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高中物理實驗培養學生探究能力的實驗設計
中物理實驗培養學生探究能力的實驗設計
柳冠凡1，上官金絲2
（1.浙江省溫州中學；2.浙江省平陽中學）
摘 要：在新的教育理念的影響下，要培養學生的主體思維、注重動手實踐和鍛煉自身探究能力，用辨證的思想思考問題、提出問題，尤其在高中物理教學中運用物理實驗對學生的邏輯性和對科學的探索至關重要。
關鍵詞：高中物理；實驗；探究能力
以學生為主體的物理教學，旨在提升學生的科學素養水平，培養學生用科學的態度，形成一定的科學行為和習慣，以獲得對科學知識的認知和理解，這是科學素養的三個維度，也是探究性學習過程中要把握的方向。在高中物理學科教學中，實驗是關鍵基礎，通過對實驗的動手操作，可以培養學生的動手行為習慣，通過搭設物理相關實驗儀器、用物理的原則來驗證實驗結論，這無疑是最有效、最直接的鍛煉探究能力的方法。
一、高中物理實驗的重要意義
1.要重視物理實驗的實踐性作用。從探究的角度出發，教師要激發學生對物理試驗的興趣，只有在興趣的推動作用下，學生才會對有興趣的事物心生探索之念。因此，教師要以物理實驗形象化的情境來引發學生的想象思維，要針對部分學生實驗技能水平較弱的特點，加強實驗課時的安排，使實驗操作真正成為學生解決實際物理問題的手段和依托。
2.實驗課程的問題設計要注重實踐性。首先，物理實驗的設計要與學生的日常生活相聯系，從學生常見的現象和情境入手；其次，實驗設計要緊緊圍繞教學目的，實驗的設計要體現物理思想的精髓，引導學生用物理研究的方法和思路去思考問題。再次，實驗設計的問題導向不要太強，要讓學生主動思維，從實驗的過程中尋找問題、發現問題。例如，教師在引導學生探究運動加速度的概念之時，要讓學生在不同物體實驗的感覺上尋找與加速度有關的影響因素。這樣才能鍛煉學生的主動思維，尋找探究問題的奧妙與奇幻。
二、用問題探究的學習方法進行高中物理的具體實驗設計
案例1：《楞次定律》引入的簡單實驗
教師做一個神奇的魔術，在以下的實驗裝置中，A環是閉合的鋁環，B環是斷開的鋁環，用條形磁鐵的N極靠近A環或者是離開A環，會有什么現象？B環是否也會呈現同樣的運動？學生被神奇的現象所吸引，從而在大腦里產生疑問，對這種現象產生強烈的好奇，濃厚的興趣感和新鮮感會帶領學生快速地進入到探究楞次定律的學習當中，便于教師進入教學環節。
案例2：驗證“機械能守恒定律”的實驗
擺設器材：帶鐵夾的鐵架臺、打點計時器、小車、有三個50g鉤碼的重物、紙帶和直尺。以驗證自由落體過程中動能和勢能的變化過程中機械能是否守恒。
先用紙帶穿過打點計時器，紙帶的一端連接小車，再自由釋放重物，在紙帶上則打出一系列的點，以出發點A為基準，計算各點的瞬時速度，得知各點的動能；再用直尺量出各點到A的距離，即可得知勢能。
根據物理原理，因為1/2mv2＝mgh，所以只要驗證1/2v2＝gh，就可知兩邊是否相等。在這一實驗中，老師可以引導學生進一步探究：如果在計算各點的勢能時，不從出發點A開始測量，而是從前面任一個點開始測量距離，那么勢能又會出現什么樣的變化呢？
案例3：多用電表法測電阻
（1）引導學生用螺絲刀旋轉定位螺絲進行機械調零。這個過程要求學生注意動手能力的操作，并仔細觀察準確度。
（2）把旋鈕撥至歐姆擋，使紅黑表筆短接，必須將多用表筆的指針處于零刻度。
（3）把選擇旋鈕置于歐姆擋“×100”，紅表筆接電阻一端，黑表筆點觸電阻另一端，根據指針的偏轉來選擇恰當的倍率。
（4）把選擇旋鈕撥至恰當倍率，等指針穩定后再讀數。指導學生在這一讀數的學習中，要了解指針指示的數值乘以倍率的結果就是被測電阻的阻值。
（5）結束時，把表筆從插孔中拔出，要將選擇開關旋至“OFF”或者交流電壓最高擋。
在這個試驗中，不能用手觸碰表筆的金屬部分，以防觸電；另外，在測試過程中，不能帶電旋轉開關。這個實驗設計為了培養學生的細心觀察能力，老師在實驗設計的時候，首先要求學生必須將機械調零，才能進行實驗，要引導學生觀察指針的偏轉以計算電阻值。
以學生為主體的高中物理實驗過程，重在培養、提高學生對物理知識的興趣，增進學生對科學探究的欲望，使高中物理在激發學生主動性思維的基礎上得以實踐開發，從學生生活經歷中熟悉和了解的現象入手，注重引導學生在物理實驗中仔細觀察和細心聆聽，用正確的科學態度把高中物理的抽象知識，用直觀、形象的、數據的物理實驗進行演示，教導學生掌握基本的測量方法和使用教學常用的儀器儀表，獲得準確的科學信息，在探究實驗中改進薄弱環節，手腦并用，全面發展綜合素養。
參考文獻：
［1］閆新民。高中物理實驗指導與拓展［M］。湖北教育出版社， 2005.
［2］孟昭輝。中學物理教育理論與實踐研究［M］。高等教育出版社，2003.
［3］范良火。教師教學知識發展研究［M］。華東師范大學出版社，2003.
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