物理教學中培養(yǎng)學生的自主探究能力
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物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現(xiàn)實生活聯(lián)系最密切，在教學中應把教材的一些實驗進行合理的科學改進，充分發(fā)揮物理實驗的多種功能和作用，這不僅可以通過實驗掌握物理知識，還是培養(yǎng)學生自主學習能力、探究能力和創(chuàng)新能力的重要措施。
我在多年的教學實踐中，重視演示實驗、學生分組實驗及課后小實驗的改進，并做了一些有益的嘗試。
一、在演示實驗中，讓學生自主設計完成
傳統(tǒng)的演示實驗教學，先是“教師做，學生看”，后是“教師講，學生聽”，教師缺乏對知識的深入引導和研討，阻礙了學生主動學習和親自探索經(jīng)歷，如能將一些演示實驗進行改進，讓學生自主探索，經(jīng)過分析、討論，會從中悟出很多知識。
例如，在研究焦耳定律的演示實驗中，我是這樣處理的：課前預習本節(jié)課，以思考題的方式給出學生本節(jié)課的演示實驗課題，即研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關，要求學生利用自習課時間，實施以下過程：
1. 自主設計實驗方案
設計實驗方案關鍵是讓學生考慮好實驗原理，怎樣將電流通過導體產(chǎn)生的熱量變?yōu)榭梢杂^察的對象。學生充分發(fā)揮想象，不同的實驗方案達十余種，有的比教材上的方案還簡單，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燈絲發(fā)熱升溫而發(fā)光……這樣將演示實驗變?yōu)殚_放性研究實驗，極大地激發(fā)了學生學習物理知識的積極性，培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力。
2. 自主選擇實驗器材
在完成設計后，有的學生到實驗室借實驗儀器，有的學生找教師幫忙安裝實驗裝置，有的學生自己制作一些小器材，這樣將“純觀察性實驗”變?yōu)?ldquo;創(chuàng)造性操作實驗”。
3. 自由組合，探索研究
經(jīng)過交流，有些學生的實驗方案相似，于是他們就自動組合，在實驗過程中，互相交流、切磋溝通、共同研究。在交流中學會團結(jié)協(xié)作，在互幫互學中，共同提高。
二、在學生分組實驗中，讓學生自主探究
學生分組實驗是初中學生最感興趣的課，但大多數(shù)學生是按教材的程序進行實驗，興趣只停留在表面上，這樣就無法培養(yǎng)學生的綜合能力和科學素質(zhì)。
c 例如，在初三物理“測定小燈泡的功率”實驗中，如果只是指導學生按教材的安排進行實驗，讓學生注意觀察小燈泡兩端的電壓在等于額定電壓、高于額定電壓和低于額定電壓情況下的發(fā)光情況，并將每次測得的電壓、電流值填入表格，算出電功率，那么實驗目的單一，無法達到培養(yǎng)學生素質(zhì)的目的，所以在教學過程中我是這樣做的：
1. 不限制實驗原理
在講本節(jié)課時，只講清該實驗目的，說明小燈泡上“3.3 W，2.5 V”的意義，至于實驗原理則由實驗小組討論決定，并按要求畫出實驗電路圖，結(jié)果出現(xiàn)三種實驗原理，即P＝UI、 P＝U2/R，P＝I2R，并對這三種實驗方案的優(yōu)劣進行深入分析，確定應用“P＝UI”為實驗原理的方案，從而培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力，提高了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。
2. 不規(guī)定實驗步驟
進入實驗室要求不看教材，動手時只說明實驗中要觀察小燈泡的亮度，觸摸小燈泡熱度，計算小燈泡的功率和電阻，并不限定實驗有三個步驟，在巡視實驗中發(fā)現(xiàn)，有的小組實驗有五六步，并設計了開放性記錄表格，記錄了小燈泡在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流值和功率、電阻的計算值，小燈泡熱度的觸摸感，從而激發(fā)了學生的觀察實踐和發(fā)現(xiàn)問題能力。
3. 不確定實驗歸納
實驗后不固定方向，讓學生從多角度進行深入細致觀察，分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，從而開放性地歸納出實驗結(jié)論，如有的小組分析真實的實驗數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：①伏安法既可測電阻，又可測電功率；②燈絲電阻隨溫度升高而增大；③燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的增大而增大；④燈泡只在額定電壓下正常發(fā)光，實際電壓過高會燒壞燈泡，過低燈不亮，通過以上四方面的歸納，培養(yǎng)了學生的分析、概括實驗結(jié)論能力，并加強了前后知識的聯(lián)系。
三、加強課外小實驗，引導學生參與實踐
物理小實驗、小制作的題材廣泛，是激發(fā)學生興趣、發(fā)揮學生創(chuàng)造性的有益活動。對每章或每節(jié)課后的小制作、小實驗，教師可適當給予指導，提出必要的建議，使學生能夠善于動腦動手，就地取材，把小實驗、小制作活動搞得豐富多彩。雖然課外實驗活動在許多方面略顯不規(guī)范，但學生的自主性、參與性高，尤其在設計過程中那種富有創(chuàng)造性的思維及操作過程，是在其他途徑中無法體會到的；同時使學生感到物理知識的應用無處不在，激發(fā)學生自覺應用物理知識解決問題的興趣。
