基于“非常規”實驗的物理探究式教學論文

　　伴隨著課改的逐步深入，“探究式教學”模式備受重視，在動手實驗、合作探究的學習過程中，培養學生獨立思考和創新的能力．對于高中物理而言，觀察和實驗是學習物理過程中的中心環節，通過物理實驗使學生獲得知識和技能．而“非常規”物理實驗更能通過生活化、趣味性、自創性的教具最大程度的激發學生參與動手探究、投入到教學活動中去的積極性，在“自主、合作、探究”中真正實現“學中做，做中學”．下面，筆者結合自己多年的教學實踐，就“非常規”實驗下的高中物理探究式教學略談幾點淺見．

　　一、運用非常規物理實驗，提高學生自主探究的欲望

　　興趣是最好的老師．新課改反對一味的“滿堂灌”，反對失去自主的包辦代替，倡導以生為本的教學理念，引導學生主動參與、樂于探究．這一切都離不開教師對學生學習興趣的培養和激發，教學中，教師可以利用非常規性的物理實驗，以學生熟悉的實驗器材，在富有個性、親身體驗的學習中產生進一步探究的欲望．例如學習“動量定理”時，筆者根據“胸口碎大石”的氣功表演，在課堂上讓學生以小組合作的形式實驗“蛋全瓦碎”的趣味實驗，即:在椅墊的四個角上分別放上4個雞蛋，在雞蛋上面放上一本書，書上再放3層磚，再在磚上放一片瓦．拿錘子砸瓦片，讓學生猜測是瓦碎蛋全還是蛋碎瓦全．在錘子砸下的那一刻，學生都屏住呼吸，看到蛋全瓦碎的結局，那些原本猜測瓦碎蛋碎、瓦全蛋碎的學生一片驚訝，很快就對接下來“動量定理”的新課學習充滿了好奇．可見，“非常規”物理實驗的趣味性、生動性使學生不再對物理課感到害怕、恐懼，自然而然地調動起學生探究的積極性和主動性．

　　二、運用非常規物理實驗，避免探究過程中的思維障礙

　　物理概念的形成需要逐步遞進，其高度的概括性和抽象性極易讓學生產生思維障礙．而“非常規”物理實驗利用隨處可見的生活物品，促進學生手腦并用，幫助學生真實、直觀、形象的理解物理概念，排除非本質的干擾，避免思維障礙，這不僅能培養學生更加科學、全面的思維模式，也能調動學生的創造動機，為學生的自主探究提供有利的支持．以高中一年級“自由落體實驗的探究過程”為例，高一年級的學生由于知識的不夠全面往往會認為“質量相等，下落速度也相等”，為了避免這樣的思維障礙，筆者先演示從同一高度將黑板擦、粉筆、紙張等不同物體同時下落的過程，并引導學生大膽猜測:不同物體在同一高度下落時快慢是否相同?有哪些因素會影響物體下落的速度呢?一系列的問題情境引發了學生的積極思考，在眾說紛紜中放手讓學生利用身邊的實驗器材進行實驗探究，做好觀察與記錄，在小組內交流驗證:實驗一在同一高度，將事先準備好的面積相同的一張小紙片和一個小鐵片，同時靜止釋放，猜測并驗證哪個物體先下落．實驗二拿出二枚一元硬幣，并順著硬幣的邊沿用剪刀剪下與一元硬幣面積相同的紙片，貼在其中一枚硬幣之上，在同一高度，將二枚硬幣同時釋放，猜測并驗證哪枚硬幣先下落．實驗三準備二張一模一樣的紙片，將其中一張紙片揉成紙團，在同一高度同時釋放，猜測并驗證哪張紙片先下落．通過三組實驗，學生可以自主探究并得出相應的結論:質量大的物體下落得快，當質量相等時，較小體積的物體下落的快，而當物體體積相同、質量不等時，下落過程一樣快．為了能讓學生進一步認識自由落體的實驗過程，理解物體下落的快慢是因為受到空氣阻力，教師可在此基礎上，讓學生以小組合作探究的形式進行牛頓管實驗:將金屬片、軟木塞、羽毛三樣不同的物體同時放入玻璃管中，在抽氣機抽出管內空氣后將玻璃管倒置，讓學生觀察三種不同的物體的下落速度．然后打開氣閥，再次倒置玻璃管，讓學生觀察打開氣閥后三種不同的物體的下落速度．這樣的遞進式實驗不僅避免了學生知識的負遷移現象，進一步激發了學生自主探究的熱情，同時也能讓學生學會多思考、多發現，學會從不同點、多方向的去思考和解決問題．

　　三、運用非常規物理實驗，提高學生自主探究的能力

　　“非常規”物理實驗可以利用學生身邊熟悉的、廢舊不用的生活物品做實驗，這些“設備”在生活中隨處可見，利用到實驗過程中，可以讓學生對物理現象不再感到陌生，也打通了物理教學與學生真實生活世界的通道，在學生自己收集、自己動手的過程中，更能善于思考問題，自主進行實驗探究，從而激發了學生的創造才能．例如在探究向心力的大小和哪些因素有關的實驗時，筆者首先以生活中的“水流星”表演激起學生學習的興趣:用繩子的兩端分別拴著一個盛有水的小桶，通過迅速倒換使水桶旋轉起來，當上面的水桶口朝下時水也不會流出來．再讓學生利用課前準備好的線繩、大小不同的幾個小鋼球，通過實驗親身體驗帶繩的小鋼球產生的不同向心力:用手握住繩，讓鋼球圍繞手轉動，使學生感覺到用同一個鋼球進行實驗，線繩長度固定時，轉動速度越快，手被拉的越厲害，說明向心力越大;在速度差不多時，繩長一定時，質量越大的小球，向心力越大;用一個小球，轉動速度差不多時，繩越長，向心力越小，試驗后，學生知道了向心力大小與小球的質量、轉動速度、繩長的具體關系．通過實驗，讓學生感受到向心力的存在，課堂氛圍變得活躍起來，這不僅使初高中的新舊知識做到自然銜接，也使得向心力概念的引入顯得自然、流暢，為接下來探究物塊在旋轉的平臺上做勻速圓周運動實驗打下知識基礎，讓學生猜想拉力的大小可能與鋼球的質量m、線速度的v、角速度、周期T、半徑r有關，大大提高學生自主探究的能力．

　　綜上所述，高中物理教學中“非常規”物理實驗在豐富感性認識中激發了學生的學習主動性，在理論聯系實際中增強了學生思考問題、解決問題的能力．我們教師應積極、恰當合理的運用生活中學生熟悉的事物引入“非常規”實驗，使學生獲得知識有真實感，促進對知識的建構和鞏固，在“樂于探究、勇于實驗、勤于思考”中使探究式教學獲得最佳地教學效果．

　　作者:彭正飛 單位:江蘇省常熟市中學

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