巧用“探究式”教學(xué) 提高物理課堂效率

福建

以“探究式”教學(xué)為主的教學(xué)模式，探究一題多解，一題多變，巧建模，勤探究，增強(qiáng)高中物理課堂延展，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和交流合作能力，促進(jìn)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，以及增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力、學(xué)會(huì)反思、學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)等能力等方面，從而提高高三物理復(fù)習(xí)的課堂效率。

高三物理復(fù)習(xí)，是把高中物理知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性梳理、熟練掌握、歸納總結(jié)、綜合應(yīng)用的過程。要想在復(fù)習(xí)中達(dá)到良好的效果，就需要教師必須對(duì)所教的課堂內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，選擇好切實(shí)可行的教學(xué)方式，才能收到預(yù)期的課堂教學(xué)效果。筆者結(jié)合高三物理教學(xué)的實(shí)踐，就如何運(yùn)用“探究式”教學(xué)方式，提高高三物理復(fù)習(xí)的課堂效率做了一些有益的探索。

一、精心設(shè)計(jì)，探究一題多解，提高課堂實(shí)效性

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系說明》明確了高考對(duì)學(xué)生的能力要求，即理解能力、推理能力、設(shè)計(jì)和完善實(shí)驗(yàn)的能力、獲取知識(shí)的能力、分析和綜合能力。要想搞好針對(duì)性練習(xí)，就需要讓學(xué)生通過實(shí)例題型的分析，進(jìn)行發(fā)散思維的磨練，形成自己獨(dú)特的解題思路，掌握高考題的命題模式。為達(dá)到這一目的，需要高三教師根據(jù)自己學(xué)生的具體情況，按照復(fù)習(xí)進(jìn)度，精心設(shè)計(jì)合理的課堂形式，并設(shè)法達(dá)到預(yù)期的效果。“探究式”教學(xué)可以讓每個(gè)學(xué)生都積極地參與到課堂中來，真正成為學(xué)習(xí)的主人，在對(duì)問題的探究過程中幫助學(xué)生形成自己的思維方式和解題方法，從而使學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)并且能夠輕松應(yīng)對(duì)高考。通過教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)“探究式”教學(xué)在很大程度上能有效提高課堂的效率。

例如，在復(fù)習(xí)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)時(shí)，除了歸納總結(jié)本章節(jié)的基本公式、基本規(guī)律和基本題型外，精心設(shè)計(jì)幾道題目，要求至少用兩種方法解決，學(xué)生可獨(dú)立思考，可研究討論共同解決。這樣，把大部分思考的時(shí)間交給學(xué)生，教師同時(shí)參與其中，起“導(dǎo)”的作用，達(dá)到一種生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的課堂效果，從而使學(xué)生在互相探究的過程中對(duì)問題挖掘得更深入、更透徹。最后，教師采用多媒體(教師在課前設(shè)計(jì)好的，也可在課堂上隨時(shí)補(bǔ)充)把學(xué)生所得出的一些結(jié)論展示出來，最后做歸納、總結(jié)。下面就以兩個(gè)題目為例，闡述設(shè)計(jì)課堂的過程。

【題目1】一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，通過2s的位移，通過前半段位移s所用的時(shí)間為t1，后半段位移所用時(shí)間為t2，求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。

