例談初中物理教學中的探究活動

【摘 要】現代物理課堂以發展學生能力、提高學生科學素養為目的。在教學過程中，教師應以新版物理課程標準為基準，突出物理學科特點，立足于從物理概念教學、習題教學、實驗教學等方面，采取積極有效的探究活動形式，以達到發展學生能力的目的。

【關鍵詞】概念教學 習題教學 實驗教學 探究活動

一、在概念教學中結合探究活動，讓學生理解概念的內涵和外延

一般情況下，人們要對物理概念的內涵和外延有清晰、完整的認識，必須經歷由觀察活動獲得感性認識、由感性認識上升到理性認識、由理性認識到實際運用這樣三個階段。而在實際的物理概念教學中，有不少教師很容易犯重結論輕過程、重定義輕現象的錯誤，從而導致學生能對概念背得透熟，但卻不知道概念怎么來的、該怎么用，無法與物理現象聯系起來。所以，在物理概念教學過程中，讓學生經歷探究活動的過程，體驗概念獲得的快樂，才能從真正意義上理解概念，在實際運用中用好概念。

【案例1】電流和電流表的使用

步驟一：教師給出由兩個規格不同的燈泡、電池、開關組成的串聯電路，引導學生進行以下探究活動。

活動1：閉合電路，燈泡會發光。運用轉換法，學生認識到電路中有電流存在；結合掛圖，將電流與水流進行類比，變抽象為形象。

活動2：觀察到電路中兩個燈泡亮度不一樣，引導學生思考串聯電路中各處的電流大小究竟是什么關系，猜想可能相等、可能不相等。由此學生自然就會聯想到必須用測量工具進行測量。

步驟二：學習電流表

首先對照設定的問題，自學并小組討論電流表的使用規則；根據討論的結果，模擬演練電流表的連接；學生總結、交流、匯報電流表使用的相關要求（如串聯接入時要“+”進“-”出，要采用試觸的方法選擇量程等）。

其次運用習得的方法，自我探究串聯電路中的電流特點；分小組研討并聯電路電流的特點，然后進行猜想交流論證（不同小組交流，以節省時間）。

步驟三：引出電流強度的相關知識，閱讀“身邊的電流值”。

傳統的教學過程中，教師往往會根據教材的編排順序，采取講解、演示、閱讀等形式讓學生認識電流的存在、電流的大小、電流單位等基本知識，然后用分組實驗的形式，學生依據教師給出電流表的使用規則進行活動，從而掌握電流表的使用要求和串、并聯電路的電流特點。這樣的教學安排雖然也能讓學生在一定程度上理解、掌握電流的概念和電流表的使用要求，但由于學生沒有經歷探究活動的過程，在獲得概念的過程中也就沒有課堂熱情，表現為學生獲得概念的過程是一種單向、單調、機械的“注入”過程，故而學生對這種概念的獲得持續的時間較為短暫，在今后的實際運用過程中，也就會有一定困難。而在此案例中，一改常規教學范式，先讓學生結合活動體驗電流的存在，然后在學生猜想、自主學習、探究交流活動中感受到概念的內涵，再在小組實驗的基礎上合作、交流、討論進一步深化對電流和電流表外延的認識，這樣在一定程度上就讓學生從真正意義上理解了其概念。

二、通過探究活動讓學生理解習題解答中的方法和思想

在如今物理課堂的習題教學中，往往充斥著“模仿式”的教學模式。也就是說，通過教師對例題的分析、講解、板書等形式，讓學生掌握這一類習題的解題過程，學生只要按照這樣的解題范式進行套解，就能得出正確的答案。殊不知，這種“填鴨式”的教學方法，會扼殺學生的創新思維能力，這與課程標準中的要求是格格不入的。要改變這種狀況，只有教師本身更新觀念，樹立讓學生成為課堂的主人、教師成為引路人的新型教學觀，才能讓課堂成為學生獲取“活”知識、發展新個性、提高創新能力的場所。

【案例2】“電功率計算”教學片段

L1“220V 100W”、L2“220V 40W”兩個不同燈泡串聯在220V的電路中，哪個燈泡更亮？

教學程序如下：（1）展示兩個燈泡的實物，學生觀察燈泡中燈絲的不同，有什么發現？說明了什么問題？（2）并聯在220V的電路中，哪個燈泡更亮？為什么？（3）串聯在220V的電路中，猜想哪個燈泡更亮。（4）閉合開關，觀察現象（串聯在220V的電路中時，40W的燈泡亮，而100W的燈泡幾乎不亮）。（5）根據現象，通過計算說明原因，并小組交流討論。

