在實驗教學中探究性教學的組織

馬志華

物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理實驗對理解和掌握物理概念和規律，對物理知識的鞏固和運用有著至關重要的作用。近年來全國高考物理實驗試題由過去單一的、基本的形式向綜合性、標準化、高層次方向發展，在考察實驗知識的同時，更注重實驗能力的考查。然而物理教材中的學生實驗都是按給定的器材，老師講解規定的操作方法，然后學生實施操作得出一些驗證性結論。實驗方法、實驗思路千篇一律。這樣學生的實驗設計能力和創造性思維能力得不到培養，不利于學生今后的發展。

基于上述現狀，我設想改變傳統的實驗教學，探索一種以實驗為中心的探究教學法，即在教師規定的一個實驗項目的基礎上，讓學生自己確定實驗原理，選擇實驗器材，設計實驗過程，教師適時引導、點撥，學生主動發現探究，讓學生通過自己的實驗去發現規律，掌握知識，從而培養學生的探索精神和創造力,實現從“應試教育”向“素質教育”的轉軌。

我對這種探究教學法作了初步嘗試，收到了較好的效果。現把這種教學法以“電阻的測量”為例，向大家展示這種實驗教學的具體實施過程。

1 實驗教學前，創設發散性實驗問題情境，培養學生發散思維能力

愛因斯坦說過，提出問題比解決一個問題更重要。從研究性學習的“研究性”特征來看，作為思維活動的“研究”，其過程必須通過對問題的探究來呈現，并且一定呈現出多樣性、開放性、自主性。學生的探究意識，發現問題的能力通常是掌握一定的知識、技能和方法后，所能達到的高一層次的思維活動。它具有培養學習興趣、激勵學生思維、培養創新意識的效果。在學生掌握了伏安法測電阻的知識基礎上，我提出實驗問題：現有實驗器材如下：電流表、電壓表、電源、電阻箱、變阻器、單刀雙閘開關、導線，請你設計一個物理實驗，測未知電阻的阻值，畫出你的實驗電路。提出問題后，學生學習的熱情極高，產生很好的學習效果。可喜可賀的是方案有十幾種，然后，篩選出可操作性強的七種方案，以電路圖一致者為一組，準備在開放實驗室動手操作。

2在分組實驗教學中，進行交流探討

由學生按照自己的方案進行實驗，每一小組都發給一個已知電阻和兩個未知電阻，（一個大電阻一個小電阻）以便做對比分析誤差。對實驗過程中出現的問題，老師及時與學生進行探討，尋找解決問題的關鍵，使實驗得以順利完成。

結果與分析 等效法的思想，方法比較簡單，未知電阻可由電阻箱直接讀出。要求討論與結論滑動變阻器有效阻值適中（有效值與被測值相差不懸殊）。電阻箱數值不連續，造成讀數誤差。電流表量程小，也是誤差的來源。

結果與分析 半偏法的局限性：實驗桌上最大輸出電壓只有16V，而這種方法要求R2>>Rx,所以電路中電流很小，電流表示數幾乎為零，即使實驗條件允許，測量結果也是Rx與電流表串聯的電阻，若Rx較小，誤差會較大。

討論與結論實驗要求：R2>>RxRX>>RA 電阻值測小了

3 進行實驗誤差分析、總結、探究

學生利用自己的實驗方案完成實驗后，由學生自己進行實驗誤差分析，得出合理結論。隨后布置一個任務，用不同的電路測同一個標準電阻，結果會如何?這時，學生的表情有所變化，欲言又止，緊接著我說，親自試試就會明白的。這樣，我把整個實驗推向高潮--探究。用第一種方法第三種方法和第六種方法的幾乎沒有誤差。用第四種方法的同學測得的結果偏大，并指出偏大的原因時忽略了電流表內阻，測量結果為電流表和未知電阻串聯的總電阻，該電路是用測大電阻。第五種方法測量結果正好與第四種方法相反，結果偏小，為未知電阻與電壓表并聯電阻，此電路適合測小電阻。第七種方法測量結果也偏小，為未知電阻與電壓表并聯電阻，此電路也適合測小電阻。學生分析完之后，我做了簡單的補充總結。并且又提示了其他的方法（歐姆表、惠斯通電橋法、湯姆遜電橋法），這樣學生的主觀能動性得到充分的發揮，使學生能感受到成功的喜悅。同時，又從內心發出對知識的渴望，真是"學無止境"!

總之，在物理實驗教學中，運用探究教學法使實驗問題答案多樣化，給學生提供了更為廣闊的空間，它能讓學生在思維發散、開放的空間中進行探索，更加有利于培養學生的科學情感、科學態度和創新能力。

這種教學方法，對教師的要求是很高的，教師會在實驗過程中迎接更多的挑戰。教師在實驗過程中就是一個咨詢者、服務生，學生會在實驗時提出各種各樣的問題，教師必須能及時地給予解答，才符合現代化教學的要求。這就要求教師更應加強業務學習，提高自身的綜合能力，來適應現代化課堂教學的要求。