常曉慧+++侯恕

摘 要：高中階段，物理學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維提出了更高的要求，也給教師的教學(xué)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。而探究式教學(xué)是科學(xué)思維培養(yǎng)的有效途徑，本文以楞次定律為例，探討基于高中生科學(xué)思維培養(yǎng)的探究式教學(xué)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維；探究式教學(xué)；楞次定律

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）5-0006-3

高中生進(jìn)入高中物理的學(xué)習(xí)階段后，由于高中物理對(duì)學(xué)生的抽象思維、形象思維等科學(xué)思維有了更高的要求，所以學(xué)生往往遇到“知識(shí)一學(xué)就‘會(huì)，題目一做就錯(cuò)”的問(wèn)題，這實(shí)際上就是學(xué)生的科學(xué)思維不完善導(dǎo)致的。科學(xué)思維是一個(gè)抽象的概念，不同于可視的科學(xué)活動(dòng)。它是學(xué)生頭腦中對(duì)科學(xué)事物的反映，是不可視的，這就給教師在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維帶來(lái)了挑戰(zhàn)。科學(xué)思維以認(rèn)識(shí)客觀世界的本質(zhì)為目的，是對(duì)科學(xué)材料進(jìn)行處理并得到科學(xué)理論的活動(dòng)中產(chǎn)生的。學(xué)生只有在自主的探究式活動(dòng)中自發(fā)地思考解決問(wèn)題的辦法，才能使科學(xué)思維得到發(fā)展。科學(xué)探究的主要過(guò)程包括提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。在此過(guò)程中，學(xué)生運(yùn)用分析、推理、歸納等科學(xué)思維方法對(duì)科學(xué)材料進(jìn)行處理，不斷地提高自身的科學(xué)思維品質(zhì)，使自己的科學(xué)思維更加嚴(yán)謹(jǐn)、深刻、靈活，并日趨完善。探究式教學(xué)是關(guān)于“探究之探究”，指“利用探究的形式進(jìn)行科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)”[1]。因此，探究式教學(xué)是科學(xué)思維培養(yǎng)的有效途徑。本文以“楞次定律”為例，探討基于高中生科學(xué)思維培養(yǎng)的探究式教學(xué)。

1 基于科學(xué)思維培養(yǎng)的探究式教學(xué)思路

探究式活動(dòng)是可視的外顯活動(dòng)，而學(xué)生的科學(xué)思維則是內(nèi)隱的、不可視的過(guò)程，它伴隨外顯活動(dòng)產(chǎn)生，科學(xué)思維方法的運(yùn)用是它的外部反映。探究式活動(dòng)與運(yùn)用科學(xué)思維方法兩個(gè)過(guò)程平行進(jìn)行，互相影響?；顒?dòng)的主體都是學(xué)生，教師作為引導(dǎo)者，通過(guò)與學(xué)生的互動(dòng)，幫助學(xué)生獲得知識(shí)，完善科學(xué)思維。圖1是探究式教學(xué)的基本思路。

2 基于科學(xué)思維培養(yǎng)的探究式教學(xué)過(guò)程

2.1 演示實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

教師先準(zhǔn)備好長(zhǎng)約50厘米的鋁管和長(zhǎng)短口徑大小相同的紙管（用硬質(zhì)紙卷成）。課上教師同時(shí)將兩塊完全相同的磁鐵從鋁管和紙管上方開(kāi)口處釋放，讓學(xué)生觀察：兩塊磁鐵是否同時(shí)落地。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)鋁管下落的磁鐵明顯比經(jīng)紙管下落的磁鐵慢。由于鋁管并不能吸引磁鐵，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)被激發(fā)。由此，教師引導(dǎo)學(xué)生猜想產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。

學(xué)生甲：除重力外磁鐵受到一個(gè)向上的阻力的作用。

學(xué)生乙：基于上節(jié)課的知識(shí)，磁鐵在鋁管中下落的過(guò)程中，磁通量發(fā)生了變化，鋁管中會(huì)產(chǎn)生電流。

學(xué)生丙：感應(yīng)電流也會(huì)產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)。

學(xué)生?。捍盆F受到的力與鋁管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)有關(guān)。