針對此題的教學，我們往往會通過以下過程進行：第一步根據燈泡銘牌上的數據計算電阻；第二步運用歐姆定律計算該串聯電路中的電流；第三步用P=I2R算出電功率。事實證明，這種教法雖然也能讓學生掌握住此類問題的解決方案，但是由于學生沒有經歷體驗、探究的過程，故而對解題的過程和結果只能是死記硬背，一旦遇到此類題的變式、拓展，也就會感到束手無策了。而在此案例中，就打破了常規計算教學的一般模式，讓學生通過觀察、思考、猜想、討論、交流等探究活動形式，親身感受了直觀的現象，知道了燈泡的亮度取決于其實際電功率，而不是額定功率。更為重要的是學生在探究活動中不僅知道了問題解決的基本方法，而且在活動中也大大調動了學生感官上的認識，激發了思維上的共鳴。筆者曾經在兩個班進行了對比教學實驗，發現在第一次教學過程中，兩個班級都有90%的學生完成此題；但在過了一個星期后，再讓這兩個班級的學生來做此題，前者只有20%能正確完成，而后者還能達到70%。

所以從這個意義上講，新型的課堂教學應該是學生在進行物理知識運用過程中自主建構知識、內化知識內涵和外延的過程，是學生在已有知識基礎上自我調節、再組織達到新平衡的過程，而不是靠外在力量強行施加的過程。

三、通過物理實驗滲透探究活動過程，培養學生多方面的能力

眾所周知，物理是一門以實驗為基礎的自然學科。如果在這些實驗中，學生能夠在教師的引導、組織下進行有目的、有計劃、有步驟的探究活動，再結合學生小組間的交流、合作、討論形式，將實驗過程中發現的問題、收集的數據、總結的結論進行及時的反饋、交流，那樣對增強學生之間的合作交流意識，提高學生觀察實驗現象、分析解決問題、抽象概括等能力將起到事半功倍的效果。

【案例3】“探究凸透鏡成像規律”教學片段

在學生猜想凸透鏡成像大小與物體到凸透鏡的距離有關后，教師指導學生討論下列問題：（1）該實驗中需要哪些實驗器材？（2）蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上應該怎樣放置？（3）蠟燭、凸透鏡、光屏的高度應該如何調節？為什么？（4）在實驗過程中，應該如何調節蠟燭、凸透鏡、光屏這三者的位置，才能在光屏上得到清晰的像？

接著，學生設計實驗記錄表格（包括現象和數據），展示交流后分組設計實驗，教師巡回指導，對小組實驗中出現的問題進行個別點撥，如在移動光屏的時候（即改變像距），是否應該要移動蠟燭或者凸透鏡（即改變物距）？應該在什么時候記錄實驗現象和數據？蠟燭放在離凸透鏡較遠處，光屏上是否能得到像？在將蠟燭向凸透鏡移近過程中，光屏上的像有什么變化？學生在實驗中將現象（像的倒正、大小）和數據（物距、像距）記錄在表格中。

最后，實驗小組代表將現象和數據填寫到講臺上電腦里Excel的表格中，教師利用Excel表格中的數據處理功能將各類數據進行分類匯總，引導學生分析、討論、整理、概括出凸透鏡成不同實像的條件。

此案例一改常規分組實驗的形式，在實驗中滲透了科學探究活動中的實驗設計、實驗驗證、交流與評估等過程。整個教學過程緊緊圍繞凸透鏡在什么時候成什么像展開，學生能夠在活動中口、手、腦并用，各種能力在不經意中也就得到了培養，從而實現了學生在教師的指導下外顯活動和內隱活動的統一、操作活動和思維活動的統一，有效地將凸透鏡在不同條件下成不同實像的難點突破了。另外，教師在預設物理實驗中的探究活動時，注意了實驗前、實驗中的指導以及實驗后對數據或現象的分析引導，并不是只圖課堂上氛圍的熱鬧而不考慮課堂教學的實質性內容。

其實，初中物理教材中有很多實驗都可以通過探究活動的形式進行，但不一定要按照科學探究過程的七個要素一一展開。教師在實施課堂教學中，可以根據教學內容、教學目標的需要，抓住一個或兩個要素有重點、分層次地展開，學生在這樣的探究活動中，積極性就會大大得到調動，學生的分析、抽象、概括等能力也會在一次次活動中得到提高。

（作者單位：江蘇省寶應縣夏集中心初中）