淺談理論探究在物理教學(xué)中的應(yīng)用

潘沿忠

摘要：探究是通過(guò)學(xué)生自己的探索活動(dòng)，變未知為已知的學(xué)習(xí)活動(dòng)。探究的目的是開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生參與問(wèn)題解決活動(dòng)中去。探究可以是實(shí)驗(yàn)探究，也可以是理論探究。

關(guān)鍵詞：理論探究

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2017）07-0171-01

探究可以是實(shí)驗(yàn)探究，也可以是理論探究。在課堂教學(xué)中，模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一種基本過(guò)程，要講究其規(guī)律性，而且要講究其規(guī)范性，這樣才能使教師在開(kāi)展科學(xué)探究的時(shí)候有章可循，不至于茫然失措或者是率性而為。這樣也可以防止探究教學(xué)的泛化和神秘化。總而言之，物理教學(xué)在模擬科學(xué)探究的過(guò)程中，要形神兼?zhèn)?，這樣才能使學(xué)生在探究學(xué)習(xí)過(guò)程中領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，深入的理解科學(xué)探究中的神的合理內(nèi)涵。

我們要求形成探究能力，養(yǎng)成正確的科學(xué)態(tài)度，否則探究教學(xué)就會(huì)演成對(duì)智力進(jìn)行徒有形式的機(jī)械訓(xùn)練，無(wú)法使學(xué)生體驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，迷失探究教學(xué)的方向。如何讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)探究過(guò)程中的神，發(fā)展他們?nèi)轿坏奶骄磕芰δ?？有效的教學(xué)模型，是實(shí)現(xiàn)探究活動(dòng)的神行兼?zhèn)涞年P(guān)鍵。首先給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)問(wèn)題的情境，通過(guò)學(xué)生的討論，確定我們要探究的問(wèn)題。接下來(lái)我們可以將這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分解，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行不斷的解釋，再應(yīng)用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的一些知識(shí)在解釋的過(guò)程中進(jìn)行推導(dǎo)。從而得出一定的結(jié)論，最后，這個(gè)結(jié)論是不是合理，我們還可以對(duì)它進(jìn)行一些評(píng)價(jià)。

一個(gè)新的物理概念的引出，往往意味著學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)的一次變化，根據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，當(dāng)學(xué)生原有思維方式認(rèn)知水平一時(shí)難以適應(yīng)這一變化時(shí)，就需要教師想方設(shè)法的去尋找學(xué)生原有思維方式、認(rèn)知水平與新概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，也就是我們通常說(shuō)的跳一跳摘桃子，也就是我們通常所講的課堂教學(xué)當(dāng)中為學(xué)生鋪設(shè)臺(tái)階，使學(xué)生的思維一步一步得到提高，這樣形成的概念，學(xué)生才易于接受而且印象深刻，《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》這節(jié)課就屬于理論探究。這一節(jié)課并不要求學(xué)生定量的去研究彈性勢(shì)能，也不要求學(xué)生掌握探究的結(jié)論，更不要求用彈性勢(shì)能的表達(dá)式來(lái)解題，而是著重讓學(xué)生體會(huì)探究過(guò)程中的方法，在教學(xué)當(dāng)中，如何跟學(xué)生一起完成這個(gè)探究過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)去尋找新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，在學(xué)生享受探究成功的喜悅中，也在潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的思維層次，從而掌握了更好的理解和掌握新的知識(shí)，獲取新的知識(shí)的方法?！短骄繌椥詣?shì)能的表達(dá)式》這節(jié)課用了三次類比法，類比法是一種非常重要的科學(xué)方法，學(xué)生通過(guò)以前所學(xué)習(xí)的一些知識(shí)跟現(xiàn)在所研究的問(wèn)題之間找到一種聯(lián)系，是不是能夠把以前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)或者解決問(wèn)題的方法遷移到現(xiàn)在所研究的問(wèn)題是非常重要的一種能力。

