1. 如何在初中物理教學中實施探究性學習
如何在初中物理教學中實施探究性學習
什麼是研究性學習？學生在教師的指導下，從社會科學和自然科學發現某個問題或專題，用科學研究的方式、方法去認識問題，獲取知識，以達到問題的認識深化或者最終解決，這就是研究性學習。在研究性學習中，研究方案的確定，資源的開發利用，合作者的確定均由學生自主解決。
研究性學習能突出學生在教育中的主體地位，為學生提供自由活動的空間，優化學生的智能結構，在當前，它代表了教育改革的方向，那麼，在初中物理教學中，如何開發和實施研究性的學習呢？愛因斯坦有句名言：「提出一個問題比解決一個問題更重要。」在物理研究性學習中，首先要解決的便是研究課題的提出，下面，結合初中物理教學實踐，我認為研究性學習應包括課題的提出，課題的選擇，探索課題和教師原則指導四個環節。
一、 課題的提出
由於研究性學習的開放性，我們往往是首先尋找課題，簡單的說，就是提出問題。我認為，它大致來源於以下幾個方面：、
1． 物理教材內部
物理是一門以實驗為主的基礎性學科，在九年義務教育人教版初二物理教材中，物理的定義是：研究的是關於力的、聲的、熱的、光的、電的現象，找出它們發生的原因，並研究怎樣利用它們來為人類服務。在課本上，很多實驗或問題的探究本身就是一個研究性學習課題，下面我列舉一些初二物理課本上出現的研究性課題：
類 別
頁 面
課 題
實驗
11
如何利用刻度尺和三角板測出硬幣的直徑
小實驗
13
用自製的捲尺測量身高，要求比較起床後和臨睡前的身高有何不同。
習題
14
怎樣用刻度尺測乒乓球的直徑
小實驗
27
測自己的步行速度
小實驗
42
用燒瓶和鈴鐺做真空不能傳聲實驗
小實驗
60
紙鍋燒水
小實驗
78
製作針孔像機和潛望鏡
習題
79
用手電筒和平面鏡白紙做漫反射和鏡面反射實驗
小實驗
97
自製平行光源和磨製冰透鏡、研究物體的顏色
小實驗
112
自製天平和量筒
小實驗
129
橡皮筋測力計
小實驗
142
筷子提米，巧找重心
小實驗
158
個人對地面的壓強是多大
小實驗
173
觀察大氣壓強隨高度的變化
小實驗
188
自製潛水艇模型和密度計
小實驗
201
研究自行車的構造
小實驗
218
比比誰的功率大
以上我列出了初二物理課本將近二十個實驗，都是課本提出來供學生進行探究學習的。讓學生進行探究性的學習，可以使學生在經過自己的一番努力之後，能夠嘗到成功的喜悅。
2． 物理學與其它學科的交匯點
由於物理是自然科學的基礎學科之一，它與其他學科的交匯點有許多可供研究的課題。這也與當前的跨學科綜合不謀而合。例如，我們可以讓初中學生適當的利用互聯網資源優勢，由老師布置題目，如：21世紀的交通、航天技術的發展、空間技術和我們的生活等為題。讓他們自己去尋找資料，自己研究，從而寫出這些方面的小論文和自己對未來的設想。
3． 物理學科與新技術的交匯點
科技發展日新月異，但總離不開物理學的基本原理，在講授第一章測量，講到納米這個單位，我們可以借機介紹一下納米技術。並建議同學們努力學習本領，立志探究這一高科技領域。
4． 物理學與社會生活的交匯點
學生學習了第3章雜訊之後，知道了人類的四大公害：水污染、雜訊、大氣污染和固體廢棄物污染，只有人人遵守社會公德，共同保護環境，我們的家園才會藍天碧水。這時教師可以向學生布置課題：①研究我們家鄉瀏陽河的污染情況；②我們學校有哪些雜訊；③我們平常有哪些對環境污染的不良習慣；④農村對垃圾的處理的方式科學嗎？等。
5． 物理學與生活的交匯點
物理是一門實踐性很強的學科，研究性學習應成為聯系物理學和日常生活的紐帶。如吹肥皂泡，細心的人便會觀察：肥皂為什麼是球形的，吹出後為什麼總是先升後降，為什麼有時無色，其至是暗淡的？所以在學習了「光的反射與折射」後可讓學生以肥皂泡為題，讓學生感到物理學與生活息息相關；又如，學習了物質間的三態變化後，學生就能解釋露珠、霜、大霧、冬天人呼出的「白氣」到底是不是水蒸氣，等形成的原因。
二、 課題的選擇
我認為，初中學生選擇研究性課題應遵守以下原則：
1． 主體性原則
研究性學習區別於常規教學的一個很重要的特點，就是學生擁有自主選擇課題，確定行動方案，自主動手操作，選擇合作夥伴的權利，便於發揮學生的主體作用，因此，應允許對同一活動主題出現幾個層次不同的課題，確定的研究課題應能照顧到不同學生的個別差異。
2． 發展性原則
研究性學習的目的，就是要使學習者在掌握知識技能的基礎上，智力因素與非智力因素得協調發展和共同提高，所以可採用多種研究形式使其了解科學方法，豐富情感體驗，培養多種能力，因此確定的研究課題，應含更多的教育因素，能更好地使學生各方面全面發展。
3． 實踐性原則
研究性學習一般應能很好的體現物理與技術、社會關系、要引導學生接觸社會、認識社會、關注社會問題，獲得關於社會及科技進步的直接經驗，使學生在動手、動腦，體驗的同時真切的體會到物理知識對人類的作用，對社會進步的推動作用，真切地體會到知識的力量。
4． 可行性原則
選擇研究課題時，應充分考慮到每個學生原有的知識水平，興趣特長，學校及社區現有的教學資源，教師及指導專家的指導水平，使研究性學習真正能落到實處。
三、探索課題
在確定課題後，學生應該進行解決問題的方案設計。首先，我們要求學生搜集與問題相關的資料，或通過設計實驗來解決為什麼，或由學校組織教師或專家學者來校進行講座，或者通過互聯網進行討論，徵集意見。提出方案後，還應送交物理教師進行相關的審核，以免提出違背科學規律的問題。
四、教師指導
在整個探究性的學習中，教師始終處於主導作用，當學生遇到與他們能力差距大的問題時，教師要及時提供指導。在探究性學習中，我們主張學生去探究那些稍微高於他們課堂知識的課題，這樣，既發展了智力，又增長了能力。以此來讓學生品嘗成功的喜悅。
總之，在物理教學中實施探究性學習時，我們要充分發揮學生的主觀能動性，讓他們在探索中增長知識和技能，同時，教師也要加強指導，在一定的范圍內讓學生自主地學習。
2. 初中物理學到的物理探究方法有哪些
研究物理的科學方法有許多，經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規律，往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時，我們同時用到了觀察法（觀察電流表的示數）、轉換法（把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小）、歸納法（將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起）、和控制變數法（在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積）等方法。可見，物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程，來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。一、 控制變數法物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化，最終解決所研究的問題。可以說任何物理實驗，都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。如：導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系，中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下，研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，分別得出實驗結論。通過學生實驗，讓學生在動腦與動手，理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」，最終得出歐姆定律I＝U/R。為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關， 控制導體的長度和材料不變，研究導體電阻與橫截面積的關系。為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變數法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利於扭轉重結論、輕過程的傾向，有助於培養學生的科學素養，使學生學會學習。中學物理課本中，蒸發的快慢與哪些因素的有關；滑動摩擦力的大小與哪些因素有關；液體壓強與哪些因素有關；研究浮力大小與哪些因素有關；壓力的作用效果與哪些因素有關；滑輪組的機械效率與哪些因素有關；動能、重力勢能大小與哪些因素有關；導體的電阻與哪些因素有關；研究電阻一定、電流與電壓的關系；研究電壓一定、電流和電阻的關系；研究電流做功的多少跟哪些因素有關系；電流的熱效應與哪些因素有關；研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。二、轉換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做「轉換法」。 如：分子的運動，電流的存在等，如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據空氣流動（風）所產生的作用來認識它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現象去認識它；電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據電流產生的效應來認識它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據它產生的作用來認識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過P＝UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P）、電阻、密度等。 