創(chuàng)設物理情景 引發(fā)探究問題

在全日制義務教育《物理課程標準(實驗稿)》中，特別將科學探究納入內容標準，旨在加強對學生科學素質的培養(yǎng)，將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養(yǎng)學生的科學探究能力，實事求是的科學態(tài)度和敢干創(chuàng)新的探索精神。科學探究既是學生學習目標又是重要的教學方式。《課標》中對科學探究要素中“提出問題”的基本要求是：(1)能從日常生活、自然現(xiàn)象或實驗觀察中發(fā)現(xiàn)與物理有關的問題。(2)能書面或口頭表達這些內容。(3)認識發(fā)現(xiàn)問題和提出問題對科學探究的意義。

如何在目前的教學過程中，落實《課標》精神，上好科學探究課?首先要解決好“提出問題”這一關，因為沒有探究就沒有科學，而提不出問題也就不會有探究。探究課是學生通過觀察發(fā)現(xiàn)問題、提出問題或猜想、通過自己的思維、動手實驗等，體驗探究過程的曲折和樂趣，發(fā)展科學探究的能力，增強對科學探究的理解。目前學生對這種學習方式普遍不適應，所以教師有必要對一些探究的物理問題，提供必要的問題背景、創(chuàng)設合理的、具體的物理情境，展示出明顯的物理現(xiàn)象，讓學生想有所想、思有所思、說有所說、做有所做，在觀察和體驗后有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想，萌發(fā)出科學問題。

例如，在探究“光反射時的規(guī)律”這部分內容時，老師提出：“光在反射時遵循什么規(guī)律?也就是說反射光線沿什么方向射出”。由于缺乏具體的物理情境，問題的提出顯得很突然，學生的探究顯然會比較盲目。為使探究更有針對性，我們可以創(chuàng)沒如下情境來組織教學。

（1）讓學生動手做一做，用激光手電筒將光線斜射到平面鏡上，觀察光線從什么方向射出。

（2）要求學生將觀察到的光路大致地在紙上畫出(如圖1中的①)。

（3）教師在這時向學生提出問題：對于同一束入射光線來說，出射光線可以是圖1中的②、③或其它方向嗎?光在反射時有沒有規(guī)律可循?請同學們設計實驗進行探究。



創(chuàng)設這樣一個并不難的物理情境，使得問題更加貼近學生的認知水平，問題的提出也順其自然，能引起學生的思考，激發(fā)探究興趣。

新課程要求，注重全體學生的發(fā)展，改變學科本位，以提高全體學生的科學素質為主要目標，滿足每一個學生發(fā)展的基本需求。體現(xiàn)在物理探究課中，就是要教師針對不同的學生設置不同的物理情境，使每位學生都有可能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，引導學生從不同層次進行科學探究。

例如，摩擦力的教學，如何讓學生猜想到，摩擦力與壓力的大小有關、與接觸的材料有關呢?我們可以創(chuàng)設如下的情境來引導學生提出問題并進行猜想。

情境一 如圖3將一張A4紙夾要英漢字典里，如圖用力將紙拉出，比較紙夾在字典的上面時和下面時的用力情況。提出你的猜想，認為摩擦力的大小與什么有關。

情境二 如圖4將兩段棉線和尼龍線按如圖方式系好并用力向兩端拉。比較兩種材料在向兩端拉后的情況，提出你的猜想，認為摩擦力的大小與什么有關。

學生經過這兩個探究活動后，在動手實驗、動腦思考的基礎上，對滑動摩擦力的大小與什么因素有關會有一個初步的認識，可能會提出如下一些猜想：與材料有關、與壓力有關。

又如，“浮力”這部分內容，傳統(tǒng)教學是：以什么是浮力→如何測量浮力→物體的浮沉條件→浮力產生的原因，這種教學以知識傳授為主、學生被動接受、偏重記憶、忽視學生探究過程。為體現(xiàn)新的課程理念，可以這樣來組織教學，從具體的生活現(xiàn)象中引入浮力→介紹如何測量浮力→創(chuàng)設物理情境，引導學生探究浮力大小與什么因素有關．為能從多角度、多層次進行探究，滿足不同能力層次的學生需要，可以設計多種不同情境來組織探究教學。

情境一 分別將木塊，鐵塊，塑料塊，石塊等放入水中，讓學生進行觀察，然后問學生：請你猜想浮力大小與什么有關?學生在這一情境下，可能會認為浮力的大小與材料的性質有關(如材料的密度)，密度大的浮力小，如鐵塊；密度小的浮力大，如塑料塊。

這是一個非常直觀的物理現(xiàn)象，能否透過現(xiàn)象看到本質呢?我們可以創(chuàng)設第二個情境來幫助學生理解浮力及其大小的本質。

情境二 將面積相同的鐵片，一個卷成團，另一個做凹形，如圖5分別放入水中。現(xiàn)象非常明顯，一個沉入水底，另一個浮在水面，這時學生的猜想可能是：浮力大小與放入水中的物質密度無關而與放入水中物體的形狀有關。



此時引導學生設計實驗進行探究，學生在知道什么是浮力和如何測量浮力的基礎上，他們可以得到：放入水中的同一個物體體積越小受到的浮力越小。引導學生分析，浮力大小與排開液體的體積大小有關，排開液體的體積越大浮力越大，排開液體的體積越小浮力越小。

情境三 在上面的探究中我們發(fā)現(xiàn)，放入水中的物體體積越大時，露出水面部分越多，體積越小時，露出水面部分越少（如圖6）。根據這一情境，向學生提出問題，浮力是否與浸沒在液體中的深度有關?

引導學生用控制變量的方法，將同一物體(如鐵塊)浸沒在同一種液體的不同深度進行探究。學生可以得到浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關的結論。

上面是在同一種液體中進行探究，在不同的液體中情況又會怎樣呢?我們可以繼續(xù)創(chuàng)設情境來組織學生探究。

情境四 如圖7，把同一只雞蛋分別放入盛有濃鹽水、淡鹽水和清水的三個杯中(先不要告訴學生這三杯水有什么不同)，請同學們觀察實驗現(xiàn)象，并就觀察到的現(xiàn)象提出浮力大小與哪些因素有關的猜想。

由于是同一只雞蛋(重力相等、體積相等)放入看似相同的不同液體中，所以學生提出的問題主要會圍繞浮力的大小與液體有關的方向提出，如液體的種類、液體的濃度、液體的密度……等。他們的探究可能是：將同一物體完全浸沒在不同的液體中，測出各自的浮力大小，從而得出學生自己的結論。



由于教師設置的物理情境不同，學生提出的問題或猜想也就不一樣，制定的計劃與探究的內容就相應的發(fā)生變化，對學生的能力也提出了不同的要求，一方面可以真正體現(xiàn)滿足每個學生發(fā)展的基本需求這一課程基本理念的精神；另一方面可以從不同層次加深對浮力概念的理解。

在課堂教學中，科學探究課應重點訓練學生提出問題、作出猜想、通過簡單的實驗等收集數(shù)據、解釋數(shù)據、作出結論等綜合性的探究技能，使學生認識探究的基本內涵。因此，營造寬松的學習環(huán)境，設置合理的、盡可能與學生原有知識發(fā)生作用的物理情境顯得尤其重要。探究的內容是豐富的，形式是多樣的，創(chuàng)設的物理情境也要與之相適應。