初中物理探究實(shí)驗(yàn)實(shí)施的途徑與方法

莫博

【摘要】本文以初中物理探究實(shí)驗(yàn)為載體，從“演示性探究實(shí)驗(yàn)、學(xué)生課內(nèi)探究實(shí)驗(yàn)、課外探究實(shí)驗(yàn)和綜合性探究實(shí)驗(yàn)”四個(gè)方面論述探究實(shí)驗(yàn)實(shí)施的具體方式與手段。

【關(guān)鍵詞】初中物理 探究實(shí)驗(yàn) 途徑 方法

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）07A-0044-02

物理作為一門自然科學(xué)一直深受人們的重視，物理實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理課程教學(xué)的重要組成部分，而探究實(shí)驗(yàn)則是中學(xué)物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的一種重要形式。實(shí)踐表明，借助于物理探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維，加深學(xué)生對物理知識(shí)與規(guī)律的理解，鍛煉學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)儀器的技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、思考問題和解決問題的綜合能力。多年來，筆者一直注重初中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)的探索與思考，本文以初中物理探究實(shí)驗(yàn)為話題，重點(diǎn)闡述探究實(shí)驗(yàn)實(shí)施的具體途徑與方法。

一、靈活取材，強(qiáng)化物理演示性探究實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)行初中物理教學(xué)中設(shè)置較多，但在實(shí)際教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)器材不完整、設(shè)備陳舊、實(shí)驗(yàn)演示效果欠佳等因素，很多教師為完成“教學(xué)任務(wù)”，傾向于選擇“講實(shí)驗(yàn)”代替“做實(shí)驗(yàn)”的方式，表面感覺“容量大、效率高”，實(shí)際是事倍功半。其實(shí)，教師完全可以改變方式，靈活運(yùn)用日常生活中的簡易素材制作實(shí)用的實(shí)驗(yàn)器材與教具，克服原實(shí)驗(yàn)效果不佳的欠缺。因此，教師可以將課本呈現(xiàn)的“演示性實(shí)驗(yàn)”改造成“演示性探究實(shí)驗(yàn)”，在條件許可的情況下，通過創(chuàng)設(shè)新的演示性探究實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理課堂教學(xué)中的作用與價(jià)值。

例如，在教學(xué)“研究液體的壓強(qiáng)”一課時(shí)，液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是液體的重力引起的，但是壓強(qiáng)的計(jì)算與液體的重力和體積大小無關(guān)，這是學(xué)生難以理解的地方。此時(shí)，教師可以利用常見的器材創(chuàng)設(shè)一個(gè)演示性探究實(shí)驗(yàn)：首先，根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)由重力產(chǎn)生這一事實(shí)提出液體壓強(qiáng)與液體重力和體積是否有關(guān)的問題；其次，創(chuàng)設(shè)探究實(shí)驗(yàn)不斷引發(fā)學(xué)生思考、分析，驗(yàn)證猜想的兩種可能（有關(guān)或無關(guān)），探究過程如下圖所示（兩次橡膠膜完全相同）。從本次演示實(shí)驗(yàn)的探究過程中，學(xué)生的疑難點(diǎn)得以解決，進(jìn)而加深了學(xué)生對物理知識(shí)與規(guī)律的理解，提高了學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的方法解決實(shí)際問題的能力。

可見，靈活取材來增加或改進(jìn)演示性探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生潛在的探究欲望，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，有利于學(xué)生形成主動(dòng)探究的意識(shí)和習(xí)慣，在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問題和解決問題的能力上起到事半功倍的效果。

二、開動(dòng)腦筋，創(chuàng)設(shè)學(xué)生課內(nèi)物理探究實(shí)驗(yàn)

物理教材中安排的探究性實(shí)驗(yàn)是必做內(nèi)容，教師應(yīng)想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)一些學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)穿插在課堂教學(xué)之中，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，對那些典型的新問題，可以通過創(chuàng)設(shè)新的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行處理；對那些課本中重要的演示實(shí)驗(yàn)，可以適當(dāng)轉(zhuǎn)換成探究實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行；對那些課本習(xí)題中的難點(diǎn)問題，可以適當(dāng)配置一些學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)以便于問題的解決。這樣，從多個(gè)角度實(shí)現(xiàn)學(xué)生課內(nèi)物理探究實(shí)驗(yàn)的融入，有助于學(xué)生厘清物理過程與物理規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力。

