邊疆民族地區開展物理探究教學的實踐與思考

孫天河

（文山學院，云南 文山 663000）

探究式教學是新一輪課改倡導的教學方式，旨在培養學生的科學素養.新課程實施以來，邊疆少數民族地區在實施物理探究式教學的過程中遇到一些問題.本文結合筆者自己的教學實踐，針對這些問題提出了可行的教學策略.

1 邊疆少數民族地區實施物理探究式教學存在的問題

探究式教學是指學生在教師的引導下，像科學家發現真理那樣以類似科學探究的方式來展開學習活動.通過自己的獨立思考和探究，去弄清事物發展變化的起因和內在聯系，從中探索出規律的教學模式.［1］

筆者認為，當前在邊疆少數民族地區實施中學物理探究式教學存在的問題，主要有以下幾個方面.

（1）邊疆少數民族地區的學生普遍存在不善于表達自己的思想，做了不會說、不會寫.

（2）學生接觸社會、生活范圍小，在物理探究中設問的思路狹窄，參與教學的主動性較差.

（3）儀器短缺.在不少邊疆少數民族地區的學校，普遍存在實驗儀器設備不夠，實驗設施簡陋、落后的問題.這給開展物理實驗探究教學帶來了較大的困難.

（4）學生基礎較差，探究問題的速度較慢，常常出現重視了創設情境與提出問題、做出猜想與假設等前面幾個環節，卻輕視了分析論證與評估反思等后面幾個教學環節的現象.雖強調了設問和動手能力的培養，但淡漠了物理科學思維方法的訓練.

2 利用多種形式開展物理探究教學

科學探究教學的形式是多種多樣的，除實驗探究外還有資料查詢、調查訪問、理論探究等.［2］采用什么方式進行探究，可根據問題的需要進行選擇.但不論用哪種方式，只要能將物理學的研究方法和科學思想滲透其中，并切實組織、指導好學生的學習活動都能達到探究式教學的目的.

2.1 資料查詢

物理教學中有很多應用資料查詢探究的內容，教師可以先給學生布置一些查詢資料的任務，在正式上課之前，用4～5min的時間讓1～2個小組在班上匯報.這樣做，既能讓全班學生分享他們的成果，又能鍛煉學生的語言表達能力，還能拓寬學生的知識面.

例如：在“阿基米德原理”這節課上完后，教師可列出關于科學家阿基米德的幾個問題，布置學生自己去查詢關于阿基米德的一些生平資料：阿基米德簡介；阿基米德的故事；阿基米德的名言；阿基米德還有什么重大科學貢獻等等.要求每個小組選擇兩個問題，課后通過報刊、書籍等渠道進行查詢，在下次課堂上進行匯報.

2.2 社會調查

以小組為單位，組長負責組織調查、總結和討論，每個小組的成員匯報自己的調查情況，讓記錄員記錄并寫出調查報告，由匯報員在班上做匯報.

例如：調查每個學生家庭的用電情況，以小組為單位可調查下列問題.家里常用電器的功率是多少？每月用電多少kW·h？電費合多少錢？自己家庭是怎樣節約用電的.

經過一些簡單的調查過程，既可以讓學生學會做事、學會總結、學會反思，又能幫助學生進一步認識一些物理概念和規律，把物理學與日常生活社會聯系起來.

2.3 實驗探究

2.3.1 自制教具、學具

對于儀器短缺的問題，可以用自制教具來彌補.只是能讓學生自己做的簡易儀器，應盡量引導、指導學生在探究小組活動內自己研制.這樣做，學生不僅會有學習的成就感，而且不用擔心損壞公家儀器，做實驗探究時沒有心理壓力.

例如，在上探究“杠桿的平衡條件”一節課之前，教師事先布置學生做一些準備工作，請各探究小組準備1把直尺、1卷透明膠布、10個相同的硬幣和1段細線.上課的時候，教師通過復習上節課的學習內容后提出問題：要使杠桿平衡應該滿足什么條件？在學生完成了猜想與假設后，讓各小組先討論一下怎樣利用準備的這些器材來進行探究.