中學物理課本中，測不規則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小大氣壓強的測量（無法直接測出大氣壓的值，轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強）測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度測液體壓強（我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化）通過電流的效應來判斷電流的存在（我們無法直接看到電流），通過磁場的效應來證明磁場的存在（我們無法直接看到磁場），研究物體內能與溫度的關系（我們無法直接感知內能的變化，只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化）；在研究電熱與電流、電阻的因素時，我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度。在我們研究電功與什麼因素有關的時候，我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度。密度、功率、電功率、電阻、壓強（大氣壓強）等物理量都是利用轉換法測得的。在我們回答動能與什麼因素有關時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大，就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。例：1、分子運動看不見、摸不著，不好研究，但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它，這種方法在科學上叫做「轉換法』。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中採取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是( )
A。利用磁感應線去研究磁場問題
B。電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定
C。研究電流與電壓、電阻關系時，先使電阻不變去研究電流與電壓的關系：然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
D。研究電流時，將它比做水流
解析：B。三、放大法在有些實驗中，實驗的現象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音*的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。四、積累法在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100，這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間，測量出導線的直徑，均可用積累法來完成。五、類比法在我們學習一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流；類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置；類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能；類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉化為內能。我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比；學習功率時，將功率和速度進行類比。例： 1、某同學在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想力學實驗現象，進行比較並找出了一些相類似的規律，其中不準確的是( ) A。水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流
B。抽水機是提供水壓的裝置；類似地，電源是提供電壓的裝置C。抽水機工作時消耗水能；類似地，電燈發光時消耗電能D。水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉化為內能和光能 解析：C
通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩栩如生。六、理想化物理模型：實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。中學課本中很多知識都應用了這個方法，比如有：液柱、（比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化後的模型依然保留原來的特點和知識）光線、（在我們學習光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型）液片、（在我們研究連通器的特點，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法）光沿直線傳播；（在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因為空氣各處不均勻形成了風，而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質中傳播）勻速直線運動；（生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型）磁感線（磁感線是不存在的一條線，但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線，將我們研究的問題簡化。）例：1、在我們學習物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是( )
A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質量 解析：B、C。七、科學推理法：當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現象（狗的叫聲）與以往的知識經驗，即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。如：在做真空不能傳聲的實驗時，當我們發現空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。八、等效替代法：比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的，那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、並聯電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。九、歸納法：是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。比如銅能導電，銀能導電，鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理，反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。在阿基米德原理中，為了驗證F浮＝G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗，歸納、整理均得出F浮＝G排，於是我們驗證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1＝F2×L2也是利用這種方法。一切發聲體都在振動結論的得出（在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時），都要用到這一方法。在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候，經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關，也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。在所有的科學實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。十、比較法（對比法）當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質屬性。如，比較蒸發和沸騰的異同點。如，比較汽油機和柴油機的異同點 如，電動機和熱機 如，電壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別，使同學們很快地記住它們，還能發現一些有趣的東西。十一、分類法把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。十二、觀察法物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗，證明了大氣壓強的存在。在教學中，可以根據教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學生認真細致的觀察，進行規范的實驗操作，得到准確的實驗結果，養成良好的實驗習慣，培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。十三、比值定義法：例：密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。十四、多因式乘積法：例：電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。 十五、逆向思維法例：由電生磁想到磁生電以上這些方法，還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法，列舉出來，希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題，多了解和掌握一些科學方法，靈活運用，以便於指導我們的學習，工作和生活。
