“實驗探究式”教學模式的實踐與體會
——以“導體的電阻”教學為例

吳必龍

(江蘇省丹陽高級中學江蘇 鎮(zhèn)江212309)

摘 要：在 “導體的電阻”教學中，運用“實驗探究式”教學模式，充分發(fā)揮教師在課堂中的“導學、助學、促學”作用，提高了課堂教學效率，有利于培養(yǎng)學生動手能力、分析問題和解決問題的能力.

關(guān)鍵詞：實驗探究導學助學促學自主探究實踐體會

收稿日期：(2014-10-20)

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要 (試行)》中明確要求,“倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”，以改變 “課程實施過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練、效率低下”的現(xiàn)狀.為此，我們在物理教學實踐中形成了 “實驗探究式”教學模式，現(xiàn)以 “導體的電阻”教學為例，談?wù)勎覀冞\用此教學模式的體會.

1 “實驗探究式”教學模式簡介

該模式一般可設(shè)計為3個環(huán)節(jié)，如表1所示.

表1　實驗探究式教學模式3個環(huán)節(jié)

環(huán)節(jié)1:“教師導學，學生看實驗、產(chǎn)生探究欲望”是該模式的序幕.

教師根據(jù)考試說明，結(jié)合學生已有知識，針對本節(jié)課的知識點和教學目標，創(chuàng)設(shè)與新課有密切聯(lián)系、具有針對性和啟發(fā)性的情境或通過設(shè)置實驗、聯(lián)系生活提出探究問題.

實驗是研究物理問題的重要手段，大多數(shù)物理概念、教學方法都是通過實驗，讓學生透過現(xiàn)象剖析、揭示其本質(zhì)的.實驗可使學生易于進入教學情境，對其形成鮮明的印象，它集直觀性、可信性、趣味性于一體，是物理教學創(chuàng)設(shè)情境的一個最基本的方法.這樣的問題情境，一下子激發(fā)了學生強烈的探究欲望，為下一步的探究搭建了很好的平臺.這樣使學生在實驗中通過感知產(chǎn)生疑問，大大激發(fā)了學生的興趣和注意，滲透了新課主題，為學習新知識準備了條件.這是實現(xiàn)“高效課堂”的第一步，也能更好地激發(fā)學生下一步的“實驗探究”.

環(huán)節(jié)2:“教師助學，學生做實驗，完成自主探究”是該模式的核心.

在成功創(chuàng)設(shè)問題情境后，“實驗探究式”課堂教學模式要求教師大膽開放課堂，將知識建構(gòu)的過程完全通過學生實驗探究完成.實驗探究包括以下幾個步驟：

設(shè)計實驗來檢驗猜想.在具體操作過程中，教師可以通過加強巡視并鼓勵小組討論，加強探究的可控性.實驗結(jié)束時對數(shù)據(jù)進行分析，看是否存在某種規(guī)律或趨勢，能否支持先前的猜想.在信息技術(shù)水平日益提高的今天，利用計算機記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，利用計算機進行數(shù)據(jù)的圖像處理已被師生所接受.

實施本環(huán)節(jié)，對教師有兩個要求：一是能準確把握學生的認知現(xiàn)狀，適時進行引導，做到 “授學生所需”，有的放矢；二是以探究的理念組織教學，實現(xiàn)以學生為主體的探究教學方式.

環(huán)節(jié)3:“教師促學，學生用實驗、實踐領(lǐng)悟創(chuàng)新”是該模式的關(guān)鍵.

學生依據(jù)實驗事實，運用自己已有的知識，總結(jié)出一個理論，并去指導實踐，在實踐中得到檢驗或修正的過程.這是一個體現(xiàn)創(chuàng)造力的過程，是“實驗探究式”教學的關(guān)鍵階段.實驗探究理論的過程應伴隨著問題的不斷解決和新問題的不斷出現(xiàn).學生在問題的互動中，對知識會有更深刻的認識，最終形成對規(guī)律或現(xiàn)象的正確認識.

該環(huán)節(jié)的主要目的是建構(gòu)和應用知識.教師根據(jù)學生的學習情況，引導學生建構(gòu)新的知識體系，選擇和設(shè)計相關(guān)的問題，組織學生獨立或合作進行練習實踐，讓學生在應用知識解決問題中加深對本節(jié)課重、難點知識的理解，提高分析和解決問題的能力.

實施本環(huán)節(jié)，能使學生對本節(jié)課所學知識做到當堂鞏固，不過多占用課余時間，緩解了新課改后課時少、學生負擔重的矛盾.

