物理学如何提高中学物理教师的科学探究教学能力-毕业论文

PAGE1-中文摘要科学探究对于学生而言是一种很好的学习方式，对于教师而言是一种很好的教学方式。现如今，科学探究已经被列入新课程标准中，并且在其中是重要的内容，所以在当今的中学物理教学中，不论是对于教师还是对于学生，科学探究教学模式是非常重要的。本文就是在这种背景下，针对中学物理教师的教学能力，阐述如何提高中学物理教师的科学探究教学能力。本文共分为四部分：第一部分科学探究教学的具体内容本部分主要从科学探究教学的相关概念、学习的认识、设计原则以及基本程序等四方面系统科学的介绍了科学探究，能够使教师对于科学探究有一个全面、准确的把握与认识，这是提高科学探究教学能力的基础。第二部分中学物理科学探究教学中存在的误区以及困难本部分主要是介绍现如今教育中科学探究的误区，使教师能够准确的避免这些误区，并以此来反思自己。在很多地区的科学探究教学中，只是过多的形式主义，并没有很好的发挥它应有的作用。由于许多学校的硬件条件差，或者是其他的原因，阻碍了科学探究教学的开展与实施。第三部分在中学物理科学探究教学中教师应注意的问题本部分主要介绍了科学探究教学中的几个“关键点”，在进行科学探究时，教师应注意，要引导学生不要代替学生，学生才是学习的主体，教师只是学习活动中的指导者；在进行教学时，教师应该重点关注学生学习的过程，不要一味的关注学生学习的结果，结果只是一时的，而在过程中，学生可以学到很多；教师应积极的提升自身的素质，并且转变教学观念，现在是21世纪，教师应结合社会的需要及学生发展的需求来提升自己，与时俱进；在教学时，应注意教学评价的多样性，不应仅仅依据学业成绩来测评学生，还要考察学生的能力以及素养。第四部分科学探究教学的几种类型本部分是根据具体的教学内容来指导科学探究教学的设计，例如科学探究式物理概念教学、科学探究式物理规律教学与科学探究式物理实验教学（包括演示实验、边导边实验、分组实验），分别在这些教学内容的情况下科学探究教学模式的开展方式，教学程序以及教学案例分析，在各个环节的开展时应该注意的问题以及如何避免均在本部分中体现。关键字：教师科学探究中学物理教学引言 -1-第一章科学探究教学的具体内容 -2-第一节科学探究教学的相关概念与说明 -2-第二节对科学探究式学习的认识 -2-第三节科学探究式教学的设计原则 -4-第四节科学探究式教学的基本程序 -5-第二章中学物理科学探究教学中存在的误区以及困难 -7-第一节中学物理科学探究教学中存在的误区 -7-第二节中学物理科学探究教学中存在的困难 -9-第三章在中学物理科学探究教学中教师应注意的问题 -9-第一节要引导学生而非代替学生 -10-第二节关注学生学习过程而非一味地关注学习结果 -11-第三节提高自身的素质与转变教学观念 -12-第四节注意教学评价的多样性 -13-第四章科学探究物理教学的几种类型 -14-第一节科学探究式物理概念教学 -14-第二节科学探究式物理规律教学 -15-第三节科学探究式物理实验教学 -16-参考文献： -20-附录一： -21-附录二 -23-附录三 -24-附录四 -26-附录五 -27-附录六 -28-引言在当今，科学技术是以信息技术为主要的标志，人们的日常生活与生产拥有越来越多的高科技成果，由知识经济可以预测出，人类的经济、社会、生活将发生翻天覆地的变化，因此，国家的综合国力以及国际间的竞争力将会越来越多的取决于教育事业的发展进步、知识的创新水平与科学技术的发展。在近年来的中学物理课程改革的进程中，为了能够帮助学生形成科学探究式的学习方式，国家将科学探究式教学作为课程标准的重要内容，它的提出是为了变革中学生学习的方式，在我国《义务教育物理课程标准》中明出，“科学探究既是物理课程的目标，又是物理课程的重要内容。”也就是将培养探究能力与促进探究学习作为一个重要的教学内容以及教学目标来进行贯彻落实。科学探究式学习并不仅仅是对知识的学习与运用，而是体验学习的过程，掌握知识获得的方法，在知识探究的过程中培养学习的能力，体会思维的拓展、合作交流的乐趣，以及学生经过自己动手参与探究活动，可以体会着其中的成功的喜悦以及失败的原因，使学生徜徉在美妙的知识的海洋里。科学探究式教学活动是学生参与式的教学活动，学生是该活动中的主体，而教师只是引导者。在进行科学探究教学时，教师应积极的引导学生亲自动手操作，积极的动脑思考，充分调动学生求知的欲望和兴趣，使学生切身体验到科学学习的乐趣，并且在此过程中，学生要掌握科学探究的方法，获得知识，提高科学素养，锻炼学习的能力，培养创新精神，重新建构自己的知识、认知体系，拓展思维，渲染情感态度与价值观。教师要帮助学生克服心理障碍，同时要在进行科学探究活动中的较为困难的地方予以指导，是科学探究活动能够较为顺利的进行，而不是没法进行，那样的话就会打击学生科学探究的兴趣与积极性，产生消极情绪。伴随着新一轮课程改革道路的铺开，中学物理教学的主流教学模式是科学探究式教学模式，并且科学探究也成为了中学物理教学中主要的教学内容，但是科学探究式教学对于我国来说还是过于年轻，在开展实施的过程中还会存在很多的问题，很多教师对于科学探究教学的把握也不是很到位。究其原因，是由于教师对科学探究的理解不到位，以及存在科学探究式教学设计的能力缺陷，因此，提升中学物理教师的科学探究教学能力是非常重要的。第一章科学探究教学的具体内容第一节科学探究教学的相关概念与说明1.1科学探究教学的概念广义的探究泛指独立解决问题的一切活动。可以说它既包括科学家的专门研究，也包括一般人解决问题的活动，它是人类的天性。但是狭义的探究，即科学探究，是指科学家们用它来研究自然界并且以此种研究作为基础，获得的证据来提出种种解释的很多种途径。“科学探究是一般探究的子集，它的对象是自然界，是在某种信仰和假设的指导下进行的。”【1】科学探究教学是学生参与式的教学活动，要积极鼓励学生动手、动脑，通过自主式的探究活动，来进行学习物理规律和物理概念，使学生体会到学习科学的乐趣，并且了解科学方法，获得科学知识，逐步培养科学创新的精神。1.2科学探究式教学的意义21世纪以来，我国基础教育的课程改革有一个很突出的特点，是提倡科学探究式的教学方法，它是被列为课程标准的重要内容。在新课标中，科学探究是以一个重要理念的身份被提出的。它以社会的发展对人才需要为基础，更是以人们对科学本质的教育本质认识的深化为基础。科学探究式教学方法，能够把学生学习的重心进行转移，从传承和积累转移到知识探究过程，由学生的被动接受知识转移为主动获取知识。