新課程物理實驗探究教學(xué)初探

摘 要：實驗探究式學(xué)習(xí)作為與接受性學(xué)習(xí)相對的一種學(xué)習(xí)方式，是進行創(chuàng)新教學(xué)的載體，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的核心方法。探究式教學(xué)是中學(xué)教學(xué)改革中一種新的教學(xué)組織形式，其實質(zhì)是將科學(xué)領(lǐng)域的探究模式引入課堂，通過類似科學(xué)家的探究進行學(xué)習(xí)。根據(jù)實驗探究式教學(xué)的設(shè)計原則，對中學(xué)物理中所應(yīng)用的實驗探究式教學(xué)進行研究，并以實例探討在實踐中如何搞好實驗探究式教學(xué)。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；實驗探究式教學(xué)；創(chuàng)新精神；實踐能力

實驗探究式教學(xué)是教師在教學(xué)過程中幫助學(xué)生進行知識構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生去認識和發(fā)現(xiàn)問題，激勵學(xué)生積極地動手、動腦，通過自主的探究學(xué)習(xí)獲得知識的一種教學(xué)模式。美國教育學(xué)家布魯納在借鑒了杜威的學(xué)習(xí)程序理論的基礎(chǔ)上首先提出了實驗探究式教學(xué)，主要可分為兩類：（1）引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)式：創(chuàng)設(shè)情境—觀察探究—推理證明—總結(jié)練習(xí)；（2）探究訓(xùn)練式：遇到問題—搜集資料和建立假說—用事實和邏輯論證—形成探究能力。我國的許多教育工作者經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，“引導(dǎo)—實驗探究式”教學(xué)比較符合國內(nèi)的實用型教學(xué)模式，它以解決問題為中心，注重學(xué)生的獨立鉆研，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)造能力。

從學(xué)生方面來看，實驗探究式教學(xué)必須在學(xué)生掌握了一定的知識，儲備了相當?shù)慕?jīng)驗，具備了一定的思想方法和相當?shù)慕鉀Q問題的能力，積累了一定的探索策略的前提下方可實施。整個教學(xué)過程實際上是一個“從教到學(xué)”的轉(zhuǎn)化過程，即教師的教的作用逐漸地轉(zhuǎn)化成學(xué)生的學(xué)的能力，這個轉(zhuǎn)化的過程實際是“接受學(xué)習(xí)”向“獨立探索”逐步過渡的過程。在教師的“教”的影響下，學(xué)生的探究水平逐漸提高，從而不斷提升完成探究任務(wù)的效率。從教師方面來看，教師應(yīng)該是課堂的組織者、引導(dǎo)者，學(xué)生發(fā)展的指導(dǎo)者、合作者、促進者。知識的規(guī)范性、系統(tǒng)性，重、難點的突破，學(xué)生適當物理學(xué)習(xí)方法的形成，良好物理學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，正確探索策略的產(chǎn)生，反思和自我評價能力的培養(yǎng)等都離不開教師的指導(dǎo)，所以教師應(yīng)具有很強的駕馭學(xué)生、駕馭教材的能力。從課程方面來看，課堂的時間是有限的，不可能也不必要讓學(xué)生時時處處都進行探究，可選擇學(xué)生有可能、也有必要探究的內(nèi)容，有利于提高學(xué)生的動手操作能力、思維能力、解決問題能力和探索能力，有利于學(xué)生認知策略、情感態(tài)度的完善的內(nèi)容。

在以上對教師和學(xué)生分析的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合物理教學(xué)實際，就如何開展實驗探究式教學(xué)提出以下想法：

一、鉆研教材，抓住教材的重點和難點

教學(xué)方法是依據(jù)教學(xué)目的而定的，離開了教材的要求，雖然也可以提一些問題，討論起來看上去也熱鬧，但對于系統(tǒng)地掌握知識，達到教學(xué)目的是無益的。即使有些收獲，往往也是零星半點，片面割裂。所以，在備課過程中，教師必須十分重視鉆研教材，對每個章節(jié)的目的和要求、系統(tǒng)性和重點內(nèi)容做到心中有數(shù)，然后進行系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計。

