物理实验教学中培养学生科学探究精神与能力

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1、物理实验教学中培养学生科学探究精神与能力——《自感现象》一课的教学设计秦桂霞（苏州工业园区第二高级中学,江苏苏州215006)摘要：根据新物理课程标准要求，培养学生的探究能力是实施科学教育、以培养具有创新精神和实践能力为核心的素质教育的一重要举措，学生探究能力的要素很多，科学探究能力、实验创新能力、移植应用能力、探索实验新现象的能力等应是中学物理教学中一些重要的探究能力。本文从挖掘高二物理教材《自感现象》一课的探究性内容，以探究式教学理论为指导，注重物理课堂教学与探究式教学理论的整合，在物理课堂教学中充分发挥学生的主体探究作用

2、，多角度、不同层次地培养学生的探究能力。关键词：新课程；探究教学；物理教学教育部制定的新物理课程标准注重科学探究，提倡学习方式多样化，提出“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识，改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样的教学方式，鼓励将信息技术渗透于物理教学之中。”作为一名中学物理教师，应挖掘物理教材中有关的探究性内容，以探究式教学理论为指导，注重物理课堂教学与探究式教学理论的整合，在物理课堂教学中充分发挥学生的主体作用，多角度、不同层次地

3、培养学生的探究能力。本文就《自感现象》教学中如何培养学生的探究能力谈笔者的几点具体做法。1创设科学研究的教学情景，培养学生的科学探究能力物理科学探究的要素包括：提出问题、猜想与假设、制订研究方案与设计实验、实施实验收集数据、数据分析论证猜想、推广研究和交流。科学探究式教学是培养学生科学探究能力的有效的教学方法，这种教学方法最适合于新知识的教学。自感规律对学生而言是新的知识，在教学中根据科学探究式教学的一般性，结合《自感现象》教材内容的特殊性，创设科学研究的教学情景来进行《自感现象》教学。1.1自感电动势方向教学自感电动势方向教

4、学框图如图1所示。实验推广、得出规律数据处理、验证猜想设计实验、实施实验实验启示进行猜想演示实验，提出问题如图1[演示实验，提出问题]教师演示如图2所示的实验（当S断开瞬时，两同学感到触电感觉），然后引导学生提出问题：S断开人触电意味着线圈产生高压，线圈中产生感应电动势，则线圈中产生感应电动势的原因是什么？[实验启示，进行猜想]教学中演示如图3所示实验（当磁铁插入和拔出线圈时，电流表中有示数，线圈中产生感应电动势），然后教师引导学生从一般到特殊进行如下猜想：线圈中电流I产生B，I变化导致线圈中磁通量变化，从而使线圈中产生感应电

5、动势。[设计实验，实施实验]教学中教师引导学生进行如图4所示的实验设计、实施的创新过程中（具体过程在后面阐述）。　　[数据处理，验证猜想]教师引导学生分析处理电流增大时线圈中产生感应电动势实验现象，验证猜想。　　[实验推广，得出规律]教师把电流增大时线圈产生感应电动势结论推广到电流变小情形，进行如图5所示的实验设计、实施的创新过程（具体过程后面阐述），最后得出自感电动势方向规律。 　结论推广得出规律理论推导验证猜想理论启示进行猜想演示实验提出问题1.2自感电动势大小规律教学　　自感电动势大小教学框图如图6所示。结论推广得出规律

6、理论推导验证猜想理论启示进行猜想演示实验，提出问题如图6[演示实验，提出问题]教师演示实验（如图4、5中，当S闭合和断开时，通过线圈中电流发生变化时会产生自感电动势，当S闭合线圈中电流稳定时自感电动势为零），然后提出问题："线圈中产生自感电动势大小与电流强度变化关系如何？"。　　[理论启示，实验猜想]学生在教师的启发下，运用类比思维方法进行如下猜想：感应电动势方向阻碍原磁通量的变化自感电动势方向阻碍原电流变化类比猜想感应电动势大小与磁通量变化率成正比自感电动势大小与电流变化率成正比[理论推导，验证猜想]教学中教师引导学生进行理

7、论推导。线圈中电流产生的磁感应强度与线圈中电流强度成正比，B＝KI，当通过线圈中电流在Δt时间内增大ΔI时，由法拉弟电磁感应定律得线圈中产生的自感电动势为：，从而证明了学生的猜想是正确的。　　[结论推广，得出规律]最后教师引导学生把上述结论推广到其它导体中电流变化的情形，得出自感电动势大小规律。　　通过上述创设科学研究的教学情景来实施自感电动势规律教学，引导学生进行了科学探究过程，不仅加深了对自感规律的理解，而且培养了学生科学探究能力。2展示成功实验的设计创新过程，培养学生的实验探究创新能力从科学探究的整个过程看，科学实验参与

8、了科学探究的多个环节，但就每个科学实验设计、实施过程而言，它又是一个理性的综合探究活动。在科学实验的全过程中，实验目的的确定、实验方案的设计、实验仪器的选择、实验步骤的制订、实验过程的实施、实验数据的处理、实验结果的分析评价等都无不渗透着理论思维，都无不进行着探索研究活动。因