关注物理探究过程 创新多元探究方法_初中物理探究探究方法

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关注物理探究过程 创新多元探究方法

摘要：本文以“探究改变摩擦力大小的方法”这节课为例，提出如何关注探究过程与方法，拓展探究思路，培养学生自主探究能力和创新能力。

关键词：探究过程；探究方法；创新

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)11(S)-0010-3?おお?

《初中物理新课程标准》强调：“新课程物理教学必须使学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，培养科学的探究精神、实践能力与创新意识。”现行初中物理新教材的编写践行着这一基本课程思想。在教材的每个章节内容中提供了相应的物理探究活动，旨在让学生在学习过程中拓展探究思维，创新探究方法，提高探究能力；让学生在掌握并应用物理知识及有关规律的同时，更要经历探究物理知识产生的过程，并学习科学探究方法。??

一方面，教师应充分利用好现有的物理实验器材，有效组织探究活动的开展；另一方面，则要拓展思维，因陋就简地开展多种形式的探究活动，以培养学生的自主探究能力。在探究活动中，教师还应有意识地发挥其认知指导、方法引导等作用，让学生有目的地开展实验探究。下面以初中物理苏教版中“探究改变摩擦力大小的方法”这节探究性教学为例，谈谈笔者的教学实践过程及认识体会。??提出问题，鼓励学生大胆猜想假设??

在探究活动开展之前，教师应该让学生对探究活动做必要准备，即引导学生对生活中与摩擦有关的一些实例进行观察和体验，从而对摩擦力有初步的认识和了解；然后通过指导学生阅读、理解教材中的“信息快递”，让他们知道：用弹簧测力计拉动物体在水平面上作匀速直线滑动时，测力计的读数大小就等于物体受到的摩擦力大小。??

在此基础上，围绕“摩擦力大小的改变可能跟哪些因素有关”的问题，教师鼓励学生积极思考、大胆猜想。根据学生对日常生活中有关摩擦现象的观察和体验，从而得出以下几种猜想：??

（1）摩擦力的大小改变和接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力就越大；??

（2）摩擦力的大小改变与物体对接触面的压力有关，物体对接触面的压力越大，摩擦力就越大；??

（3）摩擦力的大小改变和物体间的接触面积有关，物体间的接触面越大，摩擦力就越大；??

（4）摩擦力的大小改变和物体是否与作滑动或滚动有关，物体由滑动变成滚动时，摩擦力就会变小。??

在学生得到上述几种猜想后，教师还可以引导学生思考是否还有其它方法能改变摩擦力大小，比如改变物体匀速直线滑动的速度大小时，摩擦力大小是否会发生改变等。??设计实验方案，明确探究过程，有效组织探究活动??

学生在形成猜想后，怎样才能证实上述几种猜想是否正确呢？经过讨论知道：必须通过实验探究来进行验证，观察探究结果与猜想结论是否吻合。接下来，师生共同面对的任务是如何设计实验探究方案，包括选择什么方法、选用什么器材、采取哪些步骤、收集哪些数据、如何分析论证等活动。由于初二学生是初学物理，对上述方面知识与技能的积累相对较少，存在一定的困难，这时教师对探究活动具体方法的引导就显得十分重要。教师要组织学生先以学习小组形式展开互动讨论，然后全班学生再讨论交流，从而形成明确、统一的实验探究方案。??

例如，可设计如下探究方案：第一，可采用控制变量法，在上述几种可改变摩擦力大小的因素中，分别突出对某个因素的实验探究。第二，对某个突出因素的探究，结合教材P50中所提供的实验器材引导学生有针对性的加以选用。第三，根据每项探究活动设计实验记录表格，并收集实验数据。第四，分析交流实验数据并归纳论证，从而得出探究结论。??

确定了探究方案，学生就比较容易进行具体探究实验的操作。??

探究活动一：探究接触面的粗糙程度对改变摩擦力大小的影响作用，控制物体的压力大小和接触面积大小不变。??

实验器材选用：弹簧测力计、木板、木块、棉布、毛巾。??

实验表格设计及数据记录：??

用弹簧测力计分别拉动木块，使其在木板、棉布、毛巾上作水平方向的匀速直线运动，观察弹簧测力计每次的读数，即为对应的摩擦力的大小，并记入实验表格。??

数据分析比较：经过对实验表格中记录数据的分析比较，可知道接触面变得越粗糙，摩擦力就越大。??

探究活动二：探究物体压力大小对改变摩擦力大小的影响，控制粗糙程度和接触面积不变。??

实验器材选用：弹簧测力计、木板、木块、钩码若干。??

实验表格设计及数据记录：??

用弹簧测力计拉动木块在木板上作匀速直线运动，观察测力计读数，即为摩擦力的大小，并记入实验表格。连续两次分别在木块上加压钩码，再拉动木块，使其作匀速直线运动，分别观察两次弹簧测力计的读数大小，记入实验表格。??

数据分析比较：根据对表格中摩擦力大小数值的比较，可知道摩擦力的大小随着压力的增大而增大。??

探究活动三：探究接触面积大小对改变摩擦力的影响，控制粗糙程度和压力大小不变。??

实验器材选用：弹簧测力计、木板、木块。??

实验表格设计及数据记录：??

用弹簧测力计分别拉动木块（平放和侧放），使其在木板上作匀速直线运动，观察这时测力计每次的读数，即可知道摩擦力大小，并记入实验表格。??

数据分析比较：根据对摩擦力大小数值的比较，可知道摩擦力的大小与物体平放或侧放时的接触面积大小无关。??分析交流实验数据，归纳论证并总结??

