劉欣然

摘 要：物理學(xué)由實(shí)驗(yàn)和理論兩部分組成。實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的基礎(chǔ)。以“嘗試科學(xué)探究”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，利用生動(dòng)的生活現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性進(jìn)行科學(xué)探究。讓學(xué)生在初次經(jīng)歷科學(xué)探究的過程中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，初步形成良好的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；教學(xué)設(shè)計(jì)；聯(lián)系生活

一、教材分析

《嘗試科學(xué)探究》是滬粵版初中物理第一章第四節(jié)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)和體驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)探究，了解科學(xué)探究的一般過程，初步體驗(yàn)科學(xué)猜想與假設(shè)、簡(jiǎn)化研究對(duì)象、控制變量等科學(xué)方法。由于學(xué)生缺乏探究經(jīng)驗(yàn)，因此，這也是本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)。作為打開學(xué)生進(jìn)入探究世界的大門，本節(jié)在本章中被單列一節(jié)，充分體現(xiàn)了科學(xué)探究在物理課程中的重要地位?？茖W(xué)探究不僅貫穿于物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，而且也是中考對(duì)學(xué)生探究能力和綜合能力考查的主要體現(xiàn)。因此，本節(jié)課教學(xué)效果直接影響學(xué)生良好探究能力的形成以及后續(xù)探究活動(dòng)的積極性和學(xué)習(xí)興趣。所以筆者在教學(xué)中堅(jiān)持以學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象為基點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究、體驗(yàn)，通過抽象、歸納原有的感性認(rèn)知得出科學(xué)方法和普遍規(guī)律的樂趣，感受生活處處蘊(yùn)含物理知識(shí)。這樣的設(shè)計(jì)不僅能增強(qiáng)課堂的趣味性，也增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

二、聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情境

師：看電視時(shí)如果電視突然黑屏，可能是什么原因引起的呢？

生1：停電。

生2：電視壞了。

師：如何驗(yàn)證你們的說(shuō)法呢？

生：開燈，如果燈沒亮說(shuō)明停電了，如果燈亮了就說(shuō)明是電視問題。

師：很好！其實(shí)這個(gè)過程就是一個(gè)簡(jiǎn)單的科學(xué)探究過程。那么，科學(xué)探究包括了哪些步驟呢？

賞析：新課的導(dǎo)入是一節(jié)課中教師的教和學(xué)生的學(xué)的開始，也決定了后面教學(xué)效果的好壞。所以，筆者結(jié)合學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平，選擇學(xué)生十分熟悉的生活現(xiàn)象為例，在沒有超出學(xué)生認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上既能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，又能讓學(xué)生初步感受物理來(lái)源于生活。

三、自主探究，促進(jìn)感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)

1.建立模型，提出問題

播放鐘擺的外部構(gòu)造視頻，筆者進(jìn)行適當(dāng)解說(shuō)。讓學(xué)生對(duì)擺鐘有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。

師：如果把這個(gè)鐘擺看做是一個(gè)禮物，那么它的哪些部件是屬于包裝部分可以去掉，哪些部件是工作必需部件？

（學(xué)生可能無(wú)法立即說(shuō)出答案，筆者會(huì)給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)幫助學(xué)生建立鐘擺模型，如圖）

師：為了形象、簡(jiǎn)捷地處理物理問題，人們經(jīng)常把復(fù)雜的實(shí)際問題抽象轉(zhuǎn)化成能反映原物本質(zhì)的簡(jiǎn)單物理模型，這是物理學(xué)中常用的方法。

賞析：簡(jiǎn)化研究對(duì)象是常用的探究方法，對(duì)于仍處于形象思維占主導(dǎo)地位的學(xué)生而言，如果直接讓學(xué)生建立模型難度是很大的，而且這樣勢(shì)必會(huì)削弱學(xué)生學(xué)習(xí)參與課堂的程度。筆者通過類比引導(dǎo)學(xué)生尋找事物本質(zhì)成功建立物理模型后再介紹建立模型的意義，幫助學(xué)生掌握抽象概念。

2.提出問題，建立合理猜想與假設(shè)

師：最近，小慧家的鐘擺走快了，請(qǐng)鄰居張師傅幫忙修理。只見張師傅將擺錘下面的螺母擰了幾下，鐘擺就走時(shí)準(zhǔn)了，對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象你們有什么想法？

生1：張師傅是怎么改變鐘擺擺動(dòng)快慢的？

生2：擺鐘來(lái)回?cái)[動(dòng)一次所需的時(shí)間由什么決定？

生：……

師：這就是科學(xué)探究的第一步——提出問題。愛因斯坦說(shuō)過，提出問題有時(shí)比解決問題更重要。對(duì)于你們提出的問題，你們能給出哪些合理的解釋呢？（引導(dǎo)學(xué)生觀察鐘擺模型）

