《高中物理课程标准》指出：“高中阶段物理课……应该更加关注学生在科学探究过程中的学习质量，进一步加深对科学探究的理解，提高科学探究的能力。”提高学生科学探究能力的最好途径就是让学生进行实际科学探究活动。如何让活动更为有效？其中奥妙值得深思。笔者藉助电动自行车为“道具”，组织学生开展了一次科学探究活动。
　　一、别具一格创设情境，贴近生活强调“趣味”
　　笔者事前拍摄一组电动自行车照片。先逐一播放照片，让学生浏览。老师以流畅的语言、精美的解说，吊起学生的“胃口”。概括提问了如下几个问题：
　　①一辆新买的电动自行车骑行大约两个月，前后两轮的轮胎皮磨损不同。你认为哪个轮胎皮磨损更厉害？
　　②王老师骑着它匀速行驶两轮胎皮压扁的样子与王老师急刹时两轮胎皮压扁的样子又不一样了。你认为它们的区别是怎样的？
　　③王老师的车电瓶装在搁脚的踏板下，李老师的车电池装在坐垫下，骑起来，各有什么优缺点呢？
　　④车头一般都有两个表，速度表和“电量”表。通过速度表可以观察到速度变化；通过“电量”表可以大约知道车子还有“多少电”。当你轻轻转动把手加速时，“电量”表指针如何变化？
　　⑤你认为照片上王老师骑的这辆电动车是直流电机还是交流电机？它是怎么控制车速的呢？⑥你能否利用车上的仪表读数，估计车子电动机的大概功率？
　　⑦最后扔下“重磅炸弹”：你还能问多少问题？……沉默片刻后，学生们纷纷问出了自己的各色问题。一辆简单的电动车，就有这么多的问题！也正是每天司空见惯的生活实例，才激起学生们要一探究竟的强烈乐趣。
　　二、事前有序组织，放手让学生“自由”观察、体验
　　学生事前分组，课外活动课时间来到操场，带着提出的问题和疑问去骑车，一边过 “车瘾”， 一边仔细观察，悉心体验，各自开始“寻求答案”。此时得到的只是初步答案，要允许学生直接观察和体验得出自己的结论。也许有些结论暂时还是不完全的猜想，也许有些结论就是随机的，甚至于有些答案还有错误。但这种初步的模糊认识为下一步的探究活动留下可贵的空间。教师不要一味按照自己的思路对学生横加限制，或是因为过度担心安全问题，搞得学生不敢尝试。
　　在这里，最容易忽视的是：要求学生将自己的观察结果和体验分门别类梳理，落到纸上，整理成初步的观察报告，实际上相当于大型工程中正式立项研究前的“预研”，这是关系到研究方向的“大事”。要让学生养成这种边观察边随手整理、记录的习惯。也许观察得到的某个细节就是下一步解决问题的突破口。整理、记录的过程实际上也调动了思维，诱导思维方向。
　　三、学生在观察与体验的基础上运用科学思维提炼出应探究的科学问题，强调“自主”
　　组织各小组内部交流，进一步完善观察报告。接着，全班跨小组交流观察报告，集众人之智慧。在每一组宣读观察报告后，讨论：这问题究竟涉及到什么科学内容？也就是先对问题“定性”。这一步相当于现代宏大的科学工程实施中极其重要的“科研方向”问题。比如，任何一次宇航出现意外，首先就需要对问题“定性”：是推进系统、测控系统还是生命保障系统的问题？这往往是下一步解决问题的重要开端。在高中理科学习中，面对要解决的问题，老师往往越俎代庖，直接给问题定性，学生只是循着教师指明的方向按部就班解决问题，导致教育出来的学生丧失“对学科前沿问题的敏锐嗅觉”的原因，而这正是一流人才的重要特征。爱因斯坦有句话：“提出问题的重要性远远超过解决问题。”难道不值得我们注意吗？
　　比如针对前述的几个问题中学生们提炼出：①摩擦力的性质与大小问题；②平动中的平衡与“惯性力”参与的平衡问题；③重心的位置对稳定的影响；④电动车头上的“电量表”究竟测量的是哪个电学量？加速时，电动车的闭合电路中的那些参量发生怎样的变化？⑤如何区分直流电机和交流电机？电动车的电路是怎样调整功率的？⑥如何测定用电器的功率？
　　四、学生物理建模继之以实验探究与理论探究结合，强调“理性与严谨”
　　对于前述各问题，各个小组分头开始研究。首先根据问题特征与性质建立物理模型。在建模过程中，学生要整合已学知识与解题技巧，必要时查找相关资料，才能构筑出紧扣问题实质的物理模型。
