中学物理教学论文

中学物理教学论文

引导学生进行物理探究的尝试

广州市第七十三中学吴红霞

引导学生进行物理探究的尝试
广州市第七十三中学吴红霞

摘要探究式学习便是这样一种学习认知的过程，它以学生的需要为出发点，以问题为载体，从学科领域或现实社会生话中选择和确定研究主题，创设类似于科学的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验探究、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识技能，发展情感与态度，培养探索精神和创新能力的学习方式。
关键词探究式；引导；创设情境；要素；创造

物理探究式教学是学生在教师的指导下，从学习和社会生活中选择并确定研究的课题，用类似科学研究的方式，主动获取知识、应用知识，解决问题。它具有自主性、开放性、实践性、探究性。比课本上的实验难度更高、未知程度更深，更富有趣味性和创造性，但无论同学们探究到什么程度，得到什么结果，都是有价值的，它的价值在于探究的过程和方法，它更能充分展现出同学们各方面的智力特长，也便于多元评价的进行。布鲁纳的发现法学习理论认为："认识是一个过程，而不是一种产品"。探究式学习冲击了传统的教育方法，为构建新的教学体系，增添了新的内涵。
那么，怎样使学生体验科学研究过程，形成物理观念，领悟科学物理研究方法呢？这需要教师在教学中成为一个引导者和促进者，引导学生进行科学物理探究。

一、探究式教学中教师和学生的定位

知识是非常容易的，但对于学生，他们作为初学者，在学习的过程中遇到的困难可能很容易被老师忽略。这就使得教师和学生很难产生同样的感受，这种师生之间不同的心态往往会对学生学习产生不良的影响。
在探究式学习中，为了避免教师和学生之间的心理差异，教师的任务是引导学生共同去探究新知识，为此，教师应与学生有同样的渴求知识的心理，和学生一起参与新知识的探究。在探究的过程中，教师要把自己当成一名初学者，退到和学生在同一起点线上来思考问题、分析问题，共同体验科学探究的过程。因此，在探究式教学中，要求教师从知识的权威者变为学生知识学习的参与者。

在探究式教学中，教师不仅仅是作为知识的传播者，更重要的是要引导和指导学生去获取知识。在学习新知识过程中，教师要能引导学生提出问题，然后对问题进行猜想和假设，引导学生进行探究思路的构思，让学生通过自己经历科学探究的过程主动地获取知识，在学生得到结论后，教师还要组织学生进行交流、分析和总结，最后教师对学生的研究成果进行评价，引导学生得出正确结论。因此，在探究式教学中，还要求教师要从知识的传播者变为学生学习的组织者、引导者和指导者。

二、教会学生物理探究要素

探究式教学就是用与教学内容相关的实际问题作为载体，让学生在教师的组织和指导下有目的、相对独立地进行探索研究，从而促进学生思维水平的发展，提高学生运用知识解决实际问题的能力，并从中感悟到科学研究的基本策略和方法，得到科学思想的熏陶，为培养创新精神、创造思维打好基础。探究式教学是灵活多样的，其主要要素包括：提出问题，猜想和假设，制定计划与设定实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估、交流与合作。其教学结构如下图所示：

具体在进行科学探究过程时，教师要引导学生做好以下五个方面：
第一，问题是思维的动因，是探究的起点，只有发现和提出问题，才会积极认真地思考，努力寻求解决问题的途径和方法。教师应根据教学内容和学生实际要创设情境，引导学生发现新的物理情境与已有知识的冲突所在，从而提出所要探究的问题，一般引导学生从以下三方面的观察中发现问题并能口头或书面表达这些问题。
1、从日常生活中提出问题。生活中处处充满了科学可解释或未解决的谜团，只有勤于思考，认真观察的学生，才能切身体会到生活中充满的这种科学魅力。例如：汽车轮胎、人的鞋底为什么都有花纹？飞机为什么会有升力？冬天人嘴里为什么呼出白气？电话和手机有什么不同？等等。
2、从自然现象中提出问题。大自然充满了五彩缤纷的物理现象，教师要引导学生做有心人，学会从自然现象中提出问题，做观察自然、研究自然的有心人。例如：雨后天空会看到彩虹，这是光的什么现象?为什么会出现这种现象?
第二，要引导学生自己根据以前的经验和已有知识对问题的原因提出猜想，对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。例如：在探究"压力作用效果与什么因素有关"的问题时，在学生猜想压力作用效果与压力大小、受力面积有关后，可进一步问学生：如果压力变大或变小，压力作用效果怎样变?如果受力面积变大或变小，

