浅谈探究性实验与验证性实验在高中物理中的认识

周万里

摘要：探究性试验和验证性试验作为高中物理教学的重要组成部分，其不仅是知识考查的重点内容，也是对同学们思维能力锻炼的重要组成部分。

关键词：高中物理;探究性实验;验证性试验

物理学作为自然科学的基础性学科，对学生科学思维能力的培养是其他科目无法替代的，它发展离不开理论与实验的结合，分别通过不同的方式来探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律。爱因斯坦曾经说过，纯粹的逻辑思维不能给人们任何经验世界的知识，所有真实的知识都是经验出发并在经验中完成的，可见实践的重要性。

在高中物理中实验作为物理教学的基础之一，其重要性不言而喻，通常我们把实验分为两类，一类为探究性的实验，而另一类为验证性的实验。探究性试验突出实验探究，对理论提出猜想，然后通过设计实验方案到实验过程的操作以及相关数据的采集和分析来达到目的。而验证性试验重在验证，通过对已有理论的分析，提出验证的实验方案，在经过实验操作、数据采集和数据分析来达到验证的目的，两种实验重点环节各有不同，但是实验要素大致相同，各有其特点。下面我就从不同方面谈谈两类实验的认识，以便更好地进行物理实验教学。

一、两种实验的特点

探究试验体现在探究性，指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己的实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。探究性实验是通过实验来回答一个感兴趣的问题，激发学生的好奇心，培养科学探究能力，例如探究加速度与质量、力的关系，探究弹簧下变量与弹力之间的关系，探究電流周围的磁场，探究电子束在示波管中的运动等。

验证实验主要在于其验证性，是则指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。验证性实验强调演示和证明科学内容的活动，科学知识和科学过程分离。验证性实验是为了培养学生的实验操作，数据处理等技能，学生们检验一个已知的结果其正确性，例如验证力的平行四边形定则，验证动量守恒定律，验证机械能守恒定律等。

二、实验的设计方面

探究性实验对学生发散思维要求较高，其一般步骤是：问题——假设——实验——分析——结论，学生根据课题研究的要求，可在教师指导下，由自己确定实验原理、选择实验器材、制订实验方案、实施实验方案、探求实验结论。同学们的设计方案的思路不尽相同，给学生很大的自由发挥的空间。

验证性实验是有一个明确的实验结论，一般实验方案已经设计好，学生知道如何选择实验器材、进行实验操作。同学们只需按照给定的实验设计进行实验操作，对数据分析处理，验证对应的原理规律。

三、实验的操作过程方面

探究性实验过程由于同学们设计思路不同，在实验的操作过程中，他们并没有确定的实验步骤可遵循，因此，需要学生自己思考分析、采取合适的方法，亲自动手去操作。在疑难问题时，同学们之间相互讨论，必要的时候教师可给予适当指导，提供参考建议，引导学生针积极思考、分析原因。使学生对实验目的、原理有一个深刻的理解，而整个过程学生对所探究的知识是主动建构的过程。

验证性实验中同学们对实验的整个过程一清二楚。甚至有的同学只是“按部就班”，对实验目的、原理和方法缺乏真正的理解，盲目地按照实验步骤机械地进行操作，只动手，不动脑，这样就无法加深入的理解和掌握基本概念和规律。这就需要老师重视对试验目的和原理的讲解，实验操作技能技巧的训练和培养，才能使学生实验能力也有较大的提升，对试验结论有个深刻的理解。

四、数据的分析与处理方面

探究性实验是在学生自己设计的方案下进行的，由学生自己决定怎样收集数据，根据所学理论知识，利用逻辑推理与数学知识相结合的方法，对数据进行分析处理，最后对有关问题分析、推导、论证，得出结论。有效的训练了学生的分析综合能力和交流表达能力。

验证性实验一般同学们已经知道收集那些数据。那么通过数据处理分析，一般会得到预定的实验结论，但是由于实验过程存在实验误差，在对数据进行分析时，不能为了追求结果的一致性，而忽略对误差来源的分析与思考。往往对误差来源的研究会得到更合理的科学解释，是同学们更深刻的理解物理规律，培养研究的思维习惯于实验态度。

五、实验中学生的思维活动和教师的作用

探究性实验以学生探究发现为活动的核心。同学们的认识过程是从现象到理论到理性、从具体到抽象。为此，要让学生理解物理现象的内在的规律，就需要通过探究性的实验过程，通过生动直观实验现象、严谨合理的实验结果来达到深层的理论认识。让学生亲历由具体到抽象的思维过程。整个实验过程中学生是探究活动的主体，而教师起到了督促辅导的作用，其对整个实验过程起到主流导向作用。

验证性实验是在学生先认识了对应的物理原理或规律，学生的活动中心是实验验证。学生的思维过程从抽象到具体，以理论指导实验，以实验验证理论，在验证性实验中，教师通常将结论提前告诉学生，再提供具体的验证方案和步骤详细，让学生依照方案进行具体的操作。教师作为主导者对实验具体环节给予必要的解释。

实践是检验真理的唯一标准，只有经得起检验的理论才是正确的理论，更能让人们对其深刻的认识，这就说明实验具有其他手段无法替代的验证性;没有错误的实验只有错误的理论，我们只有对实验不断地分析思考才能从中找出正确的理论规律，这正是实验探究性的体现，实验不仅是对科学思维能力的锻炼，更是同学们交流合作学习的一个平台，在物理教学中发挥着独有的作用。