可以增强学生的好奇心和求知欲，使学生体验到成功的喜悦，并且还可以培养学生的探索精神和创新精神能力，发展学生的合作意识。第二节对科学探究式学习的认识2.1科学探究教学是科学本质和教育本质的统一现代社会很需要这些人才，具有创新意识和实践能力的人，也急切需要全体公民的科学素养。科学的本质既体现在科学家所取得的知识的认识上，也体现在获得这些知识过程的认识上。科学知识是相对稳定的，也是不断发展的，它不仅是绝对的真理，只是可以在一定的条件和范围内适用，也不是可以解决所有的问题的。科学探究概括了对科学过程的本质的认识。促进人的发展是教育的本质，在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的培养方面都是如此。探究式教学最大的特点是使学生体验到科学探究的过程，并不是仅仅的接受科学的结论，因此，科学探究教学是科学本质和教育本质的统一。2.2科学探究式学习的本质特征 1.通过科学探究活动，学生获得新知，培养能力科学探究不是直接把结论给学生，而是通过演示实验或者是学生自主实验来进行验证，通过让学生进行各种探究活动，例如观察、调查、制作、收集资料等，自己进行总结得出结论，使学生能够亲自参与活动并且体验知识的探究获得过程，并培养他们的科学探究能力。2.在科学探究中重视证据的作用可以说，学生通过科学探究获得新知的关键之处是证据。要想得出正确的结论，就必须使学生认真的去收集充分的、准确的资料事实，然后根究科学探究的要求对资料事实进行整理、选择和分析，并且用有关的事实进行逻辑推理。学生的科学探究素养就是在这种不断地科学探究下逐步形成的。3.注重从学生已有的知识经验出发认识理论表明，学生在进行学习时不是从未知、空白开始的，而是已有的经验影响现在的学习，教师在进行教学时，只有当从学生已有的知识和经验出发，才可以调动学生积极学习的兴趣，主动学习，反之很难达到教学目标。4.合作学习是非常重要的在进行科学探究活动中，经常进行分组实验和搜集资料，争论和讨论，意见综合等方式的合作。根据建构主义的理论，由于学生的文化背景、已有的知识经验不同，其对事物的理解建构也会不同，合作学习可以使学生看到问题的不同方面，通过对自己或者是他人的意见、观点进行讨论或批判，建构起学生自己新的理解。5.形成性评价和学生的自我评价是科学探究所重视的科学探究式教学在重视并且改进终极性评价的同时，相当重视形成性评价，例如学生每天做课堂笔记，撰写报告，绘制图表，制作模型等。通过这些可以使学生了解学生对知识理解的广度和深度，以及他们进行科学推理的能力。2.3接受学习和探究学习的关系接受学习是学生接受知识为主，他注重学习结果。但是探究式学习是要经历过程，然后再建构成学生的自己的知识，他注重学习的过程。1．探究式学习包括接受式学习探究式学习的知识和技能不能直接由探究获得，课堂中探究活动也不可以由单纯的科学探究活动得出结论，它是需要与接受学习结合，如果仅仅由科学探究得出结果，那么可能会使学生曲解科学探究。2.渗透探究思想的接受式学习接受式学习并不是简单的被动和机械的学习。在传授知识时，结合探究思想是一种很好的策略，这样可以使学生知道知识的形成过程，更好的去理解知识。3.探究式学习要与接受学习互补对于学生而言，好的学习方法因人而异，改变学生的学习方法并不是直接把接受学习变为探究式学习，而是把普遍存在的、过于单一的、忽视理解的、被动的和缺乏合作的学习进行转变，在进行教学设计时，应当意识到，科学探究并不是唯一的方法，应当根据具体的情况选择合适的学习方式，把探究式学习与其他学习方法结合起来最佳。第三节科学探究式教学的设计原则3.1科学探究式教学的设计原则1.充分调动学生学习的动机和兴趣，发挥学生的主体性科学探究活动的设计要切实符合中学生的心理发展特点，要注意从学生的熟悉事物出发，设计中学生内心喜爱乐于参与的活动。通过调动学生学习的动机和兴趣，来激发学生进行科学探究的主动性和积极性。2.提供手脑并用的机会，体现学生做中学的原则科学探究活动的方式是多种多样的，但都有一个显著的特征，那便是手脑并用。充分的把学生的动手和动脑结合起来，实现学生的知识建构，发展学生的各方面都智能以及培养他们的动手能力。3.要进行有效的合作与交流，体现人际间的互动关系“科学探究的本质特征是人的相互作用，包含教师与学生群体、教师与学生个体、学生个体与学生个体、学生个体与学生群体以及与其他人群的相互作用。”【2】所以要加深学生对于交流与合作的锻炼与培养，提高他们的语言表达能力以及与其他人群的相处能力，培养学生的合作意识。3.2创设科学探究式教学情境的主要策略1.要使科学探究源于学生所处的真实环境。2．创设的情境中要有学生易于发现的问题，要提供给学生发现问题和质疑问题的能力。3.创设的情境要有可探究性，将探究性贯穿于整个过程。4.关注资源和信息技术的应用。第四节科学探究式教学的基本程序新课程标准中科学探究的基本程序是“提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集数据，分析与论证，评估、交流与合作。”这样的教学程序适用于物理实验的概念导出和规律教学，，对于普通意义的概念、规律、习题与复习的探究教学模式应该是怎样的？要使学生学会进行探究式学习，教师就应在上课的过程中积极的倡导科学探究式教学模式，使学生在科学探究中学会“探究”。1.创设情境该环节就是要引起学生的学习动机。在开始进行教学之前，教师要通过利用恰当的材料、合理的构想、精炼的语言，提出使学生感到兴趣并有点困惑的问题，调动学生进行探索未知知识的兴趣和求知的积极性，激发学生对所提出问题的强烈关注，逐步形成兴奋鼓舞的课堂气氛。2.探究思考该环节体现了“了解”和“获得”。学生获取知识、锻炼能力的重要环节是实践。在此环节中教师要积极鼓励学生动手实验，观察现象要认真，进行自主搜集相关材料，指导他们进行进行记录，使学生亲自经历探究的过程，获取感性、生动的体验。在进行科学探究的过程中，教师要教会学生科学的探究方法，例如归纳法、演示法、分析法等，让学生攻克难点，克服思维障碍，获取成功。科学探究结束后，教师要指导学生进行对比比较，处理实验数据，对所观察的现象进行分析，归纳并总结，巩固学生所学知识的理解，使学生由感性层面上升到理性层面的认识。在科学探究中，教师要学会控制探究活动“关键点”，即学生的注意力和求知欲，激发学生的求知欲和调动学生的注意力，这是要靠“分析教材”实现的。每节课的内容可以分为以下三部分：“1.