摘 要：探究式教學(xué)作為一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，在高中物理教學(xué)中日益受到重視。本文以高中物理“萬有引力定律的應(yīng)用”一課為例，探討在教學(xué)實(shí)踐中如何有效實(shí)施探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力。首先分析了探究式教學(xué)在該課程中的意義和目標(biāo)，接著從選擇合適的教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)探究性任務(wù)、創(chuàng)設(shè)探究情境、指導(dǎo)學(xué)生探究過程等方面對探究式教學(xué)的具體實(shí)施進(jìn)行了探討，最后總結(jié)了探究式教學(xué)模式在提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)問題意識、激發(fā)創(chuàng)新思維等方面的重要作用。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；物理教學(xué)；萬有引力定律

探究式教學(xué)作為一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和動手能力，為學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好條件。在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，探究式教學(xué)在高中物理教學(xué)中日益受到重視?！叭f有引力定律的應(yīng)用”作為必修物理課程中的重要內(nèi)容，對于學(xué)生理解宇宙運(yùn)動規(guī)律、認(rèn)知科學(xué)發(fā)展歷程具有重要意義。如何在教學(xué)實(shí)踐中有效實(shí)施探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力，是值得教師深入研究的問題[1]。

一、探究式教學(xué)的意義和目標(biāo)

探究式教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、動手實(shí)踐和解決問題的能力。在高中物理“萬有引力定律的應(yīng)用”這一課程中實(shí)施探究式教學(xué)，具有重要的意義和目標(biāo)。

（一）探究式教學(xué)有助于學(xué)生深入理解和掌握萬有引力定律的基本內(nèi)容

萬有引力定律是描述物體間引力相互作用的基本規(guī)律，是高中物理必修課程的重要組成部分。通過探究式教學(xué)，學(xué)生可以親自參與實(shí)驗(yàn)測量、數(shù)據(jù)分析等過程，直觀感受到物體之間存在引力并相互作用，發(fā)現(xiàn)引力大小與物體質(zhì)量、距離的關(guān)系，從而更好地理解和掌握這一定律。

（二）探究式教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力

在探究過程中，學(xué)生需要自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行仔細(xì)觀察和數(shù)據(jù)記錄，最終得出結(jié)論。這些實(shí)踐活動不僅有助于鞏固學(xué)生的物理知識，也能培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、動手操作的能力，增強(qiáng)他們的科學(xué)探究意識。

（三）探究式教學(xué)還可以激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱情

相較于傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)，探究式教學(xué)為學(xué)生提供了更多主動參與的機(jī)會，讓他們親身感受到物理學(xué)的魅力。通過設(shè)計(jì)有趣的探究任務(wù)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考日常生活中的物理現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的物理觀察力和聯(lián)系實(shí)際的能力，從而增強(qiáng)他們對物理學(xué)習(xí)的興趣和動力[2]。

二、探究式教學(xué)的具體實(shí)施策略

在高中物理“萬有引力定律的應(yīng)用”一課中實(shí)施探究式教學(xué)，需要教師從多個方面進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

（一）選擇合適的教學(xué)內(nèi)容

選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容是探究式教學(xué)成功實(shí)施的關(guān)鍵?！叭f有引力定律的應(yīng)用”這一內(nèi)容正好符合探究式教學(xué)的要求，它既涉及物理概念和定律的理解，又涉及實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，具有較強(qiáng)的探究性。

教師可以從“萬有引力定律”這一基本概念入手，引導(dǎo)學(xué)生思考力的產(chǎn)生和表現(xiàn)形式。例如，通過設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生測量不同距離下物體的重力加速度，并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)重力加速度與距離的關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。這樣不僅能幫助學(xué)生深入理解萬有引力定律的內(nèi)涵，還能培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、分析推理等能力。

教師還可以讓學(xué)生探究萬有引力定律在實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)。例如，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測量月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔?，并?jì)算相關(guān)參數(shù)，探討這一引力作用與地球和月球的運(yùn)動狀態(tài)之間的關(guān)系。又如，可以引導(dǎo)學(xué)生思考人造衛(wèi)星在軌道上的受力情況，并運(yùn)用萬有引力定律分析其運(yùn)動規(guī)律。通過這些探究性任務(wù)，學(xué)生不僅能掌握萬有引力定律的應(yīng)用，還能學(xué)會將物理知識與實(shí)際問題相結(jié)合，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力[3]。

此外，教師還可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，選擇一些涉及當(dāng)代科技發(fā)展的內(nèi)容進(jìn)行探究。例如，可以讓學(xué)生探討引力波的檢測原理，分析引力波對宇宙學(xué)的意義；或者讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測量不同天體的質(zhì)量，并探討如何利用這些數(shù)據(jù)預(yù)測星系的演化趨勢。這些前沿內(nèi)容不僅能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，為他們未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（二）設(shè)計(jì)探究性任務(wù)

