探究性實驗教學在初中物理教學中的應用

■河南省駐馬店市實驗中學 李 偉

在當前教育大環境下，各個學校都積極審視傳統教學模式下的問題，在踐行教育改革理念的過程中，要求教師積極開展物理實驗，引導學生探索、研究，培養學生的物理思維和實踐能力。但是在當前的教學中，受傳統理念和制度的影響，教師仍然采用說教式教學方法，教學內容繁雜、手段單一，無法實現教學目標，影響了教學效果和質量的提升。對此，教師要積極反思，創新改革，把握物理學科的本質特點，采用探究性實驗教學方法，引導學生實驗探究，更好地開展教學活動，提高學生的核心素養，培養學生的科學精神品質。本文分析了探究性實驗教學在初中物理教學中的應用，旨在為物理教學工作提供針對性指導。

新課程改革對物理學科教學提出了新要求，加強物理實驗教學改革工作，從教學方法和學生學習方法入手，改進實驗環境和條件，讓實驗現象更明顯、清晰。當前探究性實驗教育已經成為一個新的理念，是物理教學改革的重要體現，在物理探究性實驗教學模式下，可以為學生提供親身體驗和感受的機會，啟發學生思考，提高學生的實踐能力。對此，教師要挖掘資源，完善探究性實驗教學的功能，提高學生終身學習的能力。

一、探究性實驗教學概述

探究性實驗教學是針對科學性的學科而言的，具體包括兩個方面：第一，以問題為核心的探究式實驗教學。實驗探究的目標是分析現象、解決問題，以及驗證理論是否可以解決現實問題，對此，在初中物理教學中，教師要積極采用探究式實驗教學方法，根據要求設置探究性的問題，通過問題導入新課，引出重難點，激發學生的求知欲，讓學生正確看待問題，主動投入學習中。第二，通過實驗觀察、記錄和深入思考，主動構建物理知識體系。對此，探究性實驗以探究實踐為載體，分析和研究復雜的物理問題，可以培養學生的探究能力和學科素質。物理探究性實驗也可以多方面地呈現物理知識，讓學生從實驗中了解現象原理和過程，運用所學知識解釋現象，形成新的知識體系。探究性實驗不是復制課本上的實驗案例，旨在解決問題，實驗目的性強，與演示實驗不同，要求學生自主分析、自主探究、自主得出結論，深入了解物理現象，豐富體驗。為了讓學生更好地進行實驗探究，教師還需要營造一定的實驗環境，提高學生的綜合實踐能力。

二、探究性實驗教學在初中物理教學中的作用

（一）提高學生知識獲取能力

探究性實驗可以提高學生的聽講能力，讓學生在教學過程中集中注意力，對自己感到疑惑的地方做好總結，主動、有目的、有方法地觀察和思考。學生通過圖書館、網絡平臺搜集和整理資料，分析資料的價值和作用，了解物理現象產生的原因，主動探尋物理現象中的規律，及時提問。也可以在實驗過程中分析、整理和記錄數據，在后期應用數據，根據實踐經驗確定課題，重新設計實驗、總結結論。

（二）提高學生的實踐操作能力

探究性實驗可以讓學生規范使用、自覺維護實驗器材和設備，把握實驗器材的結構和使用方法，主動保養和維護儀器，明確儀器的使用條件和實驗過程中的注意事項，增強學生的制度意識和規范意識。在實驗過程中，學生發現問題、提出問題，把握實驗步驟，嚴格根據實驗計劃規范操作，做好實驗過程中的數據記錄，及時整理數據，并根據實驗要求自行制作實驗裝置，學習更多實驗儀器校準知識和技能。

（三）提高學生信息整理能力

探究實驗教學可以提高學生的整理歸納能力，促使學生根據實驗項目和實驗數據自主繪制表格、圖表，并進行分析，根據事物的性質、特點和功能進行分類，了解實驗過程中環境關系的優缺點，根據具體問題及時改進。

（四）提高學生的溝通表達能力

在探究性實驗教學中，學生可以提出有價值、有意義、有代表性的問題，根據問題自主設計驗證方法，尋找答案，并根據問題探討交流，在集思廣益中獲取更多新知識，更好地詮釋重點概念，并將實驗過程中的資料進行整理，形成書面報告，加強與他人的溝通交流，更好地幫助他人豐富經驗，提高團隊協作能力。

