耿克忠

(保定三中 河北 保定 071000)

物理是以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學和高考中占有重要的地位，筆者在高考實驗復習中，通過利用多種探究式教學方式，突破實驗復習難點取得了較好的教學效果，現(xiàn)在撰文與同行交流．

1 學情分析

現(xiàn)行的實驗教學一般是這樣的，高一、高二和高三隨物理課程的進行，學生隨堂就把實驗做了，學生做實驗時興趣很高，做得也很投入，相對應的基礎知識、基本操作技能當時也就掌握了．但是由于實驗是零散進行的，缺乏系統(tǒng)的學習、總結(jié)和提高，學生的實驗綜合能力薄弱．進入高考復習階段，對學生的實驗能力要求更高，尤其是對實驗設計、創(chuàng)新能力要求更高．一般的處理方法是教師在教室課堂上把實驗要點講一下，稍加總結(jié)，隨后進行大量的強化訓練．這種教學方法的弊端是學生被動地接受學習，學到的實驗知識沒有和自己的實際實驗操作結(jié)合起來，知識理解不到位，能力提高不上去．因此，實驗教學需要利用探究式教學，使學生動手動腦，而且動手動腦相結(jié)合，自己探究，在探究過程中理解知識，掌握實驗技能方法，提高能力．

從學生角度講，學生有零散的實驗知識，但缺乏系統(tǒng)實驗知識的建構；具有一定的學習能力，有渴求進步的欲望，需要教師引導；成績有差別，需要分別對待；自我評價不穩(wěn)定，需要成功的體驗；有熟練的電腦操作技能．

失ΔE如何變？當木塊的質(zhì)量M趨于無窮大時，機械能的損失ΔE又有什么趨勢？

(3)

(2)當木塊的質(zhì)量M越小時，機械能的損失ΔE如何變？當木塊的質(zhì)量M趨于零時，機械能的損失ΔE又有什么趨勢？

拓展三：將解題過程中的式(1)與式(2)相加，看看可以得到什么結(jié)果？

等式左側(cè)D為子彈相對于木塊的位移，根據(jù)一對滑動摩擦力做的凈功W=-fL相；等式左側(cè)為木塊與子彈間的一對滑動摩擦力所做的凈功．機械能變化ΔE，等式右側(cè)為-ΔE，即損失掉的機械能ΔE損．由此可得出結(jié)論：除重力、彈力以外，只有摩擦力做功的系統(tǒng)中，滑動摩擦力所做的凈功數(shù)值上等于機械能的損失，即系統(tǒng)損失掉的內(nèi)能．

在以上的例題中，通過層層設問，步步遞進，使學生在自己的練習中體驗“一對滑動摩擦力做功之和為負功”、 “摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)損失的機械能” 以及“摩擦力做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”，從而加深了對物理規(guī)律的理解．

2 教學目標

總目標：掌握實驗的基礎知識，初步理解實驗誤差理論，具備基本實驗設計能力，培養(yǎng)學生實事求是的精神．

具體目標：

(1)會使用基本儀器，尤其是電流表、電壓表、滑動變阻器、多用電表和電阻箱；會讀游標卡尺、螺旋測微器．

(2)把握高考考試說明中要求的電學學生實驗的原理和操作注意事項．

(3)會應用分壓和限流控制電路，掌握實物連線方法．

(4)會分析使用電表帶來的誤差．

(5)掌握一定的實驗分析綜合能力，學會一定的設計實驗的能力，能評價實驗設計方案的優(yōu)缺點．

(6)在探究學習過程中體會實驗的核心是誤差，并會初步進行誤差分析．

3 教學流程

整個的教學流程如圖1所示．

圖1 高考實驗探究式教學過程示意圖

4 教學過程簡記

第一個教學模塊：熟悉實驗儀器

讓學生熟悉電學實驗儀器和基本電路的連接．電學的主要儀器有：電壓表、電流表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱、定值電阻、小電珠、電源和開關．基本電路主要是：電源的連接、電壓表與電流表的連接、分壓與限流電路的連接、伏安法測電阻電路的連接和測定電源電動勢內(nèi)電阻電路的連接．教學方法采用接受式探究．接受式探究是指從已經(jīng)弄清這些問題的人那里得到有關的信息或現(xiàn)成答案的探究．這看似簡單容易，但其中同樣包含著多種思維推理技能的運用．教師在教學中要注意從低難度、低水平的接受式探究開始，逐漸培養(yǎng)、發(fā)展和不斷提高學生的資料檢索收集和整理分析能力．在中小學階段，接受式探究也是一種值得重視的重要的學習方式[1]．

