試論如何提高中學(xué)物理科學(xué)探究的有效性

摘要：隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的逐步深入，之前傳統(tǒng)的教學(xué)理念已經(jīng)不再適用于當(dāng)代的教學(xué)。而注重科學(xué)探究的有效性和學(xué)習(xí)方式的多樣性，已經(jīng)成為了廣大相關(guān)教育工作者的熱點問題。尤其是對于中學(xué)物理而言，科學(xué)探究在物理教學(xué)中占有及其重要的地位。本文就從創(chuàng)設(shè)情境與開放實驗兩方面出發(fā)，探討了中學(xué)物理科學(xué)探究的有效性。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；科學(xué)探究；有效性

中學(xué)物理課本中有許多的物理實驗，由此不難看出，中學(xué)物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，許多新知識的學(xué)習(xí)都需要開展探究式教學(xué)。因此，科學(xué)探究在中學(xué)物理教學(xué)中有著重要作用，那么如何才能有效地進(jìn)行“科學(xué)探究”呢？本文中筆者將結(jié)合教學(xué)過程中的一些實例談?wù)劤踔形锢硖骄啃越虒W(xué)的幾點體會。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境

陶行知先生在《每事問》一詩中寫道：“發(fā)明千千萬，起點是一問。”如何從日常生活、自然現(xiàn)象和學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，并用恰當(dāng)?shù)恼Z言文字進(jìn)行表述，這是科學(xué)探究的要素之一。如果沒有這一步，探究也就無從談起。

那么，怎樣引導(dǎo)學(xué)生提出有價值的、指向探究主題的物理問題呢？由于教材的特殊地位，其中的問題多為陳述性的問題，一般很難激起學(xué)生探究的熱情，這就需要教師創(chuàng)設(shè)問題情景，將學(xué)生引入他們認(rèn)為值得探究的問題中。知識只有在情境之中，才能顯示出活力和美感。

案例：《科學(xué)探究：杠桿的平衡條件》

本節(jié)課，我采用了“物理學(xué)史”引入。給學(xué)生介紹了阿基米德發(fā)明創(chuàng)造的“投石機(jī)”“螺旋提水器”“機(jī)械大力手”，以及他的經(jīng)典名言“給我一根硬棒，我就能撬動地球”。上課時，學(xué)生聽了，有的瞪大了雙眼，感到震驚和詫異；有的托著下巴，若有所思。接著，我展示了生活中各種各樣的杠桿，讓學(xué)生在腦海里建立起杠桿的模型，并分析得出杠桿的五要素。

然后，進(jìn)入本節(jié)課的重點問題：科學(xué)探究杠桿的平衡條件。教材中，在講“杠桿的平衡條件”時，沒有為提問創(chuàng)設(shè)情境，直接就問杠桿的平衡與動力、阻力、動力臂、阻力臂之間有什么關(guān)系？這樣學(xué)生很茫然，很被動，不知這個問題從何而來。為了激發(fā)學(xué)生的探究欲望，在這里，我增加了一個演示實驗──玩蹺蹺板，讓學(xué)生來參與。我拿出一個自制的蹺蹺板，問：“有兩只小動物，牦牛和青蛙，它們要來玩蹺蹺板。可是牦牛重，青蛙輕，它們怎么玩，才能使蹺蹺板在水平位置靜止呢？”學(xué)生都有玩蹺蹺板的體驗，都想上來一展身手。玩過之后，有的學(xué)生就產(chǎn)生了疑惑：“為什么牦牛距支點近一些，青蛙距支點遠(yuǎn)一些，蹺蹺板才能平衡呢？”這樣，要探究的問題自然就出來了：力和力臂之間究竟存在什么關(guān)系時，杠桿才會平衡？

這個小實驗，既活躍了課堂氣氛，又豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識，使學(xué)生感到科學(xué)就在我們身邊。同時學(xué)生通過觀察和體驗，不僅建立起了“杠桿平衡”這一概念，也激發(fā)了他們科學(xué)探究的欲望。

二、開放物理教學(xué)實驗

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實驗不僅是論證物理規(guī)律的重要手段，更是揭開物理規(guī)律的鑰匙。長期以來，實驗教學(xué)一直是物理教學(xué)中的一個重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑之一，大部分學(xué)生也因為對實驗感興趣而喜歡上了物理學(xué)科。

“自助式”物理實驗教學(xué)，能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，讓每個學(xué)生通過自己的感官（眼、耳、口、鼻、手等）去自己讀書，自己感受事物，自己觀察、分析、思考、實驗，從而真正吸收知識。具體教學(xué)模式是：開放──自主──自助──創(chuàng)新。即在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)教師安排的內(nèi)容或自己選擇喜歡的課題，經(jīng)過自主設(shè)計實驗方案，自己調(diào)控，自助解決實驗問題，從而完成整個實驗步驟并得出實驗結(jié)果。

案例：《壓強(qiáng)》

本節(jié)課，在“制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)”的環(huán)節(jié)中，打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)“照單抓藥”的模式，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，給學(xué)生提供廣闊的自主探索發(fā)現(xiàn)的空間，具體表現(xiàn)在：一是鼓勵學(xué)生自主選擇器材，甚至從身邊找一些代用品來完成實驗；二是對同一探究問題，探討出多種實驗方案，擺脫了對教師和教材的依賴。

當(dāng)學(xué)生猜想出壓力的作用效果與壓力和受力面積大小有關(guān)之后，接著要來驗證自己的猜想是否正確時，我給學(xué)生提供了這樣一些器材：海綿、小桌、鉤碼、氣球、套繩（由一根寬布帶和一根細(xì)棉線組成）。讓學(xué)生來探究：壓力的作用效果與壓力和受力面積之間有什么關(guān)系？

有的學(xué)生將小桌正放、倒放在海綿上，或在小桌上加減鉤碼，觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果。有的學(xué)生利用套繩、鉤碼和氣球來探究。分別將套繩寬的一邊和細(xì)的一邊掛在氣球上，再加減鉤碼，觀察氣球的形變大小來比較壓力的作用效果。有的學(xué)生只利用了一個氣球進(jìn)行探究。他用左手手掌和右手手指同時用力壓氣球（氣球靜止），根據(jù)氣球左、右兩面的形變程度不同，完成了探究。有的學(xué)生自主選擇了身邊的器材──筆進(jìn)行探究。左、右手指同時壓筆尖和筆尾，兩個手指形變程度不同，并且痛的感覺也不同，從而得出了實驗結(jié)論。還有的學(xué)生把套繩直接繃在兩個手臂上，完成了實驗。其設(shè)計的方法之巧妙，令所有聽課的教師大受啟發(fā)，不得不佩服學(xué)生才是真正的發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者。

在開放實驗，自助探究的過程中，學(xué)生的思維很活躍，他們用雙眼去觀察，用雙手去實驗，用大腦去思考，用嘴巴去交流，整個探究過程呈現(xiàn)出一種開放的、自主的學(xué)習(xí)格局。

總之，提高科學(xué)探究的有效性是我們每一位教師每一節(jié)課所追求的目標(biāo)。在教學(xué)中，教師可以制定恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo)，選用恰當(dāng)?shù)膶嶒灢牧希M(jìn)行有針對性的探究指導(dǎo)，保證充足的探究時間，再加上富有激勵性的評價語言，組織學(xué)生參與其中，親歷過程，自主地、充分地、有效地開展活動，從而達(dá)到高效探究，使學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)得到可持續(xù)發(fā)展。

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