浅谈初中物理探究性实验教学

柯进福

在新一轮初中物理课程改革中，强调了探究性实验教学的重要地位。新的课程标准在科学探究上突出“提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作”的理论内容。物理探究性实验是指：教师对知识不直接给出结论而是通过创设情景，启发、引导学生思考，提出问题，再让学生利用已有的知识和生活体验自主地去进行物理实验探究，通过小组合作讨论研究，最终得出结论，获取知识。

一、物理探究性实验教学的实施

（一）创设情景，形成任务驱动

情景引入，顾名思义是在探究活动的初始，设置与教学内容相关的引入手段。其最主要作用在于激发学生的学习兴趣，通过情景产生好奇心，充分利用青少年好动心理特征的正面效应，用趣味启发学习兴趣，进而转化成学生积极求知的驱动力，这是学好物理的重要环节。在新课程实施的课堂中，物理探究性实验的第一个环节是“提出问题”。不少教师按部就班，让学生就某个问题展开“猜想与假设”，由于学生对问题缺乏初步的认识，也缺乏教师的适当引导，猜想与假设就成了胡猜乱想。不少学生的猜想与老师的教学设想毫无关联，最后为了完成教学任务，原来学生对问题提出的猜想被束之一阁，而教师根据教学内容，代替学生提出猜想。利用情景引入，不但具备提高学生学习兴趣的功能，还应具备另一重要的功能：让学生在趣味的、未知原因的情景中，激发学生的求知欲望，驱动学生提出要探究的问题，并且根据所提供的情景，对问题形成猜想与假设。这两点正是课程标准中对科学探究的要求。

案例一：《压强》的活动情景引入

在《压强》一节的引入中，教师请一位男生和一个女生帮老师钉木板，老师提问：“谁会钉得快一点？”学生笑话老师“无知”。结果相同时间内，女生钉好了，但男生失败了。当想象与实际形成巨大反差时，最容易使人产生强烈的求知欲望。男生回座位时丢下一句话“不公平”，老师及时抓住这句话，提问“男生说‘不公平，除了男生比女生力气大不公平之外，其他同学想一想还有什么可能不公平？”引导学生进行猜想。

师：“起初大家认为男同学会毫无疑问地胜出这个比赛，主要原因是基于什么考虑？”

生：“男生力气大！”

师：“也就是说，压力的作用效果，从大家常识来看是与什么有关系？”

生：“力的大小。”

最后老师在实物投影仪上展示两个同学所用的钉。老师提问：“男生说‘不公平，是因为他用了哪口钉？”引发学生对铁钉的观察。师因势利导“压力的作用效果，除了普遍认为与压力大小有关系之外，还可能跟什么因素有关系呢？”通过问题引导和实验观察，学生提出“影响压力作用效果可能与受力面积的大小有关”。

（二）根据学生实际，通过有效提问引领学生思考

课堂提问的方式引发我们两个思考。

思考一：“满堂灌”变为“满堂问”，学生的回答不少是“是”“不是”“对”“错”等，缺乏主观思考，进行解释的回答。而这样“满堂问”课堂中所设的提问往往是泛泛而问，教师的问题不能引发学生深层次的思考。

思考二：老师对新课程的课堂提出一个研讨问题：“当学生导而不发的时候，怎么办？”学生导而不发有多方面原因。而其中之一：所提的问题脱离了学生的基础、实际能力，因而导致学生对老师的问题“导而不能发”。

因此在实际教学中，我们应当根据学生的实际和基础，以有效提问，引领学生进行科学探究。

案例二：探究“磁场对通电导线的作用”

在《电动机》一节书中，教师对“磁场对通电导线的作用”演示实验的处理如下：教师在演示图3实验后，得出磁场对通电导体有力的作用。为了进一步探究磁场对通电导体作用的其他特点，师：“要使通电导体的运动方向刚好相反，可以通过什么来实现？”上台的第一位学生操作是把导线与电源的正负极互换。

