利用多种探究教学方式突破高考实验复习难点

耿克忠

(保定三中 河北 保定 071000)

物理是以实验为基础的学科，实验在物理教学和高考中占有重要的地位，笔者在高考实验复习中，通过利用多种探究式教学方式，突破实验复习难点取得了较好的教学效果，现在撰文与同行交流．

1 学情分析

现行的实验教学一般是这样的，高一、高二和高三随物理课程的进行，学生随堂就把实验做了，学生做实验时兴趣很高，做得也很投入，相对应的基础知识、基本操作技能当时也就掌握了．但是由于实验是零散进行的，缺乏系统的学习、总结和提高，学生的实验综合能力薄弱．进入高考复习阶段，对学生的实验能力要求更高，尤其是对实验设计、创新能力要求更高．一般的处理方法是教师在教室课堂上把实验要点讲一下，稍加总结，随后进行大量的强化训练．这种教学方法的弊端是学生被动地接受学习，学到的实验知识没有和自己的实际实验操作结合起来，知识理解不到位，能力提高不上去．因此，实验教学需要利用探究式教学，使学生动手动脑，而且动手动脑相结合，自己探究，在探究过程中理解知识，掌握实验技能方法，提高能力．

从学生角度讲，学生有零散的实验知识，但缺乏系统实验知识的建构；具有一定的学习能力，有渴求进步的欲望，需要教师引导；成绩有差别，需要分别对待；自我评价不稳定，需要成功的体验；有熟练的电脑操作技能．

失ΔE如何变？当木块的质量M趋于无穷大时，机械能的损失ΔE又有什么趋势？

(3)

(2)当木块的质量M越小时，机械能的损失ΔE如何变？当木块的质量M趋于零时，机械能的损失ΔE又有什么趋势？

拓展三：将解题过程中的式(1)与式(2)相加，看看可以得到什么结果？

等式左侧D为子弹相对于木块的位移，根据一对滑动摩擦力做的净功W=-fL相；等式左侧为木块与子弹间的一对滑动摩擦力所做的净功．机械能变化ΔE，等式右侧为-ΔE，即损失掉的机械能ΔE损．由此可得出结论：除重力、弹力以外，只有摩擦力做功的系统中，滑动摩擦力所做的净功数值上等于机械能的损失，即系统损失掉的内能．

在以上的例题中，通过层层设问，步步递进，使学生在自己的练习中体验“一对滑动摩擦力做功之和为负功”、 “摩擦力所做的总功等于系统损失的机械能” 以及“摩擦力做了多少功就有多少能量转化为内能”，从而加深了对物理规律的理解．

2 教学目标

总目标：掌握实验的基础知识，初步理解实验误差理论，具备基本实验设计能力，培养学生实事求是的精神．

具体目标：

(1)会使用基本仪器，尤其是电流表、电压表、滑动变阻器、多用电表和电阻箱；会读游标卡尺、螺旋测微器．

(2)把握高考考试说明中要求的电学学生实验的原理和操作注意事项．

(3)会应用分压和限流控制电路，掌握实物连线方法．

(4)会分析使用电表带来的误差．

(5)掌握一定的实验分析综合能力，学会一定的设计实验的能力，能评价实验设计方案的优缺点．

(6)在探究学习过程中体会实验的核心是误差，并会初步进行误差分析．

3 教学流程

整个的教学流程如图1所示．

图1 高考实验探究式教学过程示意图

4 教学过程简记

第一个教学模块：熟悉实验仪器

让学生熟悉电学实验仪器和基本电路的连接．电学的主要仪器有：电压表、电流表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、小电珠、电源和开关．基本电路主要是：电源的连接、电压表与电流表的连接、分压与限流电路的连接、伏安法测电阻电路的连接和测定电源电动势内电阻电路的连接．教学方法采用接受式探究．接受式探究是指从已经弄清这些问题的人那里得到有关的信息或现成答案的探究．这看似简单容易，但其中同样包含着多种思维推理技能的运用．教师在教学中要注意从低难度、低水平的接受式探究开始，逐渐培养、发展和不断提高学生的资料检索收集和整理分析能力．在中小学阶段，接受式探究也是一种值得重视的重要的学习方式[1]．

此模块共用一课时，教学是在实验室进行，给学生准备的材料有：学生教科书、教师编辑的基本仪器使用手册、实验室的仪器．教师给出明确的电路连接要求，学生动手操作，在学生操作过程中，教师注意引导学生分析电路的连接特点和功能，监督学生改正电路操作的错误．

第二模块：探究基本电路的作用

学生有了对实验仪器的基本操作技能之后，让学生具体探究基本电路的作用，探究过程中体会实验误差的产生和减小，采用定向归纳探究方式.定向探究是指学生所进行的各种探究活动，是在教师提供大量的指导和帮助下完成的，教师给定概念或原理，由学生自己发现它与具体事例的联系的探究．归纳探究是从个别或某类事例出发，经过探索得出一般结论的探究．定向归纳探究是指由教师提供具体事例，学生在观察分析事例的基础上得出概括或结论．教师对教学有较多调控——提供事件、物体和数据；引导学生进行观察和分析，是教学的引领者和组织者，在教学过程中起主导作用．学生发挥着主体作用，即在教师指导下积极观察事件、物体和数据，并在观察的基础上动脑思考，得出一般性的概括和结论．教师要求每个学生向其他同学交流自己的发现——概括或结论，以便相互学习．

