魏孝持

提要：提出應(yīng)在課堂教學(xué)中推進(jìn)探究性學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)，概要介紹自己在物理教學(xué)中實(shí)踐該理念的一些案例，以及它的具體操作過程和心得體會。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；實(shí)驗(yàn)；探究學(xué)習(xí)

探究性學(xué)習(xí)是一種有別于傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)方式，它的特點(diǎn)是，教師不告訴學(xué)生現(xiàn)成的結(jié)論，而是在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、并互相討論與啟發(fā)、探究問題，獲得結(jié)論的過程。

物理學(xué)研究的是自然界物質(zhì)形態(tài)在不同層次上的結(jié)構(gòu)特征和自然界中不同形式的運(yùn)動(dòng)，以及它們相互之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律，它是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科。中學(xué)生既要在學(xué)校中學(xué)習(xí)系統(tǒng)的物理學(xué)理論知識，又要主動(dòng)感受身邊的物理現(xiàn)象，如果僅僅讓學(xué)生在課外做幾個(gè)小課題研究，就算是探究性學(xué)習(xí)的目的，那是很片面的認(rèn)識。探究性學(xué)習(xí)是通過長期、大量、平凡的探究訓(xùn)練，幫助學(xué)生養(yǎng)成客觀的態(tài)度、批判的意識、獨(dú)立的精神，在探究學(xué)習(xí)中掌握科學(xué)的方法，提高探究能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以達(dá)到全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)之目的。因此，探究性學(xué)習(xí)也應(yīng)納入課堂教學(xué)。以下是筆者在高中物理課堂教學(xué)中進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的一些嘗試，請同仁們指正。

一、實(shí)施新的物理課堂教學(xué)模式——探究——發(fā)展模式

這種課堂教學(xué)模式的含義是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下。通過自己的大腦獨(dú)立思考、探究、學(xué)習(xí)，不斷發(fā)現(xiàn)事物變化的起因和內(nèi)部聯(lián)系，從中找出規(guī)律，這個(gè)模式基本活動(dòng)程序?yàn)椋?/p>

這種模式體現(xiàn)了學(xué)生的主體參與性，有利于學(xué)生的個(gè)體發(fā)展與綜合素質(zhì)的提高。筆者在高一物理《自由落體運(yùn)動(dòng)》課堂教學(xué)中就嘗試這種教學(xué)模式，取得很好的效果。此節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1、通過實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

2、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

設(shè)計(jì)思想：

引導(dǎo)學(xué)生通過幾組典型的實(shí)驗(yàn)及觀察演示實(shí)驗(yàn)，得出在沒有空氣阻力時(shí)，在某地任何物體自由落體的運(yùn)動(dòng)情況相同，并通過分析課本上的閃光照片，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在整個(gè)過程中，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的主體，在思考中學(xué)習(xí)、在探究中學(xué)習(xí)，不斷發(fā)現(xiàn)事物變化的起因和阿部聯(lián)系，從中找出規(guī)律，體驗(yàn)自己獲取知識的喜悅與自信。

過程設(shè)計(jì)：

1、建立情景，導(dǎo)入學(xué)習(xí)：

老師讓一小石塊和一紙片從同一高度處同時(shí)靜止下落，同學(xué)們看到小石塊先落到實(shí)驗(yàn)桌面上，紙片后落到實(shí)驗(yàn)桌面上。(老師提示小石塊比紙片質(zhì)量大得多)

2、提出假設(shè)，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索：

在上面的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出假設(shè)——重物落得快，輕物落得慢。

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生作兩組探究性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：取實(shí)驗(yàn)桌面上大張紙片和小張紙片(教師提示：大張紙片質(zhì)量大于小張紙片)，引導(dǎo)同學(xué)將小張紙片摟成紙團(tuán)，然后讓大張紙片和小紙團(tuán)從相同高度處同時(shí)靜止落下，觀察誰落得快?大家都看到小紙團(tuán)落得快。老師提問：是不是輕的物體落得快?此時(shí)留出時(shí)間讓學(xué)習(xí)小組內(nèi)的同學(xué)交流看法。討論這個(gè)現(xiàn)象。有的同學(xué)說這跟空氣阻力有關(guān)。那么是否與空氣阻力有關(guān)，引導(dǎo)同學(xué)再做第2組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)2：讓同學(xué)將小紙團(tuán)和桌面的小石塊(提示：兩物體空氣阻力都很小)，從相同高度處同時(shí)靜止落下。全體同學(xué)都觀察到小石塊和小紙團(tuán)幾乎同時(shí)落到實(shí)驗(yàn)桌面上。

同樣讓同學(xué)討論后得出新的猜想：物體下落的快慢與物體輕重?zé)o關(guān)，而與空氣阻力有關(guān)。

3、觀察演示實(shí)驗(yàn)，推出正確結(jié)論：

老師拿出牛頓管來演示羽毛和錢幣下落的快慢。同學(xué)觀察到：沒有抽氣時(shí)，羽毛比錢幣下落慢得多；抽去部分空氣后，兩者下落時(shí)間差減少了；盡量抽空管內(nèi)空氣后。兩者幾乎同步下落。引導(dǎo)同學(xué)做出正確結(jié)論：空氣阻力很小時(shí)，羽毛和錢幣下落幾乎一樣快。

老師總結(jié)前面的幾組實(shí)驗(yàn)及同學(xué)的探討結(jié)果作出推論：在沒有空氣阻力時(shí)，在某地任何物體自由下落的運(yùn)動(dòng)情況相同。

4、引導(dǎo)學(xué)生分析課本上閃光照片，發(fā)現(xiàn)自由落體規(guī)律：

首先引導(dǎo)同學(xué)測量下落軌跡中相鄰兩球球心距離，列出數(shù)據(jù)表，分析相鄰兩球心距離之差有什么特征?多數(shù)同學(xué)都能得出結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再引導(dǎo)同學(xué)求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。

