實(shí)驗(yàn)探究是研究物理問題的基本方法和有效途徑,實(shí)驗(yàn)探究能使學(xué)生透過現(xiàn)象認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。目前,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣通常停留在直觀興趣和操作興趣的層面上。因而,通過探究性實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力,對(duì)學(xué)生的成長有重要的意義。

一、在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

學(xué)生的探究精神就是面對(duì)物理現(xiàn)象,要有通過實(shí)驗(yàn)揭示事物本質(zhì)的欲望。如何培養(yǎng)學(xué)生的探究精神呢?引導(dǎo)學(xué)生觀察鮮明生動(dòng)和平常的物理現(xiàn)象,來吸引和感染學(xué)生,使他們有想做實(shí)驗(yàn)的欲望。由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生,使他們體驗(yàn)到探究的樂趣,從而勇于探究、樂于探究。

二、在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

觀察是掌握物理知識(shí)的主要手段,引導(dǎo)學(xué)生做生活的有心人,養(yǎng)成善于觀察的習(xí)慣,在觀察物理現(xiàn)象時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn):

1.觀察要有主次

觀察不僅是看,而是在實(shí)驗(yàn)過程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的確定觀察的主次。例如:在觀察水的沸騰時(shí),要注意沸騰前氣泡產(chǎn)生的位置、大小、多少,溫度計(jì)的示數(shù)有何變化;沸騰時(shí)觀察氣泡產(chǎn)生的位置、大小、多少,溫度計(jì)的示數(shù)有何變化;停止沸騰后,溫度計(jì)是否變化等。

2.觀察要有層次

對(duì)于復(fù)雜的物理現(xiàn)象,要按一定層次進(jìn)行觀察。例如:對(duì)“歐姆定律實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行觀察時(shí),第一步,先定性觀察電阻或電壓的變化怎樣影響電流變化。第二步,控制電阻不變,觀察電壓的變化對(duì)電流的影響。第三步,控制電壓不變,定量觀察電阻的變化對(duì)電流的影響。由第一步可以定性得出電流與電阻或電壓的關(guān)系,由第二、三步可以定量得出電流與電阻、電壓的關(guān)系。

3.觀察時(shí)要多思考

學(xué)生在觀察各種物理現(xiàn)象時(shí)要多思考,多問幾個(gè)為什么。在觀察時(shí)多思考、多推理,能夠加深對(duì)物理定律的理解。例如:“牛頓第一定律”的斜面實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)可以觀察到小車在水平方向上移動(dòng)的距離不同,進(jìn)一步分析可知這與摩擦力的大小有關(guān)。摩擦力越小,速度減小得越慢,運(yùn)動(dòng)的距離越長;摩擦力越大,速度減小得越快,運(yùn)動(dòng)的距離越短。在此基礎(chǔ)上,通過科學(xué)推理得出,如果摩擦力為零,也就是不受摩擦力時(shí),物體將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去且方向不改變,從而得出牛頓第一定律。

三、在實(shí)驗(yàn)探究中引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)探究的基本方法

1.控制變量法

某個(gè)事物受多個(gè)變量影響和制約時(shí),將其他的變量進(jìn)行控制(使之相等,即影響相同),而只改變其中的某一個(gè)變量,從而研究這個(gè)變量對(duì)事物的影響,這樣的研究方法就叫控制變量法。例如:研究“影響蒸發(fā)快慢”的因素時(shí),給兩個(gè)相同的玻璃片上滴上相同質(zhì)量的水,在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi),使其中一個(gè)玻璃片上的水?dāng)傞_,比較蒸發(fā)的快慢,可以得出:蒸發(fā)的快慢與液體的表面積有關(guān);在實(shí)驗(yàn)室里,當(dāng)其他條件不變時(shí),給其中一個(gè)玻璃片加熱,比較蒸發(fā)的快慢,由此可以得出:蒸發(fā)的快慢與溫度有關(guān);再當(dāng)其他條件不變時(shí),給一個(gè)玻璃片吹風(fēng),可以得出:蒸發(fā)的快慢與液體上方的空氣流動(dòng)速度有關(guān)。

2.比較法

比較法就是找出研究對(duì)象之間的相同點(diǎn)或不同點(diǎn)的一種思維方法。通過比較可以建立概念、總結(jié)規(guī)律并加以區(qū)別。例如:“海波和蜂蠟的熔化”實(shí)驗(yàn),將海波的熔化過程和蜂蠟的熔化過程進(jìn)行比較,可以得出晶體和非晶體的區(qū)別。

3.類比法。

在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的物理量時(shí),由于不易理解,我們可以例舉出一些大家能看得見、摸得著且與之相似的量來進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。例如:電流的形成和電壓的作用可通過熟悉的水流的形成和水壓的作用進(jìn)行類比,使學(xué)生進(jìn)一步理解所學(xué)知識(shí),從而得到啟發(fā)。

4.等效法

等效法就是在特定的某種意義上,在保證效果相同的前提下,將陌生的、復(fù)雜的、難處理的問題轉(zhuǎn)換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法,是研究物理問題的一種重要研究方法。在物理學(xué)中,合力與分力,合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng),總電阻和分電阻,平均值和有效值,都是根據(jù)等效概念引入的。

5.演示法

演示法對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展學(xué)生的觀察能力和抽象思維能力具有重要的作用。例如:學(xué)生對(duì)火車過隧道這一物理過程難以理解,通過演示,學(xué)生很容易得出火車通過隧道的路程是火車長和隧道長之和。

總之,實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng),不僅對(duì)物理學(xué)習(xí)有著重要的意義,對(duì)化學(xué)、生物等學(xué)科的學(xué)習(xí)也具有一定的促進(jìn)作用。我們?cè)诮虒W(xué)過程中,要不斷培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,給他們插上一雙有力的翅膀,讓他們?cè)谥R(shí)的天空自由翱翔。

作者單位 陜西省咸陽市涇陽縣掃宋中學(xué)