談初中物理實驗設計對學生探究能力的培養

楊永華

【摘要】 初中物理學科是以實驗為基礎的學科。初中物理教學中重要的組成既是教學手段更是重要的教學內容，也是訓練學生探究能力的重要載體。在實驗設計中學生的邏輯思維抽象思維得以培養，對實驗的設計能力和分析能力但也提升。本文就初中物理實驗設計中對學生探究能力的培養進行了分析，并總結了教師如何開展物理實驗設計，也提高練學生的探究水平。

【關鍵詞】 初中物理 實驗設計 探究能力 培養

【中圖分類號】 G633.7

【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1992-7711（2020）01-088-010

一、初中物理實驗設計對學生探究能力的培養分析

1.初中物理實驗幫助學生訓練物理思維

物理思維是一種嚴謹、富有邏輯性的思維，一些實驗探究中需要學生具備嚴謹的設計方法、明確的實驗思路，對于一些抽象的物理實驗更需要借助學生的抽象思維進行推理、演繹和歸納。所以，利用初中物理實驗能夠訓練學生的物理思維。以《牛頓第一定律》這一節內容的教學為例，教師在本節課的教學中，分別將小車在毛巾、棉布、木板等粗糙程度不同的表面上滑動，并引導學生觀察小車滑動的距離并記錄。在如上實驗演示的過程中，教師逐步縮小表面摩擦力的同時，小車的所受的阻力越來越小，小車的滑行距離越來越遠。此時，教師再進一步引導學生思考：如果斜面的摩擦力減小到零時，小車的距離將會怎樣？此時，你還認為物體的運動需要力來維持嗎？通過如上教學方式，教師引導學生在實驗演示中、在實驗分析的過程中認識力與運動之間的關系，并從實驗的推理中進行演繹歸納，最終推翻了自己在生活中建立起來的固有認知，認識到力并不是維持物體運動的原因，物體在不受力的作用下總保持靜止和勻速直線運動。

2.初中物理實驗提升學生實驗設計和分析能力

實驗設計的過程是對學生的探究能力培養的最佳契機。當學生在驗證自己的某個猜想時，學生從最基礎的實驗方法的選擇，到實驗器材的選擇何組裝、實驗數據的記錄、實驗數據的分析，都在錘煉著學生的探究能力和探索能力。例如，在《平面鏡成像》這一節內容的教學中，學生猜想到平面鏡所成的像與物體的大小相等;也有學生認為平面鏡所成的像與到物體到平面鏡的距離有關，距離越遠像越小。為了幫助學生驗證這一猜想，教師組織學生開展實驗，并引導學生自主選擇實驗器材，包括最基礎的玻璃板、物體、紙板等。由于像和物體的大小關系難以比較，教師引導學生在小組內討論交流，探索如何讓驗證自己所猜想的物體和像的大小相等這一特點。此時，部分學生想到可以用實物驗證，看實物是否能與其像重合。此時，這一思想的出現便是初中物理實驗設計過程中的重要思想——等效替代法。此后，在學生開展小組實驗探究時，學生不斷調整物體到平面鏡的距離，并通過另一個與之相等大小的物體進行大小比較，看等效物是否和像重合。此時，學生也就在實驗的過程中驗證了像的大小和物體到平面鏡的距離無關。整個實驗過程中，教師引導學生自主設計、自主活動、自主驗證，學生在實驗中既獲得了重要的物理實驗思想，更在其中獲得了物理實驗探究能力，學生的認知水平和物理能力得以同步提升。

基于如上分析，教師在初中物理教學中開展實驗活動對學生的探究能力培養具有重要意義。對此，教師可以通過如下教學方式開展教學，以促進學生探究能力提升。

二、組織物理實驗，培養學生探究能力

1.創設豐富情景，激發實驗探索熱情

不少學生對于實驗活動的興趣不高，對于實驗的設計過程毫無興趣，這是由于學生還未能感受到物理實驗的魅力和樂趣，未能建立對物理實驗探究的濃厚興趣。對此，教師在教學中便可以通過創設豐富情景吸引學生的方式展開教學，以促進實驗探究能力的同步培養。例如，在《阿基米德原理》這一節內容的教學中，為了幫助學生驗證阿基米德原理，為了幫助摒除一些錯誤的、不合理的猜想，教師在物理實驗教學中便可以提前組織學生開展實驗驗證活動，激發學生的實驗探索熱情。在實驗活動中，教師首先向學生演示質量相同的橡皮泥分別被團成小球和壓成小薄片時的情景，學生分別觀察到下沉和漂浮兩種狀態。此時，學生思維中的固有認識——影響物體浮沉的條件是物體的重力大小這一概念被學生摒除。此時，學生對于影響浮力大小的因素的探究欲望高漲、探究熱情隨之提升。

2.豐富實驗資源，培養學生實驗素養

初中階段的物理實驗，應當和學生的實際生活緊密相聯，應當與學生的實際生活相互融合，才能讓實驗有更豐富的趣味性，才能讓初中物理課堂更加豐富多彩。對此，教師可以在課堂中挖掘豐富的教學資源，以培養學生的實驗素養和探究能力。例如，在《摩擦力》這一節內容的教學中，為了幫助學生體驗摩擦力，教師可以讓學生的雙手在桌面上滑動，用不同的力按著橡皮擦在桌面上滑動，用牙刷在桌面上滑動等，幫助學生在這豐富且趣味性的實驗中，抽象出知識的本質，認識到滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關、與壓力有關，其方向更是與相對運動的方向相反。在實驗中，實驗探索欲望增強、實驗素養提升。

總結

實驗是幫助學生建立對物理學科形式，促進學生認知水平和學習能力同步增長的重要活動。對此，教師可以通過組織創設豐富的實驗情景、豐富實驗資源等形式，發揮實驗教學的優勢，讓初中物理課堂更加精彩。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]吳青峰.淺談初中物理實驗教學有效性的提升[J].科學大眾（科學教育），2019（11）：39-40.

[2]張立立.初中物理實驗教學中小組合作學習的實踐與研究[J].學周刊，2019（34）：22.

[3]袁坤.初中物理教學中實施“自主、合作”實驗模式探究[J].課程教育研究，2019（44）：206-207.