已知的知识——教师提出问题由学生回答。2.半知的知识——在教师引导下由学生探究得出结论。3.完全未知的知识——才由教师深入浅出地讲解明白。”【3】所以，只要学生能够理解的知识，教师就不要去剖析；只要学生能够形成表述，教师就不要代劳；只要学生能够得出结论，教师就不要给出；只要学生学生能够答出的题目，教师就不要替他解答。在学生学习的过程中，教师要引导学生进行独立思考和科学探究，使他们在原有的知识经验的基础上建构起新的知识，引导他们进入独立自主的学习，在生动、活动、有趣的探究过程中获得学习的方法和研究问题的方法，这样做可以使学生受益匪浅。科学探究的方法通常分为讨论法、谈话法、实验法等，讨论法是指学生——学生、学生——教师、学生——教学资源之间进行信息资源的交流，它通过相互之间的互动使学生得出探究的结论。谈话法指的是学生与教师之间的信息交流。实验法是指学生通过亲身经历实验，数据处理，归纳分析等思维活动得出知识规律。科学探究的教学方式就是通过让学生在原有的知识经验基础上自己分析、总结和归纳得出新知识，从而建构形成新的知识体系，培养学生独立自学的能力，使他们成为课堂的主体，用这样的教学方法进行授课时，教学内容就会像磁铁般吸引学生的注意力，使他们切实领略到探究过程、获取知识过程的美妙。教师在引导学生探究时，要注意保护和培养学生的主动性和积极性，要适时地给予学生肯定以及鼓励，努力培养学生的上进心、自尊心以及其他非智力因素，这些在有的时候对于学生的比智力因素更重要。3.学以致用该环节包括巩固练习和课后作业两部分。在该环节中教师要积极引导学生运用已经探究出的结论来解决具体实际问题，这是将所学的内容逐步转化为学生的能力的过程，它可以使物理规律、物理概念对于学生而言进一步巩固、加深、拓展和升华。教师可以围绕培养学生的学习方法和“双基”为目的，给学生多出一些有一定梯度的练习题，让学生进行反复的训练，培养学生的学习能力。在课堂有限的时间内，教师应该使学生把握练习的主旨方法，学会举一反三，而不是一味的题海战术，使学生应接不暇，重要的是培养方法，而非做题的量。4.概括强化该环节共有概括、保持和回忆三部分。首先教师应组织学生自主地总结本节课的内容以及重点，目的在于使学生能总体的把握本节课的内容，并且使其同化和顺应纳入学生已经建构的知识体系中，然后给学生时间进行内容的重复，这样可以使学生能够及时看到自己学习的成果，从而激发学生学习的愿望。案例分析及点评（见附录一）第二章中学物理科学探究教学中存在的误区以及困难第一节中学物理科学探究教学中存在的误区科学探究是新课标中的重要理念，由于开展的时间短，因此经验比较少，理解方面也普遍比较肤浅，很多教师只是单单的注意形式，往往忽视了科学探究的成效，在现在的教学中，存在以下几种误区：1．科学探究就是单纯的进行分作讨论，反过来，分组讨论也就是在进行科学探究。在很多科学探究教学的课堂中，教师会在课堂开始之时，简单的、轻描淡写的给学生交代几句，并没有给学生提供足够的指导，也没有给科学探究营造良好的问题情境，只是单纯的让学生一味的进行分组讨论，在这种情况下，虽然课堂的气氛看起来会很活跃，但是绝大部分学生并没有在进行科学探究，而是在分组说话聊天，甚至是打闹。造成这样的原因并不是学生学习兴趣不高，而是学生不知道学习什么、探究什么、讨论什么，更加不清楚该如何讨论。这种现象的主要原因是学生的已经建构的知识体系以及经验都比较有限，科学探究的方法能力也比较不足。课堂中出现的这种科学探究的形式是非常有害的，是与教育的目的以及新课程标准的理念像冲突的。教学是一种非常严谨务实的行为，出现的每一个环节步骤都应该设计的严谨认真。在开展教学活动时，教师应该明确教学目的及目标，并且严格的按照这一宗旨进行开展。教师在进行科学探究教学活动时应认真考虑以下三点：（1）学生能否学到应该学习的知识。（2）学生各方面的能力能否得到锻炼与提高。（3）学生的认知、情感态度以及价值取向能否得到熏陶。2.科学探究教学活动开展时课堂气氛一定要非常的活跃。教师在开展科学探究教学活动时，教师比较常采用的教学方法是，非常频繁的提出一些很简单的问题，让学生来回答，这些问题的答案一般都是“是”或者“不是”，学生基本不用过多的去思考就能很容易地回答出问题。这种课堂表面上看起来气氛很活跃，学生也能对答如流，但是学生能够真正的学到知识吗？不能，在这种课堂上，学生不需要任何的思考，并且教师也没有很好地去引导学生进行思考，不论是学生的知识体系、认知结构，还是情感态度以及价值观，都不能得到提高。教师在进行科学探究教学活动时，不应一味的追求课堂气氛，应切实根据教学目标以及学生的发展需要来开展教学。3.学生在进行科学探究活动时不能失败，只能成功。当有的教师在开展竞赛课或者是示范课时，为了保证科学探究教学活动的顺利准确的进行，总是在学生中进行筛选，并且进行反复多次的实验训练，使学生对于活动相当的熟练，在进行上课之前，学生就已经知道探究的各个环节的问题，并且已经搞懂。这种形式的科学探究活动只是形式主义，学生经过多次的重复训练，这是浪费时间以及学生的精力，而学生的水平得不到任何的提高。科学探究活动本身就是让学生在问题中提升自我，锻炼自我，而将障碍全部撤离是将科学探究脱离了原先的面貌，所以教师应正确的认识科学探究教学活动，让学生在不断的探究中建构自己的知识体系。4.不论何种知识的学习，一律都采用科学探究的教学模式。教师在进行教学时，不管学习内容的特点以及学生的知识基础，所有的教学活动都采用科学探究的教学模式，将科学探究的教学模式绝对化。教师的这种教学行为是对科学探究式教学认识的片面表现，这样会有失偏颇，并不能达到预期的教学效果。提倡科学探究式教学模式并不是对传统教学模式的否定，教师应在传统教学模式的基础上进行创新，而非完全地脱离传统。第二节中学物理科学探究教学中存在的困难当今，各个地区的教师在开展科学探究教学活动时是形式多样的，方法有很多，追究其根本原因，主要是当今教育中存在以下困难：1.学校教育设施的硬件较差。在我国，除去大城市的学校以外，绝大部分的中、小城市以及农村学校，他们的教育硬件设施都比较落伍，远远地达不到教育标准要求，，很多中学学校的实验室的硬件设施也很差，学生们基本的实验实际操作都很难实现，实验仪器很难做到人手一份，开展实验比较困难。2.学校班级学生数额很大，分组难。在我国的大部分中学里，班级的人数非常多，绝大部分五六十人，更有甚者七八十人，这样的班级，在进行实验时分组是非常困难的，实验设备配备不到，再就是学生人数大，教师在进行实验指导时也是非常困难的，很难照顾到所有的学生，这样也就会降低科学探究教学的效果。