實驗探究式教學在初中物理教學中的應用

張旭東

眾多教學實踐證明，如果教學過程不經過學生一系列的質疑、判斷、比較、選擇，以及相應的分析、綜合、概括等認知活動；不經過學生處于主動地位的活動，沒有多種觀念的碰撞、爭論和比較，學生的主動性和創造性就無法保證，結論也難以獲得，學生對學習內容也較難以真正地理解和鞏固。因此，在教學中可采用探究式的組織形式和實驗的手段來幫助學生更好地進行意義的建構。

一、創設情境，引入課題

這一環節的主要任務是聯系生活實際，選擇貼近生活的事例，通過營造具有設疑激趣的特征的問題情境，使學生在認知結構上感到自己知識鏈的脫節，形成較為穩定的學習動機。這里所創設的問題情境應該具有如下特征：針對性、趣味性、探究性。

例如在浮力概念的引入時，新教材中是通過幾張圖片，用看圖歸納分析的方法引出浮力的概念。在這一環節，筆者認為這樣安排并不能很好地調動學生的學習積極性，可以作如下調整：

教師首先展示動畫課件，一個小孩在玩皮球，不小心皮球滾到樹洞里了。“怎么辦？請大家幫他想想辦法？”學生會立刻回答：“往樹洞里灌水，皮球就會浮起來。”

（其實，這是一個非常簡單的問題，是學生在孩童時代就知道的問題。在這里，即使學校的硬件設施跟不上，沒有多媒體設備，就用講述法，也能馬上吸引學生）

教師又問：“皮球為什么會浮起來？”大部分學生回答道：“因為皮球在水中受到了向上的浮力。”

教師進一步提問：“皮球會在水中浮起來，你們還見到過在水中浮起來的其他物體嗎？”學生踴躍回答，如樹葉、木板、泡沫塑料、輪船、潛水艇等。此時再讓學生看書上幾幅圖，在此基礎上讓學生認識到浮力的存在。

最后，教師在“如果滾到樹洞的不是皮球，而是鐵球時，灌水后鐵球還會浮上來嗎”的問題下引出下一個問題：“在水中下沉的物體受浮力作用嗎？”

二、猜想假設，設計方案

這一環節中，由學生自己討論出或在教師的幫助下猜測出與被他研究的現象相關的因素，或相互間的可能關系。并設計初步的探究方案，包括思路、器材、具體的操作方法。

例如《阿基米德原理》這一節課中，當學生親自參與測量浮力大小的實驗，對浮力有更深層次的感受之后，教師恰當地利用這一時機引導學生猜測影響浮力大小的因素。要注意的是猜想并不是胡猜亂想，而是要依據學生已有的經驗進行猜測或依據教師提供的教學實例猜測。在猜想中，有的學生認為浮力大小和物體的輕重有關；有的學生認為和物體體積有關；有的學生認為和物體浸入液體的深度有關；有的學生認為和液體密度有關；有的學生認為和物體與液體的接觸面積大小有關；有的認為與水的多少有關；有的認為與物體的形狀有關。雖然學生在這一知識平臺上憑著直覺思維的猜測和假設會得出一些錯誤結論，但是既然是猜想，就允許猜錯，而且學生在思維中霎時出現的靈感是非常有教育價值的，會讓學生把自己頭腦中原有的錯誤暴露出來，在下一步探究中自己去“去偽存真”。需要強調的是，教師在引導學生進行猜想時要把握好尺度，讓學生在現有的經驗和知識的基礎上對問題進行科學的猜想和推測。

猜想假設后，教師對學生的猜想內容要進行歸納總結，并引導學生設計合理的實驗方法進行實驗研究。設計的一般思路是：（1）實驗中要測量的量有哪些？這些量分別用何種方法或儀器可以測量？（2）實驗中哪些量應該保持不變？哪些量需要變化？如何實現？在有多個因素時，教師要引導學生用控制變量法進行實驗。小組討論好后向全班匯報和修改實驗方案，并交流記錄實驗數據的表格。

三、實驗研究，尋求規律

教師將學生合理分組，根據前面設計的方案，指導學生進行實驗，做好實驗數據的記錄。教師應讓學生在協作的基礎上進行觀察、操作、感知現象、建立表象，并通過分析判斷的思維過程，進而形成對物理現象和規律的合理的初步認識。在實驗過程中，教師要適時地進行指導，發揮好探究過程中的學生主體能動性和教師的主導作用。

四、總結歸納，意義建構

根據實驗研究所收集的信息結合學習者的認識水平，創設建立在學生自主探究基礎上的有利于意義建構的良好學習情境。例如在探究浮力的大小與哪些因素有關的實驗中，學生自主實驗得出了一些結論，如：物體所受的浮力大小與物體在水中的體積有關，且該體積越大，浮力越大；未浸沒時，物體所受浮力與所處的深度有關，浸沒后與深度無關；浮力大小與物體的形狀無關。其實歸根結底這幾個因素都是看物體浸在液體中的體積有沒有改變。教師進一步提醒學生，物體浸在液體中的體積就等于排開液體的體積。同時，讓他們對其他結論也進行分析概括，最后得出物體所受浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素有關。

五、遷移運用，再作探索

這一環節中可創設應用知識于實踐的情境，使學生通過聯想、回憶、遷移等思維方式，在應用知識的情境中進一步鞏固、深化、活用所學知識。

如在由實驗得出物體的浮沉條件后，引導學生分析鹽水選種、潛水艇的沉與浮、打撈中山艦等的原理。這樣既符合新課程的“從物理走向社會”，激發學生的學習興趣，感覺學有所用，又能夠進一步加深學生對所學知識的理解。

當然，在加深鞏固之后，教師也可向學生提出新的問題。例如在探究浮力的大小與哪些因素有關后可以用如下辦法提出新課題：

師：通過探究我們發現浮力的大小與液體密度和物體排開液體的體積有關，如果把p液液和V排放在一起，同學們容易想到哪個物理量呢？

生：排開液體的質量m排=p液V排。

師：由m排我們會進一步想到G排，那么，浮力的大小F浮與排開液體的重力G排有何關系呢？（學生進行簡短的討論與猜想，教師展示下一個探究課題）

這幾個教學環節可以用在整個一節課上，也可以是其中一個知識點的教學中，也可以由其中一個知識內容的教學到整個一節課，采用小環節到大環節疊套的形式，教師再根據情況來選擇。

（蘇州市彩香中學）