探究性物理實驗在教學(xué)中的作用發(fā)揮

摘 要：在高中階段，物理和化學(xué)一樣都是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實驗在教學(xué)中的作用是非常大的。而且，老師們在物理教學(xué)課堂中還發(fā)現(xiàn)，物理實驗對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成也有非常大的促進作用。所以，新課改明確指出：要讓學(xué)生掌握探究式的物理學(xué)習(xí)方法，真正地培養(yǎng)學(xué)生全方面觀察、探索、解決問題的能力?？梢?，充分發(fā)揮探究性物理實驗的作用是符合課改要求的，也是有助于學(xué)生全面發(fā)展的。

關(guān)鍵詞：探究性實驗；高中；作用；能力；操作

在以往物理課堂的實驗教學(xué)中，老師常常受傳統(tǒng)教育模式的影響，在進行物理實驗時只是老師自己在給學(xué)生演示，然后讓他們記住實驗的過程和結(jié)論就可以，完全不給學(xué)生上手實踐的機會。長此以往，學(xué)生的思維僵化，動手能力更是得不到鍛煉，隨之而來的是物理學(xué)習(xí)成績一落千丈。因此，老師要在物理教學(xué)中轉(zhuǎn)換教學(xué)理念，讓學(xué)生從被動接收式學(xué)習(xí)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)。

一、 探究性物理實驗，激發(fā)興趣

興趣是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的內(nèi)在動力，是學(xué)生不管在學(xué)習(xí)哪門學(xué)科都不可或缺的重要因素。但是，物理是偏理科的一門學(xué)科，繁難的物理公式和枯燥的物理定律都是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上的“攔路虎”，所以老師首要的任務(wù)就是通過實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

就如我在教授《電荷 電荷守恒定律》這一課時，為了讓學(xué)生提起對這節(jié)課所學(xué)知識的興趣，就讓學(xué)生每人準(zhǔn)備了一把塑料直尺、一些小碎紙片，然后我指導(dǎo)他們拿直尺在自己衣服或是頭發(fā)上來回摩擦，之后用摩擦過的尺子去觸碰那些碎紙片，讓他們自主探究結(jié)果：“哇！紙片站起來了！這是什么原理？”“真神奇，我動尺子紙片也跟著動，就像在跳舞一樣！”學(xué)生們被這一神奇的現(xiàn)象吸引了注意力，對這個實驗一下子來了興趣，最后我告訴他們這個實驗的原理就是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，就是我們平常說的“摩擦起電”。

可見，在教學(xué)中通過一些簡單的、貼近學(xué)生生活的實驗，將所要學(xué)習(xí)的物理知識直觀、形象地向同學(xué)們表達出來，激發(fā)了學(xué)生的興趣，加深了學(xué)生對物理知識的理解，讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)物理知識是簡單、充滿樂趣的一件事。

二、 探究性物理實驗，培養(yǎng)能力

隨著新課改的持續(xù)進行，它對于物理課堂的教學(xué)目標(biāo)也越來越高，不僅僅要讓學(xué)生掌握物理定律、理論知識，還要培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、實驗觀察能力、問題探究能力、自主創(chuàng)新能力等等一系列能力，這不僅能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，還能為國家所需要的復(fù)合型人才做貢獻。因此，老師在研究性物理實驗教學(xué)中，一定要著重培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力。

（一） 實驗操作能力

眾所周知，物理這門學(xué)科最重要的就是實驗操作能力，同時它也是學(xué)習(xí)物理這門學(xué)科的一種基本能力。所以，老師培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和精神，能使學(xué)生更加清楚地明白物理學(xué)的研究方法，對學(xué)生今后的操作物理實驗也有重要的作用，所以這就要求老師要以身作則，首先具備一個良好的實驗操作能力，為學(xué)生做一個好榜樣。

在學(xué)習(xí)《彈力》這一課時，老師為了讓學(xué)生更好地理解本節(jié)所學(xué)物理知識，也為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，可以先為學(xué)生做個示范，讓學(xué)生對彈力有個初步的認(rèn)識：老師可以拿出事先準(zhǔn)備好的玩具弓箭和彈弓，然后先拉一下它們的橡皮筋，橡皮筋變長，橡皮筋的形狀發(fā)生變化，等老師松手后皮筋又恢復(fù)了原狀，等老師做完這個實驗后可以引導(dǎo)學(xué)生用橡皮、頭繩、小皮球等等身邊的小物體來做實驗，拉一拉，拽一拽，通過動手操作實驗學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)這些物體受力之后形狀發(fā)生變化，不再受力后又恢復(fù)原狀。然后，老師還可以引導(dǎo)同學(xué)們捏一捏橡皮泥看看又會發(fā)生什么現(xiàn)象，最后通過動手操作實驗學(xué)生明白了像彈弓、弓箭、皮筋這樣因為受力而發(fā)生形變，不受力時又恢復(fù)原狀的物質(zhì)的特性叫做“彈性”，而橡皮泥這種受力不會恢復(fù)原狀的物體則不具有彈性。

