求學生寫出探究目的、探究儀器，并根據實驗假設制定出探究步驟，設計如何記錄探究結果。在學生制定完計劃后，要引導學生不要急于操作，要分析自己的計劃，小組間相互交流探究計劃，尋找計劃中的不當之處。

學生的設計方案往往不那么完整。部分學生會考慮實驗不全面，不注意實驗結果的紀錄，他們沒有考慮到要根據實驗結果進行分析得出結論，沒能從整體上把握探究計劃。教師要根據學生中出現的實際問題進行指導。一方面，教師可以檢查學生的設計方案，對于其中存在的問題提出啟發性的建議。針對考慮實驗不全面的學生，比如對沒有想到實驗(4)的學生提問：“當物體受到的空氣阻力可以忽略不計時，不同物體下落的快慢是相同的嗎？”這一點在指導學生時尤其要注意，因為學生受到認識心理的限制，考慮問題不是很全面。同時，教師還可以引導小組之間進行交流，讓學生通過取長補短進一步完善方案中的不足之處。另一方面，教師可以事先準備一些提示卡，將學生可能遇到的問題整理到提示卡上，當發現學生存在的問題，可通過發放提示卡來引導學生思考。這樣，可避免學生過分依賴教師或者教師對一個小組進行指導時間過長，來不及兼顧其他小組的探究活動。而且，教師可以適時檢查學生對提示卡上的問題的思考結果，更好地對各小組進行調控和指導。

(四)教師：適時啟發，適當點撥。學生：分析證據，得出結論。

針對重力，實驗（1）結果：鐵片下落得快。實驗（2）結果：團成團的下落得快。通過實驗(1)、(2)可以簡單地說明物體的下落快慢和重力無關。針對空氣阻力實驗（3）同時落地、實驗（4）兩個鋼球同時落地，通過實驗（1）、（2）分析得出紙片比鐵片和紙團下落得慢是因為紙片受到空氣的阻力作用比較大。通過實驗（2）、（3）、（4）可分析得出當物體受到的空氣阻力作用很小，可以忽略不計時，不同物體下落的快慢是相同的結論。

為了進一步理解，教師演示真空管實驗，在真空管內，金屬片、羽毛、小軟木塞下落快慢相同，從而證明了結論：物體下落的快慢與質量無關，沒有空氣阻力時，它們的下落快慢相同。同時引出自由落體運動的概念，物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。在做演示時要提到實驗注意事項。這樣一步一步層層深入地研究，從不同條件下得出不同結論，加深學生的印象，并且使學生確信：物體只受重力時不同質量的物體自由下落的快慢是相同的。

(五)教師：組織討論，積極鼓勵。學生：討論爭辯，嘗試表達。

學生獨自反思后，讓學生進行組內交流或組間交流，在此基礎上，教師提供學生當眾表達的機會，讓某組學生當眾總結自己在探究過程中的成功與失敗之處，然后請其他同學進行評價，最后教師對其做出評價。這樣，通過采取自我評價、同學之間互評和教師評價相結合的方式，對學生的整個探究過程進行分析、討論。

最后，要求學生寫出實驗探究報告(探究報告見附錄)，其內容應該包括探究的問題、探究的過程和探究的結論等。不要求學生用刻板的格式來寫探究報告，應該讓學生在理解科學探究的情況下寫出自己的探究過程，以及在此過程中獲得的成功、受到的啟發、取得的經驗教訓等。

探究式學習是當前新課程改革提出的一個新理念、新要求。它是一種有別于傳統學習方式——接受式學習——的一種新的學習方式，指教師或其他人不是把現成的結論告訴學生，而是學生自己在教師的指導下自主發現問題、探究問題、獲得結論的過程。物理探究式學習有助于發展學生的創新思維和實踐能力，有助于學生獲得情感體驗和個性發展，有助于培養學生的科學素養，有助于培養學生獲取信息和分析問題的能力，有助于培養學生樂于合作的團隊精神，有助于擴展物理學科的學習領域，能夠幫助學生改變原有的學習方式，創造一種新型的師生關系。

參考文獻：

［1］閻金鐸.物理教學論［M］.教育出版社，1996年版.

［2］普高課標實驗教科書.物理（必修1）［M］.北京出版社，2004年版.

［3］孟建平.教案學案物理必修1［M］.西北大學出版社，西泠出版社.