創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提升探究能力

劉萬(wàn)慶

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理概念的建立、物理規(guī)律的總結(jié)等都離不開探究實(shí)驗(yàn)的支撐。《物理考試大綱》對(duì)初中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ忻鞔_要求：能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；理解?shí)驗(yàn)原理和方法；會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件；會(huì)使用儀器，會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論；會(huì)對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)；能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并制定解決方案；能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理概念、規(guī)律、實(shí)驗(yàn)去處理問(wèn)題；會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。只有抓好了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，促進(jìn)物理學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的全面提升。

1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

教材不斷更新改版，但配套實(shí)驗(yàn)儀器的更新總是滯后，不能滿足物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的新要求。如現(xiàn)行人教版初中物理教材中“探究動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)，是通過(guò)在斜面上釋放小鐵球，讓小鐵球到達(dá)水平面推動(dòng)木塊移動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)觀察木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近，從而判斷小鐵球動(dòng)能的大小。在實(shí)際操作中，木塊被撞擊時(shí)，若鐵球不是正碰木塊，木塊容易偏離軌道運(yùn)動(dòng)，不能準(zhǔn)確反映出鐵球動(dòng)能的大小。為彌補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)的不足，方便教學(xué)演示，讓學(xué)生能更直觀地了解小鐵球動(dòng)能的變化情況，筆者設(shè)計(jì)出了一種“數(shù)顯式能量轉(zhuǎn)化演示器”，如圖1所示，在教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)效果十分明顯。

將小鐵球放置于槽形導(dǎo)軌中，在水平面上也安放槽形軌道（以便控制小鐵球的運(yùn)動(dòng)方向），在原本放置木塊的位置，固定一滑動(dòng)變阻器，由電源、開關(guān)、數(shù)字電壓表、保護(hù)電阻等組成顯示電路。當(dāng)小鐵球從不同高度（或不同質(zhì)量的小球從同一高度）釋放時(shí)，小鐵球到達(dá)水平導(dǎo)軌后，推動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)，引起電路中的電壓表示數(shù)的變化，將小鐵球的動(dòng)能大小經(jīng)數(shù)字電壓表直觀地顯示出來(lái)。

2注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)真相

細(xì)節(jié)決定成敗，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)值得重視。若教師的演示不注意細(xì)節(jié)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究會(huì)造成誤導(dǎo)；若學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)不注意細(xì)節(jié)，不能真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)事實(shí)，使實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中細(xì)節(jié)的強(qiáng)調(diào)尤為重要。如在探究分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度與溫度關(guān)系時(shí)，應(yīng)該用滴管從容器底部注入墨水，而不能直接從水面將墨水滴到液體中，因墨水的密度比水的大，水由于重力的作用在水中下落，不能真實(shí)反映出墨水分子在不同溫度的水中的運(yùn)動(dòng)情況。

3總結(jié)精簡(jiǎn)口訣，增強(qiáng)學(xué)生記憶

在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的過(guò)程中，既要規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，理清實(shí)驗(yàn)步驟，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，精選實(shí)驗(yàn)器材，減小實(shí)驗(yàn)誤差，得出科學(xué)結(jié)論，更要注重實(shí)驗(yàn)探究后的歸納與總結(jié)，用最精簡(jiǎn)的文字，最順暢的口訣，幫助學(xué)生記憶，為后續(xù)的靈活運(yùn)用奠定好基礎(chǔ)。

3.1探究滑動(dòng)變阻器工作原理

如在探究滑動(dòng)變阻器的工作原理時(shí)，在完成改變電路中電流的演示實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)對(duì)變阻器實(shí)物及原理圖、符號(hào)圖的對(duì)照分析，總結(jié)出滑動(dòng)變阻器接線及阻值變化判斷的方法為：“接線一上一下，阻值近小遠(yuǎn)大”（遠(yuǎn)、近指滑片離電阻絲接線柱的距離）。

3.2探究電流與電阻的關(guān)系

如在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，按照如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在A、B間分別接入5Ω、10Ω、15Ω的電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值使電壓表的示數(shù)不變，記下對(duì)應(yīng)的電流值，并把數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)好的表格中。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，得到當(dāng)電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比的結(jié)論。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，改變A、B間電阻后，滑動(dòng)變阻器滑片怎樣滑動(dòng)，才能保持電壓不變是個(gè)難點(diǎn)。為了突破難點(diǎn)，筆者讓學(xué)生思考以下問(wèn)題：①將5Ω電阻換成10Ω電阻后，若不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中的電流怎么變，電壓表的示數(shù)怎么變；②要保持電壓表的示數(shù)不變，滑動(dòng)變阻器的值應(yīng)該怎么調(diào)。學(xué)生通過(guò)討論知道，若不移動(dòng)變阻器，因A、B間電阻變大，電路中的電流變小，變阻器兩端的電壓就會(huì)變小，總電壓不變，A、B間的電壓就會(huì)變大。要保持電壓表示數(shù)不變，必須使電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)該調(diào)大。通過(guò)分析，找到了要調(diào)大滑動(dòng)變阻器的阻值才能保持電壓表的示數(shù)不變。為幫助學(xué)生記憶，在以后的解題過(guò)程中節(jié)省思考的時(shí)間，筆者總結(jié)出“你（定值電阻）大我（滑動(dòng)變阻器）也大，電壓不變化”這個(gè)記憶口訣，學(xué)生們很快記下了這個(gè)調(diào)滑動(dòng)變阻器的方法。

3.3探究滑輪組的機(jī)械效率

如在完成探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)后，對(duì)提高滑輪組機(jī)械效率的方法，可簡(jiǎn)單總結(jié)為：“兩減（減動(dòng)滑輪重力，減摩擦力）一增（增加物體重力），效率提升”。在物理探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，有很多重要規(guī)律都可以利用類似上述的口訣方法幫助學(xué)生記憶。

4拓展實(shí)驗(yàn)思維，提高實(shí)驗(yàn)技能

隨著物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的增加，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能也隨之有所提升，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力逐步增強(qiáng)，因此在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，就應(yīng)該進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的潛能。如在學(xué)生掌握了“伏安法”測(cè)電阻后，提出如下問(wèn)題：①如何用已知電阻和電流表測(cè)未知電阻；②如何用已知電阻和電壓表測(cè)未知電阻；③如何用電阻箱和電流表測(cè)未知電阻。讓學(xué)生思考討論，提出各自的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，推導(dǎo)出未知電阻的表達(dá)式。在學(xué)生掌握了“用天平、量筒測(cè)液體密度”后，提出：①如何用U形管、水、刻度尺測(cè)未知液體的密度；②如何用燒杯、水、方木塊、刻度尺測(cè)未知液體的密度；③如何用彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水測(cè)未知液體的密度。讓學(xué)生積極參與思考、討論、設(shè)計(jì)、交流、展示，拓展學(xué)生的思維空間，使學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)方法，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究技能。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新前景廣闊，探究教學(xué)任重道遠(yuǎn)。在今后的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將進(jìn)一步做好實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)創(chuàng)新工作，按新課標(biāo)的要求做好課堂演示實(shí)驗(yàn)，組織好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加大培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，為提高物理學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。