創設物理情景 引發探究問題

在全日制義務教育《物理課程標準(實驗稿)》中，特別將科學探究納入內容標準，旨在加強對學生科學素質的培養，將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力，實事求是的科學態度和敢干創新的探索精神。科學探究既是學生學習目標又是重要的教學方式。《課標》中對科學探究要素中“提出問題”的基本要求是：(1)能從日常生活、自然現象或實驗觀察中發現與物理有關的問題。(2)能書面或口頭表達這些內容。(3)認識發現問題和提出問題對科學探究的意義。

如何在目前的教學過程中，落實《課標》精神，上好科學探究課?首先要解決好“提出問題”這一關，因為沒有探究就沒有科學，而提不出問題也就不會有探究。探究課是學生通過觀察發現問題、提出問題或猜想、通過自己的思維、動手實驗等，體驗探究過程的曲折和樂趣，發展科學探究的能力，增強對科學探究的理解。目前學生對這種學習方式普遍不適應，所以教師有必要對一些探究的物理問題，提供必要的問題背景、創設合理的、具體的物理情境，展示出明顯的物理現象，讓學生想有所想、思有所思、說有所說、做有所做，在觀察和體驗后有所發現、有所聯想，萌發出科學問題。

例如，在探究“光反射時的規律”這部分內容時，老師提出：“光在反射時遵循什么規律?也就是說反射光線沿什么方向射出”。由于缺乏具體的物理情境，問題的提出顯得很突然，學生的探究顯然會比較盲目。為使探究更有針對性，我們可以創沒如下情境來組織教學。

（1）讓學生動手做一做，用激光手電筒將光線斜射到平面鏡上，觀察光線從什么方向射出。

（2）要求學生將觀察到的光路大致地在紙上畫出(如圖1中的①)。

（3）教師在這時向學生提出問題：對于同一束入射光線來說，出射光線可以是圖1中的②、③或其它方向嗎?光在反射時有沒有規律可循?請同學們設計實驗進行探究。

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創設這樣一個并不難的物理情境，使得問題更加貼近學生的認知水平，問題的提出也順其自然，能引起學生的思考，激發探究興趣。

新課程要求，注重全體學生的發展，改變學科本位，以提高全體學生的科學素質為主要目標，滿足每一個學生發展的基本需求。體現在物理探究課中，就是要教師針對不同的學生設置不同的物理情境，使每位學生都有可能發現問題、提出問題，引導學生從不同層次進行科學探究。

例如，摩擦力的教學，如何讓學生猜想到，摩擦力與壓力的大小有關、與接觸的材料有關呢?我們可以創設如下的情境來引導學生提出問題并進行猜想。

情境一 如圖3將一張A4紙夾要英漢字典里，如圖用力將紙拉出，比較紙夾在字典的上面時和下面時的用力情況。提出你的猜想，認為摩擦力的大小與什么有關。

情境二 如圖4將兩段棉線和尼龍線按如圖方式系好并用力向兩端拉。比較兩種材料在向兩端拉后的情況，提出你的猜想，認為摩擦力的大小與什么有關。

學生經過這兩個探究活動后，在動手實驗、動腦思考的基礎上，對滑動摩擦力的大小與什么因素有關會有一個初步的認識，可能會提出如下一些猜想：與材料有關、與壓力有關。

又如，“浮力”這部分內容，傳統教學是：以什么是浮力→如何測量浮力→物體的浮沉條件→浮力產生的原因，這種教學以知識傳授為主、學生被動接受、偏重記憶、忽視學生探究過程。為體現新的課程理念，可以這樣來組織教學，從具體的生活現象中引入浮力→介紹如何測量浮力→創設物理情境，引導學生探究浮力大小與什么因素有關．為能從多角度、多層次進行探究，滿足不同能力層次的學生需要，可以設計多種不同情境來組織探究教學。

情境一 分別將木塊，鐵塊，塑料塊，石塊等放入水中，讓學生進行觀察，然后問學生：請你猜想浮力大小與什么有關?學生在這一情境下，可能會認為浮力的大小與材料的性質有關(如材料的密度)，密度大的浮力小，如鐵塊；密度小的浮力大，如塑料塊。

這是一個非常直觀的物理現象，能否透過現象看到本質呢?我們可以創設第二個情境來幫助學生理解浮力及其大小的本質。

情境二 將面積相同的鐵片，一個卷成團，另一個做凹形，如圖5分別放入水中。現象非常明顯，一個沉入水底，另一個浮在水面，這時學生的猜想可能是：浮力大小與放入水中的物質密度無關而與放入水中物體的形狀有關。

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此時引導學生設計實驗進行探究，學生在知道什么是浮力和如何測量浮力的基礎上，他們可以得到：放入水中的同一個物體體積越小受到的浮力越小。引導學生分析，浮力大小與排開液體的體積大小有關，排開液體的體積越大浮力越大，排開液體的體積越小浮力越小。

情境三 在上面的探究中我們發現，放入水中的物體體積越大時，露出水面部分越多，體積越小時，露出水面部分越少（如圖6）。根據這一情境，向學生提出問題，浮力是否與浸沒在液體中的深度有關?

引導學生用控制變量的方法，將同一物體(如鐵塊)浸沒在同一種液體的不同深度進行探究。學生可以得到浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關的結論。

上面是在同一種液體中進行探究，在不同的液體中情況又會怎樣呢?我們可以繼續創設情境來組織學生探究。

情境四 如圖7，把同一只雞蛋分別放入盛有濃鹽水、淡鹽水和清水的三個杯中(先不要告訴學生這三杯水有什么不同)，請同學們觀察實驗現象，并就觀察到的現象提出浮力大小與哪些因素有關的猜想。

由于是同一只雞蛋(重力相等、體積相等)放入看似相同的不同液體中，所以學生提出的問題主要會圍繞浮力的大小與液體有關的方向提出，如液體的種類、液體的濃度、液體的密度……等。他們的探究可能是：將同一物體完全浸沒在不同的液體中，測出各自的浮力大小，從而得出學生自己的結論。

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由于教師設置的物理情境不同，學生提出的問題或猜想也就不一樣，制定的計劃與探究的內容就相應的發生變化，對學生的能力也提出了不同的要求，一方面可以真正體現滿足每個學生發展的基本需求這一課程基本理念的精神；另一方面可以從不同層次加深對浮力概念的理解。

在課堂教學中，科學探究課應重點訓練學生提出問題、作出猜想、通過簡單的實驗等收集數據、解釋數據、作出結論等綜合性的探究技能，使學生認識探究的基本內涵。因此，營造寬松的學習環境，設置合理的、盡可能與學生原有知識發生作用的物理情境顯得尤其重要。探究的內容是豐富的，形式是多樣的，創設的物理情境也要與之相適應。