以問題引領高中物理實驗探究

肖敏

摘 要：現階段，部分教師在高中物理實驗課上要求學生按照教師的要求完成實驗，這其實仍然是一種灌輸式的教學方式，學生的思維沒有得到鍛煉，實驗能力沒有得到加強。新課程標準要求教師啟發學生思維，引導學生探究式學習，這就要求教師以問題引領學生進行高中物理實驗探究，使物理實驗真正成為學生自主學習的平臺。

關鍵詞：物理展示課；開放性問題；科學素養

在一節省級物理展示課上，一位老師上物理實驗課。他先是詳細地講解了實驗原理、步驟和注意事項，還進行了示范，然后請學生進行分組實驗，學生在動手實驗后得到了實驗數據，教師帶領學生進行了數據處理，最后總結實驗結論。這節實驗課教師詳盡講解，學生動手實驗，表面上看是有板有眼、秩序井然，但是我們深入思考一下，學生在這節課上學習到了什么呢？我們發現，學生只是“依葫蘆畫瓢”，“復制”了教師的實驗操作過程，實質上學生有操作、無思考，有行動、無熱情，盡管實驗結果相當“完美”，但其實這樣的實驗教學模式沒有充分發揮實驗教學的教育功能，很容易挫傷學生對物理實驗的興趣，更不用談培養學生的創新精神和實踐能力了。

那么，如何在物理實驗課上實現手、眼、腦的綜合運用，培養學生的觀察能力、操作能力、分析能力呢？我們可以嘗試通過問題來引領學生進行探究性的物理實驗，培養學生的實驗技能，增強教學效果，培養學生的探究精神和創新精神。

一、啟發性問題引領學生思維啟動

愛因斯坦指出：“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要”。心理學研究表明，人的思維是由問題開始的，對于物理探究學習來說，發現問題和提出問題是進行科學探究的前提。在這個環節中，教師應該使用一些策略為學生提供必要的支持，為學生搭建思維的平臺，可以設計一些具有趣味性的情景來激發學生學習物理、探究科學的興趣，引發學生提出恰當的、有質量的問題。

例如，在“探究功與速度變化的關系”這節實驗課上，我拿了一根橡皮筋，問學生：“我們要利用橡皮筋來探究功與速度變化的關系，那么我們怎樣來測量橡皮筋做功的大小呢？”學生由于還沒有學習彈性勢能的表達式，因此，這個問題使學生迅速進入了思考狀態，激發了學生的學習欲望。我又說：“我們雖然沒有學習過彈性勢能的表達式，但是我們可以通過控制兩根橡皮筋的長度來得到相同大小的彈性勢能。這對我們這個實驗有沒有啟發呢？”

學生通過討論和嘗試后說：“我們可以用不同數量的橡皮筋來確定做功的倍數。”這一想法使大多數學生茅塞頓開，迅速確定了實驗方案，開始動手做實驗了。

在物理實驗課的教學中，我們應以啟發式提問引入新課，問題的創設要緊扣學生的認知規律，讓學生在猜測、實驗、觀察、驗證、合作交流的過程中，體驗知識的發生、發展與變化，從而激發學生的學習興趣，啟發學生對科學不斷探索的熱情和欲望。

二、引導性問題，引領學生實驗探究

在傳統的物理實驗教學中，強調以知識為本，以教師為中心，教師包辦過多，學生動手太少。在實驗課的教學過程中，有些教師怕學生聽不懂，或者擔心學生在操作過程中會出現這樣或那樣的錯誤，所以就詳細地講解實驗原理、步驟、注意事項，甚至連實驗結果都提前告訴學生。教師在教學過程中過分強調向學生傳授知識，忽視了對學生“過程與方法”和“情感、態度、價值觀”的培養。

根據認知理論，物理課堂教學過程應該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的問題性思維過程。提出問題的實質在于揭示事物的矛盾，引起主體內心的沖突，動搖主體已有的認知結構的平衡狀態，從而喚起思維，激發其內驅力，使學生進入問題探索者的角色，真正參與到物理學習活動之中，達到掌握知識、訓練思維能力、培養科學素養的目的。

例如，在實驗“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”中，我們可以通過這些問題引領學生的思維。

