将“探究思想”落到实处

1、将“探究思想”落到实处谈“探究思想”在中学物理解题中的妙用摘要：科学探究是一种精神，应该贯穿于课程的始终。科学探究也是一种理 念，对于我们如何探索未知事物提供了方向。在教学实施的过程中，要将科学探 究思想真止落到实处，也即将探究思想内化为学生学习行为的内在动力。在中学 物理解题的过程屮，也充分体现着科学探究的思想，其功能独特而巧妙。关键词:科学探究思想 物理解题 妙用“科学探究”已是当前课程改革的一大热点，其所含的基本要索有：“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、 评估及交流与合作”。课程标准指出：“科学探究既是重要的教学方式z,又是 学生的学习目标。”

2、但新课程实施以来，众多的教师同行内心都隐藏着一个不争 的思想现实是：学生最终面临的是高考，科学探究是不是个花架子？科学探究能 否提高学生在高考中的解题思维能力？科学探究的思想方法能否让学生取得高 分？这样的认识源丁教师教冇思想的禁锢。我们在具体教学实践屮遇到的问题， 再次卬证了将“探究”思想落到实处对提高学生物理解题能力有用，而且很有必 要。一、从一个问题折射出“猜想”的妙用问题：在电磁感应中与学生探讨“导体棒的收尾问题”时，有如卞问题:如图1所示，i古i定于水平绝缘而上的平行月光滑的金屈导轨足够长，其电阻 不计。导轨左端接一电容为c的电容器。垂直于导轨平面有一竖直向上的磁感 应强度为b的匀强

3、磁场，两导轨间距为d,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放 置。当金属棒在恒力f的作用下由静止向右运动，试确定棒ab的最终运动情况。m ahn:宁f/p /图1q教师的解释：金屈杆运动后产生感应电流，对电容器 充电，电容器两极电压也随z增大。同时，金屈杆会受到 安培力作用，加速度开始减小，当杆由于速度增加而增大 的感应电动势与电容器由于充电而增加的电压相等吋，即 auc 电流开始稳定，杆以后做匀加速运动。金 屈杆匀速运动时，对金屈杆产生的感应电动势冇ae = bdat ,对电容器两端电压有 u= = -9c c曲、两式得i = bdac ,对金屈棒由牛顿第二定律可得f - bld = ma ,结合

4、式可得金属棒匀加速运动的加速度a=ob2d2c + m显然，教师的解释是自上而下的，是在原理指导下或原理已知的条件下对导 体棒的运动进行分析，严密而到位。但问题的关键是学生能接受吗？请看学生的猜想：伽利略在对落体运动的研究中，对落体运动的性质做了如 下的猜想'自然界的规律是简洁明了的”，于是他猜想落体运动一定是一种最简 单的变速运动，也即它的速度应该是均匀变化的。因此我猜想导体棒最终的运动 也是简洁明了的，也即可能是简单的匀速直线运动或匀加速直线运动。猜想一：匀速直线运动如果是匀速直线运动，那么导体棒切割磁感线产生的电动势恒定，电容器两 端的电压恒定，电容器不进行充放电，所以冋路中没有

5、感应电流，没有安培力。 那么导体棒在合外力f作用下将加速运动。这与猜想不符合，因此导体棒不是 匀速直线运动。猜想二：匀加速直线运动如果是匀加速直线运动，那么。恒定，则av = t/ar ,感应电动势e的变化是 由于v的变化而引起的，所以ae = bdv = bdaat。同理电容器上电量的变化 q = cae = cbdaat,可得导体棒中的电流i = = cbda .出于c、b、d及猜ar想的a恒定，则/恒定，由此可得安培力恒定，从而反推加速度恒定，可以证实猜想正确。并由f-bid = ma得出金属棒匀加速运动的加速度a =。b2d2c + m显而易见，科学探究的要素之“猜想”在学生解题的思维

6、过程中产生了妙用。这样的思维过程是学生能够接受、理解并操作的，也是科学探究思想在 学生中的真止落实。诚然，这样的猜想还源于学生的物理直觉，但通过教师的鼓 励与积极引导，让学生通过“类比、归纳、对称、逆向”去积极猜想，形成假设, 这为解决问题提供了内容和方向。二、从学生的两次“动手”彰显“实验探究”的妙用在解题的过程中，有些题廿的情景或过程展现比较困难，怎么办？一一从科 学探究思想着手，设计简单的实验展现物理情景和过程，困难不 攻自破。情景1：如图2所示，s为电子源，它在纸面360°范围内发 射速度大小为巾，质量为加，电量为g的电子6?v0）, mn是一 块足够大的竖直挡板，与s的水平

7、距离为厶，挡板左侧充满垂直 纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为mvo/lq,求挡板被电了击屮的范围为多大?学生“动手”：有学生用硬币或自制圆在平面内转动探索 击屮的范围。究其原因，由于巾、b大小一定,则粒子运动的 圆半径大小一定，粒了源朝各个方向发射粒了，等效于一个定 圆绕发射点o在空间内转动。依据此点，可用硬币或自制圆在 平面内转动探索击中的范围，如图3。情景2：如图4所示，一个边长为i的正方形虚线框内有垂 直于纸面向里的匀强磁场。一个边长也为i的正方形导线框所 在平面与磁场方向垂直，虚线框对角线必与导线框的一条边垂 直，加的延长线平分导线框。在匸0时，使导线框从图示位 置开始以恒定速度沿

8、ab方向移动，直到整个导线框离开磁场 区域。以i表示导线框屮感应电流的强度，取逆时针方向为 正，试确定其，一关系？学生“动手”：有学生口制方框（在纸上画同等大小方框 剪下）演示切割的过程。如果不加以“实验”展示过程，而 只凭画图，恐怕很难确切掌握切割过程中的细节。而用“实 验”的手段做一做，情况清晰明了，难题不攻自破。真是“看一看，车到山前疑无路；做一做，柳暗花明乂一村”。科学探究的 耍素z“实验探究”在解题的情景展现过程屮起到了重要的作用。这源于 学生将科学探究思想的内化，将实验探究思想内化为自觉地行为。而且利用身边 的物体和器具进行实验，不但简便、直观，同吋对展现题口的情景与过程，发展 学生的实验技能与意识，都起到了积极的作用。“科学探究”思想在中学物理解题中的作用远不止此，其作用不仅仅限于对 未知物理概念的探索，更应该是一种解决问题的理念。在屮学物理教学实施过程 中落实科学探究的思想，真正将探究思想从表层内化为学生的实际行动，让探究 思想贯穿学生学习的始终