如何引导学生进行探究 物理教学中如何引导学生进行探究

　　新课程标准和教材突出了对学生素质的全面培养，突出了教学的个性化、多样化、综合化，突出了知识建构的过程，尤其是在教学方法上强调了科学探究。探究式教学是指在教师的指导下，学生通过主动参与获得知识的过程，加深对知识的体验，掌握研究自然所必需的探究能力，形成认识自然的基础——科学概念和规律，进而培养学生探索未知世界的积极态度。人教版的新教材中安排了很多典型的科学探究内容。笔者这几年也一直认真地按新课标要求，积极将探究式教学方式贯穿到自己的教学中，努力引导学生进行科学的探究。现就笔者在高中物理教学中贯彻、落实新课程理念的一些做法及体会，与教师一同交流、探讨。
　　一、创设情境。激发思维
　　创设问题情境，以疑问激发思维。探究式教学是以解决问题的形式出现的，有意义的探究教学必须把学生要学习的内容巧妙地转化为新颖的问题情境，以激发学生认识的冲突性和思维的活跃性，学生也只有意识到问题的存在，才能着手探索问题和解决问题。所以教学中教师要依据教材的内容特点，在新旧知识的连接点上，在教学的关键处，不断地设计问题情境，从而形成学生的认知冲突，使学生处于一种不平衡状态，这种状态是引发思维的最佳时期，实际探究活动的设计也可以从教学实际和学生的实际出发。首先，探究的课题应该能激发学生的兴趣，符合学生的年龄特征，通过探究活动培养学生热爱自然、理解自然的情感以及对科学的探索兴趣。其次，探究活动应紧密联系生产与生活实际，越是贴近生活的探究活动，越是与学生经验相矛盾的探究活动就越能激发学生的探究热情，开拓学生的思维。
　　[案例分析：影响物体下落的因素]
　　1.在上这部分内容前，先演示硬币与纸片在相同高度同时下落。通过实验现象让学生猜想影响下落的因素是什么?
　　学生的猜想主要有两种：a.质量，b.空气阻力。前者占多数。
　　2.要求学生按照自己的猜想分别设计研究影响下落因素的实验。
　　认为是质量的学生：取一个与纸片质量差不多的纸团与纸片同时下落，观察下落情况。
　　认为是空气阻力的学生：再取一个与纸片质量差不多的纸团与硬币同时下落，观察下落情况。
　　3.方案设计好后，要求各自做一次实验。
　　4.根据各自的实验现象引导学生得出结论：影响下落的因素是空气阻力。之后出示牛顿管，介绍器材原理，通过牛顿管实验再次验证由学生自己总结的结论。
　　这样的探究活动贴近生活实际，很容易激发学生的兴趣，能较好地完成探究任务。
　　二、提供素材。设置环境
　　提供必要的探究素材，设置合理的探究环境。探究式教学强调学生的参与和主动学习，而物理规律、结论的得出是许多科学家长期艰苦的探究活动的结晶。这些探究活动需要科学家良好的科学素养，因此，靠学生自己在课堂上有限的时间内来探究显然是不行的。探究式教学不是学生脱离教师，像科学家一样去重新发现和创造，这不仅不符合学生心理发展的特点，还会极大地挫伤学生的学习积极性，也否定了教师在教学中的作用。因此，应帮助学生回忆或复习基本事实、概念、规律，为探究学习提供必要的、实验器材等。
　　[案例分析：探究加速度与力、质量的关系]
　　1.为了引导学生将物体的加速度与力、质量这两方面结合思考，可先演示这样的实验：用两根气垫导轨，导轨上的小车分别用一端固定在导轨上的劲度系数较小的弹簧连着，然后将质量相同的两辆小车在导轨上拉到不同的位置(使弹簧的伸长量不同)后，同时释放，观察刚开始的一段短时间里小车速度的变化情况；然后将不同质量的两辆小车在导轨上拉到相同的位置(使弹簧的伸长量相同)后，同时释放，再观察刚开始的一段短时间里小车速度的变化情况。
　　2.通过观察实验现象，让学生自主思考后猜想：影响小车加速度的因素。
　　通过演示实验的引导，大多学生都能猜想到：影响小车的加速度可能跟小车的受力和小车的质量这两个因素有关。
　　3.接着提出怎样进一步通过实验来验证自己的猜想?并找出加速度与力、质量的具体关系。
　　引导学生分组探究，结合所给的实验器材，提出制订实验方案时的两个问题：
　　a.怎样测量物体的加速度?
　　b.怎样提供和测量物体所受的合力?
