例谈“科学探究”及其应用和体会

【摘要】  本文以初中物理《电磁铁》一节的教学为例，探讨了在具体的课堂教学中，如何应用“科学探究”的教学方式引领学生进行学习，并提出了教师在“科学探究”教学中应起的作用，以真正实现新课程下教学方式的转变。

【关键词】  科学探究 教学方式 教师的作用

【中图分类号】  G633.7                   【文献标识码】  A                       【文章编号】  1992-7711（2015）10-075-02

科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。《物理课程标准》将科学探究列入内容标准，其目的在于将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，以达成提高全体学生的科学素养的课程目标。

现以初中物理《电磁铁》一节的教学为例，传统的做法是沿袭“是什么？为什么？怎么样？”的“三步曲”进行，即通过课堂演示，得出电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关的结论，然后向学生介绍一些电磁铁在生产生活中的应用，再通过习题加以巩固。在《电磁铁》的教学中，采用“科学探究”的方式展开，教学流程如下：

（一）创设情景

模拟：起重机工作（电磁铁吸引大头针）时的情景。

（二）提出问题

电磁铁的磁性强弱和什么因素有关？如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁线圈的匝数，它的磁性强弱会变吗？

（三）猜想假设

学生相互议论：

（1）假设通过电磁铁的电流由1A增大到2A，电磁铁的磁性会怎样？是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。

（2）如果通过电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？是否可以这样推测：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。

通过以上推测可以想到：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。

（四）制定计划，设计实验

通过怎样的实验来检验以上猜想呢？这个实验需要解决三个问题，同学们讨论了解决这三个问题的各种可能方法：

（1）怎样测量电磁铁磁性的强弱？

学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。

学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。

学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧测力计的读数）有多大。

（2）怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流？

学生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。

学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。

（3）怎样改变电磁铁线圈的匝数？

学生F：使用中间有抽头，能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。

学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验边绕制。

老师建议：用学生C、D、F提出的方法来组成探究实验的方案。

（五）进行实验，收集数据

按照老师的建议，学生分小组进行实验操作：把开关、滑动变阻器、电流表、电磁铁串联起来接到电源上。当滑动变阻器取不同阻值时，测量电流和电磁铁对铁块的吸引力，把测量数据记入表格（左下表）。

改变线圈匝数，调节滑动变阻器，使电流保持不变，测量不同匝数时电磁铁对铁块的吸引力，把实验数据记入表格（右下表）。

（六）分析论证

各个小组从本组实验的表1数据看到，当电磁铁线圈匝数不变，电流逐渐增大时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的;从表2数据看到，在电流相同的情况下，电磁铁线圈的匝数增加时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的。由此可以证实：电磁铁的磁性强弱和电磁铁的线圈匝数、通过电磁铁线圈的电流有关，电磁铁的线圈匝数越多，通过电流越大，磁性越强。

（七）评估

回顾以上操作，看看有什么不妥的地方：当改变线圈匝数时，是否确实做到了线圈中电流和线圈的形状都不变？当测量电磁铁的吸引力时，是否用的是同一个铁块？有没有其它因素影响了实验结果？如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的。

（八）交流合作

各个小组把实验过程和结果写成实验报告，并分别在班上报告本组的实验结果，进行讨论和交流。

在“科学探究”的教学中，要求学生进入自主发现状态。那么，教师的作用如何体现呢？

1.选择学习内容和学习资源

对于作为教学设计依据的学习内容，首要考虑的问题之一就是这一内容适合不适合以探究的方式来进行教学。其次要考虑的问题是采用何种探究路径。

2.及时进行反馈调控

学生明确探究任务后，进入自主的发现探索状态。对于遇到困难的学生，要注意不能轻易将结论直接告知，而要采用进一步将认知过程分化的办法，使其尽可能自主地完成任务，这样才不至于挫伤学生的自信心，也才能尽可能地发展学生的能力。

3.把握好形成性评价和学生的自我评价

探究教学在重视并改进终结性评价的同时，很重视形成性评价，如学生每天的笔记、撰写的实验报告、绘制的图表、制作的模型等，以及与学生面对面的交流、针对某个问题所作出的解释。

重视学生对自己学习过程的评价是探究教学评价的另一个特点。学生不断地对自己的探究学习进行评价，如检查采用的方法是否合适，解释是否合理，对知识的理解程度如何等，可以提高学习的效率，有利于学习目标的达成。

[ 参  考  文  献 ]

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[2]杨明全.新课程下的课堂观[M].北京：首都师范大学出版社.2005 .2.

[3]谢建林.例谈“过程与方法”在物理课堂教学中的实施[J].中学物理.2007（10）.

[4]程冠军.在“研究电磁铁”教学中培养创新意识和实践能力[J].中小學教材教学.2000（20）.