淺談物理實驗中學生探究能力的培養＊

王德思(即墨市第二中學，山東即墨266200)

淺談物理實驗中學生探究能力的培養＊

王德思
(即墨市第二中學，山東即墨266200)

結合探究教學總目標和高級中學物理實驗課程設計特點，從創設問題情境，激發學生探究動機;引導學生猜想和假設，培養學生探究思維;設計探究方案，提高學生探究能力等方面，提出了若干策略和方法。

高級中學學;物理實驗;探究能力

物理實驗是高中學校物理課程的重要組成部分。在以倡導“科學探究”為顯著標志的學生學習方式轉變的今天，物理學作為一門成熟的精密科學，理性思維與邏輯思維能力是學生處理物理學問題的根本能力。同時，學生畢業后即使升入大學或者走上工作崗位，社會對他們的創新精神和創新能力都有著熱切的要求和企盼。因此，通過有效的物理實驗教學設計來培養學生的探究能力已成為中學物理實驗教學的重要理念。物理實驗“探究教學”是在課堂中以物理知識為載體，以學生為主體，使學生通過自主探究過程理解科學概念和科學探究的本質，從而培養出實驗探究活動過程所需的思維的創新性、深刻性、靈敏性和獨創性的教學方式。本文主要從以下幾個方面來分析、闡述高職物理實驗探究教學內容的設計策略。

一、創設問題情境，激發學生探究動機

古人云:學貴多疑，有疑則思，有思則進。問題是激發學生內在學習動機和探究意識的關鍵。因此，在高中物理實驗探究教學中，引發學生主體性為特征的探究教學，必須突出學生的主體地位，強化學生的參與意識，通過生動有趣、耐人尋味的問題情境的創設，引導學生閱讀教材、理解知識、思考問題、發現疑難，構建新的認知結構，在疑難困惑中產生質疑，在矛盾沖突中提出問題，在探索研究中升華興趣，激發學生的內在動機和探索欲望，進而充分調動學生思維的積極性，促進學生實驗探究能力的發展。

(一)創設以自然和生活為背景的問題情景，激發學生探究動機

大千世界五彩繽紛，物理現象比比皆是，用學生生活中十分熟悉的物體、現象創設情境適合學生的心理狀態，有利于激發學生的學習興趣，引起學生的注意，提高學生分析身邊出現的各種物理現象的能力。例如，在講“角動量守恒定律”時，可以利用角動量守恒演示儀先把角動量守恒的現象演示出來，讓學生先有一個感性的認識。然后，創設“直升飛機的工作原理”情境:開啟直升飛機主螺旋槳電源，螺旋槳按順時針方向轉動，機身也隨即反向轉動;調整螺旋槳控制電位器，螺旋槳加速轉動，機身也隨即加速反向轉動。根據實驗現象，引導學生思考為什么飛機上都裝有一個尾槳，起的作用是什么?沒有它會怎樣?讓學生帶著問題去聽課，以此來激發學生的探究動機，加深學生對所學知識的理解和鞏固。

(二)創設以新穎和奇特為背景的問題情境，激發學生探究動機

學生總是對新知識充滿興趣與好奇心。在教學中教師要隨著學生認識的不斷深入，在新課導入和知識的轉折處精心設計具有新穎性的問題情境，起到一石激起千層浪的效果，使新舊知識碰撞產生思維的火花，這樣才能使教學內容產生巨大的誘惑力，激發起學生內驅力，保持一種緊張、富有創造性的精神狀態促使學生積極主動地探求新知，提高課堂教學效率。

(三)創設以懸念和沖突為背景的問題情境，激發學生探究動機

問題往往產生于奇異的現象與引起矛盾的說法之中。懸念和沖突是人們心理的一種趨向，能夠最大程度的激發人的好奇心和探究性，從而激發出學習的興趣和需要。因此，在問題情境創設中，可將學生已有的知識、經驗與實驗原理間的矛盾作為設計問題的突破口，創設對比的問題情景，造成學生心理上的懸念，從而激發學生的探究動機。例如:精心設計差異性實驗是創設懸念問題情境的手段之一。差異性實驗是指實驗結果與學生先前概念或常識相違背的科學實驗。這些實驗展示的現象，與學生已有的潛概念發生矛盾，使學生強烈的認知沖突被激發，使學生頭腦中產生各種各樣的疑惑，從而激發學生的探究動機。

二、引導學生猜想和假設，培養學生探究思維

猜想與假設是對所研究的問題根據已知事實材料和科學知識作出的一種猜測性陳述，對問題中事物的因果性、規律性作出的假定性解釋，是培養學生科學探究思維的重要形式。在教學中，教師要為學生創設想象的空間提供豐富的材料，充分引導和培養學生猜想與假設的能力，讓學生有所思考，有所探索，進而產生積極的情緒體驗，培養學生自主探索、勇于創新的能力。同時，在引導學生猜想與假設的過程中，教師要把握好猜想中的放”與“扶”，讓學生自主收集到與問題相關的信息，從而保證猜想和假設的合理性。

