浅谈探究性实验在中学物理教学中的应用

1、 浅谈探究性实验在中学物理教学中的应用 论文摘要：物理学是一门以实验为基础的自然科学，如果把整个物理比作是一座摩天大厦，那么物理实验就是通向这摩天大厦的一级级阶梯。我们无论是引导学生探索物理规律和原理，还是引导学生学习物理概念，都离不开物理实验。正因为如此，物理实验尤其是学生自主的探究性实验在整个物理教学中更具有无可代替的重要作用。探究实验有利于培养学生科学的学习态度和探索能力，本文用探究电流与电压、电阻关系的实验为例着重阐述了探究性实验在物理教学中的应用。关键词：探究性实验 物理教学 应用一、探究性实验在物理教学中的重要性近年来对中学物理实验教学现状的调查结果表明，由于种种原因使得物理实验开

2、设的不足或者没办法开，削弱了实验这一环节，加上科技的飞速发展，多媒体进入课堂，使得部分教师过分追求迷恋于多媒体的模拟实验，让学生看看了事，不重视学生的实际操作，目前相当数量的教师不做或少做实验，放弃了直观教学方法，这一现象严重妨碍了培养具有创新能力的人才。对于做了实验的也没有充分体现中学物理实验教学的原则，教学方式呆板，从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间，就分组实验来说，教材从实验目的、实验原理、实验仪器、操作步骤到注意事项，写得面面俱到，然而每次实验课教师还要花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理，然后学生照着现成的实验步骤跟老师动几下，取几个数据，实验就完成了，这样做实验，收

3、获不大，再说，现阶段往往是一个班的学生同一时间做同一个实验，用同一种方法，相同的仪器，都要在规定的时间内做完，得出同一结论，这样就可能导致部分学生看别人怎么做，自己就怎么做，有极少数的学生甚至只看不动手，也不留心实验观察，不记录数据，更谈不上去思考，去创新。这种教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力，不利于引导学生突破思维定势这个思维障碍，不利于学生创新思维方法的形成，不利于学生智能的发展。以上的种种现象告诉我们对物理实验的教学必须引起高度的重视，为了研究好这些课题，教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆，接受教困难，并结合教学实际，研究解决方法，努力开发一些探究实验。探究性

4、实验有利于培养学生科学的学习态度和探索能力，有利于提高学生的动手能力，实验分析能力，自主学习能力和创新能力。 二、探究性实验在中学物理教学中的应用演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式，但是在传统的课堂教学中，演示实验通常是教师做学生看，实验现象有的学生根本看不清，特别是坐在后面的学生，这样不同程度的限制和阻碍了学生潜能的发展，因此，教师可以把它设计成师生共同参与的探究性实验。例如：在“牛顿第一定律”中让学生撕一纸条放在桌边，然后把笔帽立在这张纸上，迅速抽走纸条，观察笔帽留在了桌边，创设情景提出问题：为什么笔帽没有随纸条离开

5、桌子？学生可以猜想原因，从而进行实验验证，分析得到结论。这样可以调动学生积极的参与充分发挥他们的才能，不仅有显示学生实验技能的机会，又能得到科学方法的训练及能力的培养，加深理解和掌握物理概念和规律，同时可领略物理学的思想，培养科学态度和科学方法。验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和原理的认识。但是对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力，而探究性实验对培养学生思维能力，创造能力，自学能力，实验观察能力，动手能力及解决实际问题能力有独到的作用。因此，在教学中可以把一些验证性但是眼改为探究性实验，在教学的过程中，多让学生想

6、想“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启迪学生思路。例如：在“欧姆定律”的教学中研究“电流与电压、电阻的关系”中设计为探究性实验。一、教师做演示实验，创设情景，学生观察电流随电压改变情况以及电流随电阻的改变情况，记下数据，提出问题。电流与电压、电阻之间有什么样的数量关系？分组让学生讨论，培养学生的发散思维和主动参与教学的意识，让学生处于教学活动的中心，成为课堂学习的主要角色。二、进行猜想和假设：让各小组发言人陈述他们预测或猜想的电流、电压、电阻之间的可能关系。猜想1：电流大小等于电压与电阻之和。猜想2：电流大小等于电压与电阻的乘积值。猜想3：电流与电压成正比，与电阻成反比

7、。猜想4：电流大小等于电压与电阻之差。问题由教师提出，明确猜想和探究的方向，教师引导学生利用已有知识和实验现象推测电流与电压、电阻的定性关系，再猜想电流与电压、电阻可能的定量关系，鼓励大胆猜想，并以小组为单位展开讨论，最后小组集中一个或预测进行探究活动，明确本节课的目的就是探究电流、电压与电阻的定量关系，通过这个开放性的问题，创设一种情景，把学生带入一个主动学习的空间，此环节充分发挥了教师的引导作用，“变教为诱”“变教为导” ，实现学生的“变学为思”“变学为悟” ，达到“以诱达思”的境界。三、制定计划进行实验 根据猜想不尽相同，究竟哪种猜想是正确的呢？如何辨别真伪？必须通过实验来检验猜想的正确

