構建探究型課堂，提高實驗教學有效性

柳冠凡

摘 要：“科學探究及實驗能力要求”是《普通高中物理課程標準》中三大內容標準之一，可見，物理實驗、科學探究式是高中物理課程教學的重中之重。本文將兩者進行結合，對高中物理探究式實驗教學進行了粗淺探討。

關鍵詞：高中物理；探究式教學；實驗教學；探究能力

【中圖分類號】G633.7

新課程改革實施以來，高中的物理實驗教學取得了長遠的進步，但是在應試教育以及傳統教學理念的制約之下，現階段的物理實驗教學還存在著“講授式實驗”、“驗證性實驗”等弊病，實驗教學的目的未能有效實現。《普通高中物理課程標準》中指出：“高中物理教師在物理課堂教學活動中，要重視學生的物理探究實驗，要著力提高高中學生學習物理的興趣，創設機會讓高中學生親自動手探究，培養學生在探究實驗過程中能正確捕捉物理實驗過程中的物理現象，提高高中學生分析問題的能力，讓高中學生逐步樹立科學的學習態度與學習精神。”筆者認為，要實現高效的物理實驗教學，就必須構建以“探究”為核心的教學模式。為此，本文結合自身的教學實踐，對高中物理探究式實驗教學的實施策略進行探討。

一、高中物理探究式實驗教學的概念及作用

高中物理探究性實驗教學，即在高中物理實驗教學過程中，教師通過創設探究式的物理問題情境，引導并啟發學生通過自主學習、合作學習等多種途徑對問題進行實驗探究，總結所有信息并得出結論，從而達到物理知識的自我構建。

探究式物理教學能夠在最大程度上發揮教師的主導作用與學生的主體作用。探究式物理實驗教學能夠規避傳統的“演示性實驗”和“驗證性實驗”的不足，在探究實驗過程中，學生學習的積極性和主動性能夠充分被激發起來，學生之間、師生之間的學習交流更為充分，學生獨立思考、合作學習的意識和能力得到有效培養。通過對實驗的探究學習，親歷實驗過程，達到知識的有效構建和深度內化，提高學習效率，實現高效課堂。探究式物理實驗教學方法強調，讓學生自己設計方案，并具體實施實驗操作，這一系列的過程，使學生真正參與到實驗中來，使他們的物理概念表象得以更為有效地與基礎理論知識體系中的物理概念建立起實質性的聯系。探究性實驗教學方法，便是在于使學生在還沒有抓住物理概念本質時，就會主動查閱資料，自己設計方案，增強遷移效果，優化學生的知識結構。

二、高中物理探究式實驗教學的實施方法

筆者結合自己多年的教學實踐，認為可以從如下四個方面著手進行探究式物理實驗的教學：

1.創設物理探究情境，激發學生探究興趣

興趣是一種積極的學習心理傾向，一切的學習活動都建立在學生的認知興趣基礎之上。在物理操作實驗過程中，可以挖掘出一些趣味性比較強的探究性實驗進行教學。教師通過創設趣味性的實驗情境，能夠吸引學生主動學習和探究的興趣，促使學生主動地去研究物理現象，探索物理規律，激發學生的興趣和求知欲。

在教學“自由落體運動”這一知識章節的時候，我風趣地引用了電影《功夫》里面的一句經典臺詞：“‘天下武功，唯快不破。老師手里有一根12厘米長的木條，如果你雙手手掌伸直，掌心相向，掌心相聚14cm，我將筷子置于你手上方2cm的位置，然后自然放落，使其從你兩手掌之間穿過，你未必能夠夾住！”學生都不服氣，我隨即叫了一名學生上臺演示，結果兩次都沒成功，隨后我又叫了幾名學生，能夠成功夾住的學生也是寥寥無幾。我然后引入實驗探究：“一般人的反應時間在0.1 s—0.2s，那么筷子通過手掌的用時會是多少？我們通過實驗來測量一下。”這樣的實驗引入極大地激發了學生的探究興趣，水到渠成，教學進行得十分順利。

2.靈活轉變實驗問題，引入實驗探究

在高中物理課堂教學中，對于教材中的實驗問題，不用直接告知學生問題在哪里，而應該引導學生探究可能造成實驗不成功的因素，并且自己設計優化實驗，尋求實驗的優化方案。對于學生的分組實驗，教師可以允許學生通過不同的器材、不同的實驗步驟進行探究實驗，雖然在實驗過程中學生難免走一些彎路，造成一些知識的沖突，但卻能夠有效地培養學生分析、比較、總結的實驗能力，達到實驗探究的目的。

