物理實驗教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)[文檔資料]

物理實驗教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 物理學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗是物理教學(xué)的基礎(chǔ) .探究性學(xué)習(xí)作為與接受性學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種學(xué)習(xí)方式，是進行創(chuàng)新教育的載體，是學(xué)習(xí)科學(xué)的核心方法 .探究教學(xué)實質(zhì)是將科學(xué)領(lǐng)域的探究模式引入課堂，使學(xué)生通過類似科學(xué)家的探究過程理解科學(xué)概念和科學(xué)探究的本質(zhì)，并培養(yǎng)科學(xué)探究能力的一種特殊的教學(xué)方法 .利用物理實驗開展探究教學(xué)有助于學(xué)生加深對知識的理解，有利于提高學(xué)生探索問題和解決問題 的能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造能力 . 一、發(fā)掘演示實驗的有效因素，培養(yǎng)質(zhì)疑能力 質(zhì)疑是經(jīng)過較充分分析后提出的問題 .質(zhì)疑是思維的開始，也是有所發(fā)現(xiàn)的前提 .在具有創(chuàng)見性的質(zhì)疑的過程中，學(xué)生提出的問題有一定的深度和廣度，往往擊中關(guān)鍵，具有“ 揭示規(guī)律 ” 、 “ 獨創(chuàng) ” 、 “ 發(fā)現(xiàn) ” 之特征 .質(zhì)疑能力和其他能力一樣，可通過學(xué)習(xí)、培養(yǎng)和訓(xùn)練不斷提高的 .實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，物理實驗探究教學(xué)是發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑能力的有效途徑 .教學(xué) “ 物體內(nèi)能的變化、熱和功 ” 時有個演示實驗：壓縮厚玻璃筒中的空氣，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，從而使筒內(nèi)易燃物著火 .實驗中明亮的火花給學(xué)生以深刻的印象，然而實驗過后，不少學(xué)生提出 :實驗的研究對象是什么？如何判斷它是否變化？實驗的目的是什么？如果改變教材一舉成功的做法，而是實驗時在厚玻璃筒內(nèi)先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)的空氣，要求學(xué)生仔細(xì)觀察筒內(nèi)空氣的內(nèi)能有無增加 .學(xué)生感到困惑 :空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見？此時自然引出一個實驗設(shè)計的問題情境 ；如何判斷筒內(nèi)空氣內(nèi)能是否變化？順著這個思路組織實驗教學(xué)，由于實驗是學(xué)生主動參與設(shè)計的，設(shè)計目的明確，實驗后學(xué)生無論對實驗所揭示的結(jié)論還是實驗的設(shè)計思想均留下深刻認(rèn)識和理解，甚至 終身難忘 .可見，沒有質(zhì)疑，就沒有新問題的提出，探究也就沒有開始的根據(jù) . 二、運用物理實驗圖景，培養(yǎng)猜想能力 原子物理部分知識，涉及到較多 “ 科學(xué)猜想 ” ，我們要充分發(fā)掘科學(xué)猜想這一因素進行教學(xué) .如 “ 原子核的人工轉(zhuǎn)變 ” 粒子轟擊氮核的教學(xué)中， 粒子轟擊氮核產(chǎn)生的新粒子是質(zhì)子 .教學(xué)中不是馬上給出結(jié)論，而是根據(jù)實驗圖景，首先提出兩種設(shè)想方案 :一是質(zhì)子是 粒子直接從氮核中打出的；二是 粒子被氮核俘獲后形成一個新核，又分裂出質(zhì)子來 .介紹這兩種方案，然后要求每位學(xué)生作出自己的猜想，判斷哪一種設(shè)想正確 .由 于現(xiàn)教材沒有介紹這個問題，大部分同學(xué)都按習(xí)慣的思路猜想，質(zhì)子是從氮核中打出來的，對此，再介紹布拉凱特從云室拍攝的照片，強調(diào)照片中看到的是 粒子撞擊氮核的過程中得到三條徑跡的事實，然后進一步鼓勵學(xué)生論證自己的猜想的正確性 . 