黃歐革

[摘 要]在初中物理課中實(shí)施探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是學(xué)生主動(dòng)獲取物理知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)探究方法、發(fā)展探究能力的一種有效方法。教師在教學(xué)中要通過(guò)創(chuàng)設(shè)探究性的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的探索興趣；合理設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)；有效實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)；做好探究性實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和評(píng)價(jià)幾個(gè)方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

[關(guān)鍵詞]初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；探究能力

[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）12-0038-02

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是在教學(xué)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析各種物理現(xiàn)象，并由此提出假設(shè)，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施探究，從而獲得結(jié)論等要素，探究過(guò)程可涉及及所有要素，也可涉及部分要素。通過(guò)這一過(guò)程，讓學(xué)生了解物理知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，并使其從中尋找規(guī)律，主動(dòng)獲取知識(shí)，從而培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

一、創(chuàng)設(shè)探究性的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的探索興趣

教師要重視探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，首先要設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，這就要求教師有效創(chuàng)設(shè)探究問(wèn)題的教學(xué)情境，在情境中引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟。

在激發(fā)學(xué)生的探究興趣方面，教師可用豐富多彩的視頻、圖片，用講故事、做實(shí)驗(yàn)的方式，把學(xué)生帶入物理世界的情境中，讓學(xué)生樂(lè)于探索物理中的奧秘。

如在教學(xué)《探究杠桿的平衡條件》時(shí)，教師可這樣提問(wèn)：上課之前，我們先來(lái)談?wù)劰虐＜暗慕鹱炙?。被稱為世界七大奇跡之一的金字塔是由幾百萬(wàn)塊巨石堆砌而成的，每塊巨石平均兩噸重，古埃及人是用什么辦法把這些巨石搬上去的呢？請(qǐng)同學(xué)們觀看一段視頻。然后，教師用多媒體播放古埃及人建造金字塔的視頻，學(xué)生看得非常興奮，他們思考后回答：視頻中提到用杠桿搬運(yùn)巨石，杠桿的威力真大。接著教師繼續(xù)播放視頻：挖掘機(jī)挖土、人們用撬棒撬大石頭，大人和小孩玩蹺蹺板等動(dòng)態(tài)畫(huà)面，生動(dòng)有趣并富有懸念。學(xué)生觀看后，要提出感興趣的問(wèn)題或自己認(rèn)為值得探究的問(wèn)題。如蹺蹺板為什么能上下擺動(dòng)？大人和小朋友分別坐在蹺蹺板的兩側(cè)，怎樣才能使蹺蹺板保持在水平位置的平衡狀態(tài)？從而，引入物理課題：探究杠桿的平衡條件。通過(guò)這些問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，呼喚學(xué)生的感知和思維，極大地激發(fā)學(xué)生探究的好奇心和興趣，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣；誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生探究的動(dòng)機(jī)。

二、合理設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)設(shè)探究性實(shí)驗(yàn)情境之后，接下來(lái)教師可引導(dǎo)學(xué)生合理設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)。這就需要教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生自主制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方案。設(shè)計(jì)方案時(shí)可從以下這些問(wèn)題展開(kāi)：1.實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是什么？2.在實(shí)驗(yàn)中需要哪些器材？3.實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做幾次，只做一次行嗎？4.在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察哪些現(xiàn)象？5.實(shí)驗(yàn)中，如何設(shè)計(jì)表格，應(yīng)記錄哪些數(shù)據(jù)，如何分析這些數(shù)據(jù)，得出什么結(jié)論？然后，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，自主合作探究。

如在教學(xué)《探究杠桿的平衡條件》時(shí)，教師可結(jié)合視頻或圖片，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)進(jìn)一步討論交流，從而得出：蹺蹺板中間有一個(gè)固定的擺動(dòng)軸，蹺蹺板繞著這個(gè)固定點(diǎn)擺動(dòng)。物理學(xué)中，把能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒（直棒或曲棒），叫作杠桿。蹺蹺板就是一種杠桿。大人、小孩分別給蹺蹺板一個(gè)向下的力，調(diào)整兩人到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離，當(dāng)兩人到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離和兩力的大小滿足一定條件時(shí)，蹺蹺板就能處于水平平衡狀態(tài)。為了研究透徹，教師可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，用帶有等分刻度的均勻木尺代替蹺蹺板，用一定數(shù)量的鉤碼代替人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的方案：1.實(shí)驗(yàn)探究的是杠桿在什么條件下平衡。2.實(shí)驗(yàn)器材有杠桿尺、鐵架臺(tái)、一定數(shù)量的鉤碼等。3.應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)再得出結(jié)論。4.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察杠桿平衡時(shí)，杠桿左右兩邊所掛鉤碼的數(shù)量、讀出掛鉤碼處到擺動(dòng)軸0點(diǎn)的距離等。5.學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格和表格項(xiàng)目，包括實(shí)驗(yàn)序號(hào)、左右的拉力F1/N和F2/N、鉤碼掛點(diǎn)到軸點(diǎn)0的距離L1/CM和L2/CM；記錄每一次實(shí)驗(yàn)杠桿左右兩邊所掛鉤碼的重力，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量已知，根據(jù)G=Mg可算出重力和掛鉤碼處到轉(zhuǎn)動(dòng)軸0點(diǎn)的距離，可以從杠桿尺刻度直接讀出數(shù)值。