师：“你是根据什么，想到改变电源正负极与导线连接的呢？”生：“在奥斯特实验证明，磁场的方向与电流方向有关。那我就想通电导体的受力方向是否会与电流方向也有关？”教师再次提问“还有什么其他操作也能够改变通电导体的运动方向？”第二位学生把磁铁的南北极上下倒置。

这个内容的通常教法是：教师通过改变磁体南北极和改变导线与电源正负极的接线，让学生观察实验现象总结结论。这种做法关注了学生实验观察能力与总结能力，但学生主体行为展开不足，就这种教法而言，不能达到培养学生动脑动手能力的目标。在这个教学环节的处理上，教师没有直接做演示实验，而是在学生能力范围内提出有效问题，启发学生思维，引领学生进行有实质意义的探究，从而在探究的基础上得出结论。要让学生能主动参与到探究实验中，教师必须对课堂中提出的有效问题加以研究。

（三）适度开放，让学生自主实验

探究性实验的目标在于：发展学生的能力；培养学生的问题意识和创新精神等。基于上述目标，结合初中学生认知的成长历程，初中物理探究性实验不能由老师全盘决定，也不能完全放任自由，而应该在适度开放中由学生自主实验。实验过程中，学生在一定的范围内，自选探究方向，自定实验方案，教师不过分干预，不同能力的小组获得的结论因能力而异。教师只是在最后的评估与交流中引导学生得出相应的结论。开放性与自主性是实现探究性实验目标所必需的，只有这样才能有效提高学生的探究能力和创新精神。

案例三：探究影响物体所受浮力大小的因素

教师让学生亲身体验，利用日常所见的活动作引入，把空瓶压在水里越深，手受到的力越大，让学生通过物体受浮力越来越大的过程，引导学生猜想浮力大小与深度有关。在感受浮力增大的同时引导学生观察排开的水越来越多，引导学生猜想浮力大小与排开的水之间存在关系。教师在引导学生探究出浮力等于排开液体的重力后，一回头，再根据猜想引导学生探究浮力与深度的关系。师：在猜想浮力大小与什么有关时，我们还猜想到浮力的大小与深度可能有关，请自己做实验进行探究检验，探究深度对浮力的影响。学生做实验——在把物体逐渐浸入水的过程中，学生发现弹簧测力计的示数逐渐减少，发表结论：深度越深，物体所受浮力越大。但另一组同学反对，在他们探究浮力与排开液体重力关系时，发现物体在不同深度，但浮力不变（两组学生并没有注意物体是否浸没的条件）。教师用开放态度引导“两组同学不同的意见，谁对谁错？请注意物体在液体中的不同位置去看待两个结论。”在教师的引导下，学生发现分别在不完全浸没与完全浸没的条件下，两个结论都对。探究性学习的重点是培养学生的问题意识和创新精神。问题意识即一种怀疑精神，一种探索意识，它是创造的起点，没有问题意识就没有创新精神。许多有重大意义的问题在开始时都是不为人们所理解，因而被误认为没有意义的。要养成问题意识，就需要养成问为什么的习惯，同时养成尊重他人提出问题的习惯，教师应该以身作则。特别对正在成长过程中的中小学生来说，他们的问题意识和创新精神需要成年人的呵护和鼓励，才不至于被扼杀。

（四）创造性地设计探究性实验

案例四：利用“探究凸透镜成像”的整套实验装置，再加一个凸透镜和一个凹透镜，让学生探究“近视眼的矫正用什么透镜”。

教师将物体放在凸透镜较近处，但仍能在光屏上得出一个倒立缩小的实像，比看近处的物体能看得清晰 。

解释近视的眼睛晶状体太厚，睫状体不能有效调节厚薄。因此看远处的物体很模糊。

教师引导“近视眼要看清物体，就要佩戴眼镜，我们带的眼镜是凸透镜还是凹透镜？”引导学生利用另外的两个小凸透镜和凹透镜，探究近视眼应该佩戴什么眼镜？教师创造性地引导学生对问题进行探究性实验。根据初中学生的实际，学生的能力较难实现如何设计探究性实验。因此适宜教师利用情景（演示实验等）作引导，而留下问题的关键让学生进行探究。在进行分组探究感应电流的实验中，由于不少同学都经历改装的过程，熟悉器材，因此对实验探究有很大的帮助。是自己做的，已经很熟悉了，所以实验时很兴奋，很专心，当然也就很快得出结论。

