高中物理的探究性實驗

高中物理的探究性實驗是物理教學中的一項重要方法，也是有助于學生提高物理課堂學習效果的有效方法。

一、探究性實驗目標

物理探究性實驗的實質是學生自主地進行實驗，在實驗前對于將要得到的實驗結果并無真正了解，通常由學生自主地進行各種探究活動，包括形成問題、提出假設，提出模型，進行實驗、觀察、測量、制作，對觀測結果或實驗數據進行分析解釋、評價和交流等，教師只做組織引導。讓學生在實驗中改變長期以來一直恪守的被動地接受教師知識傳輸的學習方式，即偏重于機械記憶、淺層理解和簡單應用的學習方式，在幫助學生開展有效的接受性學習的同時，將學生置于一種主動探究并注重解決實際問題的學習狀態；改變學生只是單純從書本學習知識的傳統，讓學生通過自己的親身體驗來了解知識的形成和發展過程，豐富他們的學習經歷，提高他們學習物理的積極性和主動性，激發他們探究物理奧妙的興趣，改變學校教學始終圍著考試轉的局面，真正把教學的重心放在培養學生的創新精神、實踐能力和終身學習的能力上，讓學生養成愛觀察、愛實驗的習慣。在不斷的探究中發現問題，自己動手解決問題，提高自身的科學素養。

二、探究性實驗的設計

1.設計探究性實驗應考慮探究性教學的五個基本特征。具體如下:學生要圍繞科學性問題展開探究活動；學生要優先考慮證據，證據可以幫助他們解釋科學性問題并對解釋予以評價；學生要從證據中提煉出解釋，并對科學性問題做出回答；學生通過比較其他的解釋，特別是那些體現出科學性理解的解釋，來評價他們自己提出的解釋；學生要交流和論證他們所提出的解釋。根據探究性教學的五個基本特征，確定了設計探究性實驗時應遵循的三個原則：探索性設計原則。探索性設計原則是指所設計的實驗包含的物理規律往往隱藏在較深的層次，需要學生去挖掘；實驗的條件和結果之間往往存在著較大的距離，需要學生去跨越；解決問題的方法與途徑往往不太明確，需要學生通過嘗試錯誤，提出假設并驗證假設來尋找。這樣，學生在解決問題的過程中，不僅能學會并形成一定的認知策略和技巧，同時也激發了他們本身的智慧潛力，并有助于形成內在的學習動機。簡易性設計原則。簡易性設計原則是指實驗的設計要盡可能采用較少的儀器，所使用的儀器要盡可能簡單，設計的選題要盡可能與日常生活實際相聯系，實驗的原理要盡可能在高中物理范圍之內。趣味性設計原則。趣味性設計原則是指探究性實驗的設計要充分考慮學生的心理特點和認知水平，實驗設計要求生動、有趣，能使學生在進行實驗探索時，自始至終保持很高的興趣。

2.探究性實驗的設計步驟和方法。提出科學問題(一般由教師提出實驗課題，提供實驗器材，提出實驗要求)；給出猜想或假調節(讓學生自己根據實驗目的，利用已知的外加因素去干擾研究對象，猜想會發生什么樣的變化，出現什么樣的現象，產生怎樣的結果)；制訂工作計劃；收集證據；分析和論證(讓學生自己根據實驗目的，利用實驗器材，進行探究，觀察實際出現的現象，產生怎樣的結果，從而發現“新”的物理現象，總結出他們以前并不知道的規律性認識的實驗)；評價和反思；交流。

三、探究性實驗的過程特征

1.突出學生的主體性。以往教科書上的實驗主要是讓學生驗證書上的實驗內容，從儀器裝置到材料選用、實驗指導都有詳細的要求，因此學生就是以模仿和驗證為主。而探究性實驗是把實驗作為學生探究與發現的方法、途徑，學生針對教師所提出的問題進行假設，通過實驗證明假設的真偽。顯然探究性實驗的目的不僅僅是讓學生學習實驗的方法和過程，更重要的是通過實驗，培養學生探究與發現問題的能力。這對培養學生自主學習、勇于探究和嚴謹的科學態度裨益無窮。

2.注重過程和方法。培養學生的科學素養不能靠死記硬背科學知識，而是在能動的探究活動過程中，特別是在探究性實驗教學活動中完成的。探究性實驗教學高度重視實驗探究的過程，把科學方法的培養和科學思維的訓練放在極為重要的地位上。讓學生自由陳述科學問題、積極尋求解決問題所需的數據、解釋數據、在解釋數據的基礎上做出結論。讓學生親自從動手操作中形成問題以及體驗到獲取數據的困難，領略探究的“風味”。

3.教師適時引導。在探究性分組實驗教學中，教師的作用主要是引導探究、指出誤區、把握探究的方向。實驗前教師應對學生在實驗過程中可能產生的問題作好準備，抓住幾個關鍵點，如提出的假設、設計的實驗是否合理，實驗過程是否科學，預計能否得出結果等，并就這些問題與學生交流。在實驗過程中，教師應加強課堂中的巡視，促進學生主動思考、積極探究，激勵各小組進行交流與合作。實驗后還應引導學生對實驗過程和結論進行反思和評價。教學過程中教師參與和指導的多少要依據學生的知識能力水平和實驗難易程度而定。

在高中開展探究性實驗研究是有必要的，它是教學改革的需要，也是為社會建設培養有時代創新能力的人才的一種途徑。同時因探究性實驗具有教學的過程性、學習的主動性、過程的探究性等特點，從而轉換了學生在學習中的地位，改變了以往那種“老師教，學生學”的局面，增加了學生學習的主動性和積極性，徹底地把學生放在學習的主動地位。當然，傳統的教學模式雖然有其自身的缺點，但是我們不能因為這樣就把它“拋”在一邊。相反的，我們要利用傳統教學模式的特點，在傳統教學模式的基礎上開展探究性實驗研究。因為開展探究性實驗研究要建立在學生對基礎知識已經掌握的基礎上，而傳統教學模式正好是讓學生牢固的掌握基礎知識，所以，教師在教學中，傳統教學模式和探究性學習模式兩者可以辨證進行，相輔相承。在讓學生掌握基礎知識的情況下，又培養了學生的創新精神和實踐能力，激發學生獨立思考和創新的意識，使學生的綜合素質得到全面的提高。

（作者單位：江西省尋烏中學）