在探究活動中體驗學習

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，眼見不如手動，只有在實踐中學習，同學們的才智和創(chuàng)造力才能得以發(fā)揮，學會探究性學習，能夠使大家對物理事實獲得明確、具體的認識，而不是停留在被觀察物理現(xiàn)象的表象上，在探究活動過程中，不斷品嘗“發(fā)現(xiàn)”與“戰(zhàn)勝困難獲得成功”的喜悅，體驗探究的樂趣，從而增強學好物理的信心。

一、體驗科學探究

科學探究一般包括提出問題、猜想與假設、制定方案、實驗探究、收集證據(jù)、解釋與結論、表達與交流等七個要素，下面就從這七要素出發(fā)讓同學們理解在物理學習中如何進行科學探究。

例如圖，用螺絲帽把蠟燭固定在水槽底部，注入適量清水，蠟燭略高于水面，點燃蠟燭后，在水中的蠟燭是否會熄滅?蠟燭何時會熄滅?當蠟燭燃燒到與水面一樣高時是否會熄滅?蠟燭將會怎樣熄滅?

實驗時要注意，點燃蠟燭時，為避免空氣流動對蠟燭的影響，不要在周圍來回走動，且蠟捻不要太長，認真觀察蠟燭的燃燒情況。

1、觀察現(xiàn)象，提出問題

大多數(shù)同學開始會認為。當蠟燭燃燒到與水面一樣高時會熄滅，但出乎意料的是蠟燭并沒有滅，而且是頑強地向水下燃燒，

經(jīng)討論：因為水溫較低，蠟燭的外壁熔化不了，將火苗與水隔開，火苗就從蠟燭的中間部分向下燃燒。

2、提出猜想與假設

蠟燭是否會一直燒下去，一直燒到底部，只留下一個空的外殼?還是……

3、制定方案，繼續(xù)實驗

同學們動手操作，認真觀察蠟燭的燃燒情況。

4、收集證據(jù)

同學們在做實驗時。會出現(xiàn)各不相同的實驗現(xiàn)象，記錄自己的實驗結果。

5、分析與論證

通過實驗你有什么發(fā)現(xiàn)?找出產(chǎn)生的原因，

6、評估

回憶自己的實驗設計和操作有無失誤與不妥?結論是否可靠?

7、交流與合作

你與同組同學們是如何完成整個探究過程的?你與同組同學在探究過程中有沒有不同的意見?如有，如何進行統(tǒng)一?有沒有對比、評價不同組的探究過程和結論?

下面是一些同學在做這個實驗時記錄下來的實驗現(xiàn)象，有以下幾種情況：(1)火苗越來越小，最后熄滅了，此過程中水沒有流到蠟燭內(nèi)；(2)火苗越來越小，然后火苗越來越大，如此幾十次，甚至更多，最后火苗非常小，緩慢熄滅，此過程中水沒有流到蠟燭內(nèi)；(3)因蠟捻過長，與外壁接觸，使蠟的外壁熔化變薄而導致進水，蠟燭熄滅；(4)因為受到了空氣的干擾，被風刮滅。

經(jīng)過討論，同學們認為，出現(xiàn)(3)和(4)這兩種現(xiàn)象是因為實驗的失誤導致的，得到這兩個結果的實驗失敗了，因此，實驗中應盡量確保火苗不受風的影響；點蠟燭時確保蠟捻不歪斜，可避免以后蠟捻與外壁的接觸，水就不會流進蠟燭內(nèi)，所以蠟燭不是水淹滅的，而是自己熄滅的，同學們再做實驗，排除各種干擾因素，應該看到現(xiàn)象(2)，出現(xiàn)現(xiàn)象(1)的實驗也不能算成功。

