初中物理探究式實驗的設計

摘 要:在傳統教學方式中，教師講授，學生接受，活動與實踐少，自主與合作少。新課程標準明確了科學探究是物理學習的中心環節。在探究實驗中，要充分發揮學生的主體作用，自主地完成探究活動;教師要精心地設計實驗，科學地引導探究活動。

關鍵詞:初中物理;探究式教學;實驗設計

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2010)02-0057-02

九年義務教育《物理課程標準》提出:科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。目的在于通過親歷像科學家們那樣的科學探究活動，讓學生既學到科學知識，又培養科學探究能力，同時增加對科學學習過程的理解。在科學探究活動的各個環節中，教師需要精心設計，做好鋪墊，想方設法培養學生積極思考、發現問題、分析問題、解決問題的能力。在這個過程中，教師不僅要從學生的認知水平出發做好一定的準備，又要精心做好實驗的設計。下面就筆者在實際教學中的具體做法做一總結。

一、猜想前教師的精心鋪墊

著名教育家陶行知先生曾經說過:“發明千千萬，起點是一問”。縱觀科學發展史，幾乎每一次質的飛躍都從問題開始，可見問題是科學創新的起源，由此可見，在學生提出問題前教師的情景創設就更重要了。

如在《摩擦力》一節教學中，為了引出探究課題“摩擦力的大小與哪些因素有關?”我先舉例擦黑板:先在黑板上寫上一行字，然后有意識的輕輕地擦，再重重地擦。讓學生用眼睛看到擦黑板的過程中，摩擦力是與壓力的大小有關的。接著讓學生做小試驗:把一只手平放在桌子上，輕輕地往前推，再重重地往前推，比較手的感覺。讓學生自己感知摩擦力與壓力有關。然后設計思考:冬天下雪后路面結冰時穿平底鞋和旅游鞋感覺怎樣?同學們值日時，怎樣掃地面容易掃干凈?然后課件展示冬天雪地里汽車行駛靠防滑鏈，自行車、汽車軸承上加潤滑油的視頻。有了以上的情景設計后，再讓學生提出問題，進行猜想，學生就會有理有據了。

如在《電與熱》教學中，得出電流的熱效應之后，我做了兩個實驗:一個是電爐子通電后，教師演示:手只能放到電爐子上一定位置否則就太燙了，而手卻一直能摸電線的任意位置(導線是新的，而且強調學生不能效仿)，為什么?難道是因為導線本身不會發燙?另一個實驗是并聯電路的演示器材:隨著并聯燈泡的一個接一個的閉合，卻看到導線的絕緣皮冒煙了，為什么?接著設問:是不是只要把電爐子接入電源，電爐子就發紅很燙了呢?是不是只要閉合并聯電路的燈泡，導線就馬上冒煙呢?這兩個實驗效果明顯，學生興趣很高，而且學生能用并聯電路知識解釋，為直接猜想電熱的影響因素做了很好的鋪墊。

在《固體壓強》中猜想影響壓強的因素之前，我先課件展示了大型平板車的多個輪胎，大型拖拉機的履帶，啄木鳥的尖嘴巴捉蟲子，一位媽媽帶著頂針縫衣服的視頻。又演示了兩塊木板:一塊上面有四五個釘子很稀疏，另一塊上面有近五十根釘子很密。找一個薄塑料袋裝滿水先平放在五十根釘子上，再放在四五根稀疏的釘子上，學生會很驚訝地發現釘子多了袋子不會破，釘子少了袋子一放就破了。然后再進行猜想環節，學生很容易得出結果。

例如在探究串聯電路的總特點時，我們設計了如下問題:亮度可調節的臺燈的亮度與什么有關?(與電流有關);改變電流大小有哪些方法?(改變電壓或者電阻)改變電阻有哪些途徑?(材料，長度，橫截面積和溫度)可以用什么儀器調節電阻大小?(滑動變阻器)滑動變阻器如何接入電路?(串聯)，進而提出滑動變阻器連入電路后，各部分如何分壓?電流又如何?

