探究教學(xué)是高中物理新課程中引入的一種新的學(xué)習(xí)方式，其中對物理習(xí)題的探究是教學(xué)中最常見、最直接、最不容忽視的形式，學(xué)生通過對習(xí)題的探究，改變了學(xué)習(xí)方法，豐富了學(xué)習(xí)生活，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生形成了良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，鍛煉了學(xué)生的物理思維能力，提升了學(xué)生的物理素養(yǎng)。因此課堂應(yīng)當(dāng)高度重視習(xí)題的探究教學(xué)。

1 背景探究——挖掘知識背景，感受物理文化

教育家贊可夫說：“要以知識本身吸引學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生感到認(rèn)識新事物的樂趣，體驗(yàn)克服困難的喜悅?！蔽覀兣龅降挠行┝?xí)題往往有深刻的物理文化背景，通過物理背景的挖掘，可促使學(xué)生充分感受物理文化的魅力，從而激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。

例1 已知汽車質(zhì)量為m，行駛速度為v0，汽車安裝有防抱死剎車系統(tǒng)（ABS），制動(dòng)力恒為f。設(shè)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為t0，問駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到完全停車，共經(jīng)過多少距離？

這個(gè)題目本身并不難，學(xué)生很快就可以得到題目結(jié)論：s=v0t0+mv202f 。

過去我們講習(xí)題，可能就到此罷了，學(xué)生錯(cuò)誤也不多，很快就過去了，但在新課程的實(shí)施過程中，對照我們的三維目標(biāo)，回頭再審視本結(jié)論，似乎還能再發(fā)現(xiàn)點(diǎn)什么、再講點(diǎn)什么、使學(xué)生再能學(xué)點(diǎn)什么，聯(lián)想一下我們的交通法規(guī)，試問學(xué)生在安全行使中我們應(yīng)注意什么，交通法規(guī)禁止了什么，同學(xué)們都能回答要“三禁”，老師緊接著問：我們能否通過對這一結(jié)論的分析，利用物理學(xué)原理來解讀一下為什么要“三禁”呢？同學(xué)們很快就發(fā)現(xiàn)：因?yàn)橛衜（質(zhì)量） ， 所以要“禁超載”；因?yàn)橛衯0（ 速度），所以要“禁超速”；因?yàn)橛衪0（反應(yīng)時(shí)間），所以要“禁酒后開車”；因?yàn)橛兄苿?dòng)力（f），所以要有“雨天路滑，謹(jǐn)慎行使”的溫馨提醒；因?yàn)橛袆x車距離（s），所以有“請保持車距”的警示語。這樣，我們不僅強(qiáng)化了交通法規(guī)，也能讓同學(xué)們領(lǐng)悟到物理離我們生活竟是這樣近，體驗(yàn)到物理與生活的親近感，既增強(qiáng)了將物理知識應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐的意識，又激發(fā)了學(xué)習(xí)物理的興趣。

2 題組探究——實(shí)行變式教學(xué)，促進(jìn)知識遷移

不少習(xí)題中，蘊(yùn)含著豐富的內(nèi)涵，若能把它們進(jìn)行挖掘，可以發(fā)現(xiàn)許多規(guī)律性的結(jié)論，因此在課堂中有意識地將相關(guān)問題組合成題組，實(shí)行變式教學(xué)，可以幫助學(xué)生探究物理知識之間的內(nèi)在規(guī)律，促進(jìn)知識的遷移。變式教學(xué)是提高學(xué)生解題能力及整理與歸納能力的重要途徑。

例2 如圖１所示，質(zhì)量為m的木塊A疊放在質(zhì)量為m0，傾角為θ的斜面B上。在水平恒力F作用下，A和B一起沿光滑水平面向左運(yùn)動(dòng)，A、B始終保持相對靜止，試定量分析運(yùn)動(dòng)中木塊A所受的靜摩擦力。

變題1——變換設(shè)問方式

如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A疊放在質(zhì)量為m0，傾角為θ的斜面B上。木塊A與斜面體B間最大靜摩擦力為fm。在水平恒力作用下，A和B一起沿光滑水平面向左運(yùn)動(dòng)，A、B始終保持相對靜止，試求水平恒力的最大值。

變題2——變換題設(shè)條件

如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A疊放在質(zhì)量為m0，傾角為θ的斜面B上。木塊A與斜面體B間接觸面光滑，斜面體與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，為了保持木塊A相對斜面體B靜止，試求水平推力F的大小。

