物理實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

蔡躍強(qiáng)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師要教好物理、學(xué)生要學(xué)好物理二者必須都從基礎(chǔ)(物理實(shí)驗(yàn))人手，用實(shí)驗(yàn)來展開激發(fā)學(xué)生的探究自然科學(xué)奧秘的濃厚興趣，發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和豐富的想象力及創(chuàng)造能力。在探究性學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生邊動(dòng)手邊探究的教學(xué)方法是大家公認(rèn)的、較好的教學(xué)方法，這種方法能體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，但由于每節(jié)課的時(shí)間限制和教學(xué)進(jìn)度的要求，對課堂的探究教學(xué)不能放任自流，應(yīng)該加強(qiáng)指導(dǎo)。教師的指導(dǎo)作用主要在“善于啟發(fā)”上下工夫，主要體現(xiàn)在：

(1)啟發(fā)學(xué)生提出問題或猜想。

(2)啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)。

(3)引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)。

(4)認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)總結(jié)，及時(shí)表揚(yáng)，同時(shí)提出進(jìn)一步的要求。

教師切忌把實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)論原原本本的交給學(xué)生，讓學(xué)生成為“應(yīng)聲蟲”和“傀儡”，這樣做和“在黑板上做實(shí)驗(yàn)”沒有本質(zhì)的區(qū)別。

而有指導(dǎo)的課堂探究性學(xué)習(xí)又可分為引課教學(xué)、演示教學(xué)、分組式教學(xué)(包括隨堂實(shí)驗(yàn))、習(xí)題教學(xué)綜合教學(xué)等方式。

1、生動(dòng)有趣的引課實(shí)驗(yàn)

用精彩的實(shí)驗(yàn)引入新課，既能吸引所有學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生興趣，又能為新課鋪墊，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生動(dòng)手探究學(xué)習(xí)或者教師在探究思想指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)，這種引課的教學(xué)方式已被越來越多緊跟改革步伐的教師所運(yùn)用。

例題一：用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)來引入平面鏡成像的課題。

先演示燒杯中的蠟燭火焰風(fēng)吹不滅；再將水倒人燒杯中直到淹沒火焰，火焰也不滅，為什么呢?

再將整個(gè)裝置水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°，學(xué)生看到原來燒杯中既沒有蠟燭更沒有火焰，剛才看到的蠟燭和火焰不過是玻璃板前蠟燭和火焰的虛像。由此輕松、愉快地引入了平面鏡成像的課題。

例題二：從新奇實(shí)驗(yàn)引入，提高學(xué)生興趣。

演示筷子提米的實(shí)驗(yàn)：在一玻璃杯中放入一定量的大米，插入一支筷子并壓緊大米，向上提起筷子會(huì)很容易地將筷子拔出；重新將筷子插好，再向米中加少量水，等一會(huì)兒，拿起筷子就可以把玻璃杯提起。請學(xué)生分析討論并舉出身邊的摩擦現(xiàn)象從而引出新課。

演示手提空瓶的實(shí)驗(yàn)：在手上沾些洗衣粉水，握住瓶頸部分(圖2中覆蓋部分)向上提，提不起來；再將瓶子擦干凈，用毛巾覆蓋在瓶頸部分，手握毛巾向上提瓶，瓶很容易提起。通過兩次實(shí)驗(yàn)對比引入新課。

教師不用一句提問便引發(fā)了學(xué)生探究問題的思維，使學(xué)生自發(fā)地思考摩擦力究竟與哪些因素有關(guān)，以及如何去增大或減小摩擦，而老師只需要去圍繞學(xué)生們的主動(dòng)思維而深入理論知識的探究，更體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。

例題三：高中閉合電路歐姆定律的引課如下：

用兩個(gè)外形一樣的一號電池分別點(diǎn)亮同一個(gè)小燈泡，結(jié)果一次很亮，一次微微發(fā)紅，這是為什么呢?

用電壓表進(jìn)一步測試可以知道，兩個(gè)電池空載的時(shí)候路端電壓相差不多，可見，兩個(gè)電池的電動(dòng)勢相同，而接上小燈泡后，一個(gè)電池路端電壓減少很少，結(jié)果燈泡很亮，另一個(gè)路端電壓減少較多，所以燈泡只能微微發(fā)紅，可見電源向外供電不僅跟電動(dòng)勢有關(guān)，還跟電源內(nèi)部情況有關(guān)，從而引入對閉合電路的歐姆定律的研究。

在以上幾個(gè)引課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師進(jìn)入講堂雖然不發(fā)一言，卻緊緊地吸引學(xué)生們的注意力，他們好奇地、執(zhí)著地跟著老師的動(dòng)作、聲音而進(jìn)入絲絲人扣的教學(xué)理論中。

2、有趣、形象直觀的演示

物理教學(xué)中只講理論是枯燥無味而難于理鋸的，如果利用演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將有利于學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中去感受理論得出的原因，加深學(xué)生對知識的興趣和印象。

