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物理教学中培养学生的自主探究能力

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     物理是一门以观察和实验为基础的自然科学,与现实生活联系最密切,在教学中应把教材的一些实验进行合理的科学改进,充分发挥物理实验的多种功能和作用,这不仅可以通过实验掌握物理知识,还是培养学生自主学习能力、探究能力和创新能力的重要措施。 
        我在多年的教学实践中,重视演示实验、学生分组实验及课后小实验的改进,并做了一些有益的尝试。 
        一、在演示实验中,让学生自主设计完成 
        传统的演示实验教学,先是“教师做,学生看”,后是“教师讲,学生听”,教师缺乏对知识的深入引导和研讨,阻碍了学生主动学习和亲自探索经历,如能将一些演示实验进行改进,让学生自主探索,经过分析、讨论,会从中悟出很多知识。 
        例如,在研究焦耳定律的演示实验中,我是这样处理的:课前预习本节课,以思考题的方式给出学生本节课的演示实验课题,即研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,要求学生利用自习课时间,实施以下过程: 
        1. 自主设计实验方案 
        设计实验方案关键是让学生考虑好实验原理,怎样将电流通过导体产生的热量变为可以观察的对象。学生充分发挥想象,不同的实验方案达十余种,有的比教材上的方案还简单,有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,有的让灯丝发热升温而发光……这样将演示实验变为开放性研究实验,极大地激发了学生学习物理知识的积极性,培养了学生的发散思维和创造性思维能力。 
        2. 自主选择实验器材 
        在完成设计后,有的学生到实验室借实验仪器,有的学生找教师帮忙安装实验装置,有的学生自己制作一些小器材,这样将“纯观察性实验”变为“创造性操作实验”。 
        3. 自由组合,探索研究 
        经过交流,有些学生的实验方案相似,于是他们就自动组合,在实验过程中,互相交流、切磋沟通、共同研究。在交流中学会团结协作,在互帮互学中,共同提高。 
        二、在学生分组实验中,让学生自主探究 
        学生分组实验是初中学生最感兴趣的课,但大多数学生是按教材的程序进行实验,兴趣只停留在表面上,这样就无法培养学生的综合能力和科学素质。 
c        例如,在初三物理“测定小灯泡的功率”实验中,如果只是指导学生按教材的安排进行实验,让学生注意观察小灯泡两端的电压在等于额定电压、高于额定电压和低于额定电压情况下的发光情况,并将每次测得的电压、电流值填入表格,算出电功率,那么实验目的单一,无法达到培养学生素质的目的,所以在教学过程中我是这样做的:
    1. 不限制实验原理 
        在讲本节课时,只讲清该实验目的,说明小灯泡上“3.3 W,2.5 V”的意义,至于实验原理则由实验小组讨论决定,并按要求画出实验电路图,结果出现三种实验原理,即P=UI、  P=U2/R,P=I2R,并对这三种实验方案的优劣进行深入分析,确定应用“P=UI”为实验原理的方案,从而培养了学生的发散思维能力,提高了思维品质的深刻性与批判性。 
        2. 不规定实验步骤 
        进入实验室要求不看教材,动手时只说明实验中要观察小灯泡的亮度,触摸小灯泡热度,计算小灯泡的功率和电阻,并不限定实验有三个步骤,在巡视实验中发现,有的小组实验有五六步,并设计了开放性记录表格,记录了小灯泡在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流值和功率、电阻的计算值,小灯泡热度的触摸感,从而激发了学生的观察实践和发现问题能力。 
        3. 不确定实验归纳 
        实验后不固定方向,让学生从多角度进行深入细致观察,分析实验现象和数据,从而开放性地归纳出实验结论,如有的小组分析真实的实验数据,得出如下结论:①伏安法既可测电阻,又可测电功率;②灯丝电阻随温度升高而增大;③灯泡的实际功率,随其两端实际电压的增大而增大;④灯泡只在额定电压下正常发光,实际电压过高会烧坏灯泡,过低灯不亮,通过以上四方面的归纳,培养了学生的分析、概括实验结论能力,并加强了前后知识的联系。 
        三、加强课外小实验,引导学生参与实践 
        物理小实验、小制作的题材广泛,是激发学生兴趣、发挥学生创造性的有益活动。对每章或每节课后的小制作、小实验,教师可适当给予指导,提出必要的建议,使学生能够善于动脑动手,就地取材,把小实验、小制作活动搞得丰富多彩。虽然课外实验活动在许多方面略显不规范,但学生的自主性、参与性高,尤其在设计过程中那种富有创造性的思维及操作过程,是在其他途径中无法体会到的;同时使学生感到物理知识的应用无处不在,激发学生自觉应用物理知识解决问题的兴趣。 
        综上所述,本人在物理实验教学中,尽量把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为开放性实验,边讲边实验,并改进实验装置、器材等,让学生尝试实验设计、操作,提高学生创新能力和对知识的应用能力,使学生自主参与学习,进而提高物理教学质量。

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