“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

顏學(xué)輝

【摘 要】 物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)物理，在體驗(yàn)中感受物理，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)一定的學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生充分感覺(jué)物理的美，體會(huì)成功的愉悅。

【關(guān)鍵詞】 科學(xué)探究? 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題? 解決問(wèn)題? 終身學(xué)習(xí)

科學(xué)探究，是義務(wù)教育課程改革中符合時(shí)代的產(chǎn)物?？茖W(xué)探究活動(dòng)就是要讓學(xué)生親身經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)物理，在體驗(yàn)中感受物理，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)一定的學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生充分感覺(jué)物理的美，體會(huì)成功的愉悅。以下是筆者就“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用的一點(diǎn)嘗試，教學(xué)中取得了較好的效果，在逐步培養(yǎng)學(xué)生能力的過(guò)程中可分以下三個(gè)步驟進(jìn)行：

一、教師啟發(fā)講解，學(xué)生模仿設(shè)計(jì)

教師通過(guò)課堂知識(shí)的講解，滲透物理研究方法，使學(xué)生從中獲得啟示，再以課外興趣小組的形式，討論教師準(zhǔn)備好的課題，學(xué)生進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，使學(xué)生親身經(jīng)歷類(lèi)似科學(xué)探究的過(guò)程，獲得親自參與科學(xué)探究的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣，初步了解科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

例如，在講解了密度計(jì)的原理和密度計(jì)的使用之后，可解決以下問(wèn)題，如圖1所示，有一物體A懸浮在某液體中，現(xiàn)有一密度計(jì)，如何測(cè)量物體A的密度？對(duì)此問(wèn)題，先由學(xué)生互相討論，再由教師提示對(duì)物體 A 和密度計(jì)進(jìn)行受力分析之后，由學(xué)生得出答案：用密度計(jì)測(cè)量液體的密度ρ液，由于物體A懸浮在液體中，因而ρ液與ρA大小相等。此問(wèn)題是根據(jù)密度計(jì)的原理，將對(duì)固體密度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)液體密度的測(cè)量，課后給學(xué)生布置如下的練習(xí)題：如何用天平、密度計(jì)、大口徑燒杯、量筒、鹽、玻璃棒等器材，測(cè)量新鮮雞蛋的密度。經(jīng)學(xué)生分組討論后得出了幾種測(cè)量方案，較好的一種方案是：將雞蛋放入燒杯中，放入適量的水，向水中一邊倒鹽一邊用玻璃棒攪拌，直到雞蛋懸浮在鹽水中為止，用密度計(jì)測(cè)量鹽水的密度? ?ρ鹽水，則有ρ鹽水=ρ蛋。通過(guò)此問(wèn)題的訓(xùn)練，使學(xué)生既理解了密度的概念，又靈活運(yùn)用了浮力知識(shí)，學(xué)生獨(dú)立解題能力得到了培養(yǎng)。通過(guò)這樣的訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，又給學(xué)生提供了充分展示自己才能的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使所學(xué)知識(shí)得以融會(huì)貫通。

二、講清原理， 獨(dú)立設(shè)計(jì)

通過(guò)第一階段的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)初步具備了一定的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路和基本方法，在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)積極開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)探究實(shí)踐中充分體驗(yàn)、學(xué)會(huì)思考，加深了對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步理解。

例如，在復(fù)習(xí)大氣壓強(qiáng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，課本上有液體氣壓計(jì)（托里拆利管）和無(wú)液氣壓計(jì)，其原理分別是將對(duì)氣體壓強(qiáng)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)液體壓強(qiáng)和固體形變的測(cè)量，經(jīng)過(guò)教師演示和對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，使學(xué)生明確測(cè)量方法，理解測(cè)量原理之后提供的器材有：集氣瓶、瓶塞、水、彈性橡膠薄膜、細(xì)細(xì)玻璃管等。教師先講清各種器材的作用和使用方法，然后讓學(xué)生課后討論。學(xué)生經(jīng)過(guò)討論給出了兩種測(cè)量方案：第一種方案是課本后面的小實(shí)驗(yàn)，如圖2所示，將下玻璃管穿過(guò)塞子插入水中，塞緊塞子，用嘴向瓶?jī)?nèi)吹氣，停止吹氣后液體將在管中上升一定高度。當(dāng)外部大氣壓減小時(shí)，管中液柱上升，反之下降。因此可通過(guò)管內(nèi)液柱的升降來(lái)測(cè)量大氣壓的變化。第二種方案如圖3所示，將裝有半瓶水的集氣瓶倒置于水槽中，當(dāng)外界大氣壓變大時(shí)，瓶?jī)?nèi)液面升高，反之液面下降。學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的這兩套測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)方案，是依據(jù)大氣壓支持液柱原理設(shè)計(jì)出來(lái)的。通過(guò)這樣的實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的方法;同時(shí)這類(lèi)教學(xué)活動(dòng)又給學(xué)生提供了創(chuàng)造性思維發(fā)展的空間，使學(xué)生在解決問(wèn)題中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，反過(guò)來(lái)也會(huì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和鞏固，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

三、方法養(yǎng)成，開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)前兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生已基本了解了“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”的一般方法，具有了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本思路。因此可讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更進(jìn)一層的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)得以升華，進(jìn)一步提高實(shí)踐動(dòng)手能力。

例如，在復(fù)習(xí)“多彩的光”時(shí)，有這樣一個(gè)問(wèn)題：“給你一杯水，你能用它來(lái)做哪些有趣的物理實(shí)驗(yàn)（允許添加一些必要的輔助器材）”？在學(xué)生設(shè)計(jì)的測(cè)量方案中有兩個(gè)具有一定的代表性和創(chuàng)新性，一是在盛水透明杯中放入一枚硬幣，將眼睛從側(cè)面看去，在適當(dāng)?shù)慕嵌瓤梢钥匆?jiàn)三枚硬幣。書(shū)上只是說(shuō)明可以看見(jiàn)兩枚硬幣，第三枚硬幣是有學(xué)生在探究實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的。通過(guò)分析得知，第三枚硬幣是由于杯子側(cè)壁的反射形成的虛像。同學(xué)們?cè)谔骄恐R(shí)的過(guò)程中自己發(fā)現(xiàn)了與課本不同的現(xiàn)象，非常興奮，徹底體驗(yàn)了發(fā)現(xiàn)的快樂(lè)和成功的感覺(jué)，令他們感到十分滿(mǎn)足;另一種方法是將一杯水放在桌子上可以驗(yàn)證聲音的響度與振幅的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)是學(xué)生經(jīng)查資料而設(shè)計(jì)的方案。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，可使學(xué)生學(xué)一知二，既鞏固了所學(xué)知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法和科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的興趣，鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、獨(dú)立選材、獨(dú)立設(shè)計(jì)的初步能力，提高了學(xué)生一定的實(shí)際操作能力。

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”是一個(gè)長(zhǎng)期、循序漸進(jìn)的過(guò)程，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要有計(jì)劃、有目的地進(jìn)行合理安排，精心設(shè)計(jì)訓(xùn)練題目，進(jìn)行耐心的指導(dǎo)，才能切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望和創(chuàng)造欲望，促進(jìn)“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”的形成，同時(shí)也促進(jìn)了物理教學(xué)的深入，突破實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一教學(xué)難點(diǎn)，提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生正確的學(xué)習(xí)觀和價(jià)值觀。

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