初中物理教學(xué)中探究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展

張潔

【摘? 要】探究性的物理實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生們的邏輯思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)踐能力，更是可以很好地培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新思維，幫助學(xué)生們養(yǎng)成獨(dú)立且自成體系的物理知識(shí)認(rèn)知，在一定程度上加深學(xué)生們對(duì)于物理知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生們思考物理的深度。

【關(guān)鍵詞】初中物理；新課改培養(yǎng)；探究性實(shí)驗(yàn)；策略研究

探究性的物理實(shí)驗(yàn)需要以學(xué)生們?yōu)橹黧w，某個(gè)問(wèn)題為核心來(lái)進(jìn)行，在這個(gè)探究的過(guò)程中不僅可以解決學(xué)生們的學(xué)習(xí)問(wèn)題，更是可以很好地鍛煉學(xué)生們的物理實(shí)驗(yàn)思維，培養(yǎng)學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，并且在一定程度上學(xué)生們可以進(jìn)行良好的自主學(xué)習(xí)，更好地學(xué)習(xí)物理。

一、設(shè)置懸念，調(diào)動(dòng)好奇心理

（一）制作微課，呈現(xiàn)神奇現(xiàn)象

教師在設(shè)置懸念的時(shí)候可以利用微課來(lái)進(jìn)行。教師可以通過(guò)制作物理微課，讓微課給學(xué)生們呈現(xiàn)出生活中的某些神奇的現(xiàn)象，以此來(lái)吸引學(xué)生們的注意力，讓學(xué)生們對(duì)這個(gè)現(xiàn)象背后的根本原因產(chǎn)生探索的興趣，教師也就可以很順利地引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。例如，在教學(xué)“光的折射——透鏡”的時(shí)候，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)這一章節(jié)的時(shí)候缺乏一定的學(xué)習(xí)興趣，教師通過(guò)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生們認(rèn)為這一章節(jié)就是自身平時(shí)在生活中經(jīng)常用小鏡子反射出光斑一樣的內(nèi)容。針對(duì)學(xué)生們的這種認(rèn)知和理解，教師就可以通過(guò)微課展示光的折射的神奇現(xiàn)象來(lái)糾正學(xué)生們的想法，如教師可以將透鏡成像，亦或者是日常生活中學(xué)生們接觸不到的海市蜃樓、霓虹或者是美麗的日暈來(lái)向他們展示出來(lái)。學(xué)生們?cè)谟^看到這些神奇的現(xiàn)象時(shí)首先的想法是不可思議，他們很難想象到簡(jiǎn)單的光的折射可以在日常生活中呈現(xiàn)出這么多的現(xiàn)象。然后學(xué)生們對(duì)于光的折射的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)得到激發(fā)，從而開(kāi)始了解跟光的折射有關(guān)的具體物理知識(shí)。這樣教師就通過(guò)具體的微課吸引了學(xué)生們的注意力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)光的折射的積極性，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生們進(jìn)一步探索光的折射的好奇心，刺激了學(xué)生們主動(dòng)去學(xué)習(xí)跟光的折射有關(guān)的物理知識(shí)，也就很好地促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)光的折射。

微課所呈現(xiàn)的神奇現(xiàn)象不僅吸引學(xué)生的注意力，更是可以讓學(xué)生們直觀地感受到物理的魅力所在，為他們打開(kāi)一扇新的大門(mén)；同時(shí)學(xué)生們還可以通過(guò)微課了解一定的物理知識(shí)，為自己將要學(xué)習(xí)的物理知識(shí)及將要進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)奠定一定的基礎(chǔ)。

（二）觀察演示，生發(fā)科學(xué)問(wèn)題

學(xué)生們?cè)谟^看教師制作的微課之后，可以自行進(jìn)行演示還原，看看是否自身可以重新演示微課中的神奇現(xiàn)象，并對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行思考，看看其中存在哪些物理學(xué)科的知識(shí)，并且可以對(duì)其進(jìn)行一定的探究。這樣學(xué)生們就可以確立自己的探究性實(shí)驗(yàn)的具體目標(biāo)。

