探究性实验教学在初中物理教学中的应用

■河南省驻马店市实验中学 李 伟

在当前教育大环境下，各个学校都积极审视传统教学模式下的问题，在践行教育改革理念的过程中，要求教师积极开展物理实验，引导学生探索、研究，培养学生的物理思维和实践能力。但是在当前的教学中，受传统理念和制度的影响，教师仍然采用说教式教学方法，教学内容繁杂、手段单一，无法实现教学目标，影响了教学效果和质量的提升。对此，教师要积极反思，创新改革，把握物理学科的本质特点，采用探究性实验教学方法，引导学生实验探究，更好地开展教学活动，提高学生的核心素养，培养学生的科学精神品质。本文分析了探究性实验教学在初中物理教学中的应用，旨在为物理教学工作提供针对性指导。

新课程改革对物理学科教学提出了新要求，加强物理实验教学改革工作，从教学方法和学生学习方法入手，改进实验环境和条件，让实验现象更明显、清晰。当前探究性实验教育已经成为一个新的理念，是物理教学改革的重要体现，在物理探究性实验教学模式下，可以为学生提供亲身体验和感受的机会，启发学生思考，提高学生的实践能力。对此，教师要挖掘资源，完善探究性实验教学的功能，提高学生终身学习的能力。

一、探究性实验教学概述

探究性实验教学是针对科学性的学科而言的，具体包括两个方面：第一，以问题为核心的探究式实验教学。实验探究的目标是分析现象、解决问题，以及验证理论是否可以解决现实问题，对此，在初中物理教学中，教师要积极采用探究式实验教学方法，根据要求设置探究性的问题，通过问题导入新课，引出重难点，激发学生的求知欲，让学生正确看待问题，主动投入学习中。第二，通过实验观察、记录和深入思考，主动构建物理知识体系。对此，探究性实验以探究实践为载体，分析和研究复杂的物理问题，可以培养学生的探究能力和学科素质。物理探究性实验也可以多方面地呈现物理知识，让学生从实验中了解现象原理和过程，运用所学知识解释现象，形成新的知识体系。探究性实验不是复制课本上的实验案例，旨在解决问题，实验目的性强，与演示实验不同，要求学生自主分析、自主探究、自主得出结论，深入了解物理现象，丰富体验。为了让学生更好地进行实验探究，教师还需要营造一定的实验环境，提高学生的综合实践能力。

二、探究性实验教学在初中物理教学中的作用

（一）提高学生知识获取能力

探究性实验可以提高学生的听讲能力，让学生在教学过程中集中注意力，对自己感到疑惑的地方做好总结，主动、有目的、有方法地观察和思考。学生通过图书馆、网络平台搜集和整理资料，分析资料的价值和作用，了解物理现象产生的原因，主动探寻物理现象中的规律，及时提问。也可以在实验过程中分析、整理和记录数据，在后期应用数据，根据实践经验确定课题，重新设计实验、总结结论。

（二）提高学生的实践操作能力

探究性实验可以让学生规范使用、自觉维护实验器材和设备，把握实验器材的结构和使用方法，主动保养和维护仪器，明确仪器的使用条件和实验过程中的注意事项，增强学生的制度意识和规范意识。在实验过程中，学生发现问题、提出问题，把握实验步骤，严格根据实验计划规范操作，做好实验过程中的数据记录，及时整理数据，并根据实验要求自行制作实验装置，学习更多实验仪器校准知识和技能。

（三）提高学生信息整理能力

探究实验教学可以提高学生的整理归纳能力，促使学生根据实验项目和实验数据自主绘制表格、图表，并进行分析，根据事物的性质、特点和功能进行分类，了解实验过程中环境关系的优缺点，根据具体问题及时改进。

（四）提高学生的沟通表达能力

在探究性实验教学中，学生可以提出有价值、有意义、有代表性的问题，根据问题自主设计验证方法，寻找答案，并根据问题探讨交流，在集思广益中获取更多新知识，更好地诠释重点概念，并将实验过程中的资料进行整理，形成书面报告，加强与他人的沟通交流，更好地帮助他人丰富经验，提高团队协作能力。

