苏春莺

【摘 要】实践是检验真理的唯一标准。在高中物理课堂上探究教学是从实验开始，学生在实验中观察、学习、探究，教师在实验中提问、引导学生探究，通过相关的实验活动，引导学生的探究思维和探究习惯，共同构建科学高效的探究课堂。本文从《闭合电路欧姆定律》这节课出发，阐述科学探究在高中物理课堂中的应用及意义。

【关键词】物理;课堂教学;科学探究

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）22-0086-02

物理学是自然科学领域的一门基础学科，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面提炼学科育人价值，提高学生核心素养水平[1]。而引导学生进行科学探究的同时，也是让学生提炼和升华物理概念和规律，培养学生科学的思维方式，及形成严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。

如何在课堂中进行高效的科学探究呢？本文从鲁科版选修3-1第四章第1节《闭合电路欧姆定律》出发，阐述科学探究在高中物理课堂中的应用及教师要把握的事项。

1   课前探究器材的准备

实验器材是科学探究的基础，教师要根据实验设计的需要，提前进行准备。本节课的实验探究需要用到自制可乐电池（塑料杯、铜片锌片、可口可乐）、发光二极管、电阻箱、电压表、电流表、开关、导线若干、柠檬电池、稀硫酸电池、小灯泡等。

对于电源的认识，学生既熟悉又陌生。电源电动势的概念虽然学生并不陌生，在生活中多有涉及，但学生对这个概念的认识却可能存在不恰当的地方，包括对于电源的认识也可能过于狭隘。故可在引入时采用水果电池的方式，打破学生对于传统电池的刻板印象。采用柠檬作为电源让二极管发光，让学生在认识电源多样性的同时，引导学生思考电源的特性。

借助多媒体手段，采用FLASH课件进行演示，通过同时展示电路中电子运动和人在高低处运动对比，让学生容易理解了电源的作用是通过非静电力做功让正电荷从电源负极运动到正极，实现把其它形式能量转化为电能，保证给用电器提供持续的电压，让用电器持续工作。

展示生活中的电池，让学生认识不同种类的电池电动势不同，并让学生动手进行小制作。材料：塑料杯，可口可乐，发光二极管，铜片锌片，导线。学生在沉浸于动手制作电源的乐趣时，感慨可乐也能发电，进一步加深对电源的认识和体会。

2   探究过程问题的设计

学生进行探究实验前，教师设计关键的问题，可以有效引导学生进行科学探究实验方案的设计，懂得在实验过程中观察与记录实验现象。教师能够提出关键的问题或引导学生进行猜想并提出问题，是物理课堂有效科学探究的关键。教师在进行教学设计时，应思考如何通过问题的设置，启发学生的思维，設计实验，观察实验现象，在解决问题的同时，分析得出物理规律。

如在本节课中学生动手制作了可乐电源，并使得发光二极管发光（如图1）。引导学生对电源进行探究。器材：可乐电源、稀硫酸电源、电压表、小灯泡、导线若干。教师提出问题：可乐电源与稀硫酸电源电动势哪个更大，能不能使得额定电压为2.5V的小灯泡发光呢？学生得到的实验现象：用电压表测量可乐电池电压为2.9V，稀硫酸电池电压为2.3V，稀硫酸电池使得小灯泡发光，而电压更大的可乐电池不能使小灯泡发光。提问：小灯泡不能发光的原因，小灯泡烧坏了？让学生将小灯泡重新与稀硫酸电源串联，小灯泡又发光了。教师设置问题：可乐电池不能使小灯泡发光的原因？进行引导：小灯泡电压越大，电流越大，灯就越亮。小灯泡“丢失”了的电压哪去了呢？

引导学生继续进行实验探究：寻找小灯泡“丢失”了的电压。器材：可乐电池，电压表，电流表，电阻箱。提问：电阻箱电阻减小时，电路中电压和电流有变化吗？学生观察现象：电阻箱电阻减小时，电压表读数U减小，电流表读数I增大。引导学生进行分析：与欧姆定律是否冲突？从而引导学生分析得到：电源对电流也有阻碍作用，其本身有电阻，称电源的内电阻（如图2）。

3   探究现象的分析

学生在实验过程中观察到的现象，通过教师的引导进行分析，学生在思考实验现象得出物理规律的同时，物理思维得到了训练，并很好地培养了学生严谨的科学态度。学生对于自己动手实验所得规律的分析，对于思维的冲击更大，学生对于知识的掌握更加深刻。

在本节课中，分析电动势更大的可乐电池无法使小灯泡发光的现象，引导学生回顾初中所学的欧姆定律，从而学生猜想到小灯泡所分到的电压并不是电源的电动势，从而引导学生继续实验探究（如图3）。在探究电源的内电压和外电压的特点时，引导学生改变电阻箱电阻，记录两个电压表的读数，引导学生对数据进行分析，从而得出电源的内外电压之和为定值的规律。引导学生推导得出闭合电路欧姆定律，重新进行可乐电池实验，揭秘可乐电池不能使小灯泡发光的原因：可乐电池内阻很大。引导学生将可乐电池电压和电流变化规律的实验数据作图，观察规律，让学生思考如何通过实验较为准确的测量电源的电动势和内阻。

《闭合电路欧姆定律》这一节课通过学生探究，使得学生对于电源、电动势的概念有深刻的理解，电源内阻概念的接受也就水到渠成，并深刻体会了直接接到电源两端的电压表只是测量电源的路端电压，而不是测电源的电动势等教学难点。通过实验探究课，让学生在动手和观察中进行思考，在接受新知识时，不断完善自己的知识体系，通过实验真切的感受物理规律的美。实验是物理科学的基础，也是物理概念、物理规律、物理原理的来源，是检验物理学理论的标准。实验教学是物理教学的重要环节，一个好的实验可以使复杂的概念、规律直观化，便于重点、难点的学习，还可以节约课时，活跃课堂，启发引导学生积极思维，引起学习兴趣，达到事半功倍的作用。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[M].北京：人民教育出版社，2017.