浅谈中学物理课堂教学中的科学探究.doc

浅谈中学物理课堂教学中的科学探究
武汉市中等职业艺术学校 孟令华
【摘 要】：科学探究是指学生在老师的指导下，从学习和社会生活中选择并确定的课题，用类似科学研究的方式，主动获取知识、应用知识解决问题。探究性学习是在遵循教育心理学规律的前提下，创建开放的、生动的、民主的、和谐的教学情境，放权于学生，充分挖掘学生的探究潜力，释放学生内在的探究能量。本文讨论了探究式教学的教学模式、特点和方法，并结合中学物理教学的实践，给出几个例子，从不同的侧面说明探究式教学的具体实施。
【关键词】： 物理课堂教 学科学探究 课堂教学模式
探究性学习是在遵循教育心理学规律的前提下，创建开放的、生动的、民主的、和谐的教学情境，放权于学生，充分挖掘学生的探究潜力，释放学生内在的探究能量。物理规律教学过程中，传统的教学过分强调实验结论，要求学生掌握规律本身而新课程则要求学生还要对规律的建立过程，研究问题的科学方法进行深入地了解。这样才能真正应用规律解决具体问题，才能培养学生的科学素质。并且，对不同的物理规律，应采取不同的探究模式。
1、科学探究的重要性。
1．1、什么是科学探究。
面对当今教育教学改革的时代潮流和压力，在课堂教学中有意识的设计各种探究活动，作相应的各种尝试，充分培养学生的科学探究的能力和意识是迫在眉睫。在新课程标准中的内容，分为科学探究和科学内容两部分，科学探究是指学生在老师的指导下，从学习和社会生活中选择并确定的课题，用类似科学研究的方式，主动获取知识、应用知识解决问题。心理学研究表明：每个学生都有潜在的学习主动性和独立探究的能力，传统的学习方式扼杀了学生的这种能力。探究性学习是在遵循教育心理学规律的前提下，创建开放的、生动的、民主的、和谐的教学情境，放权于学生，充分挖掘学生的探究潜力，释放学生内在的探究能量。
1．2、科学的核心是探究。
科学是认识自然界最有效的途径，是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动。全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念，科学是一个开放的系统，发展学生的科学素养离不开科学的学习过程，科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式，应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体现探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。
1．3、探究式课堂教学是以探究为主的教学。
面对当今教育教学改革的时代潮流和压力，在课堂教学中有意识的设计各种探究活动，作相应的各种尝试，充分培养学生的科学探究的能力和意识是迫在眉睫。对科学探究的理解，目前，物理教育界对于科学探究有不同的理解和认识。有一种观点认为，只有把学生放开，让他们自己发现问题，自己动手实验才是科学探究，才是探究式的学习方式。这种观点是对科学探究的狭义理解，只看到了科学探究的自主性和操作性层面，而忽视了科学探究的本质含义。在这里我对科学探究的理解是这样的：一是科学探究是科学的本质特征；其二是科学探究是促进学生学习的有效方式；三是科学探究是培养学生创新精神与实践能力的有效途径。如：在简单的磁现象的教学中这样组织，先介绍磁带、磁盘、磁卡等磁性材料在现代生活和科学技术中的广泛应用，让学生认识学习磁现象的重要性，激发学生的学习热情，再提出：“1.磁铁能吸引那些物质？2.磁铁的各部分吸引铁的能力一样吗?3.怎样表示磁铁的两极呢?4.两个磁极相互靠近,会发生什么现象?5.人造磁铁是根据什么原理制成的?”五个问题,让学生根据已准备好的实验器材进行实验研究,通过动手操作、观察现象、分析讨论，逐个加以解决。老师巡视、收集信息、引导实验、组织讨论交流、作出评价，这种探究式的课堂教学，不仅激发了学生的学习兴趣，而且能让学生处在发表不同见解所获得成功的心理体验中，久而久之会凝聚成敢于向问题挑战，乐学、善学的精神状态，养成创新求真的好品质。
2、探究式物理课堂教学的模式。
物理规律教学过程中，传统的教学过分强调实验结论，要求学生掌握规律本身而新课程则要求学生还要对规律的建立过程，研究问题的科学方法进行深入地了解。这样才能真正应用规律解决具体问题，才能培养学生的科学素质。为此，对不同的物理规律，应采取不同的探究模式。
2．1、实验先行的探究式教学
实验探究法是课堂教学中应用得比较普遍的一种科学探究模式，下面以研究“滑动摩擦力的大小决定因素”示例介绍该模式的探究过程。
2．1．1、提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？
2．1．2、进行猜想与假设：（1）、滑动摩擦力的大小与正压力有关。（2）、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。（3）、滑动摩擦力的大小与接触面的大小有关。
2．1．3、设计实验方案
(1)、实验需要到的器材：一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块、水平长木板、弹簧测力计、砝码、棉布。
（2）、实验步骤
步骤1、把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动，读出这时弹簧测力计的读数。