變題3——變換題目題型

如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A疊放在質(zhì)量為m0，傾角為θ的斜面B上。在水平恒力作用下，A和B恰能不發(fā)生相對滑動(dòng)，忽略一切摩擦，則A對B的壓力大小應(yīng)為（ ）。

A.mgcosθ B.Fm(m+m0)cosθ

C.Fm(m+m0)sinθD.mgcosθ

3 方法探究——倡導(dǎo)一題多解，培養(yǎng)思維品質(zhì)

由于受教材的限制，所以許多例習(xí)題往往不能求得最佳的解法。但是在學(xué)生系統(tǒng)、全面地獲得有關(guān)知識后，教師可引導(dǎo)學(xué)生從多種角度對題目進(jìn)行解答，探究題目可能的變化情況及其解決方法，橫向溝通，縱向聯(lián)系，多方位探究不同的解法，擇優(yōu)選解，以培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、靈活性和變通性。

例3 一做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它在兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)所通過的位移分別為24m和64m，若每一時(shí)間間隔為4s，則物體運(yùn)動(dòng)的初速度為_________m/s，運(yùn)動(dòng)的加速度為________m/s2。

思路分析：

解法1如圖2，設(shè)物體通過圖2中A點(diǎn)的速度為初速度v0，加速度a。由題意有：

sAB=v0t+12at2，①

sAC=v0·2t+12a(2t)2。②

將t=4s代入①、②兩式，化簡整理得：

v0+2a=6，③

v0+4a=11。④

由④－③解得：a=2.5m/s2，v0=1m/s。

解法2運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本推論得到的Δs=s2-s1=aT2式，可得到a=s2-s1T2=64-2416=2.5m/s2。再將a=2.5m/s2代入sAB=v0t+12at2中，得到v0=1m/s。

解法3B點(diǎn)速度vB=v0+at，再運(yùn)用

s=v0t+12at2有sAB=v0t+12at2和sBC=vBt+12at2，代入數(shù)據(jù)同樣可以解得：v0=1m/s，a=2.5m/s2。

解法4利用“中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度”得A、B中點(diǎn)時(shí)刻得速度v1和B、C中點(diǎn)時(shí)刻得速度v2，再運(yùn)用v2=v1+at和sAB=v0t+12at2解得v0=1m/s，a=2.5m/s2。

以上幾種做法，溝通了不同知識點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系，達(dá)到了深化知識，融會(huì)貫通的目的，當(dāng)然列出了各種做法后。教師還要畫龍點(diǎn)睛，如要學(xué)生明確同一勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，連續(xù)相等的時(shí)間間隔的含義和間隔之間與速度、加速度的聯(lián)系，其中解法１的關(guān)鍵是把兩段連續(xù)位移作為一個(gè)整體，列出第二個(gè)位移方程是②式；解法３的關(guān)鍵針對兩段位移列出兩個(gè)位移方程式，但他們的初速度不同；而解法２和解法４的關(guān)鍵則是能熟練運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本推論。在教學(xué)過程中我們要求學(xué)生篩選出最優(yōu)方法。培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、靈活性。這也是多向探究的最終目的。

4 結(jié)論探究——拓展結(jié)論應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

課本中有些內(nèi)容，看似平常，實(shí)際上內(nèi)涵豐富，有著不尋常的功能和應(yīng)用價(jià)值。如果我們能注意應(yīng)用這些結(jié)論所提供的信息，對其進(jìn)行必要的探究，不僅可以獲得許多巧妙解法，而且可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用課本知識解決實(shí)際問題的能力。因此在利用教材過程中，教師應(yīng)當(dāng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主地拓展、推廣和應(yīng)用結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。

例4 （新課標(biāo)人教版《必修２》第４３頁）一個(gè)物體以10m/s的速度從10m的高度水平拋出，落地時(shí)速度方向與地面的夾角θ是多少（不計(jì)空氣阻力）。

原題解答略，在這里筆者以這一例題為背景，在備課時(shí)準(zhǔn)備了兩個(gè)預(yù)設(shè)性提問:①落地時(shí)速度方向與地面（水平方向）的夾角θ和位移方向與水平方向的夾角α之間的關(guān)系？②平拋運(yùn)動(dòng)末速度的反向延長線與平拋運(yùn)動(dòng)水平位移的交點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)水平位移的關(guān)系?

