加強實驗探究培養物理科學思維芻探

毛麗

摘 要：教師要轉變教學方式，除了重視讓學生掌握課本上的知識之外，還要加強實驗探究，讓學生積極參與到實驗中，形成探究性學習方式，從而培養學生的物理科學思維。文章從實驗的提出問題、進行假設、自主操作和形成結論的一般過程來介紹怎樣進行實驗探究，培養學生的物理科學思維。

關鍵詞：實驗探究;初中物理;物理科學思維;教學方式;動手操作能力;科學思維方式

中圖分類號：G421;G633.7文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）29-0040-02

隨著課程改革和教育事業的發展，物理教學越來越重視培養學生的實踐能力。在物理教學過程中，實驗應該成為教師開展教學工作的重要手段。教師要轉變教學方式，除了重視讓學生掌握課本上的知識之外，還要加強實驗探究，讓學生積極參與到實驗中，形成探究性學習方式，從而培養學生的物理科學思維。實驗探究可以讓學生親身實踐，在實踐過程中發現原理，獲得科學性的知識，從而培養學生的動手操作能力和科學思維方式。本文從實驗的提出問題、進行假設、自主操作和形成結論的一般過程來介紹怎樣進行實驗探究，培養學生的物理科學思維。

一、結合生活現象，提出問題

要進行實驗探究，就必須先設置一定的問題，問題的設置要保證學生對其有探索的欲望。因此，教師在教學過程中應該結合學生的實際生活提出問題，并使問題能夠激發學生的探究興趣，進而促使學生積極、認真地開展實驗探究。

例如，教學第十二章中的“動能和勢能的轉化”這一內容時，教師問學生：“同學們坐過過山車嗎？坐過山車時有什么發現嗎？”有的學生說：“它轉下來的時候特別快，但是轉到最上面時會停一下，感覺要掉下來一樣。”教師解釋并引導道：“人在最上面的時候，有一刻是靜止的，這時它有一定的重力勢能，其大小由物體所在的高度和質量決定，因此它的公式是：Ep=mgh。但是，轉到最底下的時候它的高度就會變成0，根據公式它的重力勢能也為0，那么這部分能量去哪了呢？難道消失了嗎？”學生們對此紛紛討論起來，有人說它肯定是消失了，因為沒有了高度。有人說它還有一定的速度，所以就還有一定的能量，但是可能轉化成別的能量了……學生們爭執不下。接著，教師讓學生們帶著“重力勢能究竟去哪里了”這個問題進行實驗探究。學生們便利用教師事先準備好的實驗道具開始動手實驗，從實驗中尋找答案。

在這節課中，教師通過聯系學生的生活實際，利用他們經常玩耍的過山車引入這節課的知識，并且引導他們對勢能的轉化提出疑問，讓他們根據這個問題展開實驗探究，效果較好。可見，教師在教學過程中從生活現象入手，將物理知識與學生的實際生活聯系起來，具有很好的教學效果。

二、鼓勵大膽猜想，進行假設

提出問題之后，教師需要引導學生對問題進行思考并做出假設，促使學生在實驗過程中驗證所提出的假設是否正確，而不是迷茫地、沒有目的地做實驗。在這個階段，教師應鼓勵學生大膽猜想，為之后的實驗探究做好鋪墊。

例如，教學第十一章中的“杠桿”這一內容時，教師拿出一個杠桿，在兩邊長度不等的位置掛上質量不等的秤砣后，向學生解釋道：“杠桿的兩邊，其中一邊稱作動力臂L1，這邊掛的重物是動力F1;另一邊則稱作阻力臂L2，掛的重物為阻力F2。”接著，教學生如何測量。學生們掌握了測量方法之后，教師提出問題：“同學們請認真觀察和思考，現在這個杠桿偏向一邊，是不平衡的，怎樣做才能使它平衡呢？”學生們開始觀察并思考，發現動力臂L1比阻力臂L2長，但是阻力F2又比動力F1大，他們思考后，說道：“是不是L1=L2并且F1=F2就可以保持平衡呢？”教師說道：“兩邊的情況保持一致，就一定是平衡的，但是如何在兩邊不相等的情況下讓杠桿保持平衡呢？”學生們思考一番后，提出假設，說道：“是不是讓L1×F1=L2×F2就可以讓杠桿保持平衡呢？”接著，教師讓學生們開始實驗探究，驗證這個假設是否正確。

