探究式教学基于学生思维发展的策略研究

-----“电磁感应中动力学与能量问题”展示课回眸

摘要：探究式教学体现了以人为本的精神，而物理学科是一门实验为基础的学科，是培养学生探究能力的主要学科。作为这一战场上的统帅，物理教师积极实施探究式教学，更好地促进思维的发展。本文以“电磁感应中动力学与能量问题”展示课为例，复习回顾旧知识，寻找适合学生自己的解题思路，促进学生思维发展；借助课堂例题练习，培养学生自主分析解决问题的能力，提升学生独立性思维；学生自己展示运算结果，教师寻找亮点并生成教学资源，形成灵活性课堂；学生在错误中反思，教师在其中找到闪光点，有批判性的促进思维的发展；学生学会应用所学知识，解决各类实际问题，体现思维发展的创造性。

关键词：探究式教学；思维发展；独立性；创造性。

一、探究式教学的内涵

探究式教学法作为一种学生课堂中的学习方式，它的内涵是让学生在课堂、生活中能够通过阅读、观察、实验、思考、讨论等方式去提出问题、探究问题和解决问题，逐步培养学生收集和处理知识信息的能力、自主学习探究的能力、分析和解决问题的能力、创新和实践的能力。探究式教学的指导思想是以学生为主体，教师采用各种开放性的教学手段与方法去指导学生研究各种客观事物的属性，从中找出规律，形成学生自己的认知和概念。

二、探究式教学促进学生思维发展的有效策略

下面以笔者所上的高三第一轮复习中“电磁感应中的动力学和能量问题”展示课为例，具体阐述如何在习题课中采用探究式教学从而促进学生的思维发展。

2.1创设情境，激发学生自主探究的欲望

例题引入

如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO₁O₁'O'内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d₀，现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计).

问题：试分析讨论棒ab在到达OO₁前的运动情况.

问题：试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况.

提出问题后能让学生有充分的时间去思考问题，并且这两个问题也是循序渐进，引导学生从对ab棒的受力分析开始，准确分析运动导体在各个不同阶段的受力，特别是当导体棒进入磁场后所受的安培力。引导学生发现由于安培力大小与导体棒的运动速度有关，所以当导体棒的速度不同时它所受的安培力不同，从而又会使导体棒所受的合力有不同的情况，从而导致其在磁场中的运动会有多种情况。多种情况的问题往往能激发学生探究的兴趣，调动学生主动学习的积极性、参与性和实践性。

2.2注重学生之间的交流与合作

    如上述问题“分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况”，由于受安培力大小不同，导体棒的运动情况会有多种，在有限的时间内没法做到一个人就把问题想的透彻，这是就需要学生之间开展交流与讨论。在讨论中，探究者之间不同的观点就可以更好地引发探究者更深入的去研究这个问题，在互相的质疑中激起彼此的灵感促进彼此建构新的假设和更深层的理解，从而探究者能够不断完善自己的答案。
    教师在习题课上需要创造良好的合作交流的氛围，引导学生开展讨论，使学生能发表自己的探究方法与成果，能把自己的观点与其他人的进行客观的比较与判断，从而能从不同角度入手不断改进与完善自己的学习经验，正确理解所获得的知识。

2.3 教师的“引导”作用

探究式教学是指整个实践与研究中要充分尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动作用，注重学生的自我发展和互相启发。强调学生的主体地位和主动性同时，提高对教师的要求。教师应成为物理探究活动的设计者和活动过程的引导者与组织者。

案例分析2：一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h₁=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动,线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？

本题中要求线圈中产生的焦耳热，由本题条件可知，线圈在进入磁场过程中有焦耳热产生，而在完全进入磁场之后，磁通量没有发生改变，故而没有感应电流，即没有焦耳热。教师需要在学生审题完毕之后，引导学生从感应电流的产生条件出发，探究过程中是否存在焦耳热。

对于本题中焦耳热计算，学生已学知识出发，可以有三种求解方法：(1) 利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。(2) 利用能量守恒求解:其他形式的能的减少量等于产生的电能。(3) 利用电路特征来求解:通过电路中所产生的电能来计算。以往的教学模式中的学生往往是完成题目为目的，从而只会使用其中某一种方法进行求解，当然不同的学生擅长的求解方法不同，在这里笔者就在学生做题的过程中，时刻关注学生，挑出了三位学生的答题过程，分别对应了三种方法，进而引导学生去探究问题：这三种方法在遇到不同的问题时，是否都适用？

2.4 创设问题情境，合理提出问题

在习题课教学中，问题的建构能使整堂课的探究氛围浓厚。一个好的问题建构应该是一个构成，而并非一个独立的提问。如上述提到的案例分析2中，我在本堂课中的问题建构过程大致为：

1.解决本题的关键在于题干中的哪一句话？

答:当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。

2.匀速运动的含义是什么？

答：说明线框受力平衡。由此引导学生对其进行受力分析。

3.线框所受的安培力与重力的关系？

答：结合受力分析，物体受到竖直向下的重力与向上的安培力，由于物体做匀速运动，其安培力与重力相等。

4.列出安培力与重力相等的式子后，现在需要计算磁场磁感应强度B，还缺少什么量？

答：缺少线框此时的速度。

5.速度又该如何计算呢？

答：线框在进入磁场之前在做自由落体，可以根据其位移计算出此时速度。

……

笔者在设计这一连串的问题时，做到了①紧扣本节课的主题，有目的性的提出问题；②提出的问题不能脱离学生的知识水平，但难度上应逐步提升；③提出的问题应做到的是启发学生，而不是把知识灌输给学生；④问题的提出要能帮助学生打开思路，在探究的同时使学生的创造性思维得到一定的发展与提升。

2.5 换一种角度看问题，发展学生创造性思维

当本堂课的所有习题任务都完成之后，鼓励学生从头开始，再次从问题中找到与众不同的新方法，新见解，新思路，新结论……如运动学问题可以使用图像去解决，能量问题中选取不同的起止位置等等。帮助学生的思维向“质疑、奇思、创新”的方向发展，在探究式的课堂中帮助学生树立自信心，激励学生主动创新。

三、结束语

从这节展示课的准备、磨课、完善教学设计、上课到评课的整个过程中，让我了解到高中物理教师坚持在物理课堂上使用探究式教学方法，必须要能够在课堂上尽量启发和尊重学生的主观能动性，能够在一定程度上激发学生学习高中物理知识的热情，能够促进学生在学习高中物理知识的参与意识，可以极大的激发高中生在高中物理课堂上的主观能动性，让学生的思维得到进一步的发展。完整的探究式教学耗时较长，笔者在这方面还需要不断探索、不断努力、不断实践。

参考文献

[1] 冯艳云. 高中物理习题课探究式教学设计与实践[D]. 西北师范大学, 2005.

[2] 何慧. 《应用动力学和能量观点处理电磁感应问题》的教学案例[J]. 考试周刊, 2015(74):150-151.