……

教師：同學(xué)們的回答都非常精彩。這節(jié)課我們一起探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律，驗(yàn)證一下同學(xué)們的猜想是否正確。

2.2 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究

1）猜想與假設(shè)

教師：同學(xué)們想一想影響感應(yīng)電流方向的因素可能有哪些？

學(xué)生甲：引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。

學(xué)生乙：磁通量的變化情況。

注：如果學(xué)生不能想到這兩種因素，教師可用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示。如圖2所示，磁鐵插入、拔出時(shí)感應(yīng)電流的方向不同，磁鐵極性改變時(shí)感應(yīng)電流的方向也不同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生總結(jié)這兩種影響感應(yīng)電流方向的因素。

2）設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)

“楞次環(huán)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，在橫梁上固定A環(huán)和B環(huán)，A環(huán)閉合，B環(huán)不閉合，橫梁可以在頂針軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。教師將學(xué)生分組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，每小組發(fā)放一套“楞次環(huán)”實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)上面對(duì)影響感應(yīng)電流方向的因素的猜想，請(qǐng)同學(xué)們思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

3）引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論

①楞次定律結(jié)論的得出

引導(dǎo)學(xué)生得出初步結(jié)論：

第一、當(dāng)通過(guò)A環(huán)的磁通量增加時(shí)，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)通過(guò)A環(huán)的磁通量減少時(shí)，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，可以將其總結(jié)為“增反減同”。

第二、當(dāng)磁鐵靠近A環(huán)時(shí)，A環(huán)會(huì)因“拒絕”磁鐵靠近而遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng)；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)“挽留”磁鐵而靠近磁鐵運(yùn)動(dòng)。可總結(jié)為“來(lái)拒去留”，其實(shí)質(zhì)是感應(yīng)電流對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻礙。

最后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“甄美”的科學(xué)思維方法得出最終結(jié)論即“楞次定律”。

②對(duì)楞次定律的理解

教師請(qǐng)學(xué)生運(yùn)用“楞次定律”解釋課程最初的落磁實(shí)驗(yàn)的原理，并幫助學(xué)生從能量守恒的角度認(rèn)識(shí)楞次定律。鋁管中感應(yīng)電流的能量不會(huì)憑空而來(lái)，磁鐵的勢(shì)能除了轉(zhuǎn)化為動(dòng)能之外，還有一部分轉(zhuǎn)化為電能。因此，鋁管中的磁鐵不如紙管中的磁鐵下落得快。

3 分析與結(jié)論

在探究式教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師要注意做到以下幾點(diǎn)：

第一、提供足夠的感性材料，豐富的感性材料是學(xué)生進(jìn)行探究式活動(dòng)的基礎(chǔ)。例如，在“楞次定律”的教學(xué)中，通過(guò)演示落磁實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突；利用四組實(shí)驗(yàn)，演示影響感應(yīng)電流方向的因素；利用楞次環(huán)實(shí)驗(yàn)收集大量資料，為后續(xù)得到的結(jié)論提供依據(jù)。

第二、在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)設(shè)置問(wèn)題情境，教師不斷提出問(wèn)題，使學(xué)生的思維始終處于活躍的狀態(tài)。實(shí)際教學(xué)中，因?yàn)閷W(xué)生的差異性，教師預(yù)設(shè)的問(wèn)題不能得到預(yù)期的回答，這時(shí)，教師就要不斷地調(diào)整自己的提問(wèn)策略，使學(xué)生在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上通過(guò)思考發(fā)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。

第三、注重科學(xué)思維方法的滲透，科學(xué)探究的過(guò)程伴隨著學(xué)生科學(xué)思維方法的運(yùn)用。例如，在“楞次定律”的教學(xué)中，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，類比四組實(shí)驗(yàn)，推理影響感應(yīng)電流的方向，分析楞次環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后通過(guò)“甄美”得到完美的“楞次定律”。

教師在教學(xué)的過(guò)程中要不斷強(qiáng)化學(xué)生使用科學(xué)思維方法解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李華.探究式科學(xué)教學(xué)的本質(zhì)特征及問(wèn)題探討[J].課程·教材·教法，2003（4）：55—59.

[2]邢紅軍，寧成，胡揚(yáng)洋.楞次定律教學(xué)的高端備課[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2013，42（4）：18—20.