“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

顏學(xué)輝

【摘 要】 物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過科學(xué)探究活動，讓學(xué)生在實驗中體驗物理，在體驗中感受物理，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，使學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)一定的學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生充分感覺物理的美，體會成功的愉悅。

【關(guān)鍵詞】 科學(xué)探究? 發(fā)現(xiàn)問題? 解決問題? 終身學(xué)習(xí)

科學(xué)探究，是義務(wù)教育課程改革中符合時代的產(chǎn)物。科學(xué)探究活動就是要讓學(xué)生親身經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗物理，在體驗中感受物理，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，使學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)一定的學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生充分感覺物理的美，體會成功的愉悅。以下是筆者就“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用的一點(diǎn)嘗試，教學(xué)中取得了較好的效果，在逐步培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中可分以下三個步驟進(jìn)行：

一、教師啟發(fā)講解，學(xué)生模仿設(shè)計

教師通過課堂知識的講解，滲透物理研究方法，使學(xué)生從中獲得啟示，再以課外興趣小組的形式，討論教師準(zhǔn)備好的課題，學(xué)生進(jìn)行模仿設(shè)計，使學(xué)生親身經(jīng)歷類似科學(xué)探究的過程，獲得親自參與科學(xué)探究的體驗，激發(fā)學(xué)生的興趣，初步了解科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

例如，在講解了密度計的原理和密度計的使用之后，可解決以下問題，如圖1所示，有一物體A懸浮在某液體中，現(xiàn)有一密度計，如何測量物體A的密度？對此問題，先由學(xué)生互相討論，再由教師提示對物體 A 和密度計進(jìn)行受力分析之后，由學(xué)生得出答案：用密度計測量液體的密度ρ液，由于物體A懸浮在液體中，因而ρ液與ρA大小相等。此問題是根據(jù)密度計的原理，將對固體密度的測量轉(zhuǎn)化為對液體密度的測量，課后給學(xué)生布置如下的練習(xí)題：如何用天平、密度計、大口徑燒杯、量筒、鹽、玻璃棒等器材，測量新鮮雞蛋的密度。經(jīng)學(xué)生分組討論后得出了幾種測量方案，較好的一種方案是：將雞蛋放入燒杯中，放入適量的水，向水中一邊倒鹽一邊用玻璃棒攪拌，直到雞蛋懸浮在鹽水中為止，用密度計測量鹽水的密度? ?ρ鹽水，則有ρ鹽水=ρ蛋。通過此問題的訓(xùn)練，使學(xué)生既理解了密度的概念，又靈活運(yùn)用了浮力知識，學(xué)生獨(dú)立解題能力得到了培養(yǎng)。通過這樣的訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，又給學(xué)生提供了充分展示自己才能的機(jī)會，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的能力，使所學(xué)知識得以融會貫通。

二、講清原理， 獨(dú)立設(shè)計

通過第一階段的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)初步具備了一定的設(shè)計實驗的思路和基本方法，在此基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決一些簡單的實際問題，通過積極開展實踐活動，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)探究實踐中充分體驗、學(xué)會思考，加深了對知識的進(jìn)一步理解。

例如，在復(fù)習(xí)大氣壓強(qiáng)測量實驗時，課本上有液體氣壓計（托里拆利管）和無液氣壓計，其原理分別是將對氣體壓強(qiáng)的測量轉(zhuǎn)化為對液體壓強(qiáng)和固體形變的測量，經(jīng)過教師演示和對實驗原理進(jìn)行分析，使學(xué)生明確測量方法，理解測量原理之后提供的器材有：集氣瓶、瓶塞、水、彈性橡膠薄膜、細(xì)細(xì)玻璃管等。教師先講清各種器材的作用和使用方法，然后讓學(xué)生課后討論。學(xué)生經(jīng)過討論給出了兩種測量方案：第一種方案是課本后面的小實驗，如圖2所示，將下玻璃管穿過塞子插入水中，塞緊塞子，用嘴向瓶內(nèi)吹氣，停止吹氣后液體將在管中上升一定高度。當(dāng)外部大氣壓減小時，管中液柱上升，反之下降。因此可通過管內(nèi)液柱的升降來測量大氣壓的變化。第二種方案如圖3所示，將裝有半瓶水的集氣瓶倒置于水槽中，當(dāng)外界大氣壓變大時，瓶內(nèi)液面升高，反之液面下降。學(xué)生獨(dú)立設(shè)計的這兩套測量大氣壓的實驗方案，是依據(jù)大氣壓支持液柱原理設(shè)計出來的。通過這樣的實踐訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的方法;同時這類教學(xué)活動又給學(xué)生提供了創(chuàng)造性思維發(fā)展的空間，使學(xué)生在解決問題中靈活運(yùn)用所學(xué)知識，反過來也會促進(jìn)學(xué)生對知識的深入理解和鞏固，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

三、方法養(yǎng)成，開放性設(shè)計實驗

通過前兩個階段的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生已基本了解了“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”的一般方法，具有了分析問題和解決問題的基本思路。因此可讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更進(jìn)一層的實驗設(shè)計，使學(xué)生將所學(xué)知識得以升華，進(jìn)一步提高實踐動手能力。

例如，在復(fù)習(xí)“多彩的光”時，有這樣一個問題：“給你一杯水，你能用它來做哪些有趣的物理實驗（允許添加一些必要的輔助器材）”？在學(xué)生設(shè)計的測量方案中有兩個具有一定的代表性和創(chuàng)新性，一是在盛水透明杯中放入一枚硬幣，將眼睛從側(cè)面看去，在適當(dāng)?shù)慕嵌瓤梢钥匆娙队矌拧现皇钦f明可以看見兩枚硬幣，第三枚硬幣是有學(xué)生在探究實踐中發(fā)現(xiàn)的。通過分析得知，第三枚硬幣是由于杯子側(cè)壁的反射形成的虛像。同學(xué)們在探究知識的過程中自己發(fā)現(xiàn)了與課本不同的現(xiàn)象，非常興奮，徹底體驗了發(fā)現(xiàn)的快樂和成功的感覺，令他們感到十分滿足;另一種方法是將一杯水放在桌子上可以驗證聲音的響度與振幅的關(guān)系，該實驗是學(xué)生經(jīng)查資料而設(shè)計的方案。通過該實驗的設(shè)計，可使學(xué)生學(xué)一知二，既鞏固了所學(xué)知識，又培養(yǎng)了學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法和科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的興趣，鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨(dú)立選材、獨(dú)立設(shè)計的初步能力，提高了學(xué)生一定的實際操作能力。

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”是一個長期、循序漸進(jìn)的過程，在物理實驗教學(xué)中，需要有計劃、有目的地進(jìn)行合理安排，精心設(shè)計訓(xùn)練題目，進(jìn)行耐心的指導(dǎo)，才能切實提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望和創(chuàng)造欲望，促進(jìn)“科學(xué)探究性學(xué)習(xí)”的形成，同時也促進(jìn)了物理教學(xué)的深入，突破實驗設(shè)計這一教學(xué)難點(diǎn)，提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生正確的學(xué)習(xí)觀和價值觀。

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