初中物理探究性實驗設(shè)計有效性探究

王云剛

摘? 要：實驗是物理學科的主要特征，而實驗在教學實踐中也會根據(jù)課程內(nèi)容的不同扮演不同的角色，對于培養(yǎng)學生物理學習興趣和實踐探究能力有著重要價值。對此，本文結(jié)合初中物理實驗內(nèi)容，粗談如何在原有基礎(chǔ)上進行一定的調(diào)整和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：初中物理;探究實驗;設(shè)計

物理實驗本身所具有的探究性特征，使得學生在觀察和參與的過程中能夠有效地使自身物理素養(yǎng)得到提升，并不斷地在探究知識本源的同時收獲相應(yīng)的方法與技巧，這也是物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標下的教學本意。

一、問題導學，引發(fā)思考

初中是學生學習物理的開始，那么在起始階段學生不免會遇到各種各樣充滿疑惑且不知該從何下手的問題，亦或是在教師引導其進行猜想與假設(shè)后不知道下一步該如何進展。那么此時教師則應(yīng)該使用問題來靈活地引導學生展開對目標內(nèi)容的探究，問題設(shè)計要遵循難易適中的原則，以維持學生探究和學習欲望為主。另外，問題要具有一定的啟發(fā)性，盡可能全面地激活學生學習思維，從而集中注意力進入學習狀態(tài)面對未知教學內(nèi)容展開探究學習。可以說，具有啟發(fā)和引導性質(zhì)的問題是上好一堂物理課的關(guān)鍵，其作為培養(yǎng)學生自主學習能力和促進大腦發(fā)展的重要途徑，應(yīng)當具備嚴謹、科學、合理、明確、詳細等基本特征。一般此類問題的使用多見于課堂導入、新舊知識銜接，或是理論聯(lián)系實際的環(huán)節(jié)。例如，在“光的色散”中，教師可以讓學生思考如何用最簡單的方法來從白光中獲得另一種顏色的光，進而演示白光在經(jīng)過三棱鏡后改變了方向并且依次呈現(xiàn)出了七色光。此時教師拿出綠色或其他顏色的玻璃紙來對七色光進行投射，引導學生觀察并思考：與玻璃紙相同的條紋為什么不見了？如果將太陽光直接照射綠色或其他顏色的玻璃紙，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？如何從白光中只得到一種顏色的光？等等。

二、常用到的科學探究方法與技巧

初中物理實驗所用到的基本方法主要轉(zhuǎn)化、放大、對比、控制變量等等，教師可以在不同的實驗中對需要用到的具體方法進行細致講解，以便于學生掌握的同時明確其適用范圍，從而靈活選用，做到有的放矢。

1、等量轉(zhuǎn)換

對于一些不易測量或是實驗現(xiàn)象不太明顯的實驗，教師在設(shè)計實驗方案之初應(yīng)該考慮到將其中不易測量的物理量或不易觀察的物理現(xiàn)象進行實驗內(nèi)容或?qū)嶒炤d體的更換，以便于教學的順利開展。例如，比較兩種燃料的熱值，對于物體燃燒所釋放出的熱量無法進行直接測量，便可以選擇等質(zhì)量的水進行溫度測量，看看燃料完全燒時放出的熱量使得水升溫了多少，進而即可方便使用溫度計進行測量。

2、放大觀察

如果目標物理量的測量或是物理最終實驗現(xiàn)象的效果不明顯，教師可以從其原理出發(fā)來選擇實驗之外的事物對其進行放大，從而使實驗現(xiàn)象變得清晰可見。比如將小球放置于正在發(fā)聲的音叉旁邊，小球自然會因為受到音叉振動而彈跳，而放置小球的目的就是為了通過此舉來放大其發(fā)聲效果。