这一部分用两课时，在学生微机室进行，软件环境是仿真物理实验室网络版，因为利用计算机多媒体仿真物理实验室可以为学生提供尽可能多的实验仪器，没有操作时人员和仪器安全问题．教师提出以下问题：分压和限流电路有什么特点和功能；用伏安法测电阻时，内接和外接电路会引入什么样的误差；用伏安法测电源电动势内电阻电路会引入什么样的误差．学生通过自己动手连电路，看读数，小组讨论得到分压和限流电路的选择原则、伏安法测电阻内接和外接电路的选择原则，理解测电源电动势内电阻电路的选择原则，掌握灵敏电流计改装成电流表和电压表的技能．教师进一步引导学生思考同样的仪器怎样选择电路误差最小；怎样从众多的仪器中选出最合适的仪器组成测量误差最小的电路．

第三模块：电学实验设计

这一部分采用自由归纳探究.自由探究是指学生开展探究学习时，极少得到教师的指导和帮助，而是自己独立完成．自由归纳探究仍然遵循归纳推理形式，但教学活动更加自由开放，学生对学习负有更大的责任．在自由归纳探究教学时，具体事例由学生自己提供，自由进行归纳概括．教师只提供探究材料，以及提出如下问题：“你能从……中得出什么概括或结论?”“经过探究之后，请告诉我你所知道的关于……的一切”等．教师鼓励学生互相交流和分享推理结果，以便全体学生从各自的独特发现中获益．自由归纳探究为学生的创造性思维的发挥提供了机会，从一定意义上说，学生只有在从事自由归纳探究时，才可以说是在从事类似科学家们的真正发现活动．在进行自由归纳探究时，教师扮演着不同的角色，起着不同的作用，即问题的“澄清者”．对学生出现的逻辑上的错误，诸如概括过于宽泛，推理不准确，归因不当等，教师应当及时指出．

此模块共用三个课时．有了前边的基础，这里给定学生三个电学实验设计专题进行探究，专题分别是：测量电阻可以有几种方法、测量电表内阻有何特殊方法；测电源电动势内电阻可以有几种方法；电压表、电流表、电阻箱能不能起相同的作用．在学生微机室进行，软件环境是仿真物理实验室网络版．学生先独立的就教师提出的专题进行独立探究学习，自己动手通过仿真物理实验室进行不同实验方案的实验和比较，得出自己的结论．然后组内讨论，组间进行交流和谈论．教师在下边巡回并给予必要的指导．最后师生一起总结得到结论．

第四模块：实验总结

这一部分用两个课时，用于交流各个小组的探究成果．主要采用“自主、合作、探究”教学模式．“自主、合作、探究”教学模式是指教师以问题(或任务)的形式呈现教学内容，学生主动尝试解决问题，教师在教学过程中及时提供“子级问题”帮助学生，并通过生生合作、师生互动而达到使学生掌握知识和技能的教学方式[2]．

在教室进行，教师引导，学生分组交流．有了前几节课的铺垫，学生讨论起来非常踊跃而且言之有物．最终大部分学生可以理解实验的核心是误差，实验方案的好坏以误差的大小来衡量，数据记录要如实的记录误差，数据处理不能使误差扩大．最后师生一起总结了实验设计的原则和基本步骤．通过总结，学生感觉实验不再是那么可怕了．

5 课后反思

实验原来是师生最头疼的一部分内容，笔者通过由浅入深、由低层次到高层次、师生积极相互配合的探究取得了传统教学无法取得的效果．学生表示原来头疼的电学设计实验、实物连线现在再也不怕了，和没有进行探究教学的平行班相比，成绩要好得多．而且在教学进行的过程中，平时调皮的学生不调皮了，表现出非常强的动手和动脑能力．探究式教学在实验复习中比传统的授受式教学效果要好得多．

从整个的教学过程来看，学生的学习过程是愉快的．在笔者以前带过的班级，成绩稍差些的学生普遍的反映是“我承认老师讲得非常好，物理知识非常有用，但是我就是不爱学习物理，到大学肯定不学物理专业”．这届学生通过探究式教学学生学习物理的兴趣得到了极大的保护和提高，尤其是在实验专题时，学生天天盼望着去微机室上物理探究实验课，彻底改变了传统教学中教师“在课堂上讲实验，在黑板上画实验”和学生“课上听实验，课下背实验”的习惯模式．有时有的学生甚至表示：“老师，我们不用你讲了，我们自己想，自己讲，大家一起讲，你在旁边看就行了”，说话时充满自信．事实上学生的确自己做得不错，学生思维活跃，互相启迪，很多的观点，已经达到了传统教学很难达到的程度，甚至超出教师的想象．当年高考以后，实验班有三名品学兼优同学选择了基础物理专业(一名清华大学、两名哈尔滨工业大学)，他们表示已经喜欢上了物理，这在以前的毕业生中是没有的．可以确定的说：探究式教学能有效提高教学效果，同时在激发和保护学生学习物理积极性方面比传统的接受式教学优势明显．

参考文献

1 任长松.高中新课程与探究式学习.天津：天津教育出版社.2005

2 陶·哈斯巴根，秦瑞玭，李伟军.对创建“自主、合作、探究”教学模式的思考.内蒙古师范大学学报(教育科学版)，2003，16(1)