福建省福州市晋安区教师进修学校　　林　诗

《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》（以下简称物理课程标准）提出：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。而对学生各种能力的培养的主渠道是课堂教学。因此，如何利用教材中的知识点在课堂上建立培养学生科学探究能力的平台，充分挖掘学生的潜能，引导学生产生学习的内驱力，保持对物理学科学习的兴趣，成为一线教师利用教材教学的首要任务。

科学探究的形式是多种多样的，其要素有七个。在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素，并且科学探究中各个环节的能力，不是只有在物理探究性实验中才能培养，而是在物理课堂教学的各个环节都可以创造条件对学生进行培养。本文用案例展示方式简要阐述在教学研究过程的一些做法和感悟。

一、“导学”研究的重要性

由于物理课堂教学中所有内容都可以培养科学探究中的相关因素，当然对于初中生而言“探究性学习”需要适当的引导，特别是农村、山区学生基础相对差些，各种能力相对弱些，基于这种实际情况，要培养学生的科学探究能力，必须进行适当的引导。如何引导才是适当？导的不够学生无所适从，既浪费时间，又无法实现培养能力的目标。导的太多，会出现学生被教师牵着鼻子走，学生的思维就无法拓展，能力自然也就无法提高，因此，怎样的“引导”才能恰到好处，成为实现成功引导的焦点和亮点。

二、“导学”研究的课堂教学设计原则

引导和开放程度的把握都要遵从三个特点、一个条件、一条规律的原则：教材特点、教师特点、学生特点、学校条件、教学规律。

这是因为物理课程标准中对每一个要素提出了具体的要求学生达到的目标，在对学生进行科学探究能力培养的实际操作中，应该是逐步发展，循序渐进，从易到难，把握好“引导”的度和开放程度。通过研究尝试可以发现，从教材特点看，物理课堂教学中的探究活动多数只涉及部分要素，有些要素在很多的探究活动中经常涉及，有些却涉及很少，也就是科学探究的七个环节中，有的环节培养的机会偏多些，有的环节培养的机会偏少些，造成学生的科学探究各环节能力发展不够平衡。这就需要教师在教学方案的设计中，反思学生在学习中关于科学探究的各种能力发展情况，了解学生在科学探究中的薄弱环节，对实现学生全面的科学探究能力提高的目标进行合理规划，对各要素能力培养进行整合，实现学生各环节能力均得到较均衡的培养和发展。

在与一线教师进行课堂教学设计研讨时，把握的原则是：明确本节课教材所提供的知识点、能力点，根据三个特点、一个条件、一条规律确定课堂教学中能力培养的落脚点，而后再进行具体操作设计。因此，在课堂教学中会出现教材内容中有的环节能力培养可能花的时间会多些，有的少些，有的是直接由教师讲授或者直接给出结论。至于每一节课应设计培养学生几个方面的能力才是恰当的呢？这可以由任课教师灵活处理。以下就以知识点的教学设计为例进行分析。

三、“导学”研究的案例分析

解决问题方法的引导的形式是多样的，可以利用图、实验、实验加语言、生活中现象等。

1.《杠杆》知识点教学中杠杆概念的引入，采用的方法是用“图”作引导。

展示一幅画：建筑工人推着一辆小车，车上有绳子、铁锹、锄头等工具，被一块大石头挡住去路，请同学们想办法帮助该建筑工人依据现有条件解决这个问题（讲台上有模拟仪器），想出办法的同学上台示范。学生汇报的方法有：（1）找块小石头，放大石头旁，插入铁锹用力向下撬，让石头滚向路边；（2）将铁锹插入大石头下，用力向上撬，让石头滚向路边；（3）用锄头在大石头旁挖个坑，将大石头推到坑里；（4）用绳子绑住，一人拉，另一个人推；（5）填土做斜面等。学生在汇报各自的办法时，其他学生会情不自禁地评价该措施的可行性。引导学生比较发现较简便的方法是用铁锹向下或向上撬，同时进一步展示跷跷板、铡刀、剪刀等工作情况。教师画出铁锹撬石头、跷跷板、铡刀示意图。让学生找出它们工作时的共同点。学生发现，都是硬棒，在力的作用下都能绕着固定点转动。教师点出这样的硬棒物理学上把它叫做杠杆。

在杠杆概念引入的教学中，可以培养学生分析与论证、评估、交流与合作能力。

2.在“阿基米德原理”知识点的教学中，利用“实验”作引导，让学生进行猜想。

演示：如图1所示，将挂在弹簧测力计下的不吸水的物体缓慢地浸没装满红水的烧杯中，要求学生观察并汇报现象。引导学生得出所观察到的现象是：①弹簧测力计示数减小；②水溢出；③弹簧测力计示数减小越多，溢出的水也就越多；④以上现象是同时发生的；⑤当石块浸没后，弹簧测力计的示数减小值不随浸没的深度而改变（站起来发言学生的在汇报过程中，其他学生会情不自禁地参与，如提醒、纠正该学生的发言）。

