高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

劉榮軍

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué);探究性實(shí)驗(yàn);教學(xué)情境;創(chuàng)設(shè);猜想;習(xí)題

【中圖分類號(hào)】 G633.7

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1004—0463（2015）20—0116—01

所謂探究性實(shí)驗(yàn)是指在假設(shè)的指引下獲取支持或推翻假設(shè)的科學(xué)實(shí)證，是以實(shí)驗(yàn)為載體探究科學(xué)結(jié)論形成和發(fā)展的過(guò)程，是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)、技能，把自己當(dāng)作新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者，通過(guò)實(shí)驗(yàn)親自發(fā)現(xiàn)問題。探究性實(shí)驗(yàn)由于其重視過(guò)程和方法，有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)與他人合作的精神，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，已成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要方向。下面，筆者就如何在物理教學(xué)中實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)，談些自己的體會(huì)和看法。

一、 通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)

探究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題的情境下，產(chǎn)生的一系列諸如觀察、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)和交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)。在物理學(xué)習(xí)中，除了讓學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題外，教師更要通過(guò)各種途徑創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。而物理實(shí)驗(yàn)是非常形象、非常生動(dòng)而又直接的創(chuàng)設(shè)問題情境的方法之一。

例如，教學(xué)“自感”時(shí)，筆者首先提出探究性問題：當(dāng)一個(gè)回路里的螺線管上電流發(fā)生變化時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？其次介紹實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)裝置，讓學(xué)生根據(jù)已有的電磁感應(yīng)知識(shí)去猜想通、斷電時(shí)應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象。之后讓學(xué)生注意觀察演示實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)自己的猜想，并討論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后在教師的啟發(fā)下共同歸納出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，從而建立自感的概念。這樣教學(xué)，不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更重要的是學(xué)生體驗(yàn)到探究學(xué)習(xí)的步驟，即 “提出問題——提出猜想——實(shí)驗(yàn)探究——分析論證——形成概念”。

二、 通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力和素養(yǎng)

要通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假說(shuō)或猜想，就要求在實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)的條件。探究性學(xué)習(xí)中的假說(shuō)或猜想的實(shí)驗(yàn)方案，在不同的條件下可能會(huì)產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。要使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證假說(shuō)或猜想，實(shí)驗(yàn)條件必須和題設(shè)的條件一樣。教師要通過(guò)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的選擇和控制，讓學(xué)生在探究過(guò)程中體會(huì)到對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素，從而有效地掌握科學(xué)研究的方法。

例如，學(xué)過(guò)“楞次定律”后，研究彈簧管中磁性小球的下落規(guī)律。把兩只外形完全相同的小球分別從豎直放置的彈簧管上端放下，一只小球很快地從下端掉出，而另一只球要等數(shù)秒后才從下端管口落出。根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出以下問題供學(xué)生探究：1.猜一猜出現(xiàn)這種奇怪現(xiàn)象的原因是什么？2.通過(guò)分析小球進(jìn)入彈簧管后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過(guò)程，你能否建立起一種物理模型？3.能否用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)？你提出的實(shí)驗(yàn)方案是什么？需要測(cè)量哪些物理量？如何測(cè)量？4.若就此課題進(jìn)行研究，你將提出和論述哪些問題？需要進(jìn)一步做哪些實(shí)驗(yàn)？這樣設(shè)計(jì)，比單純從理論分析的角度更容易讓學(xué)生接受，關(guān)鍵是讓學(xué)生親身參與探索實(shí)踐活動(dòng)，并獲得對(duì)新知識(shí)的積極情感體驗(yàn)，從而提高自主探索、合作交流的能力。

三、以習(xí)題為載體進(jìn)行多角度探究性學(xué)習(xí)

從不同角度探究問題，既有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，優(yōu)化思維品質(zhì)，同時(shí)能夠提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。因此，在教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)選取一些學(xué)生在知識(shí)理解上存在盲點(diǎn)的題目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極探索。

例如，教學(xué)題目“在光滑的水平桌面上有一質(zhì)量為M的小車，小車與繩子的一端相連，繩子另一端通過(guò)定滑輪吊著一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼，砝碼離地高h(yuǎn)。若使小車、砝碼從靜止開始釋放到砝碼著地時(shí)，繩子拉力對(duì)小車所做的功為多少？”，部分學(xué)生得出這樣的答案，繩對(duì)小車做功為mgh。筆者沒有直接給出對(duì)錯(cuò)，而是組織學(xué)生分組討論。學(xué)生有的以系統(tǒng)為研究對(duì)象運(yùn)用牛頓第二定律求出繩的拉力，進(jìn)而求出拉力做功;有的先用機(jī)械能守恒定律求出物體落地時(shí)的速度，再運(yùn)用動(dòng)能定理求出繩拉力所做的功。通過(guò)這種以習(xí)題作為探究載體的教學(xué)方式，培養(yǎng)了學(xué)生思維能力、協(xié)作精神的同時(shí)，也必將增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的信心。

編輯：謝穎麗