怎样在物理课堂教学中进行探性学习

魏孝持

提要：提出应在课堂教学中推进探究性学习的观点，概要介绍自己在物理教学中实践该理念的一些案例，以及它的具体操作过程和心得体会。

关键词：课堂教学；实验；探究学习

探究性学习是一种有别于传统的接受性学习方式，它的特点是，教师不告诉学生现成的结论，而是在教师的引导下由学生自己发现问题、并互相讨论与启发、探究问题，获得结论的过程。

物理学研究的是自然界物质形态在不同层次上的结构特征和自然界中不同形式的运动，以及它们相互之间转化的规律，它是一门实践性极强的学科。中学生既要在学校中学习系统的物理学理论知识，又要主动感受身边的物理现象，如果仅仅让学生在课外做几个小课题研究，就算是探究性学习的目的，那是很片面的认识。探究性学习是通过长期、大量、平凡的探究训练，帮助学生养成客观的态度、批判的意识、独立的精神，在探究学习中掌握科学的方法，提高探究能力，养成严谨求实的科学态度，以达到全面提高学生的科学素养之目的。因此，探究性学习也应纳入课堂教学。以下是笔者在高中物理课堂教学中进行探究性学习的一些尝试，请同仁们指正。

一、实施新的物理课堂教学模式——探究——发展模式

这种课堂教学模式的含义是学生在教师的引导下。通过自己的大脑独立思考、探究、学习，不断发现事物变化的起因和内部联系，从中找出规律，这个模式基本活动程序为：

这种模式体现了学生的主体参与性，有利于学生的个体发展与综合素质的提高。笔者在高一物理《自由落体运动》课堂教学中就尝试这种教学模式，取得很好的效果。此节课教学设计如下：

学习目标：

1、通过实验和演示实验发现自由落体的运动规律；

2、培养学生动手能力和处理实验数据的能力。

设计思想：

引导学生通过几组典型的实验及观察演示实验，得出在没有空气阻力时，在某地任何物体自由落体的运动情况相同，并通过分析课本上的闪光照片，处理实验数据，发现自由落体的运动规律。在整个过程中，学生始终是学习的主体，在思考中学习、在探究中学习，不断发现事物变化的起因和阿部联系，从中找出规律，体验自己获取知识的喜悦与自信。

过程设计：

1、建立情景，导入学习：

老师让一小石块和一纸片从同一高度处同时静止下落，同学们看到小石块先落到实验桌面上，纸片后落到实验桌面上。(老师提示小石块比纸片质量大得多)

2、提出假设，让学生实验探索：

在上面的实验基础上提出假设——重物落得快，轻物落得慢。

为了验证这个结论，引导学生作两组探究性实验。

实验1：取实验桌面上大张纸片和小张纸片(教师提示：大张纸片质量大于小张纸片)，引导同学将小张纸片搂成纸团，然后让大张纸片和小纸团从相同高度处同时静止落下，观察谁落得快?大家都看到小纸团落得快。老师提问：是不是轻的物体落得快?此时留出时间让学习小组内的同学交流看法。讨论这个现象。有的同学说这跟空气阻力有关。那么是否与空气阻力有关，引导同学再做第2组实验。

实验2：让同学将小纸团和桌面的小石块(提示：两物体空气阻力都很小)，从相同高度处同时静止落下。全体同学都观察到小石块和小纸团几乎同时落到实验桌面上。

同样让同学讨论后得出新的猜想：物体下落的快慢与物体轻重无关，而与空气阻力有关。

3、观察演示实验，推出正确结论：

老师拿出牛顿管来演示羽毛和钱币下落的快慢。同学观察到：没有抽气时，羽毛比钱币下落慢得多；抽去部分空气后，两者下落时间差减少了；尽量抽空管内空气后。两者几乎同步下落。引导同学做出正确结论：空气阻力很小时，羽毛和钱币下落几乎一样快。

老师总结前面的几组实验及同学的探讨结果作出推论：在没有空气阻力时，在某地任何物体自由下落的运动情况相同。

4、引导学生分析课本上闪光照片，发现自由落体规律：

首先引导同学测量下落轨迹中相邻两球球心距离，列出数据表，分析相邻两球心距离之差有什么特征?多数同学都能得出结论：自由落体运动是匀加速直线运动，再引导同学求出匀加速直线运动的加速度。