在完成上述这一系列探究活动后，教师继续指导学生对相关的实验数据进行分析比较、论证归纳，使他们初步知道影响摩擦力大小的各种因素，接下来教师引导学生深入探究下面两种情况下摩擦力大小改变的情况。??

（1）用弹簧测力计拉动木块由匀速滑动变成滚动时（启发学生在木块下面垫上圆珠笔芯或铅笔）的摩擦力大小改变情况，学生比较容易得出结论：物体滚动时的摩擦力比匀速滑动时的摩擦力大大减小。??

（2）用弹簧测力计拉动木块在不同倾角的木板上作不同速度的匀速直线运动，观察测力计的读数，记录后比较得出结论：摩擦力大小跟物体作匀速直线运动的速度大小无关。??

在对上述几种探究活动归纳形成正确结论后，教师还可以让学生充分想象、感知生活中利用改变接触面粗糙程度以及压力大小来改变摩擦力大小的各种实例，从而加深学生对影响摩擦力大小因素的理解。这样就更容易让学生归纳总结出：滑动摩擦力的大小只跟接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力大小有关，而跟物体的接触面积无关，而且接触面越粗糙、摩擦力就越大；压力越大、摩擦力就越大。??

经历了上述过程，不仅让学生验证了在活动开始时产生的各种猜想是否正确，更重要的是让学生掌握了探究改变摩擦力大小的思路和方法。选择探究方案、选用器材、设计实验、实验操作、收集数据、分析论证、归纳总结这一系列环节都经过师生合作互动、讨论交流完成，学生的探究能力在实践活动中得到了培养和提高，这正是本节课的重点，也是新课程关注学习过程和方法的重要体现。??拓展探究思路，创新多元探究方法，培养学生自主探究能力??

在对改变摩擦力大小方法的探究活动中，应充分利用实验器材，通过学生分组互动探究，或者师生合作演示探究，达到探究教学的目的。??

然而对于实验器材比较匮乏的少数乡村学校而言，物理老师如何开展实验探究去验证猜想假设呢？这就要求教师在自身教学经验的基础上充分发挥教学智慧，创造性地指导学生拓宽探究思路和方法，充分利用教室里的或学生手中的一些简单而方便的物件，开展实验探究活动，来验证猜想。比如没有弹簧测力计，我们可以用具有相同性质的橡皮筋来替代，没有木块可以用黑板擦来代替（黑板擦的正反面可以改变接触面的粗糙程度，它的平放和侧放亦可以改变接触面积的大小），没有钩码可用一些书籍或文具盒来替代，没有木板可直接使用课桌面。??

对于橡皮筋的使用操作，教师可指导学生用手中的塑料直尺先测量橡皮筋处于自然状态时的长度（记下数值），再把橡皮筋和直尺配合使用。然后再按照上述所设计的几种探究活动方案逐一开展探究实验。??

探究活动一：探究摩擦力的大小改变与接触面粗糙程度的关系。?お?

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如上图，用细线把黑板擦栓好并系在皮筋上，拉动皮筋随直尺一起匀速滑动（探究前可让学生观察黑板擦的正反面粗糙程度明显不同）。先把黑板擦包有铁皮的光滑一面平放在水平桌面上，然后拉动皮筋使黑板擦作匀速直线运动，观察并用直尺测量此时皮筋的长度，并记下数值大小，填入实验表格。然后再把黑板擦粗糙的棉毛一面平放在桌面上，同样拉动皮筋使黑板擦作匀速直线运动，用直尺测量皮筋的变化长度，记下数值大小。此时引导学生比较黑板擦先后两次滑动时皮筋长度的变化。不难发现，当拖动粗糙一面滑动时，皮筋的长度变化量大，表明受到拉力越大，即得出了接触面越粗糙，摩擦力就越大的结论。??

探究活动二：探究摩擦力大小改变与物体的压力大小关系。??

演示用皮筋拖动黑板擦的粗糙一面在水平桌面上做匀速直线运动，把课本或文具盒先后两次加在黑板擦上，观察此时拉动黑板擦匀速滑动时皮筋的长度变化，并用直尺测量。通过观察发现，增大了压力后，皮筋的伸长量明显变大，然后指导学生思考黑板擦受到的摩擦力发生了怎样的改变，物体压力对摩擦力改变有什么影响，学生很容易分析归纳得出结论。??

探究活动三：探究摩擦力大小改变与物体间接触面积的关系。??

将黑板擦分别平放和侧放在水平桌面上，用皮筋拉动黑板擦在水平桌面上作匀速直线运动，观察皮筋的长度变化并用刻度尺测量，比较分析得出结论：皮筋的伸长量没有改变。这就证明了黑板擦受到的摩擦力与它和水平桌面的接触面积没有关系。??

利用探究活动三，同样还可以得出“黑板擦作滚动时的摩擦力比其滑动时受到的摩擦力要小得多”和“黑板擦作匀速运动的速度大小改变对摩擦力大小改变没有任何影响”的结论。??

分析归纳：根据上述探究活动，师生经过讨论交流，仍然可以得到结论：滑动摩擦力大小跟接触面的粗糙程度和物体的压力大小有关，而和接触面积无关，并且接触面越粗糙，摩擦力越大，物体的压力越大，摩擦力就越大。??

在上述三个探究活动中，我们针对实验器材缺乏的情况，就地取材让学生经历探究活动，同样达到了验证各种猜想正确与否的效果。需要指出的是，我们在这里不仅仅讨论如何解决实验器材缺乏的问题，更重要的是培养学生在分析问题、解决问题中如何去拓展多元思路、创新方法，并不断提升学生自主探究创新能力，这比完成一个实验操作更为重要。

(栏目编辑赵保钢)