3.科学探究与物理教学时间冲突、矛盾。在进行科学探究时，需要花费的时间很多，但是中学生的课业繁重，物理教学的时间有限，所以在开展时基本是很难的，又要有时间的支持，还要达到学业目标，所以教师在开展时会有很大的困难，如果一味的开展科学探究教学，就会推迟教学进度，完不成学业目标，反之，不开展科学探究，学生的能力、情感、价值观就不会有很大的提高，所以，对于中学物理教学，科学探究与教学时间是冲突、矛盾的。4.中学生的考试与科学探究相矛盾。目前，我国教育体系中，很多地区的考试还是单纯的考察学生对于知识的掌握程度，而对于探究性题目很少会出现。这种现状会导致教师的教学与学生的考试脱节，所以，学生与教师都会担心由于科学探究教学阻碍成绩的提升，也就造成了很多地区的老师开展科学探究教学活动的积极性并不高。第三章在中学物理科学探究教学中教师应注意的问题在科学探究活动中学生充分的发挥了其自主性，学生的想法、思想、做法都不是按照教师规定的轨道进行，更不是完全按照书本所提供的方法进行，而是他们通过自己思考获得，获得的内容包括对问题的猜想，实验方案的计划，探讨和实施，归纳和总结。学生学习到的知识在这里会得到尊重，教师在该科学探究活动中只是合作者和指导者，这也就充分地体现了科学探究教学强调的知识建构需要学生自主、合作，情感和意志也需要学生亲自体验。任何事情都不可能是一帆风顺的，科学探究也不例外，该科学探究活动的开展需要极其复杂并且艰辛的智力跋涉，在这其中还会存在有大量的障碍和学生本身存在的很难克服的困难，在该时刻就需要教师适时准确的介入，帮助学生解决问题，并且用鼓励和启示的方法指引他们继续。显然，教师的这种帮助指导必须是谨慎的，有可能由于过多的干预和指导会打击学生自身探究的积极性，削弱他们的自主性，剥夺他们的自由创造和归纳构建知识体系的机会。因此，教师在科学探究中应该注意很多方面的问题，以下小节中我们进行了具体的探究。第一节要引导学生而非代替学生“一切为了每位学生的发展”是新课标的最高宗旨和核心理念。学生首先得是完整的、具有独立意识的人，这是新课标所提倡的。作为完整的、具有独立意义的人而存在的学生，既具备人格力量和智慧力量，也体验着全部的教育生活。教师要给学生一个完整的生活环境，充实学生的精神世界，提供给学生展示个性的空间和时间。学生作为独立的个体，也就意味着其不是教师随意支配的“物体”，教师不能强加给学生任何东西，例如教师的意志、知识。在教学活动中，学生是主体，他们有属于自己的知识、意愿和思维基础，因此，学生学习的活动教师是不能替代的。学生已经形成于头脑中的“东西”，有的来自课本，也有的是来自生活积累的经验，当然也有的是所生存的环境给渲染形成的，教师应对学生所形成的基础有一个正确的估计，并且在教学时合理的利用。如果我们过多地低估了学生的已有基础，教师包办太多会把简单的问题复杂化，浪费时间，浪费精力，更会挫伤学生的积极主动性。如果我们过高的估计，就会使学生在进行科学探究活动时困难重重，也会浪费时间并且挫伤学习的积极性。由此可见，在让学生进行科学探究活动时，教师并不是完全盲目地放开学生让他们自己尝试，而是应当充分地关注学生顺利完成科学探究活动需要的基础，给他们提供的应当是指导、引导，而非替代。这些问题教师在安排科学探究活动前都应该想好。第二节关注学生学习过程而非一味地关注学习结果教师和学生对物理概念的理解往往有很大的差异，教师如果将自己的理解强硬塞给学生，则会造成学生进行科学探究时的困难，所以，教师应该十分关注学生是如何理解的科学知识，在认识上存在的困难，帮助学生建构在自己头脑中物理知识的方法。此外，学生在按照科学探究环节进行科学探究的过程中，不同学生的表现会有比较大的差异，通常情况下，教师会仅仅关注顺利完成探究活动的学生，表明教学目标已经达成。但是科学探究教学是一开放式教学，不同的学生应有不同的要求，既要积极鼓励学习成绩好的学生，又要耐心地帮助学习困难的学生顺利地完成学习任务，共同享有学习结果，来促进每位学生的发展。中学物理教学中，进行科学探究教学的目的之一是让学生亲自经历科学探究活动的过程，所以在进行开展科学探究活动时，教师关注的应是学生学习的过程而非是学生学习的结果，重点让学生经历探究过程，例如，学生在进行科学探究时应该采用何种措施途径获得知识，在获得知识的过程中，学生有怎样的亲身体验，在进行交流合作的过程中会有怎样的收获等等。在进行学习时学生带着疑问，可以解决了学习，探究过程中的问题，并且又会产生新的问题，在教学的过程中，我们不能让学生没有问题可问，中国的学生总是不会提问，这是中国式教学的现状，如果新的课程改革能够使学生学会如何提问问题，学会怎样自己去掌握知识，那么就相当于给了学生一把打开大门的钥匙，学生就可以用它打开各种各样的门。这样的话，学生就会带着问题走进学习，教师也就会在帮助学生解决问题的过程中更好的引导，激发学生提出更多的问题，在学生带着更多的问题走出时，学生就会进一步思考、探索，学习的东西也就自然而然的延伸到了课外。传统案例分析：高中物理中“曲线运动速度的方向”这个课题，传统的教学方法是：列举旋转砂轮上的火星，旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例，由此得出曲线运动的速度方向是跟曲线相切的结论，很显然，该传统的教法是重结果的做法。因为仅仅依靠这两个圆周运动的特例就给总结出一般曲线运动速度方向的规律，不论是从学生的认知规律还是从学生已有的知识逻辑上都是欠缺的。改进方案：过程一：举例，列举砂轮上的炽热微粒、链球等圆周运动物体为例，由此猜想到圆周运动的速度方向可能与切线相切。过程二：实验，用一水平桌面，在上面铺一白纸，白纸的中央固定一细绳，细绳的另一端栓小球，将小球以细绳为半径，围绕固定点做圆周运动，细绳的栓小球端的下端放一点燃的蜡烛，小球涂上染料，在做圆周运动的过程中，蜡烛会燃断细绳，通过观察小球脱离细绳时在白纸上留下的痕迹来确定小球运动的速度方向。过程三：理论分析，过曲线上A、B点做割线，当B点非常接近A点时，割线便成了过A点的切线。过程四：概括，引导学生分析归纳，得出结论，做曲线运动的质点在某一点的速度方向是沿曲线在这一点的切线方向。过程五：体验，“飞镖”实验，实验飞镖在空中运动和插入对面的入射角，体会曲线运动速度方向跟曲线形状的关系。该方案的改进充实了过程2、3和5。