在高中物理教学中倡导探究式教学，是要改变教师的教学方式和学生的学习方式，但在设计探究教学时，则要考虑它的必要性，不能为探究而探究。例如，在学习匀变速直线运动规律这一教学内容时，可以把节拍器作为计时器，先用一个斜面进行实验探究，其目的是想得到位移。和时间t之间有关：常量。在这里，介绍伽利略将实验与逻辑思维相联系进行科学研究的思想是有必要的，而不必设计这样一个实验探究。这是因为，一方面，这个探究需要较多的时间和较大空间，另一方面，这个实验的误差大、效果差，不利于学生形成实事求是的科学态度。其实，有意义的接受式学习或间接获得知识也是学生获得知识的重要途径，即使没有这个探究活动，不会影响对匀变速直线运动规律的教学。从加速度的定义a=vt-v0t、平均速度的定义v平均＝st和匀变速直线运动的平均速度公式v平均=vt+v02出发推导出匀变速直线运动的规律，也是一个很好的教学方法。建议将这个实验探究放在课外进行。
探究物理规律时，是否使用现代实验手段，也要考虑它的必要性。例如在探究牛顿第三定律时，如果一开始就设计使用力传感器和计算机连接的方式来代替弹簧测力计进行探究，效果反而不好，倒不如先利用两个弹簧进行实验，让学生做静态的观察，然后再利用力传感器和计算机实时采集的数据进行动态的分析，效果可能更好。需要指出的是，在物理教学中，能用简易器材进行实验探究的尽可能用简易器材，《物理课程标准》也倡导在课堂教学中使用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带等生活中常见的物品做物理实验。
三、层次性
从整体上来说，探究式教学还是一件新事物，所以在探究式教学的设计上，要遵循由浅入深、顺序渐进的原则，注意探究的层次性。所谓探究的层次性有三个方面的含义：
第一，与初中相比，高中物理的探究课要在初中的基础t有所提升和拓展。如初中对于摩擦力大小与哪些因素有关，仅做定性探究，到了高中，我们要更进一步探究摩擦力的大小与哪些因素有什么样的关系，即由初中的定性探究过渡到高中的定量探究。又如，初中只需探究动能的大小与什么因素有关，到高中则要进一步探究，外力对物体做功与物体动能的变化关系；初中只需探究重力势能的大小与哪些因素有关，到了高中就要进…步探究重力势能的大小与哪些因素有什么样的关系等等。
第二，同一个探究内容中要有一定的层次性。例如，在研究落体运动时，先探究简单的：轻、重物体下落的快慢与哪些因素有关：然后探究更深层次的：如果没有空气阻力，物体竖直下落时是做什么性质的运动，是匀速、匀变速还是匀加速。又例如，在学习曲线运动时，可先设计一个曲线运动速度方向的探究实验，然后在这个基础上进一步探究物体做曲线运动的条件；在探究运动的合成与分解时，可先探究运动的合成与分解遵循平行四边形定则，然后进一步探究什么情况下合运动做直线运动、什么情况下合运动做曲线运动；在研究单摆的周期时，可以先定性探究单摆周期与振幅、摆球质量、摆长和重力加速度的关系，然后进一步探究单摆周期与摆长和重力加速度的定量关系等等。
第三，整个高中阶段物理的探究教学要有一定的层次。共同必修部分在设计上要简单、具体一些，尽可能对探究的内容作出必要的提示和帮助，这包括实验目的、提供实验器材、设计数据记录的表格、数据处理的方法等，如探究弹簧伸长的长度与其受力的关系、运动物体加速度与物体质量和所受外力的关系、曲线运动的条件等。在学生逐步习惯并掌握这种学习方式后，选修部分的探究设计就可以复杂、抽象一些，尽量放手让学生自主探究，如决定电阻大小因素的探究、凸透镜成像规律的探究、判断感应电流方向的实验探究、物体弹性碰撞特点的探究等，都可以让学生经历更高层次的探究活动。
四、多样性
探究是多层面的活动，包括观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已知的，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论作出评价：用工具收集、分析、解释数据；提出解答、解释和预测；以及交流结果等。为提高高中物理探究的质量，在设计探究式教学时，必须保证探究的内容要丰富、探究的方法要多样、探究的方式要灵活。
