物理实验是初中物理探究性学习的重要途径

袁亮

【摘 要】 在初中物理教学中，充分利用物理学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发物理实验在探究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法，形成终身学习的能力具有重要的意义。

【关键词】 初中物理教学  以实验为基础  物理探究性学习

在初中物理教学中，充分利用物理学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和開发物理实验在探究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法，形成终身学习的能力具有重要的意义。我接下来对物理实验作为探究性学习途径的有关问题作初步探讨。

一、物理实验是探究性学习的一种重要途径

探究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。物理实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。物理实验的功能和探究性学习的特征决定了物理实验必然是探究性学习的重要途径。

1.物理的学科特征决定了物理实验可以作为探究性学习的途径

“以实验为基础”是物理学科的基本特征。即使在由经验物理向理论物理发展的今天，物理实验仍然是物理学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。

学科的基本特征决定了学科的学习特点，在实验中学习物理无疑是最有效而又最重要的物理学习方法之一。在物理实验中，学生通过实验研究和认识物质，掌握物理基本原理和基本技能，初步学会物理研究的实验方法。物理科学以实验为基础的学科特征，更有利于初中学生进行物理探究性学习。

2. 物理实验本身就是科学探究的过程

物理实验是人们认识和研究物质的一种科学方法，是人们根据研究的对象和研究的目的，创造性地运用科学知识和实验手段，有计划地实施探究性实践活动的过程。因此，物理实验过程本身就是一个创造性地探究的过程。物理发展的历史也充分证明：物理科学的任何一项重大的突破，无一例外地是经过物理实验而取得的。

中学生物理学习中的物理实验，虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识，但从本质上看，这一过程与科学家进行的科学研究中的物理实验是一致的。当物理实验被用作探究性学习的途径时，物理实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动手动脑，体验科学家科学探究的过程和方法，获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以，在学生的物理学习过程中，完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。

3. 物理实验为探究性学习中验证假说提供了科学方法

和科学家进行的科学探究一样，探究性学习也具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征。学生在探究性学习中，针对发现的问题，在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上，作出大胆假设或猜想，并通过物理实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以，物理实验不仅是学生探究性学习时验证假设或猜想的主要方法，也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。

二、物理实验作为探究性学习途径的教学策略

在物理教学中提倡和鼓励学生通过物理实验进行探究性学习，要充分挖掘物理实验在探究性学习中的功能，发挥物理实验在探究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用，研究开发探究性实验，引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法，在物理实验中培养学生的科学素质，实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。

1. 以物理实验创设问题情境

探究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动。提出问题激发起学生探究的欲望，提出问题引发了学生的探究活动。在物理学习中，除学生自主地发现问题外，教师更要通过各种途径创设问题情境，引导学生发现和提出问题。而物理实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。

以物理实验创设问题的情境，要特别注重物理实验中学生观察和思维能力的培养。物理实验现象纷繁复杂，有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的物理实验现象中发现问题。以物理实验创设问题情境，要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成物理实验。

2. 以物理实验验证假说或猜想

在探究性学习中，学生针对提出的问题，经过多渠道的收集信息和深入的思考，将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过物理实验对提出的猜想或假设进行验证，是学生进行物理探究性学习常用的方法。

以物理实验验证假说或猜想，要注重引导学生设计一些与假设或猜想相违背的实验方案和采用反证的实验方案，以培养学生的分析综合、抽象演绎的思维方法和批判性思维能力。如学生在进行机械能守恒定律的学习时，可能会提出运动前后系统的总能量会增大、不变和减少三种不同的假设，并根据假设设计实验方案进行实验验证。通过实验验证过程中对实验条件的控制和选择，使学生在探究过程中了解到实验条件控制是实验的灵魂，从而有效地掌握科学研究的方法。

3. 充分发挥物理实验的探究功能

在物理教学领域中，长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以物理实验作为探究性学习的途径，就必须变“验证性实验”为“探究性实验”，恢复物理实验探究性的本来面貌。

充分发挥物理实验的探究功能，要不断研究开发适合于探究性学习的物理实验，要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案，因为来源于生产生活实际的实验探究性强，能极大程度的调动学生探究的主动性，使学生产生强烈的探究欲望。

三、通过物理实验进行探究性学习应注意的问题

1. 引导学生通过多种途径进行探究性学习

物理实验是探究性学习的重要途径，但并非是惟一的途径。有些内容用探究性学习并不一定需要通过物理实验来进行，特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此。如学生对原子结构模型提出质疑，我们无法通过实验进行探究，但可以通过物理史料，沿着科学家的研究足迹，去想象、去思考。有些内容的探究性学习可以通过包括物理实验在内的多种途径来进行。因此，在物理教学中，要根据学生的实际情况、具体学习内容和学校的教学条件等，引导学生科学、合理地选择探究性学习的途径。

2. 营造良好的探究性学习的氛围

学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望，学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。英国哲学家约翰·密尔曾说过：天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸。在通过物理实验进行探究性学习过程中，鼓励学生大胆地提出实验方案，即使是在对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案，也要以表扬鼓励为主，充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。

3. 注意在物理实验中培养学生的科学素质

物理实验是一种重要的科学活动，可以把观察、实验控制、收集数据、分析和讨论等科学方法融于一体。在实验中应引导学生逐步掌握科学研究方法。通过物理实验还可以培养学生实事求是、严谨求实的科学精神，一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风，这些是探究性学习的必要条件，也是学生在未来社会全面发展所必需的基本素质。

物理实验以它特有的魅力在探究性学习中占有一席之地，为学生形成探究性学习的方式，培养学生解决问题的能力提供了条件。所以，应该提倡利用物理实验进行探究性学习，使学生掌握科学的学习方法，形成终身学习的意识和能力。

参考文献

[1] 刘炎松.物理实验创新研究“非常规”物理实验设计制作能力培养[J].冶金工业出版社，2009.

[2] 李春密.中学物理实验教学研究[M].北京师范大学出版社，2018.