實施探究性的教學策略 培養學生科學探究能力

【摘 要】本文針對高中物理探究性實驗教學中存在的問題，提出了一些提高學生的物理實驗探究能力的看法和建議，希望對廣大高中物理教師的教學工作有所幫助。

【關鍵詞】高中物理教學 探究性實驗教學 教學途徑

引言

物理學是一門以實驗為基礎的科學，實驗對學生學習物理以及培養學生實踐能力的作用是不言而喻的。隨著基礎教育改革的深入發展，高中物理也在探究性學習的過程中不斷創新實驗教學的方式方法，緊密結合新課標對高中物理實驗教學的要求，在探究性學習中實現教學方法和學生學習方式的有效革新。

1 高中物理探究性實驗教學的內涵及其原則

高中物理探究性實驗教學指的是物理老師在進行探究性物理實驗教學課程中，通過創造假設物理情境并提出問題，來引導并啟發學生對其進行思考，然后再讓學生根據所學知識和了解的物理情境結合老師所提出的問題，進行實驗性探究，最后通過同學之間的相互討論和合作，總結所有信息并得出結論，從而學習到相關物理知識。高中物理探究性實驗的設計需要遵循以下原則：

1.1 探索性原則

所設計的探究性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。

1.2 理論聯系實際原則

探索性物理實驗的設計不僅有觀察、測量的過程，而且需要建立物理模型，對實驗的現象和結果用根據物理模型得出的表達式進行解釋，從而培養學生運用理論解決實際問題的能力。

1.3 科學性原則

在探索性物理實驗的設計中，必須保證實驗的設計不出現科學性錯誤，實驗設計要具有科學思想和科學方法的教育因素，把科學的物理思想和方法滲透到設計之中。

2 高中物理探究性實驗教學中存在的問題

2.1 探究性實驗教學的環境不理想

雖然新課程大力倡導“科學探究與物理實驗能力”，但是在實踐中學生的實驗能力并沒有得到相應的訓練；在實驗器材配備方面，只有少部分學校能完全滿足學生實驗的需要；實驗室也不能夠做到完全開放，大部分學校只在實驗課開放，并且按照新課程實施以前的模式來管理實驗室，其原因可能是學校對實驗教學沒有給予足夠重視，也可能只是為了管理實驗室的方便等，但是卻限制了師生自由地進行實驗。

2.2 教師的指導沒有把握好尺度

在探究性實驗教學中，教師作為指導者既不能越俎代庖也不能放任不管，要選擇合適的時機進行恰到好處的指導。所謂適時就是遇到困難使探究活動無法進行時，所謂適度就是既指明了方向又沒有代替學生的思考。

2.3 實驗教學模式較為落后

現行高中物理實驗往往在實驗前將實驗原理、實驗步驟、實驗器材等全部呈現給學生。學生在實驗中無需探索研究，只需按部就班。學生在實驗時無問題情境，沒有以實驗本身為誘因的認知需要。實驗只為學生提供唯一的實驗方案，要求達到統一標準，從而限制了學生思考的自由空間，不能發揮學生主體的創造性。

3 高中物理探究性實驗教學的有效途徑

3.1 利用設計性實驗，培養學生實驗能力和思維能力

設計性實驗就是學生自己設計實驗方案的實驗。主要由教師指明實驗目的，學生分組進行不同方案的實驗，最后進行討論。如在重力g的實驗設計方法中有多種方法都可以達到實驗目的，（1）是重力和質量的關系G=mg測g，（2）用落球法測g，通過對小球自由落體的時間和高度進行測算，用公式 g=2h/t2求得g （3）用紙帶法測g（4）利用跨過定滑輪懸掛的兩物體的運動由h=1/2（M-m）/（M+m）gt2測g每一種實驗都有可能得到的數據誤差，這就要求學生對整個實驗過程進行分析，找出原因。通過這些要求自主能力強的實驗，學生不但能學到知識還能培養觀察能力、動手能力和思維能力。

3.2 通過長期不斷的實驗訓練，提高學生的質疑能力

通過長期不斷的學習和訓練可以提高學生的質疑能力。而探究式實驗教學是提高學生質疑能力的捷徑。在“物體內能變化、熱和功”實驗中，壓縮厚玻璃筒中的空氣，使空氣內能增加，溫度升高，從而使筒內易燃物著火。通過實驗學生會對壓縮筒內溫度的變化以及如何判斷它的變化等問題提出疑問。如果采用反向教學，先不在筒內加入可燃物，給學生設計問題情境，如何判斷壓縮筒內空氣，通過這個思路，讓學生自己主動設計，實驗結果會增加學生對知識的理解。質疑是創新的心理動力，是思維獨立性、自主性的體現。

3.3 變演示實驗為探索實驗，培養學生的創新能力

探索實驗的目的在于使學生對學習了的實驗方法進行訓練，讓在探索發現的過程中激發和滿足不同層次學生的探索與創造欲望，發展學生理性的、批判的思想方法。例如：“水流射程與排水高度”的研究中，學生會猜想排水高度越高水流射程越遠，實際情況是不是這樣呢？學生通過對不同高度水平射程的測定，發現結果和自己猜想的有很大的差距，中間小孔水平水流射程最遠。學生探索物理規律的實驗過程中既動手又動腦，還加深了對知識的理解和運用，培養了自己的創新能力。

3.4 靈活運用多媒體教學，培養學生的想象能力

通過多媒體教學中，可以充分發揮學生對實驗情景的想象，讓學生在頭腦中構思實驗的真實現象。比如在光滑的平面上運動的小車可以一直運動下去，學生會產生疑問，什么樣的平面是光滑的平面？這種在現實生活中不存在的沒有辦法通過實物演示，我們就可以利用現代多媒體技術，通過給學生播放影像，想學生想象光滑的平面是什么樣子。

4 結語

總之，高中物理探究性實驗教學的開展是必然趨勢，也是為社會建設培養有時代創新能力的人才的一種途徑。每一位教師都要勇于實踐，認真思考總結，充分利用物理實驗教學的特點，以更好地進行探究性實驗教學，使學生成為具有實踐能力的創新人才。