郭獻(xiàn)陽(yáng)

福建省德化第二中學(xué)

實(shí)驗(yàn)探究旨在引導(dǎo)學(xué)生能夠像科學(xué)家一樣發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，其對(duì)于提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)以及凸顯學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位有著重要意義。既是物理學(xué)科的特色，也是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的必要手段。

一、問題的提出

教師在創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)問題情境時(shí)，要注意留給學(xué)生充分的思考空間，然后對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)，從而發(fā)現(xiàn)并提出具有科學(xué)性的探究問題。

1、由此及彼

教師通過找尋生活中與課題知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容來創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解答。例如，在探究“影響電阻大小的因素”時(shí)，教師可以讓學(xué)生想一想人在道路上行走時(shí)，什么情況會(huì)阻礙人的前進(jìn)，學(xué)生可能會(huì)想到道路相對(duì)比較狹窄、且車流量多等情形，接著引出阻礙電流通過的因素，進(jìn)而聯(lián)想到導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積等因素。

2、實(shí)驗(yàn)演示

從一個(gè)小的演示實(shí)驗(yàn)入手來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這種方法在初中物理教學(xué)中較為常見，也比較實(shí)用。學(xué)生在專注地觀察實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象時(shí)，注意力保持著高度集中，也激發(fā)了對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的探求欲望。例如，在探究“光的折射規(guī)律”時(shí)，教師可以通過一個(gè)碗和一枚硬幣來做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。先將硬幣放入碗中然后舉起來讓學(xué)生通過觀察可以看到碗的底部，這時(shí)并不能看到硬幣；接著教師向碗中倒入水，再讓學(xué)生觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)碗底浮現(xiàn)了硬幣。進(jìn)而將教學(xué)方向?qū)蛱骄颗c光的折射相關(guān)的問題中。

3、分析推導(dǎo)

引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，在新的教學(xué)情境中產(chǎn)生質(zhì)疑并提出疑問，進(jìn)而通過推理和分析得出結(jié)論，這一過程強(qiáng)調(diào)的是對(duì)學(xué)生自主獲取知識(shí)能力的培養(yǎng)。例如，在探究“影響小燈泡電功率大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，教師可以讓學(xué)生對(duì)比一節(jié)干電池下和兩節(jié)干電池下的小燈泡亮度，以及在燈泡串聯(lián)電流表和滑動(dòng)變阻器時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值分別在較大和較小時(shí)所對(duì)應(yīng)的燈泡亮度，從而啟發(fā)學(xué)生開始思考是什么影響了燈泡的亮度變化。

二、猜想與假設(shè)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)匯總，只有找準(zhǔn)探究方向才能夠進(jìn)行有目的且高效地科學(xué)探究。確定實(shí)驗(yàn)探究因素是主要環(huán)節(jié)，一般地，在初中物理實(shí)驗(yàn)中一般多會(huì)用到控制變量法，即引導(dǎo)學(xué)生猜想單個(gè)因素或是多個(gè)因素，并對(duì)其觀點(diǎn)羅列證據(jù)來證明觀點(diǎn)的正確性。這一環(huán)節(jié)其實(shí)對(duì)于初中學(xué)生來說有一定難度，需要對(duì)生活現(xiàn)象和所學(xué)知識(shí)有著較高的綜合運(yùn)用能力。因此教師在這一環(huán)節(jié)中要充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，可以為學(xué)生提供一方面的指導(dǎo)，來供學(xué)生進(jìn)行分析、思考，最后提出假設(shè)。

在學(xué)生提出猜想與假設(shè)后，教師要參與到學(xué)生的探究驗(yàn)證中，引導(dǎo)學(xué)生將相同因素進(jìn)行歸類，從而明確出需要探究的實(shí)驗(yàn)因素。這一過程考驗(yàn)的是教師對(duì)于學(xué)生排除與實(shí)驗(yàn)無關(guān)因素的能力的培養(yǎng)。例如，在探究“影響液體壓強(qiáng)大小的因素”時(shí)，學(xué)生根據(jù)之前所學(xué)過的“壓強(qiáng)”知識(shí)可能會(huì)覺得液體壓強(qiáng)的大小與重力有關(guān)，接著教師可以讓學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)底面積相等，但橫截面不同的容器；分別向兩個(gè)容器中導(dǎo)入等量的水，并用橡皮膜扎進(jìn)瓶口，這一步驟在于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)在等質(zhì)量水的情況下，重力也是相同的，然后觀察橡皮膜的凹陷程度。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)橫截面較窄的容器，其水面越深，橡皮膜的凹陷程度就越大，從而順利地將學(xué)生的思維引到了“液體深度”這一因素中來。

此外，教師要注意在這一環(huán)節(jié)中，也應(yīng)讓學(xué)生知道有很多因素都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)各種變量加以控制。例如，在探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”時(shí)，探究運(yùn)動(dòng)方向?qū)τ诟袘?yīng)電流的影響就需要控制磁場(chǎng)的大小、方向以及導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度等因素的固定不變，只改變某一因素，其他條件相同即可。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等于制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，該環(huán)節(jié)在物理探究實(shí)驗(yàn)中有著承上啟下的作用，既是對(duì)之前環(huán)節(jié)成果的檢驗(yàn)，也是開啟下一環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，為具體操作做準(zhǔn)備。

初中學(xué)生接觸物理學(xué)科的時(shí)間并不是很長(zhǎng)，因此對(duì)于科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式還不是很熟悉，所以教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié)中不應(yīng)對(duì)學(xué)生有過高的要求，可以先讓學(xué)生自主閱讀課本上的實(shí)驗(yàn)步驟，然后進(jìn)行步驟表述即可。例如，在“測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度”實(shí)驗(yàn)中，教師就可以先讓學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)步驟：1、將長(zhǎng)木板一端用木塊墊起，形成坡度較小的一個(gè)斜面；2、將小車放在斜面的高處，并以此為A 點(diǎn)，低端為B 點(diǎn)，讓小車沿斜面AB 滑下，并用停表記錄測(cè)量小車行駛AB 段路程所用的時(shí)間；3、用刻度尺測(cè)量出AB 的長(zhǎng)度，并做記錄；4、利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合公式v=S/t 計(jì)算出小車的運(yùn)動(dòng)速度。

接下來就需要學(xué)生制定一個(gè)較為詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，即設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的方案，并能夠在計(jì)劃中條理清晰地標(biāo)明實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)會(huì)使用表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。這一環(huán)節(jié)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的選擇和使用，當(dāng)然，這需要日積月累的不斷接觸，需要學(xué)生對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)器材的原理和使用方法了如指掌。例如，在“測(cè)量電功率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)所選取的探究對(duì)象應(yīng)是小燈泡，有很多學(xué)生會(huì)去選擇定值電阻；此外，該實(shí)驗(yàn)還要注意選擇合適的電流表和電壓表量程。

綜上所述，在初中物理實(shí)驗(yàn)探究課堂中，教師要凸顯學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣，在實(shí)踐操作的過程中發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題，促進(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的有效提升。