毛麗

摘 要：教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，除了重視讓學(xué)生掌握課本上的知識(shí)之外，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中，形成探究性學(xué)習(xí)方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維。文章從實(shí)驗(yàn)的提出問(wèn)題、進(jìn)行假設(shè)、自主操作和形成結(jié)論的一般過(guò)程來(lái)介紹怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究;初中物理;物理科學(xué)思維;教學(xué)方式;動(dòng)手操作能力;科學(xué)思維方式

中圖分類(lèi)號(hào)：G421;G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2019）29-0040-02

隨著課程改革和教育事業(yè)的發(fā)展，物理教學(xué)越來(lái)越重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。在物理教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該成為教師開(kāi)展教學(xué)工作的重要手段。教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，除了重視讓學(xué)生掌握課本上的知識(shí)之外，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中，形成探究性學(xué)習(xí)方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維。實(shí)驗(yàn)探究可以讓學(xué)生親身實(shí)踐，在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)原理，獲得科學(xué)性的知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)思維方式。本文從實(shí)驗(yàn)的提出問(wèn)題、進(jìn)行假設(shè)、自主操作和形成結(jié)論的一般過(guò)程來(lái)介紹怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維。

一、結(jié)合生活現(xiàn)象，提出問(wèn)題

要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，就必須先設(shè)置一定的問(wèn)題，問(wèn)題的設(shè)置要保證學(xué)生對(duì)其有探索的欲望。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活提出問(wèn)題，并使問(wèn)題能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣，進(jìn)而促使學(xué)生積極、認(rèn)真地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。

例如，教學(xué)第十二章中的“動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化”這一內(nèi)容時(shí)，教師問(wèn)學(xué)生：“同學(xué)們坐過(guò)過(guò)山車(chē)嗎？坐過(guò)山車(chē)時(shí)有什么發(fā)現(xiàn)嗎？”有的學(xué)生說(shuō)：“它轉(zhuǎn)下來(lái)的時(shí)候特別快，但是轉(zhuǎn)到最上面時(shí)會(huì)停一下，感覺(jué)要掉下來(lái)一樣。”教師解釋并引導(dǎo)道：“人在最上面的時(shí)候，有一刻是靜止的，這時(shí)它有一定的重力勢(shì)能，其大小由物體所在的高度和質(zhì)量決定，因此它的公式是：Ep=mgh。但是，轉(zhuǎn)到最底下的時(shí)候它的高度就會(huì)變成0，根據(jù)公式它的重力勢(shì)能也為0，那么這部分能量去哪了呢？難道消失了嗎？”學(xué)生們對(duì)此紛紛討論起來(lái)，有人說(shuō)它肯定是消失了，因?yàn)闆](méi)有了高度。有人說(shuō)它還有一定的速度，所以就還有一定的能量，但是可能轉(zhuǎn)化成別的能量了……學(xué)生們爭(zhēng)執(zhí)不下。接著，教師讓學(xué)生們帶著“重力勢(shì)能究竟去哪里了”這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生們便利用教師事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)道具開(kāi)始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中尋找答案。

在這節(jié)課中，教師通過(guò)聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，利用他們經(jīng)常玩耍的過(guò)山車(chē)引入這節(jié)課的知識(shí)，并且引導(dǎo)他們對(duì)勢(shì)能的轉(zhuǎn)化提出疑問(wèn)，讓他們根據(jù)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究，效果較好?？梢?jiàn)，教師在教學(xué)過(guò)程中從生活現(xiàn)象入手，將物理知識(shí)與學(xué)生的實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)，具有很好的教學(xué)效果。

二、鼓勵(lì)大膽猜想，進(jìn)行假設(shè)

提出問(wèn)題之后，教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考并做出假設(shè)，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中驗(yàn)證所提出的假設(shè)是否正確，而不是迷茫地、沒(méi)有目的地做實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)階段，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，為之后的實(shí)驗(yàn)探究做好鋪墊。

例如，教學(xué)第十一章中的“杠桿”這一內(nèi)容時(shí)，教師拿出一個(gè)杠桿，在兩邊長(zhǎng)度不等的位置掛上質(zhì)量不等的秤砣后，向?qū)W生解釋道：“杠桿的兩邊，其中一邊稱(chēng)作動(dòng)力臂L1，這邊掛的重物是動(dòng)力F1;另一邊則稱(chēng)作阻力臂L2，掛的重物為阻力F2?！苯又?，教學(xué)生如何測(cè)量。學(xué)生們掌握了測(cè)量方法之后，教師提出問(wèn)題：“同學(xué)們請(qǐng)認(rèn)真觀(guān)察和思考，現(xiàn)在這個(gè)杠桿偏向一邊，是不平衡的，怎樣做才能使它平衡呢？”學(xué)生們開(kāi)始觀(guān)察并思考，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力臂L1比阻力臂L2長(zhǎng)，但是阻力F2又比動(dòng)力F1大，他們思考后，說(shuō)道：“是不是L1=L2并且F1=F2就可以保持平衡呢？”教師說(shuō)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(xué)生們思考一番后，提出假設(shè)，說(shuō)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(xué)生們開(kāi)始實(shí)驗(yàn)探究，驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)是否正確。

