中学物理实验教学论文浅谈物理实验教学中的科学探究

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中学物理实验教学论文浅谈物理实验教学中的科学探究
湖北省安陆市实验初级中学 李双兰
摘要:科学探究是新课程的教学目标与重要内容,在物理实验教学过程中落实科学探究,首先要创设实验情境,让学生提出科学探究问题，之后放开实验思路，让学生设计多样化实验方案，再对实验中出现象进行交流评估拓展实验，发展学生思维，最后联系生活实际，将物理实验、物理知识延伸到生活中，以培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。
　　关键词:实验探究   引发问题  放开思路  拓展实验  走向生活
　科学探究是科学家运用一系列科学方法通过一定程序解决自然领域或科学问题的研究过程,其本质是以科学态度揭示大自然奥妙并发现科学真理的思维方式。《物理课程标准》将科学探究作为课程目标与重要内容,旨在使学生通过与科学家相似的研究过程,经历提出问题、猜想与假设、实验设计等一系列感受和体验,在获取知识与技能的同时,形成事求是的科学态度,激励积极主动的探索精神,提升标新立异的创新能力。物理是以实验为基础,以最基本的概念和规律为主干构建的完整体系。培养学生学习兴趣，引发学生思维，培养学生动手和解决问题的能力，培养创造性人才，物理实验教学尤为重要。
一，创设情景，引发问题
问题是思维的动因，是探究的起点。学生只有发现和提出问题，才会积极认真的思考，努力寻找解决问题的途径和方法。1，运用实验、联系实际创设环境，让学生从被动地接受知识向主动地获取知识转化,体现“提出问题”和“猜想与假设”等“科学探究”要素。例如,运用实验引入摩擦力的概念,将放在桌面上的木块与跨过滑轮的绳子相连接,绳子的另一端悬挂掉盘,盘上放重物,木块在绳子的拉力作用下会运动起来。这时让学生猜想,如果逐步减少盘中重物质量,木块将如何？实验之后,再让学生相互交流,分析论证这是为什么。如此,通过科学探究,加深学生对看不见、摸不着的摩擦力的理解。运用实验创设学习环境,不仅要有利于激发学生的学习兴趣和求知欲望,更要引导学生充分体验科学探究,启发学生提出问题。2，利用典型、生动且为学生所熟知的事实或学生的亲身体验来创设物理情景,引发学生质疑，提出问题。例如, 让学生回忆汽车转弯时坐在座位上的感觉来感受惯性,游泳时身体上浮感受浮力,下雪不冷化雪冷感受溶解吸热等。学生虽然有某种感受,但往往是知其然而不知其所以然,这时要启发诱导学生猜想、实验探究过程,达到引入新概念之目的。3，创设学习规律环境物理规律揭示的是物理量之间的必然联系,是客观存在的,人们只能去发现规律,而不能凭主观意志去发明创造规律。因此,物理规律教学必须首先提供一个便于探索规律、发现规律的学习环境,使学生通过观察和感受,有所发现、有所联想,萌发或提炼出科学问题。例如,在导入《流体压强与流速关系》时,首先在底部粗细不均匀的连通器里装与适量的水，根据已经学习过的液体内部压强规律，液面相平。可是
当向里倒水的过程中，液面并不相平，进一步启发引导学生寻找两者不同的原因，引出流体压强与流体流速有关。
二，放开思路，完成实验
在物理实验教学中，教师应抛弃以往的习惯于课堂上“齐步走”实验教学模式，思维方式、个性差异不同的学生却用同样的器材、经历同样的实验步骤，获得同样的实验数据，也似乎得出了同样的结论，才说明研究的问题或规律的正确性，这样抑制了学生的思维。

