淺析物理教學(xué)中探究的設(shè)計(jì)

涂韶輝

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須盡心探究，通過探究可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)有效掌握知識(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，訓(xùn)練科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和創(chuàng)造性思維能力，解決實(shí)際問題能力?，F(xiàn)在初中物理教材探究實(shí)驗(yàn)有四十多個(gè)，但其中有的因效果不夠明顯或缺少器材很難成功，有的因不貼近現(xiàn)實(shí)生活，學(xué)生存在一種陌生感，接受起來效果不理想。故教師教學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)優(yōu)化物理教學(xué)，促進(jìn)物理教學(xué)改革具有深遠(yuǎn)的意義。我認(rèn)為探究的設(shè)計(jì)應(yīng)突出考慮以下幾個(gè)方面。

一、探究原理應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性，可行性和目的性

1.科學(xué)性

探究原理的科學(xué)性主要是指物理原理是否正確，得出的物理現(xiàn)象是否真實(shí)、正確地反應(yīng)探究原理。原理的正確性要求真實(shí)不可制造假象代替真實(shí)現(xiàn)象來欺騙學(xué)生。原理的科學(xué)性要求原理無錯(cuò)誤，但允許存在誤差。探究的誤差是由于探究系統(tǒng)和條件的非理想化產(chǎn)生的，是客觀存在的。誤差大小是由于探究方法、儀條件和教學(xué)要求來決定。要分析誤差產(chǎn)生的原因，設(shè)法減少誤差。例如，在探究伏安法測(cè)電阻時(shí)，多次測(cè)量出的電阻值是不完全相同的，你就不能得出電阻會(huì)隨電壓和電源的改變而改變這一錯(cuò)誤的結(jié)論。而應(yīng)知道這是誤差的原因。為了減少誤差，采用多次測(cè)量求平均值得方法。

2.可行性

主要指從儀器制作、器材選擇、探究選探究條件和操作等方面來看能否成功。往往有這樣的情況，設(shè)計(jì)的探究方案是科學(xué)性的、正確的，但在實(shí)施過程中常受到多方面因素的限制而無法成功。例如在做摩擦起電時(shí)，若天氣比較潮濕使毛片和絲綢不干燥則在摩擦起電時(shí)，會(huì)造成漏電從而影響了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這時(shí)可以把毛皮和絲綢放在太陽下曬一下或者放在火上烤一烤，這樣效果會(huì)更明顯。

3.目的性

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有明確的意圖及針對(duì)性，具體地講就是要求解決什么問題，得出什么結(jié)論：驗(yàn)證什么定理定律、規(guī)律：建立什么概念。教材有些重要的規(guī)律、概念通過探究歸納得出，比教師單純的講解學(xué)生更易接受，這都需要及時(shí)設(shè)計(jì)，引入探究實(shí)驗(yàn)。例如，在探究導(dǎo)體的電阻與材料、長短、粗細(xì)的關(guān)系時(shí)，要明確在探究電阻與長短關(guān)系時(shí)，材料和粗細(xì)必須保持相同，而長短不同的目的；在探究電阻與這三個(gè)量中的一個(gè)量的關(guān)系時(shí)，必須保持兩個(gè)量不變而這個(gè)量改變，使用控制變量法。

二、探究的構(gòu)造適應(yīng)具有可見性、間接性和美感性

1.可見性

一般地說，觀察明顯、清晰的現(xiàn)象比觀察細(xì)微模糊的現(xiàn)象效果更佳，學(xué)生興趣濃厚。增加探究的可見性，應(yīng)從這幾個(gè)方面考慮，變小為大，變?nèi)鯙閺?qiáng)、變慢為快、變淡為濃、變輕為重等。例如，在講分子之間的作用力的時(shí)候，必須變小為大。

2.間接性

探究實(shí)驗(yàn)中儀器構(gòu)造應(yīng)體現(xiàn)出簡潔和實(shí)用。用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作性繁瑣的實(shí)驗(yàn)，容易分散學(xué)生的注意力。只要涉及實(shí)驗(yàn)和科學(xué)性強(qiáng)，現(xiàn)象明顯，越簡單越好。例如，在探究壓強(qiáng)觀察磚的哪個(gè)面最易把報(bào)紙壓破，找出壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系，這個(gè)探究過程中儀器簡單每個(gè)同學(xué)都可以就地取材，所表現(xiàn)的物理現(xiàn)象十分明顯。