在這節(jié)課中，教師先對(duì)杠桿中的力和力臂進(jìn)行講解，然后讓學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察杠桿，一步步引導(dǎo)學(xué)生提出杠桿保持平衡的假設(shè)。教師在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀(guān)察、想象和思考，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行假設(shè)，可以為之后的實(shí)驗(yàn)探究做好鋪墊。

三、設(shè)計(jì)個(gè)性方案，自主操作

有了假設(shè)之后，就必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，因?yàn)榧僭O(shè)畢竟只是學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的觀(guān)察和想象得來(lái)的，不能代表真實(shí)情況。所以，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)假設(shè)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案，以保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生自主操作，實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

例如，教學(xué)第十三章中的“電路”這一內(nèi)容時(shí)，教師先帶學(xué)生了解電路的基本框架，讓學(xué)生了解電源、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)和用電器這幾部分共同構(gòu)成一個(gè)閉合電路，其中電源提供電能，導(dǎo)線(xiàn)是輸送電能的，用電器是消耗電能的，開(kāi)關(guān)則控制著整個(gè)電路的接通或斷開(kāi)。隨后，為了讓學(xué)生了解電路中串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別，教師帶領(lǐng)學(xué)生們開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了兩個(gè)電路互為對(duì)照組，一個(gè)是串聯(lián)，即一條導(dǎo)線(xiàn)上連接兩個(gè)小燈泡且只有一個(gè)總開(kāi)關(guān)。另一個(gè)則是并聯(lián)，即總共有兩條線(xiàn)，一條線(xiàn)上一個(gè)小燈泡，每條線(xiàn)都有開(kāi)關(guān)而且有總開(kāi)關(guān)。學(xué)生先將所有的開(kāi)關(guān)閉合，這時(shí)所有的燈泡都是亮的，這保證了電路可以正常使用。接下來(lái)，教師讓學(xué)生分別損壞串聯(lián)和并聯(lián)電路中的其中一個(gè)燈泡，并對(duì)其進(jìn)行觀(guān)察。操作后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)串聯(lián)電路中兩個(gè)燈泡都滅了，并聯(lián)電路中只有那個(gè)損壞的燈泡滅了，另一個(gè)燈泡還亮著。通過(guò)分析，學(xué)生們對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)總結(jié)如下：串聯(lián)電路中的電器會(huì)相互影響，并聯(lián)電路中各用電器互不影響。

在這節(jié)課中，教師幫助學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)電路之間的差別。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，并學(xué)會(huì)觀(guān)察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不要錯(cuò)過(guò)任何細(xì)節(jié)，這樣才能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

四、分析所得數(shù)據(jù)，形成結(jié)論

學(xué)生們?cè)谧鐾陮?shí)驗(yàn)之后，會(huì)記錄下所觀(guān)察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得出的一系列資料和數(shù)據(jù)。這時(shí)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析這些資料和數(shù)據(jù)，利用這些資料驗(yàn)證之前的假設(shè)是否正確，從而得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

例如，教學(xué)第十三章中的“電壓”這一內(nèi)容時(shí)，考慮到學(xué)生如果能夠了解串、并聯(lián)電路中電壓的區(qū)別，就能夠很好地區(qū)分串、并聯(lián)這一情況，教師先教學(xué)生如何使用電壓表測(cè)量電壓，然后組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在實(shí)驗(yàn)中，教師分別設(shè)置了將兩個(gè)燈泡進(jìn)行串聯(lián)的電路和將兩個(gè)燈泡進(jìn)行并聯(lián)的電路。然后，教師讓學(xué)生們測(cè)量電源兩端的電壓U以及燈泡兩端的電壓U1和U2。學(xué)生們所測(cè)量的數(shù)據(jù)如下：串聯(lián)電路中U1=4V，U2=2V，U=6V;并聯(lián)電路中U1=6V，U2=6V，U=6V。接著，教師讓學(xué)生們分析這些數(shù)據(jù)之間有什么關(guān)系。學(xué)生們分析并交流了一會(huì)兒后，驚奇地說(shuō)道：“串聯(lián)電路中的總電壓等于兩個(gè)燈泡電壓之和，即U=U1+U2=4V+2V=6V，而并聯(lián)電路中的總電壓和兩個(gè)燈泡之間的電壓相等，即U=U1=U2=6V?！庇谑牵瑢W(xué)生們做出如下總結(jié)：串聯(lián)電路中的總電壓等于各部分電壓之和，而并聯(lián)電路中的總電壓與各支路電壓相等。

在這節(jié)課中，教師通過(guò)組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主對(duì)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終幫助學(xué)生得出有效結(jié)論?？梢?jiàn)，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不僅要鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還要讓學(xué)生認(rèn)真分析他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中獲得的資料和數(shù)據(jù)，這樣才能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值所在。

物理作為一門(mén)自然科學(xué)，是人們從生活中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，教師不能簡(jiǎn)單地將這些經(jīng)驗(yàn)灌輸給學(xué)生，而應(yīng)該讓知識(shí)回歸到生活中，應(yīng)用到生活中。因此，物理教師應(yīng)該積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去發(fā)現(xiàn)，去創(chuàng)新，去探索真理，從而提升學(xué)生的物理科學(xué)思維能力。

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