科学探究在高中物理课堂中的实践

罗章萍

摘 要：探究式教学在新课程中被确定为一种现代物理教学模式，成为教学改革和发展的方向。寓科学探究思想于高中物理课堂中， 改变过去以知识传授为主的教学方式，形成以促进学生发展为主的现代物理教学方式。

关键词：探究式教学；科学探究思维方式

探究式教学是一个以学生探究为主的新的教学方式，顺应新课标的要求，同时符合学生的认知和发展过程。具有显著的科学性、实效性和发展性[1 ] 。物理本身是一门以科学探索、实验为知识获取手段的学科，把科学探究思想寓于物理教学中，将物理学科的探究性本质与学生学习的自主探究过程有机地融合在一起，可以改变过去以知识传授为主的教学方式，形成以促进学生发展为主的现代物理教学方式。

1 科学探究的实践意义

探究式学习物理是当前国际物理教学的趋势。目前，对于科学探究有不同的理解和认识，是不是把学生放开，让他们主动去发现问题，自己动手做实验就是科学探究？显然，这种观点是狭隘的，只看到了科学探究的自主性和操作性，而没有看到科学探究的实质。

从物理学的发展历程来看，牛顿从苹果落地开始探索天体运动规律，最终发现了万有引力，将物理规律延伸到宇宙空间，是科学探究的典范；爱因斯坦的质能方程改变了整个世界，是科学探究的一个里程碑；磁生电是法拉第实验探究的结果。物理学上的每一次革命都是科学探究的辉煌成就，所以科学探究的含义应是十分广泛的。

科学探究体现着现代科学观，它不是一层不变的模式，是科学家们在长期探索自然的过程中形成的认识和实践方式，在人类的探究过程中不断发展变化。教师应将科学探究的思想体现到具体的教学方式和方法之中，要把握好科学探究的实质，而不应将其形式化和固定化。在教师授课过程中，既可以变成传统“满堂灌”式的知识传授，也可以体现科学探究的思想，关键取决于教师在何时使用这种探究方法以及如何使用 [2 ]。

2 科学探究在物理课堂上的实践

从学校和学生的具体情况，把科学探究作为指导思想，可以从以下三个方面入手来改变以往的教学模式，向探究式教学方向发展。

2.1 从思维方式层面启发科学探究

物理课不应当只是上课记笔记，照着例题完成练习题的结合，应当在教师引导下，学生不断探究物理现象，不断发展探究能力，形成科学的思维方式的过程。教师要认真研究教材，分析解决问题的方法，了解学生的现有知识和思维方式的基础上，给学生提供研究所需的数据或资料，引导学生用科学的方法和思维方式来探究问题的答案。在学生遇到困难时，可以借助多媒体教学等来展示探究过程和方法，来启迪学生进行探究。

例1 在分析平抛运动的分运动时，可以让学生先猜想：水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动。再让学生想验证的方案。

（1） 探究1：利用平抛运动演示仪演示实验。

（2） 探究2：利用频闪照相用理论值来验证。

利用多媒体课件展示频闪照相的图像，获得平抛运动轨迹图后，提供坐标数据，让学生自己验证。在原有对纸带的认识上，学生会想出测定水平方向上相等时间内位移相等说明水平方向是匀速直线运动；测定竖直方向上相等时间内位移之比1：3：5：7：……说明竖直方向是匀变速直线运动；由Δh=gT2求得a=g，则竖直方向为自由落体运动。

2.2 从问题情境层面引导科学探究

高中物理探究式教学不一定都需要实验，因为初中物理课堂几乎每一节都有实验，学生经历了许多实验，还有了一定的生活阅历。所以不单单是物理概念和物理规律课可用探究式教学去上，还如习题课之类也有探究的必要性，可创设一些值得思考探究的问题情境让学生主动探究，这样可以提高学生物理思维能力和探究能力。学生对学习的积极性、主动性，往往来自于一个求知者对内容的好奇心。创设充满疑问的问题情境，就是在所学的内容和学生求知心理间搭建一座神秘桥梁，把学生引入与问题有关的物理情境中去 [3 ]。通过创设问题情境，让学生明确了探究的目标，给思维以方向；让学生产生探究的欲望，给思维以动力。

例2 如图1所示，水平传送带以v=10m/s的恒定速度顺时针运动，传送带长s=16m，今在其左端A将一质量为1kg的物块（可视为质点）轻轻放在上面，物块被带动，传送到右端B，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，试求：物块经多少时间由传送带左端A运动到右端B？（g=10m/s2）

问题情境1：若物块以速度v0=5m/s从A端滑上传送带，物块经多少时间由传送带左端A运动到右端B？

问题情境2：若物块以速度v0=20m/s从A端滑上传送带，物块经多少时间由传送带左端A运动到右端B？

问题情境3：若物块以速度v0=5m/s，12m/s，20m/s从B端滑上传送带，则运动情况如何？

对于所创设的问题情境中所隐含的“问题”，不要直接给学生结果，而要让学生在学习实践活动中自己去发现、去解决.这样不至于让学生死记硬背，通过自己发现问题，更顺其思维实际，更能引发其探究。

2.3 从操作技能层面实践科学探究

探究式教学存在着多种教学方式，学生动手实验是其中一种重要的方式。德国教育非常重视让儿童亲自动手完成实验，让儿童在操作实践中获取知识和感受学习的乐趣，让儿童动手去“做”科学，而不是“听”科学，让儿童通过自身实践中去获取科学知识，培养科学精神，形成科学的价值观。还有国外著名PSSC教材这样写道：“物理学呈现出来的不只是干巴巴的事实，从根本上说，是人类探究物质世界本质的一个连续不断的过程。[4 ] ”学生需要自身经历科学探究的过程，这个观点已经得到了物理教育界的认同。科学探究不一定需要非常良好的实验装备，可以利用生活中的低成本物品引导学生开展探究活动。

例3 在学完“动量”以后，学生对火箭的知识非常好奇，只要用到一些生活用品：600 mL塑料饮料瓶、打气筒、橡皮塞、自行车内胎上的气门芯底座、气门芯，学生就可以自己探索“制造”小火箭了。方法：用普通600 mL塑料饮料瓶，在里面注入水后，用橡皮塞堵住瓶口，再在橡皮塞上打了个孔，塞入一个自行车内胎上的气门芯底座，再装上气门芯，用打气筒对瓶内的空气进行加压，利用水向下高速喷出使“火箭”作反冲运动来制作水火箭。

新课程为教学改革提供了一个平台，又对教学改革提出了全新的要求。探究式教学这种全新的教学方法，能促使人们积极探索，同时对学生的认识能力有较高的要求，有利于发展学生的探究能力，培养学生的创新思维。在新课改形势下，探究式教学应该是一种比较行之有效的教学模式。但在教学实践存在很多实际问题，如探究式教学方式比传统教学方式要花更多的时间，而课堂教学必要受到教学进度的制约，这就决定不可能每节课都要采用探究式教学，所以在实际教学中，我们应灵活应用它。随着实验研究的深入，探究式教学将日臻成熟。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部全日制普通高级中学物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]薛国凤，王亚晖.当代西方建构主义教学理论评析[J].高等教育研究，2003（2）.

[3]郭玉英，卢俊梅译. “为概念转变而教”策略综述[J].物理教师，2003（5，6）.

[4]美国国家研究理事会.科学探究与国家科学教育标准[M].北京：科学普及出版社，2004.