三、分析學(xué)生實驗中發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，培養(yǎng)分析和解決問題的能力 對學(xué)生實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象的捕捉和分析的處理是培養(yǎng)學(xué)生的獨立性和創(chuàng)造性的有效途徑 .例如 “ 用單擺測定重力加速度 ” 的實驗中，學(xué)生自以為測量 L 和 T 都較準(zhǔn)確，但實驗測出的 g 偏大 .針對這一實驗問題，教師檢查學(xué)生測 L 和T 的 方法及數(shù)據(jù)確定正確無誤，發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在沒有保證單擺在一豎直平面內(nèi)振動，而是形成了一個圓錐擺 .教師可指導(dǎo)學(xué)生推出圓錐擺的周期公式為 T=2lcosg(l 為擺長， 為偏角 )，它小于同樣擺長的單擺周期，用它代入單擺周期公式求 g=42lT2 ， g 值偏大，這樣即解釋了實驗誤差來源，又得出了圓錐擺的周期公式 .又如用斜面法驗證 “ 機械能守恒定律 ” 的實驗中，學(xué)生設(shè)計用小車拖動紙帶在斜面上由靜止滑下的實驗，發(fā)現(xiàn)在各個對應(yīng)的位置時 12v2 與 glsin(l 為斜面長， 為傾角 )相差較大 .接著指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)，用 a=v22l與 glsin 進行比較，測出摩擦阻力，繼而計算出阻力的功 fL，發(fā)現(xiàn)在誤差允許的范圍內(nèi)，阻力的功 fL正是 mgsin 與 12mv2 的差值 .這樣不但加深了對定律的理解，而且從猜想、分析到利用實驗驗證，已經(jīng)很接近科學(xué)家研究物理問題時 “ 提出假設(shè)并驗證假設(shè) ” 的科學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決問題的能力 . 四、利用設(shè)計性實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力 所謂設(shè)計性實驗，要求學(xué)生自己設(shè)計實驗方案的實驗 .這涉及到實驗方案的確定、步驟的安排、表格的設(shè)計和誤差的分析等，具體地 :(1)教師指明實驗?zāi)康?.從弄清實驗原理、方案設(shè)計到器材選擇、裝備操作、收集及處理信息和數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等都是由學(xué)生自主完成，教師適當(dāng)指導(dǎo) .(2)組織學(xué)生討論各人 (組 )的設(shè)計方案，選出數(shù)組認(rèn)為可行的方案分別實驗，并從中找出最佳方案 .(3)實驗后再組織學(xué)生討論各方案的成功或失敗原因、誤差來源及如何減少誤差等 .如要求學(xué)生設(shè)計測重力加速度 g 的實驗，顯然這是一個靈活性較強的開放性問題，它可以引起學(xué)生從不同的角度思考，得出不同的實驗方案 .(1)利用重力和質(zhì)量的關(guān)系 G=mg 測 g； (2)用落球法測 g：讓小球自由下落，測出球下落的高度 h 和時間 t，由g=2ht2 得 g； (3)用紙帶法測 g：利用 “ 驗證機械能守恒定律 ” 的實驗裝置及重物自由下落中打出的紙帶測 g；(4)利用單擺測 g； (5)用物體在光滑的斜面上從靜止開始下滑的運動 ,由s=12gt2sin 得 g（ s、 t、 分別是物體運動的位移、時間和斜面的傾角 )； (6)利用跨過定滑輪懸掛的兩物體的運動 ,由h=12M-mM+mgt2 得 g.在實驗前，學(xué)生還要把實驗方案具體化，學(xué)生還要面臨很多問題要解決 .實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)各組測出的g 值相差較大，這時引導(dǎo)學(xué)生對每個方案以及實驗過程進行分析，找出原因，通過比較得出較理想的方案 .通過這些自由度大、自 主能力強的實驗，學(xué)生能學(xué)到許多知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動手能力和思維能力，更以其趣味性和探索性在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神方面發(fā)揮其獨特的功能和作用 .學(xué)生在實驗過程中有時不可能一步到位，需要反復(fù)修正，這些過程本身能從多方面鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ顾麄兊陌l(fā)散思維得到充分發(fā)展 . 總之，為