淺談初中物理探究實驗教學

黃宗健

[摘 要] 物理是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗教學是物理教學的重要組成部分。在初中物理教學中，可根據(jù)初中學生好奇心強、認知能力有限的特點，積極開展實驗教學，這樣不僅能培養(yǎng)學生的信息收集能力，而且可以培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、動手能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，激發(fā)學生的學習熱情。那么在物理課堂教學中如何做好探究實驗教學呢？文章結(jié)合教學實踐進行分析探討。

[關(guān)鍵詞] 探究實驗 創(chuàng)新 凸透鏡成像

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674 6058（2016）17 0069

物理學是一門以實驗為基礎的科學，實驗教學則是物理教學的重要組成部分。在平時教學中，若能組織好學生，有效開展物理探究實驗活動，能有效提升物理教學的有效性。物理探究實驗的實驗步驟包括：“提出問題→猜想假設→設計實驗→歸納總結(jié)→交流評價”，但在具體實踐中不一定按部就班實施，可以增減或突出某一部分，也可稱為大探究和小探究，所謂大探究就是環(huán)節(jié)要素齊全，讓學生自主探究；所謂小探究就是教師引導學生探究或增減、突出部分的探究。這樣可以很好地照顧能力不同的學生，小探究對于基礎差、素質(zhì)低的學生效果會更好一些，特別適宜農(nóng)村學生。比如在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的教學中，學生往往感到陌生、抽象。如何讓學生對此實驗感興趣，做好探究實驗，現(xiàn)結(jié)合本人的教學實踐，談談具體的做法。

一、實驗探究教學的設計理念

1.在凸透鏡成像規(guī)律的探究過程中，通過給學生創(chuàng)設問題情景，充分調(diào)動學生的積極性，引導學生討論、猜想、設計實驗方案，并指導學生動手做實驗，讓學生成為凸透鏡成像規(guī)律的“發(fā)現(xiàn)者”，使本節(jié)課的教學過程像研究課題那樣進行下去。

2.在整個教學過程中，教師是學生活動的合作者、引導者和參與者。教學過程是師生交流、共同發(fā)展的互動過程。當學生遇到困難時，教師要和學生一起猜想、分析，從中點撥其思維。

3.教學的真正目的是讓學生探索規(guī)律，獲得相應的物理知識及某些物理研究方法，進而運用這些知識方法開展探索、創(chuàng)造活動，使學生樂于探索物理現(xiàn)象和日常生活中的物理原理。

二、實驗探究教學的實施

（一）創(chuàng)設情景，提出問題

1.教師可以從生活中選幾張遠近、角度不同的生活照片，讓學生觀察，激發(fā)學生對此探究實驗的興趣，并提出相關(guān)的問題。

2.讓學生拿著凸透鏡，近距離觀察書上的字，學生會看到字被放大了，接著提問學生：通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？然后讓學生拿著凸透鏡慢慢遠離書上的字，或者觀察遠處的物體。通過以上觀察得知：物體通過凸透鏡發(fā)生了變化，遠處的物體變小了，而且倒著。近處的物體是被放大了，正倒沒有發(fā)生變化。引導學生思考：用同一個凸透鏡觀察不同的物體時，為什么有的變大，有的變小，有時倒立，有時正立呢？使學生進入探索物理情景當中。

3.利用凸透鏡成像的動態(tài)教具演示實驗。使物體從遠處向凸透鏡靠近，觀察在此過程中物體的成像變化情況。讓學生把抽象問題變成直觀問題（下圖為凸透鏡成像的動態(tài)教具簡化圖）。再通過學生自己動手實驗，并歸納出凸透鏡成像規(guī)律。

（二）分析問題，降低難度

直接讓學生完成“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗很難，幾乎不可能實現(xiàn)，所以要進一步引導學生，探究凸透鏡成像規(guī)律。

1.引導學生把物體在凸透鏡前的位置分為三區(qū)兩點（一倍焦距點、二倍焦距點）。

2.凸透鏡成像與物體在三區(qū)兩點位置有什么關(guān)系？使學生進入實驗探究學習的主角。

（三）提出猜想假設

猜猜看：這些現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)？然后做出假設。下面我們用實驗去探究這一規(guī)律。

（四）制訂實驗計劃

介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡稱物距（u），像到透鏡中心的距離簡稱像距（v），透鏡的焦距（f）。

讓學生匯報設計方案、計劃。

學生可能有各種各樣的計劃，讓他們在小組內(nèi)討論，決定使用哪一種方案。

（五）進行實驗與收集證據(jù)

要求：（1）不管用何種方案都要做好記錄，像的大小、像的正倒，物距、像距，物距與像距的關(guān)系。

請學生開始實驗，教師巡回指導。

指導實驗：蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距（2f）處，你猜會觀察到什么樣的像？（試試看）把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）處，又會出現(xiàn)什么情況？（先猜，后試）

請學生把實驗中得出的數(shù)據(jù)填入下列表格內(nèi)。

（2）探究實驗記錄表

（六）結(jié)合上表數(shù)據(jù)，總結(jié)得出實驗結(jié)論——凸透鏡成像規(guī)律

1.當物距大于2倍焦距時，得到倒立縮小的實像。像距在一倍焦距和二倍焦距之間。

2.當物距等于2倍焦距時，得到倒立等大的實像，像距也在2倍焦處。

3.當物距在一倍和二倍焦距之間時，得到倒立放大的實像，像距大于二倍焦距。

4.當物距在一倍焦距處時，不成像。

5.當物距小于一倍焦距時，光屏上接不到像，但通過凸透鏡可以看到與物同側(cè)有一個放大、正立的虛像。

6.引導學生結(jié)合以上五點成像規(guī)律，歸納出一倍焦距分虛實、二倍焦距分大小的成像規(guī)律。

（七）評估與交流

與其他小組同學進行實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)比較，找出實驗過程中需要注意的事項，歸納出便于理解的凸透鏡成像規(guī)律。

三、教學反思，讓探究實驗激起學生的探究欲

1.傳統(tǒng)教學“研究凸透鏡成像規(guī)律”時，教師一般先列舉出各種成像條件，然后再讓學生通過實驗驗證各種情況下的像，通過這樣的驗證性實驗學習凸透鏡成像規(guī)律，學生學得非常被動。我認為探究教學，關(guān)鍵是讓學生成為學習的主人，于是我在設計教學時，引導學生對具體的實例提出質(zhì)疑——“放大鏡”為什么還能成倒立、縮小的像，甚至還能成虛實不同的像？接著由學生自行制訂計劃、進行探索實驗，分析得出成像規(guī)律，即物距、像距、焦距的關(guān)系。使學生在學習知識的同時，親身體會科學探究的過程。

2.針對學生在平時課堂探究活動中表現(xiàn)出的一定程度的無知性和無序性，教師先創(chuàng)設情景，分析問題，降低難度，讓學生了解自己在探究活動中，應該干什么，明確自己的目的；教師也在學生探究過程中給學生一些方向性的提示，但這些提示應區(qū)別于我們傳統(tǒng)實驗課中的“實驗步驟”；在盡量給學生更加寬松的思維空間和活動空間的同時，避免探究活動中的盲目性。寬松的思維空間，有利于學生提出許多獨特的問題，迸發(fā)出更多的思想火花。

3.本節(jié)探究實驗活動，充分調(diào)動了學生學習的能動性，激發(fā)了學生探索知識的興趣，培養(yǎng)了學生的探究意識、探究能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神。

（責任編輯 易志毅）