巧妙利用實驗 提高實驗探究的有效性

劉 陽

（徐州市睢寧縣第二中學，江蘇 徐州 221200）

有效的實驗教學，可以加強學生對概念的感性及理性理解，可以提高學生實際應用的能力，可以讓學生從實驗中獲取數據而學會聯系實際，增強他們做題的靈活程度，更可以通過實驗激發學生學習物理的積極性。為尋求提高實驗探究的有效性，筆者進行了以下嘗試。

一、巧設實驗，形成物理概念

物理概念反映了物理事實的本質，學生只有深刻理解好物理概念，才能理解物理事實；學生掌握了物理規律，才能提高分析問題和解決問題的能力。對物理概念若采用簡單化的“記住——回憶”的方法進行教和學，看似大容量、高密度的灌輸教法，實際上減少了思維過程，降低了思維水平。為了讓學生主動進行比較、建構，直到揭示概念的本質屬性，設計一個好的實驗是基礎。

1.善于利用“沖突”型實驗，激發興趣

學生在遇到問題時，往往是憑直覺經驗判斷，當實驗的現象出乎學生的意料時，直覺的判斷與實驗事實之間產生的強烈“沖突”，必然引發學生去積極思考。

例如：在引入大氣壓強這一比較抽象的概念時，教學中安排大小試管的實驗：先把兩個試管套在一起，倒置，小試管下落，學生分析是試管受重力導致的。后將大試管內灌滿水，再將小試管底向下插入，然后提問：若手拿大試管倒置，小試管如何？多數學生認為小試管會受重力而掉下。然后實驗，學生驚奇的發現小試管不但沒有掉下，反而在滴下水的同時，緩緩上升，感到疑惑不解，教師及時點撥：是什么使得試管緩緩上升的呢？是大氣壓。加深了學生對大氣壓強的認識，同時也培養了學生的思維能力，激發了學生的興趣，

2.巧妙利用對比型實驗，突破難點

在“聲音的特性”一節的教學中，為突破“音調和響度的區別”這一難點，讓學生自己設計鋼尺振動發聲的對比實驗，通過反復摸索和交流，探究出規范的實驗過程：先使鋼尺伸出桌邊不同的長度，用相同的力敲擊，注意聽到聲音的不同；再使鋼尺伸出桌邊相同的長度，用大小不同的力敲擊，注意聽到聲音的不同。通過不同實驗過程的比較使學生較好地區分了音調和響度的不同，留下了極為深刻的印象，讓學生覺得順其自然的同時，也讓生活走向物理。在探究影響液體蒸發的因素、導體電阻大小的因素、影響音調的因素、物體動能和重力勢能的因素等等的許多實驗中，對比方法同樣可以有很好的效果。

3.及時利用實驗設疑，引導探究

在教學《望遠鏡與顯微鏡》一課時，學生在掌握凸透鏡成像規律后設問，如何利用透鏡組合把小物體放得更大？如何用透鏡組合看清遠處的物體？如何調整它們之間的距離使觀察效果更好？讓學生自己探究，于是學生們個個爭先恐后:有的閉著一只眼睛，用自己做的顯微鏡觀察從頭上揪下的頭發;有的兩人合作，通過窗戶看遠處的樓房;有的查筆記;有的抓耳撓腮，充滿了活力。學生在終生難忘的“表演”中，解決心中的疑問，激發學生的好奇心，既學到了知識，也學會了探究，提高了學習效率。

二、創新實驗，理解物理規律

1.變演示為分組，提高學生體驗的有效性

物理教學中，特別對于物理規律教學，必須讓學生明確物理規律是怎樣形成的。對于某些規律教學放在實驗室里進行，可以改變教師演示，學生觀察，教師忙，學生亂的被動局面，變成學生主動地去探索，通過自己動手觀察來發現規律。例如：在《電流與電壓、電阻的關系》一節中，把它變為探索性學生實驗。先提出問題，然后引導學生采用控制變量法，先保持電阻不變，研究電流與電壓的關系，再保持電壓不變，研究電流與電阻的關系。通過學生分組實驗，動手操作，對實驗的數據進行分析、綜合，應用歸納推理的方法，由特殊到一般得出規律。從而體驗到動手去探索、去認識物理規律的快樂。

2.改進實驗，提高探究實驗的有效性

在演示通電導體在磁場中運動實驗中，新教材上的實驗缺點為：一是所需電流大，磁鐵磁性要強；二是因金屬棒受摩擦力較大、與軌道接觸是否良好等因素而影響實驗效果。若在實驗中用煙盒鋁箔紙卷成筒狀（將鋁箔紙平放在水中，浸泡一會，取出后用毛巾將鋁箔上的紙擦掉，并擦干水跡）代替金屬棒，用兩根細銅線將鋁箔筒兩端連接（接觸）好，然后把鋁箔筒懸掛在磁場中，以上兩個問題都克服了，只需2節干電池作電源，效果相當顯著，還大大提高了可見度。

三、拓展實驗，培養發散思維能力

不斷地培養學生發散思維能力，能使學生對實驗問題的理解不落俗套，解決實際問題能夠不拘一格，不斷地運用發散思維方法解決問題，擺脫習慣思維的束縛，拓寬思維范圍，從而使創造性思維能力得到發展。

1.引導學生一物多用，挖掘學生的實驗潛力

如空的塑料飲料瓶是生活中比較常見的廢品且結構非常簡單，但在物理實驗中卻有其獨到之處，可演示許多物理想象：可演示物體的壓強隨深度的增加而增大的實驗、固體的壓強與壓力、受力面積的關系的實驗、浮力產生的原因的實驗等。又如：常見且價廉的醫用注射針筒也可以用于進行潛水艇的工作原理的模擬演示實驗、液體的沸點與壓強關系的演示實驗、連通器原理的演示實驗以及驗證大氣壓的存在的演示實驗等等。通過在教學中適時地引導學生用生活中常見、便宜的器材（或廢物）來做實驗，就會使學生倍感親切，有利于調動學生的學習積極性，活躍學生思維，以及提高其動手能力。

2.將生活中常見的物體制成教具，培養學生的創造性思維

如靜摩擦力方向判別是教學中的一個難點，因為在某些情況下，相對運動趨勢不明顯，學生難以想象。如果能從宏觀的角度出發考慮，用模擬放大的辦法，使學生生動地看到接觸層的有關情況，問題就可迎刃而解了。如圖所示，在平面板上放一張砂布（以增大摩擦），再把一面有毛刷的木塊放在砂布上，且使板刷的長毛與砂布接觸。用力沿水平方向拉木塊，可以看到板刷的長毛發生形變，由形變的情況就可確定靜摩擦力的方向了。

在物理實驗的教學中，要充分發揮教師的主導和主觀能動性，挖掘發散點，善于創設開放性的實驗問題情境，引導學生主動地質疑、探索、研究，有助于培養學生廣闊、積極、求異、聯想、創新的發散性和創造性思維品質，才能張揚學生的個性，調動了學生的學習積極性，提高物理實驗教學的有效性。