比如壓力，可以借助于復(fù)習(xí)力的示意圖的畫法，并通過對比、歸納法，建立壓力的概念。在教學(xué)中，教師可采用小組討論后畫出力的示意圖的方法進行，引導(dǎo)學(xué)生在教材一開始的三幅圖中畫出三個力的示意圖，并討論三個示意圖中力的共同點：（1）壓力是由于物體形變產(chǎn)生的；（2）壓力的方向都是垂直于物體的表面，作用點都在接觸面上，從而建立壓力的概念。學(xué)生通過前一章力的學(xué)習(xí)，知道了力的作用效果：可以使物體發(fā)生形變，也可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。于是，可以通過先讓學(xué)生回憶力的作用效果，然后自然引入問題：“壓力的作用效果是什么呢？”可以讓學(xué)生親自體驗，做鉛筆和氣球的隨堂小實驗，之后展開討論：“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生可能提出與壓力、受力面積的大小以外的其他因素有關(guān)，如物體的密度、材料的軟硬程度等，要注意：對于其他的猜想不要輕易否定，而應(yīng)鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗進行研究。這里應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會：對于多因素影響的問題用“控制變量法”進行研究。本活動給出的器材較多，可設(shè)計多個實驗進行研究。除用給出的器材設(shè)計實驗進行研究外，如果學(xué)生提出其他實驗方案，要給予充分的鼓勵和表揚。由于可設(shè)計的實驗較多，可采用復(fù)式教學(xué)法——“各組同學(xué)先分別做自己設(shè)計的實驗，然后上講臺匯報”的方式進行教學(xué)，但必須歸納出正確的結(jié)論：當受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果就越明顯；當壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果就越明顯。教師總結(jié)：由此可知，影響壓力作用效果的因素有兩個：壓力大小和受力面積，并且知道了保持其中一個不變，另一個對壓力的作用效果產(chǎn)生的影響。隨后提出問題：“但當兩個因素都變化時，壓力的作用效果該怎樣比較呢？”可引導(dǎo)學(xué)生類比前面已經(jīng)學(xué)過的速度、密度的含義，反映壓力作用效果的物理量是什么呢？通過類比，再結(jié)合之前探究得到：影響壓力作用效果的兩個因素：壓力大小和受力面積，學(xué)生自然說出這個物理量應(yīng)該是物體單位面積上受到的壓力，由此引入壓強，這樣壓強的概念就建立了。到此本節(jié)的重、難點都突破了。

二、營造合適的探究氛圍

以往的課堂教學(xué)主要特征是傳授、灌輸知識，教師全盤講、學(xué)生被動聽的局面。要徹底改變這一狀況，在課堂教學(xué)中教師就要徹底轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，真正把學(xué)生當作學(xué)習(xí)的主人、學(xué)習(xí)的主體。學(xué)生是一個感情主體，需要外部的信任、關(guān)心、理解和幫助，有極大的可塑性，隱藏著無限的創(chuàng)新能力，教師要善于用親切的眼神、細微的動作、和藹的態(tài)度、熱情的贊許，為學(xué)生營造最佳的課堂學(xué)習(xí)氛圍。只有營造寬松、和諧、充滿信任的氛圍，才能為探究性學(xué)習(xí)提供合適的環(huán)境。只有這樣，學(xué)生才能視你為朋友，對你不存在畏懼心理，進而感受到自己是學(xué)習(xí)的主人，在學(xué)習(xí)中保持愉快的心情，并使之轉(zhuǎn)化為探究熱情。

三、激發(fā)學(xué)生的好奇心

好奇心是探究學(xué)習(xí)中最首要的心理因素。在教學(xué)中教師要善于利用學(xué)生的好奇心，充分挖掘教材中的新奇因素，把看似枯燥、抽象的問題通過創(chuàng)設(shè)情境、變換形式，使之具有趣味性、思考性。情境不但可以激發(fā)興趣、引發(fā)問題、引導(dǎo)思考，在現(xiàn)代課堂教學(xué)中，還具有誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)探究活動方向與水平的功能。下面以研究大氣壓強這一節(jié)課的引入所創(chuàng)設(shè)的兩個情境為例來說明：

用多媒體先向?qū)W生展示這樣一幅畫面：把兩個直徑35.5 cm的空心銅半球緊貼在一起，抽出球內(nèi)的空氣，然后用兩隊馬（每隊各八匹馬）向相反的方向拉兩個半球。當這16匹馬竭盡全力終于把兩個半球拉開時，竟然像放炮一樣發(fā)出了巨大的響聲，這就是著名的馬德堡半球?qū)嶒灐?/p>

然后展示另一幅畫面：如果把緊貼在一起、抽出氣的銅半球上的閥門擰開，讓空氣經(jīng)閥門流入球內(nèi)，那么，只需用手一拉，就能把兩個半球分開。

通過第一幅圖，讓學(xué)生形成大氣壓真“大”的印象。再通過第二幅圖，自然激發(fā)起學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

