提升中職學生物理實驗探究能力的幾個有效途徑

摘要：激發中職生的探究意識和興趣是進行有效探究的前提，課后的動手實踐、在校的理實一體化訓練、注重探究設計環節的落實、演示實驗轉化成探究性實驗以及學以致用思考力的養成，是提升學生實驗探究能力的五個有效途徑。

關鍵詞：中職；物理實驗；探究能力；有效

中職物理作為中職學校工科類專業的基礎課之一，是學習后續專業課程的敲門磚。訓練和提升學生的實驗探究能力的過程，是提升學生的發現問題和解決問題能力的過程，也是提升學生的實踐意識、動手能力和科學素養過程，最終達到理論與實踐相統一過程，為學習和掌握專業技能打下堅實的基礎。筆者根據自己的教學實踐，認為有效提升物理實驗探究能力有以下幾個途徑：

一、 激發探究興趣是提升探究能力的前提

激發學生的探究意愿，更要激發他們的探究興趣是教師教學和開展實驗探究活動的首要任務，對實驗操作感興趣是學生進行探究的不竭動力，為此，可以從以下三個方面著手進行：

1. 開學第一節物理課就要帶領學生參觀物理器材室、實驗室及眾多的專業實訓室，讓學生領略實驗設備的規模，進行實驗環境的體驗，增強他們實驗意識和直觀印象。介紹專業的發展歷程，明確就業方向，充分了解自己所學專業的具體要求和就業前景。還可以讓往屆生現身說法，帶領新同學參觀實訓成果展覽室，激勵他們努力實踐提升能力。

2. 教師在平時教學過程中及時補充一些相關的有趣的課外知識，對激發學生的探究興趣會起到潛移默化的作用。比如，在講“透鏡”這一節，可以補充介紹目前已建成的“哈勃”太空望遠鏡和在建的歐洲極大望遠鏡；在講“動量守恒定律”這一節時，可以補充介紹衛星在軌道運行時如何進行姿態和軌道調整的，飛船在太空前進的動力來源等；再比如，在講“磁場對運動電荷的作用力”這一節時，可以補充介紹“極光”產生的原因及對地球環境的影響等。

3. 定期開展講座。定期舉辦相關學科前沿科技的發展動態的講座，可以讓學生對某一專題深入了解或對前沿科技的發展動態了解，激發學生的好奇心，促進科學問題探究興趣產生。比如，可以介紹各國在超導領域的研究及應用，介紹中國探月工程及火星的探索最新進展，介紹中國在量子通信方面所取得的進展及前景等。

二、 有效途徑之一：鼓勵學生課后多動手實踐

1. 拆卸和組裝。筆者始終認為，探究能力的培養和提升主要的途徑在課外，是靠學生在課堂外的生活中一點一滴積累起來的，是一個漸進的過程。要讓學生探究能力逐步提升，最先應該從日常的、最簡單的、身邊易得的器件進行拆卸和組裝開始。教師可以在這方面做些引導，比如拆卸簡單的廢電池、電燈泡開始，然后可以是小風扇、電吹風、自行車等，再后來可以拆一些更復雜的，比如機械鐘表、收音機等。特別一提的是，在拆卸機械鐘表過程中，學生可以看到許多精巧的機械結構和物理現象，比如，大小不一的齒輪相互嚙合轉動，這對學生理解圓周運動的線速度及角速度是非常有幫助的；而從上緊的發條帶動齒輪轉動，學生能直觀地體會彈性勢能是如何轉化成機械動能的。拆卸不是破壞，在拆卸過程中要有適當的記錄，能保證在拆卸后能重新組裝起來，關鍵的是強調注意安全和做好記錄。

2. 教師示范和引導學生進行課外小制作

教師建議有條件的學生，可以在家里（倉庫或雜物間）專門騰出一小間作為自己的動手實踐的“工作室”，3～4人組成小組共同完成教師布置的課后小實驗，也可個人獨立完成。要完成的小實驗可以先做課本上“做一做”的小實驗，如圖1，反映光的全反射的光纖是如何傳導光信息的，利用釣魚用的尼龍線3、紙盒2及手電筒1就可以完成“玩具光纖‘滿天星”制作；利用硬紙皮做成圓錐狀3，在錐狀頂部附近對稱地插上兩根牛奶的吸管4，配上小木棍2及細線1就可做成反沖運動演示器如圖2。

