肖永珍

物理新課程理念的核心是改變過分強(qiáng)調(diào)知識傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探索的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)探究精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。對“探究”最早道得透徹明白的應(yīng)該是屈原老夫子了（真怪，和蘇格拉底差不多是同時(shí)代人），他對人生迷惘憂愁想求個(gè)究竟，如何求？“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。他認(rèn)為探究是一個(gè)過程，要經(jīng)歷漫漫修遠(yuǎn)的路途；其方法是要“上下”多方位尋求；探究需要發(fā)揮“吾”的自主性而不是由別人來施舍。弄明白人生真理是如此，讓學(xué)生學(xué)好自然科學(xué)更是如此。

夏老師以情境設(shè)疑導(dǎo)入，通過日常生活經(jīng)驗(yàn)和觀察中的兩個(gè)實(shí)例提出問題。圍繞問題，教師以即時(shí)演示實(shí)驗(yàn)引入，加深學(xué)生心中的疑惑。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出猜想，然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生借助DIS數(shù)字化傳感器向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的圖像逐一探索改變向心力的因素，然后進(jìn)一步通過討論與交流，得出向心力公式。接著運(yùn)用牛頓第二定律，自然地推導(dǎo)出向心加速度的公式，讓學(xué)生明白勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變，但方向時(shí)刻在改變。從這里我們可以看到，本教學(xué)設(shè)計(jì)包括了提出問題、形成假設(shè)、制定方案、整合資料、得出結(jié)論、評價(jià)交流等幾個(gè)模塊，是實(shí)踐新課標(biāo)理念的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的典型案例。

探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重要特征是以問題作支撐，以問題來貫穿學(xué)習(xí)過程始終，因此，問題的質(zhì)量直接影響著探究的成敗。我們不妨看看本節(jié)課在引入新課時(shí)的兩個(gè)問題：同學(xué)們跑步轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體會自然的怎么樣？在濕滑的水泥路上轉(zhuǎn)彎時(shí)，無論是騎自行車還是駕車，必須怎么辦？在這里，“身體會自然的怎么樣”，“必須怎么辦”這樣的問題不僅別扭，而且對高中學(xué)生來說，絲毫沒有置疑的價(jià)值。況且，兩個(gè)問題重復(fù)，沒有層次。如果第二個(gè)改為“你坐在汽車?yán)铮碜泳o靠著座椅背。當(dāng)汽車向右拐彎時(shí)，你感到身子會向哪個(gè)方向傾斜？”也許要好得多?！皢栴}”重在“置疑”。有人將物理稱之為“悟”理，很有道理?！拔颉弊謴摹靶摹睆摹拔帷?，此心是“吾”（受者）之心。要達(dá)到“悟出道理”的效果，說者須適可而止從而迫使聽者腦子急拐彎，自個(gè)兒或看書或查資料或分析推理去弄明白其中的奧妙。

理科探究式教學(xué)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)。其實(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是傳統(tǒng)教學(xué)歷來的主張，在探究式教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)又有何特點(diǎn)？最主要的是要重視猜想、假設(shè)的形成。猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，合理的猜想是知識與能力的綜合體現(xiàn)。猜想不是胡思亂想，需要教師的引導(dǎo)。在本教學(xué)設(shè)計(jì)中，當(dāng)學(xué)生對向心力的概念有了一定的認(rèn)識后，進(jìn)一步提出向心力的大小與哪些因素有關(guān)的問題，讓學(xué)生根據(jù)前述實(shí)驗(yàn)做出猜想，然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證。我們發(fā)現(xiàn)，教師一開始進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)是繩拉小球在光滑水平面作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力與支持力平衡，所需向心力（合力）僅繩的拉力，其大小與半徑、角速度、質(zhì)量有關(guān)。這是一個(gè)極簡單的特例。如果在此基礎(chǔ)上，提出問題讓學(xué)生思考：像生活中見到的一些作水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，如自行車拐彎、老鷹在天空盤旋、小鋼球在碗中沿碗壁作圓周運(yùn)動(dòng)……其向心力的大小是否也如此？讓學(xué)生猜想和假設(shè)后再通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。那么，這種從特殊向一般的引導(dǎo)過程，將會使探究更精彩。

向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力，這在教學(xué)中是個(gè)難點(diǎn)，但同時(shí)為探索科學(xué)家的科學(xué)思維方法提供了生動(dòng)的素材。我們不妨引導(dǎo)學(xué)生從分析“自行車拐彎”、“飛機(jī)在高空作圓運(yùn)動(dòng)”、“小鋼球沿碗壁作圓運(yùn)動(dòng)”等個(gè)案的受力情況入手，進(jìn)而將上述“實(shí)物”去偽存真化為質(zhì)點(diǎn)，最后引出圓錐擺這個(gè)物理模型，讓學(xué)生感受一次物理模型的建立方法。物理模型的建立是科學(xué)家留給我們寶貴的精神財(cái)富，在探索物理規(guī)律的同時(shí)，滲透物理研究方法、物理思維的探索，正是探索式教學(xué)的重要任務(wù)。

在“實(shí)驗(yàn)與探究”環(huán)節(jié)，教師采用了DIS數(shù)字化傳感器向心力演示儀。DIS系統(tǒng)是傳感器、計(jì)算器和真實(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合。在探究式教學(xué)中引入現(xiàn)代科技手段，有利于解決教學(xué)中的難點(diǎn)，有利于學(xué)生技能的訓(xùn)練，有利于方便和精確地測量物理量，但有利亦有弊，“自動(dòng)記錄”往往以削弱親身感受為代價(jià)。因此，在探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)切忌丟掉傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段。非專用器材，特別是生活物品的實(shí)驗(yàn)會拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在自己身邊，從而對科學(xué)產(chǎn)生親近感。著名物理教育家朱正元教授曾說：“不要迷信只有工廠制造的儀器才是儀器?！彼岢锢斫處熞O(shè)法不花一文錢而能做物理實(shí)驗(yàn)。朱教授所提倡的“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”在探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該得到重視。