當(dāng)學(xué)生們?cè)谕ㄟ^(guò)微課了解了光的折射之后，教師就可以引導(dǎo)他們觀看具體的光的折射的透鏡實(shí)驗(yàn)，讓他們來(lái)進(jìn)行探究性物理實(shí)驗(yàn)的第一步：認(rèn)真觀察、從中分析，學(xué)生們就會(huì)仔細(xì)觀看什么是透鏡實(shí)驗(yàn)。這樣教師就可以演示透鏡實(shí)驗(yàn)：先把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。然后點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。緊接著把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，蠟燭到凸透鏡的距離分別為＞2f、=2f、＞f且

＜2f，然后移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小，測(cè)量像距和物距，再把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點(diǎn)上或焦點(diǎn)內(nèi)，移動(dòng)光屏，看是否能夠成像，學(xué)生們通過(guò)觀察這個(gè)過(guò)程就會(huì)發(fā)現(xiàn)，教師在不斷移動(dòng)蠟燭的位置，而蠟燭的位置跟透鏡的焦距有關(guān)，那為什么要這么不斷移動(dòng)位置，為什么要以透鏡的焦距為距離標(biāo)準(zhǔn)呢？學(xué)生們就會(huì)產(chǎn)生這些問(wèn)題，那么教師就可以很好地指引學(xué)生們?nèi)ミM(jìn)行探究。

學(xué)生們通過(guò)觀察演示所產(chǎn)生的問(wèn)題不僅僅是他們思維的表現(xiàn)，更是代表了他們對(duì)于物理知識(shí)的了解和思考深度，教師可以通過(guò)學(xué)生們的具體表現(xiàn)對(duì)他們進(jìn)行不同的引導(dǎo)，借此來(lái)彌補(bǔ)學(xué)生們?cè)谥R(shí)層面上的差距，從而提升整體的學(xué)習(xí)效率，營(yíng)造良好氛圍。

二、動(dòng)手操作，發(fā)展創(chuàng)新思維

（一）更換實(shí)驗(yàn)材料，觀察差別

教師在引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行探究性物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以讓他們運(yùn)用最基本的控制變量法，也就是讓他們嘗試著運(yùn)用不同的材料來(lái)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而從中發(fā)現(xiàn)不同的材料進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)所具有的差距。這樣學(xué)生們可以很好地思考不同的材料與物理實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。例如，在教學(xué)“歐姆定律”的時(shí)候，教師在引導(dǎo)學(xué)生們驗(yàn)證歐姆定律是否存在的探究性實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候，就是單純地滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器，然后觀察電壓表的讀數(shù)，并不能直觀地感受到歐姆定律的存在。針對(duì)學(xué)生們的這種現(xiàn)象，教師就可以通過(guò)更換實(shí)驗(yàn)材料來(lái)讓學(xué)生們觀察其中的差距，從而體會(huì)歐姆定律。如教師可以讓學(xué)生們把電流表?yè)Q成更加直接的材料——小燈泡來(lái)進(jìn)行觀察，學(xué)生們就可以通過(guò)觀察同一個(gè)燈泡的亮度差距來(lái)體會(huì)歐姆定律，從而感受到不同大小的電阻在電路中的影響。這樣學(xué)生們既可以很好地通過(guò)小燈泡的亮度來(lái)觀察到不同的電阻對(duì)于電路的影響或者是不同的電壓對(duì)于電路的影響，同時(shí)學(xué)生們也可以直接感受歐姆定律在電路中的存在，進(jìn)一步體會(huì)到電阻在電路中的意義。

教師指導(dǎo)學(xué)生們更換實(shí)驗(yàn)材料不僅可以為他們講解材料與物理實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，更是可以向他們滲透進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的基本方法：控制變量法。這樣他們既可以明白物理實(shí)驗(yàn)為什么要選用多種材料進(jìn)行，也會(huì)更好地理解控制變量法，從而更加順利進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。

