(二)理论探究
探究有多种可用的形式,虽然在科学课程中,大多数探究活动都需要实验的参与,但也有不少探究活动属于纯理论性的,这种探究活动跟数学课中的大多数探究活动相似,称为理论探究。理论探究一般包括提出问题、猜想与假设、思考与讨论、推理与论证、检验与评估、应用与实践、交流与合作七个流程。理论探究在科学课程中具有重要的意义,应予以重视,特别是在高中物理教学中。
1.高中物理教材中的理论探究内容
①从 v - t 图像看加速度;
②探究匀变速直线运动的公式;
③从伽利略理想实验到牛顿第一定律;
④用牛顿定律解决问题;
⑤推导功的计算式;
⑥探究功率与速度的关系;
⑦探究重力势能的表达式;
⑧探究弹性势能的表达式;
⑨探究动能定理;
⑩探究机械能守恒定律;
⑪抛体运动规律的理论分析;
⑫探究向心加速度的表达式;
⑬“发现”万有引力定律;
⑭探究串、并联电路的特点;
⑮推导焦耳定律的表达式;
⑯探究导体电阻与导体长度、横截面积的关系;
⑰探究闭合电路欧姆定律;
⑱探究欧姆表的工作原理;
⑲推导计算安培力大小的公式;
⑳推导计算洛伦兹力大小的公式;
㉑探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律;
㉒探究电场力做功的特点;
㉓探究电势差与电场强度的关系;
㉔探究带电粒子在电场中的运动规律。
2.初中物理教材中的理论探究内容
①从 s - t 图像看匀速直线运动的速度 v ;
②从真空铃实验看声音的传播需要介质;
③从熔化、凝固图像看晶体、非晶体熔化、凝固时温度变化的特点;
④近视眼和远视眼的矫正;
⑤从阻力对物体运动的影响到牛顿第一定律;
⑥从牛顿第一定律到平衡力、平衡状态;
⑦液体压强公式的推导;
⑧从浮力产生的原因推导阿基米德原理;
⑨根据物体浮沉条件中力的关系推导物体与液体密度的关系;
⑩功率与力、速度的关系推导;
⑪滑轮组机械效率表达式的推导;
⑫串联总电阻与各串联电阻的关系;
⑬并联总电阻与各支路并联电阻的关系;
⑭纯电阻电路中电功公式的推导;
⑮纯电阻电路中焦耳定律表达式的推导;
⑯家庭电路中电流过大的原因。
当然,实验探究与理论探究这两种典型的科学探究形式并不是完全分开的。在实验探究中有理性思辨的成分,如理论探究的要素(如猜想与假设、分析与论证等);在理论探究中亦有实践操作的成分,如实验探究的要素(如检验与评估、应用与实践等)。