（五）提高学生的知识创造能力

在探究性实验教学中，学生可以更好地实施计划，实现计划目标，预期实验结果，把握实验方法，形成假设，并创新知识，主动发现问题，优化设计，学习新技术，将不同的物质和因素进行整合，总结新事物的新特点。

三、探究性实验教学在初中物理教学中的应用策略

（一）根据教材要求进行实验教学

在早期的物理实验教学中，教师先告知学生实验内容、步骤、主题、规范，要求学生熟悉后根据固定的器材和场地开展实验，学生不需要思考和分析，这种方法不符合新课程改革要求，无法提高学生的学科素养。对此，广大教师在探索和实践中总结出探究性实验教学方法，通过主动发现问题、提出假设、设计实验、进行实验、记录实验现象和数据、分析和归纳结果、得出结论、分享和交流等步骤完成实验。这种实验方法优势显著，可以调动学生的兴趣，培养学生多方面的能力和素质，培养学生的科学精神和创新精神。在当前的新版本教材中，探究性实验数量增加，为了更好地完成探究性实验，教师要做好准备，科学制定方案，加强创新，多思考，注重在实验中营造探究式氛围，为学生提供更广阔的探究空间，延长探究时间，培养学生的探究思维。

例如，在人教版初中物理八年级下册《影响摩擦力大小》一课教学中，教师可以先抛出问题，让学生思考，根据自身经验和知识提出假设，分析影响摩擦力的因素，明确理论依据，再根据教材中的探究方案设计实验，并进一步思考可以采用哪种实验方法得出实验。通过实验探究总结出物体做匀速直线运动的条件，分析测力计测量与拉力之间的关系，为什么与摩擦力相同，并让学生根据实验结果对比分析自己的设想是否正确，最终总结出相关因素。以上方法可以为学生提供更多的练习机会，帮助学生巩固知识、灵活运用知识。

（二）利用地区优势进行探究性实验教学

在初中物理学科教学中，教师要根据素质教育要求和新课程标准制定教学目标，加强教学改革，科学发挥物理实验的作用，在课堂上积极开展物理实验探究性活动，让学生更好地学习物理知识，探索物理世界的奥秘，开发新的育人功能。与其他学科不同，物理学科主要以观察和实验为主开展教学，让学生在实验中掌握知识，培养学生的动手能力、设计能力、观察能力和思考能力，让学生更好地展示自己。为了实现以上目标，教师要加强改革，根据教学大纲和教材内容，精心设计探究性的物理实验，让学生主动学习、主动探究。探究性物理实验对软件和硬件环境的要求较高，需要有充足的实验设备和器材以及良好的实验环境。但是因为地区差异、经济条件以及学生群体特点的不同，很多学校都没有条件开展探究性实验活动，影响了学生的学习。一些学校物理实验室器材配备不全、类型少、空间范围小，以教师口头描述为主，影响了学生的情感体验，学生无法深入了解物理现象。对此，教师要积极改进，充分利用自身的优势条件，可以采用其他物品替代一些没有的器材。

比如，在人教版初中物理八年级下册《浮力》一课教学中，教师可以利用废弃材料自制仪器，如利用水瓶，在表面打一些小孔，插入塑料吸管，用胶水进行密封，替代原有的溢水杯；利用小孩子的玩具来盛水，作为阿基米德实验器材；在进行气体对外做功实验时，教师可以利用废弃的水瓶，在压缩体积后引导学生通过压缩空气将瓶盖推出，在推出瓶盖后看到很多白雾，此时气体会对外做功，进一步减少瓶子内部的能量，最终引导学生得出结论。在这种教学方法下，教师利用废弃材料代替一些实验器材，开展更多的探究性实验，如焦耳定律实验，有效提高实验效果。在此过程中，教师要引导学生积极思考，让学生主动探索物理现象背后的原因，并进行归纳和总结，在实验前提出假设，再进行推理验证，进一步提高学生自主学习能力，实现创新。