通過對預(yù)設(shè)性問題的分析、探究、論證，我們證明了平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)有用推論：

①平拋運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)時(shí)間t后，其末速度vt方向與水平方向的夾角θ（俗稱速度角）和位移方向與水平方向的夾角α（俗稱位移角）滿足速度角的正切值為位移角正切值的兩倍。即tanθ=2tanα。

②平拋運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)時(shí)間t后，其末速度vt的反向延長線交平拋運(yùn)動(dòng)水平位移x的中點(diǎn)。

通過對這兩個(gè)推論來龍去脈的分析，對解決諸如“一質(zhì)量為m的小物體從傾角為30°的斜面頂點(diǎn)A水平拋出，落在斜面上B點(diǎn)，若物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為35J，試求小物體拋出時(shí)的初動(dòng)能為多大?(不計(jì)運(yùn)動(dòng)過程中的空氣阻力)”這類問題時(shí)就可以避免煩瑣的計(jì)算，提高效率；同時(shí)也為新課標(biāo)人教版《選修３－１》——“靜電場”中有關(guān)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)及解決示波管有關(guān)問題埋下了伏筆，起到知識預(yù)備的作用（有備無患）。

5 實(shí)驗(yàn)探究——重視活動(dòng)操作，增強(qiáng)實(shí)踐能力

新課程改革的核心是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，新教材在為改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式層面上也做出了更多努力，不僅提供了許多既與學(xué)生生活背景相關(guān)又富有時(shí)代氣息的素材，而且也設(shè)計(jì)許多相關(guān)欄目，如：“做一做”、“科學(xué)技術(shù)與社會(huì)（STS）”、“課題研究”等等。通過這些教學(xué)資源，可以引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，親身體驗(yàn)探索、主動(dòng)探究，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，促使學(xué)生不斷地關(guān)注社會(huì)、關(guān)注生活、關(guān)注自己身邊發(fā)生地事物，培養(yǎng)了學(xué)生觀察、思辨能力，從而為終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

例5 新課標(biāo)人教版《必修１》第４６頁欄目：做一做——測定反應(yīng)時(shí)間

筆者在教學(xué)過程中受這一欄目的啟發(fā)，以我校研究性學(xué)習(xí)契機(jī)，給所任班級確定了一個(gè)研究性課題——初探人體反應(yīng)時(shí)間的影響因素。

在課題完成過程中，同學(xué)經(jīng)歷了科學(xué)探究過程：發(fā)現(xiàn)問題——進(jìn)行猜想——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——運(yùn)用實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)——匯總分析數(shù)據(jù)——得出結(jié)論這六個(gè)過程。在探究過程中我們制作了簡單實(shí)用的反應(yīng)尺對測試對象進(jìn)行測定，獲得大量原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總分析后，我們得到人體反應(yīng)時(shí)間與性別、年齡和所從事的職業(yè)等因素有關(guān)。

通過課題完成，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力，并在評比中獲獎(jiǎng)，這不僅是對學(xué)生成績的肯定，同時(shí)給予他們極大的鼓舞，鼓舞他們主動(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手。使我們的三維教學(xué)目標(biāo)落到了實(shí)處。

類似例５的探究性案例，在新教材中皆是。通過初中課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對科學(xué)探究的過程有了一定的體驗(yàn)，并具有了初步的科學(xué)探究能力。高中階段的物理課，應(yīng)該在這個(gè)基礎(chǔ)上更加關(guān)注學(xué)生在科學(xué)探究過程中的學(xué)習(xí)質(zhì)量，進(jìn)一步加深他們對科學(xué)探究的理解，提高他們科學(xué)探究的能力。為了達(dá)此目的，新教材更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與和體驗(yàn)性的學(xué)習(xí)方式，通過多種方式將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)。我們在教學(xué)時(shí)一定要引導(dǎo)學(xué)生多動(dòng)手操作，多探究，從培養(yǎng)學(xué)生的探究能力出發(fā)，精心地創(chuàng)設(shè)問題情景，開展豐富多彩的探究性活動(dòng)，讓學(xué)生把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，再從實(shí)踐中獲取新的知識，對新教材中編排的有較強(qiáng)思考性的討論題和練習(xí)題，如新課標(biāo)人教版《必修１》第２７頁問題與練習(xí)——“自制模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”，也要能夠引導(dǎo)學(xué)生通過合作、討論、探究等途徑予以分析解決。

(欄目編輯羅婉華)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。