探究性物理实验中应当注意的几个问题

陈亮　张德学

探究实验作为物理教学的一种重要的方法和手段，它把要研究的物理现象清楚地展现在学生面前，能引起学生的观察、思考，使学生认识物理概念和规律“事半功倍”，是深受学生欢迎的实验形式，也是教师施展教学艺术的独特方法.要想最大程度地发挥探究实验的作用，在探究实验中应当注意以下几个问题.

一、 提高可见度

探究实验的特点是让全体学生对具体的物理现象与实验过程通过感官直接观察和感受，考虑到实验的条件以及感官易受外界条件的制约，要尽可能地增大探究实验的可见度，提高探究实验的直观性，最大程度地发挥探究实验的作用.

1.克服空间条件制约

有些探究实验容易在水平面上完成，却不利于学生观察，如果对此类实验进行“化面为体”的处理，就可以提高可见度.例如，磁感线的探究实验，现将适量的铁屑均匀地洒在玻璃板上，并置于磁铁上，通过连续轻微的敲击玻璃板，使磁铁在磁场中逐渐有序排列.这样实验虽然完成了，但只能进行平面展示.如果事先准备了一张大小合适的稍厚白纸，在一面均匀地涂抹上胶水，利用胶水的白纸面将玻璃板上的铁屑粘住就可以进行竖直展示了.

2.克服时间条件制约

有些实验现象变化比较快，不易于学生观察，如果采用定性比较的方法，就可以增大直观性.“如探究皮球从手中落地又弹起的这一过程中能量的转化”我们可以给皮球涂上黑颜色，让它落地.这样就会在落地处留下了大小不同的黑色圆斑，我们可以根据圆斑的大小以及皮球弹起的高度就很容易地比较出动能和势能的相互转化.

3.改进实验装置和方法

现实中出现的一些实验探究效果往往不尽人如意，如果对实验装置和方法进行适当改进，可以克服不足，增强实验的直观性.在探究电流做功的实验中，我们可以进行下列改进：

将电动剃须刀的直流电动机部分固定在铁架台的顶端，从而代替了原实验中的滑轮和直流电动机，这样避免了原实验的操作上的复杂，提高实验的的可见度.

二、增大可信度

探究实验能否达到预期的效果，是实验教学的关键.只有增大探究实验的可信度，才能确保实验的成功.

1.铺垫实验的准备知识

学生对探究实验中所展示的物理现象的本质认识，离不开一定的物理准备知识.一般地说，学生关于某个物理问题的准备知识越丰富，其思维也就越活跃、越深刻，因此，每一个探究实验，教师都要在认真分析研究学生实际情况的基础上，对实验做一些必要的讲解，介绍实验所需的一些准备知识，强调学生观察所注意的事项，讲解既可以在实验前进行，也可以配合实验同时进行.通过铺垫实验的准备知识，促进学生对实验现象的深入认识，从而提高实验的可信度.

2.克服知识迁移的负效应

学习活动总是在一定的知识和技能基础上进行的，已有的知识对后继学习要产生一定的影响，即所谓知识的迁移作用，迁移作用具有正、负效应.如果在教师的探究过程中，学生已有的知识将他们的思维引入歧途，这就是知识的负迁移.比如，关于验证大气压存在的“覆杯实验”，有的学生会误认为纸片没有掉下来，是因为水粘住杯口纸片的作用结果.再如“玻璃瓶形变”实验，部分学生会所学过的“热胀冷缩”知识来认识毛细管中的液面上升现象……从而妨碍了他们学习新知识和认清事物的本质.如果取一个重量合适的小螺母，放在杯中做“覆杯实验”，或者用椭圆形的瓶子做“玻璃瓶形变”实验，从不同侧面挤捏造成毛细管中的液柱可升可降，就可以消除学生的错误认识.为了克服这种由知识迁移的负效应给探究实验带来的不良影响，教师应从具体的探究实验出发，在学生认识水平的基础上，采取增补探究等措施进行防范和矫正，保证探究实验的可信度.

三、增强趣味性

教育心理学指出：人的各种活动都是由一定的动机所引起的，学生的学习也是被一定的学习动机所支配，学习兴趣是学习动机的重要表现形式.设计趣味性的探究实验，创设良好的物理情景，可以极大地调动学生的学习兴趣，从而产生强烈的好奇心，激发出极大的学习动力.

1.新——推陈出新，更能调动学生学习的积极性

2.奇——出奇制胜，更能引起学生的好奇心

如，“压强概念的引入”实验：在一个无底无盖的木箱上面贴上一张白纸，纸面张紧，将四块砖轻轻的平放放在白纸上，学生可以观察到纸面下凹，但没有破裂.如果单独将一块砖轻轻地竖直放在白纸上，白纸却破裂了.学生对一张白纸能承受的四块砖而纸不破感到吃惊；而对白纸竟不能承受一块竖直地砖更感到不可思议.在学生积极思维的基础上，教师适当启发、引导，很自然地引出压强的概念.

3.趣——“兴趣是最好的老师”，轻松的学习氛围往往学习效率更高

如，学习摩擦力时的“魔球”探究：将一个实心的小球，中间挖一个弯曲的小通道，如图2所示.用细绳穿过小孔，通过手拉两端细绳的松紧程度，就可以控制小球下滑的快慢及随意停止.这样的探究很容易吸引学生的注意力，揭秘的过程就是压力大小与摩擦力大小关系的学习过程

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总之，在探究实验的教学中，学生是实验的主体，处于主体地位；探究实验的教学效果取决于实验本身以及教师指导作用的发挥.只有充分注意以上几个问题，并在实践中进行合理有效地应用，才能在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度上，提高学生的综合素质.