物理课堂应该具有“探究”味

周洁++贲可敬

摘要：前不久参加了2016年10月江苏省初中物理优秀课评比暨观摩活动，感悟颇多.通过自己不断地教学尝试以及与专家和各选手的探讨交流，对苏科版九年级物理“动能 势能 机械能”的教学有了新的认识，对初中物理课堂的核心学习行为有了新的感悟，笔者认为初中物理课堂应具有“探究”味，学生的物理学科素养培育才有更大的可能.

关键词：能量；初中物理：探究

作者简介：周洁（1980-），女，江苏海安人，学士学位，中学一级教师，无锡市教学新秀，曾获江阴市课堂教学大比武一等奖，无锡市初中物理评优课一等奖，江苏省初中物理评优课二等奖；贲可敬（1977-），男，江苏海安人，学士学位，中学高级教师，无锡市教学能手，曾获江阴市课堂教学大比武一等奖，无锡市初中物理评优课一等奖.刘炳昇教授主编的苏科版物理教材第十二章第一节“动能 势能 机械能”，教师一般的授课思路大致如下：首先，通过实例说明能够对外做功的物体具有能量，然后再归纳具有能量的物体具有的共同点，顺势得出运动的物体具有动能.接着是结合实例或小实验请学生猜想影响动能大小的因素，引导学生说出是质量和速度，强调利用“控制变量法”设计实验并进行实验得出结论.对弹性势能和重力势能的探究也是如此.

在没有参赛之前，设计的基本思路也是如此，覺得这就是科学探究的几大步骤的具体体现.但是，沉下心来仔细思考，发现其中确实存在诸多不妥之处.一是自从2011年版《义务教育物理课程标准》颁布后，各版本的初中物理教材均经过改编，但对此课的教学似乎已经形成固定模式而没有及时改变，这反映出教师在备课时钻研课程标准和研读教材不够；二是课程标准的制定者和教材的编者越来越强调在初中物理教学中要重视科学探究式教学，探究教学应该是培养学生在真实情景下提出问题、解决问题的能力，这与教师在充分预设下的“实验验证”有着本质区别.下面，笔者就结合教材解读及教学构思浅谈自己对这节课教学的一点认识.

1探究应该基于事实提出问题

就本课而言，在引入部分，教材出示了两幅图片（图1）.提出了两个问题：为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？这两个问题其实包含了两条物理原理“运动的物体是具有能量的，能量和速度及质量有关”“能量是可以相互转化的”.这两个问题的圆满解决就意味着这节课的学习目标已经基本达成.作为教者，理解了这一层含义以后，在引入课题时需要做的应该是基于生活实际提出类似问题供学生探讨，激起探究的兴趣，例如我们可以给出一段车祸视频，提出问题：两车相撞时的破坏程度可能与哪些因素有关？这个问题的抛出更开放、更有实际价值.

教材在展开“动能”探究时，先指出“一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量”.并且出示了两幅生活中的实际现象说明运动的物体具有能量（图2）

学生在此之前已经认识了“功”，知道做功的要素，这里要涉及的是对功的进一步了解，即课程标准所要求的“知道做功的过程就是能量转化或转移的过程”，因此比较物体能量大小可以看它对其它物体做功的多少，具体语言我们可以不用在课堂上明示.但是，我们要设法将文本语言转化为学生可学的形式，这是教者需要考虑的问题.例如，我们可以请学生举出实例，也可以通过实验帮助学生认识，从而明晰“比较物体动能大小可以看它对外做功的多少”.

阎金铎先生曾从认识论的角度阐述了初中物理学习，他认为初中物理的学习应该追求一种“具体模式”，注重“形象为主，具体地学”，注重“情景交融，直观地学”.笔者基于自身的教学实践，也认为初中物理的学习是建立在学生朴素的认知基础之上的，离开实际生活，学生缺乏了感知的灵感；离开实际问题，会抹杀学生学习的兴趣.所以，探究应该基于事实提出问题.

2实验是具体生活现象的物理模型

“探究动能大小与哪些因素有关”是本节的核心，它既是建立“物体能做多少功，说明具有多大能量”这一朴素认知的基础，更是为弹性势能和重力势能的探究提供了思路.所以应该组织学生的探究活动，而不能仅仅是演示实验.

