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中学物理探究性实验教学的实践与思考
作者：杨永巧
探究性实验是实验者在不知道实验结果的前提下，通过自己实验，进行探索、分析、研究得出结论，以发现新事物、新规律，从而形成科学概念的一种认知活动；从而培养学生独立、合作探求、观察、操作能力和实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。做探究性实验通常包含下面七个环节：1.提出问题。2.猜想与假设。3.制定计划与设计实验。4.进行实验与收集证据。5.分析与讨论。6.评估。7.交流与合作。教师作为主导者和组织者，在做探究性实验时应如何指导学生呢?笔者认为在这七个环节中，教师的指导程度和方法应该是不同的。
一、对“提出问题”，教师可以适当的引导
引导学生对探究对象及其相关物理量思考的方向和线索，注意问题应该具有启发性、矛盾突出、带有悬念。例如：提出如何设计实验证明用手轻按桌面会使桌面发生弹性形变?把数根蜡烛点燃着排放在大鼓面前，然后敲打大鼓，你会看到什么现象?可能会有哪些猜想?
二、疏导“猜想与假设”的方向
让学生自由想象，以培养学生的创新和发散思维能力是探究性实验的精神之一。但猜想不等于胡思乱想，应注意猜想的方向，这时教师应是一位船长，牢牢把握好航向。
例如：2004年无锡市中考命制了这样一道考题。例1、现有各种规格的不锈钢丝和铜丝。请你设计实验研究方案，比较不锈钢和铜这两种材料的导电性能。
(1)实验研究中对不锈钢丝和铜丝的选取有什么要求?
(2)你用什么方法显示材料的导电性能?(可画出相应的电路图加以说明)
作为考题时，学生只要按题目的要求进行解答即可。但在教学中，要充分挖掘教材中科学探究的课程资源，组织学生进行探究活动，提高学生的探究能力。教师对学生的猜想要给予适当的评价，激发学生学习的兴趣，并引导学生对所提的问题作进一步的探究，使学生获得对猜想与假设的正确认识。
三、重点指导“制定计划与设计实验”
让学生明确实验探究目的和已有的条件，并根据以往的经验或已有的知识，尝试选择科学探究的方法及所需的装置和器材，从而较合理地制定计划与设计实验。在这过程中，注意培养学生对物理实验中涉及多个物理量之间相互应变的状况，进行常规科学处理的方法。在待研究的物理规律中，常含三个(或三个以上)物理量的相互关系。如：在运动学中常涉及时间t、距离s和速度v。在动力学中涉及更多的物理量，如：加速度a，外力F，质量m，时间t等。电学中则常涉及电流强度I、电压U、电阻R等。在这种情况下，常用的研究方法是：先固定一个或多个物理量不变，再分别测出剩下的物理量之间的变化规律。
在指导学生开展探究性实验时，更多的要考虑学生思维的多样性和操作的探索性。如上述例1，根据题目的要求，至少可以设计的实验原理图有以下几种：
图中R1为不锈钢丝，R2铜丝，A、B两点间准备接入不锈钢丝和铜丝。
四、要注意指导学生逐步掌握两种最常用的数据处理方法
一种是把数据列表比较，通过对比和一定运算，找出相应的物理规律。另一种方法是作图法，把测量的数据画成图像，从图像上直观地将物理规律显示出来。同时应使学生明白列表和作图两种处理方法常常是互相配合使用的，并且各有优点。所以对不同的实验应选择相适应的处理方法，就更加有利于找出物理规律来。如上述例1可以通过列表比较：
五、要注意培养学生抽象的逻辑思维方法
要探索出物理规律，必须经过实验的观察、测量和数据处理，在此基础上通过进一步的抽象思维，才能得到相应的物理规律或概念。这一过程一般是先对数据和图表进行分析对比，然后再进行综合归纳。而在分析阶段又应注意用先定性、后定量的程序来分析，最后在分析和逻辑思维的基础上总结出实验所探索得到的物理规律。
对上述例1的图(1)实验数据进行分析与论证。学生通过对A1、A2两电流表读数进行比较，可以得出与读数大的电流表串联的金属丝的导电性能好。对其余原理图所得数据的分析依此类推。
六、注意培养学生分析误差的能力
探究性实验重在过程的体验，它可以因陋就简地开展实验，故实验的结果可能存在较大的误差。要允许存在误差，甚至较大的误差，这也是培养学生实事求是的实验态度。但要知道误差产生的原因及减小的措施，明确在误差范围内科学规律的客观性。
如对例1图(4)的探究过程和探究结果进行评估。依据图(4)原理图先后两次伏特表的读数相同，这一探究结果与日常的经验不符。回想一下实验操作过程，是否已经保证金属丝的长度和横截面积相同的条件，两次伏特表的读数是否有误，实验原理是否合理等方面加以分析，从而得知实验结论是否可信。如果经分析得知实验结论不可信，需尝试改进实验探究的方案。
另外，在开展物理探究性实验的实际教学中，学生是活动的主体，教师要充分发挥其主导作用，要认真观察学生实际操作的全过程，仔细分析实验中存在的问题，及时给予指导。特别对于基础薄弱、动手能力弱的学生，要耐心指导，引导他们分析出现问题的原因，指出努力改进的方向。
参考文献
[1] 全日制义务教育物理课程标准(实验稿).北京：北京师范大学出版社，2001.
[2] 全日制义务教育物理课程标准解读.武汉：湖北教育出版社，2002.
[3] 廖柳洁.物理实验探究教学的理论与实践初探.中学物理教学探讨，2004(2).
(责任编辑 孙晓雯)