如何在物理实验中培养学生的探究能力

　　摘 要：学生在教师启发引导下寻求问题的原因，将实验操作与思维互相渗透，互相验证，能引导学生积极有效地学习，增强思维力度，培养实验探究能力。
　　关键词：巧设疑问；激励思维
　　近几年来，物理实验开放性试题越来越灵活，能力要求也越来越高，试题已不再满足于规定的学生实验和演示实验的现有要求，而是要用学过的知识、做过的实验来设计新实验或进行新实验的原理讨论、数据处理。为了适应新的要求，中学物理教师应把培养学生的实验探究能力作为现代物理教学的一个重要任务。在实验教学中必须摒弃那种照方抓药、循规蹈矩的机械做法，代之以突出学生的主体地位，强化学生的参与意识，通过生动有趣、耐人寻味的实验图景去启发学生思考，进而充分调动学生思维的积极性，促进学生实验探究能力的发展。
　　一、巧设疑问，激励思维
　　教师可根据实验的目的、原理、器材、步骤，精心设计有启发性的问题，引导学生思考，也可提出一些与习惯想法相反的问题，引起学生好奇。例如：伏安法测电阻的实验中，如果把电流表和电压表的连接位置对调了，灯还会不会亮？两只表是否有示数？它们的示数有什么特征？学生带着这些问题在实验中积极操作、思考，最终弄清两种表的使用方法和原理。
　　再如，在研究浮力的实验中，先将乒乓球按进水中，松手后球向上运动，说明球受到了水对它向上的作用力即浮力？再把一小石块放进水中，石块下沉，提问：水对石块有没有浮力作用？学生从直观上体会不到浮力的存在，不敢貿然论断，这时教师可用弹簧秤先称石块重量，再把石块浸没水中，看弹簧秤的示数有什么变化，引导学生从变化的示数获得真理。
　　学生在教师启发引导下寻求问题的原因，将实验操作与思维互相渗透，互相验证，能引导学生积极有效地学习，增强思维力度，培养实验探究能力。
　　二、优化实验，促进思维
　　对不够完善的实验可引导学生根据实验不足之处进行改进、优化。如《大气压》这一章书中瓶吞蛋的实验，浸过酒精的棉花在瓶中燃烧，由于缺氧实验很难成功。于是做了下面改进：把集气瓶浸在盛有烫水的杯中（瓶口露出水面）加热。然后拿出，立即将鸡蛋置于瓶口，发现鸡蛋很快被“吃进”瓶内。同时提问学生，还有没有加热瓶中空气的方法，学生在上面操作的基础上想出可以放在石棉网上用小火加热，或在瓶中倒入较多烫水摇晃，然后倒掉，把鸡蛋放上去。实验证明上面两种方法效果都很明显，在此基础上提出“吃”进去的鸡蛋怎样才能弄出。学生通过思考提出让瓶倒立，使鸡蛋堵住瓶口，向瓶底缓缓倾倒热水，结果发现，鸡蛋被压了出来。
　　学生提出的方案效果明显，学生在思考、分析的过程中获得了成就感，也促进了思维的积极锻炼和发展，有利于学生实验探究能力的培养。
　　三、深析条件，严密思维
　　严密的思维，主要表现在通过细致慎密的分析，从错综复杂的联系与关系中认识事物的本质。在教学过程中，教师应积极创造条件，力求通过一些互补性的实验条件来防范学生由于疏忽造成的片面乃至错误的认识，进而培养严密的思维。大多数物理规律都是相对于一定的条件而言的，但在教学中又常会发现，一些在一定条件下成立的物理规律会被学生不自觉地当做是普通规律。例如在讲阿基米德原理时，通过实验验证了浸入液体受到的重力。可继续提问：当体积为0.2立方分米的橡胶块浸在盛有水的容器底，并与容器底紧密接触时，该橡胶块受到的浮力有多大？许多同学听后迫不及待地应用公式F浮=ρ液gV排进行运算，答案是否如此，教师再通过讲解浮力的实质来得出题中浮力为零。如此，学生对阿基米德原理就会有更深一层的理解，并警示学生在解题时思维要细密周全，不能以偏概全。
　　四、多方联系，灵活思维
　　灵活的思维能通过不同角度、不同侧重点对问题进行分析、研究，善于从一般的模式或通常的制约条件中解脱出来，通权达变的思考问题，积极地进行各种猜想和假设，摸索出解决问题的各种新颖途径。在教学中，通过一些与教学内容相关的联系性实验，让学生的思维活动信马由缰般地自由驰骋，这样有利于培养思维的灵活性。例如通过实验验证了杠杆的平衡条件后，让学生解答：试用一个质量为m的硬币和一支圆柱形铅笔测量一把质地均匀的刻度尺的质量。有一部分同学通过认真思考后认为可通过如图所示的实验解答。通过这一题目的解答，同学们突破了支点只能是一个点的局限，明确了杠杆本身也受到重力的作用、作用点在重心处等等。通过此类题学生思维的灵活性得到很好的锻炼，促使学生在解题时多方变通，增加思维力度，培养学生的实验探究能力。
　　五、拓展实验，深化思维
　　深刻的思维着重表现于能全方位、多角度地考察问题，全面而客观地认识事物的本质。教师可顺着实验的广度、深度，加入一些与实验相关的扩展性内容，以加强对实验的巩固。例如在学生掌握了用电流表、电压表测待测电阻后，变换所给元件，如只提供电流表、电压表、已知阻值电阻Ro及电源、开关、导线测待测电阻Rx阻值。或上述元件中的电流表单独换成电压表，如此两种新情况引导学生充分运用串、并联电路的特点及欧姆定律解题。又如学习“阿基米德原理”后，可设计如下问题：某容器中盛有适量的水，水面浮着一块冰，若冰融化后水面高度怎样变化？若往水中加足够的盐，冰露出液面的体积怎样变化？冰溶解于盐水中，液面又怎样变化？这样层层深入、多向拓展，既传授了知识，有达到了深化思维训练和培养实验探究能力的双重目的。
　　实验教学不仅仅是为了给学生提供生动鲜明的物理图景及规范有素的操作训练，更重要的是要通过实验教给学生思维，培养学生的实验探究能力。

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