谈谈高中物理教学中的科学探究-周南中学

浅谈高中物理教学中的科学探究长沙市周南中学蔡灿飞高中物理课程的基本理念：课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。

通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

可见，《课程标准》特别将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，使学生在学习物理知识技能的同时，经历科学探究过程，学习科学方法，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神．本文从实施探究式教学的重要性和实施探究式教学的主要途径两个方面谈谈自己的一些教学体会，供专家同行参考。

一、实施探究式教学是适应课程改革的需要1、有利于唤起学生的学习兴趣与好奇心。

李远哲说过：科学家就是充满好奇心的长不大的儿童。

这至少说明两点，一是说儿童的天性是好奇，二是说好奇在科学发现中起着不可或缺的作用。

丁肇中也说过：对于科学研究“最重要的是要有好奇心，对自己做的事情要感兴趣，要为之而勤奋与不懈地工作。

”同样的道理，中学生学习物理的原动力主要应该来自于对物理学的兴趣与好奇心。

如果学生仅仅是依靠功利目标（如为了上一所好大学，为了将来谋一份工作等）指向而学习是远远不够的。

因为只有功利目标指向的学习很少会有学习的乐趣，更多的是感到枯燥。

传统的教学任务是传道、授业与解惑。

在今天，传道、授业与解惑仍然是需要的，但又是不全面的，至少还应该有激趣、启奇和求疑。

探究性教育理念指导下的物理教学过程才可能是激趣、启奇和求疑的过程。

2、有利于学生主动建构并理解科学知识。

按照建构主义教学理论，学生的知识是在教师的有效指导下，由学生通过一系列复杂的心理活动主动建构的。

诚然，传统的教学方法也能够使学生建立完整的知识结构，但是，这种知识结构大多是靠教师“灌”、学生“背”形成的，这种机械式的接受式学习建立的知识结构往往是暂时的、脆弱的，也是不深刻的，而通过学生主动建构产生的知识结构才是牢固的、持久的与内化的。

怎样才能让学生主动地建构起科学的完整的物理学知识体系呢？探究性的教学思想为学生主动建构知识提供了较好的平台。

在探究性教学思想的指导下，教师通过创设挑战性的问题、提供必要的背景、演示生动的实验、设置简化的模型等情境，让学生在自由、宽松的氛围中走进物理世界，在愉悦的环境下通过独立思考或合作学习等方式建构物理学知识，在熟悉的生活背景与社会背景下运用物理知识。

这样的学习方式无疑是有意义的和有效的学习。

3、有利于学生掌握科学方法及建构物理知识的基本能力。

能够再生知识的知识就是力量。

因为知识是人们分析实际问题解决实际问题的基本工具。

但单纯地强调知识的学习是远远不够的，学习的目标应该是多元的（或多维的），比接受知识更重要的目标应该是，知识是从哪里来的？知识是怎样来的？知识的作用是什么？知识是怎样联系的？知识是怎样发展的？等等。

科学方法的载体是知识。

学生的物理思想方法应该在学生建构物理知识，分析与解决实际物理问题的过程中培养；而物理学科能力应该是学生在掌握物理学科方法基础上的内化，方法则是能力的外显。

方法获取与能力提高的主要渠道是科学的训练与心理的感悟，而感悟应该贯穿于探究的过程和探究后的反思。

4、有利于培养学生的非智力品质，实现智力与非智力的协调发展。

非智力品质是什么？一般认为非智力品质包含：意志、毅力、信心、态度、情感等。

当今，相当一部分中学生的非智力品质不够健全，原因固然很多，其中非常重要的一个原因是，传统的教学模式过于重视接受式学习，甚至太多地采用了“灌”、“填”的教学方式。

在物理教学中，丰富多彩的物理学往往被简化为枯燥的概念和条文式的定理，物理教学则被异化为高度抽象的物理解题，长此以往必然会严重地压抑学生对物理学的兴趣和热情。

意志、毅力等与人先天的因素有关，但后天的环境影响也是非常重要的。

探究性的教学理念强调学生学习主动性与自觉性的培养与激发，突出了老师指导下的学生主观能动性的激发。

当学生内在的学习积极性提高后，学生在学习过程中遇到的挫折与困难有时反而可能会激发起他战胜困难的信心和求知的勇气。

5、有利于使学生理解科学的本质，培养学生的科学精神。

科学教育的任务是要使学生理解科学的本质，并培养学生的科学素养和人文素养。

科学的本质在于求真、探究与创新。

科学发展的进程就是人们对客观世界进行不懈地探究创新的过程。

物理学的历史同样反映了无数物理学家对物理学的探究与创新。

科学素养包括科学知识、科学思维、科学方法、科学态度和科学精神。

科学知识是经验的积累，是对事实、规则的认识等。

科学思维则是逻辑的。

而科学方法是研究自身的正确方法。

科学态度就是求真的态度，实事求是的态度。

科学精神就是敢于追求真理，对科学事业的执著和顽强，尊重客观世界，具有怀疑的态度、批判性的思维和创造性的精神。

科学教育中还含有人文素养的培养。

要将物理科学上升到文化的高度去认识，物理科学本身是一种文化，物理科学发展的历程更是一部充满神奇的文化发展史。

教育培养的人既要有知识，更要有文化。

今天的中学生就是未来科学的探究者，探究性教学的实施有利于让他们在学习物理学的过程中理解科学的本质而立志献身科学事业，有利于对学生科学素养与人文素养的培养。

二、实施探究式教学的主要途径《课程标准》指出：“高中阶段的物理课程要在提高科学探究的质量上下功夫。

……一方面把探究活动的方式引向多样化，如文献探究、网络查询等方法均可适当引入高中物理教学；另一方面加大研究性学习的力度，为较深入的科学探究奠定基础。

”课程标准十分强调学生学习方式的转变，着力倡导探究式教学，强调科学探究既是学生的学习目标又是重要的教学方式之一，提倡将科学探究渗透在教学过程的各个部分．观察实验、抽象思维与数学方法相结合，是物理科学探究的基本方法。