例如，在“探究水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中選取大試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)水沸騰時(shí)的溫度大約在103-105攝氏度之間，而不是100攝氏度，這時(shí)，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生多種疑惑：可能與酒精燈火焰大小有關(guān)、可能與水中存在的雜質(zhì)有關(guān)、可能是溫度計(jì)存在質(zhì)量問題產(chǎn)生測量誤差……面對這些“意料之外”的問題，教師不能采取回避的態(tài)度，而應(yīng)要求學(xué)生采用多種途徑查閱資料，厘清影響水沸點(diǎn)的具體因素。同時(shí)，正確引導(dǎo)學(xué)生重新設(shè)計(jì)對比加熱實(shí)驗(yàn)（大試管盛水加熱和燒杯盛水加熱）進(jìn)行探究，要求各個(gè)小組成員針對實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論進(jìn)行全面、細(xì)致地分析與討論，進(jìn)而找到“試管盛水加熱時(shí)引起水沸點(diǎn)普遍高于100攝氏度”的緣故——主要是水沸騰后試管上方的水蒸氣不能及時(shí)散開，液體的表面氣壓超過1atm，導(dǎo)致水沸點(diǎn)升高。

可見，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷生成新問題，此時(shí)，教師應(yīng)提醒學(xué)生適時(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的新情況、新問題，針對典型問題創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，讓學(xué)生真正體會(huì)到科學(xué)探究的曲折與快樂，也體驗(yàn)到生成性探究實(shí)驗(yàn)的重要性。

三、因地制宜，拓展學(xué)生課外物理探究實(shí)驗(yàn)

初中物理課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要陣地，課外實(shí)踐活動(dòng)也是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，教師應(yīng)因地制宜，借助課外環(huán)境的靈活性特征積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究性小實(shí)驗(yàn)的操作，從而增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探究的興趣、發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的特長。

首先，組織學(xué)生自愿成立課外興趣活動(dòng)小組，從教學(xué)需求的角度出發(fā)，積極開展“生活中的物理探秘”課外實(shí)踐活動(dòng)，將“課堂教學(xué)、學(xué)生生活實(shí)際、課外活動(dòng)”等資源有效整合，讓學(xué)生自己創(chuàng)設(shè)探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與方案，指導(dǎo)學(xué)生利用生活素材自制或從學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借出部分器材進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)操作。例如，物理課外活動(dòng)興趣小組成員自己動(dòng)手制作常用實(shí)驗(yàn)器材：電鍵、電池盒、燈座、滑動(dòng)變阻器……并利用這些簡易的器材進(jìn)行一系列的電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)：電阻的測量、影響電阻大小的因素、歐姆定律……實(shí)踐表明，大部分學(xué)生對這種動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的興趣倍增，有的甚至成了電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)迷。這樣學(xué)生的特長在自主探究實(shí)驗(yàn)的過程中得以發(fā)揮與發(fā)展，極大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

其次，借助學(xué)生家長的力量鼓勵(lì)構(gòu)建家庭物理小實(shí)驗(yàn)室，以保證課外小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利實(shí)施。教材中設(shè)置了很多取材方便、操作簡單的課外小實(shí)驗(yàn)，其主要目的是為了激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。筆者鼓勵(lì)學(xué)生家長積極幫助學(xué)生共同構(gòu)建家庭物理實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)學(xué)生完成課外物理小實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明，這樣的課外小實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Т蚱平虒W(xué)時(shí)間的限制和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的約束，進(jìn)一步拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的空間，豐富學(xué)生物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，活化物理知識(shí)與規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)因材施教，不斷促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的提高。

四、合理利用，開展校外綜合性探究實(shí)驗(yàn)

隨著新課改的不斷深化，研究性學(xué)習(xí)已經(jīng)成為物理課程教學(xué)的重要組成部分。研究性學(xué)習(xí)主要以校外探究實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)為主，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將教學(xué)內(nèi)容與本地校外資源相結(jié)合，積極開展綜合性探究實(shí)驗(yàn)。

例如，在進(jìn)行“宇宙深處”教學(xué)時(shí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生觀看“宇宙的起源與人類”科教片，閱讀天文科技書籍和資料，提供平臺(tái)讓學(xué)生演講關(guān)于天文方面的科技小故事，布置學(xué)生進(jìn)行科技小論文的撰寫，組織學(xué)生進(jìn)行“物理、天文、地理”相結(jié)合的知識(shí)競賽，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生收集資料和查閱文獻(xiàn)的積極性。教師還可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，組織學(xué)生深入某些科研單位的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的操作，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)和規(guī)律在生活生產(chǎn)中的重要作用。

合理利用校外的各種資源，有效實(shí)施校外綜合性探究實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價(jià)值觀有著巨大的作用，能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究綜合能力的提高，極大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力。

總之，教師可以創(chuàng)設(shè)豐富多彩、形式多樣的物理探究實(shí)驗(yàn)，讓所有學(xué)生都能親自動(dòng)手進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的探究，不斷養(yǎng)成科學(xué)探究的意識(shí)與習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和情感價(jià)值觀，不斷提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新精神和探究能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

（責(zé)編 林 劍）endprint