學生：把細線拴在直尺的正中，用手提細線頂端.

學生：把硬幣貼在透明膠布上再把透明膠布貼在直尺上作為懸掛物體.

教師：要想使杠桿在水平方向平衡，應該怎樣懸掛物體？

學生：左邊掛一串硬幣，右邊等距離處掛一串個數相同的硬幣.

教師：實驗中應該怎樣改變力和力臂？

學生：改變硬幣的個數可以改變力的大小；改變透明膠布貼在直尺上的位置，可以改變力臂.

教師：實驗需要記錄哪幾個物理量？請設計好表格以便記錄實驗數據，下面各組自行進行實驗探究.

……

2.3.2 開放實驗室

對于儀器短缺的問題，還可以用開放實驗室來彌補.教師在課堂上統一組織學生完成提出問題、猜想與假設和設計實驗以及設計表格和建立坐標等幾個環節，實驗過程也可由學生以小組為單位在課后到實驗室完成.分析論證、評估與反思環節可在下一節課完成.但教師必須做好引導、指導和檢查工作，組織好總結匯報工作.

例如探究電流跟電壓和電阻的關系時，教師可以在復習已學知識的基礎上先提出問題，組織學生思考、討論實驗方案，把實驗所需的電路圖和表格設計好.然后將學生分大組，要求他們課后到實驗室里去做，下一次課再進行分析論證.

2.4 理論探究

理論探究也是一種科學探究.在平時的物理課堂教學中，教師應該根據理論探究式教學的特點，開發一些理論探究的案例.通過理論探究可以提高學生的分析綜合等能力，使之成為培養學生科學素養的一個有效途徑.

例如，牛頓第一定律是在實驗的基礎上通過推理得出的.在教學過程中，應讓學生在實驗的基礎上通過理論探究認識到從斜面上滑下的物體在水平面上運動時，如果不受外力的作用將保持勻速直線運動狀態，而靜止的物體如果不受外力的作用則將保持靜止狀態.

再如，在認識分子間的相互作用力時，首先通過引導學生自己分析分子間的相互作用力隨距離而變化的圖線，然后在評估與交流的環節中讓他們逐步得出正確的結論.

3 注重教給學生科學探究的技能和物理學的科學方法

3.1 在探究教學過程中培養學生科學探究的技能

探究教學既要注重過程又要注重結果.學生在經歷科學探究的過程中，可以學習觀察的技能，比較與分類的技能，進行實驗、獲取數據資料的技能，分析處理數據、從中獲取意義、形成概念并得出結論的技能，評價探究過程和結果并能用科學的方式表達的技能.［3］

3.2 在概念教學中滲透物理學科學方法的教育

物理概念是物理學的基石，是學生正確認識物理世界的基礎.概念教學是物理教學過程中難度較大的一個環節，首先是由于前概念的影響，常常使得教師對某一概念的講解跟學生對這一概念的認識產生一些偏頗；其次是學生對物理科學的研究方法生疏，導致學生難以理解概念，甚至出現錯誤的理解.我們可以通過探究教學來加強物理學科學方法的教育.

例如關于密度概念的建立，在傳統的教學中，教師一般通過演示告訴學生同種物質體積增加幾倍其質量就增加幾倍，體積相同的不同物質其質量不同.物理學中把單位體積的某種物質的質量叫做這種物質的密度.密度的公式是ρ＝m／V，它是物質的一種特性.

這些知識學生似乎都記住了，但是由于數學表達式上的影響還是往往認為：在ρ＝m／V公式中，密度與質量成正比，與體積成反比.造成這一錯誤的原因是，密度概念不是通過學生的大腦主動建構的，是教師硬塞給學生的，是學生被動、機械接受的.他們并沒有掌握認識密度概念的科學方法，所以初學時學生對這個概念的理解是相當混亂的.

在物理探究式教學中，我們指導學生自己動手做實驗，列表格記錄實驗數據，建立坐標畫圖像，學生通過自己收集的數據和畫出的正比函數圖像來認識同種物質的質量與體積是按正比例函數變化的，質量跟體積的比值是一定的，跟物體的質量和體積無關.再用不同的物質做實驗，畫出的正比例函數的圖像傾斜程度就不同，說明不同物質的質量與體積的比值是不同的，它決定于物質的本身，因此它是物質固有的一種屬性.如此引導學生建立起密度的科學概念，前面所指出的錯誤就不會出現了.

