浅谈初中生物理实验探究能力的培养

(作者单位：山东大学附属中学，山东济南　250100)



浅谈初中生物理实验探究能力的培养

■张伦超

物理实验是中学物理教学的重要环节,是培养学生科学探究能力的重要途径。科学合理地开展物理实验教学,不仅可以巩固学生的物理基础知识,更重要的是能培养学生的科学研究方法和创新思维,提高学生的综合能力。但传统物理教学中，注重对学生进行物理知识的传授和解题方法的训练，对于某些新知识的学习,虽然也借助于实验引入，但往往在处理实验时，忽视其所蕴含的思想性、探究性和发展性的功能，造成教师的讲实验与学生的记结论，虽能在一定程度上培养学生的观察能力和操作技能，但不利于培养学生的探究能力。为改革这种陈旧的教学模式,适应新课程标准的要求,我们对初中生物理实验探究能力的培养进行了研究。

一、教师设计探究性实验，培养学生的实验探究能力

学生最感兴趣的是那些有所了解却又非完全已知、能够引起思考的东西，而现行教材中的实验大多具有已知操作过程、实验结果的特点。实验课上，教师与教材已经设计好了一切，学生只管“照方抓药”，根本谈不上培养学生的科学探究能力。探究式实验不是简单地、机械地让学生模仿操作，而是在老师的指导下，以教材内容为基础，结合学生自身生活、社会活动选择和确定研究的课题，以类似于科学研究的方式自主地对研究的内容进行实验探究，去尝试、设计方案，去发现问题、探究问题，从而在活动中获得知识，学会研究问题的方法，体验活动的乐趣和成功的喜悦，初步形成探究问题和解决问题的能力。

设计探究性实验可以不受时间与空间的限制，将学生内容拓展成开放的、社会的一种学习方式。其核心在于改变学生的原有学习方式，强调一种主动探究学习，使学生真正成为学习的主人。在这一过程中，学生的创新意识和实践能力势必得到应有的锻炼与提高，其最大特点是问题性、开放性、综合性、社会性和实践性。实验前，学生不知道实验的现象和结果，这就使他们对实验产生了强烈的好奇心和求知欲。这就要求他们在实验过程中认真、正确地操作，仔细敏捷地观察，忠诚老实地记录。谁不认真，谁就不能获得正确的结论。这有利于培养他们科学实验的基本品格和探究精神。

例如“菜刀上的力学知识”、“家用电器的发展带来的安全问题”、“刹车时车轮被抱死的利与弊”……再有，一些题目与社会发展和社会热点密切相关，例如调查研究“灶具的演变”、小论文“温室效应”……还有一些题目虽然看起来像是普通的学生实验，但它的结论是学生所不知的，所以是真正的探索性实验，例如“研究弹簧振子的周期和小球质量的关系”、“研究霍尔效应”……再如，通过对十分度游标卡尺原理的分析，尝试设计一个一百分度的游标卡尺等。

通过这些实践活动，使学生步步深入地进行自主探究，一方面巩固了知识，学会了用学过的理论分析确定实验方案、解释现象、得出结论；另一方面提高了学生动手能力，使他们掌握了科学探究的一般规律，更好地领会到科学探究的思想和方法，培养了学生的科学创新能力。

二、教师鼓励学生自己设计实验，培养学生的实验设计能力

若能让学生自己设计一些探究性试验，则更有利于学生探究能力的培养。“授之以鱼，仅解一餐之饥；授之以渔，则受用终身。”在学生自行设计实验，在实验中探究问题时，教师的作用是在学生设计实验，进行实验的过程中遇到困难，出现偏差时，及时出现，点拨、指导、协调、帮助学生制定适当的目标，并确认和协调达到目标的最佳途径，使其掌握学习策略、研究方法，形成良好的学习习惯。当学生兴趣盎然时，教师及时隐退，不能越俎代庖。只有这样，才能培养学生的探究精神。

