高中物理實驗探究教學(xué)的實踐與思考

陳漢東

實驗是高中物理的重要構(gòu)成，物理學(xué)科中很多知識的探究都是以實驗為基礎(chǔ)的.高中階段的物理實驗教學(xué)，需要深入展開對于學(xué)生探究能力和素養(yǎng)的培養(yǎng).學(xué)生只有具備分析和探究問題的基本意識，才能有效展開實驗，才能透過實驗的過程、現(xiàn)象歸納總結(jié)出實驗結(jié)果，進而推理出相應(yīng)的知識要點.在實驗探究教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合具體的實驗內(nèi)容、實驗要求以及實驗教學(xué)需要達成的目標(biāo)有針對性地選擇教學(xué)方式，提高實驗教學(xué)的成效，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰吞骄克仞B(yǎng).

一、利用演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

在高中物理教學(xué)中，有相當(dāng)一部分實驗是由教師演示完成.這類實驗，可能操作上比較復(fù)雜，或者實驗本身伴隨著一定的危險性，不適合學(xué)生獨立操作.在演示實驗時，教師既要將實驗的整體流程和每一個環(huán)節(jié)都展現(xiàn)清楚，也要給予學(xué)生思維上的引導(dǎo)，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思考能力.例如，在講“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動”時，我演示了渦流生熱實驗，在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2mm的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向，在原線圈接交流電，幾分鐘后讓學(xué)生摸摸，比較鐵芯和鐵板的溫度.在觀察、感受的基礎(chǔ)上，學(xué)生產(chǎn)生疑惑：為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢？而原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能解決問題時，學(xué)生就會產(chǎn)生“懸而未決”的感覺，繼而產(chǎn)生主動探究的愿望.通過閱讀材料、討論分析，學(xué)生了解到渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，認(rèn)識到其在真空冶煉爐、探雷器、安檢門等都有廣泛的應(yīng)用，也了解到其危害與預(yù)防.

在演示實驗時，同樣要讓演示實驗具有探究性.比如，教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)生觀察現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出問題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，進而引出教學(xué)內(nèi)容.例如，在講“楞次定律”時，我演示了向線圈中插入磁鐵和把磁鐵從線圈中抽出的操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，讓學(xué)生嘗試探究：為什么線圈內(nèi)有電流？插入和抽出磁鐵時，電流方向一樣嗎？為什么？怎樣判斷感應(yīng)電流的方向呢？通過演示實驗，讓學(xué)生學(xué)會觀察、學(xué)會思考、學(xué)會分析，形成了良好的觀察技能，加快了新知的建構(gòu).

演示實驗是讓學(xué)生初步接觸教學(xué)內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和思考能力的有效過程.在上面的演示實驗中，我重視和學(xué)生的互動，讓學(xué)生感覺到自己參與實驗，并且在思維的活躍下思考與探究具體的問題，進而形成后續(xù)知識教學(xué)的有效基礎(chǔ).其實，演示實驗只是一個媒介.在演示實驗時，教師要讓學(xué)生帶著問題進行觀察與思考.這樣，才能體現(xiàn)出演示實驗的功效和作用，從而使學(xué)生透過實驗掌握課本中的知識內(nèi)容.

二、利用學(xué)生實驗，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力

課本中同樣有很多學(xué)生獨立完成的實驗.對于實驗，學(xué)生普遍感興趣.在組織學(xué)生自主操作實驗中，教師要加強對于學(xué)生思考與探究能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生透過實驗解決問題，促使學(xué)生以實驗為契機理解與掌握課本中的知識.

學(xué)生實驗，既有驗證性實驗，借助實驗理解知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，讓學(xué)生學(xué)會推理，學(xué)會驗證；也有探索性實驗，學(xué)生從中掌握規(guī)律，形成結(jié)論.不同的實驗類型，有不一樣的側(cè)重點，教師要結(jié)合具體的實驗教學(xué)題材合理設(shè)計教學(xué)過程.例如，在講“變壓器”時，教師可以讓學(xué)生通過實驗探究線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系，讓學(xué)生按照示意圖連接電路.若原線圈接電壓為6V的交流電源，保持原線圈匝數(shù)n1不變，分別取副線圈匝數(shù)n2=0.5n1，n1，2n1，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，并記入表格.同樣，保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)n1=0.5n2，n2，2n2，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，并記入表格.通過實驗、數(shù)據(jù)分析，學(xué)生得出理想變壓器中電壓與匝數(shù)存在電壓之比等于線圈匝數(shù)之比的結(jié)論.

還有一些探究型實驗，學(xué)生在自主實驗時可以運用探究技巧.例如，在探究“光敏電阻和熱敏電阻特性”時，學(xué)生將熱敏電阻連入電路中，用溫度計測量溫度，將數(shù)據(jù)記錄于表格中，并作出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象，在分析數(shù)據(jù)、觀察圖表中思考，熱敏電阻的阻值是否隨溫度變化而均勻變化.又如，在探究“光阻電阻”時，學(xué)生用手擋住部分光線、擋住部分光線測出光敏電阻阻值，得出“光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小”的結(jié)論.實驗的操作過程并不復(fù)雜，但是學(xué)生卻能在親自動手實驗的過程中對于很多物理學(xué)現(xiàn)象和知識形成直觀感受，有助于學(xué)生形成對于相應(yīng)知識的深入認(rèn)識，從而有助于學(xué)生理解與掌握課本中的知識.這是學(xué)生在自主實驗中有價值的收獲.

在條件允許的前提下，教師應(yīng)當(dāng)多給學(xué)生設(shè)計一些自主操作的實驗，讓學(xué)生感受到課程學(xué)習(xí)的趣味性，拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，促使學(xué)生深刻領(lǐng)會涉及的知識點.