讓真探究走進物理課堂

劉喜梅

摘要：在新一輪初中物理課程改革中，強調(diào)了探究性實驗教學(xué)的重要性。讓真探究走進物理課堂，要注意實驗的選擇利于發(fā)展學(xué)生智能，實驗過程要注意創(chuàng)設(shè)情境，實驗探究高于教材。

關(guān)鍵詞：真探究；實驗選擇；創(chuàng)設(shè)情境；高于教材

物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，許多物理知識是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，認真總結(jié)和思考得來的。探究性實驗有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生獲取基礎(chǔ)知識和基本技能，它是指教師對知識不直接給出結(jié)論，而是通過創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考，提出問題，再讓學(xué)生利用已有的知識和生活體驗自主地進行物理實驗探究，通過小組合作討論研究，最終得出結(jié)論，獲取知識。在新一輪初中物理課程改革中，也強調(diào)了探究性實驗教學(xué)的重要性。由于實驗條件、教學(xué)進度、中考要求等方面的原因，教師在課堂上所進行的只是“假”探究，也就是脫離實際、在理想條件下、由教師設(shè)計的探究，不利于開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維。而真探究是指探究問題源于生活實際、實驗情境利于創(chuàng)設(shè)、實驗操作易于動手、實驗現(xiàn)象便于觀察、實驗結(jié)論易于解決實際問題的實驗探究。在課堂上進行真探究時要注意以下幾點。

一、真探究實驗的選擇

初中物理教學(xué)中，實驗一共有70個左右，類型有演示實驗、學(xué)生分組實驗和課外小實驗，它們都是很好的素材，凡是與教學(xué)過程緊密結(jié)合，便于隨堂進行并利于學(xué)生動眼、動腦、動手、動口，利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實驗方法和良好的實驗習(xí)慣，利于發(fā)展他們智能的內(nèi)容，都可選為真探究性實驗的教學(xué)內(nèi)容。

案例一：摩擦起電現(xiàn)象

摩擦起電現(xiàn)象日常生活中很常見，但如何在實驗中放大并體現(xiàn)卻不容易，尤其是相互摩擦的兩個物體都帶電且?guī)М惙N電荷；同種電荷互相排斥、異種電荷互相吸引很難呈現(xiàn)。在課堂上可以這樣真探究：

首先，分別用將毛皮與兩個橡膠棒摩擦，絲綢與兩個玻璃棒摩擦，用橡膠棒和玻璃棒去吸引紙屑，觀察現(xiàn)象，說明橡膠棒和玻璃棒帶了電；

第二步，分別用毛皮和絲綢去接近紙屑，發(fā)現(xiàn)它們也吸引，說明了毛皮和絲綢也帶電，即相互摩擦的兩個物體均帶電；

第三步，用細線吊起其中一個玻璃棒和橡膠棒，分別用另一個去靠近，得出電荷間相互作用規(guī)律；

第四步，用橡膠棒去靠近毛皮，會發(fā)現(xiàn)二者相互吸引，說明二者帶異種電荷；

第五步，讓學(xué)生用塑料梳子梳頭發(fā)，觀察現(xiàn)象；

第六步，讓學(xué)生在衣服上摩擦，去靠近其他人頭發(fā)。

這樣進行的真探究，學(xué)生思維活躍，一環(huán)緊扣一環(huán)，得出結(jié)論順理成章，可達到水到渠成的效果。

二、真探究實驗也要創(chuàng)設(shè)情境

所謂創(chuàng)設(shè)情境，是指在探究活動的初始，設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的手段。主要作用在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過情境產(chǎn)生好奇心，充分利用中學(xué)生好動的心理特征，用趣味啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進而轉(zhuǎn)化成學(xué)生積極求知的驅(qū)動力，這是學(xué)好物理的重要環(huán)節(jié)。

案例二：物質(zhì)的比熱容

請你支招：家里來了客人，正碰上沒有了熱水，為接待客人，你是燒半壺水呢？還是燒一壺水？理由是什么？若家里有溫水和涼水你用哪種水？理由是什么？

提出問題：物體吸收的熱量與哪些因素有關(guān)呢？

a.質(zhì)量 b.溫度升高的度數(shù)

初步結(jié)論：物體的質(zhì)量越大，溫度升高的度數(shù)越高，吸收的熱量就越多。

進一步提出問題：還有其他因素嗎？

視頻播放，創(chuàng)設(shè)情境：一個海邊的夏天中午，人赤腳走在沙灘上感到很燙，踮起腳走；而走在海水中卻比較涼爽，非常愜意；夜晚走在沙灘上感到?jīng)隽?，走在海水中卻還有些溫暖。

根據(jù)這一情境，提出問題：為什么在同一時刻，沙子和海水的溫度不一樣呢？

由于晚上海水也要蒸發(fā)，“海水蒸發(fā)吸熱降溫”不能解釋這種現(xiàn)象，這樣激化矛盾，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考分析。學(xué)生提出了“可能是沙子比海水吸熱升溫快、放熱降溫也快”的合理猜想。