步骤2、把长方体木块平放在水平的长木板上，并在长方体木块上放上砝码，用弹簧测力计水平拉木块与砝码一起沿直线匀速运动，读出这时弹簧测力计的读数。
步骤3、在水平长木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动，比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小。
步骤4、把长方体木块侧放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动，读出这时弹簧测力计的读数，并与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小作比较。
2．1．4、实验探究
根据猜想和实验设计方案，学生分组合作完成实验，观察记录实验结果。
2．1．5、分析归纳
由实验得出结论：（1）、滑动摩擦力的大小与正压力有关。（2）、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。（3）、滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关。
2．1．6、讨论与评估
学生讨论交流后，教师引导点评，进一步得出结论：滑动摩擦力的大小与正压力、接触面的粗糙程度有关、而与接触面的大小无关的最终结论。
这种对规律的探究模式有利于发展学生的发散思维，培养严谨的科学态度，通过实验体验规律的获得过程，合作精神得到加强，极大地提高了学生的综合科学素质。
2．2、由理论到实验的探究式教学
有些教学内容，由学生自己猜想进行探究，学生会无从下手，如阿基米德原理的探究，我将采取以下的探究模式。
2．2．1、理论推导
上节课学过浮力产生的原因，根据物体受到的液体向上和向下的压力差继续向下推导，看能推出什么结果？
2．2．2、建立假设
根据推导结果猜想浮力可能跟排开液体的重力有关。
2．2．3、设计实验方案
学生经过精心筛选器材，最后设计出两组实验方案：
（1）、选用浴水杯、弹簧测力计、石块、细线、小桶、水。用二次称重法测出浮力，即F浮=G?F示，用小桶接住浴水杯中浴出的水。测出水的重力，即G排，比较G排与F浮是否相等。
（2）、选用量筒、弹簧测力计、石块、细线、水。用二次称重法测出浮力，即F浮=G?F示，用量筒量出排开水的体积，算出排开水的重力，即G排=ρ水gV排，比较F浮与G排是否相等。
一次实验得出的结论往往具有偶然性。建议学生不同小组选用不同液体，不同物体进行实验，最后合作交流，得出正确结论。
2．2．4、实验探究
各小组按照实验方案进行实验，收集实验数据。教师巡回指导，适时点拨。
2．2．5、实验评估
选择几组数据进行展示，有些小组的数据并不严格符合我们总结的规律，不符合的原因是什么？采用什么方法处理此问题能使此影响降为最小？从实验数据整体说可以得出结论。
理论与实验相结合的探究方式避免了学生被动盲目地实验，通过推导，使学生产生合理猜想，明确了实验目的，能在较短时间内自主完成学习任务。
2．3、由观察入手的探究式课堂教学
指导学生课后观察是教学的组成部分，学习大气压知识后，指导学生观察探究大气压与天气变化的规律，其探究过程如下：
2．3．1、提出问题：大气压在不同天气是否一样？
2．3．2、制定计划：自制水气压计，每天早、中、晚分别观察水气压计示数的变化情况。
2．3．3、观察记录：观察记录每天气压的变化情况，分析气压与天气的变化规律。
2．3．4、交流总结：交流情况，写出总结。通过观察式的科学探究，培养了学生的经常性、持久性、动态性等科学品质。通过细心观察思考发现客观规律。
探究式的规律课堂教学的出发点是为了提高学生的科学素养，保持学生对自然的好奇心，理解科学的思想观念，养成分析、解决问题的能力。
探究式教学刚起步，要考虑我们探究教学的对象??学生，他们已习惯了填鸭式教学方式，且课堂时间有限，要让学生成功地完成探究过程，教师只有不断更新教学观念，改进教学方法，不断探索总结经验，逐步形成优化模式。
3、小结
探究式课堂教学是一种新的学习方式，它在物理教学中的实施，充分体现了“以人的发展为本”的理念，使学生亲身经历一个学习实践的过程，它比传统的教学教给学生解几道题更重要。物理教学的根本目的就是培养学生的学习能力，从而使学生的学习始终处于知识经济时代的大背景中，学习成为一种生活方式，培养学生终身学习的意识和能力。探究式课堂教学模式已成为当今课堂教学的主流，这是我国班级授课制、课堂教学模式改革的一缕曙光，一次彻底的“觉醒”。
物理作为一门自然科学，与社会、生活、生产、科技等有着密切的联系，对于我国实现工业、农业、国防和科学技术现代化有着极其重要的作用。在物理教学中有许多素材可以作为探究性的课题，我们教师要善于探索，勤于思考，充分挖掘教育教学资源，让探究式教学成为我们教学工作中的一个自觉行动，使其有机地融入学科教学中，才能使学生的学习方式从“被动接受型”转变为“主动探究型”，真正实现学习的革命。总之，我们广大教师应更新观念，开拓创新，以真情实感去引导和帮助学生，使他们不断完善、发展自己，使其成为新世纪的高素质的综合性人才。
【参考文献 】 :
[1] 八年级物理教科书（上、下），2001年版
[2] 2004年《中学物理》第1、2期，出版单位：《中学物理》编辑部
[3] 2005年《中学物理》第3期，出版单位：《中学物理》编辑部