到后来，还有一些学生经常问“老师，有没有电表要拆的，有就叫我去帮忙。”从探究性实验案例中，探究性实验从课外回归到课堂，我们可以看到的不是“要我学”，而是“我要学”的学生。从经验中，我们可以看到物理探究性实验能提高学生学习物理的兴趣，能培养学生素质；也能提高我们老师关心的学生学业成绩。

（五）满足需求，延伸课外探究

学生在日常生活和实验探究过程中会有很多不同的问题，也有很多新想法，老师课堂上无法一一解决；由于课时限制、课程标准或教学设备限制，有很多学生感兴趣的知识、超出初中课标要求的知识（有的甚至到高中才会涉到），我们老师都无法满足学生的需要；部分学生对物理现象、规律有着很大的兴趣，在一般的课堂教学中，无法得到一一满足。因此把探究性实验延伸到课外，引导学生进行课外探究将有利于满足不同学生的要求，开拓各个层次的学生的实践技能。

内容安排可结合实验册中的小制作（如发电机、电动机）、小实验（如水瓶琴奏乐），结合我们生活的物理活动（如测量自己登楼功率、测量学校到自己家庭的距离、测量家庭用电器的电功率）、教材中的“想想做做”（如判断未知磁体的极性；测量电池组电压；导体电阻与长度的关系等）、各种练习册中出现的探究题（如找一根铁丝让它温度升高、内能增大，看谁的办法多？），教师不定期提供探究素材和趣味物理资料引导学生进行探究活动，科技节设置具有竞赛性质的制作（如纸火箭、水火箭、鸡蛋撞地球、飞行时间最长的纸飞机）等等。根据不同学生的实际，让学生进行课外探究活动的同时，写出探究报告。

二、探究性实验教学过程中应注意的问题

实施探究性实验教学的策略：根据不同的教学情景，恰当地选择相应的探究性实验。具体应结合教学实际，促使学生在实验过程中，动眼、动脑、动手、动口，并使之掌握科学的实验方法，形成良好的实验习惯。为此应注意下列问题：

（一）根据新课标对能力与技能的要求，安排探究性实验的教学内容

例如，课标中要求学生通过学习，会使用天平、温度计、电流表等基本物理实验仪器。学生在探究物质密度、探究物体熔化、沸腾等实验中，对学生使用这些仪器技能方面已有相当高的要求。那么可以在之前介绍仪器使用的课堂上，变仪器演示转变为分组探究实验，努力增加学生对这些仪器的使用频率，让学生在探究仪器的过程中，提高仪器使用的技能。

（二）将课本上的小实验和一些实验习题改为分组或演示实验

例如用纸盒可以将水烧开的小实验可设为课堂演示实验，反复弯折铁丝后弯折处会发烫等实验习题设为分组实验等等。

总之，注重学生科学探究过程，根据不同的教学需要，实施课堂探究性实验教学的不同策略，会对新课标下初中物理课堂的教学能产生积极良好的效果，使物理教学过程成为学生愉悦的情感体验过程，让学生感悟到实际生活中的物理的奇妙和规律，从而激发学生勇于探索科学知识的最大潜能，真正实现从生活走向物理，从物理走向社会。

【参考文献】

［1］李新乡，张德启．物理教学论[M].科学教育出版社，2005.

［2］许国梁.中学物理教学法[M].北京：高等教育出版社，1993.