过程2的设计，使学生体验到严谨的实验过程，由于小球本身带有染料，当小球在脱离圆周运动飞出的一瞬间，桌面上会清晰留下小球运动的痕迹，这样的设计可以使学生更加清晰、严谨地观察到小球在做圆周运动时速度的方向，也会使学生感到实验结论的形成不是草率的。过程3的设计既渗透着物理学的实验和理论两种研究方法的思想，又渗透着极限的概念。过程5，可以使学生运用曲线运动速度的概念来观察飞镖的飞行。这个设计可以增强学生理论联系实践的意识，培养学生用已学到的知识来解决日常生活中问题的能力。第三节提高自身的素质与转变教学观念科学探究活动的新疑性要求教师要多研究教材，多比较新旧教材的不同之处；认真仔细地研究教材改变的目的，抓住科学探究活动的目的，设计严谨的课堂教学，设置合理的问题。根据新课程标准的特点，教师的知识结构内容也应相应的发生转变：由单向型转变为复合型，强调在深厚文化之上突出专业知识，要充分考虑现代知识信息化和综合化的特点，从广阔的空间选取核心重要的知识内容，强化相关学科之间的联系，与社会、生活、科技要充分融合；从封闭型向开放型转变，教师的知识结构要有从外界吸收知识的强烈积极主动性，能够有效地将新知识进行同化、顺应，形成自己的知识结构，还要使知识结构保持创造性和内部知识生产力的旺盛性；由被动型转变为主动型，要从不同学科的角度选择对自己有用的信息，与传统的知识结构比较，它具有更大的主动性与创造性。由经验型转变为学者型，十分强调反思的优化促进作用，教师的思维活力将会有很大幅度的提升激发，与之同时，反思能力也将会有很大提高，可以自发地将经验上升为理论的层次高度，用严谨的教学态度和科学系统的方法来应对挑战，并且加强研究，不断总结提高。中学物理课程活动从真实的人类活动、事件和现象出发，教师要在这种真实的环境中来关注学生的情感态度、价值取向和认知策略，跨过学科的界限，努力帮助学生将科学精神与人文精神完美结合，要想完成如此任务，教师就应完整的理解物理的科学与文化，由实现学生学习真正物理的文化与科学的角度来看，教师应具有广泛丰富的文理学科知识和普遍的人类智慧，有从事科学探究活动的经历体验，具有科学探究能力，了解物理学的科学探究历史与研究的模式，熟悉物理学发展趋势与发展前景。第四节注意教学评价的多样性新的评价体系的基本理念有以下几点：1.促进学生的发展是其宗旨。学生学习的评价既要包括学生对于物理知识规律的掌握、理解的程度，以及推理、理解能力的水平，又要包括学生对于过程的把握以及理解，再就是学生的科学态度、情感态度、价值取向的评价。2.注重过程评价，弱化等级评价。学习和评价是事物的两个方面，评价的功能主要是给教师的教和学生的学提供有利用价值的信息，其中有关于学生的学习效果信息是通过关注学生学习过程得到的。3.既要评价学生的成绩，又要评价学生学习参与表现。进行评价不是针对学生学习了多少知识，记住了多少信息，相反是要考查学生的推理、应用知识的能力，所以进行学习评价时要注重的是学生学习知识的建构能力上。4.注重自我评价。在进行学习评价时设置自我评价环节，可以使学生自己进行学习上的反思与思考，通过这一环节，学生可以更加明确自己应该学习的知识，并且把这种外部欲望转变为内部动力，促进学生的学习，还可以培养以及提升自我评价的能力。5.要真实性评价。在进行评价活动时要做的尽可能地贴近预期效果，并且将这种掌握的规律、知识运用到现实世界，来解决日常生活中的问题。学生健康成长的前提是自尊心，实现教学相长的基础也是自尊心，对于学生，所经历的测评和评价都是自信心建立的良好时机。所有的学习活动都是需要评价形式的，使用旧的评价体系来评价新的教学模式是不科学的，其效果也会不好，因此，对于学生的科学探究活动，不应该仅仅通过试卷、标准答案来给予分值的评价方式，但是也不能完全地脱离学业评价，既包括学生的学业成绩，也包括发现和发展学生的多方面的潜能，帮助学生认识真正的自己，明确了解学生发展的需求，建立学生的自信，促进学生提高自我。第四章科学探究物理教学的几种类型第一节科学探究式物理概念教学“物理概念是反映物理现象和物理过程本质属性的一种思维方式，是物理事实的抽象，它是在大量观察实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把一些事物本质的共同特征集中起来，加以概括而形成的。”【5】形成物理概念是一种脑力活动，具有创造性，是依据研究问题的要求、需要，在科学实验的基础之上，通过充分分析所研究客观事物的特征和属性特点，运用抽象逻辑思维方法总结概括出客观事物共同的属性和本质的特征。例如力、自由落体运动、机械振动、平抛运动等物理概念就是通过分析、综合、比较、抽象总结、概括出这种物理事物的物理概念。通过大量的观察分析与实验探究，才能建立起物理科学体系，但是，直接的经验中会有很多的非本质东西，它们会干扰扰乱学生的分析归纳，这就需要经过“去粗取精，去伪存真”的整顿修改，将物理进行的实际实验转变为“理想实验”，这样才会抓住物理现象中最本质的东西，筑建起正确的物理概念。因此，理想——科学探究模式是来自真正的实验，是对真正的实验的一种再次创造，是帮助学生由感性阶段走向理性阶段的重要环节，是引导科学家科学探究新的事物、新的物理概念建构的中心环节，该种科学探究模式可以更好地培养学生的物理现象观察的直觉思维、逻辑分析思维和归纳总结思维。该科学探究教学模式的教学程序是：提出问题——理想实验——命题概念——概念应用案例——电场强度（见附录二）第二节科学探究式物理规律教学“物理规律是物理基础知识中最重要的内容，是物理学知识体系的中心。它反映了物理现象，物理过程在一定条件下发生、发展和变化的规律。”【6】物理规律的科学探究的教学过程包括以下几点：1.创建易于提出问题、探究规律的物理环境。在进行物理规律的学习时，首先是要使学生能够发现问题、提出问题，这就要求首先应把物理环境创设好，可以激发起学生求知的欲望和探究的兴趣。2.按照物理学的研究方法指引学生探究物理规律。在中学物理阶段，常用的物理研究方法包括实验科学探究法、理论推理法和两种方法的综合，这里主要是介绍实验科学研究法。通过运用日常的生活经验和观察实验的现象来分析，归纳总结出结论。对实验的数据进行数据处理归纳总结，得出结论。首先通过对实例的分析和实验的现象，总结出结论，该结论是定性的；然后在通过进一步的实验探究得出结论，该结论是定量的。通过采用控制变量法，得出几个物理量之间的规律。3.归纳总结物理规律。（1）提出假设，检验、实践和修正假设、总结得出结论。（2）指导学生对于得出的物理规律进行讨论。4.应用物理规律。