（五）提高學生的知識創造能力

在探究性實驗教學中，學生可以更好地實施計劃，實現計劃目標，預期實驗結果，把握實驗方法，形成假設，并創新知識，主動發現問題，優化設計，學習新技術，將不同的物質和因素進行整合，總結新事物的新特點。

三、探究性實驗教學在初中物理教學中的應用策略

（一）根據教材要求進行實驗教學

在早期的物理實驗教學中，教師先告知學生實驗內容、步驟、主題、規范，要求學生熟悉后根據固定的器材和場地開展實驗，學生不需要思考和分析，這種方法不符合新課程改革要求，無法提高學生的學科素養。對此，廣大教師在探索和實踐中總結出探究性實驗教學方法，通過主動發現問題、提出假設、設計實驗、進行實驗、記錄實驗現象和數據、分析和歸納結果、得出結論、分享和交流等步驟完成實驗。這種實驗方法優勢顯著，可以調動學生的興趣，培養學生多方面的能力和素質，培養學生的科學精神和創新精神。在當前的新版本教材中，探究性實驗數量增加，為了更好地完成探究性實驗，教師要做好準備，科學制定方案，加強創新，多思考，注重在實驗中營造探究式氛圍，為學生提供更廣闊的探究空間，延長探究時間，培養學生的探究思維。

例如，在人教版初中物理八年級下冊《影響摩擦力大小》一課教學中，教師可以先拋出問題，讓學生思考，根據自身經驗和知識提出假設，分析影響摩擦力的因素，明確理論依據，再根據教材中的探究方案設計實驗，并進一步思考可以采用哪種實驗方法得出實驗。通過實驗探究總結出物體做勻速直線運動的條件，分析測力計測量與拉力之間的關系，為什么與摩擦力相同，并讓學生根據實驗結果對比分析自己的設想是否正確，最終總結出相關因素。以上方法可以為學生提供更多的練習機會，幫助學生鞏固知識、靈活運用知識。

（二）利用地區優勢進行探究性實驗教學

在初中物理學科教學中，教師要根據素質教育要求和新課程標準制定教學目標，加強教學改革，科學發揮物理實驗的作用，在課堂上積極開展物理實驗探究性活動，讓學生更好地學習物理知識，探索物理世界的奧秘，開發新的育人功能。與其他學科不同，物理學科主要以觀察和實驗為主開展教學，讓學生在實驗中掌握知識，培養學生的動手能力、設計能力、觀察能力和思考能力，讓學生更好地展示自己。為了實現以上目標，教師要加強改革，根據教學大綱和教材內容，精心設計探究性的物理實驗，讓學生主動學習、主動探究。探究性物理實驗對軟件和硬件環境的要求較高，需要有充足的實驗設備和器材以及良好的實驗環境。但是因為地區差異、經濟條件以及學生群體特點的不同，很多學校都沒有條件開展探究性實驗活動，影響了學生的學習。一些學校物理實驗室器材配備不全、類型少、空間范圍小，以教師口頭描述為主，影響了學生的情感體驗，學生無法深入了解物理現象。對此，教師要積極改進，充分利用自身的優勢條件，可以采用其他物品替代一些沒有的器材。

比如，在人教版初中物理八年級下冊《浮力》一課教學中，教師可以利用廢棄材料自制儀器，如利用水瓶，在表面打一些小孔，插入塑料吸管，用膠水進行密封，替代原有的溢水杯；利用小孩子的玩具來盛水，作為阿基米德實驗器材；在進行氣體對外做功實驗時，教師可以利用廢棄的水瓶，在壓縮體積后引導學生通過壓縮空氣將瓶蓋推出，在推出瓶蓋后看到很多白霧，此時氣體會對外做功，進一步減少瓶子內部的能量，最終引導學生得出結論。在這種教學方法下，教師利用廢棄材料代替一些實驗器材，開展更多的探究性實驗，如焦耳定律實驗，有效提高實驗效果。在此過程中，教師要引導學生積極思考，讓學生主動探索物理現象背后的原因，并進行歸納和總結，在實驗前提出假設，再進行推理驗證，進一步提高學生自主學習能力，實現創新。

