新课程理念下高中物理的科学探究式教学

摘 要：探究式学习是当前新课程改革提出的一个新理念、新要求。物理科学作为一种完备的知识体系，是科学探究活动的结果。文章从研究的实践意义出发，着重对高中物理探究式教学进行实践研究。以高中物理自由落体运动的教学为例说明探究式教学的模式，为在高中物理教学中如何具体实施科学探究式教学提供指导。

关键词：科学探究式教学 自由落体运动

物理科学作为一种完备的知识体系，是科学探究活动的结果。科学探究在本质上是科学家用来解决自然科学问题的一种思维方式，为了掌握科学知识，领悟科学的本质，发展科学探究的能力，以便更好地促进科学和社会的发展，物理学科教学也应该采用科学探究的形式来进行，构建科学探究教学模式。文章从研究的实践意义出发，着重对高中物理探究式教学进行实践研究。以高中物理自由落体运动的教学为例说明探究式教学的模式，为在高中物理教学中如何具体实施科学探究式教学提供指导。

下面以高中物理自由落体运动的教学为例说明主题探究教学模式。

一、教学目标

1. 知识目标：理解自由落体的性质，了解重力加速度，掌握自由落体规律及其应用。

2. 能力目标：启发与培养学生实验观察和思考能力，分析归纳总结能力。能够分析实际生活中的事例，进一步理解自由落体的含义及适用条件。尝试应用科学探究的方法研究物理问题，了解物理学的研究方法。

3. 情感目标：渗透科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段的思想，并将理论联系实际。培养学生对科学的好奇心和求知欲与实事求是、尊重客观规律的科学态度以及主动与他人合作的团队精神。

二、教学准备

牛顿管、铁片、纸片、钢球、刻度尺。

三、教学过程

(一)教师：创设情境，展示事实。学生：激发兴趣，形成问题。

导入新课

教师：在日常生活中，我们可以见到滴水、落石、落苹果、雨滴、跳伞等现象。

教师设问：这些现象有没有共同点？

（学生讨论回答）

教师归纳：这是一种从高空到地面的运动形式。我们今天就一起来研究这种运动形式。

演示：教师手中的球松手后下落。

教师设问：物体下落的快慢和什么因素有关？

（学生观察讨论回答）

教师归纳总结：物体下落的快慢和重力及空气阻力有关。

教师提问：不同物体下落快慢是否相同？与什么有关？

(二)教师：引导自学，个别指点。学生：提出问题，进行预知。

学生两人一组，根据要解决的问题，共同构思探究步骤，从而得出问题答案。此时，学生对不同物体下落快慢已有直观的认识，他们会提出各种不同的答案。如物体下落快慢与物体的重量大小有关。或者也可能有学生会想到物体的形状大小有关。也有基础较好的学生会自接提出与重力以及空气阻力有关。教师应让学生经历猜想与假设的过程，并且教师要对各小组进行指点，监督学生的独立思考，促进学生之间的交流并且鼓励学生大胆发问，避免有学生不动脑思考，或者不根据事实和经验而作凭空的无谓的猜想。

(三)教师：分解问题，方法指导。学生：制定计划，设计实验。

具体探究步骤：（1）用一张纸片和一个铁片实验，使它们从同一高度同时下落。（2）取两个同样大小的纸片，将其中的一个团成团，另一个不成团，使它们从同一高度同时下落。（3）将两个纸片都团成团，使它们从同一高度同时下落。(4)用质量不同的两个钢球，使它们从同一高度同时下落。

这一步要求学生写出探究目的、探究仪器，并根据实验假设制定出探究步骤，设计如何记录探究结果。在学生制定完计划后，要引导学生不要急于操作，要分析自己的计划，小组间相互交流探究计划，寻找计划中的不当之处。

学生的设计方案往往不那么完整。部分学生会考虑实验不全面，不注意实验结果的纪录，他们没有考虑到要根据实验结果进行分析得出结论，没能从整体上把握探究计划。教师要根据学生中出现的实际问题进行指导。一方面，教师可以检查学生的设计方案，对于其中存在的问题提出启发性的建议。针对考虑实验不全面的学生，比如对没有想到实验(4)的学生提问：“当物体受到的空气阻力可以忽略不计时，不同物体下落的快慢是相同的吗？”这一点在指导学生时尤其要注意，因为学生受到认识心理的限制，考虑问题不是很全面。同时，教师还可以引导小组之间进行交流，让学生通过取长补短进一步完善方案中的不足之处。另一方面，教师可以事先准备一些提示卡，将学生可能遇到的问题整理到提示卡上，当发现学生存在的问题，可通过发放提示卡来引导学生思考。这样，可避免学生过分依赖教师或者教师对一个小组进行指导时间过长，来不及兼顾其他小组的探究活动。而且，教师可以适时检查学生对提示卡上的问题的思考结果，更好地对各小组进行调控和指导。

(四)教师：适时启发，适当点拨。学生：分析证据，得出结论。

针对重力，实验（1）结果：铁片下落得快。实验（2）结果：团成团的下落得快。通过实验(1)、(2)可以简单地说明物体的下落快慢和重力无关。针对空气阻力实验（3）同时落地、实验（4）两个钢球同时落地，通过实验（1）、（2）分析得出纸片比铁片和纸团下落得慢是因为纸片受到空气的阻力作用比较大。通过实验（2）、（3）、（4）可分析得出当物体受到的空气阻力作用很小，可以忽略不计时，不同物体下落的快慢是相同的结论。

为了进一步理解，教师演示真空管实验，在真空管内，金属片、羽毛、小软木塞下落快慢相同，从而证明了结论：物体下落的快慢与质量无关，没有空气阻力时，它们的下落快慢相同。同时引出自由落体运动的概念，物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。在做演示时要提到实验注意事项。这样一步一步层层深入地研究，从不同条件下得出不同结论，加深学生的印象，并且使学生确信：物体只受重力时不同质量的物体自由下落的快慢是相同的。

(五)教师：组织讨论，积极鼓励。学生：讨论争辩，尝试表达。

学生独自反思后，让学生进行组内交流或组间交流，在此基础上，教师提供学生当众表达的机会，让某组学生当众总结自己在探究过程中的成功与失败之处，然后请其他同学进行评价，最后教师对其做出评价。这样，通过采取自我评价、同学之间互评和教师评价相结合的方式，对学生的整个探究过程进行分析、讨论。

最后，要求学生写出实验探究报告(探究报告见附录)，其内容应该包括探究的问题、探究的过程和探究的结论等。不要求学生用刻板的格式来写探究报告，应该让学生在理解科学探究的情况下写出自己的探究过程，以及在此过程中获得的成功、受到的启发、取得的经验教训等。

探究式学习是当前新课程改革提出的一个新理念、新要求。它是一种有别于传统学习方式――接受式学习――的一种新的学习方式，指教师或其他人不是把现成的结论告诉学生，而是学生自己在教师的指导下自主发现问题、探究问题、获得结论的过程。物理探究式学习有助于发展学生的创新思维和实践能力，有助于学生获得情感体验和个性发展，有助于培养学生的科学素养，有助于培养学生获取信息和分析问题的能力，有助于培养学生乐于合作的团队精神，有助于扩展物理学科的学习领域，能够帮助学生改变原有的学习方式，创造一种新型的师生关系。

参考文献：

［1］阎金铎.物理教学论［M］.教育出版社，1996年版.

［2］普高课标实验教科书.物理（必修1）［M］.北京出版社，2004年版.

［3］孟建平.教案学案物理必修1［M］.西北大学出版社，西泠出版社.