关键词：物理教学；探究教学；概念教学；规律教学
作者简介：孙义明，任教于江苏省江都市仙城中学。
探究学习是指学生在教师指导下，为获得科学素养以类似或模拟科学探究的方式所进行的学习活动。探究学习应用于课堂教学可称为探究教学。探究教学的重心或出发点在于学生方面，探究是学生的探究，教只是为学服务。探究教学的实质是一种模拟性的科学研究活动。它包括两个相互联系的方面：一是以“学”为中心的探究学习环境，二是给学生提供必要的帮助和指导，使学生在探究中能明确方向。
物理学是探索自然界最基本最普遍规律的科学，物理学的一般探索过程是通过观察和实验积累经验，在经验事实的基础上建立物理模型，提出简洁的物理规律，用他们去预言未知现象，再用新的实验去检验这些物理模型和物理规律，去否定或进一步去修正它们。高中物理教学主要是概念和规律的教学，下面分别就探究教学运用于“概念、规律”的教学提出一些粗浅的看法。
一、概念的教学
概念是物理学的基石，学生掌握好概念是学好物理的第一步。概念教学可用探究—建模式教学，能帮助学生建构清晰、准确的物理概念。下面以“质点”教学为例，说明教学过程。
1.展现物理情景，确定焦点问题：
展现物理情景：汽车在公路上飞驰，鸟儿在飞翔，树叶在摇动，足球在绿茵场上飞滚┅┅（多媒体演示）
确定焦点问题：物体各部分的运动情况一般说来不一样，怎样描述物体的运动？
2.建立模型
忽略物体的大小、形状，把他们看作点。
3.对模型进行价值判定
A、地球绕太阳公转同时又在自转。地球的各部分离太阳的远近在不断变化。但是，地球到太阳的距离约为，而地球本身的直径只有左右，还不到它与太阳距离的万分之一，因此，在研究地球公转时，由地球的大小而引起的地球各部分的运动差异就可以忽略了。也就是说，可以忽略地球的大小和形状而把它视为点。例如：分析火车、乒乓球、电子的运动。
(1)得出概念：用来代替物体的有质量的点叫质点。
(2)再对概念的条件或适用范围加以限制：在什么情况下物体可看做质点：只有当物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响很小时，物体才可看做质点。
二、规律的教学
物理规律是物理学的灵魂，用探究教学法重复物理学家探究规律的过程，无疑有助于学生规律的获得，使学生获得最大的发展。在新教材必修1和2中，明确要求探究规律的有五处：①实验：探究小车速度随时间变化的规律；②实验：探究加速度与力、质量的关系；③探究弹性势能的表达式；④探究功与速度变化的规律；⑤探究平抛运动的规律。其中①、②、④是实验探究，③是理论推导探究，⑤是先理论推导再实验验证。
对于规律教学，笔者觉得萨其曼的探究训练模式较为有效，它与物理学的一般教学过程相吻合：展示问题、假设和搜集资料、提出新的假设并重新搜集资料、得出结论、实验检验。
下面以“探究弹性势能的表达式”为例，来说明。
1.介绍弹性势能概念
实验演示：
一个弹簧自然伸长，一个小车在光滑的水平面上从弹簧的左侧向弹簧运动，当它遇到弹簧后减速，让学生注意观察实验现象。
师：刚才大家观察到什么样的实验现象呢?
生：小车速度减小了。
师：小车速度为什么减小了?
生1：这是因为它遇到了弹簧，弹簧对它的作用力的方向与物体运动方向相反，所以物体速度减小了。
生2：从能量的角度来讲，物体运动的速度减小，也就是物体的动能减小，物体动能的减少应该对应一种能量的增加。
师：这种能量与什么因素有关?
生：与弹簧弹力做功有关。
师：通过上一节课的学习我们知道，物体重力做功对应着重力势能的变化，那么弹簧弹力做功也应该对应着一种能量的变化，我们把这种能量叫做什么能呢?
生：我们可以把这种能量叫做弹簧的弹性势能
2．探究弹性势能的表达式
(1)展示问题：我们今天这节课就来研究一下影响弹簧弹性势能有关的因素。
(2)假设和搜集资料：师：大家现在来猜想一下弹簧的弹性势能与什么因素有关。
生1：可能与弹簧的劲度系数有关，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大。
生2：我想应该与弹簧的形变量有关，形变量越大，弹力越大，弹性势能越大。
教师引导：要研究弹性势能的大小与什么因素有关，我们应该从什么地方人手呢？大家和重力势能的研究对照一下。
生：重力势能的研究是从重力做功人手的，重力做多少功重力势能就变化了多少，所以研究弹簧弹性势能应该从弹力做功人手进行研究。
师：当弹力做正功时，弹簧弹性势能应该怎样变化?
生：弹簧弹力做正功时应该是弹性势能减少的过程。
师：那么弹力做负功呢?
生：应该是弹性势能增加的过程。
师；我们知道，重力势能具有相对性，弹性势能也应该具有相对性，我们要选择一个弹性势能为零的位置，大家认为哪个位置最合适呢?