在探究性物理實驗的教學(xué)課堂上，老師指導(dǎo)學(xué)生自主進行實驗操作，讓學(xué)生摸一摸、數(shù)一數(shù)、拉一拉、拽一拽，可以讓他們對物理實驗有一個感知性的認(rèn)識，能幫助他們建立科學(xué)的概念，從而讓他們對物理實驗理解也會更加深刻。另一方面，老師培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力可以讓他們在實驗操作中感受到物理實驗的魅力，從而使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識，提高他們的學(xué)習(xí)效率。

（二） 實驗觀察能力

物理不僅僅是以實驗為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，同時它還是以觀察為基礎(chǔ)和前提的學(xué)科，而物理規(guī)律僅僅靠做實驗是總結(jié)不出來的，還需要學(xué)生通過細心地觀察和思考去歸納出物理實驗的結(jié)論。因此，老師在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力也是非常重要的。

例如在學(xué)習(xí)《平拋運動》這一課時，為了培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，我把事先準(zhǔn)備好的小球放在桌面上讓學(xué)生觀察小球滾下時的運動；還讓學(xué)生觀察我水平拋出的紙團的運動；最后讓學(xué)生觀察我準(zhǔn)備的一根水管中射出的水流的運動。做完這三個實驗之后，我引導(dǎo)學(xué)生找出這些物體運動時的相同點和不同點，并讓他們自主觀察和探究三個實驗的運動速度、物體重量、下落高度，最后他們通過觀察發(fā)現(xiàn)：不管是什么物體，它們的重量是什么，下落高度是多少，物體總是向下做運動，因此他們很快就得出了一個關(guān)于平拋運動的初步結(jié)論：“沿著水平方向的物體向下運動叫做平拋運動?！?/p>

由此我們不難看出，學(xué)生通過找不同點和相同點的這種比較觀察法，明白了物體和物體之間，現(xiàn)象與現(xiàn)象之間的關(guān)系。重要的是，在這種比較觀察法中學(xué)生培養(yǎng)了他們的觀察能力，進而得出了“平拋運動”這個物理實驗的定義，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心更上一層樓。

（三） 問題探究能力

問題探究能力，是老師在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、鉆研問題到最后解決問題的一種能力。要想培養(yǎng)學(xué)生的這種能力，需要老師在探究性物理實驗教學(xué)中從主宰者的身份變成引導(dǎo)者，突出學(xué)生的主體地位。

為了培養(yǎng)學(xué)生的問題探究能力，我在教授《磁現(xiàn)象 磁場》這一課時事先準(zhǔn)備了一些做實驗的材料：條形磁鐵、小磁針、回形針等，然后向?qū)W生展示用條形磁鐵吸引回形針這一實驗現(xiàn)象，這時我說：“同學(xué)們注意觀察回形針都被磁鐵吸引在什么地方？”然后學(xué)生們發(fā)現(xiàn)回形針的集中地方是磁鐵的兩端，這時他們就根據(jù)我的引導(dǎo)提出了問題：“為什么回形針的兩端回形針最多，而中間那么少？”這時我用手把回形針往磁鐵中間放了放，學(xué)生們觀察到回形針不是掉了就是被磁鐵兩端再次吸引過去，然后他們說：“這下明白了，磁條兩端磁性最強，中間最弱?！笨梢姡瑢W(xué)生們已經(jīng)開始通過我的引導(dǎo)學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，再通過觀察和思考去解決問題。

總而言之，問題是促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主要動力，是學(xué)生主動學(xué)習(xí)知識的起點。所以，這就要求老師要以研究性為主題來展開一些物理實驗，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理知識和自身所學(xué)大膽地說出自己發(fā)現(xiàn)的問題，而學(xué)生只有發(fā)現(xiàn)了問題才會去思考、探索、鉆研，最終在探究性物理實驗中牢牢地掌握了物理知識，提高了學(xué)習(xí)效率，進而達到培養(yǎng)他們問題探究的能力。