四、問題要切合學(xué)生的實際

問題既不能太難，使學(xué)生不知從何思考；也不能太簡單，讓學(xué)生不屑一想，即要讓學(xué)生認真思考之后，才能答得出。只有這樣的問題，才能調(diào)動學(xué)生的好奇心和求知欲，使課堂出現(xiàn)議論紛紛、各執(zhí)一說的熱烈氣氛，收到啟發(fā)與討論相結(jié)合的效果。

在《探究聲音的音調(diào)》的教學(xué)中，通過列舉、演示大量的聲音實例，引導(dǎo)學(xué)生識別哪個聲音音調(diào)高，哪個聲音音調(diào)低，知道音調(diào)高的聲音就是生活中常說的“尖、細”的聲音，音調(diào)低的聲音就是生活中常說的“低沉”的聲音，使學(xué)生對聲音高、低有足夠的感性認識。在此基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生進行“撥動鋸條發(fā)聲”實驗，提出問題進行猜想，探究決定音調(diào)高、低的因素。在《探究平面鏡成像》教學(xué)中，教師應(yīng)讓學(xué)生反復(fù)觀察物體在平面鏡中的成像情況，既觀察同一物體在不同位置的像，又觀察不同物體在同一位置的像，還可觀察不同情況下，像和物的關(guān)系，對事物的感性認識越多，提出的問題也就越多，學(xué)生的求知欲望也就越強。這樣，才能使學(xué)生的思維更開放，想象更豐富，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和敢于創(chuàng)新的探索精神。

五、問題要有探究性

探究離不開問題，課堂探究活動是由“問題”引起的。所以，問題一定要能引起全體學(xué)生的積極思考、研究交流，具有探究價值。在課堂教學(xué)中，我們可以抓住新舊知識的聯(lián)系、區(qū)別或新知識的新奇點或難點創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用觀察、聯(lián)想、推理、猜測等方法來發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題，進而想出解決問題的辦法。

比如，在摩擦力一節(jié)教學(xué)中，教師首先創(chuàng)設(shè)這樣的情境：將A、B兩本課本的書頁依次交疊在一起。壓一下兩書后，提起B(yǎng)書，A書沒有從B書中滑落。請一位男生盡其力拉兩本書背，也不能將B書從A書中拉出。學(xué)生對于摩擦力已有一定的感性體驗，但這樣的情景使學(xué)生感到吃驚：這么兩本小書真能產(chǎn)生那么大的摩擦力嗎？教師緊接著呈現(xiàn)出討論主題：“摩擦力的大小究竟取決于哪些因素？”問題的挑戰(zhàn)性喚起了學(xué)生強烈的探求心理，使其主動地投入到探究活動中。

總之，通過教師設(shè)計實驗、創(chuàng)設(shè)問題情境等一系列方法，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)主動、興趣倍增，使他們能夠主動地以主人的身份投入到學(xué)習(xí)活動中。并且，探究需要有一定的時間作保證，教師必須把探究時間讓給學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生有較多的時間自主學(xué)習(xí)、主動探究。同時，要注意兩點：（1）重視課前指導(dǎo)。要讓學(xué)生明確課前他們要做什么，盡量縮短課上熟悉教材、準備探究的時間，甚至可以要求學(xué)生就所要探究的問題去搜集資料，預(yù)先思考。（2）放手讓學(xué)生探究。教師經(jīng)常低估了學(xué)生的經(jīng)驗和潛能，總以為學(xué)生面對研究素材會一無所知，因此，喜歡一步一步扶著學(xué)生去認識，卻不知這種“扶”實際上是在束縛學(xué)生的手腳、妨礙學(xué)生的發(fā)展。應(yīng)該用探究性學(xué)習(xí)的精神去處理有關(guān)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在沒有受教師“先入為主”觀念制約的情況下思考，這樣，才能讓學(xué)生真正自主學(xué)習(xí)，在探究性學(xué)習(xí)的過程中閃現(xiàn)出智慧的火花。

新課程改革強調(diào)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。這些學(xué)習(xí)方式充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，即規(guī)律讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、方法讓學(xué)生自主尋找、思路讓學(xué)生自主探究、問題讓學(xué)生自主解決。通過研究性、探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中探究、在質(zhì)疑問難中探究、在觀察比較中探究、在矛盾沖突中探究、在問題解決中探究、在實踐活動中探究。

今天我們強調(diào)實驗探究式教學(xué)，重視學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，并不意味著否定我們課堂中的講授式教學(xué)，而是對教師的教學(xué)提出了更高的要求，即我們的“教”必須有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)方式向主動學(xué)習(xí)、科學(xué)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的方向轉(zhuǎn)變；必須有利于學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展；必須有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的可持續(xù)發(fā)展。

（作者單位 南京市江寧區(qū)東善橋初級中學(xué)）