基于“非常规”实验的物理探究式教学

伴随着课改的逐步深入，“探究式教学”模式备受重视，在动手实验、合作探究的学习过程中，培养学生独立思考和创新的能力．对于高中物理而言，观察和实验是学习物理过程中的中心环节，通过物理实验使学生获得知识和技能．而“非常规”物理实验更能通过生活化、趣味性、自创性的教具最大程度的激发学生参与动手探究、投入到教学活动中去的积极性，在“自主、合作、探究”中真正实现“学中做，做中学”．下面，笔者结合自己多年的教学实践，就“非常规”实验下的高中物理探究式教学略谈几点浅见．

一、运用非常规物理实验，提高学生自主探究的欲望

兴趣是最好的老师．新课改反对一味的“满堂灌”，反对失去自主的包办代替，倡导以生为本的教学理念，引导学生主动参与、乐于探究．这一切都离不开教师对学生学习兴趣的培养和激发，教学中，教师可以利用非常规性的物理实验，以学生熟悉的实验器材，在富有个性、亲身体验的学习中产生进一步探究的欲望．例如学习“动量定理”时，笔者根据“胸口碎大石”的气功表演，在课堂上让学生以小组合作的形式实验“蛋全瓦碎”的趣味实验，即:在椅垫的四个角上分别放上4个鸡蛋，在鸡蛋上面放上一本书，书上再放3层砖，再在砖上放一片瓦．拿锤子砸瓦片，让学生猜测是瓦碎蛋全还是蛋碎瓦全．在锤子砸下的那一刻，学生都屏住呼吸，看到蛋全瓦碎的结局，那些原本猜测瓦碎蛋碎、瓦全蛋碎的学生一片惊讶，很快就对接下来“动量定理”的新课学习充满了好奇．可见，“非常规”物理实验的趣味性、生动性使学生不再对物理课感到害怕、恐惧，自然而然地调动起学生探究的积极性和主动性．

二、运用非常规物理实验，避免探究过程中的思维障碍

物理概念的形成需要逐步递进，其高度的概括性和抽象性极易让学生产生思维障碍．而“非常规”物理实验利用随处可见的生活物品，促进学生手脑并用，帮助学生真实、直观、形象的理解物理概念，排除非本质的干扰，避免思维障碍，这不仅能培养学生更加科学、全面的思维模式，也能调动学生的创造动机，为学生的自主探究提供有利的支持．以高中一年级“自由落体实验的探究过程”为例，高一年级的学生由于知识的不够全面往往会认为“质量相等，下落速度也相等”，为了避免这样的思维障碍，笔者先演示从同一高度将黑板擦、粉笔、纸张等不同物体同时下落的过程，并引导学生大胆猜测:不同物体在同一高度下落时快慢是否相同?有哪些因素会影响物体下落的速度呢?一系列的问题情境引发了学生的积极思考，在众说纷纭中放手让学生利用身边的实验器材进行实验探究，做好观察与记录，在小组内交流验证:实验一在同一高度，将事先准备好的面积相同的一张小纸片和一个小铁片，同时静止释放，猜测并验证哪个物体先下落．实验二拿出二枚一元硬币，并顺着硬币的边沿用剪刀剪下与一元硬币面积相同的纸片，贴在其中一枚硬币之上，在同一高度，将二枚硬币同时释放，猜测并验证哪枚硬币先下落．实验三准备二张一模一样的纸片，将其中一张纸片揉成纸团，在同一高度同时释放，猜测并验证哪张纸片先下落．通过三组实验，学生可以自主探究并得出相应的结论:质量大的物体下落得快，当质量相等时，较小体积的物体下落的快，而当物体体积相同、质量不等时，下落过程一样快．为了能让学生进一步认识自由落体的实验过程，理解物体下落的快慢是因为受到空气阻力，教师可在此基础上，让学生以小组合作探究的形式进行牛顿管实验:将金属片、软木塞、羽毛三样不同的物体同时放入玻璃管中，在抽气机抽出管内空气后将玻璃管倒置，让学生观察三种不同的物体的下落速度．然后打开气阀，再次倒置玻璃管，让学生观察打开气阀后三种不同的物体的下落速度．这样的递进式实验不仅避免了学生知识的负迁移现象，进一步激发了学生自主探究的热情，同时也能让学生学会多思考、多发现，学会从不同点、多方向的去思考和解决问题．

三、运用非常规物理实验，提高学生自主探究的能力

“非常规”物理实验可以利用学生身边熟悉的、废旧不用的生活物品做实验，这些“设备”在生活中随处可见，利用到实验过程中，可以让学生对物理现象不再感到陌生，也打通了物理教学与学生真实生活世界的通道，在学生自己收集、自己动手的过程中，更能善于思考问题，自主进行实验探究，从而激发了学生的创造才能．例如在探究向心力的大小和哪些因素有关的实验时，笔者首先以生活中的“水流星”表演激起学生学习的兴趣:用绳子的两端分别拴着一个盛有水的小桶，通过迅速倒换使水桶旋转起来，当上面的水桶口朝下时水也不会流出来．再让学生利用课前准备好的线绳、大小不同的几个小钢球，通过实验亲身体验带绳的小钢球产生的不同向心力:用手握住绳，让钢球围绕手转动，使学生感觉到用同一个钢球进行实验，线绳长度固定时，转动速度越快，手被拉的越厉害，说明向心力越大;在速度差不多时，绳长一定时，质量越大的小球，向心力越大;用一个小球，转动速度差不多时，绳越长，向心力越小，试验后，学生知道了向心力大小与小球的质量、转动速度、绳长的具体关系．通过实验，让学生感受到向心力的存在，课堂氛围变得活跃起来，这不仅使初高中的新旧知识做到自然衔接，也使得向心力概念的引入显得自然、流畅，为接下来探究物块在旋转的平台上做匀速圆周运动实验打下知识基础，让学生猜想拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T、半径r有关，大大提高学生自主探究的能力．

综上所述，高中物理教学中“非常规”物理实验在丰富感性认识中激发了学生的学习主动性，在理论联系实际中增强了学生思考问题、解决问题的能力．我们教师应积极、恰当合理的运用生活中学生熟悉的事物引入“非常规”实验，使学生获得知识有真实感，促进对知识的建构和巩固，在“乐于探究、勇于实验、勤于思考”中使探究式教学获得最佳地教学效果．

作者:彭正飞 单位:江苏省常熟市中学