綜上所述，本人在物理實驗教學中，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，并改進實驗裝置、器材等，讓學生嘗試實驗設計、操作，提高學生創(chuàng)新能力和對知識的應用能力，使學生自主參與學習，進而提高物理教學質(zhì)量。
我在多年的教學實踐中，重視演示實驗、學生分組實驗及課后小實驗的改進，并做了一些有益的嘗試。
一、在演示實驗中，讓學生自主設計完成
傳統(tǒng)的演示實驗教學，先是“教師做，學生看”，后是“教師講，學生聽”，教師缺乏對知識的深入引導和研討，阻礙了學生主動學習和親自探索經(jīng)歷，如能將一些演示實驗進行改進，讓學生自主探索，經(jīng)過分析、討論，會從中悟出很多知識。
例如，在研究焦耳定律的演示實驗中，我是這樣處理的：課前預習本節(jié)課，以思考題的方式給出學生本節(jié)課的演示實驗課題，即研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關，要求學生利用自習課時間，實施以下過程：
1. 自主設計實驗方案
設計實驗方案關鍵是讓學生考慮好實驗原理，怎樣將電流通過導體產(chǎn)生的熱量變?yōu)榭梢杂^察的對象。學生充分發(fā)揮想象，不同的實驗方案達十余種，有的比教材上的方案還簡單，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燈絲發(fā)熱升溫而發(fā)光……這樣將演示實驗變?yōu)殚_放性研究實驗，極大地激發(fā)了學生學習物理知識的積極性，培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力。
2. 自主選擇實驗器材
在完成設計后，有的學生到實驗室借實驗儀器，有的學生找教師幫忙安裝實驗裝置，有的學生自己制作一些小器材，這樣將“純觀察性實驗”變?yōu)?ldquo;創(chuàng)造性操作實驗”。
3. 自由組合，探索研究
經(jīng)過交流，有些學生的實驗方案相似，于是他們就自動組合，在實驗過程中，互相交流、切磋溝通、共同研究。在交流中學會團結(jié)協(xié)作，在互幫互學中，共同提高。
二、在學生分組實驗中，讓學生自主探究
學生分組實驗是初中學生最感興趣的課，但大多數(shù)學生是按教材的程序進行實驗，興趣只停留在表面上，這樣就無法培養(yǎng)學生的綜合能力和科學素質(zhì)。
c 例如，在初三物理“測定小燈泡的功率”實驗中，如果只是指導學生按教材的安排進行實驗，讓學生注意觀察小燈泡兩端的電壓在等于額定電壓、高于額定電壓和低于額定電壓情況下的發(fā)光情況，并將每次測得的電壓、電流值填入表格，算出電功率，那么實驗目的單一，無法達到培養(yǎng)學生素質(zhì)的目的，所以在教學過程中我是這樣做的：
1. 不限制實驗原理
在講本節(jié)課時，只講清該實驗目的，說明小燈泡上“3.3 W，2.5 V”的意義，至于實驗原理則由實驗小組討論決定，并按要求畫出實驗電路圖，結(jié)果出現(xiàn)三種實驗原理，即P＝UI、 P＝U2/R，P＝I2R，并對這三種實驗方案的優(yōu)劣進行深入分析，確定應用“P＝UI”為實驗原理的方案，從而培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力，提高了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。
2. 不規(guī)定實驗步驟
進入實驗室要求不看教材，動手時只說明實驗中要觀察小燈泡的亮度，觸摸小燈泡熱度，計算小燈泡的功率和電阻，并不限定實驗有三個步驟，在巡視實驗中發(fā)現(xiàn)，有的小組實驗有五六步，并設計了開放性記錄表格，記錄了小燈泡在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流值和功率、電阻的計算值，小燈泡熱度的觸摸感，從而激發(fā)了學生的觀察實踐和發(fā)現(xiàn)問題能力。
3. 不確定實驗歸納
實驗后不固定方向，讓學生從多角度進行深入細致觀察，分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，從而開放性地歸納出實驗結(jié)論，如有的小組分析真實的實驗數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：①伏安法既可測電阻，又可測電功率；②燈絲電阻隨溫度升高而增大；③燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的增大而增大；④燈泡只在額定電壓下正常發(fā)光，實際電壓過高會燒壞燈泡，過低燈不亮，通過以上四方面的歸納，培養(yǎng)了學生的分析、概括實驗結(jié)論能力，并加強了前后知識的聯(lián)系。
三、加強課外小實驗，引導學生參與實踐
物理小實驗、小制作的題材廣泛，是激發(fā)學生興趣、發(fā)揮學生創(chuàng)造性的有益活動。對每章或每節(jié)課后的小制作、小實驗，教師可適當給予指導，提出必要的建議，使學生能夠善于動腦動手，就地取材，把小實驗、小制作活動搞得豐富多彩。雖然課外實驗活動在許多方面略顯不規(guī)范，但學生的自主性、參與性高，尤其在設計過程中那種富有創(chuàng)造性的思維及操作過程，是在其他途徑中無法體會到的；同時使學生感到物理知識的應用無處不在，激發(fā)學生自覺應用物理知識解決問題的興趣。
綜上所述，本人在物理實驗教學中，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，并改進實驗裝置、器材等，讓學生嘗試實驗設計、操作，提高學生創(chuàng)新能力和對知識的應用能力，使學生自主參與學習，進而提高物理教學質(zhì)量。