浅谈理论探究在物理教学中的应用

潘沿忠

摘要：探究是通过学生自己的探索活动，变未知为已知的学习活动。探究的目的是开发学生的创造潜能，启发学生的思维，使学生参与问题解决活动中去。探究可以是实验探究，也可以是理论探究。

关键词：理论探究

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2017）07-0171-01

探究可以是实验探究，也可以是理论探究。在课堂教学中，模拟科学实验探究的一种基本过程，要讲究其规律性，而且要讲究其规范性，这样才能使教师在开展科学探究的时候有章可循，不至于茫然失措或者是率性而为。这样也可以防止探究教学的泛化和神秘化。总而言之，物理教学在模拟科学探究的过程中，要形神兼备，这样才能使学生在探究学习过程中领悟科学的本质，深入的理解科学探究中的神的合理内涵。

我们要求形成探究能力，养成正确的科学态度，否则探究教学就会演成对智力进行徒有形式的机械训练，无法使学生体验探究学习的乐趣，迷失探究教学的方向。如何让学生领会探究过程中的神，发展他们全方位的探究能力呢？有效的教学模型，是实现探究活动的神行兼备的关键。首先给学生创设一个问题的情境，通过学生的讨论，确定我们要探究的问题。接下来我们可以将这个问题进行分解，对问题进行不断的解释，再应用学生已经学过的一些知识在解释的过程中进行推导。从而得出一定的结论，最后，这个结论是不是合理，我们还可以对它进行一些评价。

一个新的物理概念的引出，往往意味着学生的思维结构的一次变化，根据维果茨基的最近发展区理论，当学生原有思维方式认知水平一时难以适应这一变化时，就需要教师想方设法的去寻找学生原有思维方式、认知水平与新概念之间的区别与联系，找到学生的最近发展区，也就是我们通常说的跳一跳摘桃子，也就是我们通常所讲的课堂教学当中为学生铺设台阶，使学生的思维一步一步得到提高，这样形成的概念，学生才易于接受而且印象深刻，《探究弹性势能的表达式》这节课就属于理论探究。这一节课并不要求学生定量的去研究弹性势能，也不要求学生掌握探究的结论，更不要求用弹性勢能的表达式来解题，而是着重让学生体会探究过程中的方法，在教学当中，如何跟学生一起完成这个探究过程，引导学生去发现去寻找新旧知识之间的联系，在学生享受探究成功的喜悦中，也在潜移默化的培养学生的创造性思维，提高学生的思维层次，从而掌握了更好的理解和掌握新的知识，获取新的知识的方法。《探究弹性势能的表达式》这节课用了三次类比法，类比法是一种非常重要的科学方法，学生通过以前所学习的一些知识跟现在所研究的问题之间找到一种联系，是不是能够把以前学习过的知识或者解决问题的方法迁移到现在所研究的问题是非常重要的一种能力。

本节内容是在学习重力势能后的进一步拓展，让学生在变力作用的情景下进行功和能关系的研究，再一次感受功和能的紧密联系，同时通过对两种势能的认识过程，为后面的动能定理和机械能守恒定律的学习打下基础。教学过程中的关键环节是如何求弹簧拉力这个变力所做的功，采用与匀变速直线运动求位移类比的方法来处理。这节课探究过程可以这样设计①提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？②猜想：弹性势能可能与哪些因素有关？③弹簧的弹性势能与拉力做功有什么关系？④怎样计算拉力的功？⑤得出探究结果。

在探究过程中主要通过三次类比法。

（1）弹性势能可能与哪些因素有关（利用已有知识，通过类比提出猜想。）

重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度l有关。有什么样的关系？重力势能EP与高度h成正比例，对于弹性势能，尽管也会是拉伸的长度越大，弹簧的弹性势能也越大，但会是正比关系吗？不一定，因为对于同一个弹簧，拉得越长，所用的力就越大；而要举起同一个重物，所用的力并不随高度变化。即使拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能也不会一样，因为不同弹簧的"软硬"并不一样，即劲度系数k不一样。这点也应在弹性势能的表达式中反映出来；而且应该是 ，在拉伸长度l相同时，k越大 ，弹性势能越大。

（2）弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（通过提问促使学生思考，再一次强化功能关系。）

这就是说，怎样由拉力做的功得出弹性势能的表达式？根据能量关系有，拉力做的功等于克服弹簧弹力做的功。在研究重力势能时得到重力做的功等于重力势能的减少，同理有弹簧弹力做的功等于弹性势能的减少，即W =EP0-EP

所以，拉力做的功等于弹性势能的变化。由于弹簧原长时的弹性势能为零，故拉力做的功（克服弹簧弹力做的功）等于弹簧的弹性势能，即EP=-W=WF

（3）怎样计算拉力所做的功？（可先让学生自己尝试，暴露出本节的难点）

在地面附近，重力的大小、方向都相同，所以不管物体移动的距离大小，重力的功可以简单地用重力与物体在竖直方向移动距离的乘积来表示。

对于弹力，情况要复杂些。弹簧拉伸的距离l越长，拉力F越大，即F=kl

提示学生利用以前计算匀变速直线运动物体位移的经验。对于弹力做功，可以用类似的方法处理。这种方法称之为微元法。通过联想和知识迁移，使学生再一次体验微积分思想处理物理量的值发生连续变化的问题。

总之，教师作为引导者，要想方设法创设情境，激发学生的学习欲望，让学生成为学习的主体。教师作为参与者，要努力寻找学生原有的认知水平与新概念间的联系，引导学生去发现新旧知识间的联系，提高学生的思维层次，从而更好的理解和掌握新的知识。