巧用物理实验引申探究能力

严峰

物理学科是实验性学科，但在过去的教学中，往往存在轻视实验，轻视培养探究能力的现象.新课程标准要求学生不仅要具备良好的思维习惯，还要尝试运用科学原理及研究方法，对科学进行理解掌握，培养一定的科学探究能力及科学素养.所以，教师应该结合物理实验，引导学生进行适当的实验设计、分析及推理，在此过程中，可以更深层次地挖掘知识，培养学生探究的能力.

物理实验教学，教师应该认真备课，根据学生学情，认真设计教学方案，让学生积极参与实验方案设计、实验现象观察、实验结果分析及推理，更深层次挖掘相关知识.许多高中一线教师，一直探究如何有效开展实验教学，培养学生的思维、探究、创新能力，本文提出三点想法，旨在提供借鉴.

一、创建情境，以生为本，激发兴趣

大千世界中物理知识众多，教师应善于运用熟悉的物体、现象创设不同的意境，以激发学生学习的兴趣，提高运用物理知识解决身边现象的能力.

比如讲解“角动量守恒定律”时，为了激发学生学习、探究本节课的兴趣，教师先用幻灯片放映直升飞机的开启过程：开启主螺旋桨电源，螺旋桨依照顺时针方向转动—机身反向转动，调整螺旋桨控制电位器—螺旋桨转动加速—机身反向转动加速.根据幻灯片展示现象，教师提出问题：“飞机为什么要安装螺旋桨，螺旋桨起什么作用，没有它飞机会怎样？”.教师告知学生：“学习本节课就可以解决以上问题.”由于本节课知识难度较大，学生理解困难，为避免挫败学生积极型，教师首先用幻灯片演示“角动量守恒定律”现象，给予学生一个感性的认识，更大激发学生探究学习的动力.又如，“磁现象和磁场”是磁场章节中重要的一节，生活中学生也有所接触，初中学习已有基础，但是磁之间的相互作用是抽象的，为了满足学生探究新实验的兴趣，课前教师布置问题：“生活中有哪些磁现象，举例说明熟悉的现象及应用”，上课后让学生踊跃回答，教师通过多媒体方法让学生了解更多的磁场、太阳的磁场和自然界（比如极光、黑子）的一些现象及应用（磁悬浮列车、飞鸽依靠地磁场识路）.由于学生初中已有相关知识基础，在教师的引导下，他们能提出通电导线对小磁针的作用.教师指出其实在1820年，奥斯特就已经探究出成绩，多媒体展示奥斯特的实验过程，因磁场的抽象性，所以增加了学生理解的难度，教师要引导学生大胆提出疑问.为了有效解决这些问题，教师在本节课尽量采用多媒体教学，给学生更强的直观性，不仅有效提高了学生的知识面，还激发了学生动手探究的欲望.

教师不仅可以创设与生活、经验相关的背景，也可以创设一些新颖与奇特、悬念与冲突的情景问题，激发学生探究学习的动机.教师在教学过程中要注意强化学生的主动参与意识，只有通过设置熟悉、新颖、悬念的背景，才能激发学生内在的学习动机与探索欲望，提高探究能力.

二、问题引导，联系猜想，深层探究

针对某些抽象的物理知识，教师提供实验器材，让学生在已有知识或实验基础上，萌发新的想法和观念，设计形成初步的实验框架.通过实验设计、实验操作，学生容易将抽象的物理知识具体化、形象化，更深层次地探究及挖掘出难以理解的知识.

比如，“惯性”章节是高中物理知识的难点问题，学生已有初中知识基础，知道惯性是物体保持自身运动状态的性质，但学生很难理解惯性与质量的关系.所以给学生进行如下实验演示：在试管中放入塑料小球并装满水，木塞塞口，把试管放在小车上，自上而下自然释放，教师让学生注意观察塑料小球的运动情况.实验开始之前，教师先让学生预测塑料小球的运动情况，然后观察实验现象.与学生预测相反，塑料小球向后运动.为了让学生联系猜想，教师给学生充分时间进行讨论，这几分钟学生会积极讨论，有的学生会静静思考，质疑精神强的学生怀疑实验不科学，经过学生充分的思考、提问问题、联系猜想及探究之后，教师指导学生做第二个实验：在试管中放入金属小球并灌满水，木塞塞口，把试管放在小车上，自上而下自然释放.让学生仔细观察实验现象，并与第一个实验进行对比.让学生以小组形式列表比较、讨论两组实验的不同.小组学生总结出：两个小球的质量不同；水、塑料小球、金属小球均具有惯性；试管中没有空余部分，惯性大的物体向前运动，惯性小的物体则反向运动.通过两次实验演示，学生理解了惯性与质量之间的关系，认识到实验的直观性，对实验探究产生兴趣.

为了挖掘学生的探究能力，教师可以给学生提供实验材料，让学生提出疑问、假设、猜想，在保证安全的情况下，让学生实验探究.在实验操作中，教师要引导学生进行标准的操作步骤，联系思考与相关实验原理及理论知识.通过积极参与实验，学生可以直观地理解深层次知识.

三、实践操作，观察总结，内化能力

新课程标准要求，教师应调动学生积极参与课堂，在实验操作过程中，观察总结实验现象，归纳相关知识，提高学生的学习总结能力；通过实验设计，可以掌握并区别不同的试验方法，养成良好的思维推理习惯，切实提高学生的探究能力及创新能力.

例如讲解“大气压”时，教师可以这样设计实验：学生以小组合作形式自主进行，能培养学生们合作潜能.第一个实验是“覆杯留水”实验，学生观察实验现象之后，很多学生以为是水把纸给粘住了.教师组织学生进行第二个实验： “细管留水”，学生观察实验现象，总结出确实存在大气压，但是部分学生学习能力强，提出新的问题：大气压的方向如何.此时，教师指导学生进行第三个实验：用小的“橡胶帽”吸引大玻璃.通过这个实验，学生能够自主观察并总结出各个方向都存在大气压，而且大气压压力较大.这些实验可以教师单独演示，但是更应鼓励学生自己设计操作，通过边思考边动手，使学生积极主动地参与学习.

所以，在实验教学中，条件允许情况下，教师应尽量将演示实验转化为独立实验或小组合作探究实验，在小组自主创作中，能培养学生的表达能力、合作能力及探究能力.

很多现代企业要求刚毕业的学生具有较强的创新精神及创新能力，实验课设置的目的也是培养学生的探究能力，但是如何有效利用物理实验达到此目的，是广大一线物理教师一直困扰的问题.这要求教师要注意结合学生们的知识基础与生活经验，创设意境—提出问题—实践操作，充分调动学生的积极性，真正成为学习的主人.