如何培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力

徐國震

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在現(xiàn)階段依舊存在著一些實(shí)踐方面的問題，主要因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備不先進(jìn)、師資力量不足，受傳統(tǒng)教育影響在觀念和理論上存在滯后性.探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完善能改善現(xiàn)階段的教學(xué)現(xiàn)狀，提高學(xué)生在實(shí)踐過程中的自豪感和自信感.探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，通過質(zhì)疑問題，產(chǎn)生探究問題的好奇心，從而對(duì)問題做出實(shí)驗(yàn)，最后解決問題.學(xué)生可以在質(zhì)疑中探究，在觀察中探究，在解決問題的過程中探究，能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的實(shí)驗(yàn)探究能力.筆者認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力要注意以下幾點(diǎn).

一、樹立正確地初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

如果教師注重發(fā)掘?qū)W生的生活經(jīng)驗(yàn)素材，能夠引導(dǎo)學(xué)生將教材上的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐能力，使抽象的物理教學(xué)變得更加具體形象，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的積極性.例如：在講解“光學(xué)”知識(shí)時(shí)，教師可以將生活中經(jīng)常出現(xiàn)的鏡子、手電筒、和放大鏡等物品帶到課堂上，讓學(xué)生親身感受到光線折射和焦距的存在，積極思考問題.其次，強(qiáng)化初中物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，通過實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.初中生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是直接興趣，對(duì)具體操作并不是很感興趣，所以初中物理教師應(yīng)該增加學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)內(nèi)涵，培養(yǎng)其研究能力.為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，要鼓勵(lì)學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn).最后，教師要全面認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì).由于受考試壓力所致，不少初中物理教師帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，從而忽視實(shí)驗(yàn)過程和方法以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì).這樣的實(shí)驗(yàn)學(xué)生能力得不到提高和鍛煉.

教材中有些演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯，演示實(shí)驗(yàn)操作起來很困難，我們可以用課件來代替，把課內(nèi)的演示實(shí)驗(yàn)用課后的“做一做”來代替，實(shí)驗(yàn)過程既簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又明顯，把由教師演示的實(shí)驗(yàn)變成由學(xué)生演示或教師和學(xué)生共同演示的實(shí)驗(yàn).例如，在進(jìn)行牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓兩個(gè)學(xué)生配合老師一起控制斜面和小車.這樣讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)過程中來，既調(diào)動(dòng)了他們的積極性，又給他們留下了深刻的印象，激發(fā)學(xué)生的探索欲望.

二、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)和操作實(shí)驗(yàn)儀器的能力

學(xué)生要準(zhǔn)確無誤地完成實(shí)驗(yàn)的操作，離不開對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)和操作，這是學(xué)生必備的最基本的能力.測量工具的使用，無論在學(xué)生的學(xué)習(xí)還是生活中都會(huì)用到，所以對(duì)測量工具的使用一定要正確地掌握.例如刻度尺的使用、天平的認(rèn)識(shí)及操作等等，教師要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)這些儀器的性能及使用方法，一定要讓學(xué)生弄清楚它們的最小刻度、它們的測量范圍及調(diào)試方法等等，教師可以讓學(xué)生以分組實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行上述操作.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的熟練認(rèn)識(shí)和操作，不僅可以縮短學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還可以規(guī)范學(xué)生的動(dòng)手操作，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力.

三、提高實(shí)驗(yàn)開放性，發(fā)展學(xué)生發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造能力

實(shí)驗(yàn)是探究的過程，實(shí)驗(yàn)要解決什么問題呢？設(shè)置問題即是給學(xué)生設(shè)置實(shí)驗(yàn)探究的目標(biāo).筆者認(rèn)為我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)提高問題設(shè)置的開放性，實(shí)驗(yàn)探究不應(yīng)該是為了解決某一個(gè)具體的可見到答案，而應(yīng)該積極地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已有物理現(xiàn)象進(jìn)行質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)問題，從多個(gè)角度考慮為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象，說明了什么問題，繼而提出各種猜想，最后結(jié)合已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成對(duì)物理規(guī)律的“發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造”.例如，對(duì)于“測食鹽水的密度”實(shí)驗(yàn)，教學(xué)時(shí)事先完全沒有必要給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生自己去結(jié)合物理知識(shí)和原有的實(shí)驗(yàn)技能去思考實(shí)驗(yàn)方案，接著再分析實(shí)驗(yàn)的可行性，最后從誤差分析的角度思考實(shí)驗(yàn)器材的選擇，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)作能力.

