科學探究在高中物理課堂中的實踐

羅章萍

摘 要：探究式教學在新課程中被確定為一種現代物理教學模式，成為教學改革和發展的方向。寓科學探究思想于高中物理課堂中， 改變過去以知識傳授為主的教學方式，形成以促進學生發展為主的現代物理教學方式。

關鍵詞：探究式教學；科學探究思維方式

探究式教學是一個以學生探究為主的新的教學方式，順應新課標的要求，同時符合學生的認知和發展過程。具有顯著的科學性、實效性和發展性[1 ] 。物理本身是一門以科學探索、實驗為知識獲取手段的學科，把科學探究思想寓于物理教學中，將物理學科的探究性本質與學生學習的自主探究過程有機地融合在一起，可以改變過去以知識傳授為主的教學方式，形成以促進學生發展為主的現代物理教學方式。

1 科學探究的實踐意義

探究式學習物理是當前國際物理教學的趨勢。目前，對于科學探究有不同的理解和認識，是不是把學生放開，讓他們主動去發現問題，自己動手做實驗就是科學探究？顯然，這種觀點是狹隘的，只看到了科學探究的自主性和操作性，而沒有看到科學探究的實質。

從物理學的發展歷程來看，牛頓從蘋果落地開始探索天體運動規律，最終發現了萬有引力，將物理規律延伸到宇宙空間，是科學探究的典范；愛因斯坦的質能方程改變了整個世界，是科學探究的一個里程碑；磁生電是法拉第實驗探究的結果。物理學上的每一次革命都是科學探究的輝煌成就，所以科學探究的含義應是十分廣泛的。

科學探究體現著現代科學觀，它不是一層不變的模式，是科學家們在長期探索自然的過程中形成的認識和實踐方式，在人類的探究過程中不斷發展變化。教師應將科學探究的思想體現到具體的教學方式和方法之中，要把握好科學探究的實質，而不應將其形式化和固定化。在教師授課過程中，既可以變成傳統“滿堂灌”式的知識傳授，也可以體現科學探究的思想，關鍵取決于教師在何時使用這種探究方法以及如何使用 [2 ]。

2 科學探究在物理課堂上的實踐

從學校和學生的具體情況，把科學探究作為指導思想，可以從以下三個方面入手來改變以往的教學模式，向探究式教學方向發展。

2.1 從思維方式層面啟發科學探究

物理課不應當只是上課記筆記，照著例題完成練習題的結合，應當在教師引導下，學生不斷探究物理現象，不斷發展探究能力，形成科學的思維方式的過程。教師要認真研究教材，分析解決問題的方法，了解學生的現有知識和思維方式的基礎上，給學生提供研究所需的數據或資料，引導學生用科學的方法和思維方式來探究問題的答案。在學生遇到困難時，可以借助多媒體教學等來展示探究過程和方法，來啟迪學生進行探究。

例1 在分析平拋運動的分運動時，可以讓學生先猜想：水平方向是勻速直線運動，豎直方向是自由落體運動。再讓學生想驗證的方案。

（1） 探究1：利用平拋運動演示儀演示實驗。

（2） 探究2：利用頻閃照相用理論值來驗證。

利用多媒體課件展示頻閃照相的圖像，獲得平拋運動軌跡圖后，提供坐標數據，讓學生自己驗證。在原有對紙帶的認識上，學生會想出測定水平方向上相等時間內位移相等說明水平方向是勻速直線運動；測定豎直方向上相等時間內位移之比1：3：5：7：……說明豎直方向是勻變速直線運動；由Δh=gT2求得a=g，則豎直方向為自由落體運動。

