首页 -> 2008年第11期

试论新课程下物理探究性学习模式

作者：薛金美

　　探究式教学的渊源可追溯到20世纪初，即美国著名哲学家、教育家杜威（John Dewey)提出的以儿童为中心，从做中学的主张。20世纪中叶，美国生物学家、教育家施瓦布（J.J.Schwab）在多年研究的基础上提出了探究式教学方法。研读人教版《义务教育课程标准实验教科书·物理》发现，教材中大力倡导探究式学习，强调科学与实际、科学与社会的联系。科学探究是落实三维课程目标的重要途径，尤其是过程与方法，情感态度和价值观方面的目标，只有通过在科学探究的过程中进行体验才能实现。学习探究式学习方式的一般形式，才能在物理新课程中，用好探究式学习方式，进行科学探究。因此不能把科学知识当做绝对的真理教给学生，而应作为有证据的结论；教学内容应体现科学特有的探究方法，如解决问题的方法等；教师应当用探究方法来教授知识，学生也应通过探究活动来进行学习。
　　
　　一、观察式
　　
　　观察是物理学习的重要方法，是最常用、最易掌握的一种探究式学习方式。许多物理知识首先是通过观察得来的。观察的时候，要有明确的观察目的，注意发现引起变化的原因和条件，才能得出正确的结论。
　　观察式探究的过程：提出问题——建立假设——制订计划——观察记录——检验假设，解决问题。观察式探究重点是观察记录过程。
　　实例：观察蒸发现象，总结影响液体蒸发快慢的因素(根据八年级物理上册第88页“纸锅烧水”的实验，可组织学生进行教学延伸)。
　　（1）提出问题：影响液体蒸发快慢的因素有哪些？
　　（2）建立假设：液体体积的大小可能会影响液体蒸发的快慢；液体温度的高低、表面积的大小、表面空气流动的快慢会影响液体蒸发的快慢。
　　（3）制订计划：寻找几种透明容器，按不同的要求把水盛人其中，标记出水面的位置。每天定时观察记录一次容器中水的减少，可以知道水蒸发的快慢。
　　（4）观察记录：通过每天的定时观察，标记出水面的准确位置。
　　（5）检验假设，解决问题：通过观察的结果可以说明第一个假设是错误的，第二个假设是正确的。从而总结出：液体温度越高蒸发越快，液体表面积越大蒸发越快，液体表面流动的空气越快蒸发越快。
　　
　　二、实验式
　　
　　实验是物理学的基础，是人们获取物理知识最重要的手段。物理实验在物理科学研究中的主要作用是：为发现物理规律提供丰富的感性材料；检验物理理论、假说的正确性；开拓物理学应用的新领域。
　　实验式探究就是在探究过程中主要通过做实验解决提出问题的探究方式，常见有以下几种形式。
　　1． 四步实验式：解决简单的实验现象常用
　　方式1：提出问题——设计实验——动手实验——解决问题。
　　方式2：问题情境——猜想或假设——动手实验——检验猜想。
　　2． 五步实验法：在课堂教学中常用
　　五步实验法的过程：提出问题一建立假设一设计实验——动手实验——检验假设。五步实验法比四步实验法具体，实验式探究核心是动手实验操作过程。
　　实例：串联电路中各点的电流有什么关系?(八年级物理上册第113页)
　　（1）提出问题：串联电路中各点的电流之间有什么关系?(让学生连接串联电路，然后针对这个电路引导学生发现并提出问题)。
　　（2）建立假设：流过靠近电源正极一侧的用电器的电流大，接下来流过用电器的电流可能要变小；流过各用电器的电流大小可能相等。
　　（3）学生设计实验：对于学困生，教师通过引导帮助得出探究的具体实施计划。对于基础较好的学生，应让他们自己设计实验，包括实验器材的选取及数量，实验步骤、实验电路图等。
　　分别把电路中A、B、c各点断开，把电流表接入，测量流过的电流(灯泡的规格相同)；换上另外两个不同规格的灯泡，再次测量三点的电流，设计出实验电路图。
　　（4）动手实验：这一步是实际操作，就是动手进行实验。要注意仪器使用的规范性，把测量数据记在表中，把操作中出现的问题简要记录下来。
　　（5）检验假设：首先分析论证，得出结沦。从测量数据可知：串联电路各处的电流是相等的。从实验结果可以证明第一个假设错误，而第二个假设正确。
　　
　　三、制作式
　　
　　制作式探究是针对一个技术性制作问题，通过没计方案，寻找材料，亲手制作，能培养动手、动脑能力。
　　制作式探究的过程：提出技术问题——制订解决方案——实施解决方案——评价方案与结果。制作式探究重点足实施解决方案过稃，
　　实例：自制一个模拟显微镜(八年级物理上册第73页)。
　　（1）提出一个技术问题：如何制作一个模拟显微镜，能比较直观地观察微小物体。
　　（2）制订解决方案：经过思考、讨论、交流后，提出解决技术问题的设计建议，制订解决方案。学过显微镜后，学生知道了利用两个透镜的组合，可以制成显微镜，显微镜的物镜要与观察的物体较近，使物体成一放大的实像。
　　在玻璃板上滴上一滴水，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的微小物体，再拿一个凸透镜位于水滴的上方，上下慢慢移动凸透镜，调节凸透镜与水滴之间的距离，就可以看清楚玻璃板下微小的物体。
　　（3）实施解决方案：按照各自的设计，寻找所需器材，亲手制作显微镜，并观察微小物体，用以检验。
　　（4）评价方案与结果：请分析这种自制的模拟显微镜为什么能观察微小物体？查阅资料，自制的模拟显微镜和学校实验室的显微镜相比，有哪些异同和缺点？在制作技术上怎样改进，才能使自制的模拟显微镜更加实用，走上市场。
　　
　　四、理论式
　　
　　理论式探究是人们不熟悉、常常忽略的一种探究方式。
　　理论式探究的过程：提出问题——建立假设——理论推导——检验假设，得出结论。理论式探究的核心是理论推导过程。
　　实例：串联电路的总电阻R与分电阻R。、R：的大小关系(八年级物理下册第27页)。
　　（1）提出问题：两个电阻串联后的总电阻R跟两个分电阻R，R的大小关系如何？是总电阻大还是两个分电阻大？即电阻串联时，总电阻是比原来大了还是小了？
　　（2）建立假设：师生共同讨论，建立以下假设：两个电阻R，R：串联后，总电阻可能大于每个分电阻，即R>R，R>R：。因为两个导体串联，相当于导体的长度增大，导体越长，电阻越大。
　　（3）理论推导：先利用串联电路的电压关系和欧姆定律推出R-R。+R：，再利用数学方法推出R>R。R>R2(具体过程略)。
　　（4）检验假设，得出结论：从理论推导证明假设是正确的。
　　
　　五、综合式
　　
　　把观察式、实验式、制作式、理论式的探究方式有机地结合起来，进行综合性地探究。综合式探究要求高，难度大，应先熟练掌握四种探究方式，再综合运用，加强练习，摸索规律，由易到难，从简单到复杂，综合探索应用，方能得心应手。
　　探究式学习方式在物理新课程中的应用，要具体问题，具体分析，恰当应用探究中相关要素之间的排列顺序，设计出合情、合理、可行的探究式学习方式，灵活处理探究过程中出现的各种问题，才能使探究式学习在物理新课程中闪光。