压力作用效果怎样变?让学生以小组为单位进行相互交流讨论。
第三，要指导学生通过自己去制定计划和设计实验，通过观察和实验收集数据，或通过公共信息资源收集资料，并指导学生对实验数据或相关信息进行比较、处理。
第四，要引导学生进行简单的推理和归纳，尝试对探究结果进行描述、解释和评估。
第五，要引导好学生之间的交流与合作，并改进探究方案，总结出先前所提出的猜想或假设。

三、创设情境，引导学生科学物理探究

问题与疑问是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中物理探究式课堂教学，必须努力创设物理问题情境，让学生在物理问题情境中不断地发现问题，提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。一个适合探究的问题必须有一定难度，需要向学生解释并且能够为学生所理解的，同时这个问题必须能激发学生的好奇心和探究欲望。
　（一）以语言的方式创设问题情境
主要是教师以语言描述具体的事件或问题，为学生创设问题情境，这些事实或问题，可以是日常生活中与所学内容有关的。例如：在学习摩擦力时，用为什么下雪天在马路上撒些炭渣能防止汽车打滑；为什么越重的箱子推动越费力来创设问题情境。在学习压强时，用为什么运输重型设备的平板车要用那么多轮子；而为什么啄木鸟的嘴又长又尖来创设问题情境。在学习势能时，创设问题情境引用报道：2000年7月15月，广州市一栋大楼11层窗户上掉下一块碎玻璃，将停放在楼下一辆轿车的车顶扎穿。一块碎玻璃为什么有如此大的破坏力呢?
(二) 以实验的方式创设问题情境
实验既是物理课程的重要学习内容，又是进行科学物理探究的重要途径，也是呈现问题情境的基本素材和方式。通过实验可以创设许多真实、生动、直观而又富有启发性的问题。例如：在学习大气压时，通过把浸过洒精的棉花用火柴点燃投入事先准备好的空瓶中，然后用剥皮的熟鸡蛋堵住瓶口，稍后，鸡蛋被吸入瓶内的实验，使学生产生问题"导致这些现象的原因是什么?"
(三) 利用多媒体，创设问题情境
多媒体可以形象、直观地显示常规教育难以显示的教学情境。例如：在学习"物态变化"时，教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾，房屋上的白霜，西藏的雪山，树枝上的冰凌；展示春天到来时，冰雪融化成水；展示火炉烧水时水壶上冒出白气，茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。创设出"雾、霜、雪、冰是怎样形成的""水为何会变成白气""白气又为何会变成水滴"等一系列物理问题情

境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。
(四) 利用其他教具，创设问题情境
例如：一块小小的橡皮尼在水中沉浮，能帮助学生对钢铁做成的万吨巨轮浮在水面上的原因。