图1

教师可进一步引导学生发现：弹簧测力计示数减小与水的溢出现象是同时发生的，而且弹簧测力计示数减小越多，溢出的水也越多，浮力是一种力，排开的水也受到重力，而且又是同时发生，因此学生自然会猜想物体受到的浮力与被物体排开的水受到的重力之间可能存在着某种关系。

在“阿基米德原理”知识点的新课引入的猜想环节教学中，可以培养学生收集信息、分析、联想、评估能力和交流与合作精神。同时，这个演示实验引导的设计，有意识地选高度高的杯子，使杯中所装水的深度大，这样给班上学习能力较强的学生提供了较大的发展空间，如，部分学生发现了物体浸没水中后，所受浮力与深度无关等相对于初学者来说是较深层次结论。

3.“杠杆”知识点教学中力臂概念的引入，采用的方法是用“实验加语言”作引导。

教师引导学生回顾，力作用在物体上产生的效果跟力的三要素有关。提出力作用在杠杆上产生的效果跟哪些因素有关？

出示如图2所示的演示板，进行实验引导。实验效果相同指的是，将物体举到同一高度，也就是杠杆处于水平位置。

图2

演示：如图2所示，在杠杆的A点用弹簧测力计竖直向下拉着杠杆提起重物，使杠杆处于水平位置平衡，由学生读数并记下力的大小（），在演示板上用笔画下的力的作用线；当力的大小发生改变，学生很容易理解力作用的效果会发生改变，从而得出力的作用效果跟力的大小有关；当力的大小相等时，力的作用效果还与什么因素有关？生：力的作用点有关。根据控制变量法，应控制力的大小不变，改变力的作用点（B点），要保持力作用的效果相同，学生会提出，在改变作用点的同时还必须改变力的方向，进行演示。当力的大小也是0.2 N，作用效果与在A点相同时，在演示板上用笔画下几个力的作用线；教师引导学生共同分析，由，力作用的效果相同，可知两个力的作用点和方向的综合效果是相同的。可以肯定存在着一个量，它能替代作用点和方向的综合效果，力作用在杠杆上是通过杠杆起作用的，这个要找的量肯定与杠杆有关，杠杆由无数个点组成，其中支点最特殊，因此猜想这个量可能跟支点有关（研究问题从特殊到一般），力的作用线既包含了力的作用点又包含了力的方向，因此猜想这个量可能跟力的作用线有关，与支点和力的作用线都有关的量可能是支点与作用线之间的连线，连线无数条，而垂线只有一条，分别用三角板画、测量，学生惊奇地发现，两垂线长度相等，可见垂线长度体现了力的作用点和力的方向的综合效果，说明垂线长度就是我们要找的量，物理中把它叫做力臂。

在“杠杆”知识点中力臂概念引入教学的设计，由于让学生明确了为什么要引入力臂，大胆尝试了不作任何示范，直接让学生画铁锹撬石头的杠杆示意图，发现大部分学生画得基本正确，与直接告诉学生力臂概念，然后反复训练相比，效果好得多。而且发现在这个过程中，可以培养学生控制变量法研究问题和从特殊到一般的重要方法，在循序渐进的分析过程，让学生体验了师生互动过程中的交流与合作的和谐。找出垂线长度可以替代力的作用点和力的方向的综合效果，并将其命名为力臂时，可以发现学生体验了成功的喜悦时的激动心情。

4.在“其他简单机械”知识点教学中滑轮的引入，采用的方法是利用再现生活中的现象，发现问题，解决问题，“生活中现象重现加语言”作引导。

（1）边演示边提出：部分农村要用吊桶从井中打水，如果是小孩直接提，虽然提得动，但较危险，为了安全地将水提到井面上，可以采用什么方法？学生回答：利用等臂杠杆。教师按学生所提建议进行演示，利用等臂杠杆吊着水桶从井里提水，引导学生发现：无法将装水吊桶提到井面上，也就是等臂杠杆提水的高度有限（发现问题）。问题1：等臂杠杆提水的高度有限，怎么办？师引导（语言、实验同时进行）；师提出如果杠杆变胖还是不是杠杆（引导学生科学猜想）？学生认为是杠杆。教师演示，把这杠杆变胖一点后再提水，发现提水的高度确实增加。教师继续问：如果杠杆更胖些？学生猜想：提水的高度会更高些。教师又问，如果胖成圆，还是不是杠杆？学生回答是。教师演示，学生发现胖成圆的等臂杠杆会连续平稳转动，将装水吊捅提到井面上。

