高中物理教學中應用探究性實驗的實踐與思考

王文濤

【摘 要】本文簡單介紹了探究性實驗與驗證性實驗的區別，指出了在教學中如何設計探究性實驗，以及在實踐中的體會。

【關鍵詞】探究；實驗；實踐

探索未知是人類的本性，綜觀有史以來重要的發現都是由于人類對未知世界的不斷探索而得到的。

一、驗證性實驗同探究性實驗的不同之處

1.設計理念不同

驗證性實驗強調演示和證明科學內容的活動，知識和過程分離，與背景無關，只注重知識的結果，如事實、概念、理論，而不是獲得知識的過程。驗證性實驗強調實驗操作和觀察等個別智力技能，強調如何快速高效地獲得知識。

探究性實驗教學在觀念上認為實驗學習同樣也是一種探究過程。將學習置于探究的背景下，探究性實驗是科學探究的簡化再現。這種觀念將探究性實驗看成“這是一個問題”，“什么樣的實驗能回答這個問題”，“如何實施這個實驗”，強調在探究過程中獲得理解，知識和過程相統一。

2.實驗目的不同

驗證性實驗是為了培養學生的實驗操作、數據處理和計算技能，學生們檢驗一個已知的結果是正確的。探究性實驗是通過實驗來研究一個感興趣的問題，激發學生的好奇心，培養科學探究能力。

3.實驗模式不同

驗證性實驗通常采用“告知——驗證——應用”的教學模式，學生們用實驗來驗證已學過的原理、概念或性質，實驗只是起到鞏固知識、加強學習效果的作用。

探究性實驗按學生主體活動程度可分為教師引導探究和開放式探究兩種模式。無論哪種模式均強調學生學習過程中主動的探索和創造，學生以一種近似科學家如何實驗的方式學習，不再強調獲得正確的結論為唯一目標，而是強調研究過程和對結論的解釋。

4.科學情感和態度的培養效果不同

驗證性實驗是一個傳遞接受或者是刺激反應的過程，學生往往處于被動的接收地位；探究性實驗開始于一個有刺激性的問題、引起關注的現象等，探究的過程受一個為了理解觀察的事實或解決一個問題時的好奇心所驅動。由于探索結果是未知的，學生們的興趣和積極性都會增強。

5.教師的作用不同

驗證性實驗教學中，教師作為一個主宰者、評論者；在探究性實驗教學中，教師作為一個咨詢者、服務者和提問者，教師在討論和辯論時往往有意持不同意見，以引導和促進學生去創造發現。教師在探究性實驗教學中會遇到更多的挑戰，對教師的要求更高。

二、設計探究性實驗的注意點

1.探究性實驗的問題設計目的要明確，實驗現象要明顯，有一定的趣味性。

學生的學習的動力很大程度上來自于興趣，一個好的實驗引起學生的興趣，讓學生在實驗中觀察、思考，從而得到結論。

2.探究性實驗的探究實驗問題設計要有思考價值，要注意科學方法和思維方式的訓練。

一個完整的科學探究過程包括發現問題、提出假說、設計實驗并實施、分析現象和數據得出結論、運用結論解釋問題等環節。而學生的探究活動往往是一個探究過程的部分或片段。探究問題的設計要結合具體的實驗內容，從實驗的現象出發引導學生最終得到實驗的原理和結論，又不僅限于實驗，在實驗的內容上進行拓寬、延伸。在探究問題的設計中還要注意科學方法和思維方式的訓練，如運用對比、猜想等方法。

3.實驗要與實踐聯系緊密

在科學研究中，任何實驗都是從實踐中來，到實踐中去。所以在設計實驗時，必須把培養學生實驗與實踐相結合作為指導思想，也是同時培養學生從實際的例子建立物理模型的能力。

三、探究性實驗的實施方式

探究性實驗在實施過程中可采取多種方式來實施，由于一般準備的探究性實驗的儀器數目不多，不可能全數配備，所以可以采用如下的操作步驟：

1.建立興趣小組，培養“小研究員”

一般每個班級的人數較多，如果一起到實驗室中進行實驗，一名老師不可能顧及到所有的學生，最后顧此失彼。可以將學生分為若干實驗小組，在實驗前通過預先的學習研究培養出一兩名小研究員。在實驗中小研究員與其他學生觀察實驗中的現象，討論實驗中的問題。這樣小研究員就起到了“以點帶面”的作用，教師就可將主要精力放在引導學生探究實驗上。

2.觀察實驗，提出疑問

在探究實驗中，學生必然有很多的疑問和問題，把這些問題和疑問都記錄在學生的實驗記錄本上，對于有思考價值的問題將其補充到試驗問題中。對學生提出的簡單問題，有小研究員與其他學生共同討論解決，其他的問題由學生紀錄，并由小研究員分配給學生分工進行研究。

4.討論問題，查找資料

對于一些有難度的問題，讓學生分工通過多種方式來尋找其解釋。這時教師作為研究的指導者也可參與其中，主要是指導學生如何尋找，怎樣收集有用的資料，并不是直接告訴學生結果。

5.解釋疑問，重新提出新的問題

將學生所獲得的資料進行收集整理，在此基礎上進行歸納總結，從而解釋實驗中提出的問題。針對實驗，學生還要在實驗基礎上提出新的問題。如在一次研究輝光球的實驗中，有一個將日光燈管接觸球壁可以發光的現象，有的學生觀察仔細，他發現日光燈管還沒有接觸到球壁就已經有輝光了。從而提出了一個問題：這時日光燈管的能量從何而來？這時學生就會主動地去探究其中的原因。

6.提出新的實驗設想，設計實驗驗證設想

對于新的問題學生可提出自己的設想，并設計相應的實驗來驗證自己的設想。比如上述的疑問，學生提出可能是電磁波來傳遞能量的，他想可以利用無線電接收裝置來檢驗自己的想法。學生有了自己的實驗設想，就可以鼓勵學生利用現有的儀器來設計完整的實驗方案驗證自己的想法。無論實驗成功失敗都是他們自己動手獲得的知識。

人民教育學家陶行知先生曾說過：“要創造，非你在用腦的時候，同時用手去實驗；用手的時候非用腦去想不可。”探究性實驗正是這種需要思考、培養創造能力的實驗形式。充分利用探究性實驗的優勢，開展探究性實驗學習可以讓學生體驗到成就感，激發學生強烈的求知欲；可以培養學生創新思維及多學科知識的綜合運用能力。

（作者單位：江蘇省鎮江第一中學）