◇ 甘肅 吳長軍

探究是探索未知，找到規(guī)律的過程和方法.利用實(shí)驗(yàn)可以突破人類認(rèn)識的不足，探索和檢驗(yàn)客觀規(guī)律.高中物理實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)和測量性實(shí)驗(yàn).探究性實(shí)驗(yàn)是高中物理實(shí)驗(yàn)中較為重要的一種，在高中物理實(shí)驗(yàn)中占有較大部分.本文從2017年全國卷Ⅰ一道實(shí)驗(yàn)題入手，對高考試題進(jìn)行分析，探討高中物理探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略.

1 試題

例（2017年全國卷Ⅰ）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間.實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖1-甲所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖1-乙記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置.（已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）

（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖1-乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng).小車運(yùn)動(dòng)到圖1-乙中A 點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為m·s-1，加速度大小為m·s-2.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

解析

（1）用手輕推小車，在摩擦力作用下，小車將做減速運(yùn)動(dòng).由于相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移逐漸減小，可得小車自右向左運(yùn)動(dòng).

圖1

（2）已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，那么各點(diǎn)時(shí)間間隔為根據(jù)較短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，有近似把小車的運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出加速度，得m·s-2，即加速度的大小為0.037m·s-2.

點(diǎn)評

本實(shí)驗(yàn)以學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)為背景，用滴水來代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，是一種生活化探究實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方式.理解滴水計(jì)時(shí)器是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的遷移應(yīng)用是解決該題的第一步.求速度以及加速度都屬于常規(guī)考點(diǎn).本題在實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)背景有所創(chuàng)新的情況下，考查了小車的速度和加速度的求法.

2 教學(xué)啟示

2.1 提高對探究性實(shí)驗(yàn)的重視程度

高考是教學(xué)的指揮棒，高考對探究性實(shí)驗(yàn)考查相對較少，所以降低了師生對探究性實(shí)驗(yàn)的重視程度.為了提高學(xué)生的探究能力，教師要特別重視探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從思想認(rèn)識上、時(shí)間上、細(xì)節(jié)上重視探究性實(shí)驗(yàn).

2.2 鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)

在教師主導(dǎo)下，學(xué)生自主開展的探究性實(shí)驗(yàn)，可以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.探究性實(shí)驗(yàn)在操作上是靈活的，可以選擇不同的器材，采用不同的方法和思路.創(chuàng)新和優(yōu)化是探究實(shí)驗(yàn)的靈魂，可以從器材上創(chuàng)新，從情境上創(chuàng)新，從原理上創(chuàng)新，這是探究性實(shí)驗(yàn)出奇制勝的法寶.學(xué)生是探究的主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，是自主探究的保障.學(xué)生自主探究不必局限于課堂之上，課下也可以進(jìn)行.在人員組織上，個(gè)人探究與小組探究應(yīng)結(jié)合進(jìn)行.

2.3 合理設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究

合理設(shè)置問題，可以啟發(fā)學(xué)生思考，使其理順?biāo)悸?，提高學(xué)習(xí)效率.例如，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系這節(jié)課，我們可以這樣設(shè)置問題.問題1：猜想物體的加速度與哪些因素有關(guān)？（提出猜想，思考問題方向）問題2：當(dāng)研究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)要用到什么樣的科學(xué)方法？（掌握基本的探究方法，是實(shí)驗(yàn)探究能力的基本要求）問題3：如何測量加速度？（引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧根據(jù)紙帶計(jì)算加速度的方法）問題4：如何測量物體質(zhì)量？（利用實(shí)驗(yàn)器材稱量質(zhì)量是一種基本技巧）問題5：如何測量力？（引發(fā)學(xué)生思考多種測量力的方法）合理的問題設(shè)置，能夠給學(xué)生以線索和抓手，讓學(xué)生在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行探究，不至于無從下手.

總之，探究性實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的重要手段，而探究能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一.學(xué)生必須具備探究能力，教師必須重視對學(xué)生探究能力的培養(yǎng).