例谈中学物理教学中三类探究性学习活动，本文主要内容关键词为：三类论文,探究性论文,中学物理论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
探究性学习是在教学中以问题为载体，创设一种类似科学研究的情景和途径，让学生通过自己收集、分析和处理信息，感受并体验知识产生和应用过程的一种学习活动。探究性学习活动有两个显著特征，一是以问题为中心组织教学内容，将教学内容问题化；二是为学生创设学习情境、提供解决问题的依据材料，由学生独立探究、发现知识和解决问题。中学物理教学中学生的探究性学习活动主要有三种类型。
一、以实验为主的探究性学习活动
这类探究性学习活动是以实验为主，通过师生有目的、有计划、有步骤地做实验，观察具体、直观的实验现象，利用学生手、眼、口、脑等各种感官进行操作、观察、表述及思维等活动，集中学生的注意力，使学生的学习积极性大为提高，最大限度地调动学生的学习主动性。例如：欧姆定律的学习，就可以通过以下几个环节来实现：
1.创设内容情境，引导提出问题
教师可以发问，“导体中产生电流的原因是什么？”，“导体中电流的大小与哪些因素有关？”，引导学生思考“导体中电流的大小与导体两端的电压及导体本身的电阻的关系”。
2.引导学生猜想，作出假设
导体中电流的大小与导体两端的电压及导体本身的电阻的关系，是多因素之关系，教师可以通过引导学生探究“导体的电阻一定时，导体两端的电压与电流的大小之关系”；“导体的电压一定时，导体两端的电流与电阻的大小之关系”。
3.点拨分析思路，设计实验方案
教师可以跟学生一起分析所提供的电流表、电压表、开关、滑动变阻器、定值电阻、可变电源及导线等实验器材；实验中需要测量的数据，各实验器材的连接及实验步骤等，让学生自己设计实验电路，画出电路图，设计有关填写数据需要的记录表，画I-U关系分析图和I-R关系分析图等。
4.学生亲自动手，自主操作实验
教师可以让学生根据所设计的实验方案，安全、正确地实验。在做实验的时候，善于动脑筋的学生会发现电流表、电压表及定值电阻三者在电路中的接法有两种，即一种方法是定值电阻和电压表先并联，然后再与电流表串联（称电流表外置式）；另一种方法是定值电阻与电流表先串联，然后再和电压表并联（称电流表内置式）。如果学生尚未发现这样的问题，那么，教师要适当点拨、启发，问“电流表外置式与电流表内置式效果一样吗？”的问题来引导学生探究。
5.学生分析数据，交流讨论结果
教师可以引导学生思考，如问“导体的电阻一定时，导体两端的电流是如何随着电压大小的变化而变化的？这种变化有什么样的规律？为什么不完美（有误差）？”；“导体的电压一定时，导体两端的电流是如何随着电压大小的变化而变化的？这种变化有什么样的规律？为什么不完美（有误差）？”等一些问题。让学生在思考中分析问题、处理数据、研究误差、得出规律和解决问题。
6.归纳各种结论，完成实验报告
教师可以给学生一个实验报告格式模版，让学生按照实验报告的有关要求完成实验报告。以实验为主的探究性学习活动在本专题中的体现，是通过改变传统的验证性实验为探究性实验，使学生在教师的指导下既参与了一个科学探究的过程，又培养了能力；学生不仅学得活泼，而且化被动接受结论为主动获取知识。
二、以调查为主的探究性学习活动
以调查为主的探究性学习活动属于开放性问题教学内容，开放性问题教学的显著特点是，可以扩大学生的视野，激发学生的意念，开创学生的潜能，培养学生创新精神和创造能力。这类探究活动打破了传统的教师传授知识的教学模式，教师走入学生中与学生一起分析要解决的问题，确定方案，然后调查、考察；通过筛选调查所得的资料，并进行实验与研讨，最后寻找出解决问题的方法。这种方法既是已有知识的应用，又是新知识的获得过程，是理论联系实际的最好的办法。如：调查“路灯管理所使用普通白炽灯、日光灯、电子节能灯及太阳能照明灯哪一种更经济，更有发展前途？”。
1.瞄准实际，发现问题