三、有效實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)之后，教師要指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究杠桿在什么條件下平衡。教師可以讓學(xué)生以小組合作探究學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行討論，在構(gòu)建合作小組時(shí)，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的合理性。一是小組人數(shù)要合理，一般以4～6人為宜。二是組員要優(yōu)化搭配。三是小組成員應(yīng)是動(dòng)態(tài)的，同時(shí)各小組成員要進(jìn)行合理的分工、明確職責(zé)。小組內(nèi)應(yīng)設(shè)小組長(zhǎng)、記錄員、匯報(bào)員，剩余成員根據(jù)需要臨時(shí)安排。教師要讓不同的成員完成不同的工作任務(wù)，如小組長(zhǎng)主要對(duì)本組成員進(jìn)行合理分工，組織本組進(jìn)行探究活動(dòng)；記錄員主要記錄探究過(guò)程中的重要內(nèi)容；匯報(bào)員主要是把本組合作學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行歸納總結(jié)，之后在全班匯報(bào)交流。其余的成員負(fù)責(zé)領(lǐng)取、安裝、清理、收拾實(shí)驗(yàn)器材并送回儀器室等。學(xué)生參照教材中的“活動(dòng)1”，探究杠桿的平衡條件的步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作：1.按示意圖，安裝好實(shí)驗(yàn)器材。2.調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)。3.在杠桿兩邊分別掛上數(shù)量不同的鉤碼，用F1、F2表示鉤碼的拉力，用L1、L2表示鉤碼離開(kāi)懸掛點(diǎn)0的距離。4.改變鉤碼數(shù)量和它們離開(kāi)0點(diǎn)的距離，使杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，多次測(cè)量。5.把各次實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中。6.收集、整理實(shí)驗(yàn)器材。同時(shí)，教師提醒學(xué)生要把擺動(dòng)軸選在杠桿尺的中心處，使用前要調(diào)節(jié)兩端平衡螺母，使杠桿尺水平平衡，鉤碼對(duì)杠桿尺的拉力大小就等于鉤碼的總重力。注意測(cè)量鉤碼的重力和鉤碼到轉(zhuǎn)動(dòng)軸0點(diǎn)的距離，要多次改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和它在木尺上的位置，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)并把每一次數(shù)據(jù)記錄在相應(yīng)的表格中。此時(shí)，教師巡回觀察各組的實(shí)驗(yàn)情況，如有錯(cuò)漏，及時(shí)給予點(diǎn)撥。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師用多媒體展現(xiàn)杠桿課件，師生共同討論得出杠桿的名詞：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。杠桿在動(dòng)力和阻力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，叫作杠桿平衡。然后教師提問(wèn)：各小組，從得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，你們總結(jié)出什么結(jié)論？（有的組看不出能得出什么結(jié)論） 教師引導(dǎo)分析：如果我們把每一次表格左右兩邊的數(shù)據(jù)相加減或乘除，看看結(jié)果會(huì)怎樣？同學(xué)們看出什么問(wèn)題來(lái)了？杠桿的動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間的數(shù)據(jù)有怎樣的關(guān)系？各組請(qǐng)把你們的正確答案做出匯報(bào)。

最后師生共同歸納，即可得出杠桿的平衡條件。用文字表示是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；用字母表示是：F1L1=F2L2。

四、引導(dǎo)學(xué)生做好探究性實(shí)驗(yàn)的總結(jié)、交流和評(píng)價(jià)

在探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)、交流和合理評(píng)價(jià)。如分析哪些實(shí)驗(yàn)操作是正確的？哪些實(shí)驗(yàn)操作是錯(cuò)誤的？你對(duì)本次實(shí)驗(yàn)是否滿意？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否有不合理的地方？測(cè)量數(shù)據(jù)和所得結(jié)論是否可靠？你最大的收獲是什么？等等。請(qǐng)你自我評(píng)價(jià)一下。在這樣的反饋過(guò)程中，學(xué)生對(duì)自己的探究行為會(huì)有所反思。他們知道如何修正錯(cuò)誤會(huì)做得更好，這將提高探究效率，有利于學(xué)生探究能力的發(fā)展。

在《探究杠桿的平衡條件》的教學(xué)過(guò)程中，教師可以建立學(xué)生共同參與的實(shí)驗(yàn)總結(jié)和評(píng)價(jià)機(jī)制。先由各小組匯報(bào)員把本組的設(shè)計(jì)思路和整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論以及收獲等內(nèi)容，分別向全班同學(xué)匯報(bào)，然后讓其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。聽(tīng)取別人的意見(jiàn)和建議，取人之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，以便提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒僮魉?。最后教師再進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。

（特約編輯 諾 依）