探究性實驗教學在初中物理教學中的應用研究

摘 要：物理是以實驗為基礎的自然學科，在教育改革背景下，探究性實驗設計受到了初中物理教師的廣泛關注。在初中物理教學中實施探究性實驗，能使學生的自主學習能力與科學探究能力獲得同步發展。基于此，文章在總結探究性實驗教學價值及實施原則的基礎上，從創設情境、集中討論、小組合作、分析論證、完善反饋等角度出發，

總結了探究性實驗教學的具體實施策略，旨在營造良好的探究氛圍，幫助學生提高自身綜合能力。

關鍵詞：初中物理；探究性實驗教學；教學策略

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2097-1737（2024）21-0053-03

《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出“在初中階段物理教學中，教師需要注重科學探究，突出問題導向，引導學生不斷探索，提高其分析問題、解決問題的實踐本領與學科思維能力”。實驗教學是初中物理教學中的重要組成部分，教師秉持引導學生參與探究、助力其核心素養培養的教育目標設計探究性實驗，有助于突破傳統的單一化、機械化教學模式的弊端，幫助學生在探究中感受物理學習的魅力，逐步提高其實驗水平，最終實現理想的教育目標，為學生以后的學習奠定良好基礎。因此，廣大教師應及時更新自身教育理念，設計有效的探究性實驗策略，改良物理教學方法，助推學生全面發展。

一、探究性實驗教學價值及其實施原則

（一）探究性實驗教學的價值

實驗能夠幫助學生將物理知識與生活實際相結合，并通過自主實踐體會知識的形成與發展過程。在初中物理教學中落實探究性實驗教學具有以下價值。

第一，物理知識較為廣泛且知識點間的聯系相對密切，對思維尚處于發展階段的初中學生而言具有一定的學習難度[1]。現階段，部分學生在學習過程中存在參與意識不足、缺乏學習興趣等問題。采用探究性實驗進行課堂導入，可以充分吸引學生的注意力，引發學生展開深度思考，在潛移默化中激發學生的物理學習興趣，確保其始終將注意力集中在對知識的獲取上，從而達到提高教學質量的目的。

第二，科學探究能夠幫助學生養成細致觀察生活的習慣，使其能夠從生活現象中發現問題。借助物理的探究性實驗，學生可以通過學習建立起實驗現象與生活之間的聯系，逐步將所學到的物理知識以及科學探究方法落到實處，樹立“科學家精神”，有效培養自身核心素養。

第三，在探究過程中，學生將通過合作、交流等方式不斷積累經驗，在探索中提高自身的解題能力與思維能力，為后續參與高中階段的物理學習打好基礎。

（二）探究性實驗的實施原則

第一，主體性原則。一切教學活動的設計都需要以學生為中心，教師要兼顧每一位學生的學習訴求，根據實際學情設計具體方案，發揮自身引導作用，激發學生參與實驗探究的熱情[2]。

第二，安全性原則。在物理學習中，學生會使用酒精燈、小燈泡等存在安全隱患的實驗器材。在指導學生進行實驗探究的過程中，教師需要在課前為學生講解實驗規范，嚴格遵循安全性原則，使學生樹立良好的安全意識，秉持嚴謹、細致的實驗精神，避免發生安全事故。

第三，合作性原則。新課標中強調，學生需要通過學習掌握合作技巧，發展自身合作能力。教師可以借助探究性實驗，根據學生的學習能力，合理構建學習共同體，指導學生以小組為單位參與科學探究，保障全體學生的共同進步。

二、探究性實驗教學在初中物理教學中的應用

探究能夠讓學生體驗科學，在實踐中把握科學精神并理解科學本質[3]。在下文中筆者將結合多年的實踐教學經驗，總結并分析探究性實驗教學在初中物理教學中的實踐策略，以期為廣大教師提供借鑒。

（一）創設情境，引出探究問題

為保障探究性實驗活動的開展質量，教師可以在導入階段采取情境創設手段，將探究主題融入生活現象當中。這樣一來，一方面能喚醒學生已有生活經驗，提高其探究積極性；另一方面也能降低知識難度，幫助學生順利建立生活與學科知識的連接，激活學生的科學思維。

