高中物理探究性實驗教學

探究式教學是教師通過引發(fā)、促進、支持、指導(dǎo)學生進行探究性的學習活動，來完成學科教學任務(wù)的一種教學思想、教學模式和教學方法。探究教學策略的實施主體是教師，在教師成功實施探究教學策略的情景下，學生既是探究性學習活動的主動者，又是教師探究教學策略的受動者。以下筆者結(jié)合自身的教學體會對高中物理探究性實驗教學進行分析。

一、利用演示實驗，培養(yǎng)學生觀察問題分析問題的能力

演示實驗中進行探究教學不僅可以增加學生的感性認識，也可為學生提供創(chuàng)造性思維的機會，還有助于理解科學的哲學基礎(chǔ)。

（一）演示實驗中探究教學的特點

1.歸納性

歸納性指教師在演示過程中提出一些有關(guān)問題，要求學生自己尋找答案。首先它能引起學生的探究，激發(fā)學生在自己已有的知識基礎(chǔ)上開展分析，作出假設(shè)。在演示過程中充滿著“謎”，這些“謎”引起學生強烈動機，為學生主動探究提供良好機會。其次學生對教師提問的回答是一種有效的反饋活動。由此，能良好理解學生對演示的理解程度，進而提出更合適的問題，引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)演示中所包含的概念或原理。

例如:演示磁體周圍存在磁場的實驗。首先，拿出一個小磁針(固定在絕緣座上能自由轉(zhuǎn)動)，然后拿出一根鐵棒靠近小磁針會發(fā)生什么現(xiàn)象?(不會轉(zhuǎn)動)，再拿出一根磁棒靠近小磁針會發(fā)生什么現(xiàn)象?(小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動)，問學生為什么小磁針會轉(zhuǎn)動呢?

磁棒與磁針未接觸，為什么有力的作用呢?(學生答:是因為磁棒周圍產(chǎn)生磁場對小磁針有力的作用)

又問:那么小磁針自由懸掛時為什么總是指向南北方向呢?(學生答:不知道或者說地球可能存在磁場，對小磁針有力的作用)

通過上述提問，使學生逐漸理解磁體周圍存在磁場。地球就是一個巨大的磁體。

2.實驗性

演示是指教師向?qū)W生展示實物，直觀教具等感性材料，使學生獲取知識的一種教學方法。演示不僅能使學生獲得豐富、典型的感性材料，把間接知識與直接知識聯(lián)系起來，從而加深對知識的理解。但是如果演示所涉及到的問題的答案在演示之前不是顯而易見的，那么演示就成為實驗，稱為實驗性演示。

（二）演示實驗中探究教學的實例

例如：高中物理“自由落體運動”的實驗教學。

本節(jié)教材是通過演示實驗討論物體的下落情況，現(xiàn)在我們把此節(jié)內(nèi)容運用探究教學進行研究。

（1）實驗設(shè)疑:首先讓一個小鐵球和一張紙片相同高度落下，結(jié)果小鐵球下落得快。

（2）學生分析:讓學生分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，不少學生錯誤地認為小球質(zhì)量大，下落快，得出下落加速度由其質(zhì)量決定。

（3）再實驗設(shè)疑:兩張相同紙片，一張揉成小紙團，再從同一高度落下，結(jié)果紙團下落快；一張質(zhì)量小的紙揉成團，另一張質(zhì)量大的紙片從同一高效落下，結(jié)果質(zhì)量小的紙團下落快。

提出新問題：紙團下落與質(zhì)量無關(guān)，到底與什么有關(guān)系?

這兩個實驗展示新現(xiàn)象、新知識，跟學生原有認知矛盾，從而引發(fā)學生學習的興趣，急切想弄清這個問題，很自然就開始主動思考探究。

（4）再分析:教師引導(dǎo)學生思考紙團下落快是因為受到空氣阻力小的緣故。那么如果沒有空氣的阻力影響，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?讓學生想辦法，過渡到解決問題的對比實驗:真空中和空氣中物體下落的實驗。

（5）對比實驗:①讓金屬片、小羽毛、小軟木塞、小玻璃球從抽出空氣的管中下落，結(jié)果下落快慢相同；②讓管中進入空氣再做一次實驗，發(fā)現(xiàn)下落快慢不同。從①中學生理解:一切物體在無阻力作用時下落加速度相同，從②中進一步分析，空氣對下落物體的快慢有影響，學生完全信服這個道理。

