淺議初中物理探究性實(shí)驗教學(xué)

陶海亮

【中圖分類號】 G632.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）36-0-01

物理學(xué)是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，許多物理概念、物理規(guī)律是在實(shí)驗的基礎(chǔ)上抽象、概括出來的，實(shí)驗是物理教學(xué)的基礎(chǔ)。物理新課程標(biāo)準(zhǔn)則明確提出“注重學(xué)生發(fā)展”、“注重科學(xué)探究”，“從生活走向物理，從物理走向社會”等許多新的教育理念。對于探究實(shí)驗的教學(xué)，是新課程改革物理實(shí)驗教學(xué)的重點(diǎn)和新點(diǎn)，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、進(jìn)行素質(zhì)教育的重要手段之一。

一、探究性實(shí)驗教學(xué)的重要性

新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“注重學(xué)生發(fā)展”、“注重科學(xué)探究”調(diào)動學(xué)生主動性。學(xué)生應(yīng)象“小科學(xué)家”一樣去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并在探究問題的過程中獲取知識，發(fā)展技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。同時受到科學(xué)價值觀及科學(xué)方法的教育，由此發(fā)展自己的個性。教師不能把知識作為預(yù)先確定的東西，讓學(xué)生被動無條件的接受，而應(yīng)關(guān)注學(xué)生如何在原有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，構(gòu)建起一個新的更完善的知識和經(jīng)驗體系從而解決問題的過程。探究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生主動的獲取知識，體驗科學(xué)過程與科學(xué)方法。物理是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，顯然既動手又動腦的探究性實(shí)驗是實(shí)施探究性教學(xué)最有效的方法。初中八年級物理教材中安排了35個探究性實(shí)驗，占到總教學(xué)時數(shù)的三分之一還要多。而且，《標(biāo)準(zhǔn)》指出：“隨著課程改革的全面鋪開，科學(xué)探究試題越來越顯示了巨大的生命力。”顯然，科學(xué)探究既是物理課程的目標(biāo)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容。由此可見開展探究性實(shí)驗教學(xué)是多么的重要。

二、注重探究，多法并舉

物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中對探究實(shí)驗提出了具體的過程和方法，包括：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等。我把這些靈活運(yùn)用到教學(xué)工作中，與生活、學(xué)生實(shí)際相結(jié)合，取得了較好的教育教學(xué)效果。我在組織學(xué)生進(jìn)行探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律的實(shí)驗中，結(jié)合串、并聯(lián)電路的電流路徑特點(diǎn)，在引導(dǎo)學(xué)生提出問題、讓學(xué)生假設(shè)、猜想串、并電路各處電流有什么規(guī)律后，在組織學(xué)生制定計劃、設(shè)計實(shí)驗的過程中，提出了“如何測出串、并電路中各點(diǎn)的電流？”學(xué)生經(jīng)過思考、討論后，很快有的學(xué)生提出“用一個電流表分別測出這幾個點(diǎn)的電流”，也有的學(xué)生提出“用多個電流表同時測幾個點(diǎn)的電流”的兩種不同的方法，我給予這兩種不同的方法以充分的肯定，然后讓學(xué)生以自己的方法進(jìn)行實(shí)驗，在實(shí)驗時我加強(qiáng)對用多個電流表同時測的指導(dǎo)，并讓不同實(shí)驗方法的小組在一起交流、互動，學(xué)生很快就從不同的方法中得到了同樣的結(jié)論，既發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，又充分調(diào)動了學(xué)生的探究興趣，同時使我在后面的“探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律”的實(shí)驗教學(xué)中起到了同樣的教育教學(xué)效果，不少的學(xué)生就提出了用“多只電流表同時測量”的方法，不僅提高了教學(xué)效果，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

例如在“變阻器”一節(jié)的教學(xué)中，首先利用多媒體現(xiàn)代教學(xué)手段展示生活中的臺燈、劇場中燈光的明亮變化，然后讓學(xué)生大膽嘗試?yán)檬孪葴?zhǔn)備的器材：電源、滑動變阻器、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線等組成一個電路，能使小燈泡的亮度發(fā)生變化。經(jīng)過幾分鐘的學(xué)生嘗試實(shí)驗，僅有少數(shù)小組連成的電路能改變小燈泡的亮度，大多數(shù)小組的小燈泡亮度不能改變。我便利用多媒體讓能改變小燈泡亮度的小組展示其連接方法，對其予以充分肯定，對其他的小組也予以鼓勵，同時提出“為什么你的小組小燈泡亮度發(fā)生了變化？”“為什么你的小組小燈泡亮度沒有發(fā)生變化？”讓不同的小組在一起交流、互動，同時讓各個小組進(jìn)行小燈泡亮度變化和不能變化的實(shí)驗，從中總結(jié)出滑動變阻器改變小燈泡亮度的原理和使用方法，使學(xué)生主動、輕松的掌握了滑動變阻器的知識，獲得了較好的教育教學(xué)效果。