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教学中，尊重学生的个性差异，放开实验思路，设计不同的实验，选择不同的器材，解决学生提出的探究问题。例如；探究压力作用效果与哪些因素有关的实验探究中，教师提供海绵、细沙、橡皮泥、吹起的气球、长方体木块、弹簧测力计等多种器材，供学生选择。学生根据自己的实验设计，有的选择橡皮泥、长方体木块，有的选择橡皮泥、长方体木块、弹簧测力计，有的选择手指、吹起的气球，有的选择海绵、长方体木块。学生们根据橡皮泥、吹起的气球的形变的大小，探究得出引响压力作用效果与哪些因素，完成实验任务。
一个物理量的变化，与多个因素有关，控制变量法师物理研究常用的方法之一。不同的学生认知水平不同，实验难易度不同及课堂有限时间的限制等因素，在课堂上，不同的学生不一定能同时完成所有问题，教师应该有目的、有重点地组织学生的实验活动。例如：
学习电阻的概念之后,猜想决定电阻大小的因素有导体的长度、导体的横截面积、导体的材料等因素。如何设计实验？”通过师生、生生互动制定探究电阻与导体的长度关系的实验方案，在此基础上，教师提出，选择你最感兴趣的一个或几个变量进行研究。通过探究，学生们不但通过实验得到了导体电阻与导体的长度关系，而且为下面滑动变阻器的学习打下了良好基础。导体的电阻与横截面积、导体的材料关系也明确了。
三，评估交流，拓展实验
对实验获取的数据，实验现象，通过小组交流或全班交流，讨论实验探究中所存在的问题，获得的发现和改进建议。使学生从这些具体的评估活动中获得体验，养成严谨的科学态度，发展批判性思维，设计更科学，更合理的实验方案。对初中学生来说，他们常常不知道如何去进行评估，教师可利用多媒体等现代化教学手段，从实验存在的问题，分析实验设计，实验器材选择存在的不足，引导学生改进实验方案，拓展实验。例如，在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，学生用弹簧称拉木块在水平桌面上做匀速直线运动，利用二力平衡的知识，测得滑动摩擦力的大小，从而探究出影响摩擦力大小的两个因素，压力大小、接触面粗糙程度。实验过程中，教师可以用相机或手机，录下一个或几个小组的操作过程，教师引导学生观察实验每个环节，发现实验过程中存在的问题是：拉动木块时，木块很难保持匀速运动，弹簧秤指针不稳定，不便于读数，让学生交流讨论，找出解决问题的方案。由此学生还想到滑动摩擦力大小是否与速度有关，与接触面大小有关，拓展本实验，发展学生思维。再例如：《电压表》使用这节，通过实验学生测出灯泡两端电压，学生交流讨论，提出新的探究问题，电压表与灯泡串联，电压表与导线并联会出现什么现象，将原有实验拓展开来，激发学生创新思维。

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四、延伸实验，走向生活
    中学物理教学一直以来都重视物理知识在自然现象、科学技术和生活实践中的运用,以此来体现其科学价值,从而激发学生自主学习的兴趣。实验不仅局限于课堂上，还要多开展课外实验活动，课外实验活动即学生的实践活动，内容是丰富多彩的。一是以实验探究为主的实践活动。例如，学习了热学方面的知识后，可探究保温瓶装水量与水温变化的关系。学生研究一下不同颜色物体的吸热本领。服装面料的保温性能，蔬菜大棚的功能。学习了摩擦力知识后，设计一个实验验证“在相同的条件下，滚动摩擦远小于滑动摩擦”，来说明这一结论的正确性。在学习完大气压的知识后，学生可能会提出这样的问题：气体的压强与气体的温度有关系吗？老师应给予必要的帮助，使学生明确研究的方向。如：实验的条件——将气体的体积保持不变，研究它的压强会不会随着温度的变化而变化？仪器的选取——烧杯、水、温度计、烧瓶、u形管、橡皮管等。实验步骤及数据的处理——在烧瓶中封入一定质量的某种气体，烧瓶的一端连接在压强计上。将烧瓶放入水中，通过温度计可以测得水的温度，也就是瓶中气体的温度。用注射器、测力计、刻度尺测出大气压的值。 二是,让学生搞一些家庭小制作,比如微型照相机、简易指南针等等。同时还要多布置一些探究性的问题:如挂衣钩是如何贴在墙上的?这样便可以拉进物理与生活的距离,且多让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、与日常生活的关系,从而激发学生的探究欲望和学习兴趣。三是重视物理知识的实际运用。比如,在学完简单机械运动这一知识点后,应多组织学生亲自通过对自行车进行实物观察,尽量让学生说出自行车究竟运用了哪些简单的机械?只有如此,才至于让学生感到物理就在我们身边。这既激发了学生对物理课的学习兴趣,又能巩固了他们所学的知识,逐步培养了学生理论联系实际的综合能力。
   在实验探究过程中,不断鼓励学生积极动脑、动手,并通过多方面自主的探究活动,达到学好物理概念和物理规律,应用物理知识解解决实际问题,并以此更好地了解科学方法,获取科学知识,逐步培养了学生的实验探究能力。