一是利用問題引導學生猜想和假設。①假如式發問，激發學生分析生活中的事實或現象，對問題的情境進行假設。②比較式發問，對容易混淆的概念和原理等進行比較，分別找出它們的異同點，可以幫助學生清晰掌握各自的特征和本質。③質疑式發問，給學生介紹那些似乎無法理解卻是科學史上曾導致提出科學性問題的事實，鼓勵學生，進行質疑，培養學生思維的批判性和創造性。

二是利用學生的經驗和直覺思維引導學生猜想和假設。學生進行猜想和假設的直接素材來源于學生在日常生活和學習中形成的大量的日常經驗和知識。在探究教學中充分利用學生的經驗和直覺讓學生猜想是培養學生猜想能力的有效手段。例如，對于“伏安法測電阻”的一課可以采用以下步驟來進行“猜想和假設的討論互動”式教學:首先，引導學生發現問題。畫出關于電流表內接法和外接法的兩張電路圖，組織學生根據經驗和直覺思維通過兩種方法實驗。并鼓勵學生大膽猜想，當學生發現兩種電路測量存在差別時，便紛紛提出多種猜想。經討論分析，最后集中在電流表有內阻的猜想上。然后，引導學生進行假設:假設電流表有內阻，實驗結果又怎樣?反復實驗驗證猜想。最后，指導學生再做實驗并進行分析，在學生猜想和討論基礎上，教師及時加以歸納總結，得出實驗結果。這樣，整個教學過程中強調了學生自主探究思維的培養，使學生能夠在其中積極思考、探究和進行合理的知識建構，使學生形成對未知事物進行探究的向心力。

三是利用類比聯想引導學生猜想和假設。類比聯想是從兩個或兩類對象具有某些相似或相同的屬性事實出發，推出其中一個對象可能是有另一個或另一類對象已經具有的其他屬性的思維方法。在高職物理實驗探究教學中，可以利用這種思維方法引導學生提出猜想，通過比較常用已知的現象和過程同未知的現象，發現它們的共同點、相似點或相聯系的地方，然后依此為根據推測未知的現象和過程的某些特性和規律。這樣，有利于學生在自主的學習活動中感悟到其中的思想方法和內在聯系，培養學生遇到新問題時利用這些思想方法進行類比的探究思維。

三、設計探究方案，提高學生探究能力

隨著教學改革的深化，要求學生具有較強的動手能力。然而，從目前來看，高中學生自主學習能力相對偏弱，因此，在探究式教學中，教師要突出學生在實驗教學中的主體作用，充分發揮其指導作用，要求學生自主地收集材料，進行分析，通過實驗的設計、操作探究、討論分析、結果歸納和再現，充分調動學生合理設計實驗步驟的積極性，引導學生通對實驗現象的觀察、分析、推理，探求知識的本質，從而培養實驗操作技能、觀察能力、分析推理能力、創新能力。

首先，通過演示實驗引導學生萌發觀念和猜想。物理演示實驗教學是指以具有一定可見度，可呈現在學生面前的物理實驗的主要內容。在學習物理的過程中，要認識物理概念和物理規律，首先必須有一定的感性認識。因此，在物理實驗教學中，運用演示實驗，可以突出事物間的本質聯系，使學生對物理概念與規律有透徹的理解，對未學的知識先奠定一個實驗基礎。同時，學生受實驗現象感染，在已有的知識基礎上，萌發出新的觀念和方法，從而形成初步的實驗步驟框架。

其次，圍繞觀念和猜想引導學生自主設計實驗探究方案。通過演示實驗，在學生提出初步的猜想，假設時教師要及時引導學生緊緊圍繞猜想和假設尋找設計驗證方法，組織學生以研究小組為單位，利用互動課件開展探究活動，各有所側重，相互配合，引導學生合理設計實驗方案。

最后，充分發揮學生在實驗階段的自主性，指導他們自行完成數據的記錄、整理、分析、使用等。這樣通過讓學生觀察實驗，在探究過程中發現問題，自主學習，歸納總結實驗探究過程中揭示的科學理論，并把它運用到生活實踐中，形成科學的方法與思想，從中發掘和培養學生的探究能力。

［1］徐陽，盧慕稚．議物理演示實驗與科學探究思想的結合［J］．時代教育(教育教學)，2011，(3)．

［2］陳方華．談物理探究式教學在課堂上的實施［J］．物理教學探討，2006，(11)．

［3］李鴻雁．新課程物理探究實驗教學初探［J］．教育實踐與研究(中學版)，2008，(1)．

2011－07－19

王德思(1975－)，男，山東青島人，一級教師。