在這節課中，教師先對杠桿中的力和力臂進行講解，然后讓學生仔細觀察杠桿，一步步引導學生提出杠桿保持平衡的假設。教師在教學過程中引導學生進行觀察、想象和思考，對實驗進行假設，可以為之后的實驗探究做好鋪墊。

三、設計個性方案，自主操作

有了假設之后，就必須通過實驗對假設進行驗證，因為假設畢竟只是學生通過對問題的觀察和想象得來的，不能代表真實情況。所以，教師應該引導學生針對假設設計相關實驗方案，以保證實驗能夠順利進行。在開展實驗探究的過程中，教師要鼓勵學生自主操作，實時記錄實驗數據。

例如，教學第十三章中的“電路”這一內容時，教師先帶學生了解電路的基本框架，讓學生了解電源、導線、開關和用電器這幾部分共同構成一個閉合電路，其中電源提供電能，導線是輸送電能的，用電器是消耗電能的，開關則控制著整個電路的接通或斷開。隨后，為了讓學生了解電路中串聯和并聯的區別，教師帶領學生們開展實驗探究。實驗設置了兩個電路互為對照組，一個是串聯，即一條導線上連接兩個小燈泡且只有一個總開關。另一個則是并聯，即總共有兩條線，一條線上一個小燈泡，每條線都有開關而且有總開關。學生先將所有的開關閉合，這時所有的燈泡都是亮的，這保證了電路可以正常使用。接下來，教師讓學生分別損壞串聯和并聯電路中的其中一個燈泡，并對其進行觀察。操作后，學生發現串聯電路中兩個燈泡都滅了，并聯電路中只有那個損壞的燈泡滅了，另一個燈泡還亮著。通過分析，學生們對這個實驗總結如下：串聯電路中的電器會相互影響，并聯電路中各用電器互不影響。

在這節課中，教師幫助學生設計了實驗的對照組，進行對比實驗，讓學生發現串聯、并聯電路之間的差別。教師在教學過程中應該引導學生自主實驗，并學會觀察和記錄實驗現象，不要錯過任何細節，這樣才能得出正確的實驗結論。

四、分析所得數據，形成結論

學生們在做完實驗之后，會記錄下所觀察的實驗現象以及在實驗過程中得出的一系列資料和數據。這時，教師應該引導學生分析這些資料和數據，利用這些資料驗證之前的假設是否正確，從而得出科學的實驗結論。

例如，教學第十三章中的“電壓”這一內容時，考慮到學生如果能夠了解串、并聯電路中電壓的區別，就能夠很好地區分串、并聯這一情況，教師先教學生如何使用電壓表測量電壓，然后組織學生進行實驗探究。在實驗中，教師分別設置了將兩個燈泡進行串聯的電路和將兩個燈泡進行并聯的電路。然后，教師讓學生們測量電源兩端的電壓U以及燈泡兩端的電壓U1和U2。學生們所測量的數據如下：串聯電路中U1=4V，U2=2V，U=6V;并聯電路中U1=6V，U2=6V，U=6V。接著，教師讓學生們分析這些數據之間有什么關系。學生們分析并交流了一會兒后，驚奇地說道：“串聯電路中的總電壓等于兩個燈泡電壓之和，即U=U1+U2=4V+2V=6V，而并聯電路中的總電壓和兩個燈泡之間的電壓相等，即U=U1=U2=6V。”于是，學生們做出如下總結：串聯電路中的總電壓等于各部分電壓之和，而并聯電路中的總電壓與各支路電壓相等。

在這節課中，教師通過組織學生開展實驗，讓學生自主對測得的實驗數據進行分析，最終幫助學生得出有效結論。可見，教師在開展實驗的過程中，不僅要鼓勵學生認真觀察實驗現象，還要讓學生認真分析他們在實驗中獲得的資料和數據，這樣才能體現實驗的價值所在。

物理作為一門自然科學，是人們從生活中總結出來的經驗，教師不能簡單地將這些經驗灌輸給學生，而應該讓知識回歸到生活中，應用到生活中。因此，物理教師應該積極開展實驗探究活動，培養學生的實驗觀察能力，讓學生在實驗過程中去發現，去創新，去探索真理，從而提升學生的物理科學思維能力。

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