淺談物理實驗教學中如何實施科學探究

◆孫 宏

(吉林省公主嶺市南崴子街道中學校)

淺談物理實驗教學中如何實施科學探究

◆孫 宏

(吉林省公主嶺市南崴子街道中學校)

在初中物理教學中，越來越重視學生的實際動手能力。理論聯系實際已經成為了在物理教學中必備的教學手段。并且，物理的實驗操作深受學生歡迎，學生可以在自己的動手操作中得出科學的結論，直觀深刻，意義深遠。

初中物理 實驗探究 積極性

初中物理課程標準中明確指出：科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一；知識源于實踐，始于觀察。實驗是物理課程及教學的顯著特點，物理實驗作為一種特殊的實踐活動，是研究和發展物理的基礎，許多物理問題都是由實驗引發的，它是初中物理教學中的重點和難點。本文就初中物理實驗教學中如何讓學生體驗科學探究的過程方面，發表自己的拙見，以期拋磚引玉。

一、精心設計、提出問題，形成學生主動學習的范圍

教師課前應讓學生對課題提前預習，明確探究目標，收集有關資料，收集身邊一些日常生活用品作為實驗器材的補充。教師還應精心備課，根據學生的認知水平、實驗能力，創設探究活動引導過程中的問題情境。創設問題與疑問是探究式教學的起點，是探究式教學的基本特點。教師在創設問題情景時，可以通過與生產生活有密切聯系的事例直接引出，也可以把具有趣味性科普知識設計成學生感興趣的問題，開門見山、直截了當地提出來，也應盡可能地通過實物、模型、演示實驗或電教媒體等來展示情景，以喚起學生注意，引起他們強烈的好奇心，促進學生產生質疑、困惑、探索求解的創造性學習動機。引發學生帶著問題去看書、思考、討論、探索，而且要有意識地設計觀察習慣的養成和觀察能力培養的內容，這是教學實踐反復證明的事實。

在八年級物理教材中，物質的密度是一節較好的科學探究的內容。我們知道密度是初中物理的一個重要知識內容，如何使學生正確理解和建立密度概念，教師可在教學中通過讓學生觀看多媒體課件《阿基米德鑒別王冠的故事》來激發學生的興趣，引起學生對如何鑒別物質提出問題。有時學生提出的問題可能很多，師生應將提出的問題進行歸類篩選，然后選出和本課有關的研究課題，使“探究”活動的目的性更強。

二、結合已學知識、生活經驗，引導學生進行大膽猜想

猜想是對實驗結果的預測，是進行科學探究的基本要素之一。如何引導學生進行猜想，可結合己有知識和生活經驗進行大膽有根據的猜想。

例如，在《探究影響浮力大小的因素》的教學中，學生提出了浮力可能與物體的體積、重力、物體的密度、液體的密度、形狀、深度等因素有關，然后教師可把這些猜想一一在黑板上寫出來，由于課堂探究教學時間有限，每位學生不可能把這些影響浮力大小的因素全部進行探究，可以把全班同學分成幾個小組，每個小組分別承擔不同的探究任務，最后再進行總結交流評價。因此，在教學中教師應尊重他們的猜想，不輕易地排除哪個猜想，有了更多的猜想才能更好的探索下去，同時培養了學生的發散思維能力，為設計實驗做準備。

三、發揮集體智慧、制定計劃，設計可行性的實驗

為了檢驗學生提出的猜想是否正確，引導學生擬定探究實驗方案，制定計劃，設計實驗，是科學探究過程中關鍵的一步，是培養學生實驗技能和科學方法、科學態度和探究精神的關鍵所在，也是學生學習物理知識提高分析能力的關鍵所在。一般由學生經過充分的討論，在教師指導點撥下，把實驗設計思想滲透給學生，讓學生自由選擇實驗器材，探索實驗方法和實驗操作步驟，教師不宜直接提供實驗方案，以妨礙學生探究的主動性和積極性。如：探究平面鏡成像特點的過程中，選用什么特點的物體做成像，選用什么樣的鏡子作平面鏡，怎樣尋找像的位置，用什么辦法比較物到平面鏡的距離與像到平面鏡的距離關系，怎樣判斷像的性質等等都要由學生在獨立思考或相互討論后制定和設計出來。

