物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的發(fā)散探究

石欣榮

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，怎么強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)都不會(huì)過分。盡管教學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)過挑選，但不是每一個(gè)都能在較短時(shí)間內(nèi)順利完成的，常需要教師在課前找條件、作改進(jìn)，解決阻礙成功的問題。實(shí)際上這樣刻意去做，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且抹殺了學(xué)生探究、創(chuàng)造的機(jī)會(huì)。筆者根據(jù)多年的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面對(duì)發(fā)散探究進(jìn)行了研究，取得了明顯的教學(xué)效果。

一、以實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象發(fā)散探究

探究是科學(xué)實(shí)驗(yàn)最本質(zhì)特征之一。如何將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，是教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)要思考的問題。將問題直接暴露在學(xué)生面前，可以促使他們?nèi)ニ伎?、去提問。楞次定律是電磁學(xué)一個(gè)重要定律，教師普遍感到難教，學(xué)生感到難學(xué)，盡管教師在課堂演示，但學(xué)生由于被動(dòng)接受使感性認(rèn)識(shí)不深刻，造成對(duì)定律理解不透，時(shí)常出錯(cuò)。如果在課堂上讓學(xué)生親自動(dòng)手探索其中奧妙，既能提高教學(xué)質(zhì)量，又能培養(yǎng)學(xué)生思維能力。下面就以這一課題為例，探討探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1，創(chuàng)設(shè)情境。提出研究課題

新的教學(xué)內(nèi)容可以由一個(gè)個(gè)問題呈現(xiàn)出來，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)起源于情境變化的刺激，教師應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)問題情境，給學(xué)生造疑，使其產(chǎn)生濃厚的興趣，針對(duì)本節(jié)課，可以設(shè)計(jì)以下幾個(gè)問題：

a，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?b，用所給實(shí)驗(yàn)儀器能否產(chǎn)生感應(yīng)電流?如果能，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路，并證明電流的存在。c，引起閉合線圈中磁通量的變化有幾種方式?d，產(chǎn)生的感應(yīng)電流是否也產(chǎn)生新的磁場(chǎng)?如果有，能否通過儀器用所學(xué)的知識(shí)判斷產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?e。通過實(shí)驗(yàn)研究由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B和產(chǎn)生感應(yīng)電流原磁場(chǎng)B磁通量變化之間關(guān)系。

2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

先讓學(xué)生對(duì)所提出問題進(jìn)行討論，提出解決方法，教師在提問過程中適當(dāng)加以引導(dǎo)和總結(jié)，在實(shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生一定要判斷好原磁場(chǎng)的磁通量變化及電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，判斷線圈的繞向和感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，根據(jù)研究問題順序先畫出電路圖，列出實(shí)驗(yàn)表格。

3，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，總結(jié)靳理規(guī)律

實(shí)驗(yàn)完成之后，從表格和圖像中比較出感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量變化總是存在著阻礙作用，不是簡單的相反，更不是阻止，因?yàn)榇艌?chǎng)方向上有“增反減同”的變化。這樣學(xué)生在感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上升為理性認(rèn)識(shí)，最終豁然開朗，理解了楞次定律中的前因后果，既加深了對(duì)知識(shí)的理解，又使學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到了極大的發(fā)揮，并且能深化知識(shí)，用于實(shí)踐。

二、以實(shí)驗(yàn)的裝置發(fā)散探究

一些分組實(shí)驗(yàn)可以改成探究性實(shí)驗(yàn)，如“測(cè)定玻璃的折射率”，除了介紹課本上利用平行玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率之外，還能否利用三棱鏡對(duì)光線偏折作用測(cè)玻璃的折射率?根據(jù)課后習(xí)題的啟發(fā)利用半圓形玻璃磚對(duì)光線的全反射作用測(cè)折射率。學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好選擇實(shí)驗(yàn)方案。此外在平行玻璃磚實(shí)驗(yàn)引起誤差的討論題目中，經(jīng)常有誤將玻璃磚平移，問實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎樣變化的習(xí)題出現(xiàn)，這類習(xí)題也可以作為一種問題加以探索，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，得出結(jié)果與理論推理相比較，有理有據(jù)使學(xué)生印象深刻。

三、改進(jìn)“測(cè)量”型、“驗(yàn)證”型實(shí)驗(yàn)發(fā)散探究

現(xiàn)在高考常有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題需要學(xué)生具有探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這就要求學(xué)生具備多種機(jī)智或者說要學(xué)生具備發(fā)散思維、換元思維、轉(zhuǎn)向思維和創(chuàng)優(yōu)思維等思維能力。這些能力都要靠平時(shí)培養(yǎng)。比如在高二，學(xué)完“恒定電流”全章教材后，根據(jù)學(xué)生在初高中兩個(gè)階段有關(guān)知識(shí)，將“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)改為如下的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：下面是5種不同測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)的器材，請(qǐng)根據(jù)各套器材設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，且比較哪種方法測(cè)得電阻值較準(zhǔn)確，分析其原因。共用器材為待測(cè)電阻R(10Ω，0.5 A)，電源，電鍵，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干。a，伏特表、安培表各1個(gè)，共用器材；b，伏特表2個(gè)，電阻箱1個(gè)，共用器材；c，安培表2個(gè)，電阻箱1個(gè)，共用器材；d，伏特表1個(gè)，電阻箱1個(gè)，共用器材；e，安培表1個(gè)，電阻箱1個(gè)，共用器材。上述改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)也有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。除此之外，還可適當(dāng)提供一些受阻問題，如將b和c組中的電阻箱拿走等。

四、為學(xué)生設(shè)計(jì)志趣相投的主題活動(dòng)發(fā)散探究

實(shí)踐表明，與學(xué)生主體經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)相貼近的活動(dòng)主題，學(xué)生必然感興趣，樂意參加，因此，在選擇探究性學(xué)習(xí)主題時(shí)，應(yīng)從學(xué)生的主體經(jīng)驗(yàn)和人生經(jīng)歷中尋找與教學(xué)內(nèi)容相貼近的主題。如“探究形變與彈力的關(guān)系”中的“討論與交流”——討論生活中橋梁的最大承受力與哪些因素有關(guān)，為此組織學(xué)生進(jìn)行了一次比賽，看誰設(shè)計(jì)的橋(模型)既美觀承受力又強(qiáng)。比賽過程精彩刺激，學(xué)生反應(yīng)熱烈，學(xué)生通過自己在探究過程中的真實(shí)體驗(yàn)，不僅對(duì)知識(shí)印象深刻，更是感受到探究過程的無窮樂趣。

物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探究，很好地培養(yǎng)了學(xué)生思維的發(fā)散性，使學(xué)生始終處于積極主動(dòng)地探索知識(shí)的狀態(tài)中，學(xué)生好比是“獵取”知識(shí)的“獵手”，教師處于主導(dǎo)地位，是“導(dǎo)演”或“樂隊(duì)的指揮”，通過“指揮棒”去指揮全班學(xué)生“演奏”一曲曲的篇章。