3. 初中教學中如何引導學生物理探究學好物理
探究性實驗有利於激發學生的創新慾望和學習興趣，幫助學生獲取基礎知識和基本技能；在探究實驗過程中學生始終處於不斷探索的情境中，主動實驗，認真操作，仔細觀察，積極思維，有利於過程和方法的教育；學生親自動手探究物理規律，有利於形成正確的情感、態度和價值觀。教育貴在引導，教學中要用一些方法引導、啟發學生參與探究學習的過程。
一、激發學生興趣，培養探究意識
「興趣是最好的教師」，激發學生探究興趣，培養學生積極思考、發現問題的能力，是研究性學習要解決的首要問題。
1．從日常生活入手，培養學生認真觀察生活的能力，激發探究慾望
讓教育回歸生活，教育才能學以致用。生活中有不少現象，平時習以為常，一旦提到課堂上，情況就不同了。如「旋轉的傘上的雨水為什麼能脫離雨傘而飛出去呢？」能很快激活學生思維。生活中很多物品是利用物理原理製成的，在課堂上回味，投石激疑，如臨其境。玩具是學生身邊非常熟悉的物品，它本身就是一件精美的物理儀器或教具，我們要充分發揮玩具的教育功能。如「憨態可掬的不倒翁」可幫助我們理解重心等，妙趣橫生，有助於提高學生的學習興趣。實踐表明，利用學生熟悉的事例引導探究，學生感到親切自然。從生活走向物理，從物理走向社會，有助於學生形成從客觀事物的感性認識入手來探索物理知識的好習慣。
2．培養學生大膽質疑的能力，養成探究習慣
人們求知識的過程，是一個不斷破舊立新的過程。正是懷疑推動人們去思考，去探求未知領域。所以善於疑，敢於疑，是走向真理的必經階梯。亞里士多德的落體學說，流傳了一千八百年。伽利略敢於用實踐來檢驗它是否是真理，從而推動了力學的發展。可見敢於質疑，才有希望打開真理的大門。電磁場、原子能的發現，相對論、量子論的提出，都是敢於疑，敢於探究未知領域的結果。疑是思之始，學之端，鼓勵學生大膽質疑是十分有必要的。
二、科學運用猜想與假設，引導探究方向
猜想與假設是建立在觀察、現有的證據以及以往的知識經驗基礎上，有根據地對實驗結果進行預測，明確問題解決的途徑和方法的一個過程。在科學探究中，對探究的問題所涉及的知識和事實材料認識不夠充分的條件下，我們可以憑借已有的事實和以前的經驗，以假設形式進行大膽探索。
1．猜想與假設是學習物理的重要方法
猜想與假設是科學結論的先導，一旦得到實驗的證實，它就可能發展成為科學結論。猜想與假設能幫助探究者明確探究的內容和方向，指導探究沿預定目標展開，避免盲目性。牛頓說過：「沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現」。事實上，很多發明和發現都是源於猜想。「電能生磁，磁應該也能生電吧？」法拉第就是在這樣的猜想下，經過整整十年的實驗，最終發現了電磁感應現象。猜想與假設本身是科學探究的內容和要求。假如物理教學過程中迴避了直覺、猜想、假設，實際上就等於扼殺了學生的創造力。
教師應該善於引導學生根據現象充分發揮自己的想像力，提出自己的觀點，從而能夠通過想像看到事物的本質，最後推導出規律。
2．要讓學生學會正確的猜想方法
放手讓學生猜想，學生往往猜不到點子上。一種有效的方法是先對探究問題進行理論分析。例如，在探究物體動能的大小與哪些因素有關時，在猜想環節中，可以進行這樣的操作：首先給出動能的定義（物體由於運動而具有的能叫動能）。篩選關鍵詞：物體、運動。根據關鍵詞進行猜想：有關物體可以猜想到密度、體積、質量。接下來再設計實驗進行驗證，就水到渠成了。另一種是創設情景方法。在探究滑動摩擦力的大小可能與什麼因素有關的過程中，讓學生進行猜想時，往往會出乎教師的意料。如果所有的猜想都要設計實驗進行驗證，在課堂教學的有限時間里是不可能做到的，這時可以藉助於簡單的演示實驗進行引導。比如讓學生體驗一下推質量不同的課桌，然後進行猜想。這樣就能做到有的放矢，有助於學生學習任務的順利完成。
三、科學探究，鍛煉探究思維
把探究性學習貫穿於物理教學中，物理實驗是個突破口。實驗中的探究性學習能夠優化實驗教學，激發學生的探究情感，使他們快樂成長。
1．讓學生參與到探究演示實驗中，親身探索物理知識
學生是學習的主體，要充分發揮學生的主體作用。讓學生參與演示實驗可以調動其積極性，親身感受實驗過程，有了真實感受，知識就容易掌握了。在演示過程中教師提出一些相關的問題，要求學生自己尋找答案，從探索中得出一般性結論。而在這個過程中，教師要通過設計探究性問題來激發學生的探究慾望和啟發學生的創造性思維。
2．把握探究分組實驗的難度，提高學生探究的成功率
探究分組實驗是在教師指導下，學生圍繞實驗課題進行實驗，從中探索科學概念和規律。探究分組實驗教學重視實驗探究過程，把科學方法的培養和科學思維的訓練放在首位，讓學生自由陳述科學問題、積極尋求解決問題所需的數據，並在解釋數據的基礎上得出結論。
教學中要根據學生實際情況，適當變驗證性實驗為探究性實驗，促使學生自主探究物理知識。由於驗證性實驗本身往往有一定的難度，改成探究實驗時，問題的設計就顯得尤為重要。問題設計的恰當，可以引導學生思考，有助於探究；問題設計的不恰當，則會使探究實驗喪失應有的作用。
3．重視探究課外活動實驗，提高自主探究能力
合理發揮物理「小實驗」的作用，也是引導學生探究知識的一種有效途徑。探究課外活動實驗，可以是教師提出課題，也可以是學生自己選定課題，學生分成若干小組或獨立分析課題，設計方案直到得出結論。通過這類實驗可以培養學生自主學習、勇於探究和嚴謹的科學態度。課外實驗設計應遵循趣味性強、取材容易、製作簡單、經濟可行的原則。基本以教材知識為切入點，可適當引申和拓寬，以豐富學生的知識面，提升他們熱愛科學的志趣為目的。
總之，探究活動是一種新的教學模式，無章可循。這就要求我們教師要提高自身素質，要認真領會教材變動的目的，把握探究活動的目的。注重從學生已有的經驗出發，精心設計課堂教學，合理設疑，營造一個有利於探究的教學環境。在科學探究過程中，擺正自己的位置，我們可以進行指導，可以參與，可以組織，但決不能越俎代庖。
4. 如何培養學生探究物理問題的能力
隨著我國中小學教育改革的深入，探究教學受到了前所未有的重視。傳統的教學方法根深蒂固，而探究教學又是一種全新的教學理念，這就為廣大教師和學生提出了更高的要求。筆者對如何開展探究教學進行了一些初步探討，認為中學階段可採取分階段培養學生探究物理問題的能力的策略，讓學生逐步形成探究問題的思維習慣。根據認知規律，培養學生的探究能力大致可分為下面三個階段進行。
一、初級階段
在此階段，考慮到低年級的學生知識能力有限，主要安排一些觀察、測量、繪制圖表、簡單小製作、通過報刊、網路收集和處理數據等簡單的探究活動，以及介紹一些科學史上的探究範例，以訓練學生進行探究活動所需的基本技能，並了解探究的基本過程，同時培養其學習物理的興趣。例如，對於初二年級的學生，讓其學會使用長度、時間等測量工具，學會畫全班的身高、體溫等直方圖。另外，教師在演示實驗時所選的實驗器材要盡可能取自於生活實踐中比較常見、相對容易得到的器件，有的可能是玩具、廢舊物品等等，要盡量符合低成本實驗的思想。例如在演示聲音不能在真空中傳播實驗時，不用課本上實驗器材，我只用一隻注射器，一個電子發音器來演示。課外預習時，讓學生通過自己尋找一些實驗器材，對課本的實驗進行改裝，如在驗證單擺的周期時，提問學生能否用生活中的小器材來做此實驗，有個學生拿出一個跌打葯丸空殼、一根細長線、一支鋼筆、水和細沙來做此實驗。這樣讓學生感到「瓶瓶罐罐當器材，拼拼湊湊做實驗」的樂趣，感受到實驗貼近於生活，來源於生活，使學生了解到並不是只有實驗室中的高精儀器才能做實驗，並不是科學家才能做實驗，從而激發學生的學習興趣。與此同時，教師適時介紹一些科學史上的探究範例，如介紹伽俐略觀察教堂的吊燈而發現單擺的等時性原理等，讓學生了解到物理知識其實就在我們周圍，只要細心觀察和思考，生活中隨時會有物理問題，並且有些是我們能夠解釋的。
只有當學生的學習興趣提高了，掌握了這些基本技能，了解了科學探究的思想方法，才能為以後的探究打下深厚的基礎。在此階段，學生的知識、能力、方法都是有限的，提出的問題可能與本節課的內容無關、設計的實驗甚至荒唐可笑，教師決不可嗤之以鼻，而要積極鼓勵學生的「異想天開」，至少要保護學生的這種積極性。其實，科學發展本來就是如此，充滿曲折和荊棘，要讓學生體驗人類認識自然的艱辛過程。
二、形成階段
當學生掌握了探究所需的一些基本技能，並了解了探究的基本過程以後，可以給學生安排探究課題的某一部分，或者是完整的單因素探究課題，教師給予一些指導，以重點訓練學生提出問題、通過簡單的實驗等收集數據、解釋數據、提出假設、結論等綜合性的探究技能，使學生認識探究的內涵。
（一）、培養學生發現並提出問題的能力
當然，此前學生還沒有達到能夠完全由自己來探究問題的水平，而發現問題和找到症結所在是探究賴以進行的前提，因此，在此階段的教學過程中，首先應培養學生發現問題的能力，發現問題可以從如下幾個方面入手：
1、藉助生活實例創設問題情景，並從中引出問題，如「揭開色彩的奧秘」一節內容，問：雨過天晴的彩虹為何是彩色的？
2、藉助演示實驗創設問題情景；這樣例子比較多，不必贅述。
3、通過陳述故事的方式引出問題。在講述「浮力產生的原因」時，教師可講述俄羅斯「庫爾斯克」潛艇或中山艦沉沒和打撈的過程。
4、通過類比等方法合理地將學生當前無法解決的、需用將要學習的知識來解決的問題引出，提供給學生思考，以激發學生的認知需要。如教「大氣壓強」時，教師可以這樣引導：大家知道液體對浸在其中的物體會產生壓強，而氣體和液體相似，可以流動，且沒有一定的形狀，那麼，氣體對處於其中的物體會產生壓強的作用嗎？如果氣體也可以產生壓強，這種壓強又有什麼特點呢？是否和液體一樣遵循相同的規律呢？