比如，在“伏安法測定電源的電動勢和內阻”這個實驗教學中，教材里面是要求學生同時使用電流表和電壓表來測算電源的電動勢和內阻。于是，我給學生拋出一個新的探究命題：“你能否只用一個電流表或一個電壓表來測算電源電動勢和內阻呢？如果可以，你需要哪些器材輔助實驗？如何測算？請你設計出實驗方案，畫出實驗電路圖。”如此，學生運用多種不同的方法進行實驗探究，學生在實際操作中進一步加深了對實驗原理和相關理論知識的理解和掌握，通過實驗操作，學生的知識遷移能力大大地提高了，創新精神和創新能力也得到了有效培養。

3.開展小組合作，探究物理實驗

合作學習與探究性學習是不可分割的教學方法。探究式實驗自身的特點與缺陷，即在實驗步驟繁多，實驗時間、空間受限的情況下，僅僅依靠個人獨立的探究性實驗，往往難以完成教學任務。而將合作學習融入探究式教學，將困難的實驗過程進行分解，將任務進行分工，整體協調配合，學生在小組合作模式既能更加輕松、高效地完成教學任務，又能夠培養合作學習的意識與能力。

比如，在“用打點計時器測速度”的探究實驗中，我將全班學生分成5個小組，第1組的學生研究打點計時器的工作原理，進行現場的指導；第2組的學生測量手拉動紙帶運動時的速度；第3組的學生測量昆蟲的爬行速度；第4組的學生集中處理編好號的紙帶；第5組的學生進行數據的記錄和整理。通過小組的集體寫作，實驗過程進行得十分順利，既節約了實驗的時間，又提高了實驗的效率。實際上，利于進行合作探究實驗的內容還有很多，如“探究功與速度變化的關系”、“探究加速度與力、質量的關系”、“探究彈力和彈簧伸長的關系”等，教師可以結合實際情況進行靈活地處理和運用。

4.進行課外延伸，拓展探究實驗學習

物理知識與人們的生活息息相關，物理實驗教學不應局限于課堂之中，而要拓展到學生的生活中去，實現學以致用，學用結合。所以，教師應給學生適當設置課外物理探究實驗，去解釋生活中的物理現象，解決實現中的物理問題，提高知識的遷移能力和運用能力。

例如，在教學“重力加速度”這一知識內容后，我給學生布置了一個測量重力加速度的課外探究活動，采用與別的小組不同的探究方案，開展合作探究活動。大致有以下的一些方案：組一，學生根據重力公式G=mg，通過測量物體質量和重力來測量物體的重力加速度。但是，在具體實驗過程中物體的重力是很難測出的，因此，該組的匯報結果是不夠精確的。

組二中，學生根據自由落體公式測定重力加速度。他們來到教學樓的頂層，測出樓層高度，然后測出物體落地的時間，計算出重力加速度的數值。此法雖然在操作過程中有一些問題，但是測算出的數據還是比較接近的。組三中，學生使用了“滴水法”，他們將水龍頭的高度適當調高了一些，將水龍頭的水滴調到均勻低落的狀態再開始測量，在精度較高的秒表的測量下，得出的數據精度也十分理想。

在這一課外的探究實驗活動中，各個小組的學生為了提高測試結果的準確性，反復進行實驗，不斷優化實驗過程，最終選取幾次實驗的平均數值，學生在探究實驗過程中綜合所學知識，建立知識之間的橫向聯系，活學活用，靈活遷移，學習的自主性得到提升，能夠科學地應用科學的方法進行物理現象的分析和物理問題的解決。

三、結束語

通過探究式物理實驗的深入開展，筆者發現自己的課堂達到了“五個解放”——解放了學生的大腦：學生的問題意識、發散思維得到了很好的提升；解放了學生的雙手：學生勤于動手操作，課堂參與度高漲；解放了學生的嘴巴：學生能夠講述、總結實驗經過、結果以及實驗發現；解放了學生的眼睛：學生的實驗觀察能力得到了明顯提升；解放了學生的時間和空間：通過小組合作、課外探究等形式，形成了時時可探究、處處可探究的學習狀態。相信，隨著探究實驗課堂的逐步推進，高中物理實驗教學將實現質的飛躍！

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