淺談高中物理探究性實驗教學

曹雪蓮

摘要： 作者就探究性實驗，開展探究性實驗應注意的幾個問題，以及開展探究性實驗的手段和措施，結合教學實踐談了做法和體會。如實驗設計要有可探究性，探究性實驗教學要注重探究的過程和探究的質量，改演示實驗為探究性實驗，在驗證性和測量性實驗中補充探究性實驗，精選課外小實驗補充探究性實驗等，以培養學生科學探究的興趣和素養。

關鍵詞： 高中物理探究性實驗自主學習科學素養

新課程的全面實施為新時期教育教學工作注入了活力，新課程新理念運用到課堂教學中，使課堂教學發生了實質性的變化，特別是對實驗教學產生了深遠的影響，對培養學生自主學習、探究性學習、培養創新精神和創造力起到了積極的促進作用。中學物理實驗作為物理教學的一種重要手段，作為學生自主學習、科學探究的重要載體，為學生運用所學知識和技能親自探索“新”規律、發現“新”現象，培養科學研究的精神搭建了一個新的平臺。高中物理課程標準提出的“科學探究”理念，為物理實驗教學注入了科學探究的豐富內涵，從科學本質和科學素養的高度指明了加強科學探究的方向，提出了培養學生科學探究意識和能力的教學目標。科學探究不僅僅是物理實驗教學的方向和目標，更重要的是改變著學生的學習方式，從小就培養學生科學實驗探究的素養。因此，在物理實驗進行過程中，要抓好探究性實驗教學，并不失時機地培養學生的創新能力，使學生逐步形成良好的科學態度和深厚科學素養。

一、什么是探究性實驗

探究性實驗是不知道實驗結果的，實驗結果往往有多種。要看實驗結果才能判斷實驗假設的正確與否。不同于驗證性實驗，探究性實驗是在假設的指引下獲取支持或推翻假設的科學實驗論證，是以實驗為載體探究科學結論形成和發展的過程，是在教師的指導下，學生運用已學過的知識、技能，把自己當做新知識的探索者和發現者，通過實驗親自發現問題。目的是促進學生自主學習，讓學生積極參與，樂于探究，勇于實驗，勤于思考，通過實驗探究，幫助學生學習物理知識和技能，培養其科學探究能力。探究性實驗的實質是學生自主地進行實驗，實驗前對于實驗結果只是猜想，并沒有真正了解，通常指學生各種自主的探究活動，目的是使學生由單純獲取書本知識轉變為通過自己動手操作、親身體驗來獲取知識，注重的不單單是實驗的結果，更關注實驗探究的過程，以鍛煉提高他們獲取知識的能力，從而激發科學探究奧妙的興趣，培養學生的創新實踐能力和終身學習的能力，不斷提高實驗探究的科學素養。

二、開展探究性實驗應注意的幾個問題

由于長期以來受應試教育和升學率的影響，重知識的傳授而忽視能力培養的教學觀一直根深蒂固，這對實施探究性實驗教學產生了一定的影響，注重知識，關注結果的學習方式或多或少的依然存在，因此，我們必須改變以下幾種錯誤的做法。一是避免實驗教師怕麻煩和學生實驗失敗的現狀，直接將實驗結果或是實驗現象告訴學生，將探究性實驗變為驗證性實驗；二是防止大量的時間反復練習大量的同類習題反復鞏固訓練的題海戰術；三是在已經做多探究性實驗的基礎上，將所要求的實驗內容再次設計成探究性實驗。

三、開展探究性實驗的手段和措施

1.實驗設計要有可探究性。

從目前實驗教學的現狀可以發現,當前的不少物理實驗中，學生們也在忙于收集數據，解釋并求證結果，但是如何根據有限的線索確定證據收集的方向，如何在不止一個可能合理的解釋面前做出決策呢？這是決定實驗探究性意義的關鍵，但這個關鍵環節往往有時被實驗教師所代替，是探究性實驗缺乏真正意義上的探究。例如在研究“浸在液體里的物體，其所受浮力大小問題”時，如果把物體排開的液體收集起來稱一下，就會發現它的重量剛好等于浮力的大小。這個結果無疑可以作為著名的阿基米德定律的實驗事實基礎。但最關鍵的問題是，人們一開始怎么會想到要設法去收集那一部分剛好由于物體的浸入而被排擠開的液體呢？因此，探究性實驗中的探究性設計往往需要深層次的思考，更需要我們去挖掘。從實驗的條件跨越到實驗的結果，需要我們對實驗精心設計，當然也需要學生通過嘗試錯誤，得出假設并驗證假設來尋找。

2.探究性實驗教學要注重探究的過程和探究的質量。

評價一節探究性實驗課的成功與否，沒有必要去糾纏這節課經歷了探究的幾個環節，或是每個探究過程是否達到了自主探究的程度，更沒有必要去追求學生在程序上和形式上重復科學發現的過程。關鍵是看學生探究實驗的過程和探究實驗的活動質量。因此，沒有必要把探究性實驗神秘化。因此，探究性實驗的設計并不是一種程序化設計，而應當考慮學生的實際狀況的基礎上挖掘實驗本身具有探究意義的因素。當然，自由式的探究實驗也不是學生隨意性的實驗，同樣需要實驗教師的設計、指導和調控，讓學生真正體驗探究的樂趣和意義。

3.改演示實驗為探究性實驗。

物理教材中大量的演示實驗，在傳統的物理實驗教學中，往往由實驗教師先講解、演示，然后把觀察到的現象、結論總結出來，學生在這種傳統的實驗教學中被動地接受知識，不能激發實驗的熱情和探究的欲望。因此，在探究性實驗理念下，要在演示實驗中，把部分有探究價值的演示實驗改為學生的探究實驗，通過挖掘演示實驗教學中的創造因素，提供給學生更大的思考空間，例如：“共點力合成的平行四邊形法則”、“機械能守恒定律”都可以轉化為學生的探究性實驗，這樣的實驗在使學生體驗規律的過程中，增強了探究的欲望，加深了對實驗內容的理解。學生在實驗探究中獨立思考、自主探索，在具體的實驗操作中掌握物理知識和探究的方法。

4.改造驗證性和測量性實驗，補充探究性實驗。

現行的高中物理教材中學生的探究性實驗很少，這顯然不利于學生探索能力和創新能力的培養。因此，要將驗證性和測量性實驗等知識應用性實驗轉化為探究性實驗。比如研究電磁感應現象的實驗，讓學生從實驗中通過自己的觀察認識電磁感應的規律，并總結楞次定律，定性總結出感應電動勢的大小與哪些因素有關，從而達到自主學習、自主探究的目的。

此外，精選課外小實驗補充為探究性實驗也是我們所提倡的。如鼓勵家庭小實驗，運用日常生活中的常用物品進行探究實驗，或是進行自主釋題性小實驗，針對教材中某些疑點、難點，學生利用活動課自發進行探究實驗，以培養科學探究的興趣和素養。