——论探究实验在物理教学中的使用
徐海刚 山东省威海九中 264200
用心去探究一道物理题可以让学生获得许多物理知识。如八年级上册P42动手动脑学物理：4.小小音乐会。每人制作一件小乐器，在班里举行的小型音乐会上用自己制作的乐器进行演奏，看谁的乐器有新意、谁演奏得好。
往8个相同的水瓶子中灌入不同高度的水，敲击它们，就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音来。
对于此题，我让学生分组讨论都有哪些方法可以让它们发出声音。通过讨论学生发现，有两种方法：方法一，可以把它们看成管乐器，通过吹奏的方法使它们发出声音；方法二，可以把它们看成打击乐器，通过打击的方法使它们发出声音。
于是我就布置了一个探究性作业给学生：采用吹奏和打击两种方法，分别探究音乐瓶发出声音的音调与哪些因素有关，争取进一步推出管乐器和打击乐器音调的高低与哪些因素有关。
用方法一探究的学生得出的结论比较一致：用吹奏的方法使它发声时，发声体是瓶内的空气柱，瓶内的水面越高，空气柱就越短，发出声音的音调就越高；瓶内的水面越低，空气柱就越长，发出声音的音调就越低。进一步推论得出：管乐器的音调高低与空气柱的长短有关。空气柱越短，音调就越高；空气柱越长，音调就越低。这样学生就明白了用笛子、号、萨克斯等管乐器演奏的原理。同时我让学生思考两个日常生活中常见的问题：一、向暖水瓶里灌水时听到声音的音调怎样变化？二、有风，而窗户没关紧时所发出声音的音调高低，与窗缝的大小是什么关系？学生通过口头讨论都能得出正确答案，并且都积极地探究，来验证讨论的结果是否正确。
用方法二探究时，学生得出的结论就不一样，且差异很大。于是，我就让学生自带仪器到学校抽空闲时间一起探究。在探究的过程中，我发现学生带来的多数都是自家剩下的啤酒瓶。我引导学生仔细观察瓶子的高矮、粗细以及瓶壁厚薄是否一样。如果瓶子的高矮、粗细以及瓶壁厚度明显不同，我们能否进行探究？探究的结果与真实情况是否会相符？这样学生对控制变量法在探究过程中的重要性有了深刻的认识。
懂得了控制变量法的使用，学生就在所有的瓶子中挑出各种参数最接近的两个做探究。在探究的过程中我提出的问题是：什么在振动发声？即发声体是什么？如何来证明它是发声体？
学生讨论没得出结果，我提示他们说：我们以前实验时，如何看到发声的音叉在振动？如何看到桌子被敲击发声时而产生的振动？学生讨论之后，想出了在瓶子上贴小薄纸条找发声体的方法。于是，学生对转换法在探究过程中的重要性也有了深刻的认识。
学生们就分别在瓶子有水部位和无水部位相应的瓶子外壁分别贴上小薄纸条。做完探究试验后，得出的结论是：在敲击上半部分时，发声体主要是没水的部分，有水的部分基本不振动。此时水面越高，没水的部分就越小，音调就越高；水面越低，没水的部分就越大，音调就越低。
我又进一步引导学生，是否可以用来敲击瓶子有水的部分来验证得出的结论是否正确呢？通过探究得出：在敲击下半部分时，发声体主要是有水的部分，没水的部分基本不振动。此时水面越高，有水的部分就越大，音调就越低；水面越低，有水的部分就越小，音调就越高。
通过总结得出：打击乐器的音调高低与发声体的大小有关，发声体越大，音调越低；发声体越小，音调越高。这样学生就明白了小鼓声音比较清脆而大鼓声音浑厚的道理。
通过这次探究活动，学生不但懂得了控制变量法和转换法在物理实验中的应用以及重要性，更令人欣喜的是，他们产生了对物理探究实验的浓厚兴趣。这一点，对于刚刚接触物理学科的初三孩子来说是非常重要的。物理本身就是一门来源于生活且应用于生活的学科，学生们不但在此类试验中消除了对物理学习的恐惧心理，还怀着满满的成就感，主动接近物理，主动探究生活中的物理知识。这些对于培养学生的物理兴趣、提高学生的科学素养有着不可低估的作用。
论文作者:徐海刚
论文发表刊物:《中小学教育》2017年12月第298期
论文发表时间:2017/11/15
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