高效實驗探究課的教學進程

實驗探究有著很強的生成性，教學又有著明確的目標導向，學生的動態生成和教學目標的一致，理應成為探究課的追求．為了這種追求廣大的物理教師絞盡腦汁，以期獲得與課堂教學進程一致，與教師教學思路吻合的動態生成． 然而走進物理課堂，就會發現膚淺、流于形式的探究教學場景并非罕見．

例如，執教《浮力》一課時，教師投影了氣球騰空而起、艦艇浮在海面上、乒乓球從水中升起、人浮在死海上． 在簡單的討論基礎上，告訴學生，……稱為浮力． 接著說，我們已經知道什么是浮力，大家現在最想知道是什么？我最想知道下沉的物體是否受到浮力？我最想知道浮力的大小和什么因素有關？……學生想知道的幾乎涵蓋這節課的學習內容． 課后，筆者隨意問了幾位學生，怎樣想到要研究這些問題？為什么不想知道‘死海不死的原因’？學生們陸續開言：為了配合老師把課上出色． 教材里沒有討論“人為什么能浮在死海海面上的”的原因……

上述案例，觀其表象，教師著力于讓學生提出將要探究的話題，發展學生提出問題的能力．剖其內在，學生沒有體驗發現問題的過程，沒有形成認知的沖突，學生提出的是“問題”，不是“科學問題”，沒有發展提出問題能力的功效．

真實、高效的實驗探究課應該如何進行呢？本文擬就設計實驗、進行實驗、提出問題三個探究要素，談談自己的看法．

一、 設計實驗的教學

高效的實驗探究課，應在教學活動有序進行的基礎上，著力于各種探究能力的培養. 設計實驗的教學也不例外，需要組織學生設計一些典型的探究實驗，設計的進程講究主導、主體的協調、和諧.

1. 典型設計

從科學探究進程著眼，探究都需要經歷制訂計劃、設計實驗的過程. 實驗探究課要不要每次都引導學生進行實驗設計？

從認知結構上考慮，教材中的很多實驗，憑借學生現有的知識和經驗，設計難度很大，有些實驗即使教師花費大量的精力進行引導，學生也難以形成合理的思路.

從教學進程考慮，受時間等因素制約，學生對教材中的實驗不可能逐一進行設計.

因此，教師需要對教材中的實驗梳理、歸類，謀劃出這些實驗的處理預案，真正需要組織學生從實驗設計開始的，只能是其中的典型實驗. 以期學生設計實驗能力的發展和科學知識的建構雙贏.

2. 放收合璧

“收”是教師的主導，“放”是學生的自主，以自主、自導的協調，達成教師課前精心的預設和學生課中動態的生成趨向一致.

（1） 學生的自主. 意在打破教師的過度控制，改變實驗教學過程始終由教師“牽著走”的封閉格局，把課堂還給學生. 在設計實驗伊始，給足學生自由度，不受教材中思路的束縛，不受實驗器材的限制，期望學生的設計有所創新，獲取動態的生成資源.

學生的自主，絕不是放“野馬”，需要幾道指點思考方向的問題，讓學生圍繞著具體的設計目標、具體的設計方向展開活動.

例如，引導學生設計“探究影響浮力大小的因素”的思考題：

①通過什么途徑判斷物體所受浮力的大小？

②實驗中應該控制什么因素？如何改變其變量？

③設計記錄數據的表格.

（2） 教師的主導. 當學生有了實驗方案的雛型時，開展小組間的交流活動. 讓對方案一籌莫展的小組受到啟發，知道如何設計實驗. 而對方案形成雛形的小組，發現不足，完善設計，發展對實驗方案的評估能力和意識.

教師的主導，意在把學生發散性的設計思路，集聚到教師預設的典型方案上來. 以期運用教師課前準備的器材或學生身邊的物品，進行規范、有序的實驗，采集到預先所關注的信息.

二、 進行實驗的教學

高效地進行實驗，應該培養學生的實驗技能，感性認識與物理事實并重． 因此，要求教師從豐富多彩的實驗資源中，選擇既有益于探究教學進程，又適合于學生操作或教師演示的實驗資源． 還要求教師充分、精心地預設進行實驗的策略，巧妙、智慧地調控實驗的進程，幫助學生獲取豐富的感性素材．

1． 精選實驗

學生實驗既要看學生的知識、技能水平是否適應，時間、器材等因素是否允許，還要考慮學生的實驗會不會引起歧義，會不會導致認識偏差．

例如，“探究凸透鏡成像的規律”的過程中，通常運用蠟燭作為物體，當物體位于凸透鏡的兩倍焦距處，光屏也位于凸透鏡兩倍焦距處，這時光屏上的像看起來要比燭焰小． 當光屏上的像看起來和燭焰大小相同時，蠟燭實際位置在焦點和兩倍焦距之間．顯然，“凸透鏡成倒立、等大像的條件”，不宜通過實驗進行探究．

對此，應該在實驗探究“倒立、縮小的像”和“倒立、放大的像”的基礎上，引導學生根據成像大小的變化趨勢，推理物體位于凸透鏡兩倍焦距處的成像情況，從而逐步生成理論探究的能力．

