浅析物理教学中探究的设计

涂韶辉

物理学是一门实验性科学，在实验教学中必须尽心探究，通过探究可以激发学生学习兴趣，创设有效掌握知识的学习环境，训练科学的学习方法，培养学生观察、分析和创造性思维能力，解决实际问题能力。现在初中物理教材探究实验有四十多个，但其中有的因效果不够明显或缺少器材很难成功，有的因不贴近现实生活，学生存在一种陌生感，接受起来效果不理想。故教师教学生学会设计实验，对优化物理教学，促进物理教学改革具有深远的意义。我认为探究的设计应突出考虑以下几个方面。

一、探究原理应体现科学性，可行性和目的性

1.科学性

探究原理的科学性主要是指物理原理是否正确，得出的物理现象是否真实、正确地反应探究原理。原理的正确性要求真实不可制造假象代替真实现象来欺骗学生。原理的科学性要求原理无错误，但允许存在误差。探究的误差是由于探究系统和条件的非理想化产生的，是客观存在的。误差大小是由于探究方法、仪条件和教学要求来决定。要分析误差产生的原因，设法减少误差。例如，在探究伏安法测电阻时，多次测量出的电阻值是不完全相同的，你就不能得出电阻会随电压和电源的改变而改变这一错误的结论。而应知道这是误差的原因。为了减少误差，采用多次测量求平均值得方法。

2.可行性

主要指从仪器制作、器材选择、探究选探究条件和操作等方面来看能否成功。往往有这样的情况，设计的探究方案是科学性的、正确的，但在实施过程中常受到多方面因素的限制而无法成功。例如在做摩擦起电时，若天气比较潮湿使毛片和丝绸不干燥则在摩擦起电时，会造成漏电从而影响了实验现象，这时可以把毛皮和丝绸放在太阳下晒一下或者放在火上烤一烤，这样效果会更明显。

3.目的性

设计的实验应具有明确的意图及针对性，具体地讲就是要求解决什么问题，得出什么结论：验证什么定理定律、规律：建立什么概念。教材有些重要的规律、概念通过探究归纳得出，比教师单纯的讲解学生更易接受，这都需要及时设计，引入探究实验。例如，在探究导体的电阻与材料、长短、粗细的关系时，要明确在探究电阻与长短关系时，材料和粗细必须保持相同，而长短不同的目的；在探究电阻与这三个量中的一个量的关系时，必须保持两个量不变而这个量改变，使用控制变量法。

二、探究的构造适应具有可见性、间接性和美感性

1.可见性

一般地说，观察明显、清晰的现象比观察细微模糊的现象效果更佳，学生兴趣浓厚。增加探究的可见性，应从这几个方面考虑，变小为大，变弱为强、变慢为快、变淡为浓、变轻为重等。例如，在讲分子之间的作用力的时候，必须变小为大。

2.间接性

探究实验中仪器构造应体现出简洁和实用。用结构复杂、操作性繁琐的实验，容易分散学生的注意力。只要涉及实验和科学性强，现象明显，越简单越好。例如，在探究压强观察砖的哪个面最易把报纸压破，找出压强与受力面积的关系，这个探究过程中仪器简单每个同学都可以就地取材，所表现的物理现象十分明显。

3.美感性

探究结果美让学生在观察实验现象的同时带来美的享受，从而维持注意力的稳定性。任何制作粗糙的、缺乏美感的实验会增加学生视觉辛苦。容易使注意力转移。如平面镜成像显示物、像的对称美；天平、温度计、电流表等刻度的匀称美及和谐美。实践证明，学生对精美别致的实验，注意保持的时间长，记忆特别牢固，理解更为深刻，学习兴趣更加厚。

三、探材料究的选择要和耐用性考虑方便性、多用性

1.方便性

实验器材的选择要从多方面考虑。但首先要取材方便，经济实惠，或者简单改制常用物品就完成的实验器材。这样既可以节省教师的时间和精力，又可以方便发动全体学生齐同参与实验，所以虽然实验简单，但效果却很好。

2.多用性

指一物多用，利用现有的装置，进行尽可能多的探究，显示可能多的现象和原理。充分提高器材的利用率，挖掘潜力，这在当前仪器普遍缺乏的情况下是一种有效用经济的办法。

3.耐用性

在课堂进行实验时为了让学生观察清楚，有时需要多次重复演示，故要求设计的实验的器材的选择不能“一次性消费”，或者演示一次就出现毛病，要经久耐用，以保证上课的程序能正常进行。

四、探究现象应突出直观性和趣味性

物理教学实验充分证明，学生在物理学习中不论是观察、记忆、思维，还是想象心理活动，没有注意的参与，心理学家研究表明，注意力是指向必和集中性与刺激物的新异有关，刻板的千篇一律的习惯刺激不易引起人们的注意。因此，实验的设计除了考虑以上的三个方面之外，还要突出实验的直观性、趣味性。

1.直观性

探究实验首先实现直观形象，直观性越好，越有利于学生进行直观思维。例如，为展示金属电阻率随温度变化而变化，把“22V 40W”的废日光灯管敲断，取其中一端灯丝把它和“6V 6W”灯泡、演示电流表、开关串联接在6V稳压源上，首先闭合开关，灯泡正常发光，用尖嘴钳夹住日光灯丝另一端，用酒精灯给灯丝加热，灯泡亮度显著变暗，电流度数变小，停止加热，灯迅速变亮，电源表读数变大。学生亲眼看到金属电阻率随温度升高而增大，随湿度降低而减小，印象深刻。

2.趣味性

以趣味横生，引人入胜的探究激发学生兴趣让学生乐学，探究的趣味性要求实验取材于生活，使学生有“亲近感”如：大气压的教学中在演示马德堡半球实验后，拿两个学生非常熟悉的塑料衣钩来模拟半球实验，由两位学生做对拉实验，体会大气压的大小，到讲清原理后，再由学生用吸管和汽水，解释为什么能吸到汽水。这样现象、器材取材于生活，学生都喜闻乐见，但却不知其所以然，通过这些实验，是学生额在好奇中感受物理知识的魅力，在具有乐趣的实验中轻松获得知识真谛。

（作者单位：江西省新建县第五中学）