探究性实验教学的实践与体会

PAGEPAGE5探究性实验教学的实践与体会——以《欧姆定律》教学为例太仓市沙溪第一中学苏伟摘要：本文从四方面阐述在初中物理新课标下，对于《欧姆定律》一节如何进行探究教学：一、在探究过程中，着重应用控制变量法。二、在探究过程中，让学生亲身体验，增强课堂教学效果。三、在探究过程中，引导学生反思应用迁移。四、在探究过程中，利用教材对学生进行德育教育。关键词：新课标《欧姆定律》探究性实验教学《初中物理新课程标准》将科学探究纳入了物理教学的内容，旨在将学生学习的重心从过去的过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，这一方面为实现学生学习方式的多样化提供了有效的途径，另一方面也为落实"过程与方法"目标找到了可靠的载体，同时也使得物理教育在培养学生的创新精神、实践能力和实事求是的科学态度有了可操作的内容。

所谓“实验探究教学模式”，是指学生在教师的引发下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色，通过自己设计方案，进行操作实验，去探索问题和解决问题的一种教学模式。其基本结构为“发现提出问题——作出猜想和假设——设计进行实验——得出结论——交流讨论”。

在苏科版初中物理《欧姆定律》一课的探究教学中，如何有效的进行科学探究，广大教师做了很多有益的尝试，但也还存在着许多值得探究的的问题，笔者多年从事初三物理教学，结合新课改要求，在欧姆定律探究教学过程中进行了一些尝试，现在谈谈个人的实践和体会。在探究过程中，着重应用控制变量法控制变量法是指决定某一物理量的因素有很多。为了弄清这个量与这些因素之间的关系，往往先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，然后再通过比较归纳出与这些量之间的关系。欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三个物理量之间的关系，由于电流大小与电压、电阻都有关系，所以探究步骤中的设计实验应尽量引导学生分为两步设计：1、保持电阻不变，研究电流跟电压的关系要让学生明确“研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变”的思想，那么，设计实验电路的时候应考虑：①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I呢？②怎样保持导体的电阻R不变呢？③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢？设计实验电路图按电路图连接实物电路，利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，使它成整数倍的增加，并记录所对应的电流值，填入表一中：表一：R＝10Ω电压U（V）11．52电流I（A）

2、保持电压不变，研究电流跟电阻的关系要让学生明确“研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变”的思想。那么实验探究时应考虑：①怎样改变导体电阻R的大小？②怎样保持导体两端的电压U不变呢？让学生讨论交流，使学生认识到；当定值电阻的大小发生变化时，可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变。不断更换定值电阻，利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变，记录对应的电流值，填入表二中：表二：U＝3V电阻R（Ω）51015电流I（A）