在探究式教學(xué)中，設(shè)計(jì)富有挑戰(zhàn)性的探究任務(wù)是關(guān)鍵。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)一系列具有探究性的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)。以“萬有引力定律的應(yīng)用”一課為例，教師可以從以下幾個方面設(shè)計(jì)探究性任務(wù)：

1.推導(dǎo)萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

教師可以給學(xué)生提供相關(guān)的物理概念和數(shù)據(jù)，要求他們推導(dǎo)出萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。這一任務(wù)不僅能幫助學(xué)生深入理解引力的數(shù)學(xué)描述，還能培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)推理能力。在推導(dǎo)過程中，教師可以適時給予提示和指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決遇到的困難。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量重力加速度

教師可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測量不同物體的重力加速度，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行多次測量以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在此過程中，學(xué)生不僅能熟練掌握測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)方法，還能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和分析等能力。

3.探討人造衛(wèi)星的受力情況

教師可以給學(xué)生設(shè)計(jì)一個真實(shí)的人造衛(wèi)星運(yùn)動問題，要求他們分析衛(wèi)星在軌道上的受力情況，并計(jì)算相關(guān)參數(shù)。學(xué)生需要根據(jù)萬有引力定律的原理，運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算和分析，從而理解人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的物理規(guī)律。在完成這一任務(wù)的過程中，學(xué)生不僅能應(yīng)用所學(xué)的物理知識解決實(shí)際問題，還能培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模和問題分析能力。

4.探討引力波的檢測原理

教師可以引導(dǎo)學(xué)生探討引力波的檢測原理，并思考引力波在宇宙學(xué)研究中的重要意義。學(xué)生需要查閱相關(guān)資料，了解引力波的產(chǎn)生和傳播過程，分析現(xiàn)有的引力波檢測技術(shù)，并討論引力波檢測對我們認(rèn)識宇宙結(jié)構(gòu)和演化的影響。這一任務(wù)不僅能培養(yǎng)學(xué)生的信息搜索和綜合分析能力，還能拓寬他們的物理視野，激發(fā)他們對前沿科技的興趣。

通過設(shè)計(jì)這些富有探究性的任務(wù)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中來，培養(yǎng)他們的動手能力、分析問題和解決問題能力，為他們今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。同時，這些具有挑戰(zhàn)性的探究任務(wù)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們對物理學(xué)的熱愛[4]。

（三）創(chuàng)設(shè)探究情境

在實(shí)施探究式教學(xué)時，教師應(yīng)該重視創(chuàng)設(shè)良好的探究情境，為學(xué)生提供啟發(fā)性強(qiáng)、能引發(fā)探究欲望的學(xué)習(xí)情境。對于“萬有引力定律的應(yīng)用”這一課程，教師可以從以下幾個方面營造探究情境：

1.播放相關(guān)視頻資料

教師可以選擇一些高質(zhì)量的科普視頻，通過生動形象的方式帶領(lǐng)學(xué)生深入了解宇宙中各種天體的運(yùn)動規(guī)律。例如，可以播放展示引力波檢測過程的視頻，讓學(xué)生親身感受引力波對于我們認(rèn)知宇宙結(jié)構(gòu)和演化的重要意義。這些視頻資料不僅能引發(fā)學(xué)生對萬有引力這一物理現(xiàn)象的好奇心，還能為后續(xù)的探究活動創(chuàng)造良好的氛圍。

在播放視頻資料時，教師可以適時提出一些引導(dǎo)性問題，引導(dǎo)學(xué)生思考觀察到的物理現(xiàn)象，并與已有的知識進(jìn)行聯(lián)系，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還能培養(yǎng)他們的觀察分析能力。例如，在觀看引力波檢測過程的視頻后，教師可以問學(xué)生：“你能說說引力波是如何產(chǎn)生的嗎？”“引力波的檢測對于我們認(rèn)識宇宙有什么重要意義？”引導(dǎo)學(xué)生積極思考并發(fā)表自己的觀點(diǎn)。

2.設(shè)計(jì)具有情境性的問題

在創(chuàng)設(shè)探究情境時，教師可以設(shè)計(jì)一些與學(xué)生生活密切相關(guān)的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生思考日常生活中的重力現(xiàn)象。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，還能幫助他們建立物理知識與實(shí)際生活的聯(lián)系。

例如，教師可以讓學(xué)生計(jì)算不同海拔高度下的重力加速度，并思考這一變化對日常生活的影響。學(xué)生可以考慮在海平面和山頂上平衡物體的重量會有何不同，或者飛機(jī)在高空飛行時會受到的重力影響。通過探討這種貼近生活的探究問題，學(xué)生不僅能學(xué)會應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題，還能培養(yǎng)分析問題和綜合運(yùn)用知識的能力。

教師還可以設(shè)計(jì)一些涉及航天技術(shù)應(yīng)用的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用萬有引力定律預(yù)測天體的運(yùn)動，為航天器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。例如，讓學(xué)生分析人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的物理規(guī)律，或者計(jì)算月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔?，并探討這種引力作用對地球和月球的影響。這些具有情境性的問題不僅能培養(yǎng)學(xué)生的物理應(yīng)用能力，還能拓寬他們的物理視野，增強(qiáng)他們對航天科技的興趣。