（二）變換實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，分析數(shù)據(jù)

教師除了讓學(xué)生們嘗試不同的實(shí)驗(yàn)材料以外，還可以變換一定的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生們?nèi)シ治銎渲械膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看他們是否可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到一定的啟發(fā)，借此來(lái)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)；同時(shí)還可以鍛煉和提升他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的觀察能力與分析能力。學(xué)生們?cè)谕ㄟ^(guò)觀察不同電阻下小燈泡的亮度差異之后，教師可以對(duì)其中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行一定的改進(jìn)，讓學(xué)生們通過(guò)分析其中的數(shù)據(jù)來(lái)真正認(rèn)知?dú)W姆定律。如之前的實(shí)驗(yàn)是直接觀察小燈泡的亮度差異，這回教師可以讓學(xué)生們將小燈泡更換成不同大小的電阻且將其并入到不同的電路中；或者是將不同大小的電阻并聯(lián)到電路中，然后觀察串并聯(lián)電路中歐姆定律是否仍然適用。如學(xué)生們會(huì)將5Ω、10Ω、20Ω先后串聯(lián)到電壓為5V的電路中，并記錄下在這個(gè)電路中電流的變化；然后再將這幾個(gè)電阻并聯(lián)到電路中，再分別記錄下并聯(lián)的電路中的電壓和電流以及總的電流和電壓，并對(duì)其進(jìn)行分析。學(xué)生們通過(guò)分析其中的數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)現(xiàn)電流和電壓有一定的關(guān)系，明白電壓一定的情況下電阻越大電流越小。這樣學(xué)生們就通過(guò)分析其中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了自己總結(jié)的“歐姆定律”，然后學(xué)生們對(duì)于歐姆定律的理解和認(rèn)知就會(huì)得到進(jìn)一步的加深和提升，同時(shí)學(xué)生們也可以更好地運(yùn)用歐姆定律，自身的實(shí)驗(yàn)思維和物理意識(shí)也可以得到提升。

教師通過(guò)變換實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生們接觸更多的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，借此來(lái)鍛煉學(xué)生們面對(duì)不同的物理實(shí)驗(yàn)的思維，打破他們的局限性思維。除此之外，學(xué)生們更是可以通過(guò)分析數(shù)據(jù)來(lái)轉(zhuǎn)化物理規(guī)律，這樣學(xué)生們可以通過(guò)具體的數(shù)據(jù)來(lái)加深自身對(duì)于物理知識(shí)的了解。

三、深度建構(gòu)，形成認(rèn)知體系

（一）意義建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通

學(xué)生們?cè)诮Y(jié)束具體的探究性實(shí)驗(yàn)以后可以進(jìn)行反思總結(jié)，也就是通過(guò)探究性的實(shí)驗(yàn)了解這個(gè)物理知識(shí)，然后建立自身的理解。這樣學(xué)生們可以很好地運(yùn)用自身的理解去解決相應(yīng)的物理問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于物理知識(shí)的融會(huì)貫通，借此向更深的層次進(jìn)發(fā)。例如，在教學(xué)“力”的時(shí)候，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)诶斫饬@種抽象的物理概念時(shí)候存在很大的問(wèn)題，這就導(dǎo)致學(xué)生們?cè)谡J(rèn)知各種力的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，特別是在面對(duì)不同名稱(chēng)的力的時(shí)候。針對(duì)學(xué)生們的這種情況，教師就可以引導(dǎo)他們進(jìn)行意義建構(gòu)，加深他們對(duì)于力的理解。如教師可以利用彈簧向?qū)W生們展示：當(dāng)學(xué)生們向彈簧使勁的時(shí)候，彈簧會(huì)壓縮，學(xué)生們可以感受到彈簧有一股向外的力量，那么這股力量就被命名為彈力；而且當(dāng)學(xué)生們不對(duì)彈簧施加力量的時(shí)候，彈簧就不會(huì)對(duì)學(xué)生們有一股向外的力量。這樣學(xué)生們通過(guò)這種展示和引導(dǎo)就會(huì)建立自身對(duì)于彈力的認(rèn)知，并且也會(huì)很好地理解彈力的應(yīng)用；同理，學(xué)生們也可以逐漸理解重力、摩擦力等力，并建立自身對(duì)于這些力的認(rèn)知以及這些力在日常生活中有哪些作用。那么通過(guò)這樣的引導(dǎo)，學(xué)生們對(duì)于力的理解和使用逐漸就會(huì)融會(huì)貫通，就會(huì)更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí)。

