加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生探究能力

物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理教學(xué)的一個重要內(nèi)容，方法和手段；實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論講授相配合，有利于學(xué)生對物理概念和規(guī)律的正確建立，深刻理解和鞏固掌握；實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，是發(fā)展學(xué)生智能的重要途徑；實(shí)驗(yàn)教學(xué)是幫助學(xué)生樹立正確觀點(diǎn)，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)的有效措施。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)探究能力的關(guān)系

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有十分重要的作用。在實(shí)驗(yàn)中，

通過對一些感性材料的接觸和研究，能激發(fā)學(xué)生對事物的興趣和理性思考。物理的探究源于生活，又用其研究的成果來指導(dǎo)生活。物理問題的探究經(jīng)歷了從發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想的正確性，總結(jié)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)用結(jié)論解決問題的過程，在這探究過程中大大提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，加強(qiáng)了對他們思維能力的培養(yǎng)。

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在教學(xué)中利用儀器器材模擬或重現(xiàn)物理現(xiàn)象產(chǎn)生的條件來讓學(xué)生對該物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察和研究的活動，包括課堂演示實(shí)驗(yàn)、課堂分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)指導(dǎo)和課外小實(shí)驗(yàn)及家庭小實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)探究能力是指人類認(rèn)識事物的過程中善于發(fā)現(xiàn)問題，并通過實(shí)驗(yàn)、觀察、探究分析問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決問題的能力，它往往與一個人的動手能力和思維能力有關(guān)，主要體現(xiàn)在敏銳的觀察力、較強(qiáng)的動手能力、善于思考分析能力。

心理學(xué)研究表明，人的思維活動是在感性材料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，感性材料是思維活動的源泉和依據(jù)。各種類型的物理實(shí)驗(yàn)，具體形象地展示了物理知識的形成和發(fā)展過程，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了豐富的感性材料，在強(qiáng)化學(xué)生感知的同時糾正了其在感知中形成的錯覺，從而達(dá)到豐富學(xué)生頭腦中感性材料儲存及發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的目的。物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)決定了實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，也是引發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動獲取知識，發(fā)展能力，提高科學(xué)素質(zhì)的基本途徑。

二、如何發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力中的作用

教師要發(fā)揮各種物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。物理實(shí)驗(yàn)按來源?形式?目的的不同，可分為課堂：教師演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?課內(nèi)外小實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)。

1.演示實(shí)驗(yàn)的生動?直觀?形象，極易引起學(xué)生的直接興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同時演示實(shí)驗(yàn)要有啟發(fā)性，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，變抽象為形象，通過觀察，思考，使學(xué)生認(rèn)識客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣。

2.課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)是指教師在授課過程中，恰當(dāng)?shù)卮┎逶诋?dāng)堂內(nèi)容中的小實(shí)驗(yàn)。這不僅能加深對物理知識的理解，突破難點(diǎn)，而且也烘托了課堂氣氛，使學(xué)生在“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”的氛圍中自然地產(chǎn)生了學(xué)習(xí)興趣。它具有趣味性強(qiáng)、方法簡單、易做、實(shí)用的特點(diǎn)，有助于打破學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的神秘感和畏懼感。

三、通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練思維方法

(一)轉(zhuǎn)換法

物理學(xué)科是一門精確的定量化的學(xué)科，在物理實(shí)驗(yàn)中需要準(zhǔn)確地測定物理量，但許多物理特征，過程或物理量要想直接觀測有困難，可以把所要觀測的變量轉(zhuǎn)換成其他間接觀察和測量，這就是轉(zhuǎn)換法。高一冊物理教材中體現(xiàn)轉(zhuǎn)換法的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)有“研究勻變速直線運(yùn)動”，該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生測定勻變速直線運(yùn)動的加速度a，是根據(jù)在各個連續(xù)相等的時間里的位移之差s與a之間滿足關(guān)系Δs=s4-s=s5-s2=s6-s3=3aT2，把對a的測量轉(zhuǎn)換為s與T的測量。

（二）比較法

比較法就是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下找出研究對象之間的同一性和差異性。比較是認(rèn)識事物的基礎(chǔ)，因而廣泛用于物理實(shí)驗(yàn)中，從而來探索物理規(guī)律。在高一冊物理教材中，“平拋物體的運(yùn)動”教學(xué)中運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)將平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動相比較，從而說明了平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動，水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運(yùn)動，在此基礎(chǔ)上學(xué)生就較易理解平拋運(yùn)動的規(guī)律了。

（三）控制法

在高中物理實(shí)驗(yàn)操作過程中，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關(guān)系可以控制一些不變量，依次研究某一因素的影響，這種方法稱之為控制法(或控制變量法)。例如，在研究物體的加速度跟物體受的外力及物體的質(zhì)量之間的定量關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中，為了弄清楚外力F，質(zhì)量m兩個因子中的每一個分別對物體加速度a的影響，必須這樣來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在m一定的條件下改變F，考察a—F之間存在的函數(shù)關(guān)系；在F一定的條件下改變m，考察a—m之間存在的函數(shù)關(guān)系.上述研究方法就是控制法的典型例子，由此可見，控制實(shí)驗(yàn)條件的思想是物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想之一。事實(shí)上，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們都必須適當(dāng)?shù)乜刂茖?shí)驗(yàn)的條件，又如在高一冊“向心力，向心加速度”這一章節(jié)中，用向心演示器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時進(jìn)行這樣的操作：在半徑r和角速度ω一定時，考察向心力F與質(zhì)量m的關(guān)系；在質(zhì)量m和半徑r一定時，考察向心力F與角速度ω的關(guān)系；在質(zhì)量m和角速度ω一定時，考察向心力F與半徑r的關(guān)系；從而得出勻速圓周運(yùn)動向心力的公式F=mrω2。在上述實(shí)驗(yàn)操作步驟中，控制條件是為了創(chuàng)設(shè)有利于物理規(guī)則推導(dǎo)的物理環(huán)境，突出反映研究對象本質(zhì)的物理量間的關(guān)系，以進(jìn)行有目的研究。

（四）留跡法

在物理實(shí)驗(yàn)中，有些物理現(xiàn)象瞬間即逝，如運(yùn)動物體所處的位置，軌跡或圖象等，用一定的方法把這些物理現(xiàn)象記錄下來，然后通過測量或觀察來進(jìn)行研究，這就是留跡法。高一冊物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)“研究勻變速直線運(yùn)動”和“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中，就是通過紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車和重物在不同時刻的位移，從而求出小車的加速度和重物的速度；又如在“平拋物體的運(yùn)動”教學(xué)中，利用閃光照相記錄自由落體運(yùn)動和平拋運(yùn)動的軌跡來研究物體平拋運(yùn)動所遵循的物理規(guī)律.上述兩例都是在物理實(shí)驗(yàn)中采用了留跡法。

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，本身就是要求具有實(shí)事求是的態(tài)度.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要嚴(yán)格要求學(xué)生尊重事實(shí)，忠于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，反對弄虛作假；要求學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)，踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，逐步養(yǎng)成按科學(xué)規(guī)律辦事的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。