四、小組分工合作、進行實驗與收集證據，分析與論證

學生已擬定好探究實驗方案，并選擇最佳方案進行實驗，在實驗過程中要注意培養學生的觀察能力，實驗操作能力，增強學生參與意識，主動與他人合作的精神，考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識。例如在歐姆定律那一節的教學中，學生有了“當導體電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比”這個大膽的猜想之后，教師可以讓學生進行進一步的實驗設計，絕大部分同學是沒有想到用滑動變阻器改變導體兩端的電壓，而是增加電源電壓，從而改變導體兩端的電壓。但我覺得同學現有的電路知識能設計這樣的電路更加符合同學的實際，既是探究式教學就該讓學生有自主的探究過程，而不是要讓學生按照已定的過程去盲目的模仿。所以，教師可在贊成同學設計的電路，接下來就讓學生按照自己所設計的電路進行實驗，得到了很好的實驗結果。當學生探究過程發展到進行實驗、收集數據時，注意觀察就顯得特別重要了。在實驗探究過程中，教師要注意巡視、指導、啟發，也可以對學生不易完成的操作加以示范。在實驗操作的過程中，學生往往只重視現象，忽略數據的處理，教師應及時引導學生做好實驗記錄，根據現象找本質。在觀察的時候有時要用眼睛看，有時還要注意用耳朵的，甚至有時還要用到人的觸覺，在實驗過程中得到了數據之后，對數據的及時處理是非常重要的，這時也是學生迫切想知道結論的時候，所以我們一定要趁熱打鐵，分析處理數據，得出正確的結論。

五、大膽評估、充分交流與合作，以期更大地發展

探究過程結束后，教師讓每組學生匯報探究結果，集思廣益，歸納總結出統一的結論，同時評估與交流主要內容，操作中有沒有什么失誤？測量結果有誤差或如果不正確，其原因是什么?為自己的正確觀點進行答辯，你在實驗中是否發現了新的問題？想不想繼續進行探究？交流評估是科學探究的一個重要環節，能及時反饋信息，并加以不斷修正，從而得出正確的結論，在交流中培養學生的協作精神。

我在組織《研究串聯電路特點》的一節課中，由于分組自主探究，學生的活動熱情很高，八個小組中的五個都由實驗數據歸納出了串聯電路中的電流、電壓特點。但有一個小組，實驗數據幾乎無規律可循，另兩個小組的實驗數據近似與電路特點相吻合。在交流時，由于受到有正確結論的小組的影響，后兩個小組的代表說：“我們的實驗數據顯示：串聯電路中各導體中的電流基本相等；串聯電路中各導體兩端電壓之和基本等于電路兩端的總電壓。”而實驗數據出現問題的那個小組的代表交流時講道：“我們小組的實驗不能驗證串聯電路中電流、電壓的猜想是否成立。”這種情況的出現非常正常，由于連接電路時導線接頭處接觸電阻的影響或操作不當，導致實驗失敗。雖然教學進度被打亂，我還要花費一節課的時間來“善后”，但能讓同學們動起來，積極地探究新的、更深一步的課題，這不正符合了我們教育的目的嗎？利弊互化，關鍵在怎樣看待、怎樣引導，探究中的合作、分享與交流，可以使不同探究者貢獻各自的經驗和發揮各自的優勢，從而使探究者完成各單個探究者難以完成的復雜任務。

總之，由于初中物理實驗內容的多樣性和綜合性、學生學習方式的主動性和獨立性、學習過程的開放性和民主性，在不同的物理實驗教學中，有側重地讓學生體驗科學探究的過程，對于培養學生的思維和能力是大有裨益的。在這個過程中，學生是否掌握某個具體知識并不最重要，關鍵是能否對所學知識有所選擇、判斷、解釋、運用，從而有所發展、有所創造。也就是說，科學探究性學習的過程本身就是它所追求的結果，學生通過問題來探究與社會、生活和生產密切相關的各種現象，并在這過程中學習如何與人交往、合作，使學生終身受益。