高中物理实验教学中的“设疑”

关春虹

摘 要：物理学是一门以观察和实验为基础的学科，实验教学是物理教学中一个很重要的组成部分。《普通高中物理课程标准》中明确提出高中物理实验教学不仅要“轻知识、重方法；轻结论、重过程”，更应当关注“情感态度和价值观”。新课程的实施，为教师带来了新的理念、同时在物理实验教学中对教师提出了更高的要求。教师在教学中如何把握主导地位，这就要求教师在实验中各个阶段进行“设疑”，把问题还给学生，让学生通过探究解决问题，成为学习的主体者，体验科学探究的过程，了解科学研究的方法，增强创新的意识和实践能力，并形成交流与合作的良好习惯，养成科学求是的态度，进一步提高学生的科学素养。

关键词：新课程理念；科学探究；实验教学；设疑

1 什么是物理实验教学中的“设疑”

实验教学中的“设疑”就是实验教学中的问题设计，它是在动态教学中教师以启发导学调动学生主动学习而采用的一种教学手段。详细地说，它是指在实验教学中教师通过设计问题，一步步引导学生有疑，并为学生设置释疑的阶梯。让学生在释疑中求知，在质疑中提高，不断培养学生的创新思维。

2 物理实验教学中进行“设疑”的原因

物理实验在物理教学中占有重要地位，实验不仅是物理学的重要研究方法，而且又是培养学生科学探究能力、激发学生学习兴趣的重要手段。高中物理新课程对科学探究有较高的要求，如何在教学中有效引导学生进行科学探究，“思维自惊奇和疑问开始”笔者认为在物理实验教学中“设疑”的恰到好处可以对科学探究起一定的铺垫作用，从而避免了学生的盲目性探究，又能激发学生学习的积极性，同时促进学生创新能力的发展，还可以活跃课堂教学气氛，从而实现教与学的双赢。

3 物理实验教学中如何进行“设疑”

采用科学探究的形式来进行物理实验教学的过程中教师应该先构建科学探究教学模式，通过指导和启发学生自主、独立的探索活动，从而让学生有效感知和理解物理规律，获得情感体验，掌握解决问题的方法，发展探究精神和创新能力。学生在完成实验的过程中，要经历设计实验、选择仪器、进行实验、收集数据、数据处理、得出结论、反思结果、吸取教训、小组讨论，尝试表达等一系列的活动。下面就探究实验教学过程中几个过程来论述物理实验教学中如何进行“设疑”。

3.1 设计实验过程中的“设疑”

探究性实验的设计要充分体现学生自主性及创造性的原则，培养学生认识新知识，由易到难，循序渐进的思维方式。传统的实验教学模式是：“提出实验目的——简述实验原理——介绍实验装置——进行实验”，这样学生虽然能很完美地完成实验，得到期待中的实验数据，但能力方面无法得到提升，学生则无法感受到探索过程的艰难和乐趣，与高中新课标要求相差甚远。

设计实验对学生的能力要求较高，不仅要求学生对实验的原理有透彻的理解，而且能根据设计的要求和条件对实验器材进行取舍和组合，并制定实验的方案，通过实验全过程的描述和具体步骤的实施，得出有关的结论。所以设计实验过程中的“设疑”模式如下：“提出实验目的——创设问题情景——对问题进行猜想与假设——制定实验计划——设计实验——情景检验（修改设计）——实验成型”。

[案例1] “伏安法”测电阻的拓展

用伏安法测量一只定值电阻的实验，各器材规格为：（1）待测电阻RX（约100Ω）（2）直流毫安表（量程0-10mA，内阻50Ω）（3）直流电压表（量程0-3V，内阻5kΩ）（4）直流电源（输出电压3V，内阻可不计）（5）滑动变阻器（0-10Ω，允许最大电流1A）⑹电键一只，导线若干。

提出实验目的：用桌上备有的器材测定待测电阻RX的阻值.

对伏安法测电阻的原型学生不陌生，很快就设计出实验电路如图1所示.

提出问题：在实验中我们知道为了实验安全，不能超量程，这个实验行吗？

经过计算学生很快发现电流表超量程，接下去他们给换量程0-30mA电流表，进行实验验证。

新的问题出现：调节范围很小，误差大。

设疑：有没有办法在不改变器材的前提下能获得较精确的结果？

在这时可以让学生从电路的连接方式上考虑，引导他们进行合作探究，设计实验方案，并用实验验证。

学生改变滑动变阻器的连接方式如图2所示，重新进行实验。最后确定实验方案。

介绍这种连接方式是“分压式”电路，并进一步提出问题：“分压式”电路有什么特点？对滑动变阻器的选择有什么要求？同时每个小组配发几种不同规格的滑动变阻器，进一步通过实验验证。

可见，凭借一个实验原型，恰到好处地设疑，能使学生不停地探索，不断地对实验加以修正，从而轻松地掌握实验的原理，对“限流式”和“分压式”电路的特点能够很好把握，同时也轻松掌握实验设计的方法，不会再认为实验设计是高不可攀。实验操作能力和思维创新能力在释疑中不断得到提升。

3.2 实验仪器使用过程中的“设疑”