演示實驗期望操作的簡單方便，實驗的現象明顯、可見． 同時追求實驗現象的新奇、驚險，出呼意料．

例如，如圖1所示，從倒置的漏斗口向下方吹氣，乒乓球懸在漏斗內不會掉下．

實際演示時，教師需要先用手托住乒乓球，開始吹氣后，才能拿開托乒乓球的手． 因乒乓球懸在漏斗口的時間很短，學生不易發現球被托住的現象，不宜直接作為演示實驗．

2． 科學呈現

科學呈現，一般是在正確規范實驗的基礎上，通過適當的設問誘導，引發學生的認知沖突，使其實驗效益的最大化．

例如，將“漏斗實驗”改用“電吹風”演示． 將電吹風通電，用其吹開紙或什么物品，讓學生知道所吹風的力量較大． 然后如圖2所示，將乒乓球放在電吹風口上，問“通電后會看到什么現象？”． 肯定有學生回答吹不走，教師通過追問為難學生，直到大家的認識都統一到“被吹走”． 最后，演示乒乓球懸在吹風口上，并慢慢移動電吹風，看著乒乓球隨著移動．

這樣的演示，學生印象會不深刻嗎？會不認為物理的新奇、有趣嗎？

3． 充分感知

科學探究的歷程告訴我們，只有辨明研究對象的主要特征，發現引起變化的條件和原因，才能對事物形成全面正確的認識，才能形成正確的概念和規律．為了學生的充分感知，需要用適當的策略，指明觀察對象；巧妙地設問，引導學生仔細察看． 以期學生知實驗的結果，又知實驗的過程，發現觀察事物的概況，又洞察事物的細節．

例如，蘇科版八年級物理，“模擬大自然中雨的形成”的實驗．

如圖3所示，在燒瓶中注入適量的水，用酒精燈加熱，水變成水蒸氣從燒瓶口冒出． 需要讓學生注意到瓶口的上方有“白氣”，瓶內或瓶口上方緊靠瓶口的位置沒有“白氣”．

放置了帶冰的金屬盤后． 需要學生發現金屬盤的底面，出現大量的小水滴．

這樣，由燒瓶口內外的不同現象，會有很多學生意識到，水蒸氣只有在溫度較低的環境，才會凝結成小水滴． 由金屬盤底面形成大量的水滴，甚至有水從金屬盤底面流出，可以讓學生堅信，水蒸氣在溫度越低的環境，越容易凝結成小水珠． 從而形成結論：液化時氣體會放熱．不言而喻，在此任何信息的缺乏，都會為學生形成正確的結論帶來困惑．

三、 提出問題的教學

俗語“不怕做不到，就怕想不到”富有的哲理，在科學探究的歷程中也是如此，提出問題比解決問題更重要，解決問題也許僅是一個數學上的推理或技能上的實驗，提出新的問題、新的可能性，必須站在新的角度去思考問題，需要有創造性的想象力，標志著科學的真正進步． 培養學生提出問題的能力，應該從關注異常的實驗現象、引發學生的問題意識起步，逐步引領學生把自身的疑惑、發現轉化為物理問題．

1． 關注異常現象

實驗教學中的異常現象，指教師預見范圍之外的現象，特別是一些驗證性實驗，經常會有意想不到的現象，或教師不希望出現的現象． 實驗中異常現象十分重要，伽伐尼電、布朗運動等科學史上很多重大發現、發明就是受異常現象的啟示而誕生的．異常現象往往是引發學生問題意識，激發創新靈感的重要源泉． 因而對異常現象，不能視而不見，也不能敷衍了事，更不能打擊學生的積極性． 但可以暫時擱在一邊，等待時機妥善處理．

2． 引發問題意識

實驗教學過程中，正確地描述或解釋結論之后，學生往往都“松了一口氣”． 這時是引發新問題、研討新問題的好時機． 教師可以提出這樣的問題：通過實驗，你有什么見解需要發表的？在探究過程中，你有沒有發現什么異常現象？你還有沒有疑問需要解決的？……誘發學生道出見解、疑問、發現，在共享發現的基礎上，組織學生評估見解、釋疑解惑．

學生的疑惑，現場可以釋疑的，及時組織討論，幫助學生掃清學習障礙． 暫時無法釋疑的，留到課后師生共同探究，或在后續的學習獲得釋疑．

例如，執教“平面鏡”時，學生針對觀察到的異常現象提出疑問：電池放在平面鏡時，快速晃動平面鏡時，看到鏡中的像變大了？

現象和平面鏡成像的特點相悖，又是學生客觀看到的，可見學生的問題意識被激發出來了，觀察也十分細致．對此，教師只要告訴學生這種現象起因于視覺暫留，通過后面的學習就會知道其中的道理，不需要，也不能及時討論．

3． 生成物理問題

教學過程中，善于引導學生把自己的發現，通過思考，演變為一個具體、明確的物理問題． 物理問題必須有明確的探究方向，可以通過猜想與假設、設計實驗等途徑進行研究．

例如，測量凸透鏡焦距時，有學生注意到凸透鏡正對太陽時，形成的光斑不是一點，足足有兩三毫米．意識到這里可能有物理的原因． 為此，教師要求學生將其提出一個問題，當學生說：“太陽光通過凸透鏡為什么不會聚在一點？”教師告訴學生這樣的問題缺乏明確的探究方向，給猜想、假設和設計探究方案帶來困難，要求學生將其表述得再具體一些．并用“透鏡可以看著由多個棱鏡組合而成的”等語句點撥思維．學生陸續開言：太陽光通過凸透鏡不會聚在一點，是不是由太陽的光色散引起的？光斑的大小可能與哪些因素有關？……．

學生經過一定案例的積累，并隨著物理知識的豐富，肯定能夠逐步提高自己提出問題的能力．