如何运用物理实验培养学生的探究能力

王丽娟��

摘要：生活中蕴含着丰富的物理学科知识，这些知识在不经意中自然而然地被应用着。为了提高民族的整体素质，在中学阶段培养学生的物理学科素养是不可或缺的，其中物理实验是形成知识与技能的有效途径。

关键词：物理教学；探究能力；实验

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）13-076-1

学生进入高中之后，物理教育在初中物理简单知识的基础上更加注重提高学生的科学素养，这将为学生在未来的学习、探究甚至工作、生活中奠定坚实的基础。因此，在高中阶段让学生形成科学探究的能力势在必行。笔者通过自身的教学实践，谈谈如何运用物理实验培养学生的探究能力。

一、重视预测猜想，掌握研究方法

牛顿所说：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”鉴于此，在实验教学中教师要对学生进行预测和猜想能力的训练。如在研究“单摆的周期”时，可先让学生猜想可能影响单摆周期的因素，进而引导学生设计实验方案，选择实验器材，并用实验去验证自己的猜想。当然，预测和猜想可能是正确的也可能是错误的，当学生通过实验发现自己的预测或猜想是错误的时候，也就为下一步进行成功的预测或猜想创造了条件。这就是人们常說的“失败是成功之母”的道理，实际上，“尝试错误”作为一条重要的学习原则，在实验教学中恰当地加以运用，对培养学生的创新思维能力同样具有积极意义。

二、更新教学观念，加强设计训练

指导学生进行设计性实验是调动学生动手和动脑积极性的一项有效措施。设计性实验使学生感到有探索价值和设计必要，能引起学生兴趣，能培养学生动手动脑的能力，进而培养学生的创新思维能力的目的。

例如，在学习探究加速度与力、质量的关系时，首先为学生提供必要的实验器材，让学生按右图设计并探究：

参考教材中的案例是一种理想条件的实验——光滑水平板，而在实际的实验操作过程中，摩擦力的影响是出现“问题”的关键所在，通过实验学生发现实验结果明显出现了偏差，仅仅用拉力来表示小车受到的合力是不是成立的呢？学生就会主动质疑，小车存在了摩擦力，如何用拉力来表示小车受到的合力呢？再创设几个问题让学生去思考：在有摩擦力的斜面上物体可以匀速下滑吗？怎样才能在实验过程中消除摩擦力的影响呢？学生有了思考，再次进行探究，就会找到本实验的科学方法了。

三、体验科学探究，提升科学素养

科学探究离不开五个环节：质疑——猜想——设计——收集——反思。这是学生必备的探究基础。学生由质疑与猜想而引起探究的兴趣，激发设计实验方案的潜能，探究实验的开头做好了，后面的一切也就顺其自然了。例如：学习平抛运动的内容时，在上课伊始，教师可由“竖直上抛运动”为题，创设质疑环境：

问题①：竖直上抛运动是学生已经熟悉的一种物体运动形式，抛出物体的初速度是在竖直方向上，想一想在生活中我们抛出去物体的方向并非都是竖直向上的，如泼出去的水、扔出去的篮球等等，假设初速度为水平方向上，物体又会怎样地进行运动？

问题②：物体运动的过程可以用轨迹表示，你能将物体的轨迹画出来吗？

质疑环境创设了，学生就会大胆猜想，因为在日常生活中抛出去的物体下落到前方，学生就画出了下图的三种轨迹：

然后就是设计实验方案，通过实验的方法证明猜想的正确性。传统的实验方法是通过平抛运动轨迹演示仪器来描点、连点，画出轨迹。学生观察平抛运动轨迹演示仪器后，就让学生谈谈解决方案：

学生甲：小球平抛出去的点需要几个人同时记录，一个人只能描出一个点。

学生乙：用平抛运动轨迹演示仪器作图不可能一个人就可以完成，需要分组合作。

学生丙：需要重复做实验，观察所描的点是否在轨迹上。

教师：说得都有理。现在可以分组，按学习小组进行分组实验。

学生的情绪高涨起来，他们开始验证自己的猜想，课堂氛围活跃起来后，大家在合作探究交流中不断的解决问题。

最后，在总结时又有学生提出了新的实验方案，用录像机记录平抛的全过程，然后通过对录像的慢放，按0.1秒时间段截取图片，再将进行叠加，将小球连接起来，也有学生建议，将录像快放，轨迹自然就看清楚了……

四、鼓励独立思考，保护创新火种

独立思考是形成创新思维能力的前提和条件，学生的独立思考能力只有通过经常的独立思考活动的锻炼才能逐步形成，而物理实验本身就是独立思考活动的一种有效形式。因而，在实验教学中教师应将学生推上思考问题，解决问题的主体地位。例如，在研究感应电流的方向时，教师不应把感应线圈的绕向、电流表指针偏转方向与电流方间的关系的结论简单告诉学生，而是让学生通过实验和思考自己去弄清个中缘由。在此基础上，引导学生思考，既然感应电流是由磁通量的变化引起的，那感应电流的方向会不会与磁场方向及磁通量的变化情况有关呢？若有关系又该有怎样的关系呢？进而再让学生通过实验自行得出结论。

总之，在物理课堂上要培养学生的科学探究能力，唯有创设探究的质疑环境，让学生大胆猜想，创新设计，深入浅出，循序渐进，才能真正提高学生的物理学科素养。

[参考文献]

[1]胡徳银.中学物理实验教学中培养学生创新思维能力的研究[J].课程教育研究：新教师教学，2016（08）.