淺析物理教學中探究的設計

涂韶輝

物理學是一門實驗性科學，在實驗教學中必須盡心探究，通過探究可以激發學生學習興趣，創設有效掌握知識的學習環境，訓練科學的學習方法，培養學生觀察、分析和創造性思維能力，解決實際問題能力。現在初中物理教材探究實驗有四十多個，但其中有的因效果不夠明顯或缺少器材很難成功，有的因不貼近現實生活，學生存在一種陌生感，接受起來效果不理想。故教師教學生學會設計實驗，對優化物理教學，促進物理教學改革具有深遠的意義。我認為探究的設計應突出考慮以下幾個方面。

一、探究原理應體現科學性，可行性和目的性

1.科學性

探究原理的科學性主要是指物理原理是否正確，得出的物理現象是否真實、正確地反應探究原理。原理的正確性要求真實不可制造假象代替真實現象來欺騙學生。原理的科學性要求原理無錯誤，但允許存在誤差。探究的誤差是由于探究系統和條件的非理想化產生的，是客觀存在的。誤差大小是由于探究方法、儀條件和教學要求來決定。要分析誤差產生的原因，設法減少誤差。例如，在探究伏安法測電阻時，多次測量出的電阻值是不完全相同的，你就不能得出電阻會隨電壓和電源的改變而改變這一錯誤的結論。而應知道這是誤差的原因。為了減少誤差，采用多次測量求平均值得方法。

2.可行性

主要指從儀器制作、器材選擇、探究選探究條件和操作等方面來看能否成功。往往有這樣的情況，設計的探究方案是科學性的、正確的，但在實施過程中常受到多方面因素的限制而無法成功。例如在做摩擦起電時，若天氣比較潮濕使毛片和絲綢不干燥則在摩擦起電時，會造成漏電從而影響了實驗現象，這時可以把毛皮和絲綢放在太陽下曬一下或者放在火上烤一烤，這樣效果會更明顯。

3.目的性

設計的實驗應具有明確的意圖及針對性，具體地講就是要求解決什么問題，得出什么結論：驗證什么定理定律、規律：建立什么概念。教材有些重要的規律、概念通過探究歸納得出，比教師單純的講解學生更易接受，這都需要及時設計，引入探究實驗。例如，在探究導體的電阻與材料、長短、粗細的關系時，要明確在探究電阻與長短關系時，材料和粗細必須保持相同，而長短不同的目的；在探究電阻與這三個量中的一個量的關系時，必須保持兩個量不變而這個量改變，使用控制變量法。

二、探究的構造適應具有可見性、間接性和美感性

1.可見性

一般地說，觀察明顯、清晰的現象比觀察細微模糊的現象效果更佳，學生興趣濃厚。增加探究的可見性，應從這幾個方面考慮，變小為大，變弱為強、變慢為快、變淡為濃、變輕為重等。例如，在講分子之間的作用力的時候，必須變小為大。

2.間接性

探究實驗中儀器構造應體現出簡潔和實用。用結構復雜、操作性繁瑣的實驗，容易分散學生的注意力。只要涉及實驗和科學性強，現象明顯，越簡單越好。例如，在探究壓強觀察磚的哪個面最易把報紙壓破，找出壓強與受力面積的關系，這個探究過程中儀器簡單每個同學都可以就地取材，所表現的物理現象十分明顯。

3.美感性

探究結果美讓學生在觀察實驗現象的同時帶來美的享受，從而維持注意力的穩定性。任何制作粗糙的、缺乏美感的實驗會增加學生視覺辛苦。容易使注意力轉移。如平面鏡成像顯示物、像的對稱美；天平、溫度計、電流表等刻度的勻稱美及和諧美。實踐證明，學生對精美別致的實驗，注意保持的時間長，記憶特別牢固，理解更為深刻，學習興趣更加厚。

三、探材料究的選擇要和耐用性考慮方便性、多用性

1.方便性

實驗器材的選擇要從多方面考慮。但首先要取材方便，經濟實惠，或者簡單改制常用物品就完成的實驗器材。這樣既可以節省教師的時間和精力，又可以方便發動全體學生齊同參與實驗，所以雖然實驗簡單，但效果卻很好。

2.多用性

指一物多用，利用現有的裝置，進行盡可能多的探究，顯示可能多的現象和原理。充分提高器材的利用率，挖掘潛力，這在當前儀器普遍缺乏的情況下是一種有效用經濟的辦法。

3.耐用性

在課堂進行實驗時為了讓學生觀察清楚，有時需要多次重復演示，故要求設計的實驗的器材的選擇不能“一次性消費”，或者演示一次就出現毛病，要經久耐用，以保證上課的程序能正常進行。

四、探究現象應突出直觀性和趣味性

物理教學實驗充分證明，學生在物理學習中不論是觀察、記憶、思維，還是想象心理活動，沒有注意的參與，心理學家研究表明，注意力是指向必和集中性與刺激物的新異有關，刻板的千篇一律的習慣刺激不易引起人們的注意。因此，實驗的設計除了考慮以上的三個方面之外，還要突出實驗的直觀性、趣味性。

1.直觀性

探究實驗首先實現直觀形象，直觀性越好，越有利于學生進行直觀思維。例如，為展示金屬電阻率隨溫度變化而變化，把“22V 40W”的廢日光燈管敲斷，取其中一端燈絲把它和“6V 6W”燈泡、演示電流表、開關串聯接在6V穩壓源上，首先閉合開關，燈泡正常發光，用尖嘴鉗夾住日光燈絲另一端，用酒精燈給燈絲加熱，燈泡亮度顯著變暗，電流度數變小，停止加熱，燈迅速變亮，電源表讀數變大。學生親眼看到金屬電阻率隨溫度升高而增大，隨濕度降低而減小，印象深刻。

2.趣味性

以趣味橫生，引人入勝的探究激發學生興趣讓學生樂學，探究的趣味性要求實驗取材于生活，使學生有“親近感”如：大氣壓的教學中在演示馬德堡半球實驗后，拿兩個學生非常熟悉的塑料衣鉤來模擬半球實驗，由兩位學生做對拉實驗，體會大氣壓的大小，到講清原理后，再由學生用吸管和汽水，解釋為什么能吸到汽水。這樣現象、器材取材于生活，學生都喜聞樂見，但卻不知其所以然，通過這些實驗，是學生額在好奇中感受物理知識的魅力，在具有樂趣的實驗中輕松獲得知識真諦。

（作者單位：江西省新建縣第五中學）