探究实验：决定影子大小的因素(控制变量法)

　　《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》中明确指出：“课程总的目标是使学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。”培养学生的科学探究能力是社会发展对基础教育提出的新要求。面对刚刚步入物理殿堂的八年级学生，科学探究过程中教师应该转变什么观念，如何引导他们进行科学探究，探究式教学应该如何展开，这些都是亟待解决的问题。

　　一、转变教师观念，着力提高学生科学探究能力

　　科学探究过程的全面开展是一项艰巨的系统工程，如何更好地实施科学探究我们认为关键是要转变教师的观念。

　　1.教材应当成为学生学习科学的指导，成为发展学生能力的工具，成为开拓学生视野的窗口，成为学生联系生活和社会的桥梁。教材中有很多课题值得探究，教师应该根据探究课题的价值把握探究的度。此外，对学生提出的有益问题不能够以“我们以后会学到”而挡过去，与其下次刻意地导入新课，不如及时调整教学计划，将计就计，顺应学生自身的求知需要，发现并发展学生身上的生长点。

　　2.建构主义认为，学生是学习的主体，是自己意义的建构者，教师只是指导者。教师应该给学生更多提出问题的机会而不是提出问题给学生去回答。我们不应该走“教师提出一个问题请一个学生回答，然后评价他;再提出一个问题请其他同学回答，然后再评价”的道路，而应该走“问题来源于学生——学生来解决问题——学生教师共同发现新问题”的道路。不是教师要教给学生什么，而是学生需要教师给他们指导什么。

　　二、设情境，设置疑问，引起猜测

　　在八年级物理(上)第三章光现象中第三节《光的直线传播》中讲到影子的形成原因：光在直线传播过程，由于物体挡住了光线，光线无法到达的区域就是阴影，从而形成影子。在“做几个有趣的影子游戏”的课外实验活动中，同学们发现，影子的大小经常在改变，那么影响影子大小的因素有哪些呢?影子的大小与这些因素又有什么关系呢?有的同学说“电筒与橡皮间的距离”、有的同学说“橡皮的宽度”、 有的同学说“橡皮的长度”等。

　　三、动手实验，出现疑惑，诱发思考

　　为此，我组织学生们进行了一次学生实验探究课，发给每组大小、形状相同的小手电筒，橡皮和白色光屏各一个，各小组成员积极进行了实验，不久就有了各种影响影子大小的因素。实验的结果和起初的猜测出入如此之大并且各小组数据也不相同。为什么?这就引起了学生进一步探究的兴趣。

　　四、影响因素，提出可行方案，证实证伪方案

　　科学探究的重点是去改变一些因素，继而量度这个改变对其他方面的影响。在科学探究时进行一个公平的比较试验确实很重要，但一个公平的比较试验不是科学探究的唯一和全部，还包含很多其他的重要内容。一定要学会识别变量和不变量，从而掌握物理科学探究试验的一个最基本的方法：控制变量法，即在很多变量中要将部分变量控制，让它们保持不变，然后改变其中某一变量，从中得出有关的物理结论或规律。

　　试就以下手电筒照射橡皮擦的情况进行思考：橡皮擦影子的大小可能与哪些因素有关?

　　猜测：可能影响影子大小的因素

　　①电筒与橡皮间的距离，

　　②橡皮的宽度，

　　③橡皮与墙的距离，

　　④橡皮的透明程度，

　　⑤橡皮的长度，

　　⑥橡皮的厚度，

　　⑦电筒射出的光线与橡皮之间的角度。

　　探究中很重要的是，决定要改变的因素，保持不变的因素和要量度的因素。

　　五、总结实验过程，得出实验结论

　　通过一系列的探究实验，我们猜想：电筒与橡皮间的距离会影响影子的大小，在②、③、④、⑤、⑥和⑦等因素不变的情况下，电筒与橡皮间的距离越大，影子越大。得出电筒与橡皮间的距离会影响影子大小。我们发现还②橡皮的宽度，③橡皮与墙的距离，⑤橡皮的长度，⑦电筒射出的光线与橡皮之间的角度都会影响影子的大小。而④橡皮的透明程度，⑥橡皮的厚度等不会影响影子的大小。

　　在科学探究中，通过师生合作完成了某些探究课题，得出一些新的结论，这固然可喜，但最重要的并不是记住这些结论，而是体验探究的过程，掌握探究的方法。本探究课题要求学生在探究过程中能够分析出影响结果的可能因素，然后选择其中的一种因素，或者几种因素，设计实验检验猜想是否正确。在实验过程中学会应用控制变量法设计实验，对实验结果进行分析、讨论，从中发现有用的信息。探究式学习注重过程、方法，注重情感、态度和价值观，注重交流与合作，注重科学精神、注重创新、注重实践，故在评价观念、评价机制、评价方法等方面必须做出相应改变，使之能保障促进探究式学习的有效落实。当教师和学生进行一项探究活动结束时，教师就为学生关闭了一扇窗口，此时，教师应该为学有余力的学生开启另外一扇窗口，以适合不同层次、不同水平学生的发展。在探究式学习中，只有根据探究式学习的特征和本质要求，合理确定教学目标，灵活组织处理运用教学材料，采用科学的教和学的方法，改革评价机制，才能保证探究式学习顺利实施并取得成效!