對探究式教學的探索與思考

《高中物理課程標準》強調“高中物理課程應倡導自主探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學等教學方式”。這些教學方式主要是針對傳統的物理課堂教學的弊端提出的。要優化課堂教學，提高教學質量，就應該還主動權于學生，通過探究式教學提高學生的各方面能力。在當前的中學物理教學實踐中，不少教師對物理課堂中如何引導學生開展探究式學習感到困惑，使得不少的探究式教學走入程序化、模式化和形式化的狀態。在此本人結合近幾年的教學實踐，對此問題做以下探討。

1 理論探究

理論探究是指在新課教學中，把概念、規律等作為研究對象讓學生自主發現、檢驗、論證、推廣，親身經歷知識的

形成、發展過程。

下面以位移的教學為例，進行具體闡述。

力學研究的機械運動，即物體位置的改變，所以我們可以引入量化位置改變的物理量。例：一輛汽車從南京開到上海，位置發生了改變。請大家討論用什么物理量來表示這個位置變化。

A同學：用位移這一物理量來表示。（A成績較好，可能預習過，但沒有真正理解）

B同學：用南京到上海的直線距離表示。

C同學：用汽車通過的路程來表示。

D同學馬上反駁C：如果汽車沿不同的公路從南京到上海，汽車走的路程不同，但汽車的位置變化還是相同的，所以C的觀點不對。

E同學反駁B：汽車從南京向東到上海有一定的距離，如果汽車向西也行駛相等的距離，但汽車的位置變化不同，所以B的說法也不對。

教師：同學們回答得都很好。E同學的回答說明了什么？

有同學搶答：方向。

教師：那我們如何來表示方向呢？

接著引導學生總結歸納位移的概念。

又如，平拋運動是高考的重要內容之一，它是一類重要的勻變速曲線運動，其特點是物體以一定的初速度水平拋出，只受重力作用。在高中物理教材中，對于平拋運動問題的處理是利用運動的合成和分解的方法將其等效地分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動兩個分運動，體現了解決曲線運動的一種方法——“化曲為直”。對這個問題的教學，教師還可以拓展，可鼓勵學生：“如果你希望從自己的努力中取得最大的收獲，就要從已經解決了的問題中尋找處理類似問題的規律。”

拓展問題

（1）任意時刻速度偏向角的正切值與位移偏向角的正切值是什么關系？

由圖1（見下頁）可知：tanθ=vyvx=gtv0，

tanα=sysx=12gt2v0t=12gtv0，

故tanθ=2tanα。

結論 平拋運動中，從拋出點開始，任意時刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的兩倍。

（2）任意時刻速度的反向延長線與對應時刻的水平位移的交點有什么特點？

由圖2可知：tanθ=vyv0=sysx-xD ，

tanα=sysx，又tanθ=2tanα，

故：xD=12 sx。



結論 平拋運動中，從拋出點開始，任意時刻速度的反向延長線與對應時刻的水平位移的交點平分水平位移。

然后可利用習題加以鞏固。這些規律的得出，就思維成果而言，并非創新，只是重復發現，但對學生而言意義重大：一是這些成果的獲得在其思維過程中是帶有創造性的；二是學生明白了學習后的反思、探究可以提供再發現、再創造的機會，可以體驗成功的喜悅與學習的快樂。

2 實驗探究

物理，學是以實驗為基礎的科學。偉大的意大利物理學家、天文學家伽利略，總結了一套對近代科學的發展有極大作用的科學方法，其要素包括：對現象的一般觀察、提出假設、運用邏輯（包括數學）得出推論、通過實驗對推論進行檢驗、對假說進行修正和推廣。在物理教學中，利用實驗探究可以營造學習氛圍，激起學生飽滿的學習熱情，培養學生克服困難的堅強意志。

例如在講授滑動摩擦力大小的決定因素時，首先讓學生進行猜想：滑動摩擦力大小與什么因素有關呢？學生的猜想往往出乎教師的意料。

A同學：可能與壓力大小有關。

B同學：可能與速度大小有關。

C同學：可能與接觸面的粗糙程度有關。

D同學：可能與接觸面的面積大小有關。

E同學：可能與質量大小有關。

F同學：可能與接觸的材料有關。

G同學：可能與密度大小有關。

H同學：可能與物體的形狀有關。

……

教師對學生的積極思考，表示鼓勵，然后拿出長木板、長方形木塊、彈簧秤、玻璃板等器材，利用如圖3的裝置，引導學生用控制變量的方法對猜想進行逐一驗證。最后進行歸納，得出結論。

在教學過程中，教師應充分利用物理實驗，創造探究的機會，不斷激勵學生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等方式提出種種假設或猜想，使學生逐步學會運用探究方法解決問題，讓學生善于模仿科學家進行科學探究。探究的過程應當有懸念，有波瀾，同時，探究過程中教師應促進學生進行交流、討論，培養他們的合作能力。

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3 習題探究

如何用習題進行探究性教學，有一位教育家的話可能給我們指明了方向，他說“拿一個有意義但又不復雜的題目，去幫助學生發掘問題的各個方面，使得通過這題目，就好像通過一道門戶，把學生引入到一個完整的理論領域。”物理教學中可以把許多問題作為探究性活動的素材，進行探究。通過解題、反思、討論，層層深入，步步拓展，引導、幫助學生對問題的各方面進行探究，讓學生在完成解題的活動中，掌握物理方法，總結物理規律。這使得學生在解題活動始終處于一種積極創造的狀態，成為主動的探究者、積極的思考者。這樣，學生開闊了思路，掌握了問題的探究方法，并且對培養學生的創新意識和探索能力都具有積極的意義。

如重力加速度是中學物理中一個非常重要的物理量，在高中階段，學生學習了一些測量重力加速度的方法。在高三的作業中我給學生出了這樣一道題：如何測定重力加速度，請給出原理、器材和步驟。（可以一種方法或多種方法）歸納學生的方法，主要有：

（1）稱重法：利用G=mg，得出g=G/m。所用器材：天平、彈簧秤。

（2）利用打點計時器：依據Δs=aT2，讓研究對象做自由落體運動，則有g=a=ΔsT2。所用器材：驗證機械能守恒定律的裝置。

（3）單擺法：利用T=2πLg，有g=4π2LT2。所用器材：單擺、刻度尺、秒表、游標卡尺。

（4）滴水法：讓從水龍頭流出的水滴，落到正下方的盤中，調節水龍頭的閥門，使第一個水滴落到盤的瞬間第二個水滴剛好開始下落。設下落n滴水所用的時間為t，則g=2hn2t2。所用器材：盤子、秒表、刻度尺。

學生還有可能提出其它方法，對習題進行探究學習，有利于培養學生的發散思維和創造性思維，有利于培養學生解決問題的能力。

探究式學習是通過學生自己的積極思考和探究活動達到目標的學習方式。這種學習方式的培養，不限于上文提到的三種途徑，也不是僅靠幾個問題的探究就能解決的。作為教育改革的新事物，真正實踐好探究教學還存在諸多困難。但筆者認為，傳統的物理教學與探究式學習可以得到很好的融合。至于如何有效實施，還需要廣大物理教師的共同探索和努力實踐。

(欄目編輯趙保鋼)