（四） 自主創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)課堂上老師很少讓學(xué)生自己做實驗，大部分自己做學(xué)生看，學(xué)生由于缺乏參與意識，所以創(chuàng)新能力就得不到鍛煉。對此，老師可以鼓勵學(xué)生自主設(shè)計物理實驗的方案，并獨立完成實驗，來達到一個培養(yǎng)他們創(chuàng)新能力的目的。

在學(xué)習(xí)《摩擦力》這一課時，老師可以先向?qū)W生出示這節(jié)課的課題：“摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)”，然后讓同學(xué)們組成學(xué)習(xí)小組展開討論，并鼓勵他們自主創(chuàng)新，共同設(shè)計實驗方案來求證實驗結(jié)果。比如有的學(xué)習(xí)小組拿小木塊分別在玻璃上和地面上滑動，發(fā)現(xiàn)小木塊在光滑的玻璃上能快速滑動，而在粗糙的地面上則比較吃力，所以他們得出“摩擦力的大小和接觸面有關(guān)”的實驗結(jié)論，再比如有的學(xué)習(xí)小組在地面上分別推裝滿水的水桶和空水桶，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)裝滿水的水桶很難被推動，而空水桶則能很輕易地被推動，所以他們得出了“摩擦力的大小和壓力有關(guān)”的實驗結(jié)論。就這樣，學(xué)生在自己設(shè)計的實驗方案里培養(yǎng)了他們的自主創(chuàng)新能力。

總之，自主創(chuàng)新能力是學(xué)生需要具備的一種非常重要的能力，能讓學(xué)生多角度的去認(rèn)識和思考物理實驗，并讓他們利用所學(xué)物理知識和方法去探索新的問題，使自己的眼界不斷地拓寬。鑒于此，在實驗教學(xué)中老師可以經(jīng)常解放自己的“雙手”，讓學(xué)生獨立完成實驗，在提升自己的動手能力的同時培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力。

三、 探究性物理實驗，發(fā)散思維

發(fā)散性思維是指具有靈活性質(zhì)的思維，靈活性越大，學(xué)生的思維的發(fā)散性就越明顯。他們的思維活躍了隨之而來的就是物理學(xué)習(xí)成績的提高。但我國傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)，常常是老師在向?qū)W生展示完實驗之后讓他們死記硬背得出的理論知識和物理定律，這樣并不利于學(xué)生發(fā)散他們的思維，所以老師就要引導(dǎo)學(xué)生開辟不同的實驗思路，去發(fā)散自己的思維。

例如學(xué)生在學(xué)習(xí)《摩擦力》這一課時，老師可以向?qū)W生展示三個不同的實驗來幫助他們發(fā)散物理思維：1. 在水平面上放一塊木板，然后測出試驗中所需要木塊的重力G，再用測力計拉著木塊在木板上勻速前進，讓學(xué)生根據(jù)μ=f/N得出摩擦因數(shù)。2. 把木板放在水平位置，在木塊后裝上一個由紙帶穿過的打點計時器，讓小車在木板的摩擦力下做勻減速運動，然后根據(jù)牛頓定律求出摩擦力，最后求出摩擦因數(shù)。3. 把木塊放在木板上，讓學(xué)生把一端抬起，在木塊開始勻速下滑后松手測量出木板與水平面的夾角θ，最后得出μ=tanθ。

可見，在這個“多種方法測動摩擦因數(shù)”的探究性實驗中，為了讓學(xué)生突破傳統(tǒng)教學(xué)實驗的限制，老師圍繞“多種方法測動摩擦因數(shù)”這一主題向?qū)W生展示開放式的實驗，進而引導(dǎo)他們從三種不同的思路中去散發(fā)他們的物理思維，讓他們不再受固定思維的限制，也不受標(biāo)準(zhǔn)答案的束縛，最后達到鍛煉學(xué)生物理思維的目的。

四、 小結(jié)

在教育水平越來越提高的今天，物理實驗在課堂上的作用已經(jīng)不僅僅只是引出新課、驗證結(jié)論這么簡單，探究性實驗更深層次的教學(xué)目標(biāo)是在研究過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、創(chuàng)新等能力，從而進一步的提高學(xué)生的實驗素養(yǎng)。所以，這就需要老師在正確的教學(xué)理念的引導(dǎo)下，把探究性實驗教學(xué)中的作用真正地發(fā)揮出來，為學(xué)生成為全面性建設(shè)人才做鋪墊。

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作者簡介：

張強，四川省眉山市，眉山外國語學(xué)校。