例談“科學探究”及其應用和體會

【摘要】 ?本文以初中物理《電磁鐵》一節的教學為例，探討了在具體的課堂教學中，如何應用“科學探究”的教學方式引領學生進行學習，并提出了教師在“科學探究”教學中應起的作用，以真正實現新課程下教學方式的轉變。

【關鍵詞】 ?科學探究 教學方式 教師的作用

【中圖分類號】 ?G633.7 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?【文獻標識碼】 ?A ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】 ?1992-7711（2015）10-075-02

科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。《物理課程標準》將科學探究列入內容標準，其目的在于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，從而培養學生的科學探究能力，實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神，以達成提高全體學生的科學素養的課程目標。

現以初中物理《電磁鐵》一節的教學為例，傳統的做法是沿襲“是什么？為什么？怎么樣？”的“三步曲”進行，即通過課堂演示，得出電磁鐵的磁性強弱與電流大小和線圈匝數有關的結論，然后向學生介紹一些電磁鐵在生產生活中的應用，再通過習題加以鞏固。在《電磁鐵》的教學中，采用“科學探究”的方式展開，教學流程如下：

（一）創設情景

模擬：起重機工作（電磁鐵吸引大頭針）時的情景。

（二）提出問題

電磁鐵的磁性強弱和什么因素有關？如果改變通過電磁鐵的電流或者改變電磁鐵線圈的匝數，它的磁性強弱會變嗎？

（三）猜想假設

學生相互議論：

（1）假設通過電磁鐵的電流由1A增大到2A，電磁鐵的磁性會怎樣？是否可以這樣推測：導線中的2A電流是兩股1A電流匯合而成的，每股電流都產生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性增強了。

（2）如果通過電磁鐵的電流不變，線圈由100匝增加到200匝，它的磁性又會怎樣？是否可以這樣推測：200匝線圈是由兩組100匝線圈組合而成的，每組線圈都產生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性增強了。

通過以上推測可以想到：電磁鐵的線圈匝數越多，通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強。

（四）制定計劃，設計實驗

通過怎樣的實驗來檢驗以上猜想呢？這個實驗需要解決三個問題，同學們討論了解決這三個問題的各種可能方法：

（1）怎樣測量電磁鐵磁性的強弱？

學生A：看它能吸起多少根大頭針或小鐵釘。

學生B：看它能吸起多少鐵屑（用天平稱）。

學生C：看它對某一鐵塊的吸引力（用彈簧測力計把被電磁鐵吸住的鐵塊拉開時彈簧測力計的讀數）有多大。

（2）怎樣改變和測量通過電磁鐵線圈的電流？

學生D：用滑動變阻器改變線圈中的電流，用電流表測量電流的大小。

學生E：用增減電池來改變線圈中的電流，用串聯小燈泡的亮度來比較電流的大小。

（3）怎樣改變電磁鐵線圈的匝數？

學生F：使用中間有抽頭，能改變線圈匝數的現成電磁鐵產品。

學生G：臨時制作電磁鐵線圈，邊實驗邊繞制。

老師建議：用學生C、D、F提出的方法來組成探究實驗的方案。

（五）進行實驗，收集數據

按照老師的建議，學生分小組進行實驗操作：把開關、滑動變阻器、電流表、電磁鐵串聯起來接到電源上。當滑動變阻器取不同阻值時，測量電流和電磁鐵對鐵塊的吸引力，把測量數據記入表格（左下表）。

改變線圈匝數，調節滑動變阻器，使電流保持不變，測量不同匝數時電磁鐵對鐵塊的吸引力，把實驗數據記入表格（右下表）。

（六）分析論證

各個小組從本組實驗的表1數據看到，當電磁鐵線圈匝數不變，電流逐漸增大時，電磁鐵對鐵塊的吸引力是同步增大的;從表2數據看到，在電流相同的情況下，電磁鐵線圈的匝數增加時，電磁鐵對鐵塊的吸引力是同步增大的。由此可以證實：電磁鐵的磁性強弱和電磁鐵的線圈匝數、通過電磁鐵線圈的電流有關，電磁鐵的線圈匝數越多，通過電流越大，磁性越強。

（七）評估

回顧以上操作，看看有什么不妥的地方：當改變線圈匝數時，是否確實做到了線圈中電流和線圈的形狀都不變？當測量電磁鐵的吸引力時，是否用的是同一個鐵塊？有沒有其它因素影響了實驗結果？如果這些因素在實驗中都作了充分的考慮，實驗的結果應該是可靠的。

（八）交流合作

各個小組把實驗過程和結果寫成實驗報告，并分別在班上報告本組的實驗結果，進行討論和交流。

在“科學探究”的教學中，要求學生進入自主發現狀態。那么，教師的作用如何體現呢？

1.選擇學習內容和學習資源

對于作為教學設計依據的學習內容，首要考慮的問題之一就是這一內容適合不適合以探究的方式來進行教學。其次要考慮的問題是采用何種探究路徑。

2.及時進行反饋調控

學生明確探究任務后，進入自主的發現探索狀態。對于遇到困難的學生，要注意不能輕易將結論直接告知，而要采用進一步將認知過程分化的辦法，使其盡可能自主地完成任務，這樣才不至于挫傷學生的自信心，也才能盡可能地發展學生的能力。

3.把握好形成性評價和學生的自我評價

探究教學在重視并改進終結性評價的同時，很重視形成性評價，如學生每天的筆記、撰寫的實驗報告、繪制的圖表、制作的模型等，以及與學生面對面的交流、針對某個問題所作出的解釋。

重視學生對自己學習過程的評價是探究教學評價的另一個特點。學生不斷地對自己的探究學習進行評價，如檢查采用的方法是否合適，解釋是否合理，對知識的理解程度如何等，可以提高學習的效率，有利于學習目標的達成。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

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