5、以常見的思維定勢引出問題。如「牛頓第一定律」的教學中，「有力物體就運動，沒有力物體就停止運動」這種思維定勢在學生的大腦中根深蒂固，教師可以反問：難道這種說法真的是正確的嗎？讓我們用實驗來驗證。
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（二）培養學生大膽地猜想和假設能力
提出猜想和假設是探究的核心，以後的實驗探索都要圍繞著猜想進行，因此，在此階段還應培養學生大膽地猜想能力。猜想的作用表現在以下幾方面：使問題進一步明確化；使實驗有了明確的目標；產生懸念，維持了動機的強度；啟發直覺思維。當問題不夠具體、不足以激發和維持實驗動機的時候，或者指向性並非唯一時，應更多地運用猜想。教師可以適當穿插「假說和猜想」和許多重大發現之間的關系。如當盧瑟福和他的學生用α粒子轟擊原子的時候，發現大部分粒子被散射，而極少部分呈大角度散射甚至180°散射，由此盧瑟福大膽提出猜想，原子的內部可能不像湯姆生說的那樣，原子的大部分質量可能集中在很小的核上，有了這樣的假設和猜想之後，盧瑟福提出了原子的核式結構模型，為原子核的發現奠定了基礎。猜想決不是胡思亂想，其根本點應該建立在實驗現象上，通過實驗條件的變化來判斷探究的問題可能與哪些因素有關。所以教師在教學過程中，應時刻提醒學生關注實驗現象，注意實驗條件的變化等，讓其能從復雜的實驗現象中去偽存真，幫助學生獲取有用的信息，以便進行大膽地猜想。當學生的猜想五花八門，師生「沉浸」在許多問題的氛圍中時，教師應綜合各式各樣的問題，略加篩選歸納，然後正式提出和本課有關的若干問題。
（三）培養學生實驗動手的能力
實驗是探究能否真正完成的關鍵，因此，還需要再次培養學生的實驗動手能力。物理學是以實驗為基礎的學科，從探究的角度來看，實驗的作用是幫助學生接獲得事實證據。教師在演示實驗時應該注意以下幾個方面：科學性；簡易方便，可見度大，效果明顯；演示過程中要講解指導，如實驗目的、原理和實驗步驟，與此同時滲透物理思想方法。讓學生在觀察體會物理實驗應該如何進行。在具體的探究過程中，有了假設和猜想作為鋪墊，有了前面篩選出來的問題，學生便躍躍欲試，他們極想知道自己的猜想是否正確。這時，學生自然就想到了必須通過實驗途徑來解決問題。此時教師如果立即讓學生去設計驗證的話，學生往往會面對眼前的器材感到茫然，可能出現思維的斷層，有的學生草率地應付過去，到時人雲亦雲，事倍功半，課堂效率低下。設計什麼樣的實驗呢？這時教師又要發揮「導」的作用了。點撥一下，並把實驗設計的思想潛移默化的滲透給學生。切記，是「導」，不是「灌」。教師絕不可把實驗過程徹頭徹尾地講述一遍，然後讓學生按部就班地操作，這樣就「剝奪」了學生自行設計的權利，泯滅了學生的創造性思維。
（四）培養學生收集數據、解釋數據、作出結論的能力
科學家在探究中要花大量的精力收集證據，並以以此為基礎解釋自然界的運行機制。在課堂教學的探究中，證據有著同等重要的作用。所以可說，證據是學生通過探究獲得新知識的關鍵所在。在實驗操作過程中，學生往往只重現象，忽略數據的處理和規律的得出。教師應及時引導學生設計表格做好實驗記錄，當實驗無法得到相應的數據或現象時，應提醒學生檢查實驗有無錯誤，或者實驗本身無法獲取的，應讓學生通過網路等其它途徑獲取。同時引導學生根據現象找出本質，尋找規律性的東西，並將實驗結論與自己的假設猜想進行比較，以檢驗假設是否正確。在此過程中讓學生體味認知過程的甘苦，深知每一個物理規律來之不易，從而培養學生收集數據、解釋數據、作出結論的能力。
（五）培養學生交流評價的能力
交流評價是當今科學探究的一個重要環節，科學家就是通過交流評價把自己的研究情況告訴別人的，以獲取反饋信息並加以不斷修正。因此在交流中可培養學生的協作精神，評價中培養學生之間的互信精神。當學生通過自己的努力獲得一定成果之後，很想把自己設計的「產品」推廣給其他同學，得到其他師生的評價。有的小組動手實驗能力較弱，思維相對滯後，他們也想知道別人是怎麼完成的，是不是還有比自己更先進的方法。總之，學生都有被評價的需要。此時，教師應抓住這一課堂心理特點，適時地讓學生把他們在實驗過程中的體會以及實驗後得到的結論相互交流、討論。通過讓學生自評、互評、小組互評、教師評價、有時甚至請校外專家來評，培養其交流評價的能力。
課堂上由於受接受時間、空間的限制，問題不一定能徹底解決，同時對課堂問題的引伸拓展、深入探討還會引發更多新的問題，需要留在課後讓學生反復思考、甚至實驗驗證才能達到滿意的結果。因此，教師應有意識地「遺留」一些富有思考性、開放性、探索性的問題給學生，使教學延伸到課外，把探究問題的創造性活動引向深入，形成「餘音繞梁」之勢，要讓學生帶著問題走進教室，帶著更多的問題走出教室。
形成階段是形成學生自行探究能力的關鍵階段，教師在教學過程中，應該根據學生的學習情況及時調整教學計劃，採取因材施教的原則，放手優等生，指導中等生，幫助差生，使探究教學能全面開展。
三、提高階段
在學生對探究有了一定的認識之後，教師就可安排有關控制變數、建立模型、設計實驗等難度較大的活動，包括完全的和開放型的探究，以發展學生的探究能力。例如在「變壓器」一節的教學中，教師將學生帶進實驗室且沒有讓學生帶課本，只是說本節課的學習內容，至於電壓、電流與原副線圈的匝數關系教師隻字不提，完全由學生自行設計實驗進行探索。這是個要求較高的探究課例，在一個等式中存在四個變數，要求採用控制變數的方法進行探索。學生當然想到牛頓第二定律的探究方法，選用交流電壓電流表、可讀線圈匝數的變壓器和電阻箱及學生交流電電源等器材來進行探索，自行設計表格，整理數據，從數據中得出規律，與同組同學進行比較交流，與自己的猜想進行比較，此時教師介紹課本上的結論，讓學生進行比較。在整個探究活動中，教師僅進行宏觀調控，處理好探究活動所花時間與教學進度的關系。教師只有在學生的提出的問題發生較大偏差、猜想完全離軌時，才給予適度的點撥、啟發和評價，拓展學生思維空間，調控學生思維程序，促使學生進一步探索，升華學生的思維方式，提高學生的自我調控和自我評價能力。在此階段的教學過程中，教師精心設計一些開放型探究課題顯得尤其重要，更應完全放手學生，只有這樣，學生的創新思維能力才能得以培養，探究能力才能得以提高，後繼學習能力才能得以真正形成。
三個階段教學中，初級階段是基礎，形成階段是關鍵，關繫到學生能否真正形成科學探究的思維方式，提高階段是提高和創新階段。教師在教學的過程中，應充分體現學生的主體地位，發揮教師的主導作用，切實培養學生形成科學探究的學習習慣。
總之，教師在探究活動的安排上，應當適合學生的認知發展水平，遵循循序漸進的原則，注重從簡單到復雜、從特殊到一般、從具體到抽象的認知發展過程，數量也應該考慮由少到多，使學生有一個逐步適應的過程，切忌搞「一刀切」。如果只是為了探究，不講方法，不遵循事物發展的一般規律，只能適得其反，達不到應有的教學效果，違背教育改革的最終目的。
5. 物理學家是通過什麼方法探究物理規律的
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。
1、影響蒸發快慢的因素;
2、壓力作用效果與哪些因素有關;
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關;
4、影響電阻大小的因素;
5、研究電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律);
6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關;
7、探索磁場對電流的作用規律;
8、研究電磁感應現象;
9、研究焦耳定律。
二、等效法:將一個物理量，一種物理裝置或一個物理狀態(過程)，用另一個相應量來替代，得到同樣的結論的方法。
1、在研究物體受幾力時，引入合力。
2、曹沖稱象。
3、在研究多個用電器組成的電路中，引入總電阻。
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。
1、在研究光學時，引入「光線」概念。
2、在研究磁場時，引入磁感線對磁場進行描述。
3、理想電表。
四、轉換法(間接推斷法)
累積法:把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用。
2、在研究分子運動時，利用擴散現象來研究。
3、根據電流所產生的效應認識電流。
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場。
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同，把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。
1、水壓--電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓。
3、用速度的定義公式引入壓強公式。
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。
1、研究蒸發和沸騰的異同點。
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點。
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點。
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點。
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。
1、從氣、液、固的擴散實現現象，得出結論:一切物體的分子都在作無規則的運動。
2、物理學中的實驗規律(如串、並聯電路中電流、電壓的特點等)幾乎都用了此法。
6. 如何在中學物理教學中開展探究性學習
初中物理教學中開展探究性學習
探究性學習就是讓學生結合生活、社會、自然的各種現象提出物理問題、制定計劃、設計實驗、整合知識、遷移方法,利用身邊物品或實驗室中的器材主動地體驗科學探究的過程,並從中獲取知識及研究物理科學的方法,形成終身學習意識.
