例谈物理探究式教学的实施过程.doc

例谈物理探究式教学的实施过程
俞晓明[1]韩爱明[2]何捷[1]
（[1]南京师范大学物理科学与技术学院，南京，210097）
（[2]江苏省常州市奔牛初级中学，常州，213131）
ExemplificationontheImplementofPhysicsInquiringTeaching
YuXiaoming[1]HanAiming[2]HeJie[1]
([1]SchoolofPhysicalScienceandTechnology,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097)
([2]JiangsuBenniuJuniorMiddleSchool,Changzhou213131)

摘要：本文介绍了一个物理探究式教学的案例，旨在阐明探究式教学的思想与实施过程。
关键字：探究式教学纸制旋翼机生长点

一、引言

《全日制义务教育•物理课程标准（实验稿）》中明确指出：“课程总的目标是使学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。”美国21世纪科学教育书系——《面向全体美国人的科学》中也指出：“没有一个简单的一成不变的步骤可供科学家们遵循，没有一条道路可以担保正确地引导科学家获取知识。然而，科学的某些特性给予科学家的探究模式以显著的特征。尽管这些特征是职业科学家的工作所特有的，但是，每个人在科学地思考日常生活中的有趣事务时，都可以运用他们。”可见，开展探究式教学、实施素质教育已经成为迫在眉睫的大事。到底探究式教学应该如何展开，在此过程中教师应该着重什么问题，这些问题在我国尚缺乏系统的、全面的研究，广大中学物理教师也知之甚少。本文想结合我们曾经开展的活动“对纸制旋翼机的探究”来谈谈探究式教学的施教过程。

二、探究式教学的施教过程（师生对话式）

（一）明确探究主题，制作探究教具

教师：“今天我们的探究主题是纸制旋翼机（以下简称旋翼机）的研究。请大家按要求（图一）用剪刀剪一个旋翼机（图二）。”
（学生动手制作旋翼机）
……

（二）进行探究活动，观察探究现象

教师：“让它们从高处下落，观察并记录你们看到的现象。”
学生A：“我看到旋翼机一边下落，一边旋转。”
学生B（同组实验者）：“而且，从上往下看是顺时针方向旋转的。”
教师：“就这些吗？有没有其他发现？其他组是不是也和他们组的实验现象一样呢？”
学生C：“老师，我们的纸制旋翼机是顺时针旋转的呀。”
学生D：“老师，他们小组用的是报纸，我们组用的是牛皮纸，我们的旋翼机明显地下落得快，旋转得也快。”
（两组做了一次对比）
……

（三）针对产生原因，提出合理假设

教师：“从这些现象中你们能够提出什么样的问题呢？”
学生M：“老师，为什么有的旋翼机是顺时针旋转，有的是逆时针呢？会不会与地球的自转有关呢？在南半球是否与在北半球的实验结果相反呢？”
学生N：“老师，我认为旋翼机在下落过程中，旋转的方向是随机的，旋转的方向取决于开始下落时刻环境的微小扰动，对吗？”
……

（四）再次进行探究，证实证伪假设

教师：“请旋翼机旋转方向相反的两个小组各派一位代表上来演示一下。”
（演示过程）
教师：“比较一下你们的旋翼机，看看有什么不同。”
学生P恍然大悟地说：“我懂了。我们两个旋翼机之所以旋转方向不同，是因为我们两个旋翼机机翼的折叠方向不同（图三）。”
教师：“你们分别改变一下你们旋翼机机翼的折叠方向，再做一次实验，看看有没有什么变化。”
（实验发现：原来顺时针旋转的旋翼机现在逆时针方向旋转；原来逆时针旋转的旋翼机现在顺时针方向旋转）
教师：“这似乎给了我们什么启发？”
学生Q：“以我的右手方向为X轴正半轴，以我的正前方为Y轴正半轴。如果旋翼机两翼在第一、三象限内，当旋翼机下落时，从上往下看，旋翼机逆时针旋转；如果旋翼机两翼在第二、四象限内，当旋翼机下落时，旋翼机就会顺时针旋转。因此，我认为，旋翼机旋转的方向仅与机翼的折叠方向有关，与地球的自转无关。”
学生W：“我同意他的看法，我把旋翼机倒过来，用细线栓着并且往上拉（图四）。发现，如果此时从下往上看，它的旋转方向仍然不变，这充分说明旋翼机旋转的方向与地球的自转无关。”
教师：“这位同学观察得很仔细，思考得很深入，概括得也很准确。现在，再给大家三十分钟的时间，请大家继续探究这一活动，在探究过程中，每一小组必须提出一个你们认为最有兴趣、最有探究价值的问题，并尝试着给出你们的初步结论。”（学生激情高涨，纷纷进行探究）
……
教师：“好，现在谈谈你们的想法。”
学生A：“我们第一小组认为，旋翼机下落的速度、旋转的快慢与机翼的大小、形状有关。我们一共做了三个对比旋翼机（图五）。第一个旋翼机不做任何改动，第二个旋翼机机翼被剪短，第三个旋翼机机翼上被剪去两个洞。实验表明：旋翼机机翼有效面积大，旋