新課程物理實驗探究教學初探

摘 要：實驗探究式學習作為與接受性學習相對的一種學習方式，是進行創新教學的載體，也是學習科學的核心方法。探究式教學是中學教學改革中一種新的教學組織形式，其實質是將科學領域的探究模式引入課堂，通過類似科學家的探究進行學習。根據實驗探究式教學的設計原則，對中學物理中所應用的實驗探究式教學進行研究，并以實例探討在實踐中如何搞好實驗探究式教學。

關鍵詞：中學物理；實驗探究式教學；創新精神；實踐能力

實驗探究式教學是教師在教學過程中幫助學生進行知識構建，引導學生去認識和發現問題，激勵學生積極地動手、動腦，通過自主的探究學習獲得知識的一種教學模式。美國教育學家布魯納在借鑒了杜威的學習程序理論的基礎上首先提出了實驗探究式教學，主要可分為兩類：（1）引導發現式：創設情境—觀察探究—推理證明—總結練習；（2）探究訓練式：遇到問題—搜集資料和建立假說—用事實和邏輯論證—形成探究能力。我國的許多教育工作者經過實踐發現，“引導—實驗探究式”教學比較符合國內的實用型教學模式，它以解決問題為中心，注重學生的獨立鉆研，著眼于培養學生的思維和創造能力。

從學生方面來看，實驗探究式教學必須在學生掌握了一定的知識，儲備了相當的經驗，具備了一定的思想方法和相當的解決問題的能力，積累了一定的探索策略的前提下方可實施。整個教學過程實際上是一個“從教到學”的轉化過程，即教師的教的作用逐漸地轉化成學生的學的能力，這個轉化的過程實際是“接受學習”向“獨立探索”逐步過渡的過程。在教師的“教”的影響下，學生的探究水平逐漸提高，從而不斷提升完成探究任務的效率。從教師方面來看，教師應該是課堂的組織者、引導者，學生發展的指導者、合作者、促進者。知識的規范性、系統性，重、難點的突破，學生適當物理學習方法的形成，良好物理學習習慣的養成，正確探索策略的產生，反思和自我評價能力的培養等都離不開教師的指導，所以教師應具有很強的駕馭學生、駕馭教材的能力。從課程方面來看，課堂的時間是有限的，不可能也不必要讓學生時時處處都進行探究，可選擇學生有可能、也有必要探究的內容，有利于提高學生的動手操作能力、思維能力、解決問題能力和探索能力，有利于學生認知策略、情感態度的完善的內容。

在以上對教師和學生分析的基礎上，筆者結合物理教學實際，就如何開展實驗探究式教學提出以下想法：

一、鉆研教材，抓住教材的重點和難點

教學方法是依據教學目的而定的，離開了教材的要求，雖然也可以提一些問題，討論起來看上去也熱鬧，但對于系統地掌握知識，達到教學目的是無益的。即使有些收獲，往往也是零星半點，片面割裂。所以，在備課過程中，教師必須十分重視鉆研教材，對每個章節的目的和要求、系統性和重點內容做到心中有數，然后進行系統的教學設計。

比如壓力，可以借助于復習力的示意圖的畫法，并通過對比、歸納法，建立壓力的概念。在教學中，教師可采用小組討論后畫出力的示意圖的方法進行，引導學生在教材一開始的三幅圖中畫出三個力的示意圖，并討論三個示意圖中力的共同點：（1）壓力是由于物體形變產生的；（2）壓力的方向都是垂直于物體的表面，作用點都在接觸面上，從而建立壓力的概念。學生通過前一章力的學習，知道了力的作用效果：可以使物體發生形變，也可以使物體的運動狀態發生改變。于是，可以通過先讓學生回憶力的作用效果，然后自然引入問題：“壓力的作用效果是什么呢？”可以讓學生親自體驗，做鉛筆和氣球的隨堂小實驗，之后展開討論：“壓力的作用效果與哪些因素有關？”學生可能提出與壓力、受力面積的大小以外的其他因素有關，如物體的密度、材料的軟硬程度等，要注意：對于其他的猜想不要輕易否定，而應鼓勵學生自己設計實驗進行研究。這里應引導學生學會：對于多因素影響的問題用“控制變量法”進行研究。本活動給出的器材較多，可設計多個實驗進行研究。除用給出的器材設計實驗進行研究外，如果學生提出其他實驗方案，要給予充分的鼓勵和表揚。由于可設計的實驗較多，可采用復式教學法——“各組同學先分別做自己設計的實驗，然后上講臺匯報”的方式進行教學，但必須歸納出正確的結論：當受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果就越明顯；當壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果就越明顯。教師總結：由此可知，影響壓力作用效果的因素有兩個：壓力大小和受力面積，并且知道了保持其中一個不變，另一個對壓力的作用效果產生的影響。隨后提出問題：“但當兩個因素都變化時，壓力的作用效果該怎樣比較呢？”可引導學生類比前面已經學過的速度、密度的含義，反映壓力作用效果的物理量是什么呢？通過類比，再結合之前探究得到：影響壓力作用效果的兩個因素：壓力大小和受力面積，學生自然說出這個物理量應該是物體單位面積上受到的壓力，由此引入壓強，這樣壓強的概念就建立了。到此本節的重、難點都突破了。

二、營造合適的探究氛圍

以往的課堂教學主要特征是傳授、灌輸知識，教師全盤講、學生被動聽的局面。要徹底改變這一狀況，在課堂教學中教師就要徹底轉變教學觀念，真正把學生當作學習的主人、學習的主體。學生是一個感情主體，需要外部的信任、關心、理解和幫助，有極大的可塑性，隱藏著無限的創新能力，教師要善于用親切的眼神、細微的動作、和藹的態度、熱情的贊許，為學生營造最佳的課堂學習氛圍。只有營造寬松、和諧、充滿信任的氛圍，才能為探究性學習提供合適的環境。只有這樣，學生才能視你為朋友，對你不存在畏懼心理，進而感受到自己是學習的主人，在學習中保持愉快的心情，并使之轉化為探究熱情。