2 “實驗探究式”教學模式運用

2.1創(chuàng)設(shè)情境 激活思維

現(xiàn)代教學論認為，激疑是進行教學的重要策略，善于激疑才能激發(fā)學生的積極思維，才能引起學生的好奇心，而好奇心是創(chuàng)新精神的基礎(chǔ)，也是學生主動學習的最初源泉.

例如，用“模擬劣質(zhì)導線實驗”引入新課，具有相當強的震撼力.一張錫箔紙，剪下一條，可以看成合格導線.對劣質(zhì)導線來說，有雜質(zhì)的地方導電性能差，可視為是不導電的部分，即相當于導線缺了一塊，故可在錫箔紙條上剪去一小塊用來模擬劣質(zhì)導線.現(xiàn)在要把一節(jié)電動勢為1.5 V的5號電池接在其兩端，此時，問學生，“錫箔紙連接電池會起火”是真的嗎？引導學生觀察現(xiàn)象.

這些創(chuàng)新實驗，讓學生眼前一亮，激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了課堂氣氛，學生喜歡物理課堂，喜歡學習物理，這也正是我們物理教師求之不得的.

為了更方便地改變導體的形狀，再用“鹽水槽實驗”來定性研究導體的電阻與哪些因素有關(guān).鹽水槽接入電源后，電表的指針偏轉(zhuǎn)，改變面積與長度，指針有明顯的變化，形象、直觀的實驗引發(fā)了學生的思考，學生也產(chǎn)生了“我想嘗試一下”的想法. 學生的求知欲望油然而生，用實驗激活了學生的思維，同時也巧妙地點出本節(jié)課的教學重點.

2.2自主探究 突出重點

為了使教材“活”起來，學生“動”起來，我們對教材的處理進行了一些探索與嘗試.在人教版教材中，探究內(nèi)容是“研究了導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料的關(guān)系”，從而得出探究結(jié)論.這樣看起來是很全面、很科學、很合理，但是，從學生的認知上來說，信息的獲取是碎片式的，只能一點一點地接受、吸收.如果用課本上的探究實驗，這樣的和盤托出，給學生的感覺是，有點為了拼湊結(jié)論的嫌疑，學生探究的欲望必然難以被激發(fā)，學生的探究能力不能得到有效發(fā)展.因此，我們在教學設(shè)計時，突出了導體的電阻與其長度、橫截面積的關(guān)系，而將導體材料對電阻的影響滲透到其他的教學環(huán)節(jié)中.比如說，材料對電阻的影響，先用鹽水這種非金屬材料，再用金屬導體材料鎳鉻合金，因為導體可以分為金屬導體和非金屬導體，這樣的處理，學生更好接受，獲得的知識也更全面.對不同金屬導體的導電性能，再通過電阻率的數(shù)據(jù)表格展示給學生，使學生在學習這節(jié)課后，能認識到探究結(jié)論不僅適用于金屬導體，同樣也適用于非金屬導體.

導體電阻相關(guān)的幾個因素可分成兩個層次：需重點研究且讓學生親自操作的是長度與橫截面積兩個因素；需要研究的并需通過演示、展示、講解的是材料與溫度兩個因素.讓學生在有限的時間內(nèi)進行充分地探究，通過教師的補充，使問題的探究更全面、深入.

科學探究不僅是物理學習的一種方法，同時也是物理課程的目標和重要內(nèi)容.沒有探究，就沒有物理的發(fā)展，也沒有學生的發(fā)展.

教學過程中也可以使用DIS傳感器進行探究實驗，利用電腦直接得出電阻的數(shù)值，快速、高效，但從實際情況看，數(shù)據(jù)的得出，學生沒有感覺，與學生有一定的距離感.教師講臺上唱獨角戲，學生臺下瞪著眼睛看，無法很好地參與進來.我們沒有選擇這種方式，還是以學生最易接受、最簡單方便的操作來引導學生探究，采用了“倍增法”的思想來研究，使問題簡化，同時，學生在動手中獲取知識，頗有一點成就感.

為了更好地突出探究的主題，測導體的電阻直接使用了數(shù)字多用電表.主要有以下幾個原因：(1)需要探究的問題很多.電學實驗本身的綜合性就相當強，涉及到電路設(shè)計、滑動變阻器接法的選擇、電表量程的選擇和連接、伏安法測電阻等許多電學知識，學生的知識積累不夠.(2)實驗產(chǎn)生誤差的原因很多.伏安法測電阻這種方法本身的系統(tǒng)誤差，導體長度、橫截面積的測量，兩個電表的讀數(shù)，再加上運算等，產(chǎn)生的誤差很大.(3)數(shù)據(jù)處理非常復雜.由于測量數(shù)據(jù)的隨機性，特別是探究導體電阻與導體橫截面積的關(guān)系時，數(shù)據(jù)規(guī)律的不可觀測性顯得尤為突出，學生很難由實驗數(shù)據(jù)導出正確的結(jié)果.