市场上有很多用于照明的灯具，其中可以作为路灯使用的就有普通白炽灯、日光灯、电子节能灯及太阳能照明灯等，那么，哪一种更经济，更有发展前途？教师引导学生发现问题。
2.分析现象，作出猜想
根据猜想，因为电子节能灯及太阳能照明灯因为发明的迟，应该更经济，更有发展前途。但是，人们又为什么不喜欢使用呢？围绕这样的问题来设计调查方案。
3.研究问题，设计方案
分别就功率、灯管售价、灯具初期投入、修理费用、灯管使用寿命、灯具使用寿命、发光效果、耗电、路灯开关时间与频率、光的感受效果及美观情况等指标加以比较。
4.收集资料，自主探究
学生可以分组或个人进行调查，调查所需数据可以来自实际的使用单位，也可以来自厂家的说明书，来自研究所的科研成果或测试单位的测试报告，或者相关的网站等，对得到的数据进行适当的数学处理，并进行必要的比较、分析和作出合理的解释。
5.讨论交流，完成报告
学生将各自调查的结论进行交流，按照调查报告的格式完成任务。通过调查活动，学生可以搜集普通白炽灯、日光灯、电子节能灯及太阳能照明灯等方面的许多数据，了解许多实用的知识，增强环境意识，锻炼自身的能力，实现探究性学习效果。
三、以习题阅读为主的探究性学习活动
以习题阅读为主的探究性学习活动是针对物理习题进行的，习题内容主要源自工农业生产、社会生活、物理综合题及物理实验等方面的知识。以习题阅读为主的探究性学习活动把科学探究的有关提出问题、猜想与假设、设计方案、分析处理数据及解释实验结果等各个环节分别编写成习题，学生通过阅读、思考、讨论交流和得出答案等一般性过程完成学习任务。这类习题具有开放性，答案往往不唯一只要合理即可。
1.提出问题类习题
提出问题类习题通常与解决问题相结合。解答此类习题时，要求学生通过比较、分析、联想等手段，挖掘问题的本质，从而作出科学合理的解答。例如：“现有一杯水、一杯酒精、一铁块、一木块，它们之间存在许多不同特征，由此请你提出一个你想研究的问题，并提出解决问题的方案。”，本题关键引导学生选取一种可能性，如：可以提出“研究水和酒精沸点的高低”，“水和酒精的密度谁大？”等问题，相应的解决方案分别是“加热水和酒精至沸腾后，用温度计测量即可知”，“用天平与量筒分别测出水和酒精的密度”。
2.作出猜想与假设类习题
猜想是根据已有经验和知识判断问题的成因，对探究的方向和可能出现实验结果进行推测与假设。例如：“汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会向哪个方向飘动？请你猜想并说明理由。”。因为学生在平时不一定注意观察这样的现象，那么借助相关知识分析所得出的结论就属猜想。当然，猜想不是瞎估，要言之有理。因为汽车快速行驶时，马路中间的空气流速大，对于树叶来说，其外侧的空气压强大于内侧的空气压强，两边的气压差就把树叶压向路中间，这就是依据流体的速度与压强的关系得出的结论。
3.设计方案类习题
针对科学问题或现象，提出猜想，为了验证猜想，收集信息，设计科学实验方案并解决问题。例如：“有两个小灯泡串联，发光正常，现将其中的一个灯泡外壳打碎后发现，这个被打碎的小灯泡几乎不发光，另一个灯泡不仅没有熄灭，反而更亮了。”问：
A.“玻璃打碎以后，小灯泡仍有电流通过，灯丝却几乎不发光，那么玻璃外壳究竟起什么作用呢？说出你的看法。”，根据已有的经验可知，“另一个灯泡不仅没有熄灭，反而更亮了”，肯定是由于灯泡灯丝未断，这时候，坏了的灯泡起到了导线的作用。至于“被打碎的小灯泡几乎不发光”肯定与灯丝的温度有关，而之所以温度上不来，肯定与小灯泡的外壳“玻璃打碎”有关。那么，为什么外壳“玻璃打碎”就使灯丝温度降低达不到白炽状态而无法发光呢？自然推理出“玻璃外壳的作用是减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度”。
