浅谈中学物理探究性实验

摘要：物理探究性实验教学的开设，激励了学生的个性和已有经验的发挥，改变了过去由教师包揽教学的局面，给了学生更多的思考、探索、实践的时间和空间。训练学生学会合作探究的能力，体现和提高学生的情感、态度、价值观，培养了学生严谨的科学思想和研究方法，提高了学生的建模能力，展示了学生的研究思路和才能，延伸了学生的学习能力。使学生的实践能力、创新精神和可持续发展的综合素质都有较大的提高。

关键词：探究能力 合作交流 研究 可操作性

物理学是一门以实验为基础的学科，对物理教学来说其重要方面之一是实验教学与理论教学相结合，因为通过实验可以更有效地让学生体验科学发展和知识形成的思想和方法。

一、探究性实验在教学中的作用

通过探究性实验的学习和研究，可帮助学生摆脱传统教学思想的束缚，鼓励学生的独立意识和创新精神，培养学生严格的科学思想和研究方法，提高建模能力，提高学生的情感、态度和价值观，延伸学力，展示学生的研究思路和才能。使学生的动手实践能力、学习理论的内部需要、学习水平等综合素质有较大提高。

二、探究性实验应注意的原则

1.探究性实验课题的选择，有较强的开放性、实践性、探究性，所以要注意不同学生的学习群体的认知结构的差异、学生的基础水平差异，做到有所区别、有所侧重、有的放矢。

2.任何实验必须根据确切的物理原理，这也是一个对学生所学知识的梳理、选择、整合的过程。

3.由于探究性实验中涉及较多的仪器的应用，有些还需学生自己动手制作相应的实验构件，所以要注意几个设计原则。

(１)科学性原则。科学的方案必须有科学的理论依据和正确的表达方式。(２)安全性原则。方案设计时必须考虑安全、可靠，不会对人和仪器、器材造成伤害或损害。(３)可操作性原则。方案的设计应便于操作、观察、数据测定、数据处理，以便得出正确而科学的结果。(４)精确性原则。所使用的仪器应选择相应的精密度，操作人员应把握正确的观察测量方法。

三、探究性实验的教学过程

1.问题的提出。物理研究始于问题，问题的提出对物理研究意义重大。鼓励学生提出问题，使学生在新材料、新情境、新问题面前勇敢质疑，这样学生就不再是消极的接受者，而是积极的探索者。

2.方案的确定。问题提出后，要对方案进行选择评估。经过大家的合作交流探讨，确定方案后，就要制定计划，安排各人分工负职，准备测量器具，制作相关实验构件，记录实验数据，撰写探究实验报告等工作。

3.方案的实施。如：测弹簧玩具手枪子弹出口速度实验。

Ａ根据竖直上抛运动规律，只要测出弹丸上升到最高点所用时间ｔ，据ｖ=ｇｔ，就可测出弹丸的出口速度。该方案理论上成立，但在实验中发现弹丸处于动态中，从出口到最高点的时间ｔ测不准。于是改为测弹丸经最高点返回原出发点的时间，然后忽略空气阻力，据运动的对称性，得运动时间ｔ，计算出速度。实际上这是同一类问题，都是测运动时间ｔ时不能正确测定，不能得到正确结果。于是有学生提出，在枪口同一水平面上置一纸板，中间开一小孔，让弹丸从小孔射出，弹丸返回时击中纸板，听到响声立刻停表，这方法很好，解决了返回时刻不可测难题。但马上又发现新问题，听到响声立刻停表，这里还存在一个人的反应时间，即使用千分之一秒表替换百分之一秒表，也不能解决这难点。显然实测时间大于实际运动时间，实验误差太大，结果不理想。Ｂ根据平抛运动规律，利用平抛运动中物体的水平方向位移和竖直方向位移的等时性，摒弃了运动的时间量，只要测出落点高度和水平位移即可计算出弹丸的出口速度。用公式：h=12at2,s=vt,即可计算出v=s/t。

我指出了方案的可行性，并为提高实验精度，提醒应注意的几个问题：(1)用水平仪校正弹丸出口速度的水平方向。(2)适当增加枪口离地高度，以增加运动时间，减少误差。

学生们理解了实验中注意的要领，操作时互相探讨改进，提高了实验的精确度。对实验结果进行数据分析时，学生考虑的相当全面。由于空气阻力的影响，水平位移的实测值会小于理论值；弹丸运动的时间将大于理论值。据对公式v=s/t的分析，可知测量结果计算得到的值将小于弹丸的实际出口速度。又考虑到玩具手枪弹丸的运动速度不大，空气阻力对它的影响较小，故只对计算结果略作修正。经多次实验测定，取其平均值。最后学生得到了较为精确可信的玩具手枪子弹的出口速度。

四、探究性实验教学的评价

1.物理探究性实验的开设，加深了学生对物理概念和物理规律的理解。

2.探究性实验教学，培养了学生的科学态度和研究问题的探究能力，动手操作的实践能力。

3.探究性实验促成了学生的解题能力。

物理探究性实验的开设，为学生的实践能力、创新精神和可持续发展打下了良好的基础，也为学生的后续学习、以及将来面对社会的生存能力打下了良好的基础，探究性实验教学，对于实现“二期课改”的教学目标，也是一个有效的措施。

参考文献：

1.《教学科学研究方法基础》,上海教育出版社，1998年版。

2.《上海市中学物理课程标准》（试用稿），上海教育出版社，2004年10月版。

3.《中学物理课程研究》，唐国安、钱景华主编：百家出版社，1999年8月。

4.《中学物理教学概论》，阎金铎等：高等教育出版社，1991年5月。