例題一：“繩子不打結(jié)，也能提起冰塊”這樣一個(gè)有懸念的題目就足以吊起學(xué)生的胃口。接著教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。細(xì)線浸入水中，然后把細(xì)線放在冰塊上，把鹽沿線撒在冰面上，稍等片刻(約30秒鐘)，看!冰塊被提起。本實(shí)驗(yàn)就是為了說明熱力學(xué)第二定律。在自然條件下，熱量由高溫物體傳向低溫物體。

例題二：雞蛋在小于蛋的瓶口進(jìn)出自如。

本實(shí)驗(yàn)是對氣體壓強(qiáng)微觀機(jī)理解釋。氣體壓強(qiáng)在體積、溫度不變的條件下，跟分子的密集程度有關(guān)。抽氣，密集程度減小，壓強(qiáng)減小，瓶外壓強(qiáng)大于瓶內(nèi)壓強(qiáng)，雞蛋被吸人；打氣，密度增大，瓶內(nèi)壓強(qiáng)大于瓶外壓強(qiáng)，雞蛋被彈出。

3、靈活多變的分組

分組實(shí)驗(yàn)一直是培養(yǎng)學(xué)生操作能力、理解物理學(xué)科知識的主要方法，也是發(fā)展學(xué)生綜合能力和探究興趣的重要的教學(xué)手段。為了達(dá)到人人都得到能力的培養(yǎng)和鍛煉，以及讓學(xué)生主動(dòng)參與探究的教學(xué)目的，提供大量的隨堂實(shí)驗(yàn)也是必不可少的。

除了書上規(guī)定的規(guī)范化的分組實(shí)驗(yàn)和探究式的分組實(shí)驗(yàn)之外，我們還可以多開展一些與探究思維并進(jìn)的隨堂實(shí)驗(yàn)。例如沖量、共振等。這類課程以學(xué)生為主體、探究與指導(dǎo)共同發(fā)生作用來提高教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生的綜合能力。

例題一：利用兩個(gè)一號電池之間串接一個(gè)20～3012的電阻組成一個(gè)內(nèi)阻較大的模擬電源(如圖3所示)，可以讓學(xué)生用來探究輸出功率和外電阻的關(guān)系。在學(xué)生得出初步規(guī)律之后，教師再從理論上推導(dǎo)，證明實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

例題二：利用一個(gè)線圈和一個(gè)條形磁鐵，一只靈敏電流計(jì)和一節(jié)干電池(外加一個(gè)高電阻)，可以讓學(xué)生探究感生電流的方向和磁極運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。教師在學(xué)生眾多結(jié)論的基礎(chǔ)上再總結(jié)出楞次定律。

4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)用于習(xí)題的探究

習(xí)題教學(xué)中“計(jì)算、計(jì)算、最后還是計(jì)算”這種枯燥無味的教學(xué)方法，也是當(dāng)前課堂教學(xué)改革的內(nèi)容之一。如果其中滲透探究活動(dòng)的思想、采用精彩的實(shí)驗(yàn)探討問題，就能使物理的探究性學(xué)習(xí)更生動(dòng)和完整。

例如，在證明大氣壓強(qiáng)存在的覆杯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，另做一個(gè)如圖4所示的實(shí)驗(yàn)。在杯子里內(nèi)只盛三分之一的水，蓋上紙片(圖4a)，將整個(gè)裝置倒置(圖4b)，松開手指之前提問學(xué)生：“松開手指后，杯子里的水和紙片會(huì)不會(huì)掉下來?”，大多數(shù)學(xué)生會(huì)回答：“會(huì)掉下來!”結(jié)果松開手指紙片并沒有掉下來，其中的原因可以編制成習(xí)題讓學(xué)生計(jì)算和探究。試問圖4中紙片上穿幾個(gè)小孔杯中水是否會(huì)流下來?不會(huì)!這就是下面要探究的水的表面張力問題。

物理的許多習(xí)題都是從實(shí)際生活中抽象出來的，都可以在習(xí)題中以實(shí)驗(yàn)探究和計(jì)算的方式來深化理論。

通過以上分析，我們不難看出物理實(shí)驗(yàn)對物理探究性教學(xué)中所起的作用。一方面從學(xué)生這邊看增強(qiáng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，滿足了他們的好奇心和求知欲，開闊了視野，大大提高了動(dòng)手能力，使學(xué)生對物理知識的認(rèn)識從感性階段上升到理性水平，更為重要的是加深了學(xué)生對從物理實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的物理規(guī)律的深刻領(lǐng)會(huì)。另一方面，物理實(shí)驗(yàn)也豐富了教師的課堂內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)了師生的良性互動(dòng)，從而圓滿地完成好物理教育教學(xué)任務(wù)。

責(zé)任編輯：黃春香