四、营造探究式教学的条件，引导学生进行物理探究

探究式教学的本质特征是问题性、实践胜、参与性和开放性，为了在课堂教学中实施探究教学，引导学生探究，必须营造以下条件：
(一) 要有探究问题的欲望
在课堂教学中，要想方设法培养和激发学生的探究欲望，使学生经常处于一种探究的冲动之中，学生在强烈的探究欲望之下会积极主动地去想，去做。
例如：在"平面镜"教学中，教师做魔术表演(水淹蜡烛)：转盘上竖直放一块平板玻璃，玻璃前放一支点燃的蜡烛，玻璃后的某一位置放一只透明的杯子。调节转盘，使学生透过玻璃清晰地看到杯中也有一支"点燃"的蜡烛。往杯中倒水，当水面漫过烛焰时，发现烛焰没有熄灭。这是什么现象呢?怎样形成的?学生的欲望被激发起来了，于是有了探究的过程。
(二) 要有探究问题的空间
要给学生提供一个思维广阔空间，把学生带入一个主动学习、主动探究的空间，使学生有一种投入心力去学习的愿望。在学习的过程中，体验到探究的乐趣，品尝到成功的喜悦，那么教师怎样设计具有探究空间的问题呢?
(1)在内容上，设计是最具探究价值的，能有效促进学生学习能力的形成问题。
(2)在形式上教师要从教学目出发，更多地设计一些发散类和探究类问题。把问题分为四类：一是判别类问题，主要是对事物加以判断。如"磁铁的温度升高时，磁性是不是增强呢?"。二是描述类问题，主要对客观事物加以陈述和说明，如"水沸腾时温度会怎样变化?"。三是探索类问题，主要是对事物的原因规律，内在联系加以说明，如"为什么斜插入水中的筷子会弯折呢?"。四是发散类或多元类问题，主要是从多角度、多方面、多领域去认识客观事物，例如：测电阻的实验中，可提出问题：〈1〉实验原理是什么?〈2〉选用什么器材?如何选择两表量程?〈3〉如何设计表格进行实验?等。
　（三）要有充分的自主的学习空间
探究的问题性、实践性、参与性和开放性决定了探究学习必须有充分的自主学习的时间。苏霍姆林斯基说过：自由支配的时间是学生个性发展的必要条件，学生自主学习的时间，同样也是探究的必要条件。
(四) 要有多维互动的交流空间
学生深层次的认知发展既需要独立思考，又需要合作交流。在合作交流中
学生的思维可以得到完善升华。

五

、引导学生进行物理实验的探究，培养探究能力、实践能力和创新能力。

(一)放开探究实验的思路，实现探究实验教学的多元化
实验研究的方式是多样的，由于学生的思想水平，思维方式是有差异的，尊重学生的个体差异，就不应该也不可能要求不同学生完成同样过程任务。否则，学生的主体地位就不能得到真正的体现。
（1）实验器材选择的多样化。教师在为学生准备实验器材时应注意使提供的实验器材有可选择性，同时，注意引导学生利用身边的小物品与实验器材结合，设计物理实验。例如：在探究"压力的作用效果与哪些因素有关"实验时，老师提供的器材有：一块橡皮泥、一个吹起的气球、一个长方体的小木块、细线、一把弹簧测力计。让学生猜想，并归纳出：压力的作用效果可能跟压力的大小和受力面积的大小有关后，引导学生除老师提供的教材外，也可利用铅笔盒中的工具设计实验，用控制变量法进行探究。结果，在实验交流中，学生的实验设计令人惊叹，器材选择有以下几组：a、橡皮泥、小木块；b、大小拇指各一个、橡皮泥；c、四个手指和一个大拇指、气球；d、一支铅笔和手指；e、橡皮泥、小木块、细线、弹簧测力计。学生利用上述器材根据橡皮泥或气球形变大小都能探究出一个或两个因素，培养了学生的探究能力和创新能力。
（2）实验变量多样化处理。一个物理量的变化，一个具体的科学问题常常与多个因素有关系，因此，控制变量法是物理研究常用方法之一。由于不同学生认识水平的不同，实验本身难易度不同及课堂有限时间的限制等因素，在一节课上，不同的学生不一定能同时研究完所有的问题，这时，老师就应该有目的、有重点地组织学生的实验活动，使本节课的教学目标有计划地完成。
（3）信息传递的多样化。在探究实验的教学中，学生获取信息的途径也是多样的。观察实验，收集实验数据，与组内成员交流，倾听其他小组的意见，与教师交流等等。而阅读说明书也是一种有效的方法。
(二) 开放实验管理，把合作权利和方法交给学生
在实验教学中，随时提醒学生注意一些不利于合作的行为方式，随时指导合作活动，帮助学生明确目标，充分调动学生间合作的积极性，培养学生互助互爱的良好品质，是进行实验教学的重要内容，也是更好地完成实验教学任务的必由之路。在这种合作中，学生是活动的主体，教师可不能代替。例如：实验中，学生的分工问题就应放给学生。因为讨论分工的过程就是学生分析研究实验的过程，实验的目的是什么?应观察什么?记录哪些数据?