有的時候，教師為了讓學生課后能順利完成小實驗，要向實驗室借器材提供給學生，比如，教師在完成“磁場對通電直導線的作用力”教學后，讓學生課后完成如圖3的實驗，要向實驗室借出的器材有：蹄形磁鐵、可以繞水平軸轉動的鋁盤（或用電度表內的鋁盤）、導電液體（水銀或氯化鈉溶液）、學生電源、塑料容器、鐵架臺等。把轉軸和導電液體分別接到直流電源的兩極上，讓學生記錄實驗的過程和看到的現象。另外，學生可以自制“水火箭”（如圖4），所用器材：1普通的飲料瓶、2水、3氣針、4橡皮塞或軟木塞、5給籃球打氣的打氣筒。了解火箭發射的基本原理，鞏固和加深了對動量守恒定律的理解，引導學生觀察和記錄“水火箭”發射高度與水量的關系。此外，還可以把

1換成5L的可樂瓶，5可換成高壓打氣筒重做實驗。

三、 有效途徑之二：理實一體化訓練，提升探究能力

理實一體化教學強調理論與實踐相結合的教學模式，學生既能學習相關知識又能動手實踐，達到學以致用的目標。中職物理是電工、電子或水電專業的基礎課，學校有專門的電工實訓室，專業設備配置都是非常齊全的，能保證每位學生一個工位的需求，所以教師可以把電學部分講課地點安排在電工實訓室，這樣每個學生都可以得到及時的訓練。比如，用萬用表和功率表直接鞏固多個用電器串聯的分壓作用及功率分配，多個用電器并聯的分流作用及分功率與總功率的關系等，教師在教授完電流經過用電器做功要消耗電能與什么因素有關后，可以借助實訓室提供的電能表測定相應的用電器模塊，探究電流做功與哪些因素有關。在上“線圈互感和自感作用”這一節時，利用實訓室里的變壓器模型進行講解，并讓學生親自動手拆卸和組裝，極大提升了學生的動手興趣；利用日光燈組裝套件演示自感現象，利用鉗形電流表演示互感現象的應用等。講磁場對電流的作用，除了用電動機模型演示外，可以在實訓室現場拆卸實物電動機來了解它的結構及工作原理。又比如：在上“交流電”這一章，就涉及電阻、電容、電感對交流電的影響，而電子實訓室就有這樣的實驗模塊，把不同頻率的交流電導入模塊，再利用示波器觀察輸出波形的相位特征，就非常直觀地顯示這三種元件對交流電的不同阻礙作用。在講解常用的電容器時，可以用實訓室電容模塊板展示各種類型的電容，拆卸觀察電容內部的結構，而涉及的基本邏輯門電路同樣有相應的組合模塊進行相關實驗的演示，變抽象的內容為直觀的演示。endprint

四、 有效途徑之三：注重實驗探究的設計環節是提升探究能力的有效途徑

中職生對實驗探究的設計環節在初中時已經有所了解，但由于多方面的原因，在很多時候特別是在實驗探究的設計環節往往重視不夠，要么流于形式，要么老師越俎代庖，真正讓學生進行實驗的自主設計是很少的。而在中職學校實踐課的時間是充裕的，完全可以讓學生自己設計實驗方案，雖然不是每個探究實驗都能自主探究，但我們可以選取適合學生自己進行實驗探究方案的實驗讓學生自己設計，在實踐中有兩種方案比較可行：一種方案是給出實驗原理由學生自己設計實驗方案，比如，在探究“感應電流方向的研究”，它的實驗原理很簡單：穿過閉合線圈的磁通量的變化，將引起感應電流方向的變化。學生根據此原理要考慮用到哪些器材和實施探究的實驗步驟，以及如何記錄數據和分析數據，最后得出什么結論等，大部分學生能很好地選取器材，并完成了探究活動，雖然結論不一定很完善。另一種方案是給定實驗原器材由學生自己找尋實驗原理和實驗方案，比如，在探究“測電源電動勢和內阻”，每個實驗小組預先分到的器材有：兩節干電池、一只電壓表、一只電流表、一個電阻箱、一個滑線變阻器。至于用何種方法或原理來測干電池電動勢和內阻，將由各小組自己決定，如何實施探究的實驗步驟，也由學生自行設計完成。