3、對比分析

在設(shè)計物理實驗方案時，當實驗現(xiàn)象具有可比較特性時，就可以將其進行對比來總結(jié)這一類現(xiàn)象的物理規(guī)律。例如，比較蒸發(fā)與沸騰的異同點;電壓表和電流表的使用等等。

4、取平均值

在設(shè)計物理實驗方案時，誤差是沒有辦法避免的，這就需要對物理量進行多次測量，取其平均值來得出實驗結(jié)論。

5、控制變量

控制變量是物理學乃至許多科學探究實驗中都會用到的方法，其本質(zhì)是通過對已知量的了解來減少對未知量估計的誤差。換言之，如果需要探究的目標物理變量較多，就可以將其中的一個變量進行固定，進而通過只改變另外一個量來得出實驗結(jié)果，以此總結(jié)規(guī)律。例如，探究導體電阻大小與哪些因素有關(guān)，可以對導體長度和相關(guān)材料進行固定，進而探究導體電阻與橫截面之間的關(guān)系。再如探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，應(yīng)該將壓力這一條件進行固定，將探究方向明確為物體滑動摩擦力與接觸面粗糙程度之間的關(guān)系。

三、按部就班，展開實驗

物理實驗首先需要有明確的目的性，即要驗證什么和探究什么的問題。實驗目的指導后續(xù)一系列實驗行為，所以教師在設(shè)計實驗時應(yīng)極力避免隨意性實驗的開展，確保學生都能夠經(jīng)歷有探究意義和學習價值的實驗過程。此外，教師在實驗開始后要盡可能地以培養(yǎng)學生自主探究能力為主要目標，減少過多地干涉。也正因如此，一個恰當?shù)囊龑?、點撥和啟發(fā)便顯得尤為重要。一般地，只有學生在實驗過程中出現(xiàn)較大問題或錯誤時，教師應(yīng)該及時地引導其進行明確，從而使其意識到問題所在，回歸正軌。初中階段，物理實驗一般都是采用的先進行猜想假設(shè)，再擬定實驗方案的思路，在此基礎(chǔ)上只需要準備好相關(guān)的實驗器材以及統(tǒng)計表格，來對實驗變量展開實驗即可。

確定實驗方案之后還需要明確實驗原理，這是證明實驗目的的關(guān)鍵。實驗原理往往在實驗過程中起著決定實驗最終方向的作用，而且實驗原理的明確很大程度上也決定著最終實驗能否順利完成。此外，對于影響實驗結(jié)果的變量以及會產(chǎn)生怎樣的影響都是需要多加注意的方面。物理實驗十分強調(diào)各個環(huán)節(jié)的緊密銜接與配合，只有多環(huán)節(jié)緊密銜接，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的綜合作用，得到理想的實驗結(jié)果。比如在根據(jù)實驗內(nèi)容準備實驗器材時，教師要考慮到一些消耗品的數(shù)量是否充足，對于一些具有不可控突發(fā)現(xiàn)象的實驗要準備好防護措施。在準備萬全之后還要確保學生都明確掌握了實驗的詳細步驟，以便于最后實驗報告的正確填寫。而實驗報告作為實驗探究中的重要組成部分，其也必須要遵循實驗原理、實驗過程及實驗結(jié)果的順序如實填寫，最后使各實驗變量矛最終實驗結(jié)果之間的關(guān)系得以清晰明了，便于統(tǒng)計數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果。綜其各個方面都可以說是為了培養(yǎng)學生一個嚴謹?shù)目茖W探究態(tài)度和習慣。

綜上，物理探究實驗設(shè)計的有效性很大程度上取決于方案的設(shè)計以及很多細節(jié)方面的把控，教師所需要做的是給予學生充足的自主探究條件，并對于其處理不當?shù)牡胤揭皶r進行糾正，對于出現(xiàn)的問題要及時指導發(fā)現(xiàn)和改進，提高學生物理實驗的實踐探究能力也等同于培養(yǎng)他們綜合素養(yǎng)。

參考文獻

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