挖掘身边课程资源引导学生科学探究

吴国勇

探究式教学是新课改的一项重要举措，作为科学性极强的物理教学，更离不开探究.《物理课程标准》对科学探究提出了明确的要求：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一.将科学探究列入内容标准，旨在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能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神.”新课程改革无论在初中还是在高中，科学领域的各门课程都十分强调学习中的科学探究.因为有效的学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习科学的重要方式.探究性学习是素质教育培养创新精神和实践能力的必由之路.为此，教师应创造条件激发学生的科学探究热情，创新实验方法和实验手段，让学生在科学学习活动中改变学习方式，使学生乐意并将更多的精力投入到现实的探究性学习活动中去.在初中阶段培养学生的探究意识、探究方式，是今后进一步创新的基础，也是有利于学生健康成长的重要途径.

1 开发课程资源的重要性

课程资源是在我国新一轮的基础教育课程改革中提出的重要概念，课程资源决定着课程实施，课程资源开发利用的程度决定着课程实施的效能与水平以及课程目标实现的范围与水平.而课程资源开发利用的程度又取决于教师开发利用课程资源的能力，课程资源开发利用的能力已经成为教师所应具备的一种核心的专业能力.

物理新教材中的很多教学内容，都是要通过“科学探究”活动来学习的，学生在经历科学探究过程中体验学习科学的乐趣，掌握科学方法、感悟物理知识，从而形成良好的科学态度与价值观.然而，目前多数学校尤其是农村学校实验室简陋、缺少实验器材.现有的实验器材与新教材还不能完全配套，实验室的有限器材不能满足新课程的需要.因此，[TP4CW01.TIF，YX#]开发课程资源、倡导利用身边随手可得的物品进行实验探究活动，既可以解决或缓解实验器材不足的问题，又可以拉近物理学和生活的距离，使学生真切地感受科学和日常生活的密切联系，这对课程改革具有重要意义.

生活物品和器具同样是重要的实验室资源.利用一些身边的生活用品制作或改进实验装置，那些设计独特、结构巧妙、使用方便的实验装置深受学生欢迎.例如，不倒翁计时器（图1）是一个生活用品，把它作为一个实验器具，探究不倒翁为何不倒、重心的高低对物理稳度的影响等探究课题，学生的探究效果相当好.用日常器具做实验，具有简便、直观、原理单一等优点，用日常器具进行教学实验探究活动，更有利于学生动手，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识.由此可见，提倡用日常器具做实验，决不是权宜之计，而是丰富实验室课程资源和全面提高学生科学素养的需要，即使是发达国家，在实验條件相当优越的情况下，仍然将学生身边的各种器材列入实验室的课程资源.因此，“坛坛罐罐当仪器”的经验在实施课程标准时，仍然是开发实验室课程资源的基本原则.开发课程资源是新一轮基础教育课程改革提出的一个重要课题，积极开发和有效利用课程资源是新课程实施的重要保障.

2 增强课程资源开发的意识

意识是行动的主导，要具备课程资源开发利用的能力首先需要教师树立新的课程理念.教师是课程资源开发利用的主体，他们如果只是一般性地了解课程资源的认识是不够的，而是必须要对课程资源开发利用的价值有深刻的认识，获得主动开发利用课程资源的思想动力.一方面要认识到课程资源利用开发对教师提出了更高的要求，也是教师专业发展的重要途径.只有学会开发利用社会资源、自然资源和信息资源等各种课程资源的教师才是一个合格的教师；另一方面要认识到只有课程资源的开发利用，才能使学生得到发展，它可以给学生提供传统课本和教辅资料所无法提供的信息，包括学生的生活经验、感受、兴趣、爱好、知识和能力等，有利于建构学生的认知结构.记得有一位课程专家讲过一个案例：“在美国，上美术课时，老师给每个学生发一个苹果，让学生先观察然后画画.如果没有苹果，可我们不是有鲜活的小草吗！小草从条件性课程资源来看与苹果有天壤之别，但从素材性课程资源来看本质是相同的.”

开发课程资源是新一轮基础教育课程改革提出的一个重要课题，积极开发和有效利用课程资源是新课程实施的重要保障.教师应强化课程资源意识，树立新的课程资源观.

3 创新实验方法和手段，丰富探究内容

自然现象中的许多物理规律都是通过物理实验才能揭示的，如果仅仅依靠教师的抽象讲解，学生很难理解.所以，教师在教学中，要注重引导学生加强实验操作，并对实验中的问题与现象进行分析，透过现象看到本质，通过数据的变化来抽象出概念或规律.例如密度的概念对于初中生来说是很抽象的，但如果在实验中让学生通过[HJ1.4mm]体积不同、质量不同的同种物体作比较、做实验，学生通过实验探究讨论，可以得出同种物体质量与体积的关系，再引入密度的概念，学生就能很自然地理解密度的概念.又如在串并联电路中，对于总电压和部分电路电压的关系，学生通过动手操作，探究实验过程，通过仪器数据的变化分析，就很容易理解掌握了.