此模塊共用一課時，教學是在實驗室進行，給學生準備的材料有：學生教科書、教師編輯的基本儀器使用手冊、實驗室的儀器．教師給出明確的電路連接要求，學生動手操作，在學生操作過程中，教師注意引導學生分析電路的連接特點和功能，監(jiān)督學生改正電路操作的錯誤．

第二模塊：探究基本電路的作用

學生有了對實驗儀器的基本操作技能之后，讓學生具體探究基本電路的作用，探究過程中體會實驗誤差的產(chǎn)生和減小，采用定向歸納探究方式.定向探究是指學生所進行的各種探究活動，是在教師提供大量的指導和幫助下完成的，教師給定概念或原理，由學生自己發(fā)現(xiàn)它與具體事例的聯(lián)系的探究．歸納探究是從個別或某類事例出發(fā)，經(jīng)過探索得出一般結(jié)論的探究．定向歸納探究是指由教師提供具體事例，學生在觀察分析事例的基礎上得出概括或結(jié)論．教師對教學有較多調(diào)控——提供事件、物體和數(shù)據(jù)；引導學生進行觀察和分析，是教學的引領者和組織者，在教學過程中起主導作用．學生發(fā)揮著主體作用，即在教師指導下積極觀察事件、物體和數(shù)據(jù)，并在觀察的基礎上動腦思考，得出一般性的概括和結(jié)論．教師要求每個學生向其他同學交流自己的發(fā)現(xiàn)——概括或結(jié)論，以便相互學習．

這一部分用兩課時，在學生微機室進行，軟件環(huán)境是仿真物理實驗室網(wǎng)絡版，因為利用計算機多媒體仿真物理實驗室可以為學生提供盡可能多的實驗儀器，沒有操作時人員和儀器安全問題．教師提出以下問題：分壓和限流電路有什么特點和功能；用伏安法測電阻時，內(nèi)接和外接電路會引入什么樣的誤差；用伏安法測電源電動勢內(nèi)電阻電路會引入什么樣的誤差．學生通過自己動手連電路，看讀數(shù)，小組討論得到分壓和限流電路的選擇原則、伏安法測電阻內(nèi)接和外接電路的選擇原則，理解測電源電動勢內(nèi)電阻電路的選擇原則，掌握靈敏電流計改裝成電流表和電壓表的技能．教師進一步引導學生思考同樣的儀器怎樣選擇電路誤差最??；怎樣從眾多的儀器中選出最合適的儀器組成測量誤差最小的電路．

第三模塊：電學實驗設計

這一部分采用自由歸納探究.自由探究是指學生開展探究學習時，極少得到教師的指導和幫助，而是自己獨立完成．自由歸納探究仍然遵循歸納推理形式，但教學活動更加自由開放，學生對學習負有更大的責任．在自由歸納探究教學時，具體事例由學生自己提供，自由進行歸納概括．教師只提供探究材料，以及提出如下問題：“你能從……中得出什么概括或結(jié)論?”“經(jīng)過探究之后，請告訴我你所知道的關于……的一切”等．教師鼓勵學生互相交流和分享推理結(jié)果，以便全體學生從各自的獨特發(fā)現(xiàn)中獲益．自由歸納探究為學生的創(chuàng)造性思維的發(fā)揮提供了機會，從一定意義上說，學生只有在從事自由歸納探究時，才可以說是在從事類似科學家們的真正發(fā)現(xiàn)活動．在進行自由歸納探究時，教師扮演著不同的角色，起著不同的作用，即問題的“澄清者”．對學生出現(xiàn)的邏輯上的錯誤，諸如概括過于寬泛，推理不準確，歸因不當?shù)?，教師應當及時指出．