以蘇科版物理八年級（下冊）“力的作用是相互的”一課教學為例。在以往的學習中，學生已經初步了解了摩擦力以及重力的示意圖，為調動其已有經驗，順利導入本課實驗探究的內容，教師可以在課程開始前為大家播放影片。影片1：在拳擊運動中，運動員主動出擊將對手打倒；影片2：足球比賽中守門員用頭部將即將進入門框中的球頂出去。這兩段影片與學生的生活息息相關，其中所反映的“力”的相關知識也能夠引發學生的思考。借此，教師可以根據情境內容引出思考問題：施力物體在施力的過程中是否也同樣受到力的作用呢？針對這一問題，學生可以結合兩段影片中的內容分別提出不同猜想。猜想1：拳擊比賽中拳手打倒對手，說明對手受到了力的作用。猜想2：

守門員用頭部擊飛足球的同時，頭部也受到了足球的力的作用。根據學生的回答，教師可以“物體在施力的同時是否也受力”為議題，引導大家展開探究性實驗，進一步挖掘關于力的相互作用的知識。

綜上，巧妙利用生活情境，導入真實影像，可以為學生構建直觀、真實的情境，在喚起學生已有認知的同時，幫助其建立生活與物理知識之間的連接，為后續探究性活動的開展作好鋪墊。

（二）集中討論，提出假設猜想

學生根據自己已有的生活經驗對未知物理知識或者物理規律進行大膽猜想，可以增加學習興趣，鍛煉敢于直面問題，分析問題的能力[4]。因此，在提出問題后，教師可以鼓勵大家以辯論的形式發表意見，由教師扮演裁判的角色，收集并整理學生提出的猜想，然后一一列舉出來，借此鍛煉學生的思維能力與創新能力，同時為學生提供自我展示的平臺，有效激發學生的參與興趣。

以蘇科版物理八年級（下冊）“牛頓第一定律”一課教學為例。在課前導入階段，教師邀請學生觀察窗外樹木搖動的情況，并利用自己的學習經驗分析力與運動之間的關系。有學生提出：當風吹大樹的時候，大樹在搖晃，當風停止的時候，大樹就停止了，說明“力是物體運動的原因”。這一觀點受到其他同學的反駁，有學生表達：自己在踢足球的時候，已經將足球踢了出去，此時腳已經不再對足球施力，但是足球仍舊在向前運動，因此“力是物體運動的原因”這一觀點并不正確。針對學生的不同觀點，教師可以進行匯總、整理，并引導大家嘗試猜想“運動著的物體所受的阻力對它的運動路徑會有怎樣的影響？”，并引出本課探究性實驗，幫助學生在問題解決中深化對牛頓第一定律的理解，從而達成本課預期教學目標。

綜上，有效討論不僅可以激活學生思維，還能幫助教師及時了解學生對問題的想法以及思路。在后續學習中，利用探究性實驗逐一驗證不同猜想，也可以幫助學生在探究中提高解決問題的能力。

（三）小組合作，設計實驗方案

在實驗設計環節，為保障學生的參與效率，教師可以依據學生的思維能力、興趣愛好等因素構建學習共同體，然后指導學生根據自己的猜想與小組成員進行討論，群策群力，共同設計用于驗證猜想的實驗方案。此種方式不僅能幫助教師提高教學質量，同時也能幫助學生在探究中樹立良好的合作意識，有效實現核心素養的培養。

以蘇科版物理九年級（下冊）“磁場對電流的作用 電動機”一課教學為例，教師將生活中常見的電動玩具作為教學素材，引導學生拆解玩具并分析其中的電動機部件的轉動方式。有學生提出猜想：小電動機中有磁體和線圈，電動機在通電的時候才會轉動，說明通電的導線在磁場中會受到力的作用。根據這一猜想，教師引導學生展開探究性實驗。學生以小組合作的方式進行討論，并提出：磁場對通電導體有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向相關。為驗證這一猜想，部分小組利用教師提供的材料，嘗試組裝實驗器材，完成圖1中的操作：（1）給直導線通電并對其運動情況進行觀察記錄；（2）改變直導線中的電流方向并記錄其運動情況；（3）將磁極對調，改變磁場方向后觀察直導線的運動情況并進行記錄。通過上述實驗，可以驗證磁場對電流的作用。

