新課程物理教學中的探究方法指導

新一輪基礎教育課程改革為物理教學提供了廣闊的課程背景。它注重從學生的生活經(jīng)歷經(jīng)驗出發(fā)走向物理，使物理學成為學生對其生活經(jīng)驗的提煉與升華。它以學生的能力發(fā)展為宗旨，為學生提供了大量的觀察、猜想、實驗、調(diào)查、探究的機會與空間。新課程的許多問題情境有利于學生開展自主探究學習。因此，培養(yǎng)學生物理學習的探究方法是連接知識與能力的橋梁。下面僅以初中物理新教材為例，淺談在物理學習中如何加強學生科學探究方法的培養(yǎng)。

1 用觀察想象的方法指導學習探究

觀察分自然條件下的物理現(xiàn)象觀察和實驗室中物理現(xiàn)象的再現(xiàn)觀察，教師在物理教學中要善于指導學生把對物理現(xiàn)象觀察和想象、猜測、調(diào)查探究結合起來，努力培養(yǎng)學生觀察問題、想象問題、探究問題的思想方法。

例如，在學習“聲音的產(chǎn)生與傳播”的內(nèi)容時，我們可以帶上演示器材，組織學生到大自然中去探究獲取知識。指導學生從觀察放在吉它琴弦上的小紙片在彈動琴弦后所引起的振動，從觀察風吹樹葉發(fā)出嘩嘩聲的樹葉振動，從觀察一個小石塊扔到河里引起的水面振動，逐步探究出聲音是由物體的振動而產(chǎn)生的認識感知，再引導學生從對水面振動所形成向前傳播的水波的觀察去聯(lián)想到聲音的傳播方式，從而探究出聲波的形成的認識。整個學習活動就是通過觀察和想象而探究出聲音的產(chǎn)生及傳播的過程與結果。

再如在探究浮力產(chǎn)生的原因時，教師可借助簡單的物理演示實驗，讓學生去觀察、思考、猜想，從而探究出浮力產(chǎn)生的原因。演示實驗開始，教師取一個錐形玻璃漏斗，在它的里面放進一個乒乓球，然后用一個裝水的燒杯往漏斗中倒水，使水能淹沒乒乓球，這時要求學生注意觀察漏斗中的乒乓球位置變化情況，看是否在水中能浮起來?觀察結果是乒乓球仍停在漏斗的細頸處，沒有浮起來，但這時可以見到漏斗的細頸口不斷有水流下來，這時指導學生去思考、猜想為什么球在漏斗里不能浮起來?經(jīng)過學生的討論探究后，大家清楚了原因是水從漏斗的細頸處流出時，球的下面沒有受到水向上的托力，也就是沒有受到水的浮力作用，這時的乒乓球在漏斗里一要受到自身向下的重力，二要受到水向下的壓力，這兩個力共同作用的結果使乒乓球仍卡在細頸處而不能浮到水面上來，在探究出球不能上浮的原因后，緊接著再指導學生進行猜想，思考如何能使乒乓球浮起來?經(jīng)過一番討論后，這時教師再進行演示觀察，只用一個手指把細頸口按住，馬上就發(fā)現(xiàn)乒乓球立即就浮到了水面，這時教師再指導學生探究其原因，原來是按住漏斗下口后，倒在漏斗中的水順著球與漏斗的縫隙流到了球的下面，而不再從細頸口處流出，這樣就對球有了一個向上的托力，這就是浮力，由于浮力大于球的重力，使得乒乓球浮到了水面，通過這個演示實驗的一系列觀察與猜想，使學生探究出浮力產(chǎn)生的原因，即物體下表面只有水浸入時，才會產(chǎn)生浮力。這個探究實驗取材簡單、操作簡單、易于觀察、真實可信，使學生不僅探究出浮力產(chǎn)生的原因而且更驗證了浮力的方向。

在此探究實驗結束后，教師可啟發(fā)學生能否用日常生活中的某個物件來替換漏斗做這個探究實驗呢？

2 用控制變量的方法指導學習探究

實驗是人們根據(jù)探究的目的，利用儀器設備，人為地消除次要因素，突出主要因素，在最有利的條件下使物理現(xiàn)象反復再現(xiàn)而進行的一種探究問題的方法，因此實驗的關鍵在于控制。采用控制變量的實驗手段是我們在物理學中經(jīng)常采用的一種探究物理規(guī)律的方法。例如我們在研究三個物理量之間的變化關系時，就要經(jīng)常利用控制變量的思想方法。先控制其中的一個量保持不變，研究剩余兩個的變化關系，找出兩個量之間的變化規(guī)律。再控制另一個量保持不變，研究另外兩個物理量之間的變化關系，找出其變化規(guī)律。最后再綜合三個量之間的變化關系，即可得出這三個量之間的變化關系的規(guī)律結論。現(xiàn)行的初中物理教材中有許多物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都采用了這種探究方法。