學(xué)生們通過(guò)探究性的物理實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的意義建構(gòu)不僅可以很好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生們理解的轉(zhuǎn)化，更是可以通過(guò)意義構(gòu)建來(lái)加深學(xué)生們自身對(duì)于物理的認(rèn)知和了解，從而促進(jìn)學(xué)生們建立更深層次的認(rèn)知和理解，起到彼此促進(jìn)的作用，這樣學(xué)生們更容易進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。

（二）生活建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用

學(xué)生們除了進(jìn)行知識(shí)轉(zhuǎn)換之外還可以進(jìn)行生活構(gòu)建，也就是將物理知識(shí)與實(shí)際生活進(jìn)行結(jié)合，從生活中來(lái)發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)和聯(lián)想物理知識(shí)可以應(yīng)用在生活中的哪些方面。這樣學(xué)生們可以通過(guò)這種“生活建構(gòu)”實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，從而可以很好地提升學(xué)生們的應(yīng)用能力。例如，在教學(xué)“力與運(yùn)動(dòng)”的時(shí)候，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生們雖然理解了力這個(gè)抽象物理概念，也對(duì)于力的在生活中的作用有了一定的理解，但是學(xué)生們卻仍然不是很清楚力在生活中如何去使用，如何合理地使用“力”。針對(duì)學(xué)生們的這個(gè)情況，教師就可以聯(lián)系生活中的具體案例來(lái)向他們展示力在生活中是如何被使用的。如在實(shí)際生活中的工匠們?cè)谏w房子的時(shí)候沒(méi)有精確的儀器來(lái)確定這個(gè)墻的建立是否是直立的，那么工匠們是如何解決這個(gè)問(wèn)題的。工匠會(huì)在橫置的鐵棍上綁上一塊石頭來(lái)確立自己建構(gòu)的墻體是否是豎直的。學(xué)生們?cè)诼?tīng)到這個(gè)生活案例以后就會(huì)苦思冥想為什么，這個(gè)時(shí)候有的學(xué)生就會(huì)想到進(jìn)行力的分析，學(xué)生們通過(guò)分析之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)石頭在這種情況下受到自然的重力與繩子的牽引力，牽引力的特點(diǎn)不清楚，那么就只剩重力，而重力永遠(yuǎn)是豎直向下的，工匠們應(yīng)該就是這樣判斷的。學(xué)生們也就明白力在生活中的運(yùn)用無(wú)處不在。這樣他們就通過(guò)具體的生活案例開(kāi)始嘗試自己去利用力，也就實(shí)現(xiàn)他們對(duì)于力的學(xué)習(xí)致用。

學(xué)生們進(jìn)行生活建構(gòu)不僅可以很好地鍛煉自己的實(shí)際應(yīng)用能力，還可以進(jìn)一步提升其學(xué)習(xí)物理的積極性，可以讓學(xué)生們以探尋的眼光仔細(xì)觀察生活中跟物理有關(guān)的現(xiàn)象；同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生們的觀察能力、分析能力以及物理思維也可以得到很好的提升。

探究性的物理實(shí)驗(yàn)可以提升學(xué)生們對(duì)于物理知識(shí)的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生們的探究型思維，有助于學(xué)生們養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力等。但是教師在進(jìn)行探究性物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要考慮學(xué)生們的基本情況，以學(xué)生們?yōu)橹行暮椭黧w，讓學(xué)生們可以真正進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)。

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