高中物理实验教学中开展研究性学习的实践，本文主要内容关键词为：研究性学习论文,物理实验论文,高中论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理实验是物理学科的重要组成部分。在物理实验教学中，开展研究性学习有利于提高全体学生的科学素养，促进学生的全面发展。笔者就物理教学中的研究性实验进行了尝试，现撰文如下。
一、研究性实验的实施
1.研究性实验的研究对象和研究范围，可以先以大纲列出的内容作为研究的起点
如：进行“感应电流的产生条件”的研究时，根据教学实际，可以把本课题分成三个小课题：
（1）如何形象地表示磁场的磁力线分布？
要求学生在课前运用不同的方法形象地表示出来，在课堂中交流。有的学生照搬书本的图示法，有的学生用细铁屑来表示，有的学生用多媒体模拟等。
（2）怎样改变穿过线圈框的磁通量？
在课堂内，给每组学生一组器材：条形、U形磁铁、面积不同的线框、副线圈、滑动变阻器、电键、电源等。要求学生自己设计方案并进行实验开展研究。学生兴趣浓厚，课堂活跃。如何观察磁通量变化？教师给出电流计，要求学生组成电路来观察。让学生领悟到，磁通量的变化与否与电路中有无感应电流直接相关。
（3）哪些方法可产生感应电流？
学生积极探讨，有的提出“改变磁场方向和强弱”，有的提出用“改变线框形状、面积、匝数”，有的提出“相对运动”……学生发挥了主观能动性，都积极地投入到研究性学习中去。
高中物理中有大量的研究性演示实验，如探究向心力的大小、研究单摆的振动周期与哪些因素有关，研究测定电源电动势和内阻的方法等等，都可直接作为课题开展“研究性学习”。
2.研究性实验可以以“课题为中心”进行研究
“课题为中心”是指教师通过对教材内容的处理把教学内容转化为课题，并力求通过学生的自主探索来完成该课题的学习。
如在“磁场对通电直导线的作用”的教学中，以“安培力的大小和方向与什么有关”为课题，要求学生自学有关内容，自由组合研究小组，力求突破课本已有的实验装置，通过实验的方法研究两个问题：（1）磁场对通电直导线的作用力与哪些因素有关？具体是什么关系？（2）作用力方向与磁场方向及电流方向存在何种关系？如何判断？同学们为完成这个“课题”自由组合研究小组，在组长的带领下，讨论设计方案，到实验室寻找材料，与老师探讨，对自制实验装置进行实验、改进，再实验，再改进。在课堂上，各研究小组派代表上讲台介绍各自的实验装置及实验方案。同时也提出他们尚未解决的问题，请其他小组的同学为他们出谋划策，其他小组同学踊跃提出建议。在这个过程中，他们学会了自己发现问题、提出问题和解决问题的方法，提高了动手能力，创新思维的火花得以迸发。
二、研究性实验中教师的具体指导
1.利用研究性实验“解惑”
在物理教学中对某一事物规律开展“研究性学习”时，学生必须从实验中观察与所研究问题有关的各种物理现象，再运用抽象思维和科学归纳的方法获得能反映事物本质的共性。这样的学习对于学生而言难度很大，需要教师精心指导。指导与点拨要恰到好处，既不放任自流，也不越俎代庖。
如：在《自感》一节的教学中，若按书本提供的两种电路操作，课后学生会心存疑虑：为什么同一电路只能演示一种自感（通电或断电）现象呢？为此，我们可采用下列程序进行研究。
（1）如图1所示的电路中，当闭合（或断开）开关S时，线圈B中有无感应电动势？方向如何？
（2）如图2所示，去掉线圈B，合上开关S时，线圈A中有无感应电动势？先引导学生运用电磁感应知识进行推测，而后串联灯泡L[，1]进行检验，结果观察不到L[，1]延迟发光的现象，是推测有误还是观察的方法不对？
（3）如图3所示，并联灯泡L[，2]后进行观察，发现开关S闭合后L[，1]的发光有明显的延迟现象，抓住这个结果，顺势引导学生运用电磁感应知识追本溯源，展开探究活动。
（4）在如图3所示电路中，当断开开关S时，线圈A中有无感应电动势？思考：应观察到什么现象？可是演示中却发现电流减弱时，灯泡L[，1]并无明显的延迟现象。这是为什么？要紧紧抓住这个“异常”情况，引导学生在理论分析的基础上，提出问题并在改进后的电路中进行演示，让学生体会到成功的喜悦。
（5）如图4所示，去掉灯泡L[，1]，使电路稳定时I[，1]＞I[，2]，当断开开关S时，发现灯泡L[，2]出现瞬间的强光。
（6）L[，2]发出强光，是否与电磁感应理论相悖？引导学生进行理论分析后，再用发光二极管作对比观察（如图5）：发现开关S合上至电路稳定时，灯泡L[，1]发出暗淡红光，灯泡L[，2]不发光；断开开关S的瞬时，L[，2]发出强光。
2.利用研究性实验培养课题意识
如在《电阻定律》的教学中，学生通过实验研究归纳出：金属材料的电阻率随温度升高而增大后，可引导学生反思“金属材料的电阻率随温度降低而减小”这一变化趋势最终会有哪些可能性？学生不难回答，有三种：一是温度为零，电阻率不为零；二是温度为零，电阻率同时为零；三是温度不为零，而电阻率为零。然后，让学生思考：这三种可能性中，哪一种能作为有价值的研究课题？并要求学生通过查阅有关资料了解这一课题。
这既培养了学生的课题意识，又引入了“超导”这一有意义的研究性学习领域，将研究性教学延伸到课外。
3.利用研究性实验渗透科学方法
如在学习《电动势》一节内容后，可提出以下问题进行课后探索：
（1）搜集材料，自制一个伏特电池。
（2）怎样确定自制伏特电池的正负极？
（3）测定自制伏特电池的电动势。
（4）研究自制伏特电池电动势大小跟哪些因素（如电池内溶液浓度、两极金属极与溶液的接触面积、两极金属极的材料等）有关？
通过以上内容的研究探索，使学生对电动势的产生、特点等都有了比较深刻的认识和理解。而且使学生对将来从事科研工作的基本程序也有了初步认识，渗透了科学方法，发展了科学素养。
三、充分拓展研究性实验的教学功能
如在高三年级复习课中，让学生设计测重力加速度的实验方法。学生充分发挥他们的聪明才智，提出了许多方法：（1）用天平和弹簧秤：g=G/m；（2）用闪光照片：g=ΔS/T[2]；（3）用打点计时器和纸带：g=ΔS/T[2]；（4）用滴水法：g=2h/t[2]；（5）用落球法：g=2h/t[2]；（6）用圆锥摆；（7）用倾角为0的气垫导轨；（8）用单摆；（9）用平抛物体运动轨迹和桌面离地高度来求；（10）用砝码、定滑轮和绳子组成的连接体来求；（11）用“神舟五号”飞船的运行轨道高度和周期来求；等等。
这一研究性学习课题活动表明，通过物理实验，营造了研究氛围，开拓了学生视野。如以“测量重力加速度为目标”，既复习了“单摆”“打点计时器的使用”等学生实验，又联系了牛顿定律、万有引力定律等知识，使之融会贯通，把令学生感到枯燥无味的复习搞活了。
在课堂中进行研究性实验，能使学生的思维始终处于积极、主动状态，大部分学生会对物理产生浓厚的兴趣，物理学习的积极性高了，学习成绩也就有了显著的提高。