三、激發學生的好奇心

好奇心是探究學習中最首要的心理因素。在教學中教師要善于利用學生的好奇心，充分挖掘教材中的新奇因素，把看似枯燥、抽象的問題通過創設情境、變換形式，使之具有趣味性、思考性。情境不但可以激發興趣、引發問題、引導思考，在現代課堂教學中，還具有誘導與調節探究活動方向與水平的功能。下面以研究大氣壓強這一節課的引入所創設的兩個情境為例來說明：

用多媒體先向學生展示這樣一幅畫面：把兩個直徑35.5 cm的空心銅半球緊貼在一起，抽出球內的空氣，然后用兩隊馬（每隊各八匹馬）向相反的方向拉兩個半球。當這16匹馬竭盡全力終于把兩個半球拉開時，竟然像放炮一樣發出了巨大的響聲，這就是著名的馬德堡半球實驗。

然后展示另一幅畫面：如果把緊貼在一起、抽出氣的銅半球上的閥門擰開，讓空氣經閥門流入球內，那么，只需用手一拉，就能把兩個半球分開。

通過第一幅圖，讓學生形成大氣壓真“大”的印象。再通過第二幅圖，自然激發起學生探究性學習的內驅力。

四、問題要切合學生的實際

問題既不能太難，使學生不知從何思考；也不能太簡單，讓學生不屑一想，即要讓學生認真思考之后，才能答得出。只有這樣的問題，才能調動學生的好奇心和求知欲，使課堂出現議論紛紛、各執一說的熱烈氣氛，收到啟發與討論相結合的效果。

在《探究聲音的音調》的教學中，通過列舉、演示大量的聲音實例，引導學生識別哪個聲音音調高，哪個聲音音調低，知道音調高的聲音就是生活中常說的“尖、細”的聲音，音調低的聲音就是生活中常說的“低沉”的聲音，使學生對聲音高、低有足夠的感性認識。在此基礎上，再讓學生進行“撥動鋸條發聲”實驗，提出問題進行猜想，探究決定音調高、低的因素。在《探究平面鏡成像》教學中，教師應讓學生反復觀察物體在平面鏡中的成像情況，既觀察同一物體在不同位置的像，又觀察不同物體在同一位置的像，還可觀察不同情況下，像和物的關系，對事物的感性認識越多，提出的問題也就越多，學生的求知欲望也就越強。這樣，才能使學生的思維更開放，想象更豐富，從而培養學生科學探究的能力和敢于創新的探索精神。

五、問題要有探究性

探究離不開問題，課堂探究活動是由“問題”引起的。所以，問題一定要能引起全體學生的積極思考、研究交流，具有探究價值。在課堂教學中，我們可以抓住新舊知識的聯系、區別或新知識的新奇點或難點創設問題情境，引導學生運用觀察、聯想、推理、猜測等方法來發現問題、提出問題、分析問題，進而想出解決問題的辦法。

比如，在摩擦力一節教學中，教師首先創設這樣的情境：將A、B兩本課本的書頁依次交疊在一起。壓一下兩書后，提起B書，A書沒有從B書中滑落。請一位男生盡其力拉兩本書背，也不能將B書從A書中拉出。學生對于摩擦力已有一定的感性體驗，但這樣的情景使學生感到吃驚：這么兩本小書真能產生那么大的摩擦力嗎？教師緊接著呈現出討論主題：“摩擦力的大小究竟取決于哪些因素？”問題的挑戰性喚起了學生強烈的探求心理，使其主動地投入到探究活動中。

總之，通過教師設計實驗、創設問題情境等一系列方法，可以使學生學習主動、興趣倍增，使他們能夠主動地以主人的身份投入到學習活動中。并且，探究需要有一定的時間作保證，教師必須把探究時間讓給學生，充分發揮學生的主體作用，讓學生有較多的時間自主學習、主動探究。同時，要注意兩點：（1）重視課前指導。要讓學生明確課前他們要做什么，盡量縮短課上熟悉教材、準備探究的時間，甚至可以要求學生就所要探究的問題去搜集資料，預先思考。（2）放手讓學生探究。教師經常低估了學生的經驗和潛能，總以為學生面對研究素材會一無所知，因此，喜歡一步一步扶著學生去認識，卻不知這種“扶”實際上是在束縛學生的手腳、妨礙學生的發展。應該用探究性學習的精神去處理有關教學內容，讓學生在沒有受教師“先入為主”觀念制約的情況下思考，這樣，才能讓學生真正自主學習，在探究性學習的過程中閃現出智慧的火花。

新課程改革強調發現學習、研究性學習、探究學習。這些學習方式充分體現了學生學習的自主性，即規律讓學生自主發現、方法讓學生自主尋找、思路讓學生自主探究、問題讓學生自主解決。通過研究性、探究學習，讓學生在自主學習中探究、在質疑問難中探究、在觀察比較中探究、在矛盾沖突中探究、在問題解決中探究、在實踐活動中探究。

今天我們強調實驗探究式教學，重視學生的自主學習，并不意味著否定我們課堂中的講授式教學，而是對教師的教學提出了更高的要求，即我們的“教”必須有利于學生的學習方式向主動學習、科學學習、合作學習的方向轉變；必須有利于學生創造力的發展；必須有利于學生學習能力的可持續發展。

（作者單位 南京市江寧區東善橋初級中學）