物理教學中自設性實驗探究

物理教學中，學生分組實驗和教師演示實驗是培養學生實驗能力的主要途徑。長期以來，我們大多強調按“本本”做實驗，也就是按部就班，教師怎么講學生就怎么做，忽視學生獨立探索能力和創新意識的培養。實驗教學與能力培養脫鉤，導致學生對實驗的興趣逐漸平淡，實驗的探索設計性潛能發揮不出來。那么什么是“自設性實驗”呢？所謂“自設性實驗”，就是為了達到一定的教學目的，在教師的啟發指導下，在課外用日常生活或身邊的實例為題材由學生自己獨立探索設計實驗探求知識或獲取必要的感性認識的教學活動，是創設物理情境，探索物理問題的重要手段。把自設性實驗搬到物理課堂教學中去，并使之與教師的講授密切配合，是理論聯系實際，活學活用的好方法，也是學生獨立探索能力和創新意識培養的重要途徑。

一、教師演示實驗和學生分組實驗的特點

教師演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范性實驗。它主要是把要研究的物理現象展示在學生眼前，引導學生觀察思考，配合講授或穿插學生討論等方式完成課堂教學任務。它的優點是能夠充分發揮教師的引導、示范作用。而學生分組實驗是學生在教師的指導下利用整節課的時間，在實驗室分組進行實驗的教學形式，是學生親自動手使用儀器、觀察測量、取得實驗數據，并親自分析總結的學習過程。學生分組實驗大多是基本練習性、測定性和驗證性的實驗，要求學生比較規范、嚴格地按照實驗要求進行實驗，完成實驗報告。

二、自設性實驗的特點

1.更具創造性

自設性實驗不像學生分組實驗那樣嚴格要求學生按照實驗步驟進行實驗。學生在實驗過程中有自由思考的空間，有選擇怎樣做的自由，實驗研究目的是相同的，但具體做法過程可以不同，在教師的指導下學生可以根據實驗研究的目的，自己動手、動腦去設計實驗方案和實驗步驟，主動探索、發現物理規律，如講到有關聲音的傳播時，我問學生可以用什么方法去驗證液體也可以傳聲時，有的學生說用塑料袋把手機密封后放入水中，有的說用塑料袋把鬧鐘密封后放入水中，有的說游泳時潛入水中，還有……，眾說紛紜，五花八門，這樣一來，學生的創造天賦和潛能就能真正充分發揮出來，學生的創造意識和創造能力也能得到較好的培養。

2.更具趣味性

興趣是最好的老師。學生有了學習物理的興趣，對教師完成教學任務，達到教學目標有重要影響。自設性實驗可以以生動、鮮明、出其不意的實驗現象吸引學生注意，激發學生對物理的學習興趣。如講到光的折射使水中物體的位置變淺時，我預先叫學生準備好一個比較大的透明的塑料可樂汽水瓶，把瓶口部分剪掉，讓手能放進去，往汽水瓶倒水到差不多滿，然后把一塊小石頭放進去，再叫學生從水面看下去，先感覺一下小石頭所在的位置，最后把手伸到那個位置，看能不能抓住小石頭。這樣一來，學生馬上來勁了。在那個位置當然是抓不到小石頭的，因為那是光的折射所成的虛像，真正的小石頭還在下面。接著我又叫學生從汽水瓶的側面看小石頭，對比一下前面從水面看下去的小石頭，大小是否一樣。那當然是不一樣的，因為那也是光的折射形成的虛像造成的錯覺。最后，我又叫學生把一根筷子插入水中，讓學生觀察筷子的情況，結果發現筷子在水面處折斷了（這也是光的折射造成的錯覺）。如此種種現象使學生感到物理太神奇，太有趣了。通過這一連串有趣的實驗充分激發了學生學習的興趣，將課堂氣氛逐漸推向高潮，收到了意想不到的效果。這些小實驗或小制作，我提前指導學生做好準備，課堂上穿插進行，使學生好像吃了興奮劑一樣大大提高了學習積極性。這些實驗器材多為日常生活中經常見到的，學生容易得到，進行實驗操作時得心應手。這類實驗對激發學生的探究興趣，培養學生的動手能力和提高學生的探索能力具有非常重要的作用。