問題1：如何研究加速度與物體質量的關系而不受其他因素

的影響？

問題2：如何消除實驗中摩擦力的影響？

問題3：在實驗中，小車與車上所加砝碼的總質量與重物質量有什么關系？為什么？

問題4：怎樣操作打點計時器？

問題5：如何選擇紙帶？

問題6：如何處理實驗數據？作圖時要注意什么？

問題7：在實驗中可能會出現哪些誤差？如何減小誤差？

在實驗操作過程中，通過引導性問題將整個實驗探究過程串聯起來，既充分發揮了教師的主導作用，又突出了學生的主體地位。學生主動參與實驗，將問題探究過程置于具體情境之中，有助于激發學生問題探究能力的生成，有助于培養學生解決問題能力的遷移。

三、開放性問題引領學生民主討論

要培養學生的問題意識，首先要營造寬松、和諧的教學氛圍，建立平等、民主的師生關系，教師應放棄高高在上的權威地位，以平等的姿態，成為學生的良師益友，變“我說你聽”為一起討論，共同研究，相互交流。教師要鼓勵學生積極思考、大膽質疑，鼓勵學生求新求異，正確對待學生的提問，挖掘其可貴之處。只有這樣，才能為問題意識這顆種子提供適宜的土壤，從而有利于其生根發芽、開花結果。

例如，在實驗“探究決定導線電阻的因素”中，由于電表內阻的影響，從而使金屬導線電阻測量值偏小，我提出了這樣一個問題：如何改進實驗電路，消除由于電表內阻的影響而帶來的實驗誤差？通過學生分組討論，提出了多種方案，如：等效替代法、附加電阻法等等。

在課堂上，由學生自己介紹方案，民主討論其可行性，我也坐在課堂上當起了“學生”，我們共同對提出的方案進行相互交流、探討，在不同觀點的碰撞中，每一位學生都有展示自己的機會。當出現了有分歧、沖突的問題時，我做出適當的疏導和辨析，使學生能夠把握思考的方向。在自由民主的氛圍中，每位學生暢所欲言，活躍了學生的思維，充分培養了學生的問題意識和創造能力。

四、未知性問題引領學生思維拓展

物理實驗能力是一種綜合能力。在一些課外探究課題中，有一些實驗的結果是未知的，需要學生通過探究來完成，這就要求學生沖破現存觀念的束縛，克服思維定勢的影響去進行思考。我們要根據學生的實際，讓學生設計富有啟發性的實施方案，這是培養學生創新意識的重要手段，也是培養學生創造性思維的方法之一。

例如，在課題實驗“如何提高燃氣灶的燒水效率”中，這一現象在生活中司空見慣，但是很多學生沒有經過深入的思考。當提出這一課題后，學生都很有探究的興趣，積極思考，提出了自己設計的實驗方案。

我們首先要了解水在不同溫度下散熱的快慢，即不同溫度下單位時間熱水向空氣散發熱量的值。還要了解當以某一恒定火力加熱時，水在不同溫度下單位時間水的內能增加量。如何測量這兩個值呢？學生采取分組討論、合作探究的方式，在家里進行探究學習。教師對探究過程不作具體安排，主要由學生小組進行自主探究。

在這一過程中，教師只需提出實驗課題或實驗要求，讓學生獨立設計實驗，搜集實驗器材進行實驗。從探究課題的選定、方案的制訂、實驗的操作、結果的分析處理到結論的總結、展示、交流，學生都有很大的自主性，在幫助學生掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。這就要求學生在確定的目標下，在不同情況下善于應變，使學生的分析能力、抽象概括能力、綜合表達能力都得到訓練和發展。

總之，在實驗教學中，教師應設法創設實驗探究的環境和條件，讓學生親身參與探究，力求喚醒學生的創新意識，激發他們探索的興趣和動力，促進學生科學素養的全面發展。問題是教育的起點，也是教育的終點。讓學生帶著問題走進課堂，通過學習探索，帶著更深刻，甚至更多的問題走出課堂，這樣才能更好地培養學生的創新能力，促進學生科學素養的全面提升。

參考文獻：

滕小坤.以問題之匙，開啟物理探究性學習之門[J].數理化解題研究，2010（11）.

（作者單位 江蘇省常熟市中學）

編輯 段麗君