初中生自主探究物理实验的研究

毛叶

摘 要：自主探究是人们认识客观事物的一种有效方法。在新时代教育背景下，教师越来越注重学生自主探究能力的培养和提高。相较于传统教学模式，自主探究学习对学生科学素养的养成具有较大的促进作用。文章对在物理实验中运用自主探究学习进行了研究。

关键词：初中生;物理实验;自主探究;策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：2095-624X（2020）35-0067-02

在当前素质教育背景下，初中物理教学提出了“科学探究”的要求，而这也为课堂教学注入了新的活力。那要如何落实该要求呢？在初中物理教学中，实验是整个教学过程中的重要组成部分，同时也是最常见的教学手段之一。为此，教师可以引导学生自主探究物理实验，让学生自主设计实验方案、制订实验步骤、选择实验仪器，自主完成实验的操作。除了教材中的实验，教师还在课堂实验基础上增加了“课题研究”“问题探究”等环节，让学生更好地探究实验。

一、自主探究的含义

在初中物理实验教学中，有合作探究学习法、自主探究学习法等多种教学方法，其中最常见的一个就是自主探究学习法。何为自主？“自”的意思就是自我，“主”的意思就是支配[1]。

自主探究实验学习就是指以自主学习为中心，以探究为方法的自主学习模式，简称自主探究实验学习模式。在初中物理教学中，“自主探究”学习模式主要是将实验类型、实验资源、实验教学模式建立在X、Y、Z三个维度上。X轴就是实验类型，其主要包括学生实验、演示实验、“做一做”小实验、开放性实验等;Y轴就是实验资源，其主要包括仿真实验室、实验器材、多媒体设备等;Z轴就是实验教学模式，其主要包括相互研究、自主探究、合作探究等[2][3]。“自主探究”学习模式就是说在三维模式中，X轴上的某一实验活动在开展的时候，要从Y轴、Z轴上选择合适的实验资源与模式，在自主探究学习的模式下完成实验。

实验开展过程中，以三维目标为基础，在探究教学理论的基础上通过教师的指导创设实验情境，让学生利用自己所掌握的物理知识与实验技能进行探索和挖掘，自主设计实验方案、实验步骤、操作方法，探究实验结论，最后完成实验，达到三维目标。

在本文中，自主探究物理实验模式就是指以学生自主学习为中心，以科学探究为要素的实验学习模式，在该模式的指引下完成物理实验教学。

二、初中物理实验开展中存在的问题

（1）很多初中生对物理实验十分感兴趣，对于一些简单的实验，他们都会积极参与其中，但是对于一些复杂的实验，学生就会产生退却心理，一是因为没有耐心，二是因为实验技能缺乏，而这也在一定程度上体现出学生对物理实验没有深刻的认识。物理教师在实际教学中，虽然对学生实验意识、实验能力进行了培养，但是效果并不是很理想。

（2）初中物理教师在课堂教学中，有一小部分教师依旧选择传统教学方式，这种方式非常单一，导致学生的思考能力、创新能力得不到有效培养。这从侧面也反映出了物理教师的教学理念和教学方法比较单一，教学水平止步不前。

（3）教师没有给学生提供太多的自主设计实验的机会。在日常的物理实验教学中，教师通常都是自己在讲台上完成实验，学生在座位上观看，参与的机会非常少。

（4）学校实验室中的实验设备与器材的种类比较少，也比较陈旧;实验室中仪器设备基本上只能观赏，只有少部分可以实践，这些都限制了学生对物理实验的自主探究。

（5）学生在开展物理实验的时候，教师没有进行合理安排，学生开展实验的时间比较短，同时实验器材也无法确保各个小组都有，这在一定程度上抑制了学生自主探究实验的热情。

（6）有80%的学生认为物理实验对自己的帮助不是很大，仅仅是作用于动手能力和实践能力这两个方面，对设计能力、创新能力、探究能力等其他方面的能力沒有多大作用。而这也恰恰说明，物理教师没有给学生提供太多的物理实验设计机会以及自主探究空间，学生难以体会自主实验带给自己的益处。

三、自主探究实验学习在实验教学中的优势

（1）对学生缺乏自主探究实验时间和空间等问题可以比较妥善地解决，学生可以积极参与到物理实验探究中，感受科学发展的过程，体会科学探究的意义，并实现对物理现象以及发展规律的验证。

（2）自主探究实验学习有效整合了初中学校所具有的实验条件，实验器材生活化，从而使得实验时间以及成本大大缩减，有利于改善学校的物理实验条件。

（3）自主探究实验学习可以让所有学生都参与到实验中，这样后排学生看不到实验过程、实验现象等问题就能得到有效解决，学生对物理知识以及物理现象有较好的了解和掌握。

（4）在物理实验教学中，自主探究实验情境的创设，可以将学生参与实验的兴趣充分激发出来，让学生利用已掌握的物理知识与实验技能开展实验，解决问题。另外，学生在开展实验的过程中，可以亲自感受实验过程的精彩，并在感受中思考，在思考中领悟，在领悟中提高学习能力。