一、在初中物理教學中開展探究性學習的一般
模式
1.提出問題.教師要引導學生從生活、自然現象或實驗觀察中發現與物理有關的有探究價值的問題,或者創設一定的問題情境激發學生的探究興趣,使學生能口頭表達或書面表達這些問題.提出的問題要體現新奇,並具有挑戰性、實用價值和社會價值等特點.
2.猜想與假設.猜想是科學探究的核心環節,它能使探究者明確探究方向,有目的、有計劃地進行探究.教師要適時引導學生把已有的知識和經驗與將要探究的問題聯系起來,通過觀察、比較、分析等方法去粗取精,抓住本質,對探究的問題作出初步的猜想,對探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測與假設.
3.制定計劃與設計實驗.教師要引導學生圍繞猜想和假
設,尋找最佳的實驗方案.這一階段是小組間質疑、答辯、動腦的過程,思考問題有一定難度,也是培養學生的創新思維、發散思維的過程.
4.進行實驗與收集證據.實驗不僅是物理學中解決問題
的重要手段,而且是學生科學探究活動的重要環節.這一階段是動手實驗的過程.學生要手腦並用,並與他人合作,對觀察測量的結果進行記錄,順利完成實驗.
5.分析與論證.根據實驗觀察到的現象和測量的結果,通過比較、分析、歸納、概括等方法得出探究問題的結論.讓學生初步描述實驗數據和有關信息,根據數據和信息客觀、真實和准確地描述結論.學生要對收集的信息進行簡單比較,得出其相同點和不同點,進行簡單的因果推理.
6.評估.引導學生評估探究過程和探究結果,對探究的行為和收集的信息有評估其科?W性、可靠性的願望.對探究結果思考其是否與原有的知識、經驗相矛盾,是否與日常現象相沖突,探究結果中的各因素間關系是否符合邏輯等.注意假設與探究結果間的差異以及探究活動中沒有解決的矛盾.讓
學生經歷評估過程,討論探究中存在的問題、獲得的發現和改進建議等,體驗和認識評估在優化方案、引發新發現和培養科學態度等方面的意義.
7.交流與合作.讓學生在理解科學探究的情況下寫出自
己的實驗報告,表達探究的問題和過程,設計和描繪有關的
圖表,總結所探究的結論.學生要有準確表達自己觀點的意識,體驗探究活動。
7. 淺談物理課堂中怎樣做好科學探究
當前，基礎教育課程改革正在深入發展，義務教育階段的物理課程標准已經試用幾年，今年又頒布了高中物理課程標准，拉開了高中物理課程改革的序幕。新課標明確提出物理課程的目的是提高全體學生的科學素養；在課程結構上注重共同基礎，體現選擇性；在課程內容方面體現時代性、基礎性和選擇性，設計了模塊課程供學生選擇，這是課程改革的一項重要舉措。然而，要真正落實新課標的要求，促進學生科學素養的全面發展，則需要深入開展課堂教學改革，改變以知識傳授為主的傳統教學方式，逐步形成以促進學生發展為主的現代物理教學方式。這是一個艱巨的過程，需要有明確的指導思想和物理教育工作者的共同努力。從國內外物理教育改革的發展趨勢和研究成果來看，應當用科學探究的思想指導高中物理教學改革。 目前，物理教育界對於科學探究有不同的理解和認識。有一種觀點認為，只有把學生放開，讓他們自己發現問題，自己動手實驗才是科學探究，才是探究式的學習方式。這種觀點是對科學探究的狹義理解，只看到了科學探究的自主性和操作性層面，而忽視了科學探究的本質含義。我們在實際教學中，不可能每個課題都用這種探究的方式學習。因此，如何理解科學探究和怎樣用科學探究的思想指導物理教學改革就成了一個重要的研究課題。 從物理學的發展歷程來看，伽利略開創了實驗研究的先河，他對自由落體的研究堪稱科學探究的典範；牛頓經過對天體運動的長期思考，最終發現了萬有引力，將地球與天體的運動規律統一起來，又何嘗不是科學探究里程中的豐碑？電磁感應定律是法拉第實驗探究的結果，麥克斯韋方程組則是理論思維的結晶。物理學革命的標志量子論和相對論的創立，哪一個不是科學探究的輝煌成就？因此，科學探究的含義是十分廣泛的。 從物理教育的角度來看，我們可以從以下三個層面來理解科學探究：首先是觀念層面，科學探究體現著現代科學觀。科學不是已經完成和固化了的知識體系，而是人類對自然界的永無止境的探究過程。科學的知識體系在探究過程中不斷發展和變化，許多科學的結論是待證偽的，是在發現新的證據之後需要修正的。人類對自然界的認識尚且如此，對學生而言，其個體的認識也需要在探究過程中不斷發展和改變。因此，學習物理的過程是一個不斷轉變對自然界的原有認識和觀念的過程，是一個自覺的實現觀念自我更新的過程。第二是思想方法層面，科學探究是科學家群體在長期探索自然規律的過程中所形成的有效的認識和實踐方式，其中最重要的是科學思維方式，即我們通常所說的科學思想方法。當代科學教育理論認為，科學探究沒有固定的模式，但有一些可辨別的要素，如提出科學問題、建立假設、搜集證據、提出理論或模型、評估與交流等，這些都是科學思想和工作方式的體現。在物理課程標准中，根據這些要素提出了對學生理解科學探究和發展科學探究能力的要求。第三是操作技能層面，任何實驗探究過程都需要某些思維和操作技能，如控制變數、使用儀器、記錄和處理數據等。因此，除了第三個層面要求學生必須動手實驗之外，以上兩個層面都可以以多種方式滲透在教學過程之中。 二、科學探究體現了物理學的本質特徵，是物理教學的重要組成部分 科學探究是物理學的本質特徵之一，但在我國中學物理教學中一直被忽視。國際物理教育委員會在《物理教育研究與教師教育》一書中討論的第一個專題就是物理學的本質。文章作者弗倫奇(A P French)指出：總的來說，科學的本質就是觀察和探究我們周圍的世界，試圖從已知事物中確定某些潛在的秩序和模式。物理學主要研究無生命的世界，總是力圖確認最基本的原理，並把諸多規律統一起來。他從科學的本質出發，指出了物理學與其他自然科學的區別與聯系。物理學的本質特徵可以看作由兩方面組成，一方面是其過程性特徵，即對自然界的觀察和探究，體現了自然科學的共性；另一方面是研究對象和追求目標上的特徵，以無生命的世界為主要研究領域，力圖確認世界最基本的原理，追求內在的統一性。物理學是在不斷追求認識統一性的探究過程中發展的，在科學探究過程中尋求事物的本質特徵及統一規律的思想方法是物理學的本質特徵，是物理教學首先要體現的。中學生對物理的理解和認識是通過親身經歷的學習過程而逐漸形成的。物理課不應當是聽課、記筆記、做實驗、做習題的結合，而應當是在教師的指導和幫助下不斷探究物理現象的本質與內在聯系的過程，將科學探究作為物理教學改革的指導思想，這是體現物理學的本質與促進學生科學素養發展相統一的要求，是國際物理教育發展的共同趨勢。 在20世紀50年代開始的第一次國際科學課程改革浪潮中，科學探究作為物理學的過程就已經進入了中學課程和教學之中。著名PSSC教材這樣寫道：物理學呈現出來的不只是乾巴巴的事實，從根本上說，是人類探究物質世界本質的一個連續不斷的過程。