8、性。教师提出问题，要探究电流与电压、电阻的变量关系必须测出哪些物理量？得到学生的正确答案后引导学生分析测量所需的仪器(1)设计实验方案。根据研究目的和方法，利用我们所学的仪器，让学生思考讨论设计实验方案。针对学生的实验方案，引导学生分析，画出最佳的最完善的实验方案。画出电路图，并对照电路图连接实物图。 电路图右连接电路图时应注意的问题：a、连接电路要有序，先串联后并联，连接好电路以前开关应处于断开状态，在换元件时开关也应断开，在闭合电路前滑动变阻器应处于最大阻值处。b、电流表和电压表要使用正确，接线柱“+”进“-”出，量程要选合适，在不知道具体数值大小的情况下可以试触，电流表串接在电路中，电压

9、表并联在电路中。c、电路闭合时间不能太长，读完数要断开电路，防止通电时间太长电阻发热给测量带来较大的误差。：该环节是科学探究的灵魂，如何让学生设计出可行的实验方案，教师的引导，设问非常关键，这是教师设置的问题是一环套一环，由学生的已有知识开始，层层深入，让学生跳一跳就能摘到桃子。在教师创设的问题情景中，激发学生的探究欲望，使学生领会到了探究的方法，此环节的教学不仅给学生充足的时间，而且允许学生采用可以达到目的的不同方案，实现学生由学习者到“探究者”角色的转换，有效地促进学生探究能力的形成。（2）进行实验与收集数据。确定研究方法。 提示学生回忆八年级课本中学过的“压力作用效果与哪些因素有关”的实

10、验方法，启发学生要保持一个量不变，再研究其余两个量之间的变化关系，再由学生讨论得出“电流跟电压、电阻关系”的实验方法：保持电阻不变时，电流与电压的关系。保持电压不变时，电流与电阻的关系。然后把两次结论综合起来，就得到了电流与电压、电阻的关系了。最后向学生说明这种研究方法叫“控制变量法”是我们在探究过程中的一种重要的研究方法。教师通过类比的方法，诱导学生较快确定研究方法，使学生探究活动有了理论指导。确定实验表格。 在实验过程中，必须及时记录实验数据，请每组同学按自己的想法分别设计好“电阻固定不变时，研究电流与电压的关系”和“电压固定不变时，研究电流与电阻的关系”的实验表格，选择一些学生的不同记录

11、表格画在黑板上，师生共同讨论其优缺点，肯定学生的想法，然后一起整理出最佳的实验表格。 实验操作过程中注意事项a、实验测量数据至少三次。b、在实验数据选取时，电阻一定时，让电阻两端的电压成整数倍的选取，在电压一定时，电阻成整数倍的选取。（3）实验结果与分析：a、通过实验数据，我们发现在保持电阻不变时，通过改变滑动变阻器改变定值电阻两端电压，观察电流表示数发现电压与电流的比值保持不变，而且更换定值电阻器之后的三组实验数据后都支持这个结论。 b、根据数据进行分析，是否严格符合我们课本上所总结的规律？不符合的原因是什么？采用什么方法处理能使影响降到最小？教师和学生共同讨论总结得出不符和的原因：实验用学

12、生电压表和学生电流表测量存在误差，而且导线的电阻不可忽视，另外在探究过程中保持不变 的物理量在操作过程中可能没有做到真正保持不变。选用灵敏度较高的电流表和较精确电压表，选择合适的量程来减少误差，多测几次来减少误差。c、通过实验数据，验证了我们的猜想有的正确，有的错误，但也发现了共同的特点，我们发现在电阻保持不变时，电压越大，电流就越大，而且电流随电压的变化成正比例关系；在电压保持不变时，更换的定值电阻越大，电流就越小，而且电流随电阻的变化成反比例关系。（4）、实验结论：在电阻不变的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。在电压不变的情况下，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。(5)评估与交流：让学生以个体为单位先自评后以小组为单位与其他小组交流互评，取长补短，发现不足，不断扩展自己的知识和提升能力，学生交流后教师引导点拨使之明确实验的重要性，形成对评估的正确认识，评估通过对探究反思的过程，有利于提高学生的批判思维，有利于培养学生严谨的科学态度，使学生从具体的评估活动中获得体验，合作的精神得到加强，极大提高了学生的综合素质与能力。 三、探究性实验在物理教学中应用应注意的问题探究性实验中应注意培养学生的问题意识，探索精神及各种能力的提高，注意教师的