從驗證性實驗到探究性實驗——初中物理實驗教學方法思考

李 安

物理學是以實驗為基礎的學科，物理實驗教學在初中物理學習中有著舉足輕重的作用。選擇正確的實驗教學方法對提高物理教學有事半功倍的效果，在實驗中要注重素質教育的培養，增強學生學習的創造性能力。針對當前初中物理的教學現狀，筆者由全市初中物理教師實驗技能競賽引發了關于初中物理實驗教學應從驗證性實驗轉變為探究性實驗的思考。實行新課標實驗教學的教學形式可以有效提高物理教學質量，培養學生的觀察能力、分析綜合能力、抽象概括能力、邏輯思維能力，在培養科學方法和科學素質的同時，又通過學生對各種事物形式的感知，豐富學生的直觀經驗和感性認識，從而比較全面、深刻地掌握知識，提高認識能力。

一、初中物理實驗教學存在的問題

基礎教育課程改革正在有序的進行中，新課標“一切為了每一個學生的發展”指導著廣大教師逐步深入開展課堂教學改革和學生學習方式的改變，在教學過程中要以引導學生積極主動參與探索知識為核心的教育新理念，它也是物理教學改革創新的關鍵。初中物理基礎教學為高中物理復雜知識的解決奠定基礎。新版《初中物理課程標準》提出：“初中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與，樂于探究，勇于實踐，勤于思考。通過多樣的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養科學探究能力，使其逐步形成科學態度、科學精神，從而提高學生的科學素養。”“探究性學習”是學生通過對自然、社會和生活的選擇確定專題進行研究實驗，并在實驗過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的一種學習方式。此次物理競賽中參賽教師實驗技能展示中出現了諸多問題，這也從側面反映出現在物理實驗教學的現狀。

1.實驗教學內容主要是教師演示，往往忽略了學生操作。物理是以實驗為基礎的學科，看似內容深奧抽象，其實很多現象都是來源于生活，例如萬有引力定律的提出，就是牛頓由蘋果落地聯想到的，但有很多教師在教學中將物理現象與生活實踐剝離開來，忽視教學中實驗的作用，在教學中過分偏重課堂講授，使實驗課時得不到保證，削弱了實驗教學。隨著科技、網絡時代的到來，多媒體教學成為了現代教師的主要教學手段，這樣使得部分教師主要采取多媒體實驗方式，不重視實際操作，放棄了運用實驗操作的直觀教學法，這對培養學生動手操作能力和創新能力是不利的。

2.實驗教學過程太機械。學生對實驗問題了解不夠，對物理實驗的目的、原理和步驟等認識不清，一些教師單純為完成教學任務而安排實驗，忽略學生主體的地位，造成學生只是被動的接受，對學生實驗能力的培養方法不當，目的性不強。造成一部分學生對物理實驗興趣不濃，積極性不高，課堂上只是仿照教師進行機械操作，實驗質量不高。

3.實驗操作只重結果不重過程，缺少必要的過程操作。物理學科的實驗素質之一是要求學生學會一些基本物理儀器和設備。但在實際教學中，教師只是為了完成教學任務而教學，缺少對實驗的反復練習和鞏固過程，更缺乏對實驗技能的考查，忽視學生對物理實驗技能的掌握情況，不能針對學生在實驗操作中存在的問題采取有效措施。有些學校為應付中考物理實驗考試任務，只在實驗考核前才抽時間統一讓學生操練，平時的學生實驗都用教師演示，甚至只用口頭講授來代替，學生對整個實驗過程被動掌握，缺乏鞏固性和重要知識的考查。

二、探究性實驗教學的重要性

1.利用探究式實驗的教學方法培養學生處理問題能力。驗證性物理實驗只是對原有經典實驗的反復再現，只是簡單的重復性操作，這樣不能充分調動學生的創造能力和積極主動的學習態度。通過進行探究性實驗教學，學生可以通過很多途徑找到相關資料，例如圖書館以及互聯網等。這樣既可以尋找到問題的解決方法，同時也能對物理現象的本質有更深一步的認識，深化相關物理知識的理解，培養了學生主動探索及對物理知識的渴望程度，有利于提高學生解決問題的能力。