教科书要引导高中学生从科学探究中得到感悟和体验。

根据不同的教学内容和教学要求，可以采用不同的探究方式。

1、以演示实验为主要形式的引领探究这里所说的“以演示实验为主要形式的引领探究”不同于传统意义上的演示实验教学，它需要在教师的启发引领下，由学生完成对问题的探究，而不是由教师直接告知学生。

如探究加速度与力、质量的关系：提出问题——加速度与哪些因素有关？猜想与假设——加速度与力成正比，与质量成反比制定计划与设计实验——控制变量法进行实验与收集证据——气垫导轨、光电门控制分析与论证——微机处理数据，得出结论评估——误差分析交流与合作——采用其他方法2、以分组实验为主要形式的合作探究这种小组合作探究方式以学生分组实验为主要形式，一般先由教师提出一个探究主题，并作适当点拨，然后分组进行探究，最后集中评估交流。

各小组的探究过程往往不尽相同，通过小组间的评估交流，有利于拓展学生的思路。

如测定电池的电动势和内阻：提出问题——如何测定电池的电动势和内阻猜想与假设——教师点拨，分组讨论（从闭合电路欧姆定律出发，实验桌上提供电压表、电流表、电阻箱、滑动变阻器等实验器材）制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证——分组实验评估、交流与合作——集中讨论（伏安法、伏欧法、安欧法等）3、以逻辑推理为主要形式的互动探究有些较复杂的理论问题，需要在教师的带领下，通过师生互动的方式，进行有步骤的逻辑推理，将探究活动不断引向深入。

如“发现”万有引力定律：提出问题——追寻牛顿的足迹，重新“发现”万有引力定律观察发现获得规律——行星运动的开普勒定律。

问题：行星运动为什么会有这样的规律？猜想原因——太阳对行星的引力作用。

问题：太阳对行星的引力与什么因素有关？数学演绎得到规律——根据已知规律（开普勒行星运动定律和牛顿运动定律）推出太阳与行星间的引力遵从的规律： 2rMm F ∝。

进一步猜想——地球使地面上物体下落的力，与太阳使行星运动的力、地球使月球运动的力是否出于同一原因？猜想得到检验——月—地检验使猜想得到证实。

更大胆地猜想——自然界任何两个物体之间是否也有这样的吸引力？得出结论——万有引力定律： 221rm m G F =。

4、以自学研读为主要形式的自主探究有些理论探究问题在教材中写得较为详尽，学生也不难理解，对这部分内容可安排学生在课前自学或当堂研读，由学生自主探究，再互相交流。

如探究弹性势能的表达式：提出问题——弹性势能有怎样的表达式学生自学，自主探究——弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？怎样计算拉力所做的功？怎样计算这个求和式？ 得出结论——弹性势能的表达式：22121kx Fx E p == 交流评估——由F-x 图象下的面积求功，由平均作用力求功。

5、以研究性学习为主要形式的专题探究研究性学习是学生进行合作、自主专题探究的一种好方法。

课题可以由老师提出，也可以由学生提出。

主要以实际生活为背景，联系科学、技术、社会等现实问题，如交通问题、能源问题、环境保护、卫生状况、用电常识，甚至包括日常生活用品使用问题。

即根据学生的特长、爱好、兴趣，以现在学科知识为基础，把一些对课本中问题的看法，甚至有一些认为是“异想天开”的想法，只要有可行性研究的可能都可以形成课题。

初次参加研究活动的学生会感到选题困难，其实可联系物理必修、选修课的教学实际，关注周边环境就要有许多可选问题。

如：体育与力学相联系的有：拔河取胜的秘诀、跳高越杆姿态的变迁；与实际生活相联系的有：对各式各样桥的研究、对形形色色门的研究；结合光学知识开展对近视问题的研究，如对眼镜认识的调查；结合电学知识开展对家庭用电及安全情况调查等等。

在课题研究中，一切都由学生自己安排，计划、步骤、调查报告、实验分析都由学生处理，只有不懂的地方才请老师指导一下，学生完全是以“自我”为中心，这样学生在研究中就能品尝到快乐，感觉学习不再是“苦差事”，使学生对学习萌发极大的兴趣，而学习、实验过程中又经常有新的发现，并且能亲自动手去探索和研究，对学生创新思维也有了很好的锻炼。

当然，科学探究教学的形式是多种多样的。

一方面，教师严格设计的课堂探究能够引导学生获取人类已有的知识成果；另一方面，科学探究还可以使学生自由探究一些教材不作要求的内容，甚至探究一些没有得到解释的现象。

科学探究教学到底采取哪种形式，这很大程度上取决于教育目标。

由于教育目标的多元化，因此，严格设计的探究和更加开放性的探究在物理教学中都有用武之地。

总之，高中阶段应给学生更多的时间和空间，让学生较独立地进行科学探究，培养学生的自主探究、自主学习、自己解决问题的能力。

要注意通过多样化的教学方式和科学的评价方式，让学生学习物理知识与技能，具有一定的科学探究能力，养成一定的科学态度与科学精神。

参考文献：1．《普通高中物理课程标准解读》高等教育出版社2．周久璘：《探究性教育理念下的中学物理教学》。