解法一：基礎(chǔ)法(位移的一般表達(dá)式)如圖1

圖1

解法二：逆向思維法(設(shè)中點(diǎn)速度為v，前半段運(yùn)用逆向思維)如圖2

圖2

解法三：特殊規(guī)律法(中間時(shí)刻速度等于這段位移的平均速度)如圖3

圖3

該題目拋出后，讓學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立思考，后進(jìn)行討論，提示方法越簡(jiǎn)潔越好。經(jīng)過幾分鐘的思考和討論，一般情況下同學(xué)們都會(huì)想到第一種方法，但第一種方法計(jì)算較復(fù)雜，教師可鼓勵(lì)學(xué)生用計(jì)算較簡(jiǎn)單的方法解決，若學(xué)生中有想到第二種或第三種方法的更好，若沒有，教師可進(jìn)行相應(yīng)的提示，鼓勵(lì)學(xué)生盡可能通過自己的思維得出后兩種解法。最后，教師對(duì)學(xué)生的討論結(jié)果加以肯定，并用多媒體進(jìn)行展示，并總結(jié)、歸納這三種解題方法。這樣，通過自己的努力和與學(xué)生在互動(dòng)中進(jìn)行探究、討論的方式，從而激發(fā)學(xué)生積極參與的興趣和探究意識(shí)，提高了課堂效率。

【題目2】一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，初速度為1 m/s，經(jīng)連續(xù)3個(gè)2 s，在第3個(gè)2 s內(nèi)的位移為12 m，求該質(zhì)點(diǎn)的加速度________。

解法一：基本位移公式法，如圖4

圖4

第3個(gè)2 s內(nèi)的位移s=s2-s1=12 m ③

聯(lián)立①②③可解得a=1.0 m/s2

解法二：速度公式和位移公式法，如圖5

圖5

第4 s末的速度(初速度)v2=v0+at1①

第6 s末的速度(末速度)v3=v0+at2②

聯(lián)立①②③可解得a=1.0 m/s2

解法三：特殊規(guī)律法，如圖6

圖6

由速度公式v5=v0+at5②

聯(lián)立①②可解得a=1.0 m/s2

該題目大部分同學(xué)都可以想到第一種基本方法，也會(huì)有部分同學(xué)想到第二種方法，教師可作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，而第三種方法很少同學(xué)能想到。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生對(duì)特殊規(guī)律具有一定的敏感性，能熟練地把一些特殊規(guī)律運(yùn)用到題目中，思維方式得到發(fā)散，這對(duì)提高學(xué)生的解題速度有很大幫助，同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生解題的規(guī)范性。

以上兩個(gè)題目在很大程度上既培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力、推理能力，又提高了學(xué)生獲取知識(shí)的能力和計(jì)算能力，更激發(fā)了學(xué)生探究意識(shí)和求知的渴望，從而達(dá)到良好的課堂效果，提高課堂效率。

二、精心備課，探究一題多變，實(shí)現(xiàn)課堂高效性

細(xì)心的教師在備課前，一定會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)課程標(biāo)準(zhǔn)，研究課本和教法，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程。優(yōu)秀的教師在采用“探究式”教學(xué)方法進(jìn)行授課時(shí)，一定會(huì)研究學(xué)生對(duì)所教內(nèi)容掌握的實(shí)際情況和學(xué)生的個(gè)體差異，預(yù)想學(xué)生思考過程中可能存在的問題，并抓住重點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)，在學(xué)生的思維理解到解題的關(guān)鍵時(shí)進(jìn)行難點(diǎn)的點(diǎn)撥。教師做到精心備課這一環(huán)節(jié)，不僅可以提高學(xué)生各方面的能力和素養(yǎng)，還能實(shí)現(xiàn)課堂高效性。

高三物理的復(fù)習(xí)時(shí)間緊、任務(wù)重，只有把方法傳授給學(xué)生，讓學(xué)生在探究中學(xué)會(huì)歸納總結(jié)，才能增強(qiáng)學(xué)生的推理能力和分析能力。同時(shí)采用精講、精練、細(xì)評(píng)相結(jié)合的教學(xué)方法，做到有計(jì)劃性、針對(duì)性、實(shí)用性、有效性，防止因缺少計(jì)劃地講得太多太細(xì)，練得太多太亂。探究式教學(xué)可以避免這些情況，具體做法是：明確目的、注重方法、清楚注意事項(xiàng)，準(zhǔn)備典型、歸納類型、建立模型，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到什么程度才能適應(yīng)高考，才能提高解題能力。強(qiáng)化訓(xùn)練一般在課堂上定時(shí)、定量、獨(dú)立地進(jìn)行，適當(dāng)補(bǔ)充課后練習(xí)。下面以一題多變?yōu)槔囵B(yǎng)學(xué)生的探究能力，實(shí)現(xiàn)課堂的高效性。