三、講授實(shí)驗與探究實(shí)驗的對比

傳統(tǒng)物理實(shí)驗教學(xué)模式是教師的理論講授和學(xué)生的大量練習(xí)相結(jié)合，基本上由教師手把手講授實(shí)驗步驟、實(shí)驗要求、實(shí)驗注意事項，真正由學(xué)生自己探索問題、解決問題、總結(jié)實(shí)驗觀點(diǎn)、實(shí)驗結(jié)論的太少了。雖然在實(shí)驗中學(xué)生也可以獲得知識，但掌握的知識難以鞏固，無法通過知識的探究過程，學(xué)會學(xué)習(xí)，主動學(xué)習(xí)很難體現(xiàn)。實(shí)驗在教學(xué)中的重要地位被淡化了，這樣無助于培養(yǎng)學(xué)生的知識能力結(jié)構(gòu)和非智力因素的發(fā)展，學(xué)生的綜合素質(zhì)得不到充分體現(xiàn)。探究性實(shí)驗以其形象、生動、形式多樣，蘊(yùn)藏非常活躍的因素，需要嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度，為學(xué)生提供全面發(fā)展和個性發(fā)展的空間，活化知識結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練思維空間，塑造完善品格和為以后從事科研工作打下堅實(shí)基礎(chǔ)。另一方面，傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)對新知識本身所蘊(yùn)涵的潛在意義、以及新知識的組織于呈現(xiàn)方式挖掘不夠，對學(xué)生的情感調(diào)動不夠充分，大大削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性。而探究性實(shí)驗是以實(shí)驗為載體，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用已有的知識技能，通過實(shí)驗親自體驗發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題的過程。這樣，激發(fā)了學(xué)生認(rèn)識問題的興趣和學(xué)習(xí)的動機(jī)，給學(xué)生創(chuàng)造了一片可以自由飛翔的空間，使教學(xué)不僅僅局限于科學(xué)知識本身，還可以揭示其中的科學(xué)思想和科學(xué)方法。探究實(shí)驗的特點(diǎn)就是要求教師要改變以往的教學(xué)策略，構(gòu)建新型的教學(xué)模式。打破“明確目的—實(shí)驗操作—驗證結(jié)論”的模式，采用“提出問題—猜想與假設(shè)—制訂計劃和設(shè)計實(shí)驗—進(jìn)行實(shí)驗和收集證據(jù)—分析和論證—評估—交流與合作”的新模式，以強(qiáng)調(diào)學(xué)生探究新知的經(jīng)歷和獲得新知的體驗，實(shí)現(xiàn)結(jié)果和過程的并重，更好的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

四、初中物理探究性實(shí)驗教學(xué)的幾種常見教學(xué)模式

1、驗證性實(shí)驗的探究

驗證性實(shí)驗是通過給定的實(shí)驗題目、材料用具、方法步驟，學(xué)生按照步驟操作，驗證教師講解過的結(jié)論或概念。如：“密度”的概念是初中物理中的一個重要概念之一。對這個概念的教學(xué)，就是一個探究式的教學(xué)過程，教師在教學(xué)時，應(yīng)該加強(qiáng)指導(dǎo)，因為這個實(shí)驗應(yīng)用到“控制變量法”這個實(shí)驗方法。教師通過設(shè)置問題，激發(fā)學(xué)生的思維，使得學(xué)生能夠思考如何去實(shí)驗，邊實(shí)驗邊思考，而不是單純的照搬，硬套。使學(xué)生養(yǎng)成探究實(shí)驗的良好習(xí)慣。

2、指導(dǎo)性的探究實(shí)驗教學(xué)

指導(dǎo)性的探究實(shí)驗是常見的探究式教學(xué)模式。探究的課題往往是給定的，教材中也會給出探究的指導(dǎo)方案，只需教師在探究過程的每一個環(huán)節(jié)給予必要的指導(dǎo)。例如：在教學(xué)“探究電流的大小與電壓、電阻的關(guān)系”一節(jié)時，教材明確地給出了探究的課題，實(shí)驗材料的準(zhǔn)備，實(shí)驗步驟的設(shè)計，實(shí)驗數(shù)據(jù)的記錄表格，同時也給出了學(xué)生指導(dǎo)性很強(qiáng)的思考題目等。在動手實(shí)驗時，教師要指導(dǎo)學(xué)生回顧電壓表和電流表的使用，回顧控制變量法，強(qiáng)調(diào)電路的連接要正確，要準(zhǔn)確讀數(shù)、記錄、認(rèn)真分析，總結(jié)實(shí)驗結(jié)論。這樣學(xué)生才能理解到探究性實(shí)驗的內(nèi)涵和其中所蘊(yùn)涵的科學(xué)方法。

3、開放式的探究性實(shí)驗教學(xué)

開放性的探究性實(shí)驗教學(xué)是探究的最高層次的探究。從探究課題的選擇確定、方案的制定、實(shí)驗的操作、結(jié)果的分析處理到結(jié)論的總結(jié)、展示、交流，學(xué)生都有很大的自主性，完成的時間相對也比較長。在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗。在實(shí)驗中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在確定的目標(biāo)下，有全局觀點(diǎn)和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析、抽象概括、綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。例如：在學(xué)習(xí)了壓強(qiáng)的知識以后，要求學(xué)生從生活中去探究影響壓強(qiáng)大小的因素。這就需要組織學(xué)生以興趣小組的形式利用課余時間開展一些探究，可以安排一個月的時間，要求各個小組寫出實(shí)驗報告，然后進(jìn)行交流與探討、總結(jié)。又如：在學(xué)習(xí)測量導(dǎo)體的電阻之后，教師可以提出測量電阻的方法很多，要求學(xué)生自己去探索，或者小組探究。這樣讓學(xué)生充分的動腦、動手、動口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)，調(diào)動了學(xué)生的個性、自主性和創(chuàng)造性，增強(qiáng)主人翁精神，從被動接受知識到主動獲取知識過程的轉(zhuǎn)化。

總之，探究性實(shí)驗教學(xué)的好處是不言自明的，通過學(xué)生的親身體會，培養(yǎng)的學(xué)生的自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)物理的興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，也提高了課堂教學(xué)的效率。