对于学生通过科学探究得出的物理规律，教师应引导学生结合日常生活中的实际问题进行讨论，这样就可以深化学生对于物理规律的理解与巩固，逐步培养学生领会、分析、处理和解决问题的思维方式与方法。教师应积极组织学生进行规律练习，指导和训练学生运用已经学习过的物理规律解释说明日常现象，培养学生的语言表达能力和逻辑思维能力，逐步的提高学生的思维能力和解决问题的能力。提高科学探究的模式得出的物理规律，物理实验的可重复性操作以及准确度很高，甚至可以借助于图像，把数据进行描点连线，分析所形成的坐标图像就可以很容易的总结出规律，这种科学探究的方法既可以使学生物理规律容易理解，还可以激发学生学习的主动积极性，调动起学生的研究兴趣。科学探究教学程序如下：创设情境———实验探究——归纳规律——应用规律案例分析——焦耳定律（见附录三）第三节科学探究式物理实验教学根据科学探究的目的，使用科学的实验仪器设备，人们控制或者是模拟自然过程，使其按预期方向发展，并且最终尽可能的减少外界的干扰，来探究物理变化规律的科学活动成为物理实验。1.要发挥主体性，体系科学探究学习的主动性。让学生自主做好课堂内部实验。指导学生多自主地做课外实验。2.创建问题情境，体现科学探究学习的问题性。（1）创建问题情境，展示实验的设计思路。（2）创建问题情境，优化实验的设计思路。（3）创建问题情境，增加物理实验的分析力度。3.增强学生实验意识，体现科学探究学习的探究性。（1）重视猜想，培养学生思维的可预见性。（2）要勇敢的质疑，培养学生思维的批判性。（3）转化问题要合理，培养学生思维的灵敏性。（4）关注标新立异，培养学生思维的独特性。3.1科学探究式演示实验教学。物理演示实验传统的设计是要保证操作的正确性并要使实验成功，现象清晰，这种操作忽视了培养学生的科学探究意识与参与合作精神，久而久之，学生在进行演示实验时，学生总会以一种看热闹、等结论的心态进行学习，并且逐步培养成了学习依赖别人的习惯。科学探究的意识在设计实验与展示现象中激发学生思维以及思考，这可以培养学生探究新现象、新事物的意识。科学探究式演示实验教学的一般程序：1.提出可以探究的问题。该环节是通过对前概念的激发来引起学生认知的冲突，使学生产生可以探究的问题，引起学生积极的思考。2.鼓励支持学生大胆的猜想假设，积极地进行思考。学生通过提出问题后，要鼓励他们结合日常的生活经验以及已有的知识结构进行大胆地猜想预测，并且要自己进行辩解，这样可以增加学生参与探究，增大进行实验验证的积极兴趣。3.自己实践，体验过程。在该环节中，教师应提供给学生演示实验，以使学生能够及时地自主进行验证猜想。该环节给学生提供了动手实践的机会，提高了实验进行的接受度以及学生的可信度。4.指导学生应用物理方法分析物理问题。应该启发引导学生进行正确的修正，鼓励学生之间进行沟通交流，给他们依靠自己力量探究出结论的空间。案例分析——静摩擦力（见附录四）3.2科学探究性边导边实验教学科学研究性边导边实验教学，是指教师一边讲授教材一边指导学生进行实验以便理解物理概念与经历探究过程。通过科学性边导边实验教学可以有机地将教师引导与学生实验结合起来，这样操作可以使学生更加清楚地观察到物理现象以及深刻地感受，使学生更加透彻地理解所学的知识，也锻炼了学生的科学探究与动手实验的能力。科学探究性边导边实验教学的一般教学程序：1.诱发引导学生自学教师在进行教学之前，首先应引导学生根据导学案对所要学习的内容进行有目的的预习，使学生能够对于原理及思想有一定的了解，并且能够基本的了解课本中介绍的实验方法。根据导学案，学生可以对自己的理解程度有大体的认识，并以此来反思自己，努力思考，设计不同实验方法的步骤。2.激起学生已建构的认知冲突教师要努力根据学生已经有的知识经验体系来创设容易发现问题的情境，激起学生积极探究的兴趣，对于学生已经建构的认知规律来说是个冲突，这样更能激发学生进行探索的欲望。3.指引学生进行科学探究（1）思考，在教师进行实验的过程中，当实验进行到现象的重点、难点的关键点时，教师应适时的指引学生进行思考，启发学生的思维，提高他们的认知水平。（2）讨论，教师应该组织学生对于实验现象以及出现的问题进行讨论，鼓励他们积极的发言，这样可以是学生间相互学习，真正的发挥集体的智慧。（3）方法，教授学生物理学研究的方法，比如分析法、理想化法、归纳法和对比法等，教师在进行教学时应该重点地帮助学生对于这些方法的掌握以及使用。（4）溯源，教师要指引学生探究实验的基本的指导思想以及基本的思路，可以使学生对于新旧实验思想及思路进行对比，以便更好的理解现在的实验改进的原因以及改进后的优势。（5）练习，学生观察完教师实验后，要积极的鼓励学生自己动手实验，参与实验的设计，这样可以提高学生的动手操作能力，帮助学生更好的巩固理解知识。4.要学会运用在该环节中教师应最大限度的激发学生的潜能，帮助学生对于实验有更深入的探究，使学生将学习到的知识转化为学生的能力，并且鼓励学生积极的运用已经学习到的探究方法来研究解决现实生活中的问题，这样可以提高学生学习的乐趣，使他们能更好地去学习。案例分析——密度（见附录五）3.3科学探究式分组实验教学科学探究式分组实验就是采用分组的形式，让学生通过自己动手，自主运用实验的手段，并且独立观察分析，归纳总结出物理规律的实验。这种教学模式可以尽最大可能的使学生感受与理解知识的产生过程，还可以锻炼学生的动手实验以及分析归纳物理现象的能力，培养他们的综合应用物理知识、团结协作、实践与创新的能力。科学探究式分组实验教学的一般步骤：1.创设问题情境，激发学生兴趣。如果没有探究的兴趣，就不会产生学生探究的兴趣，所以，在进行实验时，教师应先创设可以提出问题的情境，引发学生的兴趣以及好奇心，激起他们探究的欲望。2.鼓励学生大胆的猜想，积极进行讨论。在探究问题时，教师应积极鼓励学生进行大胆地猜想与假设，猜测会出现的现象或者结论，并且鼓励学生进行分组讨论，充分调动学生的思维，相互之间取长补短，做出有根据的假设，这样可以使学生对于问题有更深入的思考与启发。3.制定实验方案，进行探究性实践。教师要引领学生根据实验的目的以及学生自主讨论的结果，制定实验的操作方案，设计实验的操作步骤，让学生自己动手进行探究，以验证他们的猜想是否正确。4.重点是进行实验探究，传授学生科学探究方法。在进行实验的过程中，对于学生出现的错误教师可以先不予以指出，让学生在探究的过程中自己去发现问题以及解决问题，教师的作用是教会学生科学探究的方法，而不是去代替学生操作。5.分析对比实验现象，总结归纳实验规律。