【例題】如圖7所示，三個(gè)光滑斜軌道1、2、3，它們傾角依次是60°、45°、30°，這些軌道交于O點(diǎn)，現(xiàn)在有位于同一豎直線上的三個(gè)小物體甲、乙、丙，分別沿這三個(gè)軌道同時(shí)從靜止自由下滑，如圖所示，物體滑到O點(diǎn)的先后順序是

( )

A.甲最先，乙稍后，丙最后

B.甲、乙、丙同時(shí)到達(dá)

C.乙最先，甲稍后，丙最后

D.乙最先，然后甲和丙同時(shí)到達(dá)

圖7

在此基礎(chǔ)上變換審題角度和難度，讓學(xué)生進(jìn)一步從理論上對(duì)題目進(jìn)行分析。

變形三作為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究的拓展題，讓學(xué)生課后進(jìn)行探討。

通過以上題目的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自己學(xué)會(huì)在做題時(shí)找類似，找關(guān)聯(lián)，根據(jù)等量關(guān)系確定變量的求解方法，從而提高學(xué)生的探究能力、觀察能力、分析能力和推理能力，同時(shí)對(duì)類型題和模型題有一定的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的探究意識(shí)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了課堂實(shí)效性，提高了課堂效率。

三、巧建模、勤探究，促進(jìn)高效課堂延展

在高三物理一輪復(fù)習(xí)過程中，主要以中檔題和傳統(tǒng)題為主，教師必須做到及時(shí)批改，及時(shí)進(jìn)行錯(cuò)題分析，對(duì)學(xué)生普遍存在的問題要尋找相應(yīng)的解決方法，幫助學(xué)生克服心理障礙，疏通思維困難，提高學(xué)生做訓(xùn)練題的質(zhì)量和效率，培養(yǎng)和提高學(xué)生多方面的能力和素養(yǎng)。把專題訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生如何去審題，如何進(jìn)行物理模型的建立，如何進(jìn)行推理，如何提高思維的質(zhì)量、思維的敏捷性和思維的擴(kuò)散性。以“功能關(guān)系”部分中的一道過程分析題為例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，尋找規(guī)律，分析解題關(guān)鍵，建立模型。

圖8

【例題】一輕質(zhì)彈簧豎直固定在地面上，質(zhì)量為M的小球，從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi))，如圖8所示，下列說法正確的是

( )

A.小球的動(dòng)能一直減小

B.彈簧的彈性勢(shì)能一直增大

C.小球的加速度先減小后增大

D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

大部分學(xué)生認(rèn)為小球一接觸彈簧就開始減速，從而無(wú)法進(jìn)行正確分析。因此要先找到學(xué)生的錯(cuò)誤點(diǎn)，再收集與該題受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)過程相似的各種情景的題目，讓學(xué)生一一進(jìn)行分析。

圖9

【類似1】“蹦極”是一項(xiàng)年輕人非常喜愛的體育運(yùn)動(dòng)，某人身系彈性繩自跳臺(tái)上的P點(diǎn)自由下落，圖9中a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置，c點(diǎn)是人能到達(dá)的最低點(diǎn)，b點(diǎn)是人最終停下來懸吊著時(shí)的位置，人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中，下列說法正確的是

( )

A.在Pa段人做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，人的機(jī)械能守恒

B.在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)，人的機(jī)械能增加

C.在bc段繩的拉力大于人的重力，人處于超重狀態(tài)，人的機(jī)械能減少

D.在c點(diǎn)時(shí)，人的速度和加速度都為零

【類似2】運(yùn)動(dòng)員“3米跳板跳水”運(yùn)動(dòng)過程可簡(jiǎn)化為如圖10所示的模型，運(yùn)動(dòng)員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)動(dòng)員豎直向上彈到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直落入水中，跳板自身重力可忽略不計(jì)，則下列說法正確的是