高中物理探究的内容不仅限于共同必修部分，在选修部分也要设计相应的探究内容；不仅在力学部分要设计探究内容，在电学、热学、光学、原子物理等内容也要设计探究内容。对那些难于组织学生直接探究的内容，则要考虑渗透探究的思想，如在学习分子动理论时，可组织学生进行一些类似探究的活动：①用碳素笔在纸上画一笔，再用放大镜或低倍显微镜观察（要让学生明白物质是由很多微小颗粒组成）。②将体积相同的黄豆和大米倒入一个量筒中并反复翻转，观察两者混在一起后的总体积与各部分体积和的关系（要让学生明白颗粒之间是有空隙的）。又如，在学习原子的核式结构时，可以组织学生进行“黑箱”模拟探究。
高中物理探究在方法上要多样化，多样化的探究能满足不同认知结构、不同能力层次学生的需要，真正体现面向全体学生的教学。例如，在测量电源电动势和内阻的实验中，可以设计下表中的六种方案。类似地，可以设计成探究方法多样化的探究还有：研究自由落体的规律、测定重力加速度、探究外力做功与物体动能的变化关系、验证机械能守恒定律、测定水的折射率、测透镜的焦距等。
高中物理探究活动的方式要多样化，不仅要设计课内探究还要设计课外探究；不仅要设计实验探究还要设计理论探究；不仅要设计完整探究还要设计局部的探究；文献探究、网络查询等方法均可纳入高中物理探究的范嗣之内。
方案序号所选器材
1电流表、电压表、滑动变阻器
2电流表、两个定值电阻
3电压表、两个定值电阻
4电压表、电阻箱
5电流表、电阻箱
6电压表、一个定值电阻
（ 第四节 ）探究式教学的实施
本节我们通过几个探究案例的展现，使教师能对探究式教学有更进一步的了解和认识。
一、曲线运动速度方向的探究教学
1.教材简析。
曲线运动的速度方向是曲线运动教学的重点和难点之一。为了帮助学生理解和接受质点运动的速度方向是沿曲线的切线方向，传统教学是通过观察砂轮上火星飞出的方向和转动雨伞水滴甩出的方向来帮助学生认识和理解。由于这两个实验中火星和水滴飞出后，都不能留下痕迹，只是昙花一现，不利于学生做进一步研究，从而使其结果还是停留在接受老师所传授的结论上。为解决这一问题，我们在教学实践中采用了如下图所示的实验来组织学生进行探究。
2．实验简介。
追溯数理化的演变历程，对话最新颖权威的方法，探索最成功的课程教学，感受最前沿的科技动态，理科教育的全程解码，数理化的直面写真。
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如上图，用泡沫塑料拼接成一个弯曲的挡板，实验时，在水平桌面上放上一张白纸（或南下往上依次放白纸、复写纸、白纸），将弯曲挡板压在白纸上，沿挡板的弯曲方向在白纸上画出一条曲线，将粘有红印油的小铁球从斜槽上放下，记下小球离开挡板时的位置（如上图中挡板A的末端a点），离开a点后，小球在白纸上留下了其运动径迹。依次把挡板拿走，重复上面的实验，在白纸上就留下了小球从不同位置离开挡板后的径迹。
3.分析与论证。
取出白纸，研究小球离开挡板后的运动径迹与当初沿弯曲挡板所画曲线的关系，可以很清楚地看到小球离开挡板后沿曲线的切线方向运动。
点评：本探究的实验器材及实验设计是由教师提供的，属于简单的、局部的定性研究，学生探究的重。应放在观察和分析论证活动上。由于实验取材简便，设计巧妙，效果明显，而且学生有了亲身经历，可以通过自己动手实验来研究曲线运动的速度方向，学生的创新思维也受到启迪。教学实践证明，这种教学效果非常理想，深受师生欢迎。
二、探究摩擦力
摩擦力可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力两种。在中学阶段主要学习静摩擦力和滑动摩擦力。摩擦力的教学包含了丰富的探究内容，例如，静摩擦力的大小是一个恒定的力吗？静摩擦力的取值范围是由什么决定的？怎样求静摩擦力的大小？如何确定静摩擦力的方向？滑动摩擦力的大小与什么因素有关？滑动摩擦力的大小与这些因素有什么样的关系？滑动摩擦力的公式是怎样的？滑动摩擦力的公式f=μFN，式中FN的大小就是物体所受到的重力大小吗？等等。这些问题都可以被设计成探究式教学。学生在初中已学过摩擦力的内容，有了一定的知识基础，因此在设计探究时可以与学生的原有知识发生作用，以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习热情，使探究更加顺利地进行。下面我们分五个层次对摩擦力进行探究。
1．探究静摩擦力。
在水平桌面上放一木块，通过固定在桌子两端的定滑轮在绳子的两头各挂上三个相同的钩码。①将右边的一个钩码拿走，先猜猜木块向哪个方向移动，再亲手做一下。如果分别将右边的钩码拿走两个、三个，情况又如何？（在这时引入静摩擦力的概念）②将右边拿走的钩码一个一个地挂到左边，又将会出现什么现象？③用什么方法求解静摩擦力？静摩擦力是一个恒定的力吗？