2.應用探究性演示實驗提高學生動手能力。驗證性物理實驗教師教學中注重實驗內容的傳授，缺少實驗要求的思考，教師演示實驗步驟，驗證出來的是唯一正確的實驗結果。而探究性實驗則是培養學生觀察能力和動手能力的好方法。通過探究性實驗教學，教師提出相關問題，學生可以從問題出發對問題進行獨立思考，并通過自己動手操作解決問題，進而提高學生自己動手的能力。

3.通過探究性實驗培養學生參與物理實驗的積極性。驗證性物理實驗學生按照教師要求反復操作同一實驗，實驗過程毫無新意，提不起學生的觀看實驗的興趣。探究性實驗與驗證性實驗的不同之處就在于，學生是占主導地位的，教師在教學生中只引導學生并提出一系列相關問題讓學生解答，學生按照既定的目標探究感興趣的知識點，這樣學生在實驗過程中就有了明確的目的；教師引導學生由現象到本質、由部分到整體對物理學現象進行分析；探究性實驗是用發散的思想拓展學生的能力，不是驗證性實驗那樣機械地完成書本上的實驗要求和實驗目的。

三、探究性實驗教學的實施途徑

1.在教學中認識到探究性實驗的重要性。物理教學中，由于傳統教學根深蒂固的影響，教師和學生在物理學習中已經接受了驗證性物理教學方法，教師在課堂中通過形象直觀的方式演示實驗步驟，而物理實驗在物理教學中的探究功能沒能得到充分的發揮。在當今的教學中要積極發揮學生的主動性，培養學生的創新實驗精神，要轉變物理實驗的教學模式，變“驗證性實驗”為“探究性實驗”，發揮物理實驗的探究功能。在課堂教育學生獲取物理知識的同時，更注重學生探索、總結物理規律的親身體驗和過程。其實質是讓學生學習科學研究的思維方式和研究方法，從而培養學生主動探究、獲取知識，解決問題的能力；探究性學習獲得物理規律常用的科學方法是：“提出假設－搜集信息資料－實驗探究－實驗驗證－歸納演繹－物理規律”。

2.在教學中適量地開設探究性實驗。教師在改進物理教學形式中，要適量地創設一些新穎的“探究”式實驗。讓學生自行主動了解實驗過程，學生或分組討論、探究實驗方案，按照制定的流程選擇儀器、填寫實驗方法、查找資料、實驗操作、處理數據，給出結果、實驗總結等。只有讓學生親身體驗整個實驗過程，才能使學生對物理實驗產生興趣，才能使他們具有成就感。當然在實驗中教師應適當性地監督學生操作，在提出相關問題的同時，防止學生思路錯位，對學生實驗的最后結果給出建議和意見。

3.在教學中補充實驗數量。根據教學內容和學生知識的掌握情況，以學生樂于接受的教學方式，在課堂中知識傳授的過程中適當地增加教學實驗，來提高課堂教學效率，這有利于加強學生對課本理論知識的理解和掌握，培養學生的思維能力，快速、深刻地掌握知識內容。

4.合理使用探究性實驗。在物理實驗教學中，探究性實驗是科學探究的重要方式之一，雖然它的作用是不言而喻的，但是我們也沒有必要將所有的教學實驗都設計成探究性實驗。注重物理學科中具有核心和基礎地位的那些概念和規律性知識掌握，使學生輕松理解學科知識的主干，形成了擴充和擴展自己知識結構的能力。探究性實驗教學能夠促進學生的全面發展，培養學生敢于質疑和求實創新的科學精神，培養學生自己在現實生活和學習中主動發現問題并解決問題的能力，從而提高學生的科學素養。但是無論什么時候，都應該以培養學生務實、文化素質為主線，讓科學實驗成為我們積極學習的動力。

總之，初中物理實驗教學中要貫徹課改精神和課標中提出的“全面提高每個學生科學素養”的理念，充分認識到學生在教學中主人翁的位置，發揮學生的獨特個性，以人為本，以科學的方法為依據，讓學生多角度地參與到多元化的實踐活動中來，使學生在親身經歷科學的物理實驗中體驗成功，享受快樂，領悟物理探究過程和物理探究方法，使合作學習和問題學習變成一種習慣，并通過自己或小組設計實驗、動手實驗、觀察研究，逐步培養收集分析數據、邏輯思維等能力，提高觀察的敏銳性、細致性及思維的廣闊性。