此模塊共用三個課時．有了前邊的基礎，這里給定學生三個電學實驗設計專題進行探究，專題分別是：測量電阻可以有幾種方法、測量電表內(nèi)阻有何特殊方法；測電源電動勢內(nèi)電阻可以有幾種方法；電壓表、電流表、電阻箱能不能起相同的作用．在學生微機室進行，軟件環(huán)境是仿真物理實驗室網(wǎng)絡版．學生先獨立的就教師提出的專題進行獨立探究學習，自己動手通過仿真物理實驗室進行不同實驗方案的實驗和比較，得出自己的結(jié)論．然后組內(nèi)討論，組間進行交流和談論．教師在下邊巡回并給予必要的指導．最后師生一起總結(jié)得到結(jié)論．

第四模塊：實驗總結(jié)

這一部分用兩個課時，用于交流各個小組的探究成果．主要采用“自主、合作、探究”教學模式．“自主、合作、探究”教學模式是指教師以問題(或任務)的形式呈現(xiàn)教學內(nèi)容，學生主動嘗試解決問題，教師在教學過程中及時提供“子級問題”幫助學生，并通過生生合作、師生互動而達到使學生掌握知識和技能的教學方式[2]．

在教室進行，教師引導，學生分組交流．有了前幾節(jié)課的鋪墊，學生討論起來非常踴躍而且言之有物．最終大部分學生可以理解實驗的核心是誤差，實驗方案的好壞以誤差的大小來衡量，數(shù)據(jù)記錄要如實的記錄誤差，數(shù)據(jù)處理不能使誤差擴大．最后師生一起總結(jié)了實驗設計的原則和基本步驟．通過總結(jié)，學生感覺實驗不再是那么可怕了．

5 課后反思

實驗原來是師生最頭疼的一部分內(nèi)容，筆者通過由淺入深、由低層次到高層次、師生積極相互配合的探究取得了傳統(tǒng)教學無法取得的效果．學生表示原來頭疼的電學設計實驗、實物連線現(xiàn)在再也不怕了，和沒有進行探究教學的平行班相比，成績要好得多．而且在教學進行的過程中，平時調(diào)皮的學生不調(diào)皮了，表現(xiàn)出非常強的動手和動腦能力．探究式教學在實驗復習中比傳統(tǒng)的授受式教學效果要好得多．

從整個的教學過程來看，學生的學習過程是愉快的．在筆者以前帶過的班級，成績稍差些的學生普遍的反映是“我承認老師講得非常好，物理知識非常有用，但是我就是不愛學習物理，到大學肯定不學物理專業(yè)”．這屆學生通過探究式教學學生學習物理的興趣得到了極大的保護和提高，尤其是在實驗專題時，學生天天盼望著去微機室上物理探究實驗課，徹底改變了傳統(tǒng)教學中教師“在課堂上講實驗，在黑板上畫實驗”和學生“課上聽實驗，課下背實驗”的習慣模式．有時有的學生甚至表示：“老師，我們不用你講了，我們自己想，自己講，大家一起講，你在旁邊看就行了”，說話時充滿自信．事實上學生的確自己做得不錯，學生思維活躍，互相啟迪，很多的觀點，已經(jīng)達到了傳統(tǒng)教學很難達到的程度，甚至超出教師的想象．當年高考以后，實驗班有三名品學兼優(yōu)同學選擇了基礎物理專業(yè)(一名清華大學、兩名哈爾濱工業(yè)大學)，他們表示已經(jīng)喜歡上了物理，這在以前的畢業(yè)生中是沒有的．可以確定的說：探究式教學能有效提高教學效果，同時在激發(fā)和保護學生學習物理積極性方面比傳統(tǒng)的接受式教學優(yōu)勢明顯．

參考文獻

1 任長松.高中新課程與探究式學習.天津：天津教育出版社.2005

2 陶·哈斯巴根，秦瑞玭，李偉軍.對創(chuàng)建“自主、合作、探究”教學模式的思考.內(nèi)蒙古師范大學學報(教育科學版)，2003，16(1)