浅谈“寻求内部结构和模型”类课题的探究性教学
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《义务教育物理课程标准（2011版）》强调：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式”.根据初中物理课程所涉及的探究课题的内容特点，我们可以把探究性教学分为：建立某种概念和规律的探究活动，观察、发现和解决问题的探究活动，寻求内部结构和模型的探究活动，技术设计与创新的探究活动，与社会问题相联系的探究活动（包括当代科学技术发展的社会热点问题及科学技术史中的主题）等.
笔者在多年的教学实践中，不断地探索各类探究性课题的最佳教学模式.下面就结合苏科版《物理・八年级下册》“走进分子世界”一节的课堂教学设计案例，谈谈“寻求内部结构和模型”类课题的探究性教学活动该如何有效开展.
1教学分析
这一节的内容在已学的前面几章中涉及不多，与之相关的一点知识也是被安排在九年级《机械能和内能》一章，而且学生也只有到初三才开始接触化学课程中关于分子方面的知识.另外，这部分的内容与学生的生活实际联系比较少，因此，在八年级下学期开展这部分内容的教学，尽管总体要求不高，但还是有相当难度的，学生会感到比较陌生和抽象.
2教学目标
2.1知识与技能
（1）了解人类在认识物质结构过程中采用的科学方法，知道分子模型的主要内容，知道分子是保持物质化学性质的最小单元，对分子大小有一定的感性认识，了解分子之间存在空隙.
（2）知道显微镜在拓展人类的视觉范围、探测微观粒子方面的重要作用，了解分子在做永不停息的无规则运动，了解分子之间存在相互作用力，并能定性地解释一些物理现象.
2.2过程与方法
（1）学生在教师的引导下，通过活动亲身体会建立物质结构模型的过程.
（2）学生通过对课本中相关物理学史知识的学习，初步了解人类认识自然和发现规律的基本方法，学习科学的探究方法.
2.3情感态度与价值观
（1）学生在物质结构模型的建立、改进和完善过程中感受发现的喜悦和探究的乐趣.
（2）在探究的过程中渗透“从生活走向物理、从物理走向社会”这一新课程理念，培养学生善于发现、敢于质疑、勇于创新的精神，并逐步提高进行科学探究的实践能力.
3教学过程
3.1选择模型
活动（1）：用粉笔在黑板上画一条线，远看和靠近观察，你所看到的现象有何不同？
活动（2）：用素描炭笔在纸上画一条线，再用放大镜或低倍显微镜仔细观察，你看到了什么现象？
活动（3）：一根长玻璃管中先装入半管水，再用酒精将玻璃管灌满.封闭管口反复翻转，再来观察此时液面的位置.混合前后的总体积一样吗？这说明了什么？
活动（4）：下面哪一种模型能够较好地解释上面活动中的现象？请你做出选择（）
A.物质是由微小颗粒组成的，各个微小颗粒紧靠在一起，形成了我们所看到的连续体；
B.固体是由微小颗粒组成的，液体是连成一片的；
C.物质是由微小颗粒组成的，微小颗粒之间有空隙.
小结一科学研究发现，常见的物质是由大量分子组成的，分子间有空隙.
3.2改进模型
活动（5）：在客厅内看电视的小明，能闻到厨房内炒菜的香味.用上面“小结一”中提出的分子模型能够解释这一现象吗？你认为对分子模型的内容还需要做什么补充？有哪些证据支持你的猜想？
活动（6）：教师演示两种液体的扩散现象，两种气体的扩散现象.
小结二大量实验事实证明，分子处在永不停息的无规则运动之中.
3.3完善模型
活动（7）：既然分子间有空隙，而且分子又是运动的，那么为什么我们看到的许多物体却不是散沙一盘？你认为对分子模型的内容还需要进一步的完善吗？
活动（8）：教师演示铅块相互紧压而粘在一起的实验.
小结三大量的实验事实和研究证明，分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力.
3.4总结归纳
活动（9）：请你对分子模型进行完整的表述.
4教学反思
4.1传统教学方式的弊端
对于“走进分子世界”一节内容的教学，由于研究的对象是物质的微观层次的结构，很难让学生通过直接探究来建构知识，因此教师往往采用讲授的形式，先通过观看物质内部结构的图片、模拟动画，然后直接向学生说明，科学家经过多年的研究发现物质是可分的，常见的物质是由大量的分子组成的，分子之间有空隙，分子之间还存在着相互吸引力和排斥力.如果教师采用这样的方式将分子动理论的内容直接抛给学生，这样的教学过程由于缺乏严谨的推理，显得苍白无力，而且无法落实新课标所提出的“让学生经历与科学工作者进行相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣”的精神.
4.2探究性教学的优点
（1）本节课的设计既考虑了知识目标的达成，还关注过程与方法以及情感目标的落实，使学生在探究过程中感受到微观世界的奥妙，激发他们对探究微观世界的兴趣，同时了解了对微观世界进行科学研究的思想方法.
（2）本节课的教学设计不是简单的陈述物理学家的研究过程和结论，而是参照物理学家的研究方法，关注创设贴近学生生活的一系列情境，让学生参与到建构分子模型的过程中去.
（3）本节课的教学过程也就是“物质的分子模型”的创建过程，整个过程科学、严谨、水到渠成.始终贯穿了“体验过程，自主建构，培植学生科学素养”这一主线，抓住了探究性教学的本质与核心，充分调动了学生学习的主动性，让学生在解决问题的探究过程中不知不觉地使用了科学的方法，并体会到自主获得知识的快乐，不再觉得科学研究有多么神秘，从而树立发现问题、解决实际问题的信心，充分落实了三维教学目标.
（4）本节课的教学设计还关注学生的认知水平.例如，在学生经历了3个探究活动之后，教师并没有要求学生自己创建模型，而是让学生选择一种模型，这对学生来说并不困难；在模型的改进和进一步完善中，都是由教师提出问题，让学生去猜想和举证，把探究式学习和接受式学习很好的结合起来，有利于学生形成结构性的知识.
（5）本节课的教学过程包含了一系列精心设计的探究活动，其实就是一些物理实验，学生正是先通过宏观实验现象的观察，从而进行合理的猜想，再通过逻辑推理选择一种合适的模型，接下来收集充分的证据验证并逐步改进和完善这种模型.也就是说，本节课的教学设计以实验探究为主线，真正做到了让学生在“做中学”.同时，本节课坚持了物理实验与理性思维齐头并进、交互感应的原则，所涉及的实验观察活动能够为理性思维活动提供可靠、丰富的感性资料，同时也让理性思维真正起到了给实验研究科学导向的作用，从而使我们的物理课堂内容丰富、气氛和谐、富有情趣，更重要的是能够将学生的思维水平推向更高的层次.