（2）教师接着提出新问题，能不能用提一小桶的力，将刚好可以装两小桶水的大桶，直接放入井里将水提上井面（若不考虑安全问题）？学生很快想到用动力臂是阻力臂两倍的杠杆来完成，且有学生会主动上台演示解决问题的方法，却发现无法将装水吊桶提到井面上，即动力臂是阻力臂两倍的杠杆提水的高度有限。问题2：“用动力臂是阻力臂两倍的杠杆来提水，提水的高度有限，怎么办？”此时几乎是全体学生会迅速、情不自禁地说出：让杠杆胖成圆。学生积极上台演示，发现胖成圆的动力臂是阻力臂两倍的杠杆可以连续转动，能实现用提一小桶的力，将刚好可以装两小桶水的大桶，直接放入井里将水提到井面，学生高兴得直拍手。这时教师指出，胖成圆的能连续转动的杠杆，物理学上把它叫做滑轮。这个过程学生体验了为什么要引入滑轮和引入滑轮的方法，体验了发现问题、提出问题、解决问题和发明创新。

（3）在学生按顺序观察法观察实验用滑轮后，教师进行如图3所示的演示，利用轻质滑轮，将前面两种方法提水过程同时重现。引导学生分析比较发现一个滑轮提水时轮转动、轴的位置不变。另一个滑轮提水时轮转动、轴的位置随物体移动。引导学生认识滑轮在使用时可分为两种情况，可分别命名为定滑轮和动滑轮。教师进一步演示，让学生观察两个滑轮在工作时表中所提的各项情况，并填好下表。

图3

引导学生分析表中记录，得出定、动滑轮的特点。定滑轮：①工作时，轴的位置不变； ②可以改变动力的方向，但不省力；③不省距离。动滑轮：①工作时，轴的位置改变；②可以省一半的力，但不改变动力的方向；③费距离。

在“其他简单机械”这个知识点教学中滑轮的引入，利用演示实验使生活中的现象在课堂上重现，在师生互动、生生互动过程中，引导学生通过观察、发现问题，提出问题，并进一步引导学生利用上一节课所学知识解决问题，实现培养学生发现问题、提出问题、用已知的知识解决问题的能力。在定、动滑轮的引入过程中，分为三个步骤，其特点分别是：（1）从解决安全问题引入，让学生发现问题，解决问题，这个过程教师需给予较多的引导；（2）从省时目的引入，教师几乎可以不要引导，学生会自然地将解决第一个问题的方法迁移，从而顺利地解决了第二个问题，这个过程中学生对研究问题方法的迁移能力得到了潜移默化的培养；（3）通过对比观察，找共同点和不同点，从而让学生体验在不知不觉中轻松自如地引出了定、动滑轮。在定、动滑轮学习的过程中，学生的科学猜想能力也得到了培养，同时可以发现，当学生的猜想与实验现象吻合时，学生体验成功的喜悦时的愉悦心情溢于言表。

5.在“其他简单机械”知识点教学中，滑轮组的引入采用的方法是“图加语言”作引导。

如图4所示的甲、乙、丙三幅漫画逐一出现，请学生观察漫画后进行看图说话。生生互动合作进行描述。（1）胖子要把大米提到二楼，这时旁边有一位瘦子要来帮忙；（2）瘦子帮助拉住绳子，自己反身跑到二楼去接大米（教师旁白引导：大家猜想发生了什么情况）；（3）大米不见了，瘦子挂在二楼。教师提出：这现象说明了什么？并进一步引导学生说出：瘦子对绳施加的最大的力等于自身的体重，而定滑轮不省力，且瘦子比大米轻。教师接着提出，请大家帮胖子想一个办法，把大米提到二楼。问题三，如果瘦子要站在地面上把大米提到二楼，应怎样使用滑轮？学生很快想到将动滑轮和定滑轮结合起来使用。教师在肯定学生所想方法的同时指出，这就是我们今天要学习的滑轮组。请学生进一步猜想：一定一动滑轮，组成滑轮组有几种绕线方法？学生积极上台演示绕线，没有机会上台的学生会在座位上对讲台上的学生指手画脚，有的学生迫不及待地指出，另一种绕线方法只要将第一种装置倒置就行。

图4

在“其他简单机械”知识点教学中滑轮组引入的教学设计，由于漫画的生动性，使学生的学习积极性又升到一个新的高潮，学生三言两语、七嘴八舌抢着描述，在生生互动、师生互动的过程中，学生的语言表述逐渐到位，学生的语言表达能力得到训练。当提出“瘦子要站在地面上把大米提到二楼上”的要求时，学生很自然地将定、动滑轮的优点进行整合，就生成了滑轮组装置，这个过程学生无意识中体验了创新，在滑轮组绕线方法的实施过程中，一些学生的“另一种绕线方法只要将第一种装置倒置就行”方法，使教师深感到惊喜，其他学生深感到敬佩，这些学生深感自豪。

总之，在课程改革实验的课堂教学中，学生的潜能是不可低估的，关键是我们教师有没有去挖掘，只要我们理解了课标、教材的编写意图，充分利用教材为课堂教学创建学生发展平台，学生定会得到发展。