中學(xué)物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與思考

新課程的物理實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了學(xué)生為本，重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的興趣和能力，著力培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度、情感，使之形成熱愛科學(xué)、熱愛物理，有振興中華的使命感與責(zé)任感。所以新課程特別突出探究性實(shí)驗(yàn)。

探究性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)者在不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探索、分析、研究得出結(jié)論，以發(fā)現(xiàn)新事物、新規(guī)律，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動；從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立、合作探求、觀察、操作能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。做探究性實(shí)驗(yàn)通常包含下面七個(gè)環(huán)節(jié)：1.提出問題。2.猜想與假設(shè)。3.制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)。5.分析與討論。6.評估。7.交流與合作。教師作為主導(dǎo)者和組織者，在做探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)如何指導(dǎo)學(xué)生呢?筆者認(rèn)為在這七個(gè)環(huán)節(jié)中，教師的指導(dǎo)程度和方法應(yīng)該是不同的。

一、對“提出問題”，教師可以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)

引導(dǎo)學(xué)生對探究對象及其相關(guān)物理量思考的方向和線索，注意問題應(yīng)該具有啟發(fā)性、矛盾突出、帶有懸念。例如：提出如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明用手輕按桌面會使桌面發(fā)生彈性形變?把數(shù)根蠟燭點(diǎn)燃著排放在大鼓面前，然后敲打大鼓，你會看到什么現(xiàn)象?可能會有哪些猜想?

二、疏導(dǎo)“猜想與假設(shè)”的方向

讓學(xué)生自由想象，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和發(fā)散思維能力是探究性實(shí)驗(yàn)的精神之一。但猜想不等于胡思亂想，應(yīng)注意猜想的方向，這時(shí)教師應(yīng)是一位船長，牢牢把握好航向。

例如：2004年無錫市中考命制了這樣一道考題。例1、現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方案，比較不銹鋼和銅這兩種材料的導(dǎo)電性能。

(1)實(shí)驗(yàn)研究中對不銹鋼絲和銅絲的選取有什么要求?

(2)你用什么方法顯示材料的導(dǎo)電性能?(可畫出相應(yīng)的電路圖加以說明)

作為考題時(shí)，學(xué)生只要按題目的要求進(jìn)行解答即可。但在教學(xué)中，要充分挖掘教材中科學(xué)探究的課程資源，組織學(xué)生進(jìn)行探究活動，提高學(xué)生的探究能力。教師對學(xué)生的猜想要給予適當(dāng)?shù)脑u價(jià)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并引導(dǎo)學(xué)生對所提的問題作進(jìn)一步的探究，使學(xué)生獲得對猜想與假設(shè)的正確認(rèn)識。

三、重點(diǎn)指導(dǎo)“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”

讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)探究目的和已有的條件，并根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)或已有的知識，嘗試選擇科學(xué)探究的方法及所需的裝置和器材，從而較合理地制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在這過程中，注意培養(yǎng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)中涉及多個(gè)物理量之間相互應(yīng)變的狀況，進(jìn)行常規(guī)科學(xué)處理的方法。在待研究的物理規(guī)律中，常含三個(gè)(或三個(gè)以上)物理量的相互關(guān)系。如：在運(yùn)動學(xué)中常涉及時(shí)間t、距離s和速度v。在動力學(xué)中涉及更多的物理量，如：加速度a，外力F，質(zhì)量m，時(shí)間t等。電學(xué)中則常涉及電流強(qiáng)度I、電壓U、電阻R等。在這種情況下，常用的研究方法是：先固定一個(gè)或多個(gè)物理量不變，再分別測出剩下的物理量之間的變化規(guī)律。

在指導(dǎo)學(xué)生開展探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，更多的要考慮學(xué)生思維的多樣性和操作的探索性。如上述例1，根據(jù)題目的要求，至少可以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖有以下幾種：

圖中R₁為不銹鋼絲，R₂銅絲，A、B兩點(diǎn)間準(zhǔn)備接入不銹鋼絲和銅絲。

四、要注意指導(dǎo)學(xué)生逐步掌握兩種最常用的數(shù)據(jù)處理方法

一種是把數(shù)據(jù)列表比較，通過對比和一定運(yùn)算，找出相應(yīng)的物理規(guī)律。另一種方法是作圖法，把測量的數(shù)據(jù)畫成圖像，從圖像上直觀地將物理規(guī)律顯示出來。同時(shí)應(yīng)使學(xué)生明白列表和作圖兩種處理方法常常是互相配合使用的，并且各有優(yōu)點(diǎn)。所以對不同的實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇相適應(yīng)的處理方法，就更加有利于找出物理規(guī)律來。如上述例1可以通過列表比較：

五、要注意培養(yǎng)學(xué)生抽象的邏輯思維方法

要探索出物理規(guī)律，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的觀察、測量和數(shù)據(jù)處理，在此基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步的抽象思維，才能得到相應(yīng)的物理規(guī)律或概念。這一過程一般是先對數(shù)據(jù)和圖表進(jìn)行分析對比，然后再進(jìn)行綜合歸納。而在分析階段又應(yīng)注意用先定性、后定量的程序來分析，最后在分析和邏輯思維的基礎(chǔ)上總結(jié)出實(shí)驗(yàn)所探索得到的物理規(guī)律。

對上述例1的圖(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與論證。學(xué)生通過對A1、A2兩電流表讀數(shù)進(jìn)行比較，可以得出與讀數(shù)大的電流表串聯(lián)的金屬絲的導(dǎo)電性能好。對其余原理圖所得數(shù)據(jù)的分析依此類推。

六、注意培養(yǎng)學(xué)生分析誤差的能力

探究性實(shí)驗(yàn)重在過程的體驗(yàn)，它可以因陋就簡地開展實(shí)驗(yàn)，故實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能存在較大的誤差。要允許存在誤差，甚至較大的誤差，這也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。但要知道誤差產(chǎn)生的原因及減小的措施，明確在誤差范圍內(nèi)科學(xué)規(guī)律的客觀性。

如對例1圖(4)的探究過程和探究結(jié)果進(jìn)行評估。依據(jù)圖(4)原理圖先后兩次伏特表的讀數(shù)相同，這一探究結(jié)果與日常的經(jīng)驗(yàn)不符?；叵胍幌聦?shí)驗(yàn)操作過程，是否已經(jīng)保證金屬絲的長度和橫截面積相同的條件，兩次伏特表的讀數(shù)是否有誤，實(shí)驗(yàn)原理是否合理等方面加以分析，從而得知實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否可信。如果經(jīng)分析得知實(shí)驗(yàn)結(jié)論不可信，需嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究的方案。

另外，在開展物理探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生是活動的主體，教師要充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用，要認(rèn)真觀察學(xué)生實(shí)際操作的全過程，仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)中存在的問題，及時(shí)給予指導(dǎo)。特別對于基礎(chǔ)薄弱、動手能力弱的學(xué)生，要耐心指導(dǎo)，引導(dǎo)他們分析出現(xiàn)問題的原因，指出努力改進(jìn)的方向。

參考文獻(xiàn)

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(責(zé)任編輯 孫曉雯)