对高中物理实验教学过程的探究

张泽明

（河北定州中学，河北 定州 073000）

现代教育不仅要重视知识的传授，更要重视对学生进行探究科学知识的过程和方法的训练。探索性实验教学的主要目的就在于使学生获得物理实验研究方法的训练，让学生接触探索、发明、发现的过程和方法。

一、高中物理探索性实验教学的过程

探索性实验要求学生能主动参与到探究过程中，要满足这一点，关键在于教学过程的设计。采用什么方法、如何设计教学过程，不同的人在不同地方、做法不尽相同。根据我国普通高中《物理课程标准》的定义，科学探究的基本过程是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七个过程。这里将从这七个环节进行讨论，以供参考。

（一）提出问题。提出问题是探究活动的开始，没有问题就没有探究的可能。从学科领域、日常生活、自然现象或教师设置问题情景中发现、提出学生们感兴趣的并与物理实验相关的问题。实验探索是围绕所探究的问题展开的，正由于有了具体问题，探究过程才有明确的方向。一个好的问题应该与学生课堂学习的知识相联系，并能引发他们进行实验、收集证据和利用数据对实验现象作出解释，进而得出结论。在实际探究过程中，学生往往还会不断地发现新问题，这是探究的新起点，是培养学生提出问题能力的重要一环。教师对此应加以鼓励，并给予帮助，以强化学生的积极性，使不断提出问题变成学生的一种自觉的行为。

（二）猜想与假设。猜想与假设是探究过程中不可缺少，但往往又容易被学生忽视的一个环节。猜想与假设是指根据已有的实验经验和物理原理，对问题的解决方式和实验结果进行推理和预测。学生围绕产生问题可能的原因，利用已有的知识和经验进行猜想，提出假设，进行推理和预测。其重要性在于，首先能明确探究方向，避免探究的盲目性；其次它能激发学生的学习兴趣，猜想与假设一旦得到实验的证实，学生的兴趣就会大大得到提高；再次猜想与假设能为以后的环节提供一个框架，为探究的继续进行奠定基础。

（三）制定计划与设计实验。制定计划与设计实验是实验探究顺利进行的前提保障。制定计划旨在了解实验所需器材和设备，清楚实验思路和方法，明确探究者收集证据的途径和方式，确定收集信息的范围和要求，知道怎样分析处理得出探究结论，以及如何对探究过程和结论进行反思、评估，解决“怎么做”的问题。设计实验是整个过程中关键的环节，而实验方案的制定是实验设计的核心部分。实验方案决定了实验一定的“框架”和“工艺”，因此实验方案的设计最能体现人的想像力等创造性思维能力。

（四）进行实验和收集证据。这一环节到了实际操作阶段，具体做法是，首先学生要根据实验方案准备实验器材、设备、材料等，对已有器材要熟悉使用方法并进行校准，根据要求和需要，学生可以自行研制实验器材。仪器准备好后进行安装和调试，只有调试好的器材才能进行实验操作。要注意并非对所有器材的操作方法都是一成不变的，关键看其所起的作用。利用各种观察手段和测量方法，认真观察，如实纪录实验数据。实验中收集到的证据和信息是进行分析的依据，因为科学是以实验证据为基础来解释客观世界的，所以除实验外还需用不同方法收集信息和数据，尽量保证收集的证据与实验事实相同，否则，可能会对探究结果产生影响，甚至会得出与科学结论相反的结论。

（五）分析与论证。实验中收集到的数据或证据本身不能说明和解释实验现象，学生需要在教师的指导下对其进行分析处理，通过分析和归纳，找出其中隐含和潜在的有用信息，得出规律性结论。论证是用理论知识对实验证据、现象和结论进行解释，对其产生的原因作出说明，得出最终结果。

（六）评估。在探索实验过程中，探究者要对探究问题表述是否科学，提出猜想与假设是否被事实与证据所证实，设计方案是否有效，收集的证据是否真实，给出的结论是否正确等问题进行反思与评价，这就是评估过程。评估贯穿于探究活动的全过程。评估不仅能够优化探究方案，使探究活动少走弯路，提高实验探究的效率，而且还能提高学生的探究能力。

（七）交流与合作。探究教学的最后是同学间表达探究过程和结论、交流经验和体会的阶段。学生应该向其他同学表述自己的研究成果，包括研究过程、方法和结果，与别的同学分享。要求学生尊重别人的探究成果，允许别人对自己的探究过程和成果提出不同的意见，并能认真思考别人的意见，改进自己的探究方案。学生之间的交流与合作，有利于学生对自己的行为进行反思，发现别人的优点，清楚自己的不足之处。要注意，交流与合作是伴随整个探究过程的。以上是探索性实验教学的一般过程，在实际教学中，不一定要严格按照这七个步骤来进行，可以交叉进行，也可以将后面的环节提到前面进行，教师应该根据实际需要灵活运用。

二、对现实的思考

高中物理教材中，学生实验多为验证性实验和知识应用性实验（测量性实验），这里把他们叫做传统实验，而探索性实验很少。与探索性实验相比，传统实验在探索新的知识、培养学生获取新知识的能力、激发学生学习兴趣和创新精神方面却显得很薄弱。所幸的是，针对现实新课程对实验安排作了新的调整，把教材中部分验证性实验改成了探索性实验。探索性实验教学对教师和学生的要求较高，不仅需要扎实的基本功，还要有新的理念和策略，这就需要广大师生共同努力，逐步改变原有的教学理念、模式和学习方式。