實驗探究是研究物理問題的基本方法和有效途徑,實驗探究能使學生透過現象認識事物的本質。目前,學生的學習興趣通常停留在直觀興趣和操作興趣的層面上。因而,通過探究性實驗,激發學生的學習興趣,培養學生的觀察能力和分析能力,對學生的成長有重要的意義。

一、在實驗探究中培養學生的探究精神

學生的探究精神就是面對物理現象,要有通過實驗揭示事物本質的欲望。如何培養學生的探究精神呢?引導學生觀察鮮明生動和平常的物理現象,來吸引和感染學生,使他們有想做實驗的欲望。由淺入深地引導學生,使他們體驗到探究的樂趣,從而勇于探究、樂于探究。

二、在實驗探究中培養學生的觀察能力

觀察是掌握物理知識的主要手段,引導學生做生活的有心人,養成善于觀察的習慣,在觀察物理現象時應做到以下幾點:

1.觀察要有主次

觀察不僅是看,而是在實驗過程中,根據實驗的目的確定觀察的主次。例如:在觀察水的沸騰時,要注意沸騰前氣泡產生的位置、大小、多少,溫度計的示數有何變化;沸騰時觀察氣泡產生的位置、大小、多少,溫度計的示數有何變化;停止沸騰后,溫度計是否變化等。

2.觀察要有層次

對于復雜的物理現象,要按一定層次進行觀察。例如:對“歐姆定律實驗”進行觀察時,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,觀察電壓的變化對電流的影響。第三步,控制電壓不變,定量觀察電阻的變化對電流的影響。由第一步可以定性得出電流與電阻或電壓的關系,由第二、三步可以定量得出電流與電阻、電壓的關系。

3.觀察時要多思考

學生在觀察各種物理現象時要多思考,多問幾個為什么。在觀察時多思考、多推理,能夠加深對物理定律的理解。例如:“牛頓第一定律”的斜面實驗,通過實驗可以觀察到小車在水平方向上移動的距離不同,進一步分析可知這與摩擦力的大小有關。摩擦力越小,速度減小得越慢,運動的距離越長;摩擦力越大,速度減小得越快,運動的距離越短。在此基礎上,通過科學推理得出,如果摩擦力為零,也就是不受摩擦力時,物體將永遠運動下去且方向不改變,從而得出牛頓第一定律。

三、在實驗探究中引導學生掌握實驗探究的基本方法

1.控制變量法

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

2.比較法

比較法就是找出研究對象之間的相同點或不同點的一種思維方法。通過比較可以建立概念、總結規律并加以區別。例如:“海波和蜂蠟的熔化”實驗,將海波的熔化過程和蜂蠟的熔化過程進行比較,可以得出晶體和非晶體的區別。

3.類比法。

在我們學習一些十分抽象的物理量時,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行對照學習。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行類比,使學生進一步理解所學知識,從而得到啟發。

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、復雜的、難處理的問題轉換成熟悉的、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。在物理學中,合力與分力,合運動與分運動,總電阻和分電阻,平均值和有效值,都是根據等效概念引入的。

5.演示法

演示法對提高學生的學習興趣,發展學生的觀察能力和抽象思維能力具有重要的作用。例如:學生對火車過隧道這一物理過程難以理解,通過演示,學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,實驗探究能力的培養,不僅對物理學習有著重要的意義,對化學、生物等學科的學習也具有一定的促進作用。我們在教學過程中,要不斷培養學生的實驗探究能力,給他們插上一雙有力的翅膀,讓他們在知識的天空自由翱翔。

作者單位 陜西省咸陽市涇陽縣掃宋中學