科学探究分组实验结束后，对于实验出现的现象，小组内进行积极的讨论分析，对比现象，教师要引导学生分析总结，归纳出该实验的规律以及结论，使学生对所学的知识进一步的巩固加深。6.巩固拓展知识体系，使知识得到迁移升华。教师应引导学生积极的运用所得的规律结论来解决现实生活中的问题，这样可以是学生的知识有了更进一步的巩固加深以及拓展，升华迁移学生的知识体系。案例分析——楞次定律（见附录六）参考文献：叶澜著《教育概论》，人民教育出版社，1991年版，第95页刘炳生、仲扣庄著《中学物理教师专业技能训练》，高等教育出版社，2004年版，第138页刘力著《新课程概念下的物理教学论》，科学出版社，2007年版，第70页沈金林，中学物理探究式教学“提出问题的探讨”【J】，中国教育学刊，2004年版，第30页李新乡、张军朋著《物理教学论》，科学出版社，2009年版，第227页李新乡、张军朋著《物理教学论》，科学出版社，2009年版，第241页附录一：科学探究教学模式案例——自由落体运动创设情境教师：在上课之前，先来测一下我们自己的反应时间，看谁的反应最快。从你的眼睛看到尺子下落开始，把这个信息传给大脑，再到大脑发出指示，用手去抓住尺子，这段时间就是我们常说的反应时间。不同人的反应时间通常是不同的，我们怎样用这把尺子来测量我们各自的反应时间呢？学习完自由落体这一课，我们就可以算出自己的反应时间了。大家可以看到我松开手时，尺子是自由下落的，下面我们来开始研究这种从静止开始下落的运动。探究思考轻重不同的物体下落快慢不同点评：下面是学生半知知识——在教室的引导下用讨论和实验探究法由学生得出结论。教师：质量不同一的纸片和一铁片在同一高度从静止开始下落，谁先落地（教师演示）？说明什么？学生：铁片先落地，说明重点物体下落得快。教师：两张同样的纸，一张揉成团，纸团和纸片仪器下落，谁先落地（教师演示）？说明什么？学生：纸团先落地，说明同样重的物体下落页可以有快有慢。教师：这也是公元前4世纪希腊哲学家亚里士多德最早阐述的观点，这个观点影响了人们两千年的历史，但是这个结论是错误的。下面我把第一个演示的纸片揉成一个小纸团，再让它和纸片同时下落，谁先落地（教师演示）？说明什么？学生：这回铁片和纸团几乎同时落地，说明并不是重的物体下落的快。教师：那么请同学们讨论一下，是什么因素影响物体下落的快慢？学生：空气阻力。教师：下面我们一起做牛顿管实验。这是一端封闭、另一端有开关的玻璃管，里面装着形状和质量都不同的铁片和羽毛。通电时通过一边的电极把把铁片和羽毛吸住，再把玻璃管倒立过来，断电后，铁片和羽毛就会同时开始下落。同学们看到了什么现象？学生：铁片下落的快。教师：我把玻璃管抽成真空，再重复刚才的实验，同学们又看到了什么现象？学生：铁片和羽毛下落的一样快。自由落体（1）自由落体的定义教师：如果物体不受空气阻力，只在重力的作用下，由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动.根据自由落体运动的定义同学们能够总结出自由落体运动的特点吗？学生：自由落体运动的初速度为零，轨迹是竖直直线，并且忽视了空气阻力，只在重力下运动。教师：实际生活中，只受重力作用的物体是几乎不存在的。当空气阻力可以忽略时，也就是当重力远远大于阻力时，物体由静止开始的下落运动就可以看成是自由落体运动。点评：下面是学生半知与未知的知识——在教师的引导下用谈话探究法由学生得出结论或由教师深入浅出的讲解清楚。（2）自由落体运动的性质教师：自由落体是一种什么运动呢？书中图片展示的是做自由落体运动的小球的频闪照片，照片上相邻的图像是间隔同样的时间拍摄的。从照片上就可以看出什么现象？说明什么问题？学生：从照片上可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，着表面小球下落的速度越来越大，说明小球在做加速直线运动。教师：伽利略仔细的研究过物体的下落运动后指出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。我们知道如果忽略了空气的阻力，在同一地点，从同一高度同时自由落体运动将同时到达地面，这说明不同物体自由下落的加速度有什么关系？学生：这些物体都做初速度为零的匀加速直线运动，它们在相同的时间里发生了相等的位移，根据加速度公式可知，它们的加速度必定相等。教师：不同物体在自由落体运动的过程中的加速度是相等的，我们把这个加速度叫重力加速度，用表示，谁能知道重力加速度的方向是怎样的？学生：根据物体自由下落的方向是竖直向下，它又是进行匀加速直线运动，可以推知重力加速度的方向也是竖直向下的。教师：重力加速度的大小可以用实验方法测得，并发现g值随纬度的增加而变大并且随高度的增加而变小。在计算时一般取9.8自由落体运动的规律教师：自由落体运动既然是匀加速直线运动，那么匀加速直线运动又遵循什么样的规律呢?学生：教师：自由落体运动初速度为零，加速度为，那么如何表示自由落体运动的规律呢？学生：学以致用应用拓展教师：给你一把钢尺，你们讨论一下，如何测量你的反应时间？学生：从我的眼睛看到钢尺下落的一刻起，我就把这个信息传给大脑，再到大脑发出指示，我立刻用手捉住尺子，我抓住尺子时我的手距离尺子下落点的这段距离就是尺子做自由落体运动的长度，根据公式就可以计算出我的反应时间2）课后作业教师：回家以后请同学们根据不同的实验原理或选择不同的实验仪器设计不同飞实验方案，看一看谁能用不同的实验方法测量出本地的自由落体加速度？概括强化（1）重点：了解自由落体运动的性质，理解什么是自由落体加速度，掌握自由落体运动的规律。（2）难点：质量不同的只在重力作用下，下落速度的快慢相同以及对自由落体运动性质的论证。（3）关键：自由落体运动定义的得出、分析及理解。（4）新学知识与已知知识之间的联系和区别：自由落体运动是匀变速直线运动在初速度为零、加速度为的特例。附录二科学探究式物理概念教学案例——电场强度1.提出问题教师：我们上节课学习了库伦定律，知道即使是在真空中两个电荷之间也存在着相互作用力。同学们还知道“任何力都离不开物质”，那么，在真空中电荷之间是什么物质传递了电荷之间的相互作用力呢?这个物质就是电场。电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；同样电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用。