淺談初中物理探究實驗教學

黃宗健

[摘 要] 物理是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗教學是物理教學的重要組成部分。在初中物理教學中，可根據初中學生好奇心強、認知能力有限的特點，積極開展實驗教學，這樣不僅能培養學生的信息收集能力，而且可以培養學生的觀察能力、思維能力、動手能力，培養學生實事求是的科學態度，激發學生的學習熱情。那么在物理課堂教學中如何做好探究實驗教學呢？文章結合教學實踐進行分析探討。

[關鍵詞] 探究實驗 創新 凸透鏡成像

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674 6058（2016）17 0069

物理學是一門以實驗為基礎的科學，實驗教學則是物理教學的重要組成部分。在平時教學中，若能組織好學生，有效開展物理探究實驗活動，能有效提升物理教學的有效性。物理探究實驗的實驗步驟包括：“提出問題→猜想假設→設計實驗→歸納總結→交流評價”，但在具體實踐中不一定按部就班實施，可以增減或突出某一部分，也可稱為大探究和小探究，所謂大探究就是環節要素齊全，讓學生自主探究；所謂小探究就是教師引導學生探究或增減、突出部分的探究。這樣可以很好地照顧能力不同的學生，小探究對于基礎差、素質低的學生效果會更好一些，特別適宜農村學生。比如在“探究凸透鏡成像規律”的教學中，學生往往感到陌生、抽象。如何讓學生對此實驗感興趣，做好探究實驗，現結合本人的教學實踐，談談具體的做法。

一、實驗探究教學的設計理念

1.在凸透鏡成像規律的探究過程中，通過給學生創設問題情景，充分調動學生的積極性，引導學生討論、猜想、設計實驗方案，并指導學生動手做實驗，讓學生成為凸透鏡成像規律的“發現者”，使本節課的教學過程像研究課題那樣進行下去。

2.在整個教學過程中，教師是學生活動的合作者、引導者和參與者。教學過程是師生交流、共同發展的互動過程。當學生遇到困難時，教師要和學生一起猜想、分析，從中點撥其思維。

3.教學的真正目的是讓學生探索規律，獲得相應的物理知識及某些物理研究方法，進而運用這些知識方法開展探索、創造活動，使學生樂于探索物理現象和日常生活中的物理原理。

二、實驗探究教學的實施

（一）創設情景，提出問題

1.教師可以從生活中選幾張遠近、角度不同的生活照片，讓學生觀察，激發學生對此探究實驗的興趣，并提出相關的問題。

2.讓學生拿著凸透鏡，近距離觀察書上的字，學生會看到字被放大了，接著提問學生：通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？然后讓學生拿著凸透鏡慢慢遠離書上的字，或者觀察遠處的物體。通過以上觀察得知：物體通過凸透鏡發生了變化，遠處的物體變小了，而且倒著。近處的物體是被放大了，正倒沒有發生變化。引導學生思考：用同一個凸透鏡觀察不同的物體時，為什么有的變大，有的變小，有時倒立，有時正立呢？使學生進入探索物理情景當中。

3.利用凸透鏡成像的動態教具演示實驗。使物體從遠處向凸透鏡靠近，觀察在此過程中物體的成像變化情況。讓學生把抽象問題變成直觀問題（下圖為凸透鏡成像的動態教具簡化圖）。再通過學生自己動手實驗，并歸納出凸透鏡成像規律。

（二）分析問題，降低難度

直接讓學生完成“探究凸透鏡成像規律”實驗很難，幾乎不可能實現，所以要進一步引導學生，探究凸透鏡成像規律。

1.引導學生把物體在凸透鏡前的位置分為三區兩點（一倍焦距點、二倍焦距點）。

2.凸透鏡成像與物體在三區兩點位置有什么關系？使學生進入實驗探究學習的主角。

（三）提出猜想假設

猜猜看：這些現象與哪些因素有關？然后做出假設。下面我們用實驗去探究這一規律。

（四）制訂實驗計劃

介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡稱物距（u），像到透鏡中心的距離簡稱像距（v），透鏡的焦距（f）。

讓學生匯報設計方案、計劃。

學生可能有各種各樣的計劃，讓他們在小組內討論，決定使用哪一種方案。

（五）進行實驗與收集證據

要求：（1）不管用何種方案都要做好記錄，像的大小、像的正倒，物距、像距，物距與像距的關系。

請學生開始實驗，教師巡回指導。

指導實驗：蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距（2f）處，你猜會觀察到什么樣的像？（試試看）把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）處，又會出現什么情況？（先猜，后試）

請學生把實驗中得出的數據填入下列表格內。

（2）探究實驗記錄表

（六）結合上表數據，總結得出實驗結論——凸透鏡成像規律

1.當物距大于2倍焦距時，得到倒立縮小的實像。像距在一倍焦距和二倍焦距之間。

2.當物距等于2倍焦距時，得到倒立等大的實像，像距也在2倍焦處。

3.當物距在一倍和二倍焦距之間時，得到倒立放大的實像，像距大于二倍焦距。

4.當物距在一倍焦距處時，不成像。

5.當物距小于一倍焦距時，光屏上接不到像，但通過凸透鏡可以看到與物同側有一個放大、正立的虛像。

6.引導學生結合以上五點成像規律，歸納出一倍焦距分虛實、二倍焦距分大小的成像規律。

（七）評估與交流

與其他小組同學進行實驗現象和數據比較，找出實驗過程中需要注意的事項，歸納出便于理解的凸透鏡成像規律。

三、教學反思，讓探究實驗激起學生的探究欲

1.傳統教學“研究凸透鏡成像規律”時，教師一般先列舉出各種成像條件，然后再讓學生通過實驗驗證各種情況下的像，通過這樣的驗證性實驗學習凸透鏡成像規律，學生學得非常被動。我認為探究教學，關鍵是讓學生成為學習的主人，于是我在設計教學時，引導學生對具體的實例提出質疑——“放大鏡”為什么還能成倒立、縮小的像，甚至還能成虛實不同的像？接著由學生自行制訂計劃、進行探索實驗，分析得出成像規律，即物距、像距、焦距的關系。使學生在學習知識的同時，親身體會科學探究的過程。

2.針對學生在平時課堂探究活動中表現出的一定程度的無知性和無序性，教師先創設情景，分析問題，降低難度，讓學生了解自己在探究活動中，應該干什么，明確自己的目的；教師也在學生探究過程中給學生一些方向性的提示，但這些提示應區別于我們傳統實驗課中的“實驗步驟”；在盡量給學生更加寬松的思維空間和活動空間的同時，避免探究活動中的盲目性。寬松的思維空間，有利于學生提出許多獨特的問題，迸發出更多的思想火花。

3.本節探究實驗活動，充分調動了學生學習的能動性，激發了學生探索知識的興趣，培養了學生的探究意識、探究能力，培養了學生的創新精神。

（責任編輯 易志毅）