3.組織小組討論

在開展探究活動時，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，通過合作交流的方式，進(jìn)一步豐富探究情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。

例如，在探討引力波的檢測原理時，教師可以讓學(xué)生分組討論現(xiàn)有的檢測技術(shù)，并就其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較。學(xué)生可以查閱相關(guān)資料，了解不同檢測方法的工作原理，并就其精度、靈敏度等指標(biāo)展開討論，最后得出對比結(jié)論。在這個過程中，學(xué)生不僅能加深對引力波知識的理解，還能培養(yǎng)信息收集、分析問題和表達(dá)交流的能力。

又如，在探究人造衛(wèi)星的受力情況時，教師可以讓學(xué)生小組分別從不同角度提出問題和解決方案，并互相交流探討。如有的小組可以從衛(wèi)星的軌道運(yùn)動規(guī)律入手分析受力情況，有的小組則可以從重力場強(qiáng)度的角度進(jìn)行探討。通過小組合作討論，學(xué)生能更全面地理解人造衛(wèi)星在軌道上的受力狀態(tài)，并培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4.組織現(xiàn)場參觀

為了讓學(xué)生直觀了解萬有引力定律在實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場參觀。這種實(shí)地參觀不僅能增強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解，還能培養(yǎng)他們的科學(xué)探究興趣和創(chuàng)新思維。

例如，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐奶煳呐_或航天基地，讓他們親身感受天體的運(yùn)動規(guī)律和航天技術(shù)的應(yīng)用。在天文臺參觀時，學(xué)生可以觀察天體的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并思考引力作用在其中的體現(xiàn)；在航天基地參觀時，學(xué)生則可以了解人造衛(wèi)星的發(fā)射和軌道控制過程，并將之與萬有引力定律進(jìn)行聯(lián)系。通過這種現(xiàn)場參觀，學(xué)生不僅能加深對所學(xué)知識的認(rèn)識，還能培養(yǎng)探究精神和創(chuàng)新思維，為未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（四）指導(dǎo)學(xué)生探究過程

在探究式教學(xué)中，教師不能簡單地放任學(xué)生自主探索，而是要適時給予必要的指導(dǎo)和幫助，確保探究活動的順利開展。

在探究任務(wù)的設(shè)計(jì)階段，教師應(yīng)該為任務(wù)的目標(biāo)、步驟等提供必要的引導(dǎo)，幫助學(xué)生明確探究的方向和重點(diǎn)。例如，在讓學(xué)生推導(dǎo)萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式時，教師可以提示他們關(guān)注引力大小與質(zhì)量、距離的關(guān)系；或者在學(xué)生設(shè)計(jì)測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)時，教師可以建議他們選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，注意控制實(shí)驗(yàn)變量等。這種針對性的引導(dǎo)有助于學(xué)生更好地理解探究任務(wù)，提高探究活動的效率。

在探究過程中，教師還需要適時給予學(xué)生必要的啟發(fā)和幫助。例如，在學(xué)生遇到數(shù)據(jù)分析、推導(dǎo)公式等困難時，教師可以提出啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考解決問題的思路；或者在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時，教師可以就實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄等方面給予指點(diǎn)，確保實(shí)驗(yàn)過程的規(guī)范性。這種全程的指導(dǎo)和幫助，有助于增強(qiáng)學(xué)生的探究自信，提高他們的探究能力。

在學(xué)生完成探究任務(wù)后，教師還應(yīng)耐心地傾聽學(xué)生的探究過程和結(jié)果，并給予適當(dāng)?shù)姆答?。例如，可以鼓勵學(xué)生分享自己的探究心得，并對他們的探究結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評，指出存在的問題和改進(jìn)方向。這樣不僅有助于鞏固和深化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，還能培養(yǎng)他們的自我反思和自主學(xué)習(xí)能力。

通過上述四個方面的實(shí)施，教師可以在高中物理“萬有引力定律的應(yīng)用”一課中有效開展探究式教學(xué)，幫助學(xué)生深入理解物理知識，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維，為他們未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、探究式教學(xué)的價(jià)值體現(xiàn)

通過在“萬有引力定律的應(yīng)用”一課中實(shí)施探究式教學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)：首先，探究式教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力，讓學(xué)生在參與探究活動的過程中深入理解物理概念，掌握解決問題的方法，為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；其次，探究式教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們主動參與到學(xué)習(xí)中來，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和動手能力；最后，探究式教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和批判性思維，讓他們在解決實(shí)際問題的過程中不斷提高分析問題和解決問題的能力[5]。

結(jié)束語

探究式教學(xué)作為一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，在高中物理“萬有引力定律的應(yīng)用”一課中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過選擇合適的教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)探究性任務(wù)、創(chuàng)設(shè)探究情境、指導(dǎo)學(xué)生探究過程等措施，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，為他們的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。未來，教師應(yīng)該繼續(xù)研究探究式教學(xué)在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，不斷完善教學(xué)方法，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

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