通过小组讨论，设计实验方案，选择最佳的可行性方案，确定实验方法，选择实验器材，能否用自制的器材完成实验，安排合理的实验步骤。例如：学生学习了磁场对电流的作用后，有学生就猜想：磁场会不会对通电液体产生作用呢？接下来就会有用什么来产生磁场、怎样使液体通电等问题。在实验方案制定过程中就产生了用什么样的磁铁，磁体怎样放合适呢？磁铁的大小以及磁性要强到什么程度就可以了呢？对液体来说就有什么样的液体能导电，我们选择什么样的导电液体，如何配制导电的液体呢？液体选定后该如何给它通电呢？通什么方向的电流？让液体流动还是让液体转动呢？电流的大小多大才合适呢？要产生这样的电流用什么电源呢？教师对学生实验方案的制定也不要求全责备，只要无大错，方向正确而具有可行性，基本框架有了就可以放手让学生去做了。让他们在实践中发现问题，解决问题，从而不断完善实验或实践方案。如上面的事例中，学生一开始也不可能想得那么多，而是在实验的过程中不断地发现问题和解决问题，并不断提出“应该进行怎样的设计”、“为什么要这么做”、“换一种方法能不能做”等问题，并运用多角度思考法、缺点列举法、逆向思维法等方法，引导学生探索，对其不足加以改进。

三、利用“物理家庭小实验”，培养学生的动手能力

学生的探究空间不应仅仅局限于课堂内，课外的活动也是科学探究的重要战场。“物理家庭小实验”是指利用家庭生活用品来进行物理实验，从而对物理进行学习和探讨的活动。首先，可以让学生搞一些家庭小制作,比如微型照相机、简易指南针等等。同时还要多布置一些探究性的问题:如挂衣钩是如何贴在墙上的？这样便可以拉近物理与生活的距离,且多让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、与日常生活的关系,从而激发学生的探究欲望和学习兴趣。其次,要不断重视物理知识的实际运用。比如,在学完《简单机械》这一知识点后,应多组织学生亲自通过对自行车进行实物观察,尽量让学生说出自行车究竟运用了哪些简单的机械？只有如此,才会让学生感到物理就在我们身边。再比如学习了《电学》的知识后，可以让学生回家观察家里电能表的转动情况，以及回家后试着测量家用电器的功率等。这既能激发学生对物理课的学习兴趣,又能巩固他们所学的知识,逐步培养学生理论联系实际的综合能力。

四、引导学生提出问题、发现问题，培养学生的质疑能力

爱因斯坦说过：“提出问题，往往比解决问题更重要。”科学探究的要素之一就是提出问题,不断将问题作为探究的出发点。物理教学应重视培养学生的问题意识，培养学生敢想、敢说、敢问的精神。因此,在探究活动开始时,要不断努力创设物理问题情境,想方设法引导学生尽可能多地去发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出一系列问题来,以激起广大学生的探究兴趣。现实生活中处处充满着物理知识。在物理教学中，要根据学生已学过的物理知识和生活经验,鼓励学生大胆提出问题,还要注意及时表扬。如在学习《流体压强与流速的关系》一节时，用漏斗吹乒乓球，学生会问：“乒乓球为什么不会掉下来呢？是什么力托住了乒乓球？”在学习《大气压强》一节课时，观察实验：先在大试管中注满水，然后套入小试管(无水)，使装置倒立，会发现小试管不但没有掉下来，反而在大试管中上升，学生会问：“小试管为什么不会掉下来？是什么魔力使小试管上升？”

学生有着巨大的探究潜力,只要我们真正从学生实际出发,重视探究实验，充分发挥学生的主动性,给学生营造宽松的环境,这种潜力终将会转化为现实的探究能力。在物理教学中采用“实验探究教学”模式，不仅可激励学生产生强烈的求知欲望，从而主动地去获取知识，而且可充分发挥学生的智力潜能和非智力因素的作用，由此培养学生科学探索的精神和实际操作能力。在实验教学中，以实验吸引学生，再以实验启发、引导学生，为学生营造心理安全、心理自由的氛围，尽可能创设实验情境，让学生置身于实验环境中，使学生能结合实验进行想象。要在教学中创设一个能引起学生兴趣的，并且和课本中的原理性知识相关的实验问题，让学生发表看法，参与讨论，培养学生主动获取知识的能力、主动探究实验的习惯和能力。

(作者单位：山东大学附属中学，山东济南250100)

(责任编辑：甄鸿启)