( )

圖10

A.向下運(yùn)動(dòng)(B→C)過程中，對(duì)板的壓力先減小后增大，運(yùn)動(dòng)員先失重后超重

B.向下運(yùn)動(dòng)(B→C)過程中，對(duì)板的壓力一直增大，運(yùn)動(dòng)員先失重后超重

C.向上運(yùn)動(dòng)(C→B)過程中，對(duì)板的壓力先增大后減小，運(yùn)動(dòng)員先超重后失重

D.向上運(yùn)動(dòng)(C→B)過程中，對(duì)板的壓力先減小后增大，運(yùn)動(dòng)員先超重后失重

圖11

【類似3】如圖11所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)直管豎直放置，在管的底部固定一電荷量為Q(Q>0)的點(diǎn)電荷。在距離底部點(diǎn)電荷為h2的管口A處，有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷由靜止釋放，在距離底部點(diǎn)電荷為h1的B處速度恰好為零。現(xiàn)讓一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為3m的點(diǎn)電荷仍在A處由靜止釋放，已知靜電力常量為k，重力加速度為g，則該點(diǎn)電荷

( )

A.運(yùn)動(dòng)到B處的速度為零

B.在下落過程中加速度逐漸減小

看似毫不相干的幾個(gè)題目，細(xì)分析起來，它們之間有著驚人的相似。在運(yùn)動(dòng)過程中，它們的受力特點(diǎn)是一樣的，速度和加速度的變化過程是一樣的，能量的轉(zhuǎn)化過程也相似。教師引導(dǎo)時(shí)，讓學(xué)生意識(shí)到分析解決這類問題的關(guān)鍵在于找平衡位置，并進(jìn)一步分析平衡位置的特點(diǎn)：加速度為零(合力為零)，速度最大(動(dòng)能最大)。例題中小球與彈簧剛接觸時(shí)的位置不是平衡位置，平衡位置在彈簧被壓縮過程中小球的重力等于彈簧彈力時(shí)的位置，所以小球在接觸彈簧后的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈力一直增大，而合力先減小后增大，合力方向也是先向下后向上的。當(dāng)受力情況明確后，小球的速度、加速度、動(dòng)能以及彈簧的彈性勢(shì)能的變化規(guī)律也就明確了，題目自然也就得到解決。

這種類型的題目可成為一種模型，它們都具有相同的運(yùn)動(dòng)過程，有相似的受力情況變化過程，有相似的能量轉(zhuǎn)化過程。當(dāng)學(xué)生體會(huì)到這一點(diǎn)后，他們將會(huì)在此基礎(chǔ)上把題目進(jìn)行拓展和延伸，建立“彈簧模型”，從而培養(yǎng)了學(xué)生探究能力、建模能力、獨(dú)特的思維方式以及對(duì)知識(shí)的歸納和延伸，大大地提高了課堂效率。

總之，高三復(fù)習(xí)過程中的每一堂課，教師都要進(jìn)行精心細(xì)致的準(zhǔn)備，要想準(zhǔn)備得充分到位，就要做更多的題目，在備課時(shí)還要把學(xué)生可能出現(xiàn)的問題都設(shè)計(jì)在內(nèi)。平時(shí)注意題型的收集和歸納，形成一些典型模型，在適當(dāng)?shù)那闆r下采用“探究式”教學(xué)方式，為學(xué)生營(yíng)造輕松、和諧、愉悅的課堂氛圍，讓學(xué)生在激勵(lì)、喚醒、鼓舞中探求知識(shí)，探索解題方法。“探究式”教學(xué)使學(xué)生具有上物理課的興趣，在物理課上產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究意識(shí)，發(fā)揮最敏捷的思維，呈現(xiàn)最強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)激情，達(dá)到最理想的學(xué)習(xí)狀態(tài)，使我們的教學(xué)效果達(dá)到最佳境界。