本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)重力勢(shì)能后的進(jìn)一步拓展，讓學(xué)生在變力作用的情景下進(jìn)行功和能關(guān)系的研究，再一次感受功和能的緊密聯(lián)系，同時(shí)通過(guò)對(duì)兩種勢(shì)能的認(rèn)識(shí)過(guò)程，為后面的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是如何求彈簧拉力這個(gè)變力所做的功，采用與勻變速直線運(yùn)動(dòng)求位移類比的方法來(lái)處理。這節(jié)課探究過(guò)程可以這樣設(shè)計(jì)①提出問(wèn)題：彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式是怎樣的？②猜想：彈性勢(shì)能可能與哪些因素有關(guān)？③彈簧的彈性勢(shì)能與拉力做功有什么關(guān)系？④怎樣計(jì)算拉力的功？⑤得出探究結(jié)果。

在探究過(guò)程中主要通過(guò)三次類比法。

（1）彈性勢(shì)能可能與哪些因素有關(guān)（利用已有知識(shí)，通過(guò)類比提出猜想。）

重力勢(shì)能與物體被舉起的高度h有關(guān)，所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧被拉伸的長(zhǎng)度l有關(guān)。有什么樣的關(guān)系？重力勢(shì)能EP與高度h成正比例，對(duì)于彈性勢(shì)能，盡管也會(huì)是拉伸的長(zhǎng)度越大，彈簧的彈性勢(shì)能也越大，但會(huì)是正比關(guān)系嗎？不一定，因?yàn)閷?duì)于同一個(gè)彈簧，拉得越長(zhǎng)，所用的力就越大；而要舉起同一個(gè)重物，所用的力并不隨高度變化。即使拉伸的長(zhǎng)度l相同，不同彈簧的彈性勢(shì)能也不會(huì)一樣，因?yàn)椴煌瑥椈傻?軟硬"并不一樣，即勁度系數(shù)k不一樣。這點(diǎn)也應(yīng)在彈性勢(shì)能的表達(dá)式中反映出來(lái)；而且應(yīng)該是 ，在拉伸長(zhǎng)度l相同時(shí)，k越大 ，彈性勢(shì)能越大。

（2）彈簧的彈性勢(shì)能與拉力所做的功有什么關(guān)系？（通過(guò)提問(wèn)促使學(xué)生思考，再一次強(qiáng)化功能關(guān)系。）

這就是說(shuō)，怎樣由拉力做的功得出彈性勢(shì)能的表達(dá)式？根據(jù)能量關(guān)系有，拉力做的功等于克服彈簧彈力做的功。在研究重力勢(shì)能時(shí)得到重力做的功等于重力勢(shì)能的減少，同理有彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能的減少，即W =EP0-EP

所以，拉力做的功等于彈性勢(shì)能的變化。由于彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能為零，故拉力做的功（克服彈簧彈力做的功）等于彈簧的彈性勢(shì)能，即EP=-W=WF

（3）怎樣計(jì)算拉力所做的功？（可先讓學(xué)生自己嘗試，暴露出本節(jié)的難點(diǎn)）

在地面附近，重力的大小、方向都相同，所以不管物體移動(dòng)的距離大小，重力的功可以簡(jiǎn)單地用重力與物體在豎直方向移動(dòng)距離的乘積來(lái)表示。

對(duì)于彈力，情況要復(fù)雜些。彈簧拉伸的距離l越長(zhǎng)，拉力F越大，即F=kl

提示學(xué)生利用以前計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體位移的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于彈力做功，可以用類似的方法處理。這種方法稱之為微元法。通過(guò)聯(lián)想和知識(shí)遷移，使學(xué)生再一次體驗(yàn)微積分思想處理物理量的值發(fā)生連續(xù)變化的問(wèn)題。

總之，教師作為引導(dǎo)者，要想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。教師作為參與者，要努力尋找學(xué)生原有的認(rèn)知水平與新概念間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)新舊知識(shí)間的聯(lián)系，提高學(xué)生的思維層次，從而更好的理解和掌握新的知識(shí)。