初中物理思维型课堂主题探究活动的设计

游远方

［摘 要］初中物理思维型课堂是以学生为主体，以思维为主线，促进学生深度学习的课堂。主题探究活动能有效培养学生的思维能力。教师不能仅仅按照教材中的探究活动案例按部就班地进行活动设计，而应该根据学情对活动进行二次设计。教师应针对学生的认知错误和疑难习题，提炼探究主题，设计探究活动，引导学生参与探究，这样能有效纠正学生的认知错误，帮助学生突破解题障碍，使学生做到知行合一。文章举例说明如何设计初中物理思维型课堂主题探究活动，以期提高学生的科学思维水平。

［关键词］思维型课堂；主题探究活动；设计；初中物理

［中图分类号］    G633.7            ［文献标識码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）30-0032-04

《义务教育物理课程标准（2022年版）》提出“注重科学探究，突出问题导向，强调真实问题情境，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养”［1］。科学探究是培养学生科学思维能力的有效途径。物理主题探究活动是指教师围绕某一确定的物理主题，创设情境，引导学生提出问题、设计探究方案、进行科学探究，经历知识的形成过程及思维加工过程，从而达到使学生理解知识、重构知识结构、实现思维进阶的目的。设计物理主题探究活动，需要明确探究主题，确定探究目标，并在此基础上设计探究情境、探究内容、探究方法、探究材料等。初中物理思维型课堂主题探究活动，要求学生通过观察、思考、动手操作，实现沉浸式学习。本文结合案例阐述初中物理思维型课堂主题探究活动的设计方法。

一、对教材中的主题探究活动进行二次设计

（一）分析教材中的探究活动

初中物理教材编排有一些主题探究活动。以人教版初中物理教材为例，虽然教材中的一些实验探究活动有初步的设计方案，但是教师要基于学情分析其是否能满足学生的学习需求，主要分析以下内容：

1.探究活动的情境是否贴近学生生活，能否激发学生的学习兴趣以及是否有利于学生提出问题和解决问题。创设情境的目的是引导学生在体验、感受中提出问题。真实、共情、激趣、目的明确的情境，能启发学生提出针对性的问题，作出合理的猜想和假设，促进学生更有效地解决问题。

2.主题探究活动的探究方法是否可以结合实际教学需要进行改进。对于新课标要求的一些实验探究活动，教材中提供的是初步的探究方法，因此教师要分析改进探究方法的可行性。

3.实验器材是否可以改进。教材中提供选择的实验器材是常规性器材，为使实验探究操作更方便、实验现象更明显，教师要分析实验器材是否可以改进。

通过分析，可以得出教材中的实验探究活动方案的优点与不足，在此基础上思考改进方法和措施。

（二）基于分析结果，进行二次设计

1.优化情境设计

教材设计探究活动时大多是创设一个情境让学生提出问题。尽管教材提供的某些情境贴近学生生活，但由于学生在生活中没有细心观察或体验，并没有形成真正的经验。而教材中的某些情境脱离学生的生活，让学生感到陌生，故而难以引发学生提出有效问题。比如人教版初中物理教材中的“探究浮力的大小与哪些因素有关”这个主题探究活动，创设的情境有“木头是漂浮的，但是铁块在水中会下沉”“人在水中会下沉，但是在死海中却能漂浮于水面”“人在水中越往深处走，就越觉得所受的浮力大”［2］，创设这些情境的目的是引导学生提出问题：浮力的大小跟哪些因素有关？笔者对这些情境的分析及优化情况进行了整理，如表1所示。

通过对教材情境的优化或改进，使学生对情境的体验由静态视觉变为视听感受；从回忆自己在水中受到浮力的感受变为现场体验浮力。对此，学生对情境的体验更深刻，获得的感性认识更丰富，同时能获取更多的思维加工材料。

2.优化探究方法

物理教材设计的主题探究活动，通常采用面向广大学生的常规的探究方法。教师要从简化实验操作、减小实验误差、增大实验效果等角度去思考改进探究方法。现以“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”主题探究活动为例来进行说明。

探究方法：如图1（人教版物理教材八年级下册第54页）所示，用弹簧测力计测出物体所受的重力；把物体浸没入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物体排开的水，并记下弹簧测力计的示数；测出小桶和物体排开的水所受的总重力；测出空小桶所受的重力；计算并比较物体受到的浮力、物体排开水的重力的大小是否相等。

分析：在用手提弹簧测力计将物体浸没水中的过程中，由于手的抖动，会造成读数不稳定，也会使物体排出更多的水。在测出小桶和物体排开的水所受的总重力后，再去测空小桶的重力，小桶会残留有水，从而会造成实验误差。

改进探究方法：如图2所示，用铁架台固定两个电子测力计，一个用于挂圆柱体，另一个用于挂小桶。首先，将挂着小桶的电子测力计校零并读出圆柱体在空气中的重力G物。然后，将溢水杯装满水后放在手动升降台上，用手旋转升降台的旋钮，使升降台抬升溢水杯，使圆柱体缓慢浸没水中，读出此时电子测力计的示数F，同时溢水杯口排出的水流入小桶，挂小桶的电子测力计可直接显示物体排出水所受的重力G排。最后，计算出浮力F浮=G物-F，与G排比较。

改进探究方法后，避免了因手抖动而导致的读数不准，同时也避免了因手抖动而溢出更多的水。此外，该方法还减少了测量空小桶的重力、计算物体排开水的重力等步骤，使实验更简便、准确、直观。

3.优化探究活动内容

教材关于主题探究活动的内容，并没有完全罗列出来，而是给教师和学生留出更多的探究空间。教师可根据学情，有针对性地调整探究内容，以满足学生的学习需要。例如，“探究影响滑动摩擦力大小的因素”这个活动，教材给出的方案是探究滑动摩擦力的大小与压力及接触面粗糙程度的关系，并没有提供探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度、接触面积大小关系的实验方案。教师应根据学情考虑是否将这些内容加入探究活动中，以使学生经历更为完整的探究过程，丰富关于滑动摩擦力的知识。