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1、用心 爱心 专心 1初中物理探究点的适切性浅析【摘要】初中物理系统探究包含以下七要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。在科学探究过程中，物理教师是学习的指导者，学生是主动探究者。因此，选择合适的探究课题，针对学生的实际情况，创设恰当的情境，选取适切的探究内容（探究点） ，顺利完成整个探究课题，我们的学生才能逐渐形成质疑、乐于探究、努力求知的学习态度和积极探索、创新的精神。【关键词】初中物理 探究实验 探究点 探究方式上海市二期课改推动了学习方式的转变，让学生主动地参与实践，体验和感悟科学探究的过程和方法。初中物理的探究实验则使学生通过
2、自主参与活动，获得亲身体验，从原来的怕学变成愿学，从愿学变成乐学，又从乐学变成善学。在日常教学中,初中物理探究通常省略上述的一个或两个环节，属于部分探究，最简单的探究模式是“情景-问题-探究-结论-应用” 。本文从探究点的选取等方面进行粗略的分析与研究。一、初中物理不适合探究的内容刻度尺、量筒、托盘天平、弹簧测力计、温度计、电压表、电流表等测量工具的使用，需要学生通过阅读使用说明书，在教师的指导下研习，不必要探究。测定物质的密度、测电阻、测定小灯泡的电功率等测量实验，是学生掌握相关知识后进行的，属于知识应用性实验，不适合探究。牛顿第一定律成立的条件是“物体不受外力作用” ，这是理想情况，只能在
3、大量的实验基础上推理而得出的，属于规律验证性实验，不可能探究。电功的公式为 W=UIt，即电功与电压成正比，与电流成正比，与通电时间成正比，实际情况中很难准确、定量地测出电功的大小，即使用机械能的转化来计算，摩擦、内阻等影响较大，理论误差不可避免，所以只适合定性探究，不适合定量探究。对于欧姆定律，属于验证性实验，可以探究同一导体、不同导体中的电流与电压的关系，进而得出电阻概念，弥补探究实验与完美的规律之间的差距。二、适合初中物理探究的五种类型上海初中物理新教材中，适合探究的实验大致可以分为以下五种：1.基本概念定性探究(1)物体的质量与物质种类的关系(2)影响力的作用效果的因素(3)滑动摩擦力
4、大小与接触面的性质和粗糙程度（或接触面面积等）的关系(4)影响压力作用效果的因素，形成压强概念(5)定滑轮使用特点(6)动滑轮使用特点(7)浮力大小与液体密度（或物体密度、物体质量、浸没后深度等）的关系(8)声音产生条件与传播条件(9)影响声音响度大小的因素(10)发声体的音调高低与发声体的结构的关系(11)发声体的音调高低与振动频率大小的关系(12)物体具有的惯性大小和哪些因素有关(13)物体运动状态和物体受力情况的关系，物体处于水平方向运动状态或竖直方向运动状态或静止状态。可以根据斜面实验，进一步推理牛顿第一定律。(14)导体对电流的阻碍作用与导体的长度、粗细、材料关系用心 爱心 专心 2
5、(15)导体的电阻大小与导体的材料的关系(16)磁体的性质(17)物体动能大小与物体质量、物体速度大小的关系(18)物体重力势能大小与物体质量、物体所处高度的关系(19)影响物体具有的弹性势能大小的因素(20)物体做功的两个必要因素(21)物体吸收热量与物质种类的关系(22)物体放出热量与物质种类的关系(23)电流做功多少与电流、电压、通电时间的关系有些探究实验能得出某个概念或物理量的影响因素，如(20)根据大量的实验和事实，分析归纳出做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在这个力的方向上通过的距离” 。有些探究实验最终只得到两个物理量或概念之间的定性关系，有的只得到“是否有关” ，