实验中仪器使用的传统教学模式是：“结构简介——教师示范——学生模仿”。通常都是由教师先简单介绍仪器的结构、功能及怎样操作，同时给学生做好示范性操作，最后让学生依样画葫芦式地练习操作，直至熟练掌握为止。这种教学模式无法调动学生的自主性和积极性，削弱了学生的探究能力，过分强调对学生知识的传授，而忽视了对学生 “过程与方法”及“情感、态度、价值观”的培养。这样的实验教学表面上看学生在努力认真的学，实质上学生象机器在程序化地操作、毫无热情。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和学习的积极主动性，更谈不上培养学生的创新精神和实践能力了。为了能够较好地解决这一问题，增强学生自主探究能力，其教学模式是：“观察仪器（学生分析，教师引导）——提出问题——仪器操作（学生生成，教师引导）——发现问题（师生互动，共同解决）——得出结论——进行正确的仪器操作”。

[案例2]使用多用电表测电阻，其教学模式如下：

活动一：引导学生观察表盘刻度上标的符号，推测可测的物理量

过程小结：可测电阻、交流电压、直流电流、电压。

活动二：学生观察电表未用时指针没有指在电流为零处及在欧姆档的不同档位下指针不全指零。

过程小结：要进行机械调零和欧姆调零。

活动三：提出问题：如何测阻值？让学生在不同档位下测量150欧定值电阻的阻值。引导学生对所测的值进行对比，得出结论。

过程小结：使用欧姆档时，指针指在中间刻度线附近读数较准。

活动四：进一步提出问题：测电阻时双手能不能接触两表笔的金属处？让学生测量约为60 KΩ的电位器的电阻。发现接触两表笔金属处测量读数明显偏小，是人与被测电阻的并联电阻值。

过程小结：测电阻时，双手不能接触两表笔的金属处。

上面案例中，教师并不是强行给学生灌输多用电表的使用方法及测量中的注意事项，而是让学生在活动中不断发现问题，激发学习的积极性，并解决问题，总结经验，从而很好地掌握知识，并培养了科学探究精神。

3.3 实验操作过程中的“设疑”

实验的正确操作与否决定实验数据获得的误差大小，从而影响对科学的正确认识。同时在实验操作过程中学生也可以体验当时科学家的心路历程，体验科学家在实验操作过程中如何不断完善实验条件，逐步得到物理规律，感受科学探究的艰辛及成功的喜悦。在实验操作过程的教学中，教师可以变“教”为“导”，通过“设疑”一步步地引导学生操作。把问题留给学生，把时间留给学生，让学生得出实验的发展完善过程，让学生经历从实验的初始设计到逐步完善的过程，充分揭示科学家思维的形成过程。

[案例3]探究加速度与质量和合外力的关系

问题引导1：要探究三个物理量间的关系，应该采取什么方法？

问题引导2：如何让拉力恒定不变？

问题引导3：对小车质量和钩码质量有什么要求？

问题引导4：如何减小摩擦力？如果没有条件减少摩擦力，有没有办法“平衡”摩擦力？如何“平衡”？

问题引导5：如何判定小车做匀速直线运动？

问题引导6：小车做加速运动，加速度如何求？

问题引导7：能否用其他方法来测量本实验的物理量。

整个实验过程学生是活动的主体，结合教师的步步“设疑”，逐步完成实验操作。实验操作的过程使学生体会到科学探究历程艰辛的同时，也感受到科学家思维的形成过程及成功的喜悦，并能最大限度地调动思维和学习的自觉性和主动性，达到预期的教学效果。

3.4 实验数据处理时“设疑”

物理学是建立在实验基础上的科学，物理学的规律是实验的总结与归纳。通过实验获取的数据的分析处理能使学生加深对物理规律的理解。同时对实验数据的分析处理的可探究的素材是多层面的，教学中应该注意适当地“设疑”以引导学生加以挖掘，以培养学生在科学探究上的发散性思维，并对学生思维的流畅性和深刻性也有积极的作用。

[案例4]探究小车速度随时间变化的规律

问题引导1：根据实验数据，如何求加速度？——利用Δs=aT2

问题引导2：为了减少实验误差，如何求加速度？——采用逐差法

问题引导3：还有没有其他方法求加速度？——图象法（v-t图象）

问题引导4：如何求速度？——利用中时速度等于平均速度

整个处理过程中，教师的及时“设疑”不断激发学生对探究的结果进行多层面的验证，培养了学生发散性思维及树立正确的科学价值观和实事求是的科学态度。

4 结束语

探究性教学从情景的提出到情景的解决，由易到难，由浅入深，由近及远。通过实验教学养成学生科学求是的态度，进一步培养和提高学生的科学素养。探究性实验教学的首要任务并不在于直接给学生传授现成的知识，而在于引导学生发现各种各样的问题，问题是思维的动力、创新的基石，思维是由问题引起的，学生才能有解决问题的愿望和迫切要求；如果没有问题，学生就不可能有求知的愿望，更谈不上去发展和更新，产生新思想的起点，教学也就不可能取得成效。“学贵有疑”，物理实验教学中须不断设疑，巧妙引导学生释疑。这对于学生掌握物理实验知识、培养各种能力、调动其学习积极性极有好处。同时课堂设疑是教师的基本功之一，这就要求教师要认真钻研教材，精心备课，深入了解学生心理，提高自身的业务水平。