生1：可能與擺錘的輕重有關(guān)。

生2：可能與擺線長(zhǎng)短有關(guān)。

生3：可能與擺偏離的角度大小有關(guān)

師：這就是科學(xué)探究的第二步——猜想與假設(shè)。在科學(xué)探究中，猜想一定要以自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為基礎(chǔ)作出的一種試探性解釋，不能胡亂猜想。

賞析：學(xué)生能否提出合理的猜想是本節(jié)課的關(guān)鍵，以學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)比較困難。所以筆者在探究鐘擺擺動(dòng)問題之前先建立好模型，再引導(dǎo)學(xué)生分析就大大降低了任務(wù)的難度，讓學(xué)生深刻體會(huì)在科學(xué)探究中建立模型的意義。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃

筆者先讓學(xué)生觀察兩個(gè)擺動(dòng)快慢不同的鐘擺動(dòng)畫，其中擺線長(zhǎng)度和擺角大小均不同。

師：根據(jù)動(dòng)畫能否得出鐘擺擺動(dòng)的快慢受擺線長(zhǎng)度的影響？為什么？

生：不能。因?yàn)閿[角不同。

師：很好。這個(gè)就是物理學(xué)中常用的科學(xué)探究方法——控制變量法，研究某個(gè)問題與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，每次只改變一個(gè)因素，保持其他因素不變，通過分析這個(gè)改變的因素與所研究問題之間的關(guān)系，再分析綜合得出結(jié)論或規(guī)律。如果要驗(yàn)證第一個(gè)猜想，利用控制變量法對(duì)擺球、擺線和擺角有什么要求呢？

生：選兩個(gè)重量不同的擺球，擺線長(zhǎng)短和擺角要相同。

師：如果研究擺鐘擺動(dòng)快慢與擺線和擺角關(guān)系，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

生1：擺線長(zhǎng)短不同，擺球輕重和擺角要相同。

生2：擺角大小不同，擺線長(zhǎng)短和擺錘輕重相同。

關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材和所需記錄數(shù)據(jù)，筆者安排學(xué)生以小組形式討論交流確定，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與搜集證據(jù)

筆者示范探究鐘擺擺動(dòng)快慢與擺球輕重關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，在操作過程中講解操作步驟和注意事項(xiàng)，讓學(xué)生秉著實(shí)事求是的態(tài)度記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，不可杜撰。

5.分析與論證

師：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)只是一堆原始材料，必須通過分析、論證形成結(jié)論才有意義。就像你買了一件新衣服，只有穿出來(lái)了才能體現(xiàn)衣服本身的價(jià)值。下面，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)對(duì)比兩組數(shù)據(jù)，你們能得出什么結(jié)論？（選擇一組學(xué)生的記錄數(shù)據(jù)寫在黑板上，引導(dǎo)學(xué)生共同

分析）

生：擺線長(zhǎng)短和擺角大小一定時(shí)，擺球擺動(dòng)的快慢與擺球輕重?zé)o關(guān)。

接著，教師讓各實(shí)驗(yàn)小組按照以上步驟探究猜想2和猜想3。學(xué)生操作，筆者逐步指導(dǎo)，得出結(jié)論。

6.評(píng)估

評(píng)估是科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和批判性思維的重要環(huán)節(jié)，因此，教學(xué)中不僅要重視實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還要正確認(rèn)識(shí)“評(píng)估”在探究中的作用。對(duì)于部分學(xué)生記錄數(shù)據(jù)偏差較大從而得出錯(cuò)誤結(jié)論，筆者將這些學(xué)生的操作過程進(jìn)行重述，讓學(xué)生討論交流進(jìn)行自我辨析，歸納失敗原因，加深對(duì)正確實(shí)驗(yàn)操作步驟的印象，體會(huì)實(shí)驗(yàn)過程中合作交流以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的必要性。

四、鞏固應(yīng)用，深化理解

筆者讓學(xué)生將探究電視黑屏的問題按照科學(xué)探究步驟設(shè)計(jì)完整的探究方案。這樣設(shè)計(jì)既是對(duì)本節(jié)知識(shí)的鞏固，又讓整個(gè)教學(xué)遙相呼應(yīng)，更加完整。

五、教學(xué)反思

本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)秉承著讓物理教學(xué)緊密聯(lián)系生活，堅(jiān)持科學(xué)性、趣味性和教育性的有機(jī)結(jié)合。為了避免課堂過于枯燥，打擊學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，筆者選擇通過生動(dòng)活潑的生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生通過探索物理現(xiàn)象，獲取隱藏其中的物理規(guī)律，做到深入淺出、循序漸進(jìn)、在潛移默化中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐和抽象思維能力。