提升中职学生物理实验探究能力的几个有效途径

摘要：激发中职生的探究意识和兴趣是进行有效探究的前提，课后的动手实践、在校的理实一体化训练、注重探究设计环节的落实、演示实验转化成探究性实验以及学以致用思考力的养成，是提升学生实验探究能力的五个有效途径。

关键词：中职；物理实验；探究能力；有效

中职物理作为中职学校工科类专业的基础课之一，是学习后续专业课程的敲门砖。训练和提升学生的实验探究能力的过程，是提升学生的发现问题和解决问题能力的过程，也是提升学生的实践意识、动手能力和科学素养过程，最终达到理论与实践相统一过程，为学习和掌握专业技能打下坚实的基础。笔者根据自己的教学实践，认为有效提升物理实验探究能力有以下几个途径：

一、 激发探究兴趣是提升探究能力的前提

激发学生的探究意愿，更要激发他们的探究兴趣是教师教学和开展实验探究活动的首要任务，对实验操作感兴趣是学生进行探究的不竭动力，为此，可以从以下三个方面着手进行：

1. 开学第一节物理课就要带领学生参观物理器材室、实验室及众多的专业实训室，让学生领略实验设备的规模，进行实验环境的体验，增强他们实验意识和直观印象。介绍专业的发展历程，明确就业方向，充分了解自己所学专业的具体要求和就业前景。还可以让往届生现身说法，带领新同学参观实训成果展览室，激励他们努力实践提升能力。

2. 教师在平时教学过程中及时补充一些相关的有趣的课外知识，对激发学生的探究兴趣会起到潜移默化的作用。比如，在讲“透镜”这一节，可以补充介绍目前已建成的“哈勃”太空望远镜和在建的欧洲极大望远镜；在讲“动量守恒定律”这一节时，可以补充介绍卫星在轨道运行时如何进行姿态和轨道调整的，飞船在太空前进的动力来源等；再比如，在讲“磁场对运动电荷的作用力”这一节时，可以补充介绍“极光”产生的原因及对地球环境的影响等。

3. 定期开展讲座。定期举办相关学科前沿科技的发展动态的讲座，可以让学生对某一专题深入了解或对前沿科技的发展动态了解，激发学生的好奇心，促进科学问题探究兴趣产生。比如，可以介绍各国在超导领域的研究及应用，介绍中国探月工程及火星的探索最新进展，介绍中国在量子通信方面所取得的进展及前景等。

二、 有效途径之一：鼓励学生课后多动手实践

1. 拆卸和组装。笔者始终认为，探究能力的培养和提升主要的途径在课外，是靠学生在课堂外的生活中一点一滴积累起来的，是一个渐进的过程。要让学生探究能力逐步提升，最先应该从日常的、最简单的、身边易得的器件进行拆卸和组装开始。教师可以在这方面做些引导，比如拆卸简单的废电池、电灯泡开始，然后可以是小风扇、电吹风、自行车等，再后来可以拆一些更复杂的，比如机械钟表、收音机等。特别一提的是，在拆卸机械钟表过程中，学生可以看到许多精巧的机械结构和物理现象，比如，大小不一的齿轮相互啮合转动，这对学生理解圆周运动的线速度及角速度是非常有帮助的；而从上紧的发条带动齿轮转动，学生能直观地体会弹性势能是如何转化成机械动能的。拆卸不是破坏，在拆卸过程中要有适当的记录，能保证在拆卸后能重新组装起来，关键的是强调注意安全和做好记录。

2. 教师示范和引导学生进行课外小制作

教师建议有条件的学生，可以在家里（仓库或杂物间）专门腾出一小间作为自己的动手实践的“工作室”，3～4人组成小组共同完成教师布置的课后小实验，也可个人独立完成。要完成的小实验可以先做课本上“做一做”的小实验，如图1，反映光的全反射的光纤是如何传导光信息的，利用钓鱼用的尼龙线3、纸盒2及手电筒1就可以完成“玩具光纤‘满天星”制作；利用硬纸皮做成圆锥状3，在锥状顶部附近对称地插上两根牛奶的吸管4，配上小木棍2及细线1就可做成反冲运动演示器如图2。

