以问题引领高中物理实验探究

肖敏

摘 要：现阶段，部分教师在高中物理实验课上要求学生按照教师的要求完成实验，这其实仍然是一种灌输式的教学方式，学生的思维没有得到锻炼，实验能力没有得到加强。新课程标准要求教师启发学生思维，引导学生探究式学习，这就要求教师以问题引领学生进行高中物理实验探究，使物理实验真正成为学生自主学习的平台。

关键词：物理展示课；开放性问题；科学素养

在一节省级物理展示课上，一位老师上物理实验课。他先是详细地讲解了实验原理、步骤和注意事项，还进行了示范，然后请学生进行分组实验，学生在动手实验后得到了实验数据，教师带领学生进行了数据处理，最后总结实验结论。这节实验课教师详尽讲解，学生动手实验，表面上看是有板有眼、秩序井然，但是我们深入思考一下，学生在这节课上学习到了什么呢？我们发现，学生只是“依葫芦画瓢”，“复制”了教师的实验操作过程，实质上学生有操作、无思考，有行动、无热情，尽管实验结果相当“完美”，但其实这样的实验教学模式没有充分发挥实验教学的教育功能，很容易挫伤学生对物理实验的兴趣，更不用谈培养学生的创新精神和实践能力了。

那么，如何在物理实验课上实现手、眼、脑的综合运用，培养学生的观察能力、操作能力、分析能力呢？我们可以尝试通过问题来引领学生进行探究性的物理实验，培养学生的实验技能，增强教学效果，培养学生的探究精神和创新精神。

一、启发性问题引领学生思维启动

爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”。心理学研究表明，人的思维是由问题开始的，对于物理探究学习来说，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。在这个环节中，教师应该使用一些策略为学生提供必要的支持，为学生搭建思维的平台，可以设计一些具有趣味性的情景来激发学生学习物理、探究科学的兴趣，引发学生提出恰当的、有质量的问题。

例如，在“探究功与速度变化的关系”这节实验课上，我拿了一根橡皮筋，问学生：“我们要利用橡皮筋来探究功与速度变化的关系，那么我们怎样来测量橡皮筋做功的大小呢？”学生由于还没有学习弹性势能的表达式，因此，这个问题使学生迅速进入了思考状态，激发了学生的学习欲望。我又说：“我们虽然没有学习过弹性势能的表达式，但是我们可以通过控制两根橡皮筋的长度来得到相同大小的弹性势能。这对我们这个实验有没有启发呢？”

学生通过讨论和尝试后说：“我们可以用不同数量的橡皮筋来确定做功的倍数。”这一想法使大多数学生茅塞顿开，迅速确定了实验方案，开始动手做实验了。

在物理实验课的教学中，我们应以启发式提问引入新课，问题的创设要紧扣学生的认知规律，让学生在猜测、实验、观察、验证、合作交流的过程中，体验知识的发生、发展与变化，从而激发学生的学习兴趣，启发学生对科学不断探索的热情和欲望。

二、引导性问题，引领学生实验探究

在传统的物理实验教学中，强调以知识为本，以教师为中心，教师包办过多，学生动手太少。在实验课的教学过程中，有些教师怕学生听不懂，或者担心学生在操作过程中会出现这样或那样的错误，所以就详细地讲解实验原理、步骤、注意事项，甚至连实验结果都提前告诉学生。教师在教学过程中过分强调向学生传授知识，忽视了对学生“过程与方法”和“情感、态度、价值观”的培养。

根据认知理论，物理课堂教学过程应该是以不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的问题性思维过程。提出问题的实质在于揭示事物的矛盾，引起主体内心的冲突，动摇主体已有的认知结构的平衡状态，从而唤起思维，激发其内驱力，使学生进入问题探索者的角色，真正参与到物理学习活动之中，达到掌握知识、训练思维能力、培养科学素养的目的。

例如，在实验“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”中，我们可以通过这些问题引领学生的思维。