在具体的探究教学中可能会遇到这样的问题：在电阻R阻值改变时，电阻R两端的电压也发生变化，如何移动滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值。这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面，下面以2013年昆山市初三练兵卷考试卷中第15题选择为例说明如何解决这样的问题：15.小刚同学用如图电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（）A.保持变阻器滑片不动B.将变阻器滑片适当向左移动C.将变阻器滑片适当向右移动D.将电池个数增加理论说明：当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电路中的电流减小，滑动变阻器上的电压减小，而A、B两点间的电压增大，所以滑动变阻器的电阻应增大才能使当A、B两点间的电压保持原来的不变。这样解决探究教学中的问题可以锻炼学生做题或考试的能力。在探究过程中，让学生亲身体验，提高课堂教学效果学生是教学活动的主体，教师对思维活动过程的展开，不能代替学生自己的思维活动。因此，在设计本节探究活动时笔者以学生为中心，进行分组实验。激发学生的求知欲和参与感。使不同层次的学生的认知结构、个性品质在参与中都得到发展。设计学生活动程序如下：提出问题：电流与电压，电流与电阻的关系？作出假设：1、不成比例。2、成正比。3、成反比。设计并进行实验：1、设计电路图。2、设计步骤。3、进行实验。分析数据得出结论。这样做有以下几点好处：第一，可以充分的调动学生的积极性。对于初中的学生来说，他们已不再局限于看老师演示实验，都喜欢自己动手操作，通过自己的实践来解决问题。第二，可以清楚地发现并指出学生的操作中的错误，物理实验中的一些仪器的使用，要求学生能够掌握，培养学生正确而良好的操作技能。但是，在实践的过程中，笔者认为学生的练习机会实在是太少，有些仪器的使用尽管学生课上听懂了，但真正操作起来并不是想象的那样简单顺手，就象本节中的电流表，电压表的使用，学生往往会把电表的串并连搞错，把正负接线柱接错等等，滑动变阻器的使用也不够到位。第三，可以巩固学生对相应知识的掌握情况。对于一个人的记忆方式来说，自己动手操作过的情景记忆要比单纯的聆听接受记忆要牢固的得多。在探究过程中，引导学生反思应用迁移这一方法要求把已知迁移到未知、把此一类知识迁移到另一类知识中，使学生受到相互渗透、影响和转化的观点的教育。例如，启发学生把已有的知识迁移到欧姆定律的探究中去，把欧姆定律的知识迁移到其它知识的学习中来，这样，使学生不仅提高了知识学习的效率，而且逐渐树立起普遍联系、转化的观点。例如：在总结出欧姆定律的公式（I=U/R）可以用压强的公式为母本，压强的公式是P=F/S，它的理解可以是：当受力面积一定时，压强与压力成正比；当压力一定时，压强与受力面积成反比。而欧姆定律是：通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。两者是可以相互迁移的，所以很顺利的得出欧姆定律的公式I=U/R。这对于知识和思维不是很发达的初中学生来说，可以使他们很容易的掌握知识，得出结论。当然在欧姆定律的探究教学中还有很多地方可以运用知识迁移，以及学完欧姆定律后的反思应用迁移，例如：在运用探究的基本过程来解决电流、电压、电阻三者关系时，可以反思以往用探究的方法解决过的问题，如液体压强、深度、液体密度三者的关系，用以往的经验为本次探究的顺利完成作铺垫。在探究过程中，利用教材对学生进行德育教育

德育是五育之首，新课程标准关注人的发展，把德育放在十分重要的地位。作为基础学科的物理理所当然承担着重要的德育任务。在《欧姆定律》的探究教学中，笔者首先做了大量的准备工作，这样学生不仅学得很愉快，而且在心里还会产生一种对教师的敬佩之情，并从老师身上体会到一种责任感，这样对以后的学习工作都有巨大的推动作用。其次，在教学过程中，利用分组实验的合作性学习潜移默化的对学生进行德育教育，培养他们团结协作的精神，再次，利用欧姆的事迹和成果激发学生的学习热情，树立崇高理想，榜样的力量是无穷的，它对学生具有强大的感染力和说服力。例如可以在课前或课后这样介绍欧姆，欧姆(1787—1854)，德国物理学家。1787年3月16日出生于德国埃尔兰根。欧姆是家里七个孩子中的长子，他的父亲是一位熟练的锁匠，爱好哲学和数学。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学，这对欧姆以后的发展起了一定的作用。

欧姆曾在埃尔兰根大学求学，由于经济困难，于1806年中途辍学，去外地当家庭教师。1811年他重新回到埃尔兰根取得博士学位。在埃尔兰根教了三个学期的数学，因收入菲薄，不得不去班堡中等学校教书。1817年欧姆出版了他的第一著作(几何教科书)，后被聘为科隆的耶稣会学院的数学、物理教师，那里实验室设备良好，为欧姆研究电学提供了条件。

1825年欧姆发表了有关伽伐尼电路的论文，但其中的公式是错误的。第二年他改正了这个错误，得出有名的欧姆定律。

欧姆定律刚发表时，并没有被大学所接受，连柏林学会也没有注意到它的重要性。欧姆非常失望，他辞去了在科隆的职务，又去当了几年私人教师。随着电路研究工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性，欧姆本人的声誉也大大提高。1833年他被聘为纽伦堡工艺学校物理教授。1841年伦敦皇家学会授予他勋章。1849年他当上了慕尼黑大学物理教授。他在晚年还写了光学方面的教科书。此外，欧姆对声学也有过研究，1843年发现人耳只能分辨作为纯音的正弦声波，并能自动地把任何一种周期性声波分解成各种谐音加以吸收。在教育部颁布的《物理课程标准》的内容标准中，首先提出科学探究，其次才是科学内容，它把科学探究作为很重要很有价值的学习方法和教学方法提出来，而探究教学利用率的增加，说明越来越多的教育者注意到了探究教学在教改中的重要地位，《欧姆定律》一课探究教学不仅要求教师有较高自身的修