高中物理实验教学中学生探究能力培养的研究.doc

高中物理实验教学中学生探究能力培养的研究高中物理课程改革已实施几年我校在深入学习《高中物理课程标准》的基础上开展了“物理实验教学中学生探究能力培养的实践与研究”活动加强了物理实验教学中学生探究能力的培养。下面是本人在教学实践中对物理实验教学与学生探究能力培养的心得和体会与同行探讨。一、《高中物理课程标准》中物理实验与探究能力解读物理课程标准在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上提出了高中物理课程的具体目标而实验是物理课程改革的重要环节是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径也是物理课程改革的重要资源。课程标准中把物理实验和科学探究放在一起进行阐述充分说明物理实验与科学探究的关系非常密切很多的物理实验都要进行科学探究去完成而科学探究过程中也要进行物理实验。科学探究的要素：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作。我们在实验教学中尽可能的把实验设计成探究性的培养学生的探究能力。二、实验教学中学生探究能力培养的实践活动在我们的实验教学实践中为了培养学生科学探究能力尽可能按《物理课程标准》中“科学探究要素”和“对科学探究及物理实验能力的基本要求”进行实验设计。下面是在摩擦力一节的教学中设计的一个实验。在滑动摩擦力的教学中对摩擦力的方向和大小教材上只有简短的文字说明学生对“滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反”难于理解。对于滑动摩擦力的大小跟压力成正比从定性来看学生不难接受但对定量的正比关系直接得出也难让学生信服。教学中我采用如下实验来研究摩擦力（实验原型选自林辉庆《新课程高中互动教学设计》）。实验装置如图所示将一木块放在水平的传送带上用一根绳子通过定滑轮把木块和弹簧秤相连。（1）探究滑动摩擦力的方向①提出问题：当皮带沿顺时针方向转动时木块是否受到摩擦力作用？如有所受的摩擦方向向哪？②猜想与假设：学生通过讨论提出各种不同的想法请学生说出他们的猜想和理由。③进行实验与收集证据：转动皮带学生观察得出摩擦力方向向右④分析与论证：理论分析因木块处于静止状态合力为零所以摩擦力与向左的弹簧拉力平衡故摩擦力方向向右。⑤得出结论：通过分析引导学生得滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。（此处还可进一步让学生探究如下问题：滑动摩擦力一定是阻力吗？受滑动摩擦力的物体一定是运动的吗？受静摩擦力的物体一定是静止的吗？）（2）探究滑动摩擦力的大小上面的实验学生已知道滑动摩擦力大小可由弹簧秤读出下面探究滑动摩擦力的大小。①提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？②猜想与假设：学生通讨论提出各种猜想和假设。学生不难得出摩擦力与压力有关与接触面的粗糙程度有关。但很多学生也会得出摩擦力与相对运动的速度有关或与接触面积有关等。③制定计划与设计实验：对学生提出的猜想不值可否提议学生通过实验来检验自己的猜想并能进一步得出定量的关系。教师对学生提出的实验方法进行总结进行实验验证和记录数据。④进行实验与收集证据：教师事先测量出木块的重量然后在木块上加砝码改变压力测出不同压力下的滑动摩擦力将记录数据填入由学生设计的表格中。压力（N）滑动摩擦力（N）保持木块不变改变皮带的速度要学生观察滑动摩擦力的大小变化；将木块不同的面放在皮带上（接触面积不同）观察滑动摩擦力的变化情况。⑤分析与论证：要求学生对表中记录的数据进行分析学生不难找出滑动摩擦力与压力的关系（学生采用的方法有比值法、作图法等）。⑥得出结论：在以上实验基础上由学生总结出滑动摩擦力与压力成正比；从实验可得出滑动摩擦力与相对运动的速度和物体的接触面积无关。（说明：本实验可采用力传感器测量数据通过计算机做图一次完成。）通过实验由学生积极参与来探究摩擦力能使学生正确建立摩擦力的概念纠正一些错误的认识同时实验体现了科学探究的过程让学生在观察、思考中、在矛盾冲突中加深对知识的理解并真正体验科学研究过程感悟探究的方法提高科学探究的能力。三、对物理实验教学中学生探究能力培养的初步认识物理实验分课堂演示实验、实验室学生实验和课外实验三种它们所处的教学环境和功能不尽相同但都能在培养学生探究能力上起到各自的作用。教师不要局限于教科书上所例举的实验应该积极开发演示实验和学生实验。《课程标准》要求“教师应安排足够的学生实验和演示实验；应最大限度地利用实验室现有的器材力求利用多年闲置的器材开发新的实验；充分地开发和利用实验室的丰富课程资源。”在开发设计实验时尽量以探究的方式进行可提高学生的参与度利用学生的好奇心培养学生学习的积极性。除了教学中常进行的演示实验和学生分组实验鼓励学生进行课外小实验只要教师积极引导学生会全力配合的。如在失重的教学中我在课堂上演示了开有小孔的矿泉水瓶在自由下落过程中水不流出的现象当把水瓶上抛、斜抛时学生惊奇的发现水也不流出（学生猜想是流得更快或