高中物理实验探究教学的实践与思考

陈汉东

实验是高中物理的重要构成，物理学科中很多知识的探究都是以实验为基础的.高中阶段的物理实验教学，需要深入展开对于学生探究能力和素养的培养.学生只有具备分析和探究问题的基本意识，才能有效展开实验，才能透过实验的过程、现象归纳总结出实验结果，进而推理出相应的知识要点.在实验探究教学中，教师应结合具体的实验内容、实验要求以及实验教学需要达成的目标有针对性地选择教学方式，提高实验教学的成效，培养学生的实验能力和探究素养.

一、利用演示实验，培养学生的观察能力

在高中物理教学中，有相当一部分实验是由教师演示完成.这类实验，可能操作上比较复杂，或者实验本身伴随着一定的危险性，不适合学生独立操作.在演示实验时，教师既要将实验的整体流程和每一个环节都展现清楚，也要给予学生思维上的引导，从而培养学生的观察能力和思考能力.例如，在讲“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”时，我演示了涡流生热实验，在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向，在原线圈接交流电，几分钟后让学生摸摸，比较铁芯和铁板的温度.在观察、感受的基础上，学生产生疑惑：为什么铁芯和铁板会发热呢？而原有的认知结构不能解决问题时，学生就会产生“悬而未决”的感觉，继而产生主动探究的愿望.通过阅读材料、讨论分析，学生了解到涡流是整块导体发生的电磁感应现象，认识到其在真空冶炼炉、探雷器、安检门等都有广泛的应用，也了解到其危害与预防.

在演示实验时，同样要让演示实验具有探究性.比如，教师应当在学生观察现象的基础上提出问题，激发学生的探究欲望，进而引出教学内容.例如，在讲“楞次定律”时，我演示了向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中抽出的操作，引导学生观察现象，让学生尝试探究：为什么线圈内有电流？插入和抽出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？怎样判断感应电流的方向呢？通过演示实验，让学生学会观察、学会思考、学会分析，形成了良好的观察技能，加快了新知的建构.

演示实验是让学生初步接触教学内容，也是培养学生观察能力和思考能力的有效过程.在上面的演示实验中，我重视和学生的互动，让学生感觉到自己参与实验，并且在思维的活跃下思考与探究具体的问题，进而形成后续知识教学的有效基础.其实，演示实验只是一个媒介.在演示实验时，教师要让学生带着问题进行观察与思考.这样，才能体现出演示实验的功效和作用，从而使学生透过实验掌握课本中的知识内容.

二、利用学生实验，培养学生的操作能力

课本中同样有很多学生独立完成的实验.对于实验，学生普遍感兴趣.在组织学生自主操作实验中，教师要加强对于学生思考与探究能力的培养，让学生透过实验解决问题，促使学生以实验为契机理解与掌握课本中的知识.

学生实验，既有验证性实验，借助实验理解知识之间的内在联系，让学生学会推理，学会验证；也有探索性实验，学生从中掌握规律，形成结论.不同的实验类型，有不一样的侧重点，教师要结合具体的实验教学题材合理设计教学过程.例如，在讲“变压器”时，教师可以让学生通过实验探究线圈两端的电压与匝数之间的关系，让学生按照示意图连接电路.若原线圈接电压为6V的交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2=0.5n1，n1，2n1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，并记入表格.同样，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1=0.5n2，n2，2n2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，并记入表格.通过实验、数据分析，学生得出理想变压器中电压与匝数存在电压之比等于线圈匝数之比的结论.

还有一些探究型实验，學生在自主实验时可以运用探究技巧.例如，在探究“光敏电阻和热敏电阻特性”时，学生将热敏电阻连入电路中，用温度计测量温度，将数据记录于表格中，并作出热敏电阻的阻值随温度变化的图象，在分析数据、观察图表中思考，热敏电阻的阻值是否随温度变化而均匀变化.又如，在探究“光阻电阻”时，学生用手挡住部分光线、挡住部分光线测出光敏电阻阻值，得出“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”的结论.实验的操作过程并不复杂，但是学生却能在亲自动手实验的过程中对于很多物理学现象和知识形成直观感受，有助于学生形成对于相应知识的深入认识，从而有助于学生理解与掌握课本中的知识.这是学生在自主实验中有价值的收获.

在条件允许的前提下，教师应当多给学生设计一些自主操作的实验，让学生感受到课程学习的趣味性，拓展学生的思维，培养学生的探究能力，促使学生深刻领会涉及的知识点.