物理教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究

新課程標(biāo)準(zhǔn)和教材突出了對(duì)學(xué)生素質(zhì)的全面培養(yǎng)，突出了教學(xué)的個(gè)性化、多樣化、綜合化，突出了知識(shí)建構(gòu)的過程，尤其是在教學(xué)方法上強(qiáng)調(diào)了科學(xué)探究。探究式教學(xué)是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過主動(dòng)參與獲得知識(shí)的過程，加深對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)，掌握研究自然所必需的探究能力，形成認(rèn)識(shí)自然的基礎(chǔ)——科學(xué)概念和規(guī)律，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生探索未知世界的積極態(tài)度。人教版的新教材中安排了很多典型的科學(xué)探究?jī)?nèi)容。筆者這幾年也一直認(rèn)真地按新課標(biāo)要求，積極將探究式教學(xué)方式貫穿到自己的教學(xué)中，努力引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的探究。現(xiàn)就筆者在高中物理教學(xué)中貫徹、落實(shí)新課程理念的一些做法及體會(huì)，與教師一同交流、探討。

一、創(chuàng)設(shè)情境。激發(fā)思維

創(chuàng)設(shè)問題情境，以疑問激發(fā)思維。探究式教學(xué)是以解決問題的形式出現(xiàn)的，有意義的探究教學(xué)必須把學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容巧妙地轉(zhuǎn)化為新穎的問題情境，以激發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)的沖突性和思維的活躍性，學(xué)生也只有意識(shí)到問題的存在，才能著手探索問題和解決問題。所以教學(xué)中教師要依據(jù)教材的內(nèi)容特點(diǎn)，在新舊知識(shí)的連接點(diǎn)上，在教學(xué)的關(guān)鍵處，不斷地設(shè)計(jì)問題情境，從而形成學(xué)生的認(rèn)知沖突，使學(xué)生處于一種不平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)是引發(fā)思維的最佳時(shí)期，實(shí)際探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)也可以從教學(xué)實(shí)際和學(xué)生的實(shí)際出發(fā)。首先，探究的課題應(yīng)該能激發(fā)學(xué)生的興趣，符合學(xué)生的年齡特征，通過探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、理解自然的情感以及對(duì)科學(xué)的探索興趣。其次，探究活動(dòng)應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)與生活實(shí)際，越是貼近生活的探究活動(dòng)，越是與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)相矛盾的探究活動(dòng)就越能激發(fā)學(xué)生的探究熱情，開拓學(xué)生的思維。

[案例分析：影響物體下落的因素]

1.在上這部分內(nèi)容前，先演示硬幣與紙片在相同高度同時(shí)下落。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生猜想影響下落的因素是什么?

學(xué)生的猜想主要有兩種：a.質(zhì)量，b.空氣阻力。前者占多數(shù)。

2.要求學(xué)生按照自己的猜想分別設(shè)計(jì)研究影響下落因素的實(shí)驗(yàn)。

認(rèn)為是質(zhì)量的學(xué)生：取一個(gè)與紙片質(zhì)量差不多的紙團(tuán)與紙片同時(shí)下落，觀察下落情況。

認(rèn)為是空氣阻力的學(xué)生：再取一個(gè)與紙片質(zhì)量差不多的紙團(tuán)與硬幣同時(shí)下落，觀察下落情況。

3.方案設(shè)計(jì)好后，要求各自做一次實(shí)驗(yàn)。

4.根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：影響下落的因素是空氣阻力。之后出示牛頓管，介紹器材原理，通過牛頓管實(shí)驗(yàn)再次驗(yàn)證由學(xué)生自己總結(jié)的結(jié)論。

這樣的探究活動(dòng)貼近生活實(shí)際，很容易激發(fā)學(xué)生的興趣，能較好地完成探究任務(wù)。

二、提供素材。設(shè)置環(huán)境

提供必要的探究素材，設(shè)置合理的探究環(huán)境。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和主動(dòng)學(xué)習(xí)，而物理規(guī)律、結(jié)論的得出是許多科學(xué)家長(zhǎng)期艱苦的探究活動(dòng)的結(jié)晶。這些探究活動(dòng)需要科學(xué)家良好的科學(xué)素養(yǎng)，因此，靠學(xué)生自己在課堂上有限的時(shí)間內(nèi)來探究顯然是不行的。探究式教學(xué)不是學(xué)生脫離教師，像科學(xué)家一樣去重新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，這不僅不符合學(xué)生心理發(fā)展的特點(diǎn)，還會(huì)極大地挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也否定了教師在教學(xué)中的作用。因此，應(yīng)幫助學(xué)生回憶或復(fù)習(xí)基本事實(shí)、概念、規(guī)律，為探究學(xué)習(xí)提供必要的、實(shí)驗(yàn)器材等。

[案例分析：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系]

1.為了引導(dǎo)學(xué)生將物體的加速度與力、質(zhì)量這兩方面結(jié)合思考，可先演示這樣的實(shí)驗(yàn)：用兩根氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上的小車分別用一端固定在導(dǎo)軌上的勁度系數(shù)較小的彈簧連著，然后將質(zhì)量相同的兩輛小車在導(dǎo)軌上拉到不同的位置(使彈簧的伸長(zhǎng)量不同)后，同時(shí)釋放，觀察剛開始的一段短時(shí)間里小車速度的變化情況；然后將不同質(zhì)量的兩輛小車在導(dǎo)軌上拉到相同的位置(使彈簧的伸長(zhǎng)量相同)后，同時(shí)釋放，再觀察剛開始的一段短時(shí)間里小車速度的變化情況。