5、引导同学阅读课文，让同学进一步掌握自由落体运动的规律。

二、课堂教学中，将验证性实验或演示实验转变为探索性实验进行探究性学习

高中物理的学生实验，主要有三大类：一类是验证性实验。即在学过相应的知识之后通过实验进行验证。例如“验证机械能守恒定律”、“验证动量守恒定律”……一类是测量性实验，即运用学过的相应物理知识和规律测量某个物理量，例如“用单摆测定重力加速度”、“测定金属的电阻率”……；另一类是探索性实验，如“研究闭合电路的欧姆定律”……。前两类实验的前提都是认为学生已掌握所涉及的知识，因此实验的目的不是探索新的知识，这些实验对于培养学生获取新知识的能力，激发他们的创新精神，缺乏积极的作用。在探索性实验中，学生通过自主活动、自主学习，在实验中探索新知识的物理规律。笔者在高二物理《电磁感应现象》教学中把演示实验转变为探索实验进行探究性学习，教学设计如下：

学习目标：

1、知道电磁感应现象；

2、通过实验探索感应电流产生的条件：

3、培养学生的创新精神和实验探索能力；

4、学会制作变量法研究问题，培养学生的科学精神。

设计思想：

磁场是一种抽象的物质形态，分析由磁场的变化产生感应电流的条件就是显得较为困难。本节课通过学生自己动手做实验，观察现象，总结规律，同时激发了学生的学习兴趣。

过程设计：

1、演示实验、引出问题：

(1)演示实验：将直导线与灵敏电流表组成—个闭合回路，使直导线在蹄形磁铁的磁场中如图1所示做切割磁感线运动或做平行磁感线的运动，观察灵敏电流表的指针偏转情况，这个现象说明了什么问题?

(2)老师提问：

在这个实验中，导体在磁场中做切割磁感线运动时产生了电流，这样的电流称为感应电流。还有什么方法能够在闭合回路中产生感应电流呢?产生感应电流的条件又是什么呢?

2、合作探索，解决问题：

(1)学生实验探索产生感应电流的条件：

实验器材：灵敏电流表、带铁芯的线圈A、线圈B、条形磁铁、滑动变阻器、开关、电源等。

学生分组实验：学生自行设计实验，并做好记录。教师要密切注意学生的操作，给予必要的引导，引导他们归纳这些现象的共同特点。

(2)实验过程及结果：

经过观察学生的完成情况，选取几个组讲解他们的实验探索过程，分析在什么情况下，闭合电路中产生电流。

A组：让条形磁铁在线圈B中的运动产生感应电流的实验(见图2)。实验证明，当磁铁插入线圈或从线圈中拨出时。灵敏电流表指针发生了明显偏转。

老师提问：当磁铁静止在线圈中时，灵敏电流表会发生偏转吗?

学生实验：当磁铁静止在线圈中时，灵敏电流表不发生偏转。

B组：让电流的磁场在线圈B中的变化产生感应电流的实验(如图3)。

老师用视频展示台将学生设计的电路图呈现在屏幕上。学生指出在下列情况下。灵敏电流表的指针变化情况。

①将开关S闭合、断开，线圈A插入线圈B或从线圈B中拨出，灵敏电流表中指针发生偏转。

②闭合开关S一小段时间后，灵敏电流表指针不偏转。

③闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流表的指针也发生偏转。

教师提问：开关闭合或断开，起到什么作用?移动滑动变阻器的滑片，又起到什么作用?

学生回答：开关用来控制电路中电流的有无；移动滑动变阻器的滑片引起了电流的变化，从而引起了电流周围的磁场变化。

老师引导：在线圈B的电路中也加一个开关。这个开关闭合与断开是否会影响观察结果?

学生探索：将观察到的结果做记录。

3、实验归纳：

根据实验现象，学生自己探究出以上现象之间的关系，归纳产生感应电流的条件：

(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动可以产生感应电流；

(2)引起感应电流磁场的磁感应强度产生变化可以产生感应电流。

4、总结电磁感应现象和产生感应电流的条件(此处略)

整个过程学生通过动手实验、观察现象、思考为什么灵敏电流表的指针偏转情况不同，学生处于对知识的主动探究之中。

为了有效提高学生的创新能力，需要为学生提供更多培养创新探究能力的平台，仅仅依靠十分有限的“研究性学习”的课时是不够的，而应当将探索学习的重心与中心纳入正常的课堂教学之中，探究性学习的核心是让学生自主获取知识。因此。探究性学习不是一堂课、一个学科偶尔为之的活动，应该是每天都要吃的家常便饭，只有让探究性学习成为一种常态的学习方法，让这种常态方法成为习惯、长期的习惯成为意识、长期的意识养成能力，这就是探究性学习的价值所在。以上仅是笔者在课堂教学之中实施探究性学习的一些实践和思考，望与同仁共探讨。

参考文献：

1、余文森.当代课堂教学改革的理论与实践[M].福州：福建教育出版社1999.10.

2、刘莹编.探究性学习教学示例[M].杭州：浙江教育出版社.2004.4.