學生需要在物理學習中經歷科學探究的過程，這種觀點得到了國際物理教育界的普遍認同。雖然布魯納倡導的發現法在理論和實踐中受到質疑，但科學探究對於物理教育的促進作用是確定無疑的，並且在20世紀末開始至今方興未艾的新一輪科學課程改革浪潮中再次得到普遍的認同。 三、研究表明：科學探究與物理知識的建構是統一的過程 在物理教學改革中，有許多人擔心強調科學探究會影響學生掌握物理知識。用科學探究的思想指導物理教學不是忽視物理知識的學習，而是注重了學生對物理知識的自主建構過程，科學探究與知識的建構是在同一過程中發生的。建構知識與傳授知識的本質區別在於：傳授是自上而下的，知識的來源是教師和教材，接受者是學生。而建構則是自下而上的，學生的頭腦本來就不是一張白紙，他們對於物理現象和問題存在著大量的前概念和特殊的認識和思維方式，這些原有認識只有在科學探究的過程中經過沖突和挑戰才可能真正轉變，科學的觀念和思維方式才能真正建立起來。國內外物理教育的大量研究結果表明，學生學習科學知識的過程是在原有認識的基礎上自主建構知識的過程，學生的原有認識和在探究過程中產生的認知沖突在物理知識的建構過程中起著十分重要的作用。 以探究的方式學習物理是當前國際物理教學的發展趨勢。以華盛頓大學物理教育研究組編寫的探究物理（Physics by Inquiry，1996）為例，該教材是在研究組長期對學生如何學習物理進行深入細致的研究基礎上編寫的，完全打破了傳統物理教材的編寫模式。作者在前言中指出：探究物理由一系列以實驗為基礎的單元組成，一步一步地將學生引入物理學和物質科學。學生通過深入地研究簡單的物質系統及其相互作用，獲取科學過程的直接經驗。學生從自己的觀察入手，發展基本的物理概念，使用並解釋不同的科學表達方式，建構具有解釋和預測功能的模型。所有單元設計都有明確的目的，發展學生的科學推理技能，提供將科學概念、表達方式和模型與實際問題建立聯系的實踐活動。 在探究過程中幫助學生建構知識的教學策略方面的研究也有了一定成果。下面僅舉一個典型的例子，說明如何在教學過程中將科學探究與知識的建構統一起來。尼德若（Niedderer，1987）通過對1619歲的學生的研究，提出了一種以新科學哲學為基礎的教學策略。其目的不是用科學理論代替學生自己的觀點，而是讓學生以探究的方式了解科學理論和自己的觀點，並通過比較日常思維與科學思維的差異來達到學習科學概念的目的。這個策略包含以下六個階段： 1．准備：教學干預之前的過程，包括准備儀器和相關概念。 2．開始：提出一個開放性問題。 3．實施：包括下列內容：提出問題或形成假設，設計和進行實驗，觀察，理論討論，總結發現。 4．對結果進行討論：全班討論。 5．與科學的結論進行比較：把學生的發現與相似的歷史上的理論或者現代觀念進行比較，找出不同之處，並討論產生這些差異的原因。 6．反思：鼓勵學生回顧實施過程，並思考出現的特殊問題或困難。 這種教學策略的後三個步驟體現了科學知識的社會建構過程，將學生、教師、科學家視為一個大群體，學生通過探究只能得出個別結論，而不是普遍性的結論。通過與科學的結論進行比較和反思，將學生個體或小團體的認識發展為一般的認識，從而達到在探究過程中發展科學思維和建構知識的統一。 四、科學探究能激發學生學習物理的內在動機，使學生有效地學習物理 物理課程難教又難學，老師的教與學生的學之間存在差異，這是國際物理教育領域面臨的共同難題，表明傳統的教學方式不能幫助學生有效地學習。許多研究者關於探究式教學進行了大量研究，結果表明，探究式教學比較符合學生的認識和發展過程。在物理教學中，科學探究將物理學科的探究本質與學生學習的探究過程有機地統一起來，體現了物理教學的本質特徵。學生從原有的認識出發，積極參與尋找解釋和答案的過程，真正成為探索物理世界的主體。它與啟發式教學有著本質的區別，啟發式仍然將教師放在主體地位，學生要*教師來啟發，因此往往造成啟而不發的局面。 科學探究可以激發學生學習物理的內在動機，充分發揮學習的潛能。在探究過程中，學生要明確研究的問題，自己收集和分析信息，做出假設或預測；要在老師的指導下，在共同討論證據、比較結論以及把自己的結論和科學知識進行比較和建立聯系的過程中，獲得新的觀點和新的思維方式，主動地構建、修正或放棄自己原有的認識和解釋，從而擴展對科學的理解和認識。這個過程涉及到深層次思維過程結構的重組和元認知意義上的建構，可以提高學生的質疑、推理和批判性思考的能力，增強他們對自己學習的控制和責任感，從而更加有效地學習物理。 探究式教學不僅在西方國家有較長的歷史和相關研究，在我國的台灣和香港也已經有了多年的實踐。在我國的物理教學改革中，也有不少教師在嘗試探究式教學，並取得了一定的成效。但由於受到課時的限制和應試教育的壓力，高中物理課堂教學改革受到一定影響，但研究性學習和課題研究的開展在教師觀念轉變和經驗積累兩方面都起到了一定作用。 五、對高中物理教學改革的建議 雖然學生學習科學的本質具有共性，國外和港、台的有關研究成果可供我們借鑒。但教學過程是一個非常復雜的過程，受多種因素的影響和制約，其中社會環境、文化背景和學校條件等因素也是不可忽略的，而正是在這些方面，我國與發達國家存在較大差異。從我國目前的情況來看，發達地區與不發達地區之間、重點中學與普通中學之間也存在很大差異。探究式教學作為一種現代物理教學模式，應作為我們教學改革和發展的方向，但不可能一步到位。在目前條件下，用科學探究的思想指導物理教學改革應當是可行的，關鍵在於教師對於探究性教學的認同和對於有效的物理教學的責任感，同時，教師自身對科學探究的理解和引導學生開展科學探究的能力也是非常重要的。 教師可以根據學校和學生的實際情況，將科學探究作為物理教學的指導思想，從以下三個方面入手，逐步改變傳統的教學模式，向探究教學的方向發展。第一，將科學探究的思想體現在具體的教學方式和方法之中。教師應把握科學探究的本質，而不是將其形式化和程式化。例如，教師的講授作為一種具體的教學方法，既可以變成滿堂灌式的知識傳授，也可以體現科學探究的思想，作為探究式教學的補充。關鍵在於教師在何時使用這種方法以及如何使用。第二，就像科學家的探究過程一樣，學生的探究方式是靈活多樣的，而不是一整套具體的模式和程序，教師應注意啟發學生探究的積極性，培養他們自主探究的意識和能力。第三，科學探究並不一定需要裝備良好的實驗室，教師要想辦法利用生活中的低成本的物品，因陋就簡引導學生開展探究活動。 這樣，用科學探究的思想指導物理教學就存在著多種教學方式，學生動手實驗是其中一種重要的方式，但不是惟一的方式。任何物理教學內容都是科學探究過程與結果的統一，都是一個發現和提出問題直至問題解決的過程，只是在以前的教學中忽視了作為過程的科學探究方面，常常將科學的結論直接告訴學生，讓學生理解和運用，使科學的過程與結果分離開來。用科學探究的思想和觀念指導物理教學，教師首先要創造一種探究學習的課堂氛圍，使學生逐步體驗和認識到，學習物理就是在教師的引導和幫助下不斷探索周圍的物質世界，不斷發展自己的認識和探究能力，形成科學的思維方式和行為習慣的過程。教師要從科學發展的角度認真研究教學內容，分析科學家提出和解決問題的研究方法；在充分了解學生的原有認識和思維方式的基礎上，從學生發展的角度把握每一個重要物理問題的提出、研究和解決過程，針對學生的實際將大問題分解成小問題，最後轉化為學生感興趣而又能夠解決的問題。給學生提供研究所需的儀器、數據或資料，引導學生用科學的研究方法和思維方式來探究問題的答案，嘗試自己解決或通過合作學習解決這些問題。在學生遇到困難時，可以採用多種方式（如多媒體教學等）展示或重現物理學家的探究過程和思想方法，給學生以啟迪。在這個過程中，引導學生主動尋求和建立知識之間的聯系，自主建構對物理世界的認識。只有這樣，物理課程標准提出的三維目標才能在學生身上真正實現。