6、如(1)在生活经验猜测的前提下，根据教师演示实验、学生探究实验，归纳出“体积相同的不同物质，物体质量不同” ，即物体的质量与物质种类有关；有的只得到“越大越大”或是“越小越大”的结论,如(18)根据小组探究实验，得出“在质量相同时，物体所处高度越大，物体具有的重力势能越大；在物体所处高度相同时，物体质量越大，物体具有的重力势能越大” ；如(14)根据实验中电流表的示数大小，反映出“在导体的长度、材料相同时，横截面积越小，导体对电流的阻碍作用越大” 。2.基本概念定量探究(1)同种物质、不同物质的质量与物体的体积的关系，形成密度概念(2)物体受到重力大小与物体质量的关系(3)物体受到滑动摩擦力大
7、小与压力大小的关系(4)物体受到浮力大小与排开液体的体积的关系(5) 物体吸收热量与物体质量、升高温度的关系(6) 物体放出热量与物体质量、降低温度的关系(7) 导体电阻大小与导体长度、横截面积的关系这类探究，经过多次实验得到的结论有两种：如(1)同种物质组成的物体的质量与物体体积成正比，即两个物理量成正比；如(8)导体的材料、长度相同时，导体的电阻大小与导体的横截面积成反比，即两个物理量成反比。定量探究对学生的数学归纳分析能力要求是非常高的，所以教师要从八年级物理教学逐渐渗透，直到九年级下学期才能触类旁通，举一反三。3.基本规律定性探究(1)影响摆的周期的因素(2)二力平衡的条件(3)影响物
8、体运动快慢的因素(4)滑动变阻器在电路中的作用（改变电流）(5)磁极间相互作用的规律(6)电流周围的磁场跟哪些因素有关(7)通电螺线管周围的磁场跟哪些因素有关(8)光的反射规律(9)平面镜成像的特点(10)光的折射规律(11)凸透镜成像规律(12)三棱镜对白光的折射规律，知道光的色散现象用心 爱心 专心 3(13)物体做功快慢与哪些因素有关(14)电流做功快慢跟哪些因素有关(15)小灯泡的亮暗程度跟什么因素有关初中物理基本规律的定性探究在初中物理教材与活动卡中是最常见的，也是最能体现科学探究要素的一种探究类型，对学生的逻辑思维、抽象思维的能力要求都非常高。如(9)实验探究需要用玻璃板来替代平面
9、镜找像，更是一个难点，物理教师拨开迷雾，点拨启发，步步为营，学生才能进入下一步探究。如(11)凸透镜可以成什么样的像？凸透镜成像跟什么因素有关？像可以分为几类？如何分类探究？如何选取器材？如何观察清晰的像？设计怎样的表格来记录数据？如何分析数据得出规律性结论？这些过程不仅要求学生周全、严谨的思考，更需要物理教师设计针对性的问题、情景，给学生指明思考与活动的方向，即使在总结规律实，学生也不是一眼就能看出物距与像距跟一倍焦距和二倍焦距的大小关系决定了成像的特点。4.基本规律定量探究(1)同一直线上二力合成的规律(2)杠杆平衡条件(3)液体内部压强规律(4)物体受到浮力大小与物体排开液体的体积、液体
10、密度的关系(5)物体受到浮力大小与物体排开液体受到的重力大小的关系，验证阿基米德原理(6)作匀速直线运动的物体的路程与时间的关系，借助 s-t 图像，理解速度的含义(7)同一导体、不同导体中的电流大小与导体两端的电压大小的关系，形成电阻的概念，验证欧姆定律(8)串联电路电流、电压、电阻的特点(9)并联电路电流、电压、电阻的特点初中物理基本规律为高中物理、大学物理学习奠定了基础，没有了这些基本规律的支撑，物理世界就不会五光十色。如(1)是同一直线上方向相同、方向相反的两个力合力的大小和方向与分力的关系，初中这个探究则实践着“等效替代”思想，高中阶段则会拓展学习互成角度的两个力的合成规律、多个力的
11、合成规律、力的分解规律，初中与高中物理知识、方法之间的衔接，举一反三，实现了整个物理知识系统的贯通。如(7)(8)(9)在初中物理中不考虑导线的电阻、电源的内阻，且只研究两个电阻的情况，而在高中则研究全电路的欧姆定律，增加几个电阻也未曾不可。初中物理的基本概念与基本规律的定量探究，由于测量工具的精确度较低，误差很大，经常得不到符合定律的“完美”数据，可以借助高中的 DIS 实验，辅助初中物理教学，减少系统误差，让学生早一些体验先进的仪器的便捷与数据的精确。5.专题复习性探究(1)串联电路故障分析(2)并联电路故障分析(3)串联电路动态变化分析(4)并联电路动态变化分析(5)固体压强变化分析与计