5、引導(dǎo)同學(xué)閱讀課文，讓同學(xué)進(jìn)一步掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

二、課堂教學(xué)中，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)

高中物理的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，主要有三大類：一類是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。即在學(xué)過相應(yīng)的知識之后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。例如“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”、“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”……一類是測量性實(shí)驗(yàn)，即運(yùn)用學(xué)過的相應(yīng)物理知識和規(guī)律測量某個(gè)物理量，例如“用單擺測定重力加速度”、“測定金屬的電阻率”……；另一類是探索性實(shí)驗(yàn)，如“研究閉合電路的歐姆定律”……。前兩類實(shí)驗(yàn)的前提都是認(rèn)為學(xué)生已掌握所涉及的知識，因此實(shí)驗(yàn)的目的不是探索新的知識，這些實(shí)驗(yàn)對于培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神，缺乏積極的作用。在探索性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過自主活動(dòng)、自主學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中探索新知識的物理規(guī)律。筆者在高二物理《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》教學(xué)中把演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿鲗?shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1、知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象；

2、通過實(shí)驗(yàn)探索感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：

3、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)探索能力；

4、學(xué)會制作變量法研究問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

設(shè)計(jì)思想：

磁場是一種抽象的物質(zhì)形態(tài)，分析由磁場的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件就是顯得較為困難。本節(jié)課通過學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

過程設(shè)計(jì)：

1、演示實(shí)驗(yàn)、引出問題：

(1)演示實(shí)驗(yàn)：將直導(dǎo)線與靈敏電流表組成—個(gè)閉合回路，使直導(dǎo)線在蹄形磁鐵的磁場中如圖1所示做切割磁感線運(yùn)動(dòng)或做平行磁感線的運(yùn)動(dòng)，觀察靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況，這個(gè)現(xiàn)象說明了什么問題?

(2)老師提問：

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了電流，這樣的電流稱為感應(yīng)電流。還有什么方法能夠在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件又是什么呢?

2、合作探索，解決問題：

(1)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：

實(shí)驗(yàn)器材：靈敏電流表、帶鐵芯的線圈A、線圈B、條形磁鐵、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電源等。

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并做好記錄。教師要密切注意學(xué)生的操作，給予必要的引導(dǎo)，引導(dǎo)他們歸納這些現(xiàn)象的共同特點(diǎn)。

(2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果：

經(jīng)過觀察學(xué)生的完成情況，選取幾個(gè)組講解他們的實(shí)驗(yàn)探索過程，分析在什么情況下，閉合電路中產(chǎn)生電流。

A組：讓條形磁鐵在線圈B中的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)(見圖2)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)磁鐵插入線圈或從線圈中撥出時(shí)。靈敏電流表指針發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn)。

老師提問：當(dāng)磁鐵靜止在線圈中時(shí)，靈敏電流表會發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：當(dāng)磁鐵靜止在線圈中時(shí)，靈敏電流表不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

B組：讓電流的磁場在線圈B中的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)(如圖3)。

老師用視頻展示臺將學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖呈現(xiàn)在屏幕上。學(xué)生指出在下列情況下。靈敏電流表的指針變化情況。

①將開關(guān)S閉合、斷開，線圈A插入線圈B或從線圈B中撥出，靈敏電流表中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

②閉合開關(guān)S一小段時(shí)間后，靈敏電流表指針不偏轉(zhuǎn)。

③閉合開關(guān)S后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，靈敏電流表的指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

教師提問：開關(guān)閉合或斷開，起到什么作用?移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，又起到什么作用?

學(xué)生回答：開關(guān)用來控制電路中電流的有無；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片引起了電流的變化，從而引起了電流周圍的磁場變化。

老師引導(dǎo)：在線圈B的電路中也加一個(gè)開關(guān)。這個(gè)開關(guān)閉合與斷開是否會影響觀察結(jié)果?

學(xué)生探索：將觀察到的結(jié)果做記錄。

3、實(shí)驗(yàn)歸納：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生自己探究出以上現(xiàn)象之間的關(guān)系，歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：

(1)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生感應(yīng)電流；

(2)引起感應(yīng)電流磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度產(chǎn)生變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。

4、總結(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(此處略)

整個(gè)過程學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、思考為什么靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況不同，學(xué)生處于對知識的主動(dòng)探究之中。

為了有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要為學(xué)生提供更多培養(yǎng)創(chuàng)新探究能力的平臺，僅僅依靠十分有限的“研究性學(xué)習(xí)”的課時(shí)是不夠的，而應(yīng)當(dāng)將探索學(xué)習(xí)的重心與中心納入正常的課堂教學(xué)之中，探究性學(xué)習(xí)的核心是讓學(xué)生自主獲取知識。因此。探究性學(xué)習(xí)不是一堂課、一個(gè)學(xué)科偶爾為之的活動(dòng)，應(yīng)該是每天都要吃的家常便飯，只有讓探究性學(xué)習(xí)成為一種常態(tài)的學(xué)習(xí)方法，讓這種常態(tài)方法成為習(xí)慣、長期的習(xí)慣成為意識、長期的意識養(yǎng)成能力，這就是探究性學(xué)習(xí)的價(jià)值所在。以上僅是筆者在課堂教學(xué)之中實(shí)施探究性學(xué)習(xí)的一些實(shí)踐和思考，望與同仁共探討。

參考文獻(xiàn)：

1、余文森.當(dāng)代課堂教學(xué)改革的理論與實(shí)踐[M].福州：福建教育出版社1999.10.

2、劉瑩編.探究性學(xué)習(xí)教學(xué)示例[M].杭州：浙江教育出版社.2004.4.