如何運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

王麗娟??

摘要：生活中蘊(yùn)含著豐富的物理學(xué)科知識(shí)，這些知識(shí)在不經(jīng)意中自然而然地被應(yīng)用著。為了提高民族的整體素質(zhì)，在中學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)是不可或缺的，其中物理實(shí)驗(yàn)是形成知識(shí)與技能的有效途徑。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；探究能力；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）13-076-1

學(xué)生進(jìn)入高中之后，物理教育在初中物理簡(jiǎn)單知識(shí)的基礎(chǔ)上更加注重提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這將為學(xué)生在未來(lái)的學(xué)習(xí)、探究甚至工作、生活中奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在高中階段讓學(xué)生形成科學(xué)探究的能力勢(shì)在必行。筆者通過(guò)自身的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勅绾芜\(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

一、重視預(yù)測(cè)猜想，掌握研究方法

牛頓所說(shuō)：“沒(méi)有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?！辫b于此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)和猜想能力的訓(xùn)練。如在研究“單擺的周期”時(shí)，可先讓學(xué)生猜想可能影響單擺周期的因素，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)器材，并用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想。當(dāng)然，預(yù)測(cè)和猜想可能是正確的也可能是錯(cuò)誤的，當(dāng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自己的預(yù)測(cè)或猜想是錯(cuò)誤的時(shí)候，也就為下一步進(jìn)行成功的預(yù)測(cè)或猜想創(chuàng)造了條件。這就是人們常說(shuō)的“失敗是成功之母”的道理，實(shí)際上，“嘗試錯(cuò)誤”作為一條重要的學(xué)習(xí)原則，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中恰當(dāng)?shù)丶右赃\(yùn)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力同樣具有積極意義。

二、更新教學(xué)觀念，加強(qiáng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練

指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦積極性的一項(xiàng)有效措施。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生感到有探索價(jià)值和設(shè)計(jì)必要，能引起學(xué)生興趣，能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的目的。

例如，在學(xué)習(xí)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，首先為學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生按右圖設(shè)計(jì)并探究：

參考教材中的案例是一種理想條件的實(shí)驗(yàn)——光滑水平板，而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，摩擦力的影響是出現(xiàn)“問(wèn)題”的關(guān)鍵所在，通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯出現(xiàn)了偏差，僅僅用拉力來(lái)表示小車受到的合力是不是成立的呢？學(xué)生就會(huì)主動(dòng)質(zhì)疑，小車存在了摩擦力，如何用拉力來(lái)表示小車受到的合力呢？再創(chuàng)設(shè)幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生去思考：在有摩擦力的斜面上物體可以勻速下滑嗎？怎樣才能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中消除摩擦力的影響呢？學(xué)生有了思考，再次進(jìn)行探究，就會(huì)找到本實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法了。

三、體驗(yàn)科學(xué)探究，提升科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)探究離不開五個(gè)環(huán)節(jié)：質(zhì)疑——猜想——設(shè)計(jì)——收集——反思。這是學(xué)生必備的探究基礎(chǔ)。學(xué)生由質(zhì)疑與猜想而引起探究的興趣，激發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的潛能，探究實(shí)驗(yàn)的開頭做好了，后面的一切也就順其自然了。例如：學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容時(shí)，在上課伊始，教師可由“豎直上拋運(yùn)動(dòng)”為題，創(chuàng)設(shè)質(zhì)疑環(huán)境：

問(wèn)題①：豎直上拋運(yùn)動(dòng)是學(xué)生已經(jīng)熟悉的一種物體運(yùn)動(dòng)形式，拋出物體的初速度是在豎直方向上，想一想在生活中我們拋出去物體的方向并非都是豎直向上的，如潑出去的水、扔出去的籃球等等，假設(shè)初速度為水平方向上，物體又會(huì)怎樣地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)？

問(wèn)題②：物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可以用軌跡表示，你能將物體的軌跡畫出來(lái)嗎？

質(zhì)疑環(huán)境創(chuàng)設(shè)了，學(xué)生就會(huì)大膽猜想，因?yàn)樵谌粘Ｉ钪袙伋鋈サ奈矬w下落到前方，學(xué)生就畫出了下圖的三種軌跡：

然后就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法證明猜想的正確性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡演示儀器來(lái)描點(diǎn)、連點(diǎn)，畫出軌跡。學(xué)生觀察平拋運(yùn)動(dòng)軌跡演示儀器后，就讓學(xué)生談?wù)劷鉀Q方案：

學(xué)生甲：小球平拋出去的點(diǎn)需要幾個(gè)人同時(shí)記錄，一個(gè)人只能描出一個(gè)點(diǎn)。

學(xué)生乙：用平拋運(yùn)動(dòng)軌跡演示儀器作圖不可能一個(gè)人就可以完成，需要分組合作。

學(xué)生丙：需要重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，觀察所描的點(diǎn)是否在軌跡上。

教師：說(shuō)得都有理。現(xiàn)在可以分組，按學(xué)習(xí)小組進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生的情緒高漲起來(lái)，他們開始驗(yàn)證自己的猜想，課堂氛圍活躍起來(lái)后，大家在合作探究交流中不斷的解決問(wèn)題。

最后，在總結(jié)時(shí)又有學(xué)生提出了新的實(shí)驗(yàn)方案，用錄像機(jī)記錄平拋的全過(guò)程，然后通過(guò)對(duì)錄像的慢放，按0.1秒時(shí)間段截取圖片，再將進(jìn)行疊加，將小球連接起來(lái)，也有學(xué)生建議，將錄像快放，軌跡自然就看清楚了……

四、鼓勵(lì)獨(dú)立思考，保護(hù)創(chuàng)新火種

獨(dú)立思考是形成創(chuàng)新思維能力的前提和條件，學(xué)生的獨(dú)立思考能力只有通過(guò)經(jīng)常的獨(dú)立思考活動(dòng)的鍛煉才能逐步形成，而物理實(shí)驗(yàn)本身就是獨(dú)立思考活動(dòng)的一種有效形式。因而，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)將學(xué)生推上思考問(wèn)題，解決問(wèn)題的主體地位。例如，在研究感應(yīng)電流的方向時(shí)，教師不應(yīng)把感應(yīng)線圈的繞向、電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方間的關(guān)系的結(jié)論簡(jiǎn)單告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和思考自己去弄清個(gè)中緣由。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考，既然感應(yīng)電流是由磁通量的變化引起的，那感應(yīng)電流的方向會(huì)不會(huì)與磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況有關(guān)呢？若有關(guān)系又該有怎樣的關(guān)系呢？進(jìn)而再讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)自行得出結(jié)論。

總之，在物理課堂上要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，唯有創(chuàng)設(shè)探究的質(zhì)疑環(huán)境，讓學(xué)生大膽猜想，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，深入淺出，循序漸進(jìn)，才能真正提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]胡徳銀.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的研究[J].課程教育研究：新教師教學(xué)，2016（08）.