利用丰富的生活资源，使实验具有可靠的科学性、实践性利用生活资料所设计的实验装置，必须符合物理学原理，保证实验成功.这是因为人们能对客观事物迅速地获得清晰的感知，是由感觉的基本规律和知觉的基本特性决定的.如碘的升华实验，课本上的实验方法存在以下不足：一是碘蒸气在教室内散发，对学生身体有害；二是加热时酒精灯的温度远远比碘的熔点高，故有部分碘发生熔化.其实，将碘盛入塑料饮料瓶中拧紧瓶盖，浸入热水中就可弥补课本中的方法的不足.因为饮料瓶不怕爆炸，热水温度小于碘的熔点，而且塑料是热的不良导体，碘蒸气可在饮料瓶没有进入热水的部分很快凝华.

学生对摩擦力，尤其是对静摩擦力的认识是很浮浅的.为了帮助学生对静摩擦力的认识，笔者用饮料瓶、泡沫、玻璃棒等器材设计如下的探究实验：

取一只废旧饮料瓶，把旧泡沫撕成小块后，塞满饮料瓶（用力多塞一些），将一根光滑圆锥棒（实验室做摩擦起电的玻璃棒）倒插入瓶内，尖头朝下，如图2所示，把一块砖头系在饮料瓶的瓶口处，提起玻璃棒时，饮料瓶和砖块一起被提起来，当系两块砖后，再提玻璃棒时，棒与瓶就脱离了，现在再向瓶内塞入更多的泡沫块，再将玻璃棒插入瓶中，此时棒跟泡沫之间的压力变大，然后提起玻璃棒，就能将两块砖安全地提起来，如图3所示.虽然玻璃棒很光滑，又是尖端朝下，但是它与泡沫之间产生的摩擦力超出学生的想象.

在上述实验中，是静摩擦力将砖块提起来的.静摩擦力的产生应该同时满足四个条件：两物体相接触、接触面不光滑、两物体间有弹力、两物体之间有相对运动的趋势.静摩擦力的大小不是一个定值，静摩擦力随实际情况而变，大小在零和最大静摩擦力Fm之间，其数值由物体此时受的外力所决定.当玻璃棒插入饮料瓶后，如果没有提起玻璃棒时，玻璃棒与饮料瓶内的泡沫之间就没有静摩擦力.又因为在静摩擦因数μ一定时，最大静摩擦力Fm跟压力成正比.因此，玻璃棒与泡沫之间的压力越大，可能产生的最大静摩擦力也越大.上述实验充分证明了这一点.

我们在生活和教学中时刻做有心人，善于观察、善于思考、善于实践，就可以让一些常见的生活资源成为课程资源.要结合自己所处的环境、个人所教学科及具体情境有效开发和利用课程资源.

4 鼓励学生自制实验器具自主探究

课程资源的开发必须充分发挥学生及学生家长在课程资源开发中的主体作用.在课程资源的开发与利用中，教师是主角，不仅要学会主动地和创造性地利用资源，而且要充分挖掘各种资源的潜力和深层次价值，引导并帮助学生走出教科书、走出课堂、走出学校，在社会大环境里学习和探索.学生是课程资源开发的主体和学习的主人，应当学会自觉、自发地利用可用资源，为自身学习、实践、探索性活动服务.家长由于与社会接触面广，有其自身优势，也应当积极配合，带领孩子进行课程资源开发活动.

有些学生对“同种液体产生的压强大小只决定于深度，而与容器的横截面大小无关”的液体压强规律不易理解.针对这一问题，笔者要求学生课后进行自主设计、自主探究这一问题.学生设计的方法很多，但大多数设计的质量并不高.不过，其中有一个学生的设计还是很有创意的：取一大一小两个吊水瓶，把两个瓶子灌适量水，使它们倒转过来的水深相同，把两个相同的吊针的另一端分别插入两个瓶塞上，再把两根吊针并排放在一起，同时打开开关，就可以看到从两个吊针孔射出的水流是相同的.这个实验使学生深刻的认识到：同种液体产生的压强大小只决定于深度，而與容器的横截面大小无关.笔者对这个学生的新颖设计进行大力宣传和鼓励，调动了学生积极探究的热情.

生活、生产中的物理现象十分普遍，我们平时要求学生应多观察身边的物理现象，它涉及了哪些物理知识，运用了什么物理原理，多想想，多问问为什么.在班上成立物理兴趣小组，课本上的小实验，小制作放手让他们去做，以弥补课堂实验的不足，同时也可以培养其创造能力和动手操作能力.这之中教师要适时地加以引导和点拨，这些小制作要定期评比，对做得好的要及时给予肯定和鼓励，以激发学生的创作热情.如在学习声音的特性、光的传播、重力等知识后，可布置学生自制哨子、小孔照相机、不倒翁等小制作，这对于培养学生的创新思维能力、动手操作能力是很有帮助的，并要鼓励学生们合作性地创造和探究，充分调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神.

总之，利用随手可得的日常用品，经过少量的加工，设计出简单易行、生动有趣的物理教具，与正规仪器相比毫不逊色，利用这些选材简单的、贴近生活的、不需花很多的时间精力去准备实验器材，就可以完成的随堂实验，为每个学生动手参与、实验探究提供了必要的物质基础，大大地激发了学生的学习愿望，有效地激励了学生的学习动机，增强了学习体验过程.这不但是解决仪器不足的有力措施，而且可以使学生感受到物理就在身边，让学习充满乐趣，同时，学生的观察能力、探索能力、操作能力和创新能力等智能因素都会得到发展.