例如，在“聲音的特性”教學中探究音調(diào)與頻率的關系的實驗時，教師先讓學生撥動伸出桌面的鋼尺一端(另一端緊壓在桌面上)，比較鋼尺振動時發(fā)出的音調(diào)的高低，針對有些學生既改變鋼尺伸出桌面的長度又改變振動幅度導致實驗效果不明顯的狀況，教師及時引導學生采用控制變量的探究方法，指導學生在調(diào)整并保持鋼尺振動幅度相同的情況下，再去比較改變鋼尺一端伸長不同時的振動快慢與音調(diào)的關系，從而探究出振動頻率與音調(diào)高低的規(guī)律。直到學生完全理解了為止。再例如初中物理探究“歐姆定律”的實驗，利用控制變量的探究方法來開展實驗活動，亦能取得十分明顯的效果。導體中的電流與導體兩端的電壓及導體的電阻存在什么樣的定量關系，學生進行實驗探究時，教師要指導先控制導體的電阻保持不變，探究電路中電流與電壓之間的量變關系。通過改變導體兩端的電壓大小，讓學生觀察導體中的電流大小的變化，經(jīng)過分析比較得到導體中的電流與導體兩端電壓成正比例的結論。再將導體兩端的電壓保持不變，探究導體中電流與導體中電阻之間的量變關系，增減連接導體的電阻大小，觀察電路中的電流大小的變化，經(jīng)過分析、比較、探究出導體中的電流與導體的電阻成反比的結論，最后引導學生根據(jù)上面的兩種實驗情況的分析歸納總結出“歐姆定律”。在這幾組實驗活動中，利用控制變量的探究思想、探究方法開展科學探究讓學生真切感受到物理學是具體的、真實的，與生活聯(lián)系是很緊密的，使學生非常明了清晰的找出物理現(xiàn)象背后的存在規(guī)律。

3 用類比、轉(zhuǎn)換的方法指導學習探究

物理學中許多物理現(xiàn)象的觀察、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)可以通過一些類比的方法、轉(zhuǎn)換替代的方法去探究獲取。

例如，在學習探究電流和電壓的概念時，對電流概念的探究的可以引導學生去觀察類比河流中的水輪機葉輪轉(zhuǎn)動是靠水流的流動而轉(zhuǎn)動，同樣電路中的小燈泡能發(fā)光說明在電路也有電流的流動。同樣在認識電壓時可以類比水流的形成是由于水壓的作用，電流的形成也是由于在電路兩端有一個電壓的作用，從而探究出電壓是形成電流的原因。這種通過類比方法使學生把抽象的問題形象化，形成了一個直觀的電流、電壓的概念模型。

運用轉(zhuǎn)換方法進行知識探究也是新教材經(jīng)常采用的研究方法，例如，在“聲音的特征”一節(jié)中探究響度與振幅的關系時，由于音叉的振動幅度人們的肉眼不易直接觀察到，但可以指導學生用系在細線下的乒乓球去接觸正在發(fā)音的音叉，觀察其被音叉彈開的振幅大小來探究出其振動的規(guī)律，會收到直觀可感的效果。(這種變抽象為具體的實驗轉(zhuǎn)換方式在實際的物理學習中經(jīng)常用到。)再如在“磁場”一節(jié)教學中，磁場是看不見，摸不著的，但又是真實存在的。如何讓學生可感、可信呢?我們可以利用實驗轉(zhuǎn)換的方法來進行探究，可在透明玻璃板上撒上細鐵粉，在板下面巾上放條形磁鐵，輕敲幾下玻璃板，這些細鐵粉將形成有序、有規(guī)則的排列，這時把玻璃板放到投影儀上經(jīng)過投影放大展示在屏幕上，并引導學生觀察鐵粉的有序排列，將非常明了清晰的看見了磁場的存在。如再在玻璃板上將一個個的小磁針放在磁鐵周圍，根據(jù)觀察到小磁針的偏轉(zhuǎn)情況，可進一步了解到磁場的分布及方向。通過這樣的轉(zhuǎn)換方法進行實驗探究就把磁場這“無形”的東西轉(zhuǎn)化成“有形”的東西。繼續(xù)引導學生去聯(lián)想思考，在玻璃板上展現(xiàn)的磁場是平面的，那么真正的磁場又是怎樣的呢?讓每個學生充分展開想象力去開展聯(lián)想，促使他們對磁場認識的不斷升華。通過想象、討論、探究得出結論：真正的磁場是看不見摸不著的，但又是確實存在的，它分布在磁體周圍的空間，呈立體型狀態(tài)。通過這種轉(zhuǎn)換思想的方法去進行探究、學習，使抽象的東西變?yōu)樾蜗?、變?yōu)榫唧w，無形的東西變?yōu)橛行蔚臇|西而直觀、可感。幫助學生在大腦中初步建立磁場這一物理模型與概念。

在物理教學中運用到的探究方法往往很多，甚至有的物理實驗探究活動需要用到幾種科學探究方法。如上面提到的“聲音的特征”一節(jié)教學中既用到控制變量的探究方法，也用到了轉(zhuǎn)換替代探究方法。這就要求我們教師在教學過程中，靈活多變的加以引導與指導，適時加強科學探究方法的培養(yǎng)，交給學生一把探究問題的“金鑰匙”。掌握科學的物理思想方法，以有效促進學生的物理概念和物理模型的建立，提高物理學習效率。

(欄目編輯趙保鋼)