　　例如前述问题④：车头一般都有两个表，速度表和“电量”表。通过速度表可以观察到速度变化；通过“电量”表可以大约知道车子还有“多少电”。请问，你轻轻转动把手加速时，“电量”表指针如何变化？学生首先通过对电动车电路的观察，对电动车骑行的亲身体验，排除了此“电量”表是测量电量的表，而是普通电压表。那么，这一只“电量”表现在的功能究竟是什么呢？随后，对照实物，将电动车电路简化为如右模型：实际上，这一只“电量”表测量的是直流电路的路端电压。当转动把手加速时，就改变了电路上的若干元件的工作状态，其效果相当于减小图中电阻 ，电动机的工作电流增大了。因此，当车子加速时，意味着车子所需的牵引力 （ ）因存在加速度而增大，而牵引力增大实际上实际就是电机中安培力增大，由于一般采用的是永磁直流电机，由 可知， 增大，而由闭合电路的欧姆定律可知，因电池存在内阻， 的增大必然导致路端电压 减小，而当速度增大时， （摩擦阻力和风阻之和）增大，直至牵引力新值 又一次与摩擦阻力和风阻之和的新值 平衡，车子重新进入匀速阶段，此时的 ，比最初匀速行驶的牵引力大，但要比加速阶段的 小得多；对应地，此时的电流 比最初匀速行驶的电流大，但要比加速阶段的电流小得多。因此，总体说，看到电压表即所谓“电量表”读数先是下降，接着略有回升。特别是车身很重，比如坐两人时， 数值很大，此现象更为明显。
　　“理性与严谨”在此活动中体现为：简化电路时，必须以对实际电路的观察、验证为依据，而不是随便杜撰一个电路；在运用简化后的电路探讨问题时，必须步步有据，推理严密有层次，让课内学到的物理知识与物理能力发挥作用。 　　“好”理论不仅能解决已有科学问题，而且能预言新事实。得到新事实检验后，方可在一定的新范围内确定其正确性。“能否预言新事实”对学生是有难度的。笔者启发学生，在前段分析中最关键的是什么？学生说：电机牵引力与运动状态的变化导致电流的变化，进而导致路端电压变化。笔者接着启发，既然如此，做个试验，直接检验一下我们的想法：除了加速导致变化，车子锁定“定速巡航”功能爬坡时，速度不变，但前进的阻力增大（与水平路面相比，出现的新阻力是重力沿斜面的分力），电流也会变化，那么也该看到，爬坡伊始，“电量”表指针一下减小，随后稍稍回升，最终稳定。学生们似乎赞成。笔者带领学生在斜坡上实验后，确实如此。
　　五、活动“工程竣工”，学生的结题书要有“条理”，教师的引导要“开窗”
　　许多大的科学工程其实没有结束的时候，如，三峡工程：三峡设计的初步方案，建设记录，维修记录，使用后的情况记载等等，三峡的建设者与、管理者都是一一分门别类整理好存档，也就是，工程存在乃至几百年后，工程的研究仍然继续着。
　　因此，经历一番苦乐交织的活动，学生认为提出的问题都得到答案，活动该结束了，教师应该指导学生，规范化地写好活动的结题报告，一些测量的原始数据，数据处理的过程，数据分析的过程，数据归纳的计算式、图表都应附录其后。对于活动中尚存的疑问或不足之处也应附录。此即所谓“条理”。这是我国中学科学教育中长期以来最为缺失的环节之一。因为我们的教育考试与评价看重的是考试时能解多少题目，能拿多少卷面分。
　　对于课外研究性学习中较难的问题，教师当然要立足于课内知识，但有时也不妨给学生开几扇通向现代科学技术之门的窗子。比如：学生在电动车调节电机闭合电路的时候，通过查找资料发现，控制输出功率的细节学生就很新奇，其实不是用的滑动变阻器，而是一种叫做PWM技术的变频技术，是目前控制电动车首选的主流技术，它的原理简洁地说，就是不让电流连续存在，而是由数字电路以一定频率控制通断电的时间间隔周期，进而改变电机工作时间的长短， 达到控制目的。教师应该告诉学生，变频技术减少电路的能耗，增加电路工作的“柔性”，提高工作可靠性，目前，变频技术的种类很多……。这样让学生在活动中收获的不仅是知识，更多的是对于知识的好奇与将来进一步研究的强烈渴望，让物理教学活动回归到科学教育的本质，回归到人才培养的最终目标上，也才能回答好所谓“钱学森之问”。