电场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，我们可以感觉到它。中央电视台的节目，就是靠着这看不见、摸不着的物质传送到我们这里来的。那么电场对放在其中的电荷产生的力的性质如何？如何确定电场对电荷作用的性质？我们今天就来研究这个问题。点评没有问题，就不能产生探究的愿望。教师提出的问题应由浅入深，具有启发性和可探索性。2.理想实验教师：因为电场和电荷是共存亡的，要研究电场，就要在电场中放入电荷，通过电荷表现出来的性质来研究电场。这个放入的电荷的电量和体积都应该充分小，以至放入它之后不影响原来要研究的电场。这样的电荷叫做试探电荷。试探电荷就像体温计一样，我们要测量体温，体温计的质量和体积也要充分小，以致将它放入腋下后，不能使人的体温骤然下降。下面请同学们用上一节验证的库伦定律的实验装置，把挂在丝线上的带正电的小球（试验电荷）放在以电荷Q为中心的任何任何一条半径上的不同的点，看试验电荷受到的电场力有什么不同？学生：试验电荷受到的电场力的方向都相同，大小却不同，q在距离电荷Q较近的点时，受到的电场力大，试验电荷q在距离电荷Q较远的点上时，受到的电场力小。教师：这说明什么问题呢？学生：说明在距离Q点较近时电场力大，距离Q点远的地方电场力小。教师：请同学们观察在电荷Q形成电场的同一个球面上，试验电荷受到的电场力的大小和方向有什么不同？学生：试验电荷在电荷Q形成的电场的同一球面上，受到的电场力的大小都相同，而方向不同。3.命题概念教师：所以我们不能用电场力来直接表示电场的强弱。实验表明，在电场中的同一点，试验电荷受到的电场力与试验电荷电量的比值总相同，与试验电荷的性质无关，只与电场的性质有关，所以用这个比值来表示电场的性质，叫做电场强度，用来表示电场强度的单位是伏每米，符号是。如果IC的电荷在电场中的某一点受到的电场力为1，这一点的电场强度就是1。电场强度是矢量，物理学中规定电场中的某一点的电场强度的方向跟正电荷在这一点所受的电场力的方向相同。按照这个规定，负电荷在电场中的某点所受的电场力的方向跟该点的电场强度的方向相反。概念应用教师：出事练习题。附录三科学探究式物理规律教学案例——焦耳定律创设情境教师：我用相同的导线（相同）分别给100W的灯泡和3000W的电炉两个电路供电（在各自的回路中串联一相同的保险丝），请同学们观察一下哪个电路中的保险丝先熔断？学生：100W灯泡中的保险丝先熔断。教师：用同样的交流电源和同样的导线给两个电路供电，为什么它们的发热情况不同？而同一电路中为什么灯泡热的发光，而导线却几乎不热？为了弄清楚同学们自己的判断是否正确，我们这节课就来用实验探究电炉产生的热量究竟与哪些因素有关。同学们经常使用电饭锅做饭，你们能借此猜想一下电炉产生的热量可能与哪些因素有关吗？学生：（分别回答）电炉产生的热量可能与电流强度、用电器的电阻和通电时间有关。点评:教学前教师根据学生的知识经验、能力水平、认知规等因素，有意识的营造一个发现、探索、研究问题的氛围，使学生一开始就有一个愿意讨论的问题，然后师生共同探索与思考这个问题。2.实验探究教师：同学们的猜想是否正确呢？怎样验证同学们的猜想是正确的呢？学生：我们已经学过，当一个变量的变化是由两个以上的因素决定的时候，在实验中常用控制变量法教师：请同学们来讨论一下，如何用控制变量法来设计实验？学生：（分组回答）固定电流，时间不变，改变电阻，研究热量与电阻R的关系。固定电流，电阻不变，改变时间，研究热量与时间t的关系。固定电阻，时间不变，改变电流，研究热量与电流I的关系。点评：根据学生猜想和讨论的结果，引导学生制定实验方案，使学生明确实验目的、实验器材、实验原理、实验方法、实验中应观察的现象，和可能会出现的问题和误差。使学生对将要进行的实验心中有数，培养学生严谨务实的科学态度。教师：同学们来讨论一下，怎么样来选择实验仪器？学生：电阻从电炉丝上截取（如阻值分别为4、2两段电阻），电流用安培表测量，时间用秒表测量，热量不能够直接测量，可以采用转换方法。例如，用电炉丝对酒精或煤油加热，通过它们温度的变化来间接的反应出导体通电时产生热量的多少。教师：请同学们在进一步明确实验原理、条件、观察对象的情况下，分小组进行实验探究（学生分组实验）点评：在实验过程中鼓励学生大胆的提出独特的见解，利用学生们思维的互补性，使他们在争议中提高认识，在辩论中提高启发，以使学生的思考更加全面、深入。3.归纳规律教师：各小组实验的结果怎样？学生代表甲：当电流强度与时间一定时，电阻越大，热量越大。学生代表乙：当电阻与时间一定时，电流强度越大，热量越大。学生代表丙：当电流强度与电阻一定时，时间越大，热量越大。教师：英国科学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先确定了电流产生的热量跟电流强度、电阻和时间的关系：电流流过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，这个规律叫焦耳定律。用公式表示为上式中电流强度的单位用安，电阻的单位用欧，时间的单位用秒，电流产生的热量的单位用焦。点评：在这一环节中，教师让学生在分析、总结实验结果，概括实验规律的过程中学会求知。并通过师生交流、同学之间的交流，强化学生与实验环境的交互影响，产生教与学的协同与“共振”，从而提高教学效率。4.应用规律教师：现在我们讨论一下开始上课时我们提出的两个问题，哪位学生能够找到答案？学生代表甲：用同样的交流电源和同样的导线给两个电路供电，它们的发热情况不同，是因为这两个电路是并联的。在并联电路中，电功率：与成反比，所以100W灯泡电路中产生的热量多，因此保险丝先熔断。学生代表乙：同一电路中灯泡热的发光，而导线却几乎不热，是因为在同一电路中，电流强度处处相等，电功率：与成正比，所以电阻大的灯泡热的发光，而电阻相对较小的导线却几乎不热。点评：引导学生运用得出的规律解决具体问题，这是认识在实践中接受检验并逐步转化为学生能力的过程，它可以使学生对物理规律的理解逐步巩固、加深、拓展、活化与升华，从而完成认识上的第二次升华。附录四科学探究式演示实验教学案例——静摩擦力1.提出可以探究的问题教师：（将甲、乙两本书仅几页交叠在一起）如果我们用手提起甲书，乙书会不会掉下去？学生：会教师：如果我将两本书相互多夹几页（边说边做，将甲乙两书依次交叠）再用手提起甲书，乙书会不会掉下去？如果我让一个同学上台来用力拉两本书，这两本书会不会被分开？点评：制造认知冲突，实际上就是使前概念