通過自主的探究活動，學生不僅能清楚地理解密度的概念，而且還掌握了探究密度概念的實驗方法，學會了用數學圖像表示物理問題的方法，也認識了利用分析、比較、綜合、歸納來抽象出物理概念的邏輯思維方法.這些科學方法的教育滲透在概念教學的過程之中.學生認識、掌握了這些方法，為以后他們學習比熱容、電阻、電場強度等物理概念也打下了較好的基礎.

3.3 在規律教學中貫穿物理學科學方法的教育

在中學物理教學中，規律教學不單純是為了認識規律而讓學生學習規律，應該是以認識規律為載體，讓學生認識、掌握探究物理規律的科學方法.而探究式教學有助于我們將物理學科學方法的教育貫穿于規律教學的始終.

例如，關于力的合成與分解的教學.學生在初中階段學過同一條直線上的共點力的合成，對于互成夾角的兩個共點力的合成，他們沒有接觸過，甚至很難想象兩個共點力的合成遵守平行四邊形定則.在傳統教學中這一節課是高中物理學習的一個難點，大部分學生往往就在這里遇到了學習障礙.如果在教師的組織、引導下，讓學生自主地進行探究活動，便可以達到事半功倍的效果.

首先，由教師在給學生介紹力的合成實驗，指出要點和注意事項：用兩把彈簧秤拉橡皮筋時，兩個拉力的圖示的畫法；用一把彈簧秤拉橡皮筋時，一個拉力的圖示的畫法；前后兩次拉橡皮筋產生的作用效果必須相同；畫出的3個力的作用點必須重合，圖示3個力所取的大小比例必須相同.

接著，讓學生進行自主探究，并提醒學生，探究過程要遵守從簡單到復雜、從特殊到一般的原則.例如：用大小分別為3N和4N的兩個力，互成90°同時作用在橡皮筋的末端，并畫出兩力的圖示.再用5N的力拉橡皮筋，并使其作用效果與前次的一樣，并畫出力的圖示.這個實驗可以讓學生很直觀地看到，兩個分力的圖案剛好是一個矩形的兩個鄰邊，合力的圖示是這個矩形的對角線.兩個分力與它們的合力之間的關系是一個矩形的兩個鄰邊與對角線之間的關系，也可以說是兩個分力與它們的合力之間的關系是一個平行四邊形的兩個鄰邊與其對角線之間的關系.這樣就使學生對平行四邊形定則有了初步的認識.

然后，用同樣的方法，再讓學生做幾次互成任意角度的情況下分力與合力關系的實驗，畫出每次實驗中3個共點力的圖示.每次的實驗的結果都可以讓學生認識到兩個分力是這個力的平行四邊形的鄰邊，合力是這個平行四邊形的對角線.

通過這樣的探究活動，學生就可以從親身實驗中領悟到平行四邊形定則的本質性問題，從而歸納、總結出平行四邊形定則的基本內容.學生在整個實驗探究的過程中，學會了共點力的圖示方法；認識了從簡單到復雜、從特殊到一般的認識方法；學會了用圖示法進行力的合成與分解的方法，初步認識了矢量的運算方法.

在中學物理教學中，每個概念和每條規律都會涉及到一些物理學的科學研究方法，通過探究教學可使學生親身去經歷，自己去感悟，從而真正掌握這些方法.顯然，物理科學方法的教育應該貫穿于整個物理教學過程的始終.

1 劉力.新課程理念下的物理教學論.北京：科學出版社，2007.66

2 劉凱進.對初中物理科學探究中幾種觀點的認識.中小學實驗與裝備，2007（2）：8－9

3 閻金鐸，郭玉英.中學物理新課程教學概論.北京：北京師范大學出版社，2008.67

4 郭玉英.物理新課程教學案例研究.北京：高等教育出版社，2008.1