高中物理实验培养学生探究能力的实验设计

柳冠凡　上官金丝

摘 要：在新的教育理念的影响下，要培养学生的主体思维、注重动手实践和锻炼自身探究能力，用辨证的思想思考问题、提出问题，尤其在高中物理教学中运用物理实验对学生的逻辑性和对科学的探索至关重要。

关键词：高中物理；实验；探究能力

以学生为主体的物理教学，旨在提升学生的科学素养水平，培

养学生用科学的态度，形成一定的科学行为和习惯，以获得对科学知识的认知和理解，这是科学素养的三个维度，也是探究性学习过程中要把握的方向。在高中物理学科教学中，实验是关键基础，通过对实验的动手操作，可以培养学生的动手行为习惯，通过搭设物理相关实验仪器、用物理的原则来验证实验结论，这无疑是最有效、最直接的锻炼探究能力的方法。

一、高中物理实验的重要意义

1.要重视物理实验的实践性作用。从探究的角度出发，教师要激发学生对物理试验的兴趣，只有在兴趣的推动作用下，学生才会对有兴趣的事物心生探索之念。因此，教师要以物理实验形象化的情境来引发学生的想象思维，要针对部分学生实验技能水平较弱的特点，加强实验课时的安排，使实验操作真正成为学生解决实际物理问题的手段和依托。

2.实验课程的问题设计要注重实践性。首先，物理实验的设计要与学生的日常生活相联系，从学生常见的现象和情境入手；其

次，实验设计要紧紧围绕教学目的，实验的设计要体现物理思想的精髓，引导学生用物理研究的方法和思路去思考问题。再次，实验设计的问题导向不要太强，要让学生主动思维，从实验的过程中寻找问题、发现问题。例如，教师在引导学生探究运动加速度的概念之时，要让学生在不同物体实验的感觉上寻找与加速度有关的影响因素。这样才能锻炼学生的主动思维，寻找探究问题的奥妙与奇幻。

二、用问题探究的学習方法进行高中物理的具体实验设计

案例1：《楞次定律》引入的简单实验

教师做一个神奇的魔术，在以下的实验装置中，A环是闭合的铝环，B环是断开的铝环，用条形磁铁的N极靠近A环或者是离开A环，会有什么现象？B环是否也会呈现同样的运动？学生被神奇的现象所吸引，从而在大脑里产生疑问，对这种现象产生强烈的好奇，浓厚的兴趣感和新鲜感会带领学生快速地进入到探究楞次定律的学习当中，便于教师进入教学环节。

案例2：验证“机械能守恒定律”的实验

摆设器材：带铁夹的铁架台、打点计时器、小车、有三个50g钩码的重物、纸带和直尺。以验证自由落体过程中动能和势能的变化过程中机械能是否守恒。

先用纸带穿过打点计时器，纸带的一端连接小车，再自由释放重物，在纸带上则打出一系列的点，以出发点A为基准，计算各点的瞬时速度，得知各点的动能；再用直尺量出各点到A的距离，即可得知势能。

根据物理原理，因为mv2=mgh，所以只要验证v2=gh，就可知两边是否相等。在这一实验中，老师可以引导学生进一步探究：如果在计算各点的势能时，不从出发点A开始测量，而是从前面任一个点开始测量距离，那么势能又会出现什么样的变化呢？

案例3：多用电表法测电阻

（1）引导学生用螺丝刀旋转定位螺丝进行机械调零。这个过程要求学生注意动手能力的操作，并仔细观察准确度。

（2）把旋钮拨至欧姆挡，使红黑表笔短接，必须将多用表笔的指针处于零刻度。

（3）把选择旋钮置于欧姆挡“×100”，红表笔接电阻一端，黑表笔点触电阻另一端，根据指针的偏转来选择恰当的倍率。

（4）把选择旋钮拨至恰当倍率，等指针稳定后再读数。指导学生在这一读数的学习中，要了解指针指示的数值乘以倍率的结果就是被测电阻的阻值。

（5）结束时，把表笔从插孔中拔出，要将选择开关旋至“OFF”或者交流电压最高挡。

在这个试验中，不能用手触碰表笔的金属部分，以防触电；另外，在测试过程中，不能带电旋转开关。这个实验设计为了培养学生的细心观察能力，老师在实验设计的时候，首先要求学生必须将机械调零，才能进行实验，要引导学生观察指针的偏转以计算电阻值。

以学生为主体的高中物理实验过程，重在培养、提高学生对物理知识的兴趣，增进学生对科学探究的欲望，使高中物理在激发学生主动性思维的基础上得以实践开发，从学生生活经历中熟悉和了解的现象入手，注重引导学生在物理实验中仔细观察和细心聆听，用正确的科学态度把高中物理的抽象知识，用直观、形象的、数据的物理实验进行演示，教导学生掌握基本的测量方法和使用教学常用的仪器仪表，获得准确的科学信息，在探究实验中改进薄弱环节，手脑并用，全面发展综合素养。

参考文献：

[1]闫新民.高中物理实验指导与拓展[M].湖北教育出版社， 2005.

[2]孟昭辉.中学物理教育理论与实践研究[M].高等教育出版社，2003.

[3]范良火.教师教学知识发展研究[M].华东师范大学出版社，2003.

编辑 李 姣