编者的意图是先让一个物体运动起来，然后去撞击一个木块，看木块被撞击距离的远近，从而判断影响物体动能大小的因素.如果我们在组织教学时，采用先举例引导学生做出猜想，再利用控制变量法进行探究，就会失去科学探究的味道，减损学生思维养成的视角.笔者的建议是按照如下步骤操作：

首先，是顺着图2中“运动着的锤子能将钉子钉入木板中”，说明比较锤子动能大小可以看钉子被钉入的深度，然后引导学生设计一个更加明晰的方案来比较物体动能大小.提出选择一个木块“代替钉子”，选择一辆“小车”代替锤子，改“钉子被钉入的深度”为“比较木块被撞击后移动的距离”.为了让小车具有动能，可以让小车从斜面滑下.这样就将生活的现象进行了模型化处理，增强了可控性和可测性，从而在头脑中形成如图所示（图3）的实验情景.其中构建斜面的模型是体现“探究”行为的方式之一，教者可以以问题链的方式提出问题①如何让小车运动起来，获得动能？②怎样更好的控制小车的速度？引导学生思维，让学生不断地尝试、比较，在众多方案中选出斜面这个模型.

其次，组织学生探究“如何才能让木块被撞的更远”.学生不难得出，让小车获得更大的速度和让小车质量变得更大.基于笔者的教学实践，在实验中一般会出现木块被撞偏、斜面倾斜程度过大反而影响小车达到水平面的速度等实验现象，这就会带来学生对如何撞击木块才能较为准确地反映出小车动能大小的思考，这些分析过程正是形成物理思维的基础.

所以，笔者认为容易被学生理解的物理实验应该是基于生活现象而设置的物理模型，能够培养学生探究思维的实验应该是目的清晰、不带条框的科学探究活动.

3思维体现在对物理原理的把握

赵凯华教授的观点是“科学是建筑在证据和理性思维（逻辑推理）的基础上的”.所以说，科学的内涵不简单地等同于我们的经验和感知.科学的知识来自观察我们周围的世界，并用我们的头脑来理解和指导这样的观察.物理思维应该体现在探究中对物理原理的把握.

31在弹性势能的探究中建立功能联系

“弹性势能”探究中，教材没有直接说明什么是弹性势能，而是出示了这样一幅对话（图4），意在说明弹性形变的物体能产生弹力，这个力可以对外做功，说明“发生弹性形变的物体具有能量”.

接下来的探究中，编者的意图是通过实例或实验（图5）说明物体的弹性形变越大，对外做功的本领就越强，弹性势能就越大.

笔者认为，这里如果从做功的角度分析，能对别的物体做功的本领就越大，说明弹性势能越大，可以很好地帮助学生建立“功是物体能量转化量度”的物理观念.

32在重力势能的探究中實现思维迁移

在“重力势能”的探究中，编者的建议是通过组织“模拟打桩”（图6）的学生活动，解决一个问题“要想将桩打得更深一些，可以采用哪些方法？”

笔者认为，这一探究思路正是“探究动能大小与哪些因素有关”的迁移.在提出问题后，应该放手让学生探究和研讨得出结论.实际的课堂操作会发现，学生一般会遇到这样一些问题：如何比较桩被打入的深度？根据实际器材，物体高度如何选择？物体质量如何选择？如何理解重力势能中所提的高度？为什么不说重力势能与物体重力大小有关？此时，本节课的主要研究方式及物理观念基本已经确立，为提高学生的物理思维，教师可以考虑采用物理原理帮助学生解决所用到的问题.如比较桩被打入的深度时，从做功的角度考虑，可以采用在小钉子上画标志线的方式进行精确比较；重力势能中的高度是相对高度，重力势能中质量是物体固有属性，物体的重力势能确实与地球吸引有关.

33在机械能的转化中形成思维导图

为了说明“动能和势能可以相互转化”，编者建议组织学生进行 “观察摆球动能和重力势能的转化”探究活动（图7）.在探究时提出两个观察点：一是在不同位置时重力势能和动能大小，另一个是当摆球从一个位置到另一位置的过程中，能量转化情况.

探究过后，教材又提供了“游乐场的过山车”、“落地后又弹起的皮球”、“荡秋千的人”、“撑杆跳高的运动员”四组生活现象供课堂讨论.说明机械能中的动能、重力势能和弹性势能能够相互转化.为便于学生理解，我们可以在讨论中画出能量转化的思维导图（图8）.导图中标出影响各能量大小的主要因素，同时说明做功是实现能量转化的途径.

笔者认为，物理课堂应该具有“探究”味，教学设计应该基于课程标准、体现探究行为.只有让学生切实经历“实验探究”的过程，他们才能形成“科学思维”，树立“物理观念”，养成“科学态度与责任”，获得物理学科的核心素养.

参考文献：

[1]阎金铎.提高中学物理教学质量的几个问题（J（.天津教育，1983，（9）

[2]赵凯华.对中学物理课程若干问题之我见（J（.物理教学，2009，（2）

[3]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012