有的时候，教师为了让学生课后能顺利完成小实验，要向实验室借器材提供给学生，比如，教师在完成“磁场对通电直导线的作用力”教学后，让学生课后完成如图3的实验，要向实验室借出的器材有：蹄形磁铁、可以绕水平轴转动的铝盘（或用电度表内的铝盘）、导电液体（水银或氯化钠溶液）、学生电源、塑料容器、铁架台等。把转轴和导电液体分别接到直流电源的两极上，让学生记录实验的过程和看到的现象。另外，学生可以自制“水火箭”（如图4），所用器材：1普通的饮料瓶、2水、3气针、4橡皮塞或软木塞、5给篮球打气的打气筒。了解火箭发射的基本原理，巩固和加深了对动量守恒定律的理解，引导学生观察和记录“水火箭”发射高度与水量的关系。此外，还可以把

1换成5L的可乐瓶，5可换成高压打气筒重做实验。

三、 有效途径之二：理实一体化训练，提升探究能力

理实一体化教学强调理论与实践相结合的教学模式，学生既能学习相关知识又能动手实践，达到学以致用的目标。中职物理是电工、电子或水电专业的基础课，学校有专门的电工实训室，专业设备配置都是非常齐全的，能保证每位学生一个工位的需求，所以教师可以把电学部分讲课地点安排在电工实训室，这样每个学生都可以得到及时的训练。比如，用万用表和功率表直接巩固多个用电器串联的分压作用及功率分配，多个用电器并联的分流作用及分功率與总功率的关系等，教师在教授完电流经过用电器做功要消耗电能与什么因素有关后，可以借助实训室提供的电能表测定相应的用电器模块，探究电流做功与哪些因素有关。在上“线圈互感和自感作用”这一节时，利用实训室里的变压器模型进行讲解，并让学生亲自动手拆卸和组装，极大提升了学生的动手兴趣；利用日光灯组装套件演示自感现象，利用钳形电流表演示互感现象的应用等。讲磁场对电流的作用，除了用电动机模型演示外，可以在实训室现场拆卸实物电动机来了解它的结构及工作原理。又比如：在上“交流电”这一章，就涉及电阻、电容、电感对交流电的影响，而电子实训室就有这样的实验模块，把不同频率的交流电导入模块，再利用示波器观察输出波形的相位特征，就非常直观地显示这三种元件对交流电的不同阻碍作用。在讲解常用的电容器时，可以用实训室电容模块板展示各种类型的电容，拆卸观察电容内部的结构，而涉及的基本逻辑门电路同样有相应的组合模块进行相关实验的演示，变抽象的内容为直观的演示。endprint

四、 有效途径之三：注重实验探究的设计环节是提升探究能力的有效途径

中职生对实验探究的设计环节在初中时已经有所了解，但由于多方面的原因，在很多时候特别是在实验探究的设计环节往往重视不够，要么流于形式，要么老师越俎代庖，真正让学生进行实验的自主设计是很少的。而在中职学校实践课的时间是充裕的，完全可以让学生自己设计实验方案，虽然不是每个探究实验都能自主探究，但我们可以选取适合学生自己进行实验探究方案的实验让学生自己设计，在实践中有两种方案比较可行：一种方案是给出实验原理由学生自己设计实验方案，比如，在探究“感应电流方向的研究”，它的实验原理很简单：穿过闭合线圈的磁通量的变化，将引起感应电流方向的变化。学生根据此原理要考虑用到哪些器材和实施探究的实验步骤，以及如何记录数据和分析数据，最后得出什么结论等，大部分学生能很好地选取器材，并完成了探究活动，虽然结论不一定很完善。另一种方案是给定实验原器材由学生自己找寻实验原理和实验方案，比如，在探究“测电源电动势和内阻”，每个实验小组预先分到的器材有：两节干电池、一只电压表、一只电流表、一个电阻箱、一个滑线变阻器。至于用何种方法或原理来测干电池电动势和内阻，将由各小组自己决定，如何实施探究的实验步骤，也由学生自行设计完成。