生：我认为弹簧处于原长时是最合适的位置。
师：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零。弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能。不管弹簧是被拉长还是被压缩，弹性势能值都是大于零的，我们可以只研究弹簧拉长的情况，弹簧被压缩的情况和弹簧被拉长的情况相似。那么弹簧被拉长一段距离L时的弹性势能应该等于什么?
生：应该等于这个过程中弹力做功的大小。
师(总结)：我们就把求解某一位置处的弹性势能问题转化成求从原长到这个位置弹力做功的问题了。
(3)进行探究：
师：怎样求弹力的功：对于弹簧弹力做功问题，你知道弹簧弹力做功应该与什么因素有关呢?
生：当然是与力的大小和位移的大小有关。
师：这里的位移是指的什么?
生：是指的弹簧的形变量。
师：力的大小与什么因素有关呢?
生：根据胡克定律，弹簧弹力的大小应该与弹簧的劲度系数和弹簧的形变量有关。
师：所以弹簧的弹性势能应该与弹簧的劲度系数和弹簧的形变量有关，这和我们刚才的猜测一致。下面，我们进行推导弹簧被拉长J时弹簧弹力做功的表达式，弹簧的弹力做功和物体受到的重力做功有什么区别?
生：在地面附近，重力的大小和方向都不发生变化，所以不管物体移动的距离大小，重力的功可以简单地用重力与物体在竖直方向移动距离的乘积来表示；对于弹力，情况要比重力做功复杂，这是因为当弹簧被拉伸时，弹簧的拉力的大小会随着拉伸距离的增大而增大，也就是说弹力做功应该是一个变力做功的问题。
师：拉力做功的问题比较复杂，下面大家通过讨论，得出弹力做功的表达式。
(学生分组讨论，弹力做功应该怎样表达，回答教师提出的问题)
2.变力做功应该怎样解决?
生：我们可以把变力做功问题转化为恒力做功问题，具体的做法是这样的：我们把拉伸的过程分为很多小段，它们的长度是△L1，△L2，△L3……在各个小段上，拉力可以近似是不变的，它们分别是Fl，F2，F3……所以在各个小段上，拉力做的功分别是F1△L1，F2△L2，，F3△L3，……拉力在整个过程中做的功可以用它在各个小段做功之和来代表，F1△L1+F2△L2+F3△L3，……
师(鼓励)：刚才这位同学分析得非常好，那么是什么给你启示让你用这种方法解决问题的呢?
生：我们在计算匀加速直线运动位移时曾经用过这种方法，那时候想用速度和时间的乘积得到位移，但是速度是在不断变化的，于是采用的方法是把整个运动过程分成很多小段，每个小段中物体的速度的变化比较小，可以近似地用小段中任意一时刻的速度和这一小段时间间隔相乘得到这一小段位移的近似值，然后把各小段位移的近似值相加。当各小段分得非常小的时候，得到的就是匀变速直线运动的位移表达式了。
师(再次鼓励)：这种方法叫做知识的迁移，以后大家还可以用这种方法解决未知问题。我们还是再回忆一下，在进行匀变速直线运动位移的具体计算时，我们采用了什么方法?
生：我们采用了图象的方法求出了匀变速直线运动的位移公式。
师：那么应该作一个什么样的图象来求拉力做功问题?
生：应该作一个F—L图象来求拉力做功的具体数值。
师：从弹簧原长开始，拉力随形变量变化的图象应该是什么样的，大家在纸上把它画出来。
(投影展示学生作的图象)参考图例
师：通过作图怎样求解拉力F做的功呢?
生：在处理匀变速直线运动的位移时，曾利用F—L图象下梯形的面积来代表位移；这里利用F—L图象下的面积来代表功．
师：那么这个“面积”的大小是多少呢?
生：三角形的面积很容易计算，当物体从原长被拉伸L长度后，拉力做的功为：。
(1)得出结论：根据我们刚才的推论，当弹簧处于原长、弹性势能值为零时，这个弹簧被拉长L时弹力做的功就等于弹簧被拉长L时弹簧弹性势能的值，所以有，这就是我们这节课要得到的结论。
(2)实验检验：师：我们以得出了弹簧弹性势能的表达式，正确与否还需实验的检验，请同学设计实验来检验的正确性。
（提示：可从能量转化角度考虑）
生：从重力势能和弹簧弹性势能转化角度来思考，把测量弹簧弹性势能转化为测量重力势能。
如图先用力将木块压下一段距离，测出它反弹到最高点的距离，根据重力势能的公式算出重力势能的变化，根据弹性势能的公式算出弹性势能的变化，看他们是否相等。
其他方法略……
3.小结并布置作业：
画出弹簧的弹力F和伸长量（或压缩量）L的图象，并(1)证明图象下的可表示弹力做的功。(2)求出弹簧从伸长量l1变为l2时弹力做的功。
参考文献：
[1]靳玉乐.探究学习[M].成都：四川教育出版社,2005.
[2]蔡铁权.物理教学从论[M].北京：科学出版社，2005.
[3]朱鋐雄.物理教育展望[M].上海：华东师范大学出版社，2002.
作者单位：江苏省江都市仙城中学225200