问题1：如何研究加速度与物体质量的关系而不受其他因素

的影响？

问题2：如何消除实验中摩擦力的影响？

问题3：在实验中，小车与车上所加砝码的总质量与重物质量有什么关系？为什么？

问题4：怎样操作打点计时器？

问题5：如何选择纸带？

问题6：如何处理实验数据？作图时要注意什么？

问题7：在实验中可能会出现哪些误差？如何减小误差？

在实验操作过程中，通过引导性问题将整个实验探究过程串联起来，既充分发挥了教师的主导作用，又突出了学生的主体地位。学生主动参与实验，将问题探究过程置于具体情境之中，有助于激发学生问题探究能力的生成，有助于培养学生解决问题能力的迁移。

三、开放性问题引领学生民主讨论

要培养学生的问题意识，首先要营造宽松、和谐的教学氛围，建立平等、民主的师生关系，教师应放弃高高在上的权威地位，以平等的姿态，成为学生的良师益友，变“我说你听”为一起讨论，共同研究，相互交流。教师要鼓励学生积极思考、大胆质疑，鼓励学生求新求异，正确对待学生的提问，挖掘其可贵之处。只有这样，才能为问题意识这颗种子提供适宜的土壤，从而有利于其生根发芽、开花结果。

例如，在实验“探究决定导线电阻的因素”中，由于电表内阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，我提出了这样一个问题：如何改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差？通过学生分组讨论，提出了多种方案，如：等效替代法、附加电阻法等等。

在课堂上，由学生自己介绍方案，民主讨论其可行性，我也坐在课堂上当起了“学生”，我们共同对提出的方案进行相互交流、探讨，在不同观点的碰撞中，每一位学生都有展示自己的机会。当出现了有分歧、冲突的问题时，我做出适当的疏导和辨析，使学生能够把握思考的方向。在自由民主的氛围中，每位学生畅所欲言，活跃了学生的思维，充分培养了学生的问题意识和创造能力。

四、未知性问题引领学生思维拓展

物理实验能力是一种综合能力。在一些课外探究课题中，有一些实验的结果是未知的，需要学生通过探究来完成，这就要求学生冲破现存观念的束缚，克服思维定势的影响去进行思考。我们要根据学生的实际，让学生设计富有启发性的实施方案，这是培养学生创新意识的重要手段，也是培养学生创造性思维的方法之一。

例如，在课题实验“如何提高燃气灶的烧水效率”中，这一现象在生活中司空见惯，但是很多学生没有经过深入的思考。当提出这一课题后，学生都很有探究的兴趣，积极思考，提出了自己设计的实验方案。

我们首先要了解水在不同温度下散热的快慢，即不同温度下单位时间热水向空气散发热量的值。还要了解当以某一恒定火力加热时，水在不同温度下单位时间水的内能增加量。如何测量这两个值呢？学生采取分组讨论、合作探究的方式，在家里进行探究学习。教师对探究过程不作具体安排，主要由学生小组进行自主探究。

在这一过程中，教师只需提出实验课题或实验要求，让学生独立设计实验，搜集实验器材进行实验。从探究课题的选定、方案的制订、实验的操作、结果的分析处理到结论的总结、展示、交流，学生都有很大的自主性，在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。这就要求学生在确定的目标下，在不同情况下善于应变，使学生的分析能力、抽象概括能力、综合表达能力都得到训练和发展。

总之，在实验教学中，教师应设法创设实验探究的环境和条件，让学生亲身参与探究，力求唤醒学生的创新意识，激发他们探索的兴趣和动力，促进学生科学素养的全面发展。问题是教育的起点，也是教育的终点。让学生带着问题走进课堂，通过学习探索，带着更深刻，甚至更多的问题走出课堂，这样才能更好地培养学生的创新能力，促进学生科学素养的全面提升。

参考文献：

滕小坤.以问题之匙，开启物理探究性学习之门[J].数理化解题研究，2010（11）.

（作者单位 江苏省常熟市中学）

编辑 段丽君