虽然两种方案都有一定的难度，但能调动学生参与的热情，各小组成员充分进行交流、讨论，显现出很好的团队协作精神，激发他们探究积极性，对提升他们的探究能力是很有帮助的。

五、 有效途径之四：把课内的演示实验变为探究性的学生实验

在物理教学的过程中，有许多简单易操作的演示实验，传统做法大部分都由老师演示和讲解，如果把这些实验交由学生自己进行演示和讲解，会带来不一样的教学效果。有的演示实验还可以变成学生的探究活动，比如：当用平抛竖落仪演示平抛运动与自由落体的关系时，可用照相机（或手机）的连拍功能同时拍下两个小球运动的轨迹，然后把拍摄的照片交由学生自己比较分析，得出“平抛运动在竖直方向做自由落体运动”的结论。又比如：揭示磁场对运动电荷影响的演示实验，实验中要用到感应圈产生高压加到阴极射线管上，以往出于安全的考虑，通常由老师演示实验过程，然后得出结论。若改该实验为学生自己的探究过程，具体分为两个步骤进行探究，探究一：把电子感应圈产生的直流高压加到阴极射线管，观察和描述显示出电子束前进的荧光径迹；探究二：再用蹄形磁铁从不同方向靠近，电子束发生偏折，让学生自己总结磁场对电子束形成电流的影响作用。把演示变为探究性实验，能充分调动学生的参与热情，活跃课堂的教学气氛，教学效果也就显现出来了。

很多时候教师在课堂上的演示实验，仅仅是部分学生看清楚、看明白掌握了，而且在课上也不可能让太多学生上台实验，有兴趣的学生想做没法做，所以我的做法是把实验器材留在班级里，并委派一位负责任的学生保管即可，这样就可以让想做的学生在课后都能亲自动手完成。在我上完磁场对电流的作用这一节，课后学生就自己探究了感应圈产生的高压能击穿几张纸，并且还探究了高压放电与距离的关系，课后学生的自我探究极大提升了他们的探究热情。

六、 有效途径之五：训练学生的思考能力达到学以致用的目的

要循序渐进地引导学生做生活的有心人，学会观察和思考，进而把生活现象转化为恰当的物理模型来探究。比如公园里的旋转飞椅，要分析它做圆周运动向心力的来源时，可以把它转化成物体做圆锥摆运动，通过对圆锥摆模型的受力分析，可知飞椅的重力和绳拉力的合力，提供了旋转飞椅所需的向心力。还有我们经常看到街边橱窗里“永动的秋千摆”，若把它转化成磁体与通电线圈相互作用的模型，就知道，它是不能“永动的”，是通电线圈产生磁场与磁体磁场相互作用的结果，是要消耗电能的。我们还要训练学生把所学的物理知识用于解释生活现象，比如，用空气中水蒸气的液化现象来解释夏天空调室外机为何会一直滴水，这些水是哪里来的呢？用学过流速与压强的关系解释人为什么不能站在高速行駛的动车附近？利用光波的偏振性做成的偏振片有哪些方面的应用？还有利用学过的光电效应解释数码照相机和摄像机是如何把光信号转化成电信号的？要提升学生的探究能力，很重要的一点就是要提升学生的思维能力，这一方面要经常训练学生能够把生活现象物理（模型）化地进行分析；另一方面要学会用所学的物理知识解释生活中的物理现象。

实践出真知，只有学生勤于实践、勇于实践、大胆探索，才能不断提升自己的探究水平，才能逐步培养起探究意识和创新意识。学校、家庭和社会要营造崇尚科学探究的氛围，充分发挥学生的主观能动性，积极进取和探索，才能真正提升中职学生的物理实验探究能力。

作者简介：毛德贤，福建省三明市，福建省尤溪职业中专学校。endprint