12、算(6)液体压强变化分析与计算(7)测量电阻实验(8)测量小灯泡电功率实验综合复习，尤其是初三下学期的物理综合复习时，学生离开实验已经很久了，甚至忘记了某个器材长的什么样子。在这个阶段，实验与理论复习相结合，对回忆、巩固、运用用心 爱心 专心 4知识解决问题，会有很大的帮助。我在初三总复习时，上了串联电路故障分析专题复习课，教学设计时，创设串联故障情景（生活视频、电路板实验故障等） ，分为短路、断路两种电路板，观察灯泡的亮暗情况，测量相应的电流、电压大小，集体交流汇总，归纳出串联电路短路、断路的规律，然后把黑板上、抽屉里的故障电路板再拿出来查找故障，正好符合了“情景-问题-探究-结论-应用”的
13、探究模式，经过检测，本节课的效果至少延续了两个月。纯粹的粉笔字理论推导强调了对结论的记忆，而根据实验归纳的规律，强调事实与过程，学生的左脑、右脑的全方位开发，知其然，后知其所以然，印象深刻，长久不忘。三、初中物理有效探究的三种方式1.观察和自我体验式探究物理教师课前准备实验器材，操作、演示，根据一类现象，分析共性结论。如拉弹簧、压弹簧、压课本、挤压气球，说明力能使物体的形状发生变化；如将皮球扔出去、推玩具汽车、阻挡运动的玩具汽车、用磁铁吸引运动的小铁球，说明力能使物体的速度大小或运动方向发生变化，即运动状态发生变化。学生则可以利用教室里的任意物件，演示出两个不同的力的作用效果的实验，属于现场自
14、我体验，活学活用。这类可以称为“小探究” 。2.分组与合作共享式探究：初中物理的绝大部分实验，都属于这一类，我们可以称之为“大探究” 。【案例】物理特级教师赵谊伶老师的浮力 ， 现代课堂教学启示录p162-p173。本节课描述了现在比较规范的、符合初中学生认知水平的探究形式。(1)教师提供与探究课题相关联的问题情境，引入课题。实录：教师提供电脑动画播放水中游动的白天鹅，悬浮在空中的飞艇，上升到空中的探测气球。引导学生分析出了受到重力还受到一个向上的托力。(2)教师请学生利用实验桌上的器材实验，亲身体验浮力。实录：教师请学生向下压水槽中的塑料泡沫，感受“托力” ；教师引导学生回忆游泳情景，感觉“
15、托力” 。教师定义浮力。分析：上述(1)(2)均为情景创设环节，赵老师不仅提供了视频情景，还请学生切身实验体验水的“托力”作用，这个简单的概念，形成过程却如此的踏实。情景可以是日常现象、物理演示实验、图片或 Flash 动画或动画片片段或生活中相关视频、俗语现象、科学故事或历史典故等。情景是具有时代特征的，每年国家都有重大事件，如嫦娥一号升空、2008 北京奥运会、2010 年上海世博会、汶川地震、云南大旱等，在情景创设与利用的同时，也是对学生进行民族精神教育、生命安全教育的绝佳时机。关于情景创设这一课题，很多物理教师都在不断的实践，也有很多的物理老师在研究，这是一个永远不会过时的论题。当代物
16、理教师要做有心人，时常摄录、积累生活中的图片、视频，做到随用随取。(3)教师进一步提供情景，提出问题，学生讨论猜想。实录：教师演示实验，不同物体在同一液体中：小铁钉沉入水底，大铁盒浮在水面上；同一物体在不同液体中：鸡蛋沉在淡盐水的底部，继续加盐，鸡蛋悬浮在浓盐水中。教师设问：分组讨论猜想，浮力大小与哪些因素有关？教师板书所有的猜想。分析：猜想的前提之一是针对课题的情景，其二是具有明确指向性的问题。好的情景与问题，能使全班同学个个都处于思考问题、参与讨论问题的积极状态；不恰当情景与问题，会使学生无所适从，甚至打乱教学过程。赵老师在(3)这个步骤，提供了两种情景，经验情景铺垫在先，实验情景抛出问题，打开学生的思路，学生的猜想不只有液体密度、物体排开液体的体积，还有物体的重力、物体的密度、物体的体积、物体与液体的接触面积用心 爱心 专心 5等。学生的思想活跃、亢奋，进入了猜想与实验探究的良好状态。(4)教师指导学生分组做活动卡上的实验，即(2)，体验同时还要观察