（6）結(jié)論：引導(dǎo)學生進一步分析認識事物的本質(zhì)，形成了“重力加速度與質(zhì)量無關(guān)”的正確概念。

（7）反思：通過本次實驗研究使學生知道平時看到的現(xiàn)象都是由于受到空氣阻力的影響造成的，從而消除了長期認為，“重的物體下落快”的錯誤觀念。

二、利用課題研究培養(yǎng)學生綜合能力

在高中物理實驗中開展課題研究可以全面培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力，即收集和處理信息的能力，分析和解決問題的能力，語言表達能力，以及團結(jié)協(xié)作能力。這項活動有利于培養(yǎng)學生獨立思考的習慣，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。在進行課題研究中，要引導(dǎo)學生選好課題，注重開放性及研究的過程性，使學生通過課題的研究，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

課題研究的設(shè)計：

（1）引導(dǎo)學生認真選好課題

教師應(yīng)引導(dǎo)學生，鼓勵他們自己選擇課題，因為選題的過程就是一個研究問題、探索問題的過程。選擇課題的內(nèi)容包括三個方面:

①學科知識型選題:收集教學中可以深化、拓展、探討的知識點，可改進演示實驗、學生實驗等，這要求教師和學生在平時的教學及學習中善于思考，善于創(chuàng)新，善于發(fā)現(xiàn)問題，如學習堅硬物體的形變，如何才能比較清晰、明顯地顯示出來?可以鼓勵學生利用多種器材，各種方法進行設(shè)計和探索，又如學習歐姆定律時，可以鼓勵學生獨立去研究各種燈炮、燈絲的伏安特性，鼓勵學生自制歐姆表等儀器，再如學習光的折射及全反射之后，可以鼓勵學生去測定各種液體的折射率等。

②熱點型課題:當今人們關(guān)注的熱點問題“溫室效應(yīng)”。對于此類問題有兩種觀點，一種認為氣溫上升的原因，主要是人類活動造成的，另一種認為源于地球本身的周期性變化情景。可引導(dǎo)學生查閱資料調(diào)查，討論大氣中CO2的主要來源，各種波長的電磁波對CO2的穿透性，太陽輻射使大氣升溫對環(huán)境的影響，通過以上各方面的分析，寫出小論文，這種方式有利于開拓闊眼界。

③社會生活型選題:從科學技術(shù)對社會的影響或日常生活中選取與物理有關(guān)的課題是探究教學中較好的素材。如汽車剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)，可運用物理知識進行較深入地進行研究。如調(diào)查研究:燈具的演變——柴灶、煤球爐、蜂窩煤爐煤油爐、液化氣灶、焦爐煤灶、天然氣灶、電爐、電磁爐微波爐等燃燒的加熱原理以及方便性、經(jīng)濟性、安全性等。

（2）探究過程中注重開放性

探究教學強調(diào)以學生自主性、探究性學習為基礎(chǔ)，學生按照自己的興趣選擇和確定來自生活、學習中的現(xiàn)象，教師在整個研究過程中只扮演參與者，指導(dǎo)者的角色，充分體現(xiàn)學生的主體性，自主性，在開放主動、多元，合作的學習環(huán)境中進行探究，這樣有利于培養(yǎng)學生主動思考、探索，發(fā)現(xiàn)問題解決問題和交流合作的能力。在實驗中向?qū)W生開放實驗室、圖書室，讓學生自主設(shè)計、操作完成實驗。

（3）探究教學中注重探究的過程。

傳統(tǒng)的教學中只重視結(jié)果不重過程，對過程沒有進行量化，對結(jié)果評價只重視考試分數(shù)。而探究教學中學習過程比學習結(jié)果更加重要，因為學生學習的過程即是探究的過程。

在實驗中進行探究式教學是目前對于新的教學方式的嘗試，本文試圖想構(gòu)建一個理想的探究教學框架，將探究教學的各種理論進行簡化，運用于我們的教學第一線，從而能從某個角度進行新的教學方式的探索。

（作者單位：廣東省深圳市松崗中學）