另外充分利用教材中的“小實(shí)驗(yàn)”，可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性與動(dòng)手能力，多數(shù)教師對(duì)于課本中的一些小實(shí)驗(yàn)都有著或多或少的誤解，認(rèn)為那些實(shí)驗(yàn)是無關(guān)緊要的，考試無用的.正是在這種思想的影響下使得小實(shí)驗(yàn)本身的功用未能發(fā)揮出來.教師若能充分利用書本里取材方便的小實(shí)驗(yàn)，使其發(fā)揮積極作用，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

四、強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，注重理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

初中物理開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和科學(xué)精神，使學(xué)生在觀察和分析實(shí)驗(yàn)的過程中，逐漸養(yǎng)成科學(xué)探究的習(xí)慣.因此，教師不僅要?jiǎng)?chuàng)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，還要把科學(xué)探究的意識(shí)和精神滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中.如講述機(jī)械守恒定量實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以播放過山車視頻，使學(xué)生感受到動(dòng)能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生思考實(shí)際生活中的物理應(yīng)用，如騎自行車上下坡的物理變化等等，加強(qiáng)物理知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系.此外，教師還要注重理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求下有效開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué).如講阿基米德原理時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析浮力大小與物體自身的體積、物體浸入液體的體積、浸入液體的深度等相關(guān)因素之間的關(guān)系，并分別記錄下來.

五、開放課堂，鍛煉學(xué)生自主能力

實(shí)驗(yàn)過程中教師應(yīng)該注意學(xué)生的心理特點(diǎn)，初中學(xué)生的身心處在飛速發(fā)展階段，思維的獨(dú)立性和批判性顯著發(fā)展的同時(shí)自我意識(shí)愈加強(qiáng)烈，表現(xiàn)欲較強(qiáng).而探究性實(shí)驗(yàn)完成后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)得不到正確結(jié)論的情況，若多次都得不到正確結(jié)論則可能導(dǎo)致學(xué)生喪失信心，降低積極性，故教師應(yīng)密切關(guān)注，適時(shí)引導(dǎo).例如，初中物理教師講解自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)并說明相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理.有學(xué)生利用廢紙?jiān)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)，即將兩張同樣的紙，一張平展一張搓成團(tuán)從同一高度同時(shí)由靜止自由下落，學(xué)生發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)下落的速度明顯快于平展紙張的速度.這是什么原因呢？學(xué)生已經(jīng)能夠利用自己所學(xué)的自由落體知識(shí)進(jìn)行解釋，即物體下落的速度與物體質(zhì)量無關(guān)而是受空氣阻力的影響.反復(fù)性的探究可能會(huì)影響正常的授課計(jì)劃，因此教師應(yīng)該根據(jù)初中學(xué)生的心理特點(diǎn)選擇一些誤差較小且便于操作的實(shí)驗(yàn)，以保證學(xué)生在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠得到明確的結(jié)論.

綜上所述，初中階段的物理教學(xué)不僅要讓學(xué)生掌握一定的物理知識(shí)和基本技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力.教師要通過探究讓學(xué)生認(rèn)識(shí)自然界的規(guī)律，通過實(shí)驗(yàn)操作激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使他們體驗(yàn)探索過程中的喜悅和艱辛，同時(shí)還能建構(gòu)具有個(gè)體意義的科學(xué)知識(shí)和技能，培養(yǎng)科學(xué)探索的興趣，了解對(duì)解疑進(jìn)行思維的方式、方法和能力，領(lǐng)悟科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的互動(dòng)關(guān)系，達(dá)到從青少年起就要樹立發(fā)明創(chuàng)造意識(shí)，懂得發(fā)明創(chuàng)造的過程并掌握方式方法，養(yǎng)成科學(xué)的動(dòng)手動(dòng)腦的習(xí)慣.