2.2 從問題情境層面引導科學探究

高中物理探究式教學不一定都需要實驗，因為初中物理課堂幾乎每一節都有實驗，學生經歷了許多實驗，還有了一定的生活閱歷。所以不單單是物理概念和物理規律課可用探究式教學去上，還如習題課之類也有探究的必要性，可創設一些值得思考探究的問題情境讓學生主動探究，這樣可以提高學生物理思維能力和探究能力。學生對學習的積極性、主動性，往往來自于一個求知者對內容的好奇心。創設充滿疑問的問題情境，就是在所學的內容和學生求知心理間搭建一座神秘橋梁，把學生引入與問題有關的物理情境中去 [3 ]。通過創設問題情境，讓學生明確了探究的目標，給思維以方向；讓學生產生探究的欲望，給思維以動力。

例2 如圖1所示，水平傳送帶以v=10m/s的恒定速度順時針運動，傳送帶長s=16m，今在其左端A將一質量為1kg的物塊（可視為質點）輕輕放在上面，物塊被帶動，傳送到右端B，已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.5，試求：物塊經多少時間由傳送帶左端A運動到右端B？（g=10m/s2）

問題情境1：若物塊以速度v0=5m/s從A端滑上傳送帶，物塊經多少時間由傳送帶左端A運動到右端B？

問題情境2：若物塊以速度v0=20m/s從A端滑上傳送帶，物塊經多少時間由傳送帶左端A運動到右端B？

問題情境3：若物塊以速度v0=5m/s，12m/s，20m/s從B端滑上傳送帶，則運動情況如何？

對于所創設的問題情境中所隱含的“問題”，不要直接給學生結果，而要讓學生在學習實踐活動中自己去發現、去解決.這樣不至于讓學生死記硬背，通過自己發現問題，更順其思維實際，更能引發其探究。

2.3 從操作技能層面實踐科學探究

探究式教學存在著多種教學方式，學生動手實驗是其中一種重要的方式。德國教育非常重視讓兒童親自動手完成實驗，讓兒童在操作實踐中獲取知識和感受學習的樂趣，讓兒童動手去“做”科學，而不是“聽”科學，讓兒童通過自身實踐中去獲取科學知識，培養科學精神，形成科學的價值觀。還有國外著名PSSC教材這樣寫道：“物理學呈現出來的不只是干巴巴的事實，從根本上說，是人類探究物質世界本質的一個連續不斷的過程。[4 ] ”學生需要自身經歷科學探究的過程，這個觀點已經得到了物理教育界的認同。科學探究不一定需要非常良好的實驗裝備，可以利用生活中的低成本物品引導學生開展探究活動。

例3 在學完“動量”以后，學生對火箭的知識非常好奇，只要用到一些生活用品：600 mL塑料飲料瓶、打氣筒、橡皮塞、自行車內胎上的氣門芯底座、氣門芯，學生就可以自己探索“制造”小火箭了。方法：用普通600 mL塑料飲料瓶，在里面注入水后，用橡皮塞堵住瓶口，再在橡皮塞上打了個孔，塞入一個自行車內胎上的氣門芯底座，再裝上氣門芯，用打氣筒對瓶內的空氣進行加壓，利用水向下高速噴出使“火箭”作反沖運動來制作水火箭。

新課程為教學改革提供了一個平臺，又對教學改革提出了全新的要求。探究式教學這種全新的教學方法，能促使人們積極探索，同時對學生的認識能力有較高的要求，有利于發展學生的探究能力，培養學生的創新思維。在新課改形勢下，探究式教學應該是一種比較行之有效的教學模式。但在教學實踐存在很多實際問題，如探究式教學方式比傳統教學方式要花更多的時間，而課堂教學必要受到教學進度的制約，這就決定不可能每節課都要采用探究式教學，所以在實際教學中，我們應靈活應用它。隨著實驗研究的深入，探究式教學將日臻成熟。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部全日制普通高級中學物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]薛國鳳，王亞暉.當代西方建構主義教學理論評析[J].高等教育研究，2003（2）.

[3]郭玉英，盧俊梅譯. “為概念轉變而教”策略綜述[J].物理教師，2003（5，6）.

[4]美國國家研究理事會.科學探究與國家科學教育標準[M].北京：科學普及出版社，2004.