例谈物理探究式教学的实施过程

1、例谈物理探究式教学的实施过程俞晓明1 韩爱明2 何捷1（1南京师范大学物理科学与技术学院，南京，210097）（2江苏省常州市奔牛初级中学，常州，213131）Exemplification on the Implement of Physics Inquiring TeachingYu Xiaoming1 Han Aiming 2 He Jie1(1 School of Physical Science and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210097)(2Jiangsu Benniu Junior Middle School

2、, Changzhou 213131)摘 要：本文介绍了一个物理探究式教学的案例，旨在阐明探究式教学的思想与实施过程。关键字：探究式教学 纸制旋翼机 生长点一、引言全日制义务教育物理课程标准（实验稿）中明确指出：“课程总的目标是使学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。”美国21世纪科学教育书系面向全体美国人的科学中也指出：“没有一个简单的一成不变的步骤可供科学家们遵循，没有一条道路可以担保正确地引导科学家获取知识。然而，科学的某些特性给予科学家的探究模式以显著的特征。尽管这些特征是职业科学家的工作所特有的，但是，每个人在科学地思考日常生活中的有趣事务时，都可以运用他们。”可见，开

3、展探究式教学、实施素质教育已经成为迫在眉睫的大事。到底探究式教学应该如何展开，在此过程中教师应该着重什么问题，这些问题在我国尚缺乏系统的、全面的研究，广大中学物理教师也知之甚少。本文想结合我们曾经开展的活动“对纸制旋翼机的探究”来谈谈探究式教学的施教过程。二、探究式教学的施教过程（师生对话式）（一）明确探究主题，制作探究教具教师：“今天我们的探究主题是纸制旋翼机（以下简称旋翼机）的研究。请大家按要求（图一）用剪刀剪一个旋翼机（图二）。”（学生动手制作旋翼机）（二）进行探究活动，观察探究现象教师：“让它们从高处下落，观察并记录你们看到的现象。”学生A：“我看到旋翼机一边下落，一边旋转。”学生B（

4、同组实验者）：“而且，从上往下看是顺时针方向旋转的。”教师：“就这些吗？有没有其他发现？其他组是不是也和他们组的实验现象一样呢？”学生C：“老师，我们的纸制旋翼机是顺时针旋转的呀。”学生D：“老师，他们小组用的是报纸，我们组用的是牛皮纸，我们的旋翼机明显地下落得快，旋转得也快。”（两组做了一次对比）（三）针对产生原因，提出合理假设教师：“从这些现象中你们能够提出什么样的问题呢？”学生M：“老师，为什么有的旋翼机是顺时针旋转，有的是逆时针呢？会不会与地球的自转有关呢？在南半球是否与在北半球的实验结果相反呢？”学生N：“老师，我认为旋翼机在下落过程中，旋转的方向是随机的，旋转的方向取决于开始下落时

5、刻环境的微小扰动，对吗？”（四）再次进行探究，证实证伪假设教师：“请旋翼机旋转方向相反的两个小组各派一位代表上来演示一下。”（演示过程）教师：“比较一下你们的旋翼机，看看有什么不同。”学生P恍然大悟地说：“我懂了。我们两个旋翼机之所以旋转方向不同，是因为我们两个旋翼机机翼的折叠方向不同（图三）。”教师：“你们分别改变一下你们旋翼机机翼的折叠方向，再做一次实验，看看有没有什么变化。”（实验发现：原来顺时针旋转的旋翼机现在逆时针方向旋转；原来逆时针旋转的旋翼机现在顺时针方向旋转）教师：“这似乎给了我们什么启发？”学生Q：“以我的右手方向为X轴正半轴，以我的正前方为Y轴正半轴。如果旋翼机两翼在第一、

6、三象限内，当旋翼机下落时，从上往下看，旋翼机逆时针旋转；如果旋翼机两翼在第二、四象限内，当旋翼机下落时，旋翼机就会顺时针旋转。因此，我认为，旋翼机旋转的方向仅与机翼的折叠方向有关，与地球的自转无关。”学生W：“我同意他的看法，我把旋翼机倒过来，用细线栓着并且往上拉（图四）。发现，如果此时从下往上看，它的旋转方向仍然不变，这充分说明旋翼机旋转的方向与地球的自转无关。”教师：“这位同学观察得很仔细，思考得很深入，概括得也很准确。现在，再给大家三十分钟的时间，请大家继续探究这一活动，在探究过程中，每一小组必须提出一个你们认为最有兴趣、最有探究价值的问题，并尝试着给出你们的初步结论。”（学生激情高涨，

7、纷纷进行探究）教师：“好，现在谈谈你们的想法。”学生A：“我们第一小组认为，旋翼机下落的速度、旋转的快慢与机翼的大小、形状有关。我们一共做了三个对比旋翼机（图五）。第一个旋翼机不做任何改动，第二个旋翼机机翼被剪短，第三个旋翼机机翼上被剪去两个洞。实验表明：旋翼机机翼有效面积大，旋翼机下落得慢，并且旋转得也慢；旋翼机机翼有效面积小，旋翼机下落得就快，并且旋转得也快。”学生M：“我们第五小组认为，旋翼机下落过程中旋转的原因是因为它受到气流的作用。当它下落时，由于两翼在第一、三象限内，所以气流只能够从第二、四象限内上升，从而会对旋翼机有一个逆时针方向的推动力。反过来，当它下落时，由于两翼在第二、四象

8、限内，所以气流只能够从第一、三象限内上升，从而会对旋翼机有一个顺时针方向的推动力。这就是旋翼机在下落过程中为什么会旋转的根本原因。”（五）总结探究结论，内化探究结果探究式教学的目的是探究式教学的出发点和归宿。本次探究活动历时三个小时，大家积极思考，勤于动手、动脑，大胆提出各种合理的假设，勇于表达自己的看法，攻克了一个又一个难关，达成了几点共识，体验了科学探究的经历，达到了开设探究教学的目的。三、转变教育观念，实施探究式教学探究式教学全面开展是一项艰巨的工程，如何更好地实施探究式教学我们认为关键是要转变教师的教育观念。（一） 教案是动态的，教材是资源，教师是教材的处理者 教材中有很多课题值得探究

9、，教师应该根据探究课题的价值把握探究的度。对每一个要求学生探究的课题教师应该进行深入、彻底的研究，全面考虑学生在探究过程中可能会出现的情形、提出的疑问。此外，对学生提出的有益问题不能够以“我们以后会学到”而挡过去，与其下次刻意地导入新课，不如将计就计，顺应学生自身的求知需要，及时调整教学计划，发现学生身上的生长点。（二） 让更多问题的提出来自于学生而不是教师建构主义认为，学生是学习的主体，是自己意义的建构者，教师只是指导者。教师应该给学生更多提出问题的机会而不是提出问题给学生去思考，应该走“问题来源于学生学生来解决问题学生教师发现新问题”的道路。不是教师要给学生什么，而是学生需要教师给他们什么。（三） 重视探究过程，淡化探究结论 通过师生合作完成了某些探究课题，得出一些新的结论，这固然可喜，但重要的并不是记住这些结论，而是体验探究的过程，掌握探究的方法。本探究课题要求学生在探究过程中能够分析出影响结果的可能因素，学会应用控制变量法设计实验，对实验结果进行分析、讨论，从中发现有用的信息。（四） 适当开启窗口，给学有余力的学生以发展