由于測量精確度要求很高，考慮表筆與電阻接觸時有接觸電阻，所以對電表的連接進行了改裝.實驗中需要接觸得非常好，將表筆頭改成魚夾型的，另外，兩根表筆導線也有電阻，將兩表筆直接接觸便可看出，在數(shù)據(jù)處理時要十分注意.

幻方為許多數(shù)學愛好者所珍愛，吸引了一大批幻方愛好者.經(jīng)過這些幻方愛好者的研究，幻方理論有了很大的發(fā)展，人們構(gòu)造出了許多有趣又令人驚嘆的幻方.但是人們的這些研究主要集中在如何構(gòu)造幻方和計算幻方的數(shù)量上(包括特殊幻方的數(shù)量).而本文主要探討幻方特別是三階幻方中的恒等式.通常所說的3階幻方指的是：在3×3的方陣中填入1—9這九個整數(shù)，使得每行、每列以及兩條對角線上的三個數(shù)字之和都相等(如圖1),這也被稱作是正規(guī)幻方.

2.3深化規(guī)律 活學活用

為了能使學生體會到物理就在我們身邊，生活中的探究無處不在，在教學過程中我們可以利用生活中隨處可得的物品進行物理實驗．學習知識的目的在于應用，它是學生掌握知識、深化規(guī)律、形成技能、發(fā)展智力的重要手段，也是溝通知識和創(chuàng)新的橋梁.應用要有目的性，著眼于指導思想，有利于思想方法和技能的掌握；應用要有現(xiàn)實性，結(jié)合學生實際生活，解決學生身邊的物理問題，讓學生在引用新知解決問題的同時，體會到物理的價值;應用形式要多樣性，要以新穎多變的形式調(diào)動學生的學習積極性，使學生始終保持良好的學習興趣，從而提高學習效率.

教學片斷：“火能關(guān)燈”實驗.

師：有人說，火能關(guān)燈，是真的嗎？實驗讓我們眼見為實.如圖1所示，由電源、開關(guān)、燈泡、滑動變阻器、鎢絲組成電路，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.這時日光燈中的鎢絲串聯(lián)在電路中，現(xiàn)用酒精燈加熱鎢絲，看一看小燈泡亮度有什么變化.

教師演示：酒精燈靠近鎢絲時，小燈泡熄滅了.

(學生非常驚訝).

師：火為什么能關(guān)燈？請一位同學來解釋一下.

生：因為用火燒鎢絲的時候，鎢絲的溫度升高，電阻增大，電路中的電流減小，所以燈就變暗，如果電阻變化得很大，電流減小得就很多，那么燈就會熄滅了.

在物理教學中，要充分體現(xiàn)“從生活走進物理，從物理走向社會”的教學理念，把物理教學與學生的生活體驗相聯(lián)系，把物理問題與生活情境結(jié)合起來.筆者在課后布置了作業(yè)，“了解超導現(xiàn)象和半導體材料”，引導學生多進行社會實踐活動，開闊自己的視野，激發(fā)學習興趣，增強科學探究的意識，不斷提高學生應用物理知識分析問題、解決問題的能力.只有真正將學到的知識應用于實際創(chuàng)造，才能使生活更加豐富多彩，才能使科技更加發(fā)達，才能使物理真正走向社會.

3“實驗探究式”教學模式實踐體會

“最精湛的教學藝術(shù)，遵循的最高準則就是讓學生自己提出問題、解決問題”，“實驗探究式”教學模式的運用正符合這一觀點.通過實踐，我們提幾點運用本模式的注意事項：

第一，選擇性.不是所有的教學內(nèi)容都適合于實驗探究式教學，教師要精心挑選合適的、具有探究價值的課題.

第二，目的性.探究過程中，教師要控制好探究的深度和廣度，做到收放有度、探究有重點、探究要全面，這樣做才能更好地培養(yǎng)學生的能力，才更容易使學生接受.

第三，預見性.教師要充分預見學生可能提出的問題，科學設(shè)計探究過程，讓成功多于失敗.

第四，多樣性.課堂教學中，教師應多運用激趣技巧，提高學生的探究信心和興趣.

第五，靈活性.教師要有一定的應變能力和知識積淀，能靈活應對學生提出的不在教師準備范圍內(nèi)的問題，且如果問題具有更高的探究價值，教師可以改變原先的探究設(shè)想.

參 考 文 獻

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