（三）以学生为主，营造氛围，扩大教学范围

第一，教师要遵循以学生为主的教学原则，让学生自己动手操作，改变以往单一示范的方式，让学生在亲身体验中获得新知识，教师发挥自身的引导和点拨作用。在学生自主探究的过程中，教师要引导学生运用所学知识解决问题，加强合作、交流和互动，共同完成任务，积极合作，通过验证、观察和分析得出结论，分析和对比结论，总结规律。在此过程中，教师要与学生互动，调节实验进度，鼓励学生思考，培养学生的发散思维，让学生敢于质疑实验数据、材料和实验现象，培育学生的探究精神和品质，提高学生综合学习能力。

第二，教师要创设团结协作、融洽、温馨的实验氛围，吸引学生参与其中，让学生重视物理实验。物理知识枯燥、复杂、深奥，教师单纯讲解学生无法产生兴趣。对此，教师要积极与学生互动交流，一起探索新知识、解决新问题，通过问题导入、故事讲解、游戏、多媒体等多种教学方法营造良好的氛围，让学生主动设计实验方案，主动探索，将学生培养成为实验小达人，从而更好地解决物理难题。

第三，在初中物理教学中，教师要明确探究性实验与验证性实验之间的异同点，让学生先对理论知识有一个了解，熟知物理概念，在探究性实验教学中延伸出更多实验项目，提出一些深奥的物理现象和科学难题，要求学生带着问题去探究，引起学生的好奇，让学生自主查询资料，通过多种途径解决问题。根据项目主题开展综合性和探究性的物理实验，延伸教学范围，整合资源，充分利用教学时间培养学生的科学探究精神和品质，让学生积累更多常识、学习更多知识。在此过程中，教师要注意度的把握，根据具体情况及时调整和变动，可以采用分层教学方法，在学生可以接受的范围内进行教学。

（四）加强重视，丰富实验教学器具

初中学生正处于身心发展的关键阶段，思想活跃、自主意识强、好奇心大，有一定的叛逆心理，对传统的应试教育模式和教学制度不认同。对此，教师要重视初中学生的身心发展特点，创新教学模式和教学方法，改变传统的教学模式，将课堂教学延伸到课外，与学生一起探讨，制定探究性的实验教学活动，满足学生的需求，让学生全身心投入实验探索过程中，促使学生重视实验课程，改变实验教学认知，了解探究性实验教学的作用和价值，主动探索，根据实验规范和要求操作实验器具，观察物理现象，得出结论。

教师要改变学生的思想理念，让学生主动参与实验教学过程，以提高教学效率和教学质量。学校要评估和分析探究性实验教学现有的条件，加大各方面的投入，完善物理实验室的功能，创设良好的条件，引进先进的实验器具，丰富实验器具类型，及时补充新的实验器具，根据教材要求，确保实验器具的丰富性和完整性，有效满足学生的探究需求。在此过程中，要加强实验室的器具管理，对一些使用时间较长、常常出现故障的老旧设备，学校要定期维护、更新和保养，确保学生在实验操作过程中规范使用。

实验完成后，学生需要将实验器具放到原来的位置，做好清洁工作，教师进行检查。比如，学校要安排专门的管理人员加强监督，对设备的使用进行记录，确保实验器具的完整，保证实验资源不被浪费，为后期教学做好相关工作。教师可以在实验开始前讲解相关知识，让学生明确注意事项，轻拿轻放实验器材，尤其是一些器皿，要有一定的保护意识，提高学生的素质。另外，教师要保证学生的人身安全，做好细节问题的处理，加强监督和检查，避免学生出现违规操作，要求学生对自己负责、对他人负责，加强实验室安全管理，从根本上保证实验安全，增强学生的责任意识。比如，在一些高危、复杂的实验中，教师要让学生小组合作，或者带领学生实验，禁止学生独立操作。

四、结语

总而言之，探究性物理实验对初中物理教学有着非常重要的作用和价值，既可以培养学生的探究意识、科学精神和综合素质，也能引导学生提出问题、分析问题、整理资料、提出假设，最终自主验证问题，培养学生的信息整合能力。教师要为学生提供更多练习的机会，增强物理教学的修为性、互动性和探究性，有效改变以往传统教学中的弊端，提高教学效果和教学质量。