（三）以學生為主，營造氛圍，擴大教學范圍

第一，教師要遵循以學生為主的教學原則，讓學生自己動手操作，改變以往單一示范的方式，讓學生在親身體驗中獲得新知識，教師發揮自身的引導和點撥作用。在學生自主探究的過程中，教師要引導學生運用所學知識解決問題，加強合作、交流和互動，共同完成任務，積極合作，通過驗證、觀察和分析得出結論，分析和對比結論，總結規律。在此過程中，教師要與學生互動，調節實驗進度，鼓勵學生思考，培養學生的發散思維，讓學生敢于質疑實驗數據、材料和實驗現象，培育學生的探究精神和品質，提高學生綜合學習能力。

第二，教師要創設團結協作、融洽、溫馨的實驗氛圍，吸引學生參與其中，讓學生重視物理實驗。物理知識枯燥、復雜、深奧，教師單純講解學生無法產生興趣。對此，教師要積極與學生互動交流，一起探索新知識、解決新問題，通過問題導入、故事講解、游戲、多媒體等多種教學方法營造良好的氛圍，讓學生主動設計實驗方案，主動探索，將學生培養成為實驗小達人，從而更好地解決物理難題。

第三，在初中物理教學中，教師要明確探究性實驗與驗證性實驗之間的異同點，讓學生先對理論知識有一個了解，熟知物理概念，在探究性實驗教學中延伸出更多實驗項目，提出一些深奧的物理現象和科學難題，要求學生帶著問題去探究，引起學生的好奇，讓學生自主查詢資料，通過多種途徑解決問題。根據項目主題開展綜合性和探究性的物理實驗，延伸教學范圍，整合資源，充分利用教學時間培養學生的科學探究精神和品質，讓學生積累更多常識、學習更多知識。在此過程中，教師要注意度的把握，根據具體情況及時調整和變動，可以采用分層教學方法，在學生可以接受的范圍內進行教學。

（四）加強重視，豐富實驗教學器具

初中學生正處于身心發展的關鍵階段，思想活躍、自主意識強、好奇心大，有一定的叛逆心理，對傳統的應試教育模式和教學制度不認同。對此，教師要重視初中學生的身心發展特點，創新教學模式和教學方法，改變傳統的教學模式，將課堂教學延伸到課外，與學生一起探討，制定探究性的實驗教學活動，滿足學生的需求，讓學生全身心投入實驗探索過程中，促使學生重視實驗課程，改變實驗教學認知，了解探究性實驗教學的作用和價值，主動探索，根據實驗規范和要求操作實驗器具，觀察物理現象，得出結論。

教師要改變學生的思想理念，讓學生主動參與實驗教學過程，以提高教學效率和教學質量。學校要評估和分析探究性實驗教學現有的條件，加大各方面的投入，完善物理實驗室的功能，創設良好的條件，引進先進的實驗器具，豐富實驗器具類型，及時補充新的實驗器具，根據教材要求，確保實驗器具的豐富性和完整性，有效滿足學生的探究需求。在此過程中，要加強實驗室的器具管理，對一些使用時間較長、常常出現故障的老舊設備，學校要定期維護、更新和保養，確保學生在實驗操作過程中規范使用。

實驗完成后，學生需要將實驗器具放到原來的位置，做好清潔工作，教師進行檢查。比如，學校要安排專門的管理人員加強監督，對設備的使用進行記錄，確保實驗器具的完整，保證實驗資源不被浪費，為后期教學做好相關工作。教師可以在實驗開始前講解相關知識，讓學生明確注意事項，輕拿輕放實驗器材，尤其是一些器皿，要有一定的保護意識，提高學生的素質。另外，教師要保證學生的人身安全，做好細節問題的處理，加強監督和檢查，避免學生出現違規操作，要求學生對自己負責、對他人負責，加強實驗室安全管理，從根本上保證實驗安全，增強學生的責任意識。比如，在一些高危、復雜的實驗中，教師要讓學生小組合作，或者帶領學生實驗，禁止學生獨立操作。

四、結語

總而言之，探究性物理實驗對初中物理教學有著非常重要的作用和價值，既可以培養學生的探究意識、科學精神和綜合素質，也能引導學生提出問題、分析問題、整理資料、提出假設，最終自主驗證問題，培養學生的信息整合能力。教師要為學生提供更多練習的機會，增強物理教學的修為性、互動性和探究性，有效改變以往傳統教學中的弊端，提高教學效果和教學質量。