B.“完好的小灯泡亮度的变化与哪些因素有关？请你提出一种猜想并设计一种验证你猜想的实验方案。”首先对这样的问题要有一个基本的思路，即“完好小灯泡亮度的变化”肯定与其灯泡两端的电压的变化有关，而电压的变化肯定是由于电阻的分流引起的，分流电阻（被打碎的小灯泡）的大小发生变化，肯定与小灯泡的外壳玻璃打碎有关。那么，本实验就是要研究小灯泡的外壳玻璃未打碎和打碎后电阻的变化。教师就要引导学生设计出验证方案。利用原来的电路图，用电流表、电压表分别测出小灯泡外壳破碎前后分别接在电路中时，电流表、电压表测出的电流
和电压值
。分别计算出小灯泡外壳破碎前后分别接在电路中的电阻
。比较
，如果
，则完好小灯泡的亮度与损坏小灯泡电阻大小的变化有关；如果
，则无关。
4.分析整理数据类习题
设计表格、作图并用图像处理问题，定性和定量分析实验数据是本部分主要内容。
例如：“有四个同样大小的圆柱形塑料容器，在它们的底部相同位置各开一个排水圆孔，排水孔的直径d分别是1.5cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm。在容器里放入30cm深的水，打开排水孔让水流出，用秒表测量水完全流出所需要的时间t分别为73.0s、41.2s、18.4s和6.8s”。
A.“请设计一个表格，并将小明测得的数据填写在表格中。”这种问题好答，只要让学生把排水孔直径d和排尽水的时间t的相关数据列在表格中即可。
B.“请画出排尽水的时间t与排水孔直径d之间的关系图。”学生只要将排尽水的时间t（作为纵轴）与排水孔直径d（作为横轴）画出二维平面图即可。
C.“分析实验数据，初步可以看出t与d之间的关系为d越大，t______，但是还不能确定它们之间明确的数量关系。”根据上述A、B两项的数据，不难得出d越大t越小的结论。
D.“请你猜想t与d之间可能存在的数量关系，并根据以上数据写出证实你猜想的思路。”猜想是在上述结论的基础上更准确、更进一层，如本题为“t与d成反比”。思路就是上述猜想的依据，本题可以描述为“画t-d图线并观察图线是否为直线”。
5.解释实验结果类习题
这方面题目较为少见。例如：在研究“杠杆的平衡条件”实验中，已知动力为3N，动力臂为6m，阻力为6N，阻力臂为3m时杠杆恰好平衡，第一位同学据此猜想，杠杆的平衡条件可能是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”；另一位同学猜想，杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。根据数据，他们都认为自己的猜想是对的。那么，遇到这样情况，你对他们的实验验证方法是怎么看的？这种问题学生往往不会用语言来表达意思，这需要多联系。本题可见，他们都存在问题。第一位同学的猜想是正确的，但只通过一次实验数据就得出结论，不符合科学实验的要求；另一位同学的猜想是错误的，他把单位不同的物理量直接相加是错误的。
6.综合类习题
此类习题经常涉及科学探究的不止一个环节，有时是整个过程甚至多门学科。这种综合类习题能够较全面地考查学生的探究能力，但因难度太大，往往超出中学物理教学要求，我们不提倡在教学中选用，否则，会使探究的初衷走向反面。例如：“有一个题目，要求学生设计一个实验，探究二氧化碳气体和空气在相同光照下升温的快慢。”该题体现了学科间的渗透和综合，可以考查学生运用所学知识，设计实验步骤、设计记录表格、收集实验数据、分析实验数据和提出合理化建议等方面的能力，但让尚处于中学阶段的学生思考这样的问题，不仅时间紧、任务重、难度大，而且也没有必要。
中学物理教学中学生的探究性学习活动不限于上述三大主题，只是他们较为多见且重要。作为物理教师，一方面必须熟悉所教内容，把握好时机为学生创设探究的情境，且适时掌控探究教学的进程；另一方面，要注意所选择内容的难易和可探究的余地，保证既能激发学生探究兴趣，又使学生在探究之后感到问题富有挑战性，获得成就感，否则探究就难以收到好的效果。