對初中物理科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識

1.初中物理探究性實(shí)驗(yàn)的重要性

物理學(xué)的發(fā)展表明：人類的物理知識來源于生產(chǎn)和對自然的觀察，特別是來源于物理實(shí)驗(yàn)。同時(shí)觀察和實(shí)驗(yàn)又是檢驗(yàn)物理知識真理性的標(biāo)準(zhǔn)。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程，跟人類探索物理知識的過程有許多相似之處。因此，在進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)，必須十分重視探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)在學(xué)習(xí)物理過程中重要作用：它是使學(xué)生對所研究的物理問題獲得必要的感性認(rèn)識的基本途徑，通過它能使學(xué)生深刻理解物理概念和規(guī)律是在怎樣的基礎(chǔ)上建立起來的，從而有助于形成正確的物理概念和加深對物理規(guī)律的認(rèn)識，增強(qiáng)他們解決問題的能力和掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力。

2.初中物理探究性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生運(yùn)用一定的科學(xué)思維程序去探索知識的過程。這種思維程序由如下各個(gè)要素組成：提出問題—猜想與假設(shè)—制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)—分析論證—評估—交流與合作。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)不僅讓學(xué)生知道知識的內(nèi)容，還知道形成知識的過程，讓學(xué)生像科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究一樣在探究過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律，使學(xué)生體驗(yàn)探究過程的曲折和樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究所需能力，并增進(jìn)對科學(xué)探究理解，使學(xué)生從單一被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈骄亢秃献鞯膶W(xué)習(xí)。學(xué)生的這種探究與科學(xué)家的探索當(dāng)然不同，它是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的；探索的內(nèi)容是已被人們所證實(shí)的，探索的時(shí)間是有限制的，探索的途徑是條捷徑。

3.初中物理探究實(shí)驗(yàn)的選擇

一般說來，以下幾個(gè)方面的內(nèi)容比較適合進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)：

（1）用“控制變量法”來研究物理量之間關(guān)系的內(nèi)容。如控制長度、橫截面積相同的條件，研究電阻與材料的關(guān)系；控制材料、長度相同的條件，研究電阻與橫截面積的關(guān)系；控制材料、橫截面積相同的條件，研究電阻與長度的關(guān)系。最后總結(jié)歸納出決定電阻大小的因素。

（2）通過觀察、分析較容易直接找出規(guī)律的內(nèi)容。如“研究凸透鏡成像規(guī)律”，“研究液體的壓強(qiáng)”，“探究杠桿平衡條件”，探究定滑輪、動(dòng)滑輪等。

（3）使學(xué)生正確建立概念。如，密度概念的教學(xué)：讓學(xué)生用天平稱量體積相同的木塊、鋁塊、鐵塊的質(zhì)量，使學(xué)生認(rèn)識到“體積相同的不同物質(zhì)質(zhì)量不同”，然后探究“同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積的關(guān)系”。再分別計(jì)算每種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值，并比較各自質(zhì)量跟體積的比值，可使學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的，不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值不同，這反映了物質(zhì)的一種特性——密度。

4.初中物理探究性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行

（1）提出問題。在探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，常常利用新舊知識間的聯(lián)系提出需要探究的問題。如在探究杠桿平衡條件前，教師聯(lián)系前面引出的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂的概念，結(jié)合撬石頭的實(shí)例，提出“用撬棒把大石頭撬起，怎樣撬才能更省力？”通過學(xué)生回答和教師指導(dǎo)得到動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂之間有某種關(guān)系。然后請學(xué)生們自己做實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律。這樣做可使學(xué)生明確探究的問題，又可激發(fā)學(xué)生的興趣，集中他們的注意力，使探究實(shí)驗(yàn)有良好的開端。

（2）猜想與假設(shè)。通過集體思考、相互討論等方式去猜測問題可能的原因和答案。該環(huán)節(jié)是使學(xué)生思維發(fā)散最為活躍的階段。而初中學(xué)生進(jìn)行探索大多是在課內(nèi)完成，這就決定了初中物理探究實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)應(yīng)相對集中。教師要適時(shí)恰當(dāng)?shù)乜刂茖W(xué)生發(fā)散的思維，充分利用各種方式突出探究的主題和目的。要防止無目標(biāo)地進(jìn)行探究，以免浪費(fèi)寶貴的課堂教學(xué)時(shí)間。如：在探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)時(shí)，教師可創(chuàng)設(shè)如下問題情境，讓學(xué)生做兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)：“請你們用手輕壓桌面，手在桌面上滑動(dòng)，然后用力重壓桌面再做一次，體會(huì)兩次感覺有什么不同。”“保持壓力相同，使手分別在桌面上和桌面背面（較粗糙）滑動(dòng)，體會(huì)兩次感覺不什么不同。”學(xué)生就會(huì)猜想出：摩擦力的大小可能與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)猜想能力時(shí)，先要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地說出他們的猜想，即使學(xué)生提出的某些猜想顯得很幼稚，也要挖掘其合理的因素予以鼓勵(lì)。

（3）制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。本環(huán)節(jié)目的是為了檢驗(yàn)猜想與假設(shè)的正確與否制定方案，所制定的方案應(yīng)包括探究實(shí)驗(yàn)所用的方法及所用的實(shí)驗(yàn)器材。如在探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”時(shí)，所用的探究方法是控制變量法。應(yīng)控制電壓、電阻兩個(gè)量中的一個(gè)，研究電流跟另一個(gè)量的關(guān)系，教師可以問學(xué)生：“如果我們先控制電阻不變研究導(dǎo)體兩端的電壓變化時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟電壓的關(guān)系，需要哪些器材？這些器材應(yīng)怎樣連入電路？請同學(xué)們畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖。”

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)。初中物理探究實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是通過實(shí)驗(yàn)去收集證據(jù)，為最終得出探究的結(jié)論找到事實(shí)、實(shí)例與證據(jù)。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，一般要求測出三組或三個(gè)以上數(shù)據(jù)或情況，以便從中看出隱含的關(guān)系或規(guī)律。要盡可能讓學(xué)生自己獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視于各組之間，如發(fā)現(xiàn)個(gè)別學(xué)生有困難，在操作上或?qū)x器的使用上有錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)作適當(dāng)指導(dǎo)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能正確進(jìn)行測量，以減小誤差，防止不應(yīng)有的事故。

（5）分析與論證。對所收集的證據(jù)進(jìn)行歸納與分析，從而得出某些規(guī)律，找到某種關(guān)系。分析與論證的方法一般有：運(yùn)用歸納得出結(jié)論、運(yùn)用推理的方法得出結(jié)論、運(yùn)用比較法得出結(jié)論。

（6）評估。對探究過程進(jìn)行反思：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有沒有不合理的地方，操作過程有無失誤、誤差，測量結(jié)果是否可信。

（7）交流與合作。各實(shí)驗(yàn)小組將探究的過程和結(jié)論告訴同學(xué)和教師，互相取長補(bǔ)短，完善探究方案，并對結(jié)論的實(shí)際意義進(jìn)行探討。