進一步討論現(xiàn)象(2)中蠟燭熄滅的原因，教師總結，得出結論：蠟燭熄滅主要是由于缺氧，燭焰的中間部分燃燒至水面以下后，一部分火苗在水面以上，空氣難以進入水面以下的火苗處，所以水面以下的火苗呈淡藍色，當火苗缺氧時，火苗變?。寒斝迈r空氣流過來時，火苗又變大，如此重復多次，此外，溫度低對蠟燭的熄滅也起了一定的作用，火苗越來越小，使得熔化的蠟油越來越少，如果熔化的蠟油足夠多，其汽化的可燃氣體跑到水面以上空氣中燃燒——能保證水面以上有較大的火苗，蠟燭不會很快熄滅，蠟燭的中間部分也會向水面下燃燒更長的距離，如能一直確保水面以上有火苗、水面以下有足夠高的溫度使蠟燭熔化并產(chǎn)生可燃氣體，也許能燒到蠟燭的底部，使蠟燭燒空了中間，變成一個中空的蠟殼。

科學探究過程就是不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程實驗中我們每個人都可以自主地在合理范圍內(nèi)，提出解決問題的假設，但所有假設都將接受事實的檢驗，不能不顧事實、想當然，也不要只看到對自己的假設有利的事實而忽視甚至掩蓋對自己的假設不利的事實，我們要盡可能多地占有詳盡、準確的事實，這就要求我們認真地觀察實驗現(xiàn)象，一絲不茍地測量、讀數(shù)、計算，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。

二、設計實驗時要注意的問題及對策

1、要形成探究問題的正確方法

初中物理中經(jīng)常用到一些研究方法，如“控制變量法”、“類比法”、“推理法”、“等效代替法”等，特別是“控制變量法”在探究實驗中使用得更多，所謂“控制變量法”是指在探究過程中為了弄清事物的變化原因和規(guī)律，當研究多個因素之間的關系時，總要先控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出與另外一些因素的關系，這是“控制變量法”的科學定義，實際上“控制變量法”的真諦就是大家所說的“公平”競爭。

例1 我們?nèi)绾伪容^兩個人到底誰跑得快?

解答可以這樣比較：一是讓兩個跑相同的路程，比較所用的時間，花時間少的則跑得快；二是讓兩人跑相同的時間，比較所跑的路程，跑得遠的則快，當我們用“控制變量法”去設計實驗時，要直接把握問題的關鍵，排除其他干擾因素，嚴謹治學，享受成功的喜悅。

2、要掌握好物理基礎知識、概念和規(guī)律

在科學探究過程中，一部分同學在設計實驗時遇到困難，遇到困難的原因往往都是因為自身對物理概念和規(guī)律的形成不理解，沒有能掌握好基本的物理知識。

例2兵乓球落地后為什么會彈起來?你有什么方法可以讓兵乓球彈起的高度高于它落地時的高度?

解答乒乓球在落地的瞬間形狀要發(fā)生變化，簡稱為形變，因為乒乓球的制作材料是有彈性的，我們稱這種形變叫彈性形變，當球落地時它會產(chǎn)生一個向上的力，所以兵乓球就彈起來了。

知道了兵乓球落地為什么會彈起來的原因后，同學們還可以找出讓兵乓球彈起的高度超過它一開始高度的方法，比如當我們用力向下扔兵乓球時，它會彈得更高一些，實際上這樣做的目的就是讓兵乓球形變的程度更大一些，落地時產(chǎn)生的力也就大一些，彈起來的高度自然也就高了，因此我們在探究活動過程中應以牢固的物理知識為基礎，多角度思考問題，利用已有的知識和自身的能力相結合，得出探究結果。

在探究過程中遇到挫折、錯誤、走彎路，這些都是難免的，也正說明了“科學的道路并不平坦”，因此我們不應該灰心，相信“失敗乃成功之母”，只要積極地投入到探究活動中去，體驗科學探究的樂趣，領悟科學的思想和精神，使思維能力、語言表達能力、動手操作能力等不斷提高，讓自己真正成為學習的主人，這樣，才能真正學好物理。