提示：炎熱的夏季中午海邊沙子很燙而海水很涼；傍晚，沙子變涼了而海水卻還很溫暖。

猜想：可能是沙子與水的吸熱或放熱能力不同的緣故。

提出問題：質(zhì)量相等的不同物質(zhì)升高相同的溫度，吸收熱量的多少相同嗎？

探究：不同物質(zhì)的吸熱能力

第一步：制定計劃與設(shè)計實驗

用水和沙子作為研究對象：取質(zhì)量相同的水和沙子，讓它們吸收相同的熱量，比較它們溫度升高的多少，從而研究它們吸熱能力的差異。

第二步：提出問題

1.怎樣得到質(zhì)量相同的水和沙子？（器材選擇）

2.怎樣知道它們的溫度？（器材選擇）

3.如何讓他們吸收相同的熱量？用什么給它們加熱？（實驗方案設(shè)計）

4.實驗方法與步驟怎樣？

進行真探究：用同一個酒精燈給質(zhì)量相等的水和沙子加熱相同時間（期間要不斷對沙子進行攪拌），觀察沙子和水升高的溫度。

引申思考：若使質(zhì)量相等的沙子和水升高相同的溫度，需要對誰加熱的時間更長一些？說明什么？

討論歸納：對水加熱時間更長一些，說明使質(zhì)量相等的水和沙子升高相同溫度，水吸收的熱量更多，水的吸熱能力更強，進而引入比熱容的含義。

這樣進行真探究，一環(huán)緊扣一環(huán)，邏輯性強，得出概念順理成章，既突破了難點，又突出了重點；既培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究能力，又加深了學(xué)生對比熱容概念的理解。

應(yīng)用拓展：聯(lián)系比熱容知識解釋現(xiàn)象，如北方教室取暖、機器冷卻、早春稻田對秧苗保溫、新疆諺語“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”、沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差小的原因等。

三、真探究實驗可也可以高于教材

所謂真探究實驗高于教材，是指在教材要求實驗的基礎(chǔ)上加以變化、拓展、提升，使學(xué)生更好、更深入地進行探究，從而更靈活地理解知識、應(yīng)用知識，達到融會貫通的目的。

案例三：探究燈泡發(fā)光亮度與哪些因素有關(guān)

第一個實驗：探究2.5V小燈泡的發(fā)光情況，電路圖如右，收集的實驗數(shù)據(jù)及實驗現(xiàn)象如表一。

第二個實驗：探究6V小燈泡的發(fā)光情況，電路圖也如上右圖，收集的實驗數(shù)據(jù)及實驗現(xiàn)象如表二。

實驗結(jié)論：同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與_________有關(guān)，不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應(yīng)與_________的轉(zhuǎn)化效率有關(guān)。

為進一步探究小燈泡發(fā)光亮度的其他影響因素，設(shè)計以下實驗。

第三個實驗：把滑動變阻器換成另一個相同規(guī)格小燈泡，發(fā)現(xiàn)二者發(fā)光亮度相同。把其中一個小燈泡輕輕敲碎，觀察二者的發(fā)光情況。

現(xiàn)象：這個小燈泡幾乎不發(fā)光，可另一個燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了。

提出問題：

1.玻璃碎了以后，小燈泡仍有電流通過，燈絲卻幾乎不發(fā)光，那么玻璃外殼究竟起什么作用呢？

學(xué)生討論，教師講解：燈泡外殼破碎，由于散熱使燈絲溫度降低，達不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光，所以玻璃殼的作用是減少散熱，使燈絲溫度可達到白熾發(fā)光的程度。

2.引起完好的小燈泡亮度變化的原因是什么呢？

學(xué)生討論，教師講解：完好小燈泡的亮度變化，可能與損壞小燈泡電阻的變化有關(guān)。

進一步探究方案：

a.將外殼破碎的小燈泡與完好的小燈泡串聯(lián)在電路中，用電流表測出電流I1，用電壓表測出其兩端電壓U1，計算出外殼破碎的小燈泡電阻為R1；

b.用一個新的小燈泡（規(guī)格與外殼破碎的小燈泡相同）將其換下，采用與a相同的方法測出此燈泡電阻R2；

c.比較R1與R2，如R1≠R2，則完好小燈泡的亮度與損壞小燈泡電阻大小的變化有關(guān)；如R1=R2，則無關(guān)。

拓展應(yīng)用：電燈的亮度還與電燈的發(fā)光效率有關(guān)。日光燈的發(fā)光效率高于白熾燈，轉(zhuǎn)化為相同的光能，日光燈消耗較少的電能，即省電。即使同是白熾燈，規(guī)格不同發(fā)光效率也不同。

總之，讓真探究走進物理課堂，更貼近學(xué)生生活實際，進而達到物理教學(xué)與日常生活、社會生活密切相關(guān)，在日常生活能夠具體應(yīng)用；可以讓學(xué)生始終處于不斷探索的情境中，主動實驗，認真操作，仔細觀察，積極思維，這有利于過程與方法的教育，有利于形成正確的情感態(tài)度和科學(xué)的價值觀，使我們的教學(xué)成為符合新課標(biāo)要求的物理教學(xué)。

【責(zé)編 金 東】