这个情境创设得有新意，能激发学生兴趣，引起学生思考。在这个探究中，运用了学生了解的二力平衡知识来讲述什么是静摩擦力以及静摩擦力的大小和方向，让学生从实验中认识到静摩擦力随拉力增大而增大，并有一个最大值，静摩擦力取值范围是零与一个最大值之间，具体多大要由物体受的其他力的情况来决定。
2.探究滑动摩擦力与什么因素有关。
活动一：将两本书一页一页地交叉叠在一起，然后用力将两本书拉开，比较分开两本较薄的书与两本较厚的书所用拉力的情况。提出你的猜想，认为摩擦力的大小与什么有关。
活动二：将一张A4纸夹在《英汉字典》里，按图示方向用力将纸拉出，比较纸夹在字典内的上部时和下部时的用力情况。提出你的猜想，认为摩擦力的大小与什么有关。
活动三：将两段棉线和尼龙线按图示的方式系好并用力向两端拉。比较两种材料在向两端拉后的情况。提m你的猜想，认为摩擦力的大小与什么有关。
学生经过这三个探究活动后，在动手实验、动脑思考的基础上，对滑动摩擦力的大小与什么因素有关会有一个初步的认识，可能会提出如下一些猜想：与材料有关，与压力有关。对于活动一，由于学生没有学习合力的知识，可能会提出与受力面积有关。
3.验证猜想。
探究一：一长方体的四个侧面的光滑程度相同，让其不同侧面在同一水平木板上被弹簧测力计水平匀速拉动，观察弹簧测力计的读数，判断滑动摩擦力是否与接触面积有关。
探究二：让同一长方体的同一侧面在不同材料构成的水平木板上被弹簧测力计水平匀速拉动，观察弹簧测力计的凑数，判断滑动摩擦力是否与材料有关。
探究三：让同一长方体的同一侧面在不同材料构成的水平木板上被弹簧测力计水平匀速拉动，在其中一长方体上放上几个较重的砝码。观察弹簧测力计的读数，判断滑动摩擦力是否与压力有关。
学生通过这三个实验探究，能更进一步认识到滑动摩擦力的大小与接触面积无关，而与接触面的材料和压力有关。
4.探究滑动摩擦力的大小与压力及材料有什么样的关系。
探究一：将长方体木块放在水平木板上，用弹簧测力计匀速拉动，记下弹簧测力计的读数，测量出长方体木块的重力，并将数据填入下表中。在长方体木块上不断加上已知质量的砝码，重复上面的实验。
实验次数1234
摩擦力大小f/N
压力大小F/N
f/F
探究二：将长方体木块放在另一种材料制成的水平木板上，用弹簧测力计匀速拉动，记下弹簧测力计的读数，测量出长方体的重力，并将数据填入下表中。在长方体木块上不断加上已知质量的砝码，重复上面的实验。
实验次数1234
摩擦力大小f/N
压力大小F/N
f/F
通过这两个实验探究，可以得到公式：摩擦力f压力F＝常数。相互接触的两个物体的材料不同或接触面的粗糙程度不同，这个常数也不同。我们把这个常数叫做动摩擦因数，用μ表示。所以有f/F=μ或f=μF，即两个物体间的滑动摩擦力的大小，跟这两个物体表面间的压力大小F成正比。
5．进一步探究。
在计算滑动摩擦力的公式f=μF中，F的大小就是物体所受到的重力吗？
在上面的探究实验中，得到长方体木块与木板的动摩擦因数μ1。
把长方体木块放在倾斜的木板上，反复调整倾斜角度口角，使木块只需轻轻一推就能沿斜面匀速下滑。此时沿斜面方向木块所受到的合外力为零，即重力沿斜面向下的分力与木块受到的摩擦力大小相等，也即mgsinθ=μF，如果B：哪}，则F=mg，测出θ并算出sinθ的值。由于是既定的两个已知材料接触，应该有μ=sinθ=μ1但实验测得μ=sinθ≠μ1，所以F≠mg。
本探究的目的是要学生理解公式向F中的F是压力而不是重力。
建议这个探究实验放在教学力的分解后进行。
另外，只要能说明问题，可以用其他设计方案。
点评：本探究是一个由定性的了解到定量的计算、由简单的现象出发到本质认识的完整探究，整个探究由浅入深，一直保持学生的探究欲望。另外，本实验探究的器材简单、操作简便，问题情境的设置有创意，能激发学生的兴趣，引发学生思考；在整个探究过程中，学生动手实验、感悟的机会多，并且只要教师简单地引导，学生就可以完成整个探究活动。
在探究滑动摩擦力的大小与压力及材料有什么样的关系时，采用了在物理学中常用的用比值法定义物理量的方法来进行，这样处理即使问题的解决显得自然，右渗透了物理方法。
三、探究两个电阻并联
在物理课程中，虽然大多数探究活动需要实验进行。但也有不少探究活动属于理论探究，它在物理课程巾电具有重要的意义，应予以重视。
在研究两个电阻R1、R2并联后的总电阻R总跟分电阻R1、R2的大小关系时，可设计如下的探究活动：
1．提出问题。
教师提出问题：两个电阻并联后的总电阻与各个分电阻的大小关系如何？
2.建立假说。
