◇ 甘肅 吳長軍

探究是探索未知，找到規(guī)律的過程和方法.利用實驗可以突破人類認識的不足，探索和檢驗客觀規(guī)律.高中物理實驗可分為驗證性實驗、探究性實驗和測量性實驗.探究性實驗是高中物理實驗中較為重要的一種，在高中物理實驗中占有較大部分.本文從2017年全國卷Ⅰ一道實驗題入手，對高考試題進行分析，探討高中物理探究性實驗的教學策略.

1 試題

例（2017年全國卷Ⅰ）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖1-甲所示.實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖1-乙記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置.（已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴）

（2）該小組同學根據(jù)圖1-乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動.小車運動到圖1-乙中A 點位置時的速度大小為m·s-1，加速度大小為m·s-2.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

解析

（1）用手輕推小車，在摩擦力作用下，小車將做減速運動.由于相等時間間隔內(nèi)的位移逐漸減小，可得小車自右向左運動.

圖1

（2）已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴，那么各點時間間隔為根據(jù)較短時間內(nèi)的平均速度近似等于中間時刻的瞬時速度，有近似把小車的運動視為勻減速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Δx=aT2可以求出加速度，得m·s-2，即加速度的大小為0.037m·s-2.

點評

本實驗以學生動手實驗為背景，用滴水來代替打點計時器進行計時，是一種生活化探究實驗的創(chuàng)新方式.理解滴水計時器是打點計時器的遷移應(yīng)用是解決該題的第一步.求速度以及加速度都屬于常規(guī)考點.本題在實驗儀器、實驗背景有所創(chuàng)新的情況下，考查了小車的速度和加速度的求法.

2 教學啟示

2.1 提高對探究性實驗的重視程度

高考是教學的指揮棒，高考對探究性實驗考查相對較少，所以降低了師生對探究性實驗的重視程度.為了提高學生的探究能力，教師要特別重視探究性實驗教學，從思想認識上、時間上、細節(jié)上重視探究性實驗.

2.2 鼓勵學生進行自主探究實驗

在教師主導(dǎo)下，學生自主開展的探究性實驗，可以充分體現(xiàn)學生的主體地位，調(diào)動學生學習的主動性.探究性實驗在操作上是靈活的，可以選擇不同的器材，采用不同的方法和思路.創(chuàng)新和優(yōu)化是探究實驗的靈魂，可以從器材上創(chuàng)新，從情境上創(chuàng)新，從原理上創(chuàng)新，這是探究性實驗出奇制勝的法寶.學生是探究的主體，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，是自主探究的保障.學生自主探究不必局限于課堂之上，課下也可以進行.在人員組織上，個人探究與小組探究應(yīng)結(jié)合進行.

2.3 合理設(shè)置問題，引導(dǎo)學生進行探究

合理設(shè)置問題，可以啟發(fā)學生思考，使其理順思路，提高學習效率.例如，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系這節(jié)課，我們可以這樣設(shè)置問題.問題1：猜想物體的加速度與哪些因素有關(guān)？（提出猜想，思考問題方向）問題2：當研究一個物理量與多個物理量之間的關(guān)系時要用到什么樣的科學方法？（掌握基本的探究方法，是實驗探究能力的基本要求）問題3：如何測量加速度？（引導(dǎo)學生復(fù)習回顧根據(jù)紙帶計算加速度的方法）問題4：如何測量物體質(zhì)量？（利用實驗器材稱量質(zhì)量是一種基本技巧）問題5：如何測量力？（引發(fā)學生思考多種測量力的方法）合理的問題設(shè)置，能夠給學生以線索和抓手，讓學生在一定的范圍內(nèi)進行探究，不至于無從下手.

總之，探究性實驗是人類認識世界的重要手段，而探究能力是物理學科核心素養(yǎng)之一.學生必須具備探究能力，教師必須重視對學生探究能力的培養(yǎng).