8. 如何運用物理實驗進行有效的探究性教學
如何在物理教學中有效運用實驗研究來加深學生對物理知識，的理解與認識，是許多物理教師共同想要探究的。如何將物理理論穿插在物理實驗中，如何將物理理論與實驗課聯合起來，本文通過對高中物理實驗課現狀的分析，研究了高中物理實驗課的有效教學策略，指出實驗課在物理教學中起到的現實性意義。
1 高中物理實驗課教學要注重培養科學精神
由科學性質決定且在整個科學活動之中貫穿的基本的思想狀態和思維方式就是我們平常所說的科學精神，他的具體表現形式為：探索創新精神、求實證明精神以及敢於懷疑的精神。在具體的高中物理實驗過程中，學生要注意對實驗數據的收集記錄，明白實驗數據對整個實驗教學的重要性。在對多次實驗數據的分析基礎上進行不斷的論證，不要把實驗結果帶到實驗過程中從而影響對數據的記錄描述等，這就需要探索創新精神。在進行了對數據的比較分析的基礎上得出實驗結論，進行推理證明，一旦沒有如實記錄實驗數據，也就得不到正確的實驗結論，因此，需要學生的求實證明精神。在實驗探究活動中一定要注意哪些存在而沒有解決的矛盾，從吸取經驗教訓，對物理探究方案進行改進。如果假設的物理實驗結果與實際實驗研究結果不相符，這就需要高中學生的分析精神以及懷疑精神，可以是對實驗教材的懷疑，也可以是對實驗方案的正確性的懷疑。因此，科學精神在高中物理學實驗課程中非常重要。高中新課標下的物理實驗課程要求學生進行探究性物理實驗，這與傳統實驗有本質的區別。這種實驗的實驗結果是未知的，這種實驗結果的未知性更能激發學生的興趣。需要教師引導學生從實驗原理到過程再到結果來進行實驗，整個實驗過程需要學生的主動性，實驗過程中能夠充分發揮學生的創造性以及創新精神。
2 高中物理實驗課教學要提倡學生的合作與交流
為什麼提到合作與交流？高中物理實驗不是學生獨自一人就可以完成的實驗，這個實驗需要很多同學的參與。大家必須齊心協力、分工做好自己應該做的事，共同觀察實驗過程中發生的現象；記錄並整理實驗數據，最後通過整個小組的分析討論來得出實驗結論。畢竟一個人的知識是有限的，且一個人的注意力也是有局限的，因此，交流就非常有必要。合作與交流在實驗過程中非常重要，很多世界聞名的大科學都是通過別人的實驗研究得到了啟發，從而在特定的領域做出了非常大的貢獻，比如法拉第通過奧斯特發現的磁效應用得到了啟發，開始對由磁產生電進行研究，從而發現了著名的電磁感應定律。通過交流合作不僅能幫助自己快速理解實驗結論還能彌補自己實驗研究中的不足，比如戴維遜曾將發現的電子被散射後出現的衍射干涉現象認為是鎳靶中出現了晶體的原因，但當他知道德布羅意的波理論後，才恍然大悟，明白這個可能與電子的波動性有關。因此，在高中學生的物理試驗中，合作和交流非常重要。畢竟每個學生由於其知識掌握程度的差異以及觀察問題的思維角度的不相同等，對同樣一件事物就會有不同的看法，這個時候，物理教師一定提倡他們將自己的不同看法表達出來，經過大家的討論，指出實驗中的錯誤或者邏輯上的錯誤，取長補短，達成一致結論。
3 高中物理實驗課教學要做到開放、靈活
要想讓學生更好的通過直觀形象的方式來理解物理學理論知識，最好的方式就是讓他們多動手做實驗，通過親自動手做實驗、記錄並且觀察得出結論以加深對知識的記憶力。那麼僅僅通過課上的物理實驗課程是遠遠不夠的，畢竟物理課堂時間有限，不能夠滿足每位學生對實驗的認識要求。因此，要開放實驗室，要學生在課後時間進行自主實驗研究，將實驗教材的作用發揮到最大化，鼓勵高中學生自主進行實驗研究，這樣做還有利於學生對實驗器材的接觸認識了解等。當然，筆者這里指的開放性不僅僅指的是實驗室的開放性，還指的是實驗研究內容的開放性。高中物理新課標對實驗的具體操作方法並沒有進行嚴格要求，甚至一些探究性活動的結論都不是唯一的。研究內容的開放性就使得高中學生對實驗的研究方法的靈活性選擇上得到了可能。教師可以在具體實驗過程中，引導學生進行實驗方案的設計，鼓勵學生提出更多可能合理的實驗方案，實驗過程中通過觀察分析，最後得出實驗結論，並對隱含在實驗中的原理進行深入理解。教師還可以鼓勵學生利用身邊的器材做實驗，可以是學習過的理論知識，也可以是未知的研究，這樣不僅能夠加深學生對物理知識的記憶還能引發學生的興趣，喜歡自己動手探索，動腦思考，從而愛上物理這門課程。
結語
物理實驗課程是對物理理論課程進行理解的基礎，在高中學生在進行物理實驗課程時，教師一定要注重有效引導學生，拓展學生的思維空間，提高學生的自主動手能力以及觀察、思考、總結能力，鼓勵學生在實驗中多進行有效合作與交流，培養學生敢於質疑、勇於創新的精神。教師要倡導學生對實驗結論提出不同的看法，為再次實驗研究做准備。在實驗中，教師要對實驗過程中可能出現的問題進行預測，及早備案，以便做好引導工作。
9. 如何在高中物理課上實施探究性學習力
1 激發興趣是培養能力的前提
要想使學生學好物理，必須是學生有興趣學，最終在興趣的驅動下提升物理學習能力，實現有能力學.興趣是推動求知的一種內在力量，可以產生強大的學習動力.有了學習物理的興趣，就會自覺地去提高學習物理的能力.因此提高教學質量的關鍵在於激發學生的學習興趣.偉大的教育學家第斯多惠說過：「教育的藝術不在於傳授本領，而在於激勵、喚醒、鼓舞」.怎樣才能做到激勵、喚醒、鼓舞，很重要一點就是要激發學習的興趣.日常教學中我們可以從以下幾個方面入手：
1.1 精心設計導入環節
導入新課是課堂教學首要環節，精心設計的導入，猶如戲劇的序幕，可以在學習新課一開始就引起學生的注意，激發學習的興趣，形成一個良好的學習氣氛.所謂「良好的開端是成功的一半」，如果導入新課時就能抓住學生的注意力，那整個教學過程就有了一個好的開端.在導入新課即將完成時，除了激發學生學習的興趣外，另一個任務是讓全體學生了解本節課的學習目的，這樣的課堂才能樂而不散.