（5）在自主探究实验学习中，学生可以相互交流自己的意见和想法，而教师在学生开展实验的过程中也可以捕捉其闪光点，并给予相应的评价，从而进一步提高学生的实验积极性与自信心。另外，教师还可以借助学生的创新点设计教学方案，实现教学相长。

四、初中物理实验教学中学生的“自主探究”分析

1.课堂演示实验教学中学生的自主探究

新课改背景下，新编制的初中物理教材中增加了很多实验，如“用天平测量物体的质量”“测量物质的密度”“探究杠杆的平衡条件”等。

下面就以“用天平测量物体的质量”这一课堂演示实验为例进行详细分析。

【教师】同学们，我们都去买过东西，也知道如何称其重量，但是你们知道如何得出物品的质量吗？

【学生自主猜想】学生通过猜想，得出了以下几种答案：①我们没法测量物品的质量，只能到专业地方测量;②可以测量，有测量仪器就可以。

【教師引导，学生合作探究】寻找合适的测量仪器，主要有天平、烧杯、砝码等，探究如何测量，怎么保证测量的准确性。

【学生自主互动探究】

设计实验方案与步骤如下。①将天平的游码滑到标尺的零度线处，调整天平的横梁，让其保持平衡，在左托盘中放置烧杯，在右托盘中放置砝码（适当加减砝码），然后调节游码，让横梁保持平衡;然后相加砝码质量，并读出标尺上的数，确定烧杯质量m1，并将其填到表格中。②用天平称60毫升水的质量：先用量筒装60毫升的水，然后将水倒入烧杯中。在第一步的时候已经知道烧杯m1的质量，在本环节中称出烧杯与水的总质量为m2，填入表中，然后用m2的质量减去m1的质量，得出水的质量，并填表。

【交流与讨论】

总结：在测量物体质量的时候，可以利用天平完成。

实验不足之处：①在本次实验中，有部分小组学生没有将游码拨至零刻度就调整天平平衡，并且在称量的时候，又拨动了游码;②有部分学生操作错误，将砝码放在了左托盘，烧杯放在了右托盘。

【学生自主总结归纳】

优点：实验简单，器材少，操作方便，在开展的过程中非常容易得出结论。

缺点：在实验开展中，经常会因各种原因称错水的质量，因此，在实验中要多练习，保证实验的顺利开展。

2.自制实验仪器中学生的自主探究

在初中物理实验教学中，经常会受到实验条件的限制，如实验器材缺乏、破损、实验现象可视性差等。为此，教师可以指导学生自主制作实验仪器，并利用该仪器开展实验，减少实验仪器缺乏等问题。

就拿《静电现象》这一实验来说，教材中安排了几个“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”的小实验，但是在该实验中，存在一些问题，具体如下。

（1）支架上的橡胶棒或者玻璃棒发生转动，可能是微风的作用，也可能是细线自身存在扭曲的情况，导致橡胶棒或者玻璃棒出现旋转情况。

（2）在实验过程中，需要器材比较多，如支架、细线、铁架台、剪刀、玻璃棒等;

（3）实验室中的铁架台比较小，可以放置的玻璃棒或橡胶棒比较少，不利于学生仔细观察。

为此，教师可以根据教学内容指导学生自制实验器材，并开展小实验。

（1）让学生将自己的塑料尺和小纸屑当作实验器材，然后拿一端在自己的头发上摩擦一段时间，然后看尺子这一端能不能将桌面上的小纸屑吸引住，如果可以，那就说明塑料尺这一端有静电。

（2）将摩擦后的塑料尺放到带有瓶盖的水瓶上，确保重心在瓶盖上，然后再摩擦另一把塑料尺，将摩擦过的一端靠近瓶盖上的塑料尺，观察瓶盖上的塑料尺是否发生了转动。

（3）用丝绸对一根玻璃棒进行摩擦，然后将其放到瓶盖上塑料尺的上方，观察塑料尺有没有发生反向旋转。

（4）用毛皮对一根橡胶棒进行摩擦，然后将其放到瓶盖上塑料尺的上方，观察塑料尺有没有发生排斥旋转。

【学生自主讨论总结】实验（1）说明带电物体可以将小物品吸引住;实验（2）说明两个带电的物体之间存在力的作用;实验（3）说明玻璃棒所带的电性与塑料尺所带的电性不同。

总的来说，在初中物理实验教学中，教师要积极引导学生开展“自主探究”实验，这不仅可以充分激发学生的实验兴趣，还可以实现对学生探究意识、自主探究能力的有效培养。另外，在自主探究实验学习中，教师要积极对学生进行指导，满足他们的需求，从而使学生形成良好的自主探究物理实验的思维意识，提高其分析、解决问题的能力。

[参考文献]

[1]王 玥.高中物理实验教学中学生自主探究能力的培养策略[J].课程教育研究：学法教法研究，2018（14）：108-109.

[2]周校民.物理实验教学中学生自主探究能力培养研究[J].读书文摘，2017（23）：352-353.

[3]张花玲.初中物理实验探究的教学策略研究[J].魅力中国，2016（19）：191.

作者简介：毛 叶（1986— ），女，江苏常州人，中学二级教师，本科，研究方向：初中物理教学。