　　然后请几组学生将设计的实验方案提出来供全体同学讨论，最后确定实验方案。
　　具体方案：两个相同的小车放在光滑水平板上，前端各系一根细绳，另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码。实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码的重力相等(两力只是近似相等，条件是盘和砝码的质量比小车的质量小很多)。因此，增减盘中砝码可改变小车受的合力。
　　两小车后端各系一根绳子，一起被一个夹子夹着使小车静止。打开夹子，两小车同时开始运动，关上夹子，同时停下。用刻度尺测出两小车通过的位移，位移之比就等于它们的加速度之比。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码。
　　4.按设计的方案分组进行实验，记下实验数据，并对数据进行分析，得出实验结论。
　　这样的内容假如一上课就让学生自己进行探究，难度比较大，因此，开始时先做气垫导轨上的两个实验引导学生探究的方向，再逐步地完成探究内容效果会更好。
　　三、设计梯度。提问诱导
　　建构主义的教学论主张：通过问题解决来学习，强调教学过程和探索性，变学生盲目接受和被动记忆为自我探索、积极建构知识。如果我们只让学生回答是或不是这样判断性的问题，而不让学生真正参与到问题的创设和解决中来，这样的课堂就失去了该有的开放性。课堂教学要强调学生是知识的积极建构者，而教师要在学生建构知识的同时，扮演好学生支持者的角色。
　　为了让学生真正参与到问题的创设和解决中来，教师在具体活动的安排上，应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度，即在探究活动的安排上应有一定的梯度，并不时地“制造”一些矛盾，让学生经常处在需要“想一想”、惊讶，还有“毛病”要改正等思维状态中，形成求知心态。从探究环节上来看，可以逐一训练。对问题的提出也可以由浅到深，对问题的表达可以由粗糙到精确。
　　[案例分析：探究自由落体运动是什么性质的运动]
　　1.出示自由落体运动的频闪照片。通过观察，让学生猜想，重物的自由下落是什么运动?
　　学生很容易得出两种想法：a.加速；b.匀加速。
　　2.通过怎样的实验来验证自己的猜想?布置分组探究。
　　探究时可以参考资料的形式给出第一个参考资料：在探究小车速度随时间变化规律的实验中，通过研究打点计时器在纸带上打下的点可探究小车的运动规律。
　　参考资料的给出，是在适当的时候给学生准备了能继续往下走的台阶，使整个探究过程有一定的梯度，可保证学生的探究活动能在课堂有限的时间里很好地进行下去。
　　3.要求学生按照自己的猜想设计实验方案。然后请几组学生将设计的实验方案提出来供全体同学讨论，最后确定实验方案：
　　在铁架台上固定好打点计时器，在重锤上穿好纸带，并将纸带穿过计时器，向上拉纸带将重锤拉到靠近计时器，打开计时器后，释放纸带，计时器在纸带上打下一系列的点，这些点就可描述重锤的自由落体运动。
　　这时提出问题：纸带打出后，怎么去研究重锤的下落情况?
　　假如学生自己思考有困难可以给出第二个参考资料：运动物体在相邻的两段相等时间内通过的位移差假如是个常量物体做的是匀加速直线运动。
　　4.按设计的方案分组进行实验，记下实验数据，并对数据进行分析，得出实验结论。
　　总之，在高中物理课堂教学中培养学生的探究能力，旨在通过改变教师的课堂教学方式，最终改变学生的学习方式，充分发挥学生的主体性、积极性和参与性，发展学生的个性，培养学生的科学态度和科学精神，提高学生的科学探究能力和社会实践能力。学生在探究过程中可以学到各种技能，例如观察、推论和实验。让学生参与探究可以帮助学生理解科学概念和科学的本质，掌握对自然界进行独立探究的必要技能，形成运用技能、能力和秉持科学态度的习惯。
　　(作者单位江苏省吴江汾湖高级中学)