以实验为主引领学生延展实验探究

胡昌友

摘要：实验既是理化教学的基础，又是理化教学内容的主要部分，也是理化教学的重要方法，还是理化教学的重要手段。为此，本文结合实验教学中的实例以实验为主线，扼要地叙述了引发学生学习兴趣、教学生认知、训练学生手脑并用、促进实验深入和引领学生延展实验探究的过程。

关键词：实验；主线；延展；探究

中图分类号：G633.8文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）01-0174-01

1.以实验为主线，引发学生学习兴趣

"一切有效的工作必须以某种兴趣为先决条件"（皮亚杰）。浓厚的兴趣能激活学生的思维，使其迅速地进入到学习情境中。例如：人教版九年制义务教育八年级教科书《物理第一册》中的"引言"课。

上课伊始，笔者规范地做了三个实验：（1）"烧不破的手帕"；（2）"镁带在空气中燃烧"[现行九年制义务教育九年级教科书《化学第一册》]；（3）"物体的微小形变"（详见《教学仪器与实验》2005年第12期"显示物体微小形变学具"）。接着，又请学生代表到讲台上动手操做了①"瓶吞鸡蛋"（气体的热胀冷缩）实验，②"潜水瓶"（说明潜水艇原理）实验，③"圆珠笔芯的表演"（带电体的相互作用）实验，④"离心轨道"（由小球安全通过圆环最高点而没坠落的现象，让学生联想在游乐场中乘坐"翻滚过山车"的情景）实验。

这些生动、有趣、而又新奇的实验，引发了学生的学习兴趣也开启了他们思维的闸门。

2.以实验为主线，教学生认知

"科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找"（伽利略）。寥寥数语，道出了以实验为主线教学生认知的真谛。例如，在与学生讨论几何光学的过程中，笔者用自制学具（详见《物理实验》1995年第6期"自制简易光学学具"），让學生以"科学家"的身份做了①测定凸透镜的焦距；②研究透镜成像的规律；③观察短焦距的凸透镜成像；④了解照相机的构造和原理；⑤了解在曝光量一定的情况下，通过改变光圈和快门的组合改变景深的道理；⑥了解幻灯机的构造和原理；⑦了解显微镜、望远镜的原理等实验。学生通过动手操做，很快就掌握了几何光学部分的学习内容。实验结束，笔者还鼓励学生总结实验中的得失，寻找更好的方法，设计并制作出更科学、更美观、使用更方便的光学学具来。

实例说明：以实验为主线，教学生认知切实可行。

3.以实验为主线，训练学生手脑并用

"实验是了解和研究自然规律的重要方法，它的作用不只是为了获取信息，应该使学生认识到实验操作是在相关原理的指引下进行的，应该学会把实验获得的信息演绎、归纳成结论，只动脑不动手或只动手不动脑都不是正确的学习方法"《物理课程标准》。为此，在实验教学中，笔者注意训练学生养成手脑并用的习惯。例如，"描绘小灯泡的伏安特性曲线"[人教版全日制普通高级中学教科书（必修加选修）《物理第二册》]实验。在实验中，经常会遇到一些学生按照操作要求连好电路、接通电源后，电路中仅电压表有示数，而电流表（指针不发生偏转）没有示数且小灯泡也不亮的情况；即使改变了滑动变阻器的阻值，也不能奏效。

每当这种情况出现时，笔者在引导学生分析原因的同时，另提供"123"器材[即用1个小灯泡、2节干电池（1号新的）、3根导线组成一个简易的检修装置]，分别对电路中的电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器等进行快速检查，排除"故障"。

实验中蕴藏着极其活跃的因素，随时会出现许多学生意想不到的问题。为了磨练学生的意志，有时还可以人为地设置一些困境。如，"用描迹法画出电场中平面上的等势线" 实验。可有意地让探针与引出线衔接处脱节（但从外表又不易察觉），致使实验中造成灵敏电流计指针不发生偏转的假象。又如，"用多用电表探索黑箱内的电学元件"实验。实验开始前先给学生一些好（晶体二极管、电阻等）坏掺杂在一起的散件，让他们在认识元件特性之后，再逐一探索黑箱内电学元件。这样，对训练学生的思维、活化所学知识和培养健全的人格都是大有益处的。"为了真正过一种光明而幸福的生活，就应该有丰富的知识，应该反复思考，应该学会用脑子和双手来工作"（克鲁普斯卡娅）。

4.以实验为主线，引领学生延展实验探究

例如，在学习"平面镜的应用"教学内容时，笔者用自制的"黑箱"让学生通过对'挡不住的光线'的探测，起到帮助学生理解潜望镜有改变光路的作用。

（1）用激光手电作为实验光源，让光线从箱体的一侧孔射入，由另侧孔射出；屏上呈现出光斑。

（2）在"黑箱"顶面预留好的狭缝中插入不同材质的透光片，能够看到屏上的光斑。

（3）在箱体顶面的狭缝中插入不同材质的挡光片，屏上的光斑依然可见。

（4）对此，引发学生思考：为啥"挡不住这条光线"？

学生可能会认为"激光手电发出的光，其本身具有穿透不透明薄片的本领？"。此时，让学生在箱体外，用激光手电光对不透明薄片进行穿透光的实验检测。

（5）当实验结果否定了学生的第一种猜想被后，可能会出现"箱内有改变光路的系统存在"的第二种猜想。

（6）当学生的第二种猜想出现时，再引发学生思考："如果箱内有改变光路的系统，可能是那种情况产生这样的效果？学生经过思考→分析→作图等系列活动，可能会猜想到箱内有平面镜存在。于是，给学生两块小平面镜，仍以激光手电做实验光源，观察平面镜改变光路的实验。随后，让学生对"黑箱"再次探测，进一步理解了潜望镜改变光路的道理。

实验结束，对水平较高的学生，引导他们进行深层次地思考：①"如果箱内再增加一片小平面镜，怎样设置才能得到与上述实验现象相同的效果？"②"如何利用小平面镜的反射光，把物体的微小形变放大"等问题，并鼓励学生继续实验（实验时，叮嘱学生使用激光手电做实验光源，禁止用激光直射眼睛）。

总之，在以实验为主线引领学生延展实验探究中，学生不仅获得了知识和学到了技能，更重要的是让学生受到了科学方法、科学思想的训练，养成了探究科学精神和科学品德、发展学习兴趣。