“科学探究性学习”在初中物理实验教学中的应用

颜学辉

【摘 要】 物理是一门以实验为基础的学科，通过科学探究活动，让学生在实验中体验物理，在体验中感受物理，从而培养学生发现问题、解决问题的能力，使学生获得终身学习物理的兴趣，养成良好的学习习惯，培养一定的学习能力，让学生充分感觉物理的美，体会成功的愉悦。

【关键词】 科学探究  发现问题  解决问题  终身学习

科学探究，是义务教育课程改革中符合时代的产物。科学探究活动就是要让学生亲身经历基本的科学探究过程，学习科学的探究方法，让学生在学习中体验物理，在体验中感受物理，从而培养学生发现问题、解决问题的能力，使学生获得终身学习物理的兴趣，养成良好的学习习惯，培养一定的学习能力，让学生充分感觉物理的美，体会成功的愉悦。以下是笔者就“科学探究性学习”在物理实验教学中的应用的一点尝试，教学中取得了较好的效果，在逐步培养学生能力的过程中可分以下三个步骤进行：

一、教师启发讲解，学生模仿设计

教师通过课堂知识的讲解，渗透物理研究方法，使学生从中获得启示，再以课外兴趣小组的形式，讨论教师准备好的课题，学生进行模仿设计，使学生亲身经历类似科学探究的过程，获得亲自参与科学探究的体验，激发学生的兴趣，初步了解科学的思维方法，培养解决实际问题的能力。

例如，在讲解了密度计的原理和密度计的使用之后，可解决以下问题，如图1所示，有一物体A悬浮在某液体中，现有一密度计，如何测量物体A的密度？对此问题，先由学生互相讨论，再由教师提示对物体 A 和密度计进行受力分析之后，由学生得出答案：用密度计测量液体的密度ρ液，由于物体A悬浮在液体中，因而ρ液与ρA大小相等。此问题是根据密度计的原理，将对固体密度的测量转化为对液体密度的测量，课后给学生布置如下的练习题：如何用天平、密度计、大口径烧杯、量筒、盐、玻璃棒等器材，测量新鲜鸡蛋的密度。经学生分组讨论后得出了几种测量方案，较好的一种方案是：将鸡蛋放入烧杯中，放入适量的水，向水中一边倒盐一边用玻璃棒搅拌，直到鸡蛋悬浮在盐水中为止，用密度计测量盐水的密度   ρ鹽水，则有ρ盐水=ρ蛋。通过此问题的训练，使学生既理解了密度的概念，又灵活运用了浮力知识，学生独立解题能力得到了培养。通过这样的训练，激发了学生的好奇心和学习兴趣，又给学生提供了充分展示自己才能的机会，培养了学生运用知识解决实际问题的能力，使所学知识得以融会贯通。

二、讲清原理， 独立设计

通过第一阶段的训练，学生已经初步具备了一定的设计实验的思路和基本方法，在此基础上鼓励学生应用所学知识解决一些简单的实际问题，通过积极开展实践活动，使学生在学习科学探究实践中充分体验、学会思考，加深了对知识的进一步理解。

例如，在复习大气压强测量实验时，课本上有液体气压计（托里拆利管）和无液气压计，其原理分别是将对气体压强的测量转化为对液体压强和固体形变的测量，经过教师演示和对实验原理进行分析，使学生明确测量方法，理解测量原理之后提供的器材有：集气瓶、瓶塞、水、弹性橡胶薄膜、细细玻璃管等。教师先讲清各种器材的作用和使用方法，然后让学生课后讨论。学生经过讨论给出了两种测量方案：第一种方案是课本后面的小实验，如图2所示，将下玻璃管穿过塞子插入水中，塞紧塞子，用嘴向瓶内吹气，停止吹气后液体将在管中上升一定高度。当外部大气压减小时，管中液柱上升，反之下降。因此可通过管内液柱的升降来测量大气压的变化。第二种方案如图3所示，将装有半瓶水的集气瓶倒置于水槽中，当外界大气压变大时，瓶内液面升高，反之液面下降。学生独立设计的这两套测量大气压的实验方案，是依据大气压支持液柱原理设计出来的。通过这样的实践训练，培养了学生科学探究性学习的方法;同时这类教学活动又给学生提供了创造性思维发展的空间，使学生在解决问题中灵活运用所学知识，反过来也会促进学生对知识的深入理解和巩固，加强了学习能力的培养。

三、方法养成，开放性设计实验

通过前两个阶段的学习和训练，学生已基本了解了“科学探究性学习”的一般方法，具有了分析问题和解决问题的基本思路。因此可让学生在此基础上进行更进一层的实验设计，使学生将所学知识得以升华，进一步提高实践动手能力。

例如，在复习“多彩的光”时，有这样一个问题：“给你一杯水，你能用它来做哪些有趣的物理实验（允许添加一些必要的辅助器材）”？在学生设计的测量方案中有两个具有一定的代表性和创新性，一是在盛水透明杯中放入一枚硬币，将眼睛从侧面看去，在适当的角度可以看见三枚硬币。书上只是说明可以看见两枚硬币，第三枚硬币是有学生在探究实践中发现的。通过分析得知，第三枚硬币是由于杯子侧壁的反射形成的虚像。同学们在探究知识的过程中自己发现了与课本不同的现象，非常兴奋，彻底体验了发现的快乐和成功的感觉，令他们感到十分满足;另一种方法是将一杯水放在桌子上可以验证声音的响度与振幅的关系，该实验是学生经查资料而设计的方案。通过该实验的设计，可使学生学一知二，既巩固了所学知识，又培养了学生正确的学习方法和科学探究性学习的兴趣，锻炼了学生发现问题、解决问题、独立选材、独立设计的初步能力，提高了学生一定的实际操作能力。

综上所述，培养学生“科学探究性学习”是一个长期、循序渐进的过程，在物理实验教学中，需要有计划、有目的地进行合理安排，精心设计训练题目，进行耐心的指导，才能切实提高学生学习的自主性和能动性，培养和提高学生的实践能力和创新精神，进一步激发学生学习欲望和创造欲望，促进“科学探究性学习”的形成，同时也促进了物理教学的深入，突破实验设计这一教学难点，提高了教学质量，培养了学生正确的学习观和价值观。

参考文献

[1] 余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海教育出版社，2017.

[2] 苏霍姆林斯基.给教师的建议[M].教育科学出版社，2016.