中學物理探究實驗的研究

山西省晉中市祁縣第二中學校 楊引萍

一、從實驗室走出來的巨人巨變

我們知道，人類社會的進步離不開科學家們的偉大貢獻。在歷史上，絕大多數(shù)的科學家和發(fā)明家都是從實驗室里走出來的。他們狂熱地追求真理，尋找自然界的規(guī)律；他們避開紛繁嘈雜的功利社會，年復(fù)一年的沉醉于清冷枯燥的實驗室中。例如愛迪生在實驗室不眠不休的做了1600多次耐熱材料和六百多種植物纖維的實驗，制造出第一個炭絲燈泡，更創(chuàng)建了早期的電力輸配系統(tǒng)。法拉第十年實驗室的潛心研究，發(fā)電機問世，奠定了電工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。而計算機的發(fā)明，正帶領(lǐng)我們步入信息時代。信息社會的新生事物更是層出不窮，璀璨奪目。置身于互聯(lián)網(wǎng)這個巨大的‘實驗室’中的我們，更要有勇氣有能力來適應(yīng)它、應(yīng)用它、創(chuàng)造它。我們要爭當時代的弄潮兒，實驗、創(chuàng)新屬于我們更美好的幸福生活。

二、中學實驗探究教學的誤區(qū)

科學上的每一項發(fā)現(xiàn)，都極大地促進了人類社會的進步。而物理學是以實驗為基礎(chǔ)的科學，它的基本研究方式就是實踐，他的表現(xiàn)就是真實。愛因斯坦曾說：“建立一個物理學理論時，基本觀念起了最主要的作用……”那么我們要盡量使學生“站在問題開始的地方，要面對原始的問題”。（楊振寧語）

教課書中所載的知識、方法、思維觀念等都能找到恰當?shù)奈锢韺嶒炁c之對應(yīng)、并情景再現(xiàn)。我們要多做真實的實驗。而我發(fā)現(xiàn)物理實驗教學的誤區(qū)之一是：演示實驗精心準備、一做即成，緊跟著物理知識逐步到位，水到渠成。我們向?qū)W生展示的幾乎都是實驗成功的一面。久而久之，他們會認為：科學發(fā)展還是一帆風順的，一般不會出現(xiàn)太大的錯誤。課堂上如有不十分完美的實驗，或者實驗結(jié)果不是預(yù)期想要的，引發(fā)的不是師生共同深深的思考，進而尋找失敗的影響因素，而是老師的些許挫敗感，和學生對老師懷疑甚至貶低的目光。學生習慣于把自己置身事外，觀看表演。這種看似快捷高效的教學，學生得到的其實是不完整的知識和體驗，蘊含于探究過程中的另一種能力--探索、質(zhì)疑、實踐、驗證等行為探究，沒有被重視，沒有充分利用好學生好奇心重和喜歡挑戰(zhàn)的個性品質(zhì)。學生的能力只會停留在“紙上談兵”“高分低能”這一層面上，或遇到挫折就走極端。這種教學嚴重壓抑、挫傷了好動好探究的學生的學習積極性。

科學探究具有可操作性。蘋果落地引發(fā)了牛頓深深的思考；小磁針在電流旁邊的瞬間運動引發(fā)了奧斯特的探究興趣，而奧斯特實驗又觸動了許多科學家的神經(jīng)，法拉第帶著磁生電的問題探索了十年……當年的科學家?guī)е剿鞯木駱O大的熱情走在科學發(fā)現(xiàn)的道路上。而我們的學生模擬他們的實驗過程中是否也會有除了知識以外的其他收獲呢？例如對實驗設(shè)計的思考，實驗現(xiàn)象的質(zhì)疑、思索……我感嘆于卡文迪許扭秤實驗設(shè)計的精巧，我在想我能不能培養(yǎng)出學生那么巧的應(yīng)用思維呢？我真希望帶著學生浸泡在一堆器材中鼓搗成功某項實驗，先看到他們操作的疑惑，發(fā)現(xiàn)的喜悅，成功的笑臉后，才總結(jié)科學的結(jié)論。如何培養(yǎng)學生形成科學探究的思維品質(zhì)、科學探究的行為習慣就顯得尤為重要。

