物理课堂理论探究型研究性教学的实践分析

徐丽若

摘要：研究性学习是我国教育改革的一大亮点，通过具体事例和对不同课型进行进一步的分析，总结研究性学习在高中物理教学中实施的优越性。

关键词：研究性学习；中学物理；理论研究性教学

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）05-0060

研究性学习的学习方法和课程作为一个独具特色的学习领域，首次成为我国教育体系的有机构成，这被公认为我国当前学习改革的一大亮点。在实践中，研究性学习需要结合学生的创新意识，让学生学会学习，同时研究性学习也是学生主体参与的一种学习方式。物理课堂规律的教学，往往还是沿袭着“是什么？为什么？怎么样？”的三部曲，如果我们将程式化的“三步曲”倒过来，先引导学生解“怎么样”，再探讨“为什么”，最后才得出“是什么”，则将收到事半功倍的效果。物理概念的教学也是如此，教学中应该体现物理学科的研究方法，再现知识的发展过程。笔者以中学物理课《超重和失重》为例，论述理论探究型研究性教学的实践。

一、课题选择，设计研究方案

教师首先要分析教材教法，给学生创设物理情境和探究学习的机会。如《牛顿运动定律》有牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、超重和失重等内容，其中B层次要求是第二定律和第三定律，超重和失重是属A层次要求，但实质上是牛顿第二定律和牛顿第三定律的应用，并且超重和失重以及完全失重在现代航天科技中是常见的物理现象，所以对本节课的理解要全面深刻。而教材中既没有学生实验也没有演示实验，更谈不上动手探究，基于此，教师应为学生创设物理情境和动手探究的机会。

二、探索研究，检验过程

1.观察现象提出问题。让乘坐过电梯的学生谈谈，从底层开始到上升到最高层停下这个过程中的感受（即整个过程三个阶段——加速上升、匀速上升、减速上升的感觉），体会人对升降机底板的压力变化情况，使学生发现在不同阶段人对底板压力的不同，从而引导学生明白：人若站在处于升降机中的测力计上，则在上述物理过程中，测力计上的示数会有所变化。那么，如何能直观形象地将上述过程中的示数变化在课堂上显现出来呢？

2.进行实验。教师在课堂上要创设使学生研究、动手的机会，为每位学生准备一些弹簧秤、钩码和橡皮条，有条件的可开放实验室，让学生自己选择仪器进行操作。在教师创设的与电梯中类似的物理情境中，引导学生观察弹簧秤悬挂钩码静止不动时的示数，以及由静止开始上升时秤的示数和由运动到停下来时秤的示数变化情况（与静止时比较），使学生在动手过程中，体会到同一个钩码用弹簧秤拉它时，在不同运动阶段会有不同的示数，说明钩码在不同阶段对秤的拉力不同（牛顿第三定律）。同时，通过让学生交流、讨论，使学生明白：弹簧秤拉着物体，在加速上升的一段时间内，物体对悬挂它的弹簧秤的拉力大于物体重力；在减速上升的一段时间内钩码对悬挂它的弹簧秤的拉力小于物体重力。前者为超重现象，后者为失重现象。这样教学，使学生对超重和失重现象有了形象直观的认识。在此基础上，让学生用一条橡皮条两端各系一个钩码，使橡皮条刚好伸直（无拉力），然后由静止同时释放两钩码，观察自由下落过程中橡皮条长度是否变化，不变化说明橡皮条对下面的钩码无拉力也无推力，若是弹簧秤，则示数应为零。这样操作，既不损坏弹簧秤又能使学生观察到完全失重的物理情境。

三、分析概括，提出假设

引导学生将上述动手操作的现象根据牛顿第三定律和牛顿第二定律上升到理论分析，具体如下。

1.弹簧秤悬挂钩码静止不动时，弹簧秤示数F′=2N，说明钩码对弹簧秤拉力为2N，根据牛顿第三定律，弹簧秤对钩码拉力F=F′=2N，∵平衡，∴F=G。

2.当弹簧秤悬挂钩码由静止开始上升时，现象：弹簧秤示数F′> G。解释分析：F=F′（牛顿第三定律），对钩码：F-G=ma（取向上为正），由静止开始上升，a向上，∴a>0，即F-G=ma>0，∴F>G。

3.当弹簧秤悬挂钩码由运动到停下来时，现象：弹簧秤示数F′< G。解释分析：F=F′（牛顿第三定律），对钩码：G-F=ma（取向下为正），由静止开始下降，a向下，∴a>0，即G-F=ma>0，∴G>F，即F

4.当用一条橡皮条两端各系一个钩码，使橡皮条刚好伸直（无拉力），由静止同时释放两钩码，现象：下落过程中橡皮条既没伸长，又无弯曲，即橡皮条对下面钩码拉力F=0（若是弹簧秤则示数为零）。解释分析：G-F=ma，F=0，∴a=g。概括：钩码具有向上加速度时，钩码对悬挂钩码的弹簧秤的拉力大于物体重力为超重现象；钩码具有向下加速度时，钩码对悬挂钩码的弹簧秤的拉力小于钩码重力为失重现象；当钩码具有重力加速度时，钩码对弹簧秤拉力为零，为完全失重现象。

四、表达与交流

通过实验操作观察，让学生分小组对超重和失重、完全失重现象进行归纳概括交流，特别是在完全失重状态下，让学生提出自己的设想：即进行生化、物理等一系列实验，并在分析这种情况下各种科学研究实验方法的优劣的基础上，开阔学生思维，提高学生学习兴趣。

五、深入研究，理论评定

超重和失重主要比较物体对悬挂它的物体的拉力（或支持它的物体的压力）是大于物体重力还是小于物体重力，至于其具有向上的加速度還是具有向下的加速度，只是超重和失重的一种情况，不能由物体的加速度方向判断是处于超重状态，还是失重状态。比如，在竖直平面的圆形导轨上，做圆周运动的小车在最高点速度很大时，轨道对车的压力大于车的重力，车处于超重状态，但车具有向下的加速度。综上所述，探究性学习应注重于学习的过程和研究的过程。在这一过程中，教师要通过创设丰富的教学情境，通过指导学生转变学习方法、改进探究方式，引导学生将知识转化为能力。

总之，在研究性学习的课堂实施经验中可以看到，成功的研究性学习应用于课堂是始终把培养“研究型”教师放在突出的地位和重视学生的主体参与，研究性学习课程的实施的目是要带动各学科的改革，进而推动教育走向开放。

参考文献：

[1]王升.研究性学习的理论与实践[M].北京：教育科学出版社，2002.

[2]霍益萍.研究性学习——实验与探索[M].南宁：广西教育出版社，2002.

[3]陈忠良，王晓燕.关于中学物理研究性学习的思考[J].中学物理教学参考，2002（1）：31.

（作者单位：浙江省温州市第二十一中学325000）