高中物理探索性实验教学研究

黄文辉

摘 要：实验是物理学科的基础，是物理教学的有机组成部分之一，也是学生获得物理知识与技能的重要方法。为了进一步增强高中物理教学效果，非常有必要开展探索性实验教学的研究。现以人教版必修二探究功与速度变化的关系实验为例，就高中物理探索性实验教学的基本步骤进行简要研究。

关键词：高中物理；探索实验；实验反思

《普通高中物理课程标准》指出：“高中物理课程有助于学生体验科学探究过程，了解科学研究方法，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情。课程应适当让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。”根据课程标准提出的这些基本理念，高中物理课程更应当关注探索性实验教学，努力提高学生的实验技能。笔者结合多年高中物理教学经验，将探索性实验教学划分为如下三大步骤：

一、导入探索课题，做好实验准备

正所谓“好的开始是成功的一半”，实验课题导入是至关重要的一个步骤。南宋著名学者朱熹曾说：“读书无疑者，需教有疑，有疑者，却要无疑，到这里方是长进。”课堂教学不怕学生有疑问，怕的是学生提不出任何问题，只是人云亦云，盲目听信教材或是教师的话。提出问题是探索实验的起点，没有问题就没有开展实验探究的意义。正式开始实验探索之前，教师应当鼓励学生积极发表建议与看法，以学生提问的方式导入课题。

探究功与速度变化的关系实验之前，由于笔者要求他们自主完成探索，因此学生问题非常多。有学生提问需要准备哪些实验器材，有学生提问怎样设计实验步骤，还有学生提问实验报告怎么填写。这几个问题看似简单，但是如果不能明确这些简单问题，实验探索就无法顺利进行。面对络绎不绝的提问，笔者先不给出答案，而是充分利用学生的好奇心，引导他们先查找资料看能否自己找出相关答案。这样一来，学生的探索欲望极为强烈，为后面教学活动的开展奠定了良好的基础。

二、正式组织教学，引导自主探索

新课程教学改革主张打造“教师为主导，学生为主体”的新型课堂模式，这也就决定了教师在实验探索当中扮演的是合作者、引导者和学习顾问的角色，而不是代替学生进行探索。高中生已经具备一定的物理学习经验，从某种意义上而言，学生具有一定的自主探索能力。为了体现探索性实验的特点，教师应当引导学生自主探索，通过亲身实践体会物理知识发生发展的过程。

正式组织探索性实验时，教师应当有效指导学生完成如下自主探索任务：猜想或假设实验结果、制订实验计划与实施实验计划、进行实验和收集数据、分析与论证。只要顺利完成这些任务，实验教学目标就顺利达成。

功与速度变化的关系探索性实验教学中，围绕笔者给出的这几个任务，学生积极展开了自主探索。学生首先提出猜想：功与速度变化是不是成最简单的正比关系？如果是，可以通过什么方法进行验证？根据猜想，学生制订实验计划，明确实验器材、实验步骤和实验方法。然后，按照制订好的实验计划，学生拿出打点计时器、橡皮条、小车、长木板、钉子和刻度尺，着手验证实验猜想。最后，记录小车做匀速运动的情况，用刻度尺量出计数点之间的距离，求得橡皮筋对小车做功后的速度，发现W∝v2。

三、安排实验反思，巩固探索知识

如同教师有教学反思一样，学生的探索实验也应当包括实验反思。实验反思是探索性实验最后一个步骤，往往也是普遍被学生所忽视的一个步骤。结合过去教学实践来看，由于缺少相应的反思与交流，探索性实验教学暴露出囫囵吞枣的问题，不利于进一步增强教学品质。为了全面提高学生科学探究能力，实验教学结束之后，教师应当至少给出十分钟时间要求学生合作交流并互相分享实验探索成果、交换实驗报告，从而取他人之所长，补自身之所短。

探索功与速度变化实验结束之后，虽然大部分学生顺利验证了自己的猜想，但是观察交流反思情况，笔者发现很多学生存在疑虑。例如：小车不可避免受到摩擦力的作用，这样怎么保证橡皮筋对物体的功就是合外力的功呢？每条橡皮筋拉伸的长度不一致，造成实验数据出现细微偏差，怎样克服这个问题？纸带上相邻各点的间距不均匀，影响了计算小车速度的准确性，如何避免这种情况的发生？问题一经提出，学生之间马上展开热烈讨论，积极分享成功经验。有人认为：实验中应当注意平衡摩擦力，可以将木板一端垫高；为了保证橡皮筋拉伸长度一样，应当选用同种橡皮筋；纸带上点间距相等的一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形，应当选择这一小段计算小车的速度。学生对自己的实验进行反思，从而发现自己实验的不足之处；那些对他人实验探索发表积极意见的学生，也加深了对实验内容的认识，以便进一步改进实验方案。双方都能受益，何乐而不为呢？

探索性实验旨在动员全体学生参与物理研究，满足学生物理学习需求。不论采用什么方法，不论设计何种教学过程，教师都应当注意动员学生主体参与探索。以上是笔者对高中物理实验教学环节所作的一般探讨，具体教学实践中，教师可以根据教学实际和学生实验水平，对相关环节进行调整，以便更好地满足课堂教学目标。

参考文献：

[1]罗晓鸣.刍议中学物理学生实验基本技能的培养[J].江苏（数理化课堂），2011.

[2]田洋.新课程理念下中学物理演示实验教学的改进研究[D].东北师范大学，2008.

编辑 司 楠