3.美感性

探究結(jié)果美讓學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)帶來美的享受，從而維持注意力的穩(wěn)定性。任何制作粗糙的、缺乏美感的實(shí)驗(yàn)會(huì)增加學(xué)生視覺辛苦。容易使注意力轉(zhuǎn)移。如平面鏡成像顯示物、像的對(duì)稱美；天平、溫度計(jì)、電流表等刻度的勻稱美及和諧美。實(shí)踐證明，學(xué)生對(duì)精美別致的實(shí)驗(yàn)，注意保持的時(shí)間長，記憶特別牢固，理解更為深刻，學(xué)習(xí)興趣更加厚。

三、探材料究的選擇要和耐用性考慮方便性、多用性

1.方便性

實(shí)驗(yàn)器材的選擇要從多方面考慮。但首先要取材方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，或者簡單改制常用物品就完成的實(shí)驗(yàn)器材。這樣既可以節(jié)省教師的時(shí)間和精力，又可以方便發(fā)動(dòng)全體學(xué)生齊同參與實(shí)驗(yàn)，所以雖然實(shí)驗(yàn)簡單，但效果卻很好。

2.多用性

指一物多用，利用現(xiàn)有的裝置，進(jìn)行盡可能多的探究，顯示可能多的現(xiàn)象和原理。充分提高器材的利用率，挖掘潛力，這在當(dāng)前儀器普遍缺乏的情況下是一種有效用經(jīng)濟(jì)的辦法。

3.耐用性

在課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)為了讓學(xué)生觀察清楚，有時(shí)需要多次重復(fù)演示，故要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的器材的選擇不能“一次性消費(fèi)”，或者演示一次就出現(xiàn)毛病，要經(jīng)久耐用，以保證上課的程序能正常進(jìn)行。

四、探究現(xiàn)象應(yīng)突出直觀性和趣味性

物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)充分證明，學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中不論是觀察、記憶、思維，還是想象心理活動(dòng)，沒有注意的參與，心理學(xué)家研究表明，注意力是指向必和集中性與刺激物的新異有關(guān)，刻板的千篇一律的習(xí)慣刺激不易引起人們的注意。因此，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)除了考慮以上的三個(gè)方面之外，還要突出實(shí)驗(yàn)的直觀性、趣味性。

1.直觀性

探究實(shí)驗(yàn)首先實(shí)現(xiàn)直觀形象，直觀性越好，越有利于學(xué)生進(jìn)行直觀思維。例如，為展示金屬電阻率隨溫度變化而變化，把“22V 40W”的廢日光燈管敲斷，取其中一端燈絲把它和“6V 6W”燈泡、演示電流表、開關(guān)串聯(lián)接在6V穩(wěn)壓源上，首先閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，用尖嘴鉗夾住日光燈絲另一端，用酒精燈給燈絲加熱，燈泡亮度顯著變暗，電流度數(shù)變小，停止加熱，燈迅速變亮，電源表讀數(shù)變大。學(xué)生親眼看到金屬電阻率隨溫度升高而增大，隨濕度降低而減小，印象深刻。

2.趣味性

以趣味橫生，引人入勝的探究激發(fā)學(xué)生興趣讓學(xué)生樂學(xué)，探究的趣味性要求實(shí)驗(yàn)取材于生活，使學(xué)生有“親近感”如：大氣壓的教學(xué)中在演示馬德堡半球?qū)嶒?yàn)后，拿兩個(gè)學(xué)生非常熟悉的塑料衣鉤來模擬半球?qū)嶒?yàn)，由兩位學(xué)生做對(duì)拉實(shí)驗(yàn)，體會(huì)大氣壓的大小，到講清原理后，再由學(xué)生用吸管和汽水，解釋為什么能吸到汽水。這樣現(xiàn)象、器材取材于生活，學(xué)生都喜聞樂見，但卻不知其所以然，通過這些實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生額在好奇中感受物理知識(shí)的魅力，在具有樂趣的實(shí)驗(yàn)中輕松獲得知識(shí)真諦。

（作者單位：江西省新建縣第五中學(xué)）