2.通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生自主思考后猜想：影響小車加速度的因素。

通過演示實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)，大多學(xué)生都能猜想到：影響小車的加速度可能跟小車的受力和小車的質(zhì)量這兩個(gè)因素有關(guān)。

3.接著提出怎樣進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想?并找出加速度與力、質(zhì)量的具體關(guān)系。

引導(dǎo)學(xué)生分組探究，結(jié)合所給的實(shí)驗(yàn)器材，提出制訂實(shí)驗(yàn)方案時(shí)的兩個(gè)問題：

a.怎樣測(cè)量物體的加速度?

b.怎樣提供和測(cè)量物體所受的合力?

然后請(qǐng)幾組學(xué)生將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案提出來供全體同學(xué)討論，最后確定實(shí)驗(yàn)方案。

具體方案：兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上，前端各系一根細(xì)繩，另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中可放砝碼。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小盤和砝碼牽引小車，使小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的力與小盤和砝碼的重力相等(兩力只是近似相等，條件是盤和砝碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小很多)。因此，增減盤中砝碼可改變小車受的合力。

兩小車后端各系一根繩子，一起被一個(gè)夾子夾著使小車靜止。打開夾子，兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，關(guān)上夾子，同時(shí)停下。用刻度尺測(cè)出兩小車通過的位移，位移之比就等于它們的加速度之比。為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼。

4.按設(shè)計(jì)的方案分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

這樣的內(nèi)容假如一上課就讓學(xué)生自己進(jìn)行探究，難度比較大，因此，開始時(shí)先做氣墊導(dǎo)軌上的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究的方向，再逐步地完成探究?jī)?nèi)容效果會(huì)更好。

三、設(shè)計(jì)梯度。提問誘導(dǎo)

建構(gòu)主義的教學(xué)論主張：通過問題解決來學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程和探索性，變學(xué)生盲目接受和被動(dòng)記憶為自我探索、積極建構(gòu)知識(shí)。如果我們只讓學(xué)生回答是或不是這樣判斷性的問題，而不讓學(xué)生真正參與到問題的創(chuàng)設(shè)和解決中來，這樣的課堂就失去了該有的開放性。課堂教學(xué)要強(qiáng)調(diào)學(xué)生是知識(shí)的積極建構(gòu)者，而教師要在學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的同時(shí)，扮演好學(xué)生支持者的角色。

為了讓學(xué)生真正參與到問題的創(chuàng)設(shè)和解決中來，教師在具體活動(dòng)的安排上，應(yīng)遵循由易到難的原則，逐步加大探究力度，即在探究活動(dòng)的安排上應(yīng)有一定的梯度，并不時(shí)地“制造”一些矛盾，讓學(xué)生經(jīng)常處在需要“想一想”、驚訝，還有“毛病”要改正等思維狀態(tài)中，形成求知心態(tài)。從探究環(huán)節(jié)上來看，可以逐一訓(xùn)練。對(duì)問題的提出也可以由淺到深，對(duì)問題的表達(dá)可以由粗糙到精確。

[案例分析：探究自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)]

1.出示自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片。通過觀察，讓學(xué)生猜想，重物的自由下落是什么運(yùn)動(dòng)?

學(xué)生很容易得出兩種想法：a.加速；b.勻加速。

2.通過怎樣的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想?布置分組探究。

探究時(shí)可以參考資料的形式給出第一個(gè)參考資料：在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，通過研究打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)可探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

參考資料的給出，是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給學(xué)生準(zhǔn)備了能繼續(xù)往下走的臺(tái)階，使整個(gè)探究過程有一定的梯度，可保證學(xué)生的探究活動(dòng)能在課堂有限的時(shí)間里很好地進(jìn)行下去。

3.要求學(xué)生按照自己的猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。然后請(qǐng)幾組學(xué)生將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案提出來供全體同學(xué)討論，最后確定實(shí)驗(yàn)方案：

在鐵架臺(tái)上固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在重錘上穿好紙帶，并將紙帶穿過計(jì)時(shí)器，向上拉紙帶將重錘拉到靠近計(jì)時(shí)器，打開計(jì)時(shí)器后，釋放紙帶，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，這些點(diǎn)就可描述重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)。

這時(shí)提出問題：紙帶打出后，怎么去研究重錘的下落情況?

假如學(xué)生自己思考有困難可以給出第二個(gè)參考資料：運(yùn)動(dòng)物體在相鄰的兩段相等時(shí)間內(nèi)通過的位移差假如是個(gè)常量物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

4.按設(shè)計(jì)的方案分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

總之，在高中物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，旨在通過改變教師的課堂教學(xué)方式，最終改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性、積極性和參與性，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和社會(huì)實(shí)踐能力。學(xué)生在探究過程中可以學(xué)到各種技能，例如觀察、推論和實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生參與探究可以幫助學(xué)生理解科學(xué)概念和科學(xué)的本質(zhì)，掌握對(duì)自然界進(jìn)行獨(dú)立探究的必要技能，形成運(yùn)用技能、能力和秉持科學(xué)態(tài)度的習(xí)慣。

(作者單位江蘇省吳江汾湖高級(jí)中學(xué))