三、探究實驗的教學經(jīng)驗

實驗具有為學生學習物理概念和規(guī)律提供符合認識規(guī)律的環(huán)境，激發(fā)興趣，發(fā)展能力和技能，培養(yǎng)學生良好科學作風的功能。我們要開展行之有效的課堂教學。例如《變阻器》的教學中，教師不能一味地灌輸知識，要引導學生自主探究。教師先創(chuàng)設(shè)好情境，給學生提供主要器具的感性認識，學生馬上會對滑動變阻器產(chǎn)生疑問，進而積極主動的思考，設(shè)計探究方案進行實驗。當學生遇到困難時，教師可以點化鼓勵他，甚至變成他的合作者。探究滑動變阻器的作用時，在簡單電路的基礎(chǔ)上加連電流表、加連電壓表……雖然最后電路變復(fù)雜了，但同學們能做到一步一步有的放矢。學生不但實驗出了滑動變阻器的作用，而且還自然而然的學會了連接復(fù)雜電路的步驟和思維。只要做實驗，學生就熱情洋溢，積極性高漲，我們要好好利用他們愛動手愛合作的天性。學習者獲得知識的有效途徑之一是通過與他人的協(xié)商、交流、合作而實現(xiàn)知識建構(gòu)的，要到真實環(huán)境中去體驗，學生才能在積極主動的學習過程中主動的掌握知識，提升能力。再如 “伏安法”實驗中，教師的作用不止引導學生自主探究，還要引導學生學會實驗方法、數(shù)據(jù)記錄、圖像描繪、誤差分析等完整的科學實驗步驟，形成嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度；還可以拓展實驗，改換家里的電能表來探測電燈的電功率。這樣學生既拓展了知識又鞏固了課堂所學。開展實驗教學雖然要花費更多的時間和精力，而且實驗所得結(jié)論往往不如直接講訴來的簡潔明確，但學生從實驗中所獲得的感性認識，對學生探索能力，動手能力和實踐技能的培養(yǎng)是直接講述所永遠不能給與的。只有讓學生成為學習主體，成為探索者、發(fā)現(xiàn)者，學生的心情就是愉快的、積極主動的，與老師的隔閡也淡了，不用老師提問也敢說出自己的想法了。課堂可以在師生自然交談的氛圍中進行……

四、利用開放自由的實驗環(huán)境

教師還應(yīng)鼓勵學生開展家庭實驗活動。將探究延伸到課外，讓學生感受源于生活的真實的物理。學生收集生活中常用的壇壇罐罐物品既可代替實驗室的容器和測量器材還可適當加工自制器材，因地制宜開展探究活動。例如電視里放“氣功師躺釘板”，學生為了驗證情景探究壓強，他們有的找蘋果放在一根和放在一盒牙簽上進行探究對比，有的女同學則利用穿高跟鞋和平跟鞋來探究…器材是在學生思索的基礎(chǔ)上獨立選取的，貼近生活實際，又具有豐富的創(chuàng)造性。再如可用小汽車研究力學問題。利用人體結(jié)構(gòu)，理解杠桿原理?；蚶眉矣秒娖髯鳛槲锢韺嶒炠Y源，引導學生規(guī)范操作電器，在安全的前提下，也可以巧妙利用來做實驗。例如利用微波爐研究 “雞蛋爆炸”。利用高壓鍋研究沸點與氣壓的關(guān)系。利用電視研究靜電……讓學生感受到科學實驗的魅力，我想沉浸在開放自由的實驗環(huán)境中學生會有更多的靈感，更大的自覺性，更多的收獲和對科學的更加熱愛。

只要用心，生活處處皆學問，身邊就有實驗室。教師要多鼓勵學生都做個“有心人”。通過對直觀具體事例的情感體驗，能使知識的學習成為真正意義的學習。本人拙見，意在拋磚引玉。給大家些思考，旨在把學生引向更廣闊的物理天地。