教師結合生產和生活中的實例，不斷創設問題情景，培養學生從實際問題中抓住主要因素，提取物理對象和物理模型。充分利用現代教育手段創設符合教學內容和要求的問題情景，增加學生的感性認識，激發學生的學習興趣，形成學習動機。在課堂教學的較短時間中，教師在探究實驗中發現問題，進行猜想前的精心設計，不僅充分體現了主導作用，為學生在猜想環節的思維能力的培養搭建了一個通暢的平臺;又在有限的課堂教學時間內，提高了教學效率。

二、設計實驗環節教師的獨特思路

課堂內的探究活動主要是由教師根據學生已有的知識水平，在課堂上與學生一起設計探究方案，然后教師要指導學生在課堂內按預先制定的方案進行科學探究活動。而教材中提供的一些實驗有時候效果并不太好，此時教師的獨特設計會使學生學得輕松、高效，課堂效益才能得到真正的提高。

如在《升華與凝華》一節課中探究升華和凝華的特點實驗時，教材中的實驗能觀察到升華凝華現象，但是器材不是密封的，必然會有有毒的碘蒸氣釋放出來，而且燒瓶是易碎品，做學生探究實驗不安全。在這節課中我進行了如下設計:找來小青霉素瓶，洗凈擦干，然后每瓶裝入一粒固態碘，然后蓋上蓋子，再纏上膠布充分密封。在瓶口纏一個小鐵環便于學生拿放。實驗時需要再準備兩個燒杯 :一杯盛熱水，一杯盛涼水就可以了。當小瓶先放入熱水中時會觀察到明顯的碘蒸氣，然后放入涼水中會觀察到瓶壁上有晶瑩的碘晶粒。此實驗設計簡單易行，又使學生興趣很高，還避免了吸入有毒的碘蒸氣。不會出現碘的熔化現象。另外此實驗可以重復使用。

又如在探究電流產生的熱量與哪些因素有關的實驗中，電流產生的熱量并不是直觀的，如何比較電流產生的熱量的多少呢?教科書上是比較完全相同的燒瓶內盛有等質量初溫相同的煤油，看煤油溫度上升的高低。這個實驗演示效果不明顯，而且連接電路時間較長，改為學生探究實驗更不方便也不安全。如果設計比較完全相同的燒瓶口處系一個氣球，在課堂上又無法保證氣密性使得實驗誤差會很大。如果設計為看相同的冰塊哪個熔化得快，冰塊的保存又是個難題。我在做實驗時進行了如下設計:找一個學生實驗電路板，把長度和橫截面積相同的銅絲和鎳鉻合金絲纏在鉛筆上相同的圈數，撤下后串聯接入電路板，在螺旋心內插有火柴，再配上干電池(多節)、導線、開關，實驗時比較哪根火柴先點燃哪個電阻產生的熱量就多。(螺旋心內還可以粘帶有凡士林的火柴，比較哪根火柴先掉下來;也可以用浸潤乙醚的棉花比較哪個先燃燒等等)。此實驗的改進可以很好地完成電流產生的熱量與電阻、電流、時間的關系，使學生的探究簡單化，效果明顯。

在探究壓強的影響因素實驗時，教材上的小桌壓泡沫塑料實驗，泡沫的形變效果非常差。在上課時我進行了改進:用一個圓形玻璃缸內放一塊海棉(以防把玻璃缸底部敲壞)，在表面蓋上一張白紙。找一小方型木板，四個角釘上釘子作為小桌，比較小桌平放、倒放、壓重物放時紙發生的形變來比較壓強的大小，效果非常好。也可以把啤酒瓶(一只空瓶，一只盛滿水)壓在較軟的五厘米厚的海綿上，酒瓶正立或倒立或平放，比較海綿的形變，來比較壓強的大小。該實驗器材簡單，實驗過程容易操作，又能完成探究的實驗目的。

在探究實驗中， 要充分發揮學生的主體作用，教師在教學中就要敢于“放”，讓學生動腦、動手、動口、主動積極地學，要充分相信學生的能力。但是，敢“放”并不意味著放任自流，而是科學的引導學生自覺地完成探究活動，在課堂有限的時間內，教師獨特的實驗設計就顯得尤為重要。

總之，新的物理課程標準明確了科學探究是物理學習的中心環節，科學探究既是物理學習的目標，又是物理學習的方式。在科學探究教學過程中，要想讓學生的主體作用充分的發揮，離不開教師的精心組織和正確引導，使學生在經歷探究的過程中，提高他們的思維能力和分析判斷能力。

【責任編輯 張桂英】