探究性實驗在初中物理教學中的實踐探討

羅遠均

教學過程中的“探究性”實驗是在教師的指導下，重構知識和規律的產生過程，讓學生通過提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗、分析與論證、交流與合作等環節來讓學生自己獲取物理知識、尋找物理規律.通過探究過程可以培養學生的觀察能力、動手能力、探究能力、分析處理信息的能力、語言表達和歸納能力等.但并不是所有的初中物理課程都必須采用“探究性”實驗的方法，從“探究性”實驗的教學過程來看主要適用于以下幾種：可以通過控制條件來研究的物理問題;能夠通過實驗和觀察得出結論并找出規律;學生容易忽視和混淆并造成誤解.為此，筆者結合實際教學實踐，分析如何在物理教學中開展“探究性”實驗教學.

1借助于“探究性”實驗，提高學生探究和求知欲

“探究性”實驗主要是在老師的指導下，讓學生進行一定的嘗試和探究，從而發現實驗現象背后蘊含的物理知識和規律，在獲取物理知識的同時培養學生自主探究的能力.開展“探究性”實驗的基礎是教師首先要深入地了解“探究性”實驗中所蘊含的知識和物理規律，難點是如何將這些知識和物理規律充分地體現在探究性的學習過程中，并合理設計和組織知識的展現方式并引導學生去探究和發現.如果“探究性”實驗設計過程太過簡單或者直白，就會導致物理問題、物理假說以及最后得出物理定理的過程顯得形式化，從而無法完整地展現出物理知識和定理的構建過程.因此，初中物理教師在設計和組織“探究性”實驗的過程中，應通過創設物理問題的情景來提出學生在課堂上的具體任務和要求，布置合適的任務和作業，讓學生自己思考、探究、分析和發現，盡量減少直接和詳細的提示，讓學生主動發現問題.實踐證明，學生在主動發現、分析和解決問題的過程中，知識能夠更加深入地扎根到腦海中，并有利于借助以往的知識結構來構建新的知識，在實行的過程中，初中的物理課本以及課本中蘊含的實驗案例是非常好的教學案例和方法，但也并不是一成不變的，工作在一線的物理教師也可以結合平時的實驗設計來進行創新，并努力將教學實踐營造成一種具有探究性和創造性的活動，激發學生的求知欲和探究欲，從而激發學生自主思考的能力，實現新課標對初中物理的要求.

例如，在教科版八年級上冊第四章第三節《科學探究：平面鏡成像》的教學中，可以大量放手讓學生自己探究得出平面鏡成像的規律，尤其是學生依據生活經驗容易錯誤地認為物體離平面鏡越近，在平面鏡中成的像就越大.教師可以先引導學生設計實驗，要控制哪些條件不變，要改變什么條件，觀察什么現象，測量哪些數據，最后通過實驗得出結論.首先，教師要引導學生為了比較像與物的大小關系，必須先要確定像的位置，啟發學生將平面鏡換成玻璃板，用兩只等大的蠟燭A和B，將A蠟燭點燃后放在玻璃板前面，將B蠟燭放在玻璃板后面來回移動位置直到與A蠟燭的像完全重合，在白紙上記錄下A、B蠟燭的位置.改變A蠟燭到玻璃板的距離，重復上述實驗過程，讓學生自己通過探究去尋找像與物大小與位置關系.在這個探究的過程中能培養學生設計實驗的能力，使學生在明確的探究目的指導下擬定實驗方案，避免學生盲目操作產生消極心理.

2結合學生實際情況，提高學生興趣

初中生開始接觸物理學科的時候，一方面會因為物理學科的實驗性非常感興趣，另一方面，接觸新的課程也會面臨新的困難.尤其是在新課改的背景下，實驗的探究性也遠超過驗證性，加之初中物理對學生掌握物理知識和物理定律的要求并沒有那么高，所以探究性實驗本身的“探究性”和難度也應該把握一定的“度”，因此在“探究性”實驗設計的過程中不僅僅要考慮到物理情景、物理問題和物理分析的教學性，同時也要充分考慮學生的知識結構和接受能力，注重實驗開放性的程度，并讓探究具有一定的彈性，一定要充分考慮學生的實際情況，不能讓按部就班以及教條主義束縛學生能力的培養.

例如，在初中物理教科版（八年級下）第十章《流體的力現象》第三節《科學探究：浮力的大小》的教學中，對實驗中涉及到的物理知識也要做到“適可而止”，為了探究浸在液體中的物體受到浮力的大小與哪些因素有關.筆者設計了如圖1所示的實驗讓學生自己探究，教師可以找一個大的礦泉水瓶來讓學生親身體驗實驗的過程，讓學生用手按住礦泉水瓶的一端豎直向下按壓，學生通過實驗可以感受到空瓶只要沒有完全浸沒在水中之前的時候，按壓的壓力是明顯感覺到隨著浸沒水中的深度增加而增加的，但是當空瓶完全浸沒到水中再繼續增加深度時手施加的壓力卻不再變化.這個過程中如何讓實驗現象和“物體排開液體體積”之間形成關聯是教學的目的，教師可以進行適當的引導降低實驗的難度.如教師可以提問“為什么之前有壓力變化，而后來完全浸沒到水中后則沒有變化呢？”，很顯然，學生一開始會將眼前的現象和瓶子浸在水中的深度聯系起來，但是當瓶子全部浸沒在水中后隨著深度的增加壓力卻不變，由此可見，不是深度影響浮力大小，從而啟發學生思考“物體排開水的體積”影響浮力大小，并最終得出結論.因此本次實驗要充分考慮學生本身的知識結果和思維特點，能夠靠著自己的能力發現知識，而不是被物理定律和知識造成一定的挫敗感，獲得探究知識的樂趣和滿足.

3注重適時安排、循序漸進、一氣呵成

“探究性”實驗并不是單獨的課程，僅僅是作為初中物理一個輔助手段來開展的，所以也不能過分地強調其在初中物理教學中的地位.要知道物理教學的課時是固定的，盡管實驗教學仍是不可或缺的一部分，但是也要合理地把握實驗教學的教學安排和進度.特別是還要突出“探究性”實驗的探究性，探究的過程必然是在一個嚴密的邏輯下進行的，因此除了實時安排，還需要實現教學中的“循序漸進”也就是說能夠保持實驗中的內在邏輯性.所謂“一氣呵成”就是要充分強調實驗的設計性，實踐教學中需要將“探究性”實驗融合到整個教學過程中，讓實驗真正意義上成為教學的輔助手段和方法，例如可以將實驗中問題的假設和猜想提到課前，而在課堂的主體階段完成實驗結果的分析和討論，并將主要的物理知識、規律和實驗結果結合到一起.在課堂上全面地體現“探究性”實驗的作用和價值并不容易，特別是初中學生能力有限，而教師也要有著很高的全局觀，理解課程的進度和安排，在基本知識學習保持漸進性和階段性的時候，做到探究性是困難的.必須采取“適時安排、循序漸進、一氣呵成”的原則，有效地減少物理教師過度的灌輸，以及學生難以接受的局面，真正體現出“探究性”實驗的價值和意義.

總而言之，“探究性”實驗是符合新課改思想的重要教學方式，旨在讓學生通過實驗親身感受知識的構建過程，達到探究性學習的效果和目的，表現在初中物理中也有一定的特殊性.因此，教師要充分考慮學生的知識結果和思維特點，激發學生興趣為學生營造良好的探究性學習氛圍，體現出實驗教學的價值.