3.更具實用性

自設性實驗常聯系學生的生活實際和社會實際，讓學生感到物理知識有用，知道學好物理知識能指導我們的生活。因此，在教學過程中教師應多選取學生日常生活中或身邊熟悉的器材進行自設性實驗，讓學生有一種親切感，使學生明白物理就在身邊，物理與生活緊密聯系，調動學生學習的積極性，激發學生實驗探究的熱情。如講到壓強時，我預先叫學生準備好圖釘，上課時，先讓學生觀察一下圖釘的形狀，再讓學生分別用圖釘的釘針部分和釘帽部分輕輕壓一下手指，對比一下兩者的感覺（用釘針部分壓時比較痛，因為這時產生的壓強比較大）。接著再讓學生把圖釘壓入桌面，怎么樣才能比較容易做到呢？（用釘針部分壓并且壓時用力大一些，因為這時產生的壓強比較大。）學生通過親身實踐、體會，最后總結出壓強的大小跟壓力和受力面積有關的結論?？傊覀儜蒙磉叧Ｒ姷奈锢憩F象，選取身邊常用的器材進行自設性實驗，讓學生體驗到實驗的樂趣，知道物理知識是無處不在的，是非常有用的，物理時刻在我們身邊。

4.更具新奇性

在課堂教學中，自設性實驗常常會引發新的問題。如講到有關浮力時，為了引出浮力產生是由于液體對物體上、下表面的壓力差而形成的，我預先叫學生準備好一個塑料可樂汽水瓶，剪去底部，使瓶頸在下，倒轉放置，把一個乒乓球放入瓶內，從上面倒入水，使水能淹過乒乓球，觀察到少量水從乒乓球和瓶頸縫隙中流出，但乒乓球并不上浮，在這種情況下，我問學生乒乓球是否受到浮力。有的學生說受到浮力，有的說沒有受到浮力。這時，我讓學生用手指堵住下面瓶頸流水處，可觀察到乒乓球慢慢浮起，學生感到非常好奇，也堅信此時乒乓球受到浮力。那么，第一次實驗時乒乓球為什么沒受到浮力？學生對此感到疑惑。于是，我慢慢進行引導，學生很快理解了浮力產生的原因。這樣通過實驗情境，提出問題，使教學信息具有新奇性，從而使學生產生好奇心和求知欲，極大地激發了學生探索動機和興趣，有利于培養學生的創新意識和解決問題的能力。

5.更具靈活性

在具體課堂教學過程中，自設性實驗可以根據教師的需要隨意安排，如在講到有關大氣壓時，在課前我安排學生做塑料掛衣鉤吸盤能吸起課本的實驗作為知識的引入，由此引入大氣壓概念。課中，我可以安排學生探究“塑料掛衣鉤吸盤究竟能吸起多重的物體”作為物理規律的探索、研究、驗證，說明大氣壓究竟有多大。課末，我安排學生做注射器實驗，如用注射器來吸水或塞住針嘴兩邊用力拉作為知識的鞏固、提高等等。另外，還可以根據教學內容及學生的特點開展自設性實驗，可以采取情景式、討論式、研究式、創造式等多樣形式的實驗，具有較強的靈活性。

三、自設性實驗的設計與實施

在課堂教學中應如何設計自設性實驗呢？其實，在課堂教學中是否需要自設性實驗，或者應設計怎么樣的自設性實驗，以及如何設計自設性實驗都必須從教學目的出發。教師必須重視物理概念和規律的形成過程和應用過程，發掘這些過程中的創造性成分，合理選擇、精心設計一些自設性實驗，將物理現象的展示、物理模型的建立、物理現象的探究、物理結論的交流等活動有機地結合起來，這樣才能激發學生的情感、興趣和想象力，充分發揮學生的主體意識和參與能力，讓學生主動獲取知識，發展創造能力和探索能力。

自設性實驗要求學生獨立探索設計實驗，但這不等于教師就可以放手不用管。因為學生在獨立探索設計實驗過程中并非都能夠順利完成，必然會碰到這樣或那樣的困難。有的學生成功了，有的卻失敗了；有的學生在獨立探索設計實驗過程中有新的發現，有的卻只是為了完成任務而隨便應付了事。因此要保證自設性實驗在課堂教學中能成功實施，就需要教師的啟發和指導，最起碼要讓學生明確設計出的實驗應達到怎樣的目的和要求等，學生在教師的啟發和指導下去思考、分析、探索，才能有的放矢，才能發現問題和解決問題，總結經驗教訓，提高自設性實驗的成功率?？傊?，加強教師的啟發和指導是自設性實驗在課堂教學中成功實施的重要保證。

通過對自設性實驗的研究與實踐，我發現學生學習物理的興趣大大提高了，學生主動探索、設計、研究問題的氛圍更濃厚了，學生的探索能力和創新能力也得到了較好的發展。在今后的物理教學中，我將努力使自設性實驗教學變得更加完善，使其在物理課堂教學中發揮更大的作用。

參考文獻

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(責任編輯 黃春香）