改進物理實驗教學培養學生自主探究能力

袁亮

摘 ?要：物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現實生活聯系最密切，在教學中應把課本上的一些實驗進行合理的科學的改進創新，充分發揮物理學實驗的多種功能和作用，這不僅可以通過實驗掌握物理知識，也是培養學生自主學習能力、探究能力和創新能力的重要措施。

關鍵詞：初中物理;自主設計實驗方案;學生參與實踐

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現實生活聯系最密切，在教學中應把課本上的一些實驗進行合理的科學的改進創新，充分發揮物理學實驗的多種功能和作用，這不僅可以通過實驗掌握物理知識，也是培養學生自主學習能力、探究能力和創新能力的重要措施。我在多年的教學實踐中，重視演示實驗，學生分組實驗及課后小實驗的改進，并做了一些有益的嘗試。

一、演示實驗中，讓學生自主設計完成

傳統的演示實驗教學，只是讓學生看教師表演，先是“教師做，學生看”，后是“教師講，學生聽”，缺乏對知識深入引導和研討，阻礙了學生主動學習和親自探索知識，如能將一些演示實驗進行改進，讓學生去自主探索，經過分析、討論，透過現象看本質，則會從中悟出很多課本上學不到的知識。

例如：在研究焦耳定律的演示實驗中，我是這樣處理的：提前在課前布置預習本節課，以思考題的方式向學生出示本節課的演示實驗課題──研究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關，要求學生利用自習課時間，實施以下過程：

1、自主設計實驗方案

設計實驗方案關鍵是讓學生考慮好實驗原理，怎樣將電流通過導體產生的熱量變為可以觀察比較的對象。學生們充分發揮想象，不同的實驗方案達十余種，有的甚至比教材上的方案還簡單易行，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燒瓶里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓燈絲發熱升溫而發光……這樣表演性演示實驗變為開放性研究實驗，極大激發了學生學習和研究物理知識的積極性，培養了學生的發散思維和創造性思維能力。

2、自主選擇實驗器材

在完成設計后，有的同學到實驗室借實驗儀器，有的學生找老師幫忙安裝實驗裝置，有的學生自己制作一些小器材，這樣變純觀察性實驗為創造性操作實驗。

3、自由組合，探索研究

經過交流，有一些同學的實驗方案相近似，于是他們就自動組合，在實驗過程中，互相交流切磋、溝通、共同研究。在交流中學會團結協作，在互幫互學中，共同提高。

二、學生分組實驗中，讓學生自主探究

學生分組實驗是初中學生最感興趣的課，但絕大多數學生是按教材的安排程序進行實驗，按照教師布置的步驟進行操作，興趣只停留在表面上，湊“熱鬧”成分很多，這樣也就無法培養學生的綜合能力和科學素質。如：初三物理中《測定小燈泡的功率》的實驗，如果只是指導學生按教材的安排進行實驗，讓學生注意觀察小燈泡兩端的電壓在等于額定電壓，高于額定電壓和低于額定電壓的情況下的發光情況，并將每次測得的電壓，電流值填入實驗表格，算出電功率值，那么實驗目的單一，無法達到培養學生素質的目的，所以在教學過程中我是這樣做的：

1、不限制實驗原理

在講本節課時，只講清實驗目的，說明小燈泡上“3.3V”或“2.5V”意義，至于實驗原理由實驗小組討論決定，并按要求畫出實驗電路圖，結果出現三種實驗原理P=UI，P=U2/R，P=I2R，并通過對三種實驗方案的優劣的深入分析，確定應用P=UI為實驗原理的方案，從而培養了學生的發散思維能力，提高了思維品質的深刻性與批判性。

2、不規定實驗步驟

進實驗室要求不看課本，動手時只說明實驗中要觀察燈泡的亮度，觸摸燈泡熱度，計算燈泡的功率和電阻，并不限定實驗有三個步驟，結果巡視實驗中發現，有的小組實驗有五、六步，并設計了開放性的記錄、表格，其中燈絲在不亮、較暗、正常發光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流的測量值和功率、電阻的計算值，燈泡熱度的觸摸感，從而激發了學生的觀察實踐和發現問題能力。

3、不確定實驗歸納

實驗后不固定方向，讓學生多方向、多角度、深入細致的觀察，分析實驗現象和數據，從而開放性地歸納出實驗結論，如有的小組分析真實的實驗數據，得出如下結論：（1）伏安法既可測電阻也可以測電功率;（2）燈絲電阻隨溫度升高而增大;（3）燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的增大而增大;（4）燈泡只在額定電壓下正常發光，實際電壓過高會燒壞燈泡，過低燈不亮;（5）因燈絲電阻隨溫度升高而變大，故不宜用P=I2R和P=U2/R測燈泡的電功率，通過以上五個方面的歸納，培養了學生的分析、概括實驗結論能力，并加強了前后知識的聯系。

三、加強課外小實驗，引導學生參與實踐

物理小實驗，小制作的題材廣泛，材料非常豐富，是激發學生興趣發揮學生創造性的有益活動。對每章或每節課后的小制作、小實驗，教師可適當給予指導，提出必要的建議。使得學生能夠善于動腦動手，因陋就簡就地取材，把小實驗、小制作活動搞得豐富多彩，生動活潑。雖然課外實驗活動在許多方面略顯粗糙或不規范，但學生的自主性、參與性高，尤其在設計和準備過程中那種富有創造性的思維及操作過程，是在其它途徑中無法體會到的。同時使學生感受到物理知識的應用無處不在，激發他們自覺應用物理知識解決問題的興趣。

綜上所述，本人在物理實驗教學中，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，并改進實驗裝置，器材等，讓學生嘗試實驗設計、操作，提高學生創新能力和對知識的應用能力，使學生自主參與學習進而大面積提高物理教學質量。

參考文獻

[1] ?朱京曦《多媒體教學策略》 北京師范大學出版社 ?2010年

[2] ?彭前程 《初中物理探究教學的理論與實踐》 人民教育出版社2010年

[3] ?中華人民共和國教育部制訂《初中物理課程標準》 人民教育出版社2013年

[4] ?項華 《信息技術與中學物理教學整合》 北京師范大學出版社 2013年

[5] ?白秀英 ?王較過《初中物理有效教學》 北京師范大學出版社 2015年

[6] ?閻金鐸 郭玉英《中學物理新課程教學概論》 北京師范大學出版社 2019年