雖然兩種方案都有一定的難度，但能調動學生參與的熱情，各小組成員充分進行交流、討論，顯現出很好的團隊協作精神，激發他們探究積極性，對提升他們的探究能力是很有幫助的。

五、 有效途徑之四：把課內的演示實驗變為探究性的學生實驗

在物理教學的過程中，有許多簡單易操作的演示實驗，傳統做法大部分都由老師演示和講解，如果把這些實驗交由學生自己進行演示和講解，會帶來不一樣的教學效果。有的演示實驗還可以變成學生的探究活動，比如：當用平拋豎落儀演示平拋運動與自由落體的關系時，可用照相機（或手機）的連拍功能同時拍下兩個小球運動的軌跡，然后把拍攝的照片交由學生自己比較分析，得出“平拋運動在豎直方向做自由落體運動”的結論。又比如：揭示磁場對運動電荷影響的演示實驗，實驗中要用到感應圈產生高壓加到陰極射線管上，以往出于安全的考慮，通常由老師演示實驗過程，然后得出結論。若改該實驗為學生自己的探究過程，具體分為兩個步驟進行探究，探究一：把電子感應圈產生的直流高壓加到陰極射線管，觀察和描述顯示出電子束前進的熒光徑跡；探究二：再用蹄形磁鐵從不同方向靠近，電子束發生偏折，讓學生自己總結磁場對電子束形成電流的影響作用。把演示變為探究性實驗，能充分調動學生的參與熱情，活躍課堂的教學氣氛，教學效果也就顯現出來了。

很多時候教師在課堂上的演示實驗，僅僅是部分學生看清楚、看明白掌握了，而且在課上也不可能讓太多學生上臺實驗，有興趣的學生想做沒法做，所以我的做法是把實驗器材留在班級里，并委派一位負責任的學生保管即可，這樣就可以讓想做的學生在課后都能親自動手完成。在我上完磁場對電流的作用這一節，課后學生就自己探究了感應圈產生的高壓能擊穿幾張紙，并且還探究了高壓放電與距離的關系，課后學生的自我探究極大提升了他們的探究熱情。

六、 有效途徑之五：訓練學生的思考能力達到學以致用的目的

要循序漸進地引導學生做生活的有心人，學會觀察和思考，進而把生活現象轉化為恰當的物理模型來探究。比如公園里的旋轉飛椅，要分析它做圓周運動向心力的來源時，可以把它轉化成物體做圓錐擺運動，通過對圓錐擺模型的受力分析，可知飛椅的重力和繩拉力的合力，提供了旋轉飛椅所需的向心力。還有我們經?？吹浇诌厵淮袄铩坝绖拥那锴[”，若把它轉化成磁體與通電線圈相互作用的模型，就知道，它是不能“永動的”，是通電線圈產生磁場與磁體磁場相互作用的結果，是要消耗電能的。我們還要訓練學生把所學的物理知識用于解釋生活現象，比如，用空氣中水蒸氣的液化現象來解釋夏天空調室外機為何會一直滴水，這些水是哪里來的呢？用學過流速與壓強的關系解釋人為什么不能站在高速行駛的動車附近？利用光波的偏振性做成的偏振片有哪些方面的應用？還有利用學過的光電效應解釋數碼照相機和攝像機是如何把光信號轉化成電信號的？要提升學生的探究能力，很重要的一點就是要提升學生的思維能力，這一方面要經常訓練學生能夠把生活現象物理（模型）化地進行分析；另一方面要學會用所學的物理知識解釋生活中的物理現象。

實踐出真知，只有學生勤于實踐、勇于實踐、大膽探索，才能不斷提升自己的探究水平，才能逐步培養起探究意識和創新意識。學校、家庭和社會要營造崇尚科學探究的氛圍，充分發揮學生的主觀能動性，積極進取和探索，才能真正提升中職學生的物理實驗探究能力。

作者簡介：毛德賢，福建省三明市，福建省尤溪職業中專學校。endprint