綜上，通過學習共同體的構建，學生參與學習活動的積極性得到了明顯提升。在各項活動中，大家不僅能在活動中汲取經驗、取得收獲，深刻感受合作的重要性，還能在探究中增強對物理知識的學習興趣。

（四）分析論證，開展成果交流

當學生完成探究性實驗后，教師可以邀請學生以小組為單位進行分享，同時引導其他學生積極參與，從中積累經驗。通過這種方式，可以在班級內形成良性循環，使學生通過探究、實踐、分享、交流等活動，不斷強化自身綜合能力[5]。

以蘇科版物理八年級（上冊）“平面鏡”一課教學為例，教師可利用教材第66頁中提供的圖片（如圖2）“澆不滅的燭焰”為素材，引導學生思考：為什么茶色玻璃板后的蠟燭能夠在水中燃燒？結合所學平面鏡成像的知識，學生提出不同猜想：（1）像的位置在平面鏡后；（2）像和物的大小相等；（3）像到平面鏡的距離與物到平面鏡的距離相等。根據猜想，各小組可在班級內展開探究性實驗并分享實驗結果。在分享環節，學生提出可以先確定像的位置再比較像與物的大小，并效仿教材內容利用茶色玻璃觀察成像情況。在學生分享完畢后，教師還可以詢問其他組成員是否想到了其他驗證方法，以此在班級內形成良好的交互氛圍，助力學生實現全面發展。

綜上，教師通過邀請學生以小組為單位分享成果，總結本組探究性實驗方案，能夠使學生在交流中取得進步，從而不斷提高其自身實踐能力。

（五）完善反饋，強化教學收益

評價是教學活動的重要組成部分，在成果交流之后，各組成員可能會產生疑惑，如：為什么計算結果出現了錯誤？哪一個步驟出現了問題？針對這些疑問，教師可以引導學生參與學后反思環節。通過引導學生回顧自己在探究性實驗中的操作流程，幫助學生提高科學認知水平，及時完善實驗方案，并在評價的指引下不斷完善自我，實現知識與能力的全面提升。

以蘇科版物理九年級（上冊）“電路連接的基本方式”一課教學為例。在本課教學中，學生可以小組為單位，對“如何使兩個小燈泡亮起來”進行探究，進一步了解串聯電路和并聯電路的相關知識。在探究性實驗結束后，教師可根據學生在活動中的表現作出評價，并贊揚大家積極參與學習活動的行為，增進學生的情感體驗。接下來，教師可以指導大家回顧學習過程，并從以下幾方面展開自評：（1）是否能與同伴友好協商，共同完成實踐任務；（2）是否能提出多種電路連接方式；（3）是否能了解串聯電路與并聯電路的不同特征。另外，教師還可以讓學生分享自己在活動中遇到的問題，然后再由教師對問題進行整理，從而有針對性地為學生答疑解惑。

綜上，探究性實驗結束后，教師可充分發揮評價在教學活動中的優勢，實現“教—學—評”一體化，達到以評促教、以教定學的目的，同時幫助學生得到發展。

三、結束語

綜上所述，在教育改革背景下，探究性實驗活動能使學生在真實情景中，通過觀察物理現象，引發猜想與假設，進而以自主實踐的方式進行驗證，深化對學科知識的理解與掌握。這一教學手段是培養學生科學思維和探究精神的重要途徑，對學生綜合能力的發展具有重要作用。

參考文獻

史文斌.初中物理課堂中自主探究能力的培養措施研究[J].廣西物理，2023，44（1）：156-158.

許穎.初中物理探究性實驗教學探究[J].試題與研究，2022（30）：49-51.

古文娟.中學物理中如何培養學生的探究能力[J].讀寫算（教師版）：素質教育論壇，2016（11）：1.

徐磊.核心素養視角下初中物理實驗探究教學的實施策略[J].廣西物理，2022，43（3）：162-164.

華紅梅.基于核心素養下的初中物理探究性實驗教學[J].數理化解題研究，2022（17）：98-100.

作者簡介：許忠林（1985.2-），男，江蘇姜堰人，任教于泰州市姜堰區克強學校，一級教師，本科學歷。