1.2 注重情境的創設
以前的非生命化課堂教學以學生盡可能多地掌握知識為終極目的.情感、態度與價值觀等培養目標形同虛設，試想：自我感覺皆已喪失，那麼，對他人、對社會的關愛又從何談起？這樣的教學談何價值？因此，當今的生命化課堂教學追求人格心靈的完整、個性的發展和情感與興趣的滿足.通過課堂互動，師生雙方達到共識、共享、共進的境界.正因為如此，精心創設課堂情境，激發學生的學習興趣更顯得尤其重要，使學習活動成為學生主動進行的、快樂的事.
1.3 優化教學手段
隨著社會信息量日益增大，教學手段日趨現代化，陳舊的教學觀念和教學形式已不能適應現代化教育的要求.多媒體技術的發展、運用和推廣，為中學物理教學手段的現代化和變革提供了前所末有的機遇.多媒體計算機使圖、文、聲、像集於一體，使教學內容形象生動，富有感染力，充分地激發了學生的學習興趣.
2 做好學法指導
有效的學習必須是有序的學習，學生對物理問題的理解以及學習經驗不如我們教師，我們在學生學習的過程中應該做好助手，給予其學習方法上的指導.
2.1 做好課前准備
除思想上和文具上的准備外，還有更重要的實質上的准備：課前預習.每一個人的基礎不一樣，准備不會千篇一律，但大致包括兩方面內容：一是復習上節課所學過的內容，二是預習熟悉新課內容.復習要抓重點，預習不是看小說，要注意新課疑難問題，帶著問題去聽老師講課.
2.2 上好每一節物理課
如何才叫上好每節課呢？筆者認為應該引導學生有節奏地處理每個學習環節，可以從如下幾個方面著手：
（1）通過本節課想一想我學會了什麼？我掌握了哪些知識？
（2）處理好聽課和筆記的關系；聽好課是主要環節，筆記是只需記下簡單的關鍵詞語和圖形即可，抄黑板不是筆記的目的，而是為課後的復習提供依據.
（3）處理好聽課和思考的關系；以聽課為主，沒有聽懂的暫不要思考，課後向同學或老師請教.
2.3 搞好復習
及時地復習有助於知識快速、穩固地納入知識體系，首先明白自己在知識能力上的缺陷是什麼，下功夫把最薄弱的部分補上，先重點再一般，及時復習，學會一單元，就系統復習，形成並構建知識網路，達到「熟能生巧」.
2.4 做好作業
（1）在復習知識內容的基礎上作業；
（2）規范解題步驟；
（3）對批改的作業要及時反思和糾正；
（4）通過總結和類比，鞏固知識，最終達到靈活運用知識解決物理問題.
3 強化物理過程教育和思維方法滲透
物理學習過程應該從學科特點出發，我們的教學要強化過程教育，同時注重思維方法滲透，只有這樣才能讓學生在耳濡目染的過程中提升思維能力和自主學習能力，筆者將蘊含物理思維方法的教學過程分為螺旋式上升的三個階段
3.1 從物理感覺過渡到物理知覺
高中物理知識源於人們對生活中和自然中現象的思考，感覺是認識的初級形成，是一切知識的源泉，它屬於認識的感性階段.物理概念、規律的形成都需要經過分析大量的物理現象及物理實驗的驗證，才能使其感知主體，形成對物理過程的整體認識.
例如，在學習自由落體時，重的物體下落快，輕的物體下落慢！就是觀察後的一種感覺，繼續觀察，完全相同的2張紙，一個揉成團，一個平攤下落，結果下落時間不一樣.那麼，對物體下落有了新的認識，從感覺到知覺的過渡，融入了自己的思考和猜想.
思考：下落時間與質量似乎沒有關系，那麼是什麼導致了平攤著下落時間變長了呢？是什麼因素導致的呢？很自然地理解這是因為空氣阻力的緣故.
猜想：如果不計一切阻力，物體自由下落，那麼情況又該如何呢？
物體將只受重力，加速度相同，落地時間一樣.
3.2 從物理知覺過渡到物理表象
在物理學習過程中，學生形成了物理知覺，則其大腦開始對客觀事物或物理現象進行初步分析和綜合，這是學生開始用物理思維的一個重要一環.有了物理知覺由此出發，結合自己頭腦中原有的物理概念和經驗，通過抽象可以實現由物理知覺向物理表象的過渡，即用物理語言抽象地概括物理知覺，不過這一過程還屬於感性認知階段，仍屬於人們對事物直觀特徵的一種心理反映，不過有了具體的表象，為接下來的思維的發展和形成物理概念和規律，搭建了平台. 3.3 從物理表象到抽象思維
對於學生的學習而言，表象雖然已經有了一定程度的抽象，但是對於物理概念而言屬於非本質的東西，僅僅靠表象，我們很難發現最為本質的物理規律，即需要我們學生用理性思維，去思考表象背後最為本質的東西，實現感性認識到理性認識的升華，最終建立正確的概念，發現更為精確的規律.實踐經驗表明，只有這種由現象到本質的分析研究，才能形成正確的認識.
4 高度重視演示實驗
4.1 藉助演示實驗豐富學生感性認知
高中物理教材中物理概念比較抽象容易混淆，學生普遍感到物理「難學」，演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點.課堂演示實驗比生硬的講解概念更能豐富課堂氣氛，同時能為學生在形成物理概念得出物理規律前營造出活生生的物理情景，使學生感受更深.所以我在教學中，必須高度的重視演示實驗.
例如「微小形變」學生缺少感性認識，用玻璃水瓶進行演示時，可把硬玻璃瓶給學生擠壓，讓他們事先感覺在手壓力的作用下，憑眼睛是無法察覺是否發生形變，順勢利導假想堅硬的玻璃換為軟礦泉水瓶會有什麼變化？激發學生的求知慾，學生爭先恐後的思考容器的體積發生變化課堂氣氛就活躍起來，提示體積變化不大該如何放大？指導學生在水瓶瓶塞中塞入一根內徑約1 mm左右的玻璃管，再擠壓玻璃瓶，演示台前面學生能較清楚的發現玻璃管水柱上升，但後排學生不易發現.進而再引導學生思考在瓶中滴些紅色水，並在玻璃瓶後用白色紙屏襯托的方式明顯的再現玻璃瓶在外力作用下容積的變化.
4.2 藉助實驗培養學生思維嚴謹性
實驗都要用嚴謹的科學態度進行對待，特別是我們電學的一些實驗，只有規范的實驗操作才能得出正確的實驗結果.
例如：在「研究閉合電路歐姆定律」中，我們在做演示實驗之前就必須做好充分的准備，實驗時，要在理解電路的基礎上，考慮安全、操作和讀數方便，先安排好儀器再接線路.接線時，先連主迴路，再連其它部分，電源先不要接入，開關也要斷開.電路連好後要仔細檢查：電路連接是否正確，各滑動變阻器的阻值調到最大.接通電源，合開關時應採用躍接法（輕合開關立即斷開），同時觀察各儀表是否正常，一切正常時再緊合開關，開始實驗.實驗完畢後，將儀表調到安全位置，斷開開關，拔下電源插頭，拆線時先拆電源，將儀表導線整理好.