探究从生活出发

刘欣然

摘 要：物理学由实验和理论两部分组成。实验是进行科学探究的基础。以“尝试科学探究”的教学设计为例，利用生动的生活现象引导学生充分发挥主观能动性进行科学探究。让学生在初次经历科学探究的过程中激发学习兴趣，初步形成良好的科学探究能力。

关键词：科学探究；教学设计；联系生活

一、教材分析

《尝试科学探究》是沪粤版初中物理第一章第四节内容，本节教学的重点是通过实验和体验来学习科学探究，了解科学探究的一般过程，初步体验科学猜想与假设、简化研究对象、控制变量等科学方法。由于学生缺乏探究经验，因此，这也是本节教学难点。作为打开学生进入探究世界的大门，本节在本章中被单列一节，充分体现了科学探究在物理课程中的重要地位。科学探究不仅贯穿于物理教学的各个环节，而且也是中考对学生探究能力和综合能力考查的主要体现。因此，本节课教学效果直接影响学生良好探究能力的形成以及后续探究活动的积极性和学习兴趣。所以笔者在教学中坚持以学生熟悉的生活现象为基点，引导学生主动探究、体验，通过抽象、归纳原有的感性认知得出科学方法和普遍规律的乐趣，感受生活处处蕴含物理知识。这样的设计不仅能增强课堂的趣味性，也增强了学生理论联系实际的学习习惯。

二、联系生活实际，创设情境

师：看电视时如果电视突然黑屏，可能是什么原因引起的呢？

生1：停电。

生2：电视坏了。

师：如何验证你们的说法呢？

生：开灯，如果灯没亮说明停电了，如果灯亮了就说明是电视问题。

师：很好！其实这个过程就是一个简单的科学探究过程。那么，科学探究包括了哪些步骤呢？

赏析：新课的导入是一节课中教师的教和学生的学的开始，也决定了后面教学效果的好坏。所以，笔者结合学生年龄特点和认知水平，选择学生十分熟悉的生活现象为例，在没有超出学生认知水平的基础上既能很好地调动学生积极性，又能让学生初步感受物理来源于生活。

三、自主探究，促进感性认识上升为理性认识

1.建立模型，提出问题

播放钟摆的外部构造视频，笔者进行适当解说。让学生对摆钟有一个初步认识。

师：如果把这个钟摆看做是一个礼物，那么它的哪些部件是属于包装部分可以去掉，哪些部件是工作必需部件？

（学生可能无法立即说出答案，笔者会给予适当的引导帮助学生建立钟摆模型，如图）

师：为了形象、简捷地处理物理问题，人们经常把复杂的实际问题抽象转化成能反映原物本质的简单物理模型，这是物理学中常用的方法。

赏析：简化研究对象是常用的探究方法，对于仍处于形象思维占主导地位的学生而言，如果直接让学生建立模型难度是很大的，而且这样势必会削弱学生学习参与课堂的程度。笔者通过类比引导学生寻找事物本质成功建立物理模型后再介绍建立模型的意义，帮助学生掌握抽象概念。

2.提出问题，建立合理猜想与假设

师：最近，小慧家的钟摆走快了，请邻居张师傅帮忙修理。只见张师傅将摆锤下面的螺母拧了几下，钟摆就走时准了，对于这个现象你们有什么想法？

生1：张师傅是怎么改变钟摆摆动快慢的？

生2：摆钟来回摆动一次所需的时间由什么决定？

生：……

师：这就是科学探究的第一步——提出问题。爱因斯坦说过，提出问题有时比解决问题更重要。对于你们提出的问题，你们能给出哪些合理的解释呢？（引导学生观察钟摆模型）

生1：可能与摆锤的轻重有关。

生2：可能与摆线长短有关。

生3：可能与摆偏离的角度大小有关

师：这就是科学探究的第二步——猜想与假设。在科学探究中，猜想一定要以自己的经验和知识为基础作出的一种试探性解释，不能胡乱猜想。

赏析：学生能否提出合理的猜想是本节课的关键，以学生现有的知识经验比较困难。所以笔者在探究钟摆摆动问题之前先建立好模型，再引导学生分析就大大降低了任务的难度，让学生深刻体会在科学探究中建立模型的意义。

3.设计实验与制订计划

笔者先让学生观察两个摆动快慢不同的钟摆动画，其中摆线长度和摆角大小均不同。

师：根据动画能否得出钟摆摆动的快慢受摆线长度的影响？为什么？

生：不能。因为摆角不同。

师：很好。这个就是物理学中常用的科学探究方法——控制变量法，研究某个问题与多个因素的关系时，每次只改变一个因素，保持其他因素不变，通过分析这个改变的因素与所研究问题之间的关系，再分析综合得出结论或规律。如果要验证第一个猜想，利用控制变量法对摆球、摆线和摆角有什么要求呢？

生：选两个重量不同的摆球，摆线长短和摆角要相同。

师：如果研究摆钟摆动快慢与摆线和摆角关系，该如何设计实验呢？

生1：摆线长短不同，摆球轻重和摆角要相同。

生2：摆角大小不同，摆线长短和摆锤轻重相同。

关于实验器材和所需记录数据，笔者安排学生以小组形式讨论交流确定，培养学生自主学习和团队合作的意识。

4.进行实验与搜集证据

笔者示范探究钟摆摆动快慢与摆球轻重关系的实验，在操作过程中讲解操作步骤和注意事项，让学生秉着实事求是的态度记录实验现象和数据，不可杜撰。

5.分析与论证

师：实验数据只是一堆原始材料，必须通过分析、论证形成结论才有意义。就像你买了一件新衣服，只有穿出来了才能体现衣服本身的价值。下面，请同学们仔细对比两组数据，你们能得出什么结论？（选择一组学生的记录数据写在黑板上，引导学生共同

分析）

生：摆线长短和摆角大小一定时，摆球摆动的快慢与摆球轻重无关。

接着，教师让各实验小组按照以上步骤探究猜想2和猜想3。学生操作，笔者逐步指导，得出结论。

6.评估

评估是科学探究中培养学生科学态度和批判性思维的重要环节，因此，教学中不仅要重视实验过程和实验结论，还要正确认识“评估”在探究中的作用。对于部分学生记录数据偏差较大从而得出错误结论，笔者将这些学生的操作过程进行重述，让学生讨论交流进行自我辨析，归纳失败原因，加深对正确实验操作步骤的印象，体会实验过程中合作交流以及严谨求实的必要性。

四、巩固应用，深化理解

笔者让学生将探究电视黑屏的问题按照科学探究步骤设计完整的探究方案。这样设计既是对本节知识的巩固，又让整个教学遥相呼应，更加完整。

五、教学反思

本节教学设计秉承着让物理教学紧密联系生活，坚持科学性、趣味性和教育性的有机结合。为了避免课堂过于枯燥，打击学生学习积极性，笔者选择通过生动活泼的生活实例引导学生通过探索物理现象，获取隐藏其中的物理规律，做到深入浅出、循序渐进、在潜移默化中发展学生的科学实践和抽象思维能力。