实验仪器的使用等，这个过程对学生的合作意识和合作能力的培养是非常重要的。
(三) 将研究方法贯穿于实验教学的始终
在实验教学过程中，让学生不断地体会和应用实验研究的方法，增强学生运用科学研究的方法，增强学生运用科学研究方法的意识和能力。在平时的教学中，充分利用实验的优势，让学生通过科学探究的过程，通过自己的思维模式不断地向科学的思维模式发生顺应，潜移默化地接受科学方法的教育，对培养学生创新素质具有重要意义。中学物理研究的方法有很多，运用最多的是以下几种：(1)控制变量法；(2)转换法；(3)类比法；(4)理想化法；(5)归纳法。
　(四) 变演示为探究，培养学生创新能力
往往越新奇的实验，学生越想亲自尝试，由于演示实验学生无法直接参与使实验功能的发挥受到很大限制。因此抓好演示实验的同时，应努力开拓实验教学的构想，探索设计性实验教学的新路子。设计性实验选题时不要求突出实验内容的复杂性，题目只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求去独立查阅资料，独立制定实验方案，在自己认真思考的基础上，提出自己分析、解决问题的设想，然后在教师的指导下独立地去解决，最后写出实验报告。在这个过程中，学生的多种能力都能得到培养。
(五) 增强实践性实验教学活动
实践活动课将课堂教学、活动和社会实践相结合，陶冶学生的情操，培养学生的动手、实践能力和创新精神。教师对实践活动的组织、指导和控制从动员、组织、指导、帮助、检查、总结这几个方面体现。充分发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位，应充分相信学生，使学生主动参与，课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析。例如：学到力学内容时，我给学生布置一个"创意制作"的任务--利用生活中的材料制作弹簧测力汁和水平仪。结果交上来的作品让人非常惊喜：用一次性塑料杯、易拉铝罐制作的水平仪；用钢锯条、美工刀片制作的重垂线；用废胶卷、塑料片制作的弹簧测力计......。这些从实践中获得的知识，学生更容易理解与记忆，并更容易被应用到实践中。

六、将问题的探究廷续到课外和后续过程

作为一种学习或学习方式，科学物理探究既可在课堂教学中出现，又可在实践活动或课外活动中应用。课外实验活动即学生的实践活动，内容是丰富多彩的。它是课堂教学的延伸和扩展，课堂教学中有限的内容和时间、空间范围，由于有了课外实验活动而得到补充和完善。可以是以实验探究为主的实践活动，教师引

导学生采用类似于科学研究的方法主动探究、发现、获取知识，解决问题，在实践中学会学习。以实验探究为主的实践活动，选择课题范围要小一些，研究和实验操作性要强一些。（1）由教师设计一些课题或学生提出自己感兴趣的课题，例如：学习了摩擦力知识后，设计一个实验验证"在相同的条件下，滚动摩擦远小于滑动摩擦"，来说明这一结论的准确性；观察音乐厅的墙壁结构，对声音的传播有什么好处？探究不同材料的物体吸音效果的强弱；探究自行车用到的物理知识等。（2）可以引导学生开展以设计和动手制作为主的实践活动。例如：自制潜望镜；自制不倒翁；自制电动竞赛车；自制潜水艇模型；自制望远镜；自制有透镜的照相机等。

参考文献
[1]崔秀梅．初中物理新课程教学法．首都师范大学出版社，2004．
[2]李远蓉朱霞邓磊．物理探究式教学设计与案例分析．高等教育出版社，2003．
[3]物理课程标准研制组．初中物理新课程案例与评析．高等教育出版社，2003．
　

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