如何運用物理實驗培養學生的探究能力

王麗娟??

摘要：生活中蘊含著豐富的物理學科知識，這些知識在不經意中自然而然地被應用著。為了提高民族的整體素質，在中學階段培養學生的物理學科素養是不可或缺的，其中物理實驗是形成知識與技能的有效途徑。

關鍵詞：物理教學；探究能力；實驗

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）13-076-1

學生進入高中之后，物理教育在初中物理簡單知識的基礎上更加注重提高學生的科學素養，這將為學生在未來的學習、探究甚至工作、生活中奠定堅實的基礎。因此，在高中階段讓學生形成科學探究的能力勢在必行。筆者通過自身的教學實踐，談談如何運用物理實驗培養學生的探究能力。

一、重視預測猜想，掌握研究方法

牛頓所說：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現。”鑒于此，在實驗教學中教師要對學生進行預測和猜想能力的訓練。如在研究“單擺的周期”時，可先讓學生猜想可能影響單擺周期的因素，進而引導學生設計實驗方案，選擇實驗器材，并用實驗去驗證自己的猜想。當然，預測和猜想可能是正確的也可能是錯誤的，當學生通過實驗發現自己的預測或猜想是錯誤的時候，也就為下一步進行成功的預測或猜想創造了條件。這就是人們常說的“失敗是成功之母”的道理，實際上，“嘗試錯誤”作為一條重要的學習原則，在實驗教學中恰當地加以運用，對培養學生的創新思維能力同樣具有積極意義。

二、更新教學觀念，加強設計訓練

指導學生進行設計性實驗是調動學生動手和動腦積極性的一項有效措施。設計性實驗使學生感到有探索價值和設計必要，能引起學生興趣，能培養學生動手動腦的能力，進而培養學生的創新思維能力的目的。

例如，在學習探究加速度與力、質量的關系時，首先為學生提供必要的實驗器材，讓學生按右圖設計并探究：

參考教材中的案例是一種理想條件的實驗——光滑水平板，而在實際的實驗操作過程中，摩擦力的影響是出現“問題”的關鍵所在，通過實驗學生發現實驗結果明顯出現了偏差，僅僅用拉力來表示小車受到的合力是不是成立的呢？學生就會主動質疑，小車存在了摩擦力，如何用拉力來表示小車受到的合力呢？再創設幾個問題讓學生去思考：在有摩擦力的斜面上物體可以勻速下滑嗎？怎樣才能在實驗過程中消除摩擦力的影響呢？學生有了思考，再次進行探究，就會找到本實驗的科學方法了。

三、體驗科學探究，提升科學素養

科學探究離不開五個環節：質疑——猜想——設計——收集——反思。這是學生必備的探究基礎。學生由質疑與猜想而引起探究的興趣，激發設計實驗方案的潛能，探究實驗的開頭做好了，后面的一切也就順其自然了。例如：學習平拋運動的內容時，在上課伊始，教師可由“豎直上拋運動”為題，創設質疑環境：

問題①：豎直上拋運動是學生已經熟悉的一種物體運動形式，拋出物體的初速度是在豎直方向上，想一想在生活中我們拋出去物體的方向并非都是豎直向上的，如潑出去的水、扔出去的籃球等等，假設初速度為水平方向上，物體又會怎樣地進行運動？

問題②：物體運動的過程可以用軌跡表示，你能將物體的軌跡畫出來嗎？

質疑環境創設了，學生就會大膽猜想，因為在日常生活中拋出去的物體下落到前方，學生就畫出了下圖的三種軌跡：

然后就是設計實驗方案，通過實驗的方法證明猜想的正確性。傳統的實驗方法是通過平拋運動軌跡演示儀器來描點、連點，畫出軌跡。學生觀察平拋運動軌跡演示儀器后，就讓學生談談解決方案：

學生甲：小球平拋出去的點需要幾個人同時記錄，一個人只能描出一個點。

學生乙：用平拋運動軌跡演示儀器作圖不可能一個人就可以完成，需要分組合作。

學生丙：需要重復做實驗，觀察所描的點是否在軌跡上。

教師：說得都有理。現在可以分組，按學習小組進行分組實驗。

學生的情緒高漲起來，他們開始驗證自己的猜想，課堂氛圍活躍起來后，大家在合作探究交流中不斷的解決問題。

最后，在總結時又有學生提出了新的實驗方案，用錄像機記錄平拋的全過程，然后通過對錄像的慢放，按0.1秒時間段截取圖片，再將進行疊加，將小球連接起來，也有學生建議，將錄像快放，軌跡自然就看清楚了……

四、鼓勵獨立思考，保護創新火種

獨立思考是形成創新思維能力的前提和條件，學生的獨立思考能力只有通過經常的獨立思考活動的鍛煉才能逐步形成，而物理實驗本身就是獨立思考活動的一種有效形式。因而，在實驗教學中教師應將學生推上思考問題，解決問題的主體地位。例如，在研究感應電流的方向時，教師不應把感應線圈的繞向、電流表指針偏轉方向與電流方間的關系的結論簡單告訴學生，而是讓學生通過實驗和思考自己去弄清個中緣由。在此基礎上，引導學生思考，既然感應電流是由磁通量的變化引起的，那感應電流的方向會不會與磁場方向及磁通量的變化情況有關呢？若有關系又該有怎樣的關系呢？進而再讓學生通過實驗自行得出結論。

總之，在物理課堂上要培養學生的科學探究能力，唯有創設探究的質疑環境，讓學生大膽猜想，創新設計，深入淺出，循序漸進，才能真正提高學生的物理學科素養。

[參考文獻]

[1]胡徳銀.中學物理實驗教學中培養學生創新思維能力的研究[J].課程教育研究：新教師教學，2016（08）.