試析初中物理探究式實驗教學模式

于巖軍

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2016）04-0292-01

探究式物理實驗教學是基于問題的研究活動，它依賴于寓含問題的情景的合理創設，使學生的思維能夠基于問題，最終探究出相關的規律和結論。探究式實驗教學模式是一種以學生為主體，讓學生進行實驗探究，開發學生創造能力的一種教學模式，一般有"猜想、實驗設計、實驗探究、分析結果"幾個部分組成。它越來越受到廣大師生的青睞，其主要原因有以下幾個：

第一，在這種模式下，它把物理實驗提高到一個前所未有的高度，把它作為提出問題、探究問題的重要途徑和手段，從需要解決什么問題到怎樣解決問題，通過實驗來展開，讓學生充分地參與實驗活動，激發和培養學生的實驗興趣，發揮學生的主觀能動性，運用實驗方法來探究知識的奧秘。

第二，它強調了學生的主體性。社會的發展呼喚創新，教育改革更加需要創新。但不強調學生的主體性，如何創新？靠什么創新呢？于是探究式實驗教學模式就向傳統教學模式發起了挑戰。因為在探究式實驗教學模式下，學生充分參與了課堂活動。現在教師經常有這么一種感覺：教師"一舌"可以激起學生思維活動的"千層浪"，課堂變成了學生思維訓練的場所。往往一個問題，學生可以設計出許多個實驗方案。

第三，它注重探究的過程，不是為了探究而探究。探究式實驗教學模式的特點，就是在沒有結果的前提下，由學生通過實驗得出結論。這種新的教學模式完全不同于傳統教學模式，在這種新的教學模式下，更注重的是過程，是思維方法，是科學品質的培養。

第四，探究式實驗教學模式同要強調知識與技能在探究過程中的和諧統一。新課標中提出了"知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀"，而實驗最能檢驗知識與技能是否掌握。因為，教學的目的不僅僅是掌握知識，更重要的是技能的掌握，能力的培養，科學實驗態度的形成這三者的統一。

筆者曾在在"阿基米德原理"的教學之前，插入了"影響浮力大小的因素"實驗探究教學：

1.創設情景，提出問題

呈現情景：一艘滿載貨物的貨輪在大海中航行（投影）。設疑點撥：海水對這艘滿載的貨輪的浮力有多大？顯然用前面所學的彈簧秤稱重法是無法解決的。該用什么方法解決呢？這就需要研究和浮力大小有關的因素，即把解決輪船所受浮力大小的題材轉化為研究和浮力大小有關因素的題材。

2.根據已有的知識和經驗，進行猜想或假設

學生針對問題在四人小組中展開討論，提出各種各樣的猜測，這時教師可適當引導，排除一些偏差較大的猜測（如氣壓、溫度會影響浮力大小），最后匯總為浮力大小可能與物體的密度、物體的重力、物體浸沒在液體里的深度、物體浸在液體中的體積（物體排開液體的體積）、液體的密度等因素有關。

3.制定計劃，設計實驗

教師再次提問：如何設計實驗證明上述的猜想是否正確？

教師可提示學生采用以前用過的變量控制法設計探究實驗的方案，學生在教師的引導下，根據本小組的猜測討論詳細的實驗方案，并在實驗報告上填寫所需的實驗器材和合理的實驗步驟，設計記錄數據的表格，完成方案的設計。由小組代表上臺交流介紹本小組的實驗方案，全體師生參與可行性認定后，產生四個探究實驗方案，如下：

3.1比較等體積的不同物塊浸沒在同一液體中受到的浮力大小來分析浮力與物體密度、重力是否有關；

3.2比較同一物塊浸沒在液體中不同深度處的浮力大小來分析浮力與物體浸沒深度是否有關；

3.3比較同一物塊浸沒在不同液體（如酒精、濃鹽水等密度差異較大的液體）中的浮力大小來分析浮力與液體的密度是否有關；

3.4比較同一物塊浸沒與部分浸在液體中的浮力大小來分析浮力與物體浸在液體里的體積（即物體排開液體的體積）是否有關。

4.進行實驗，收集證據

每組學生按照自己的實驗設計從教師事先準備好的實驗器材（等體積的各種物塊、彈簧秤、水、濃鹽水、酒精、細線、深水杯、大燒杯、刻度尺等）中選擇所需的器材，利用彈簧秤測不同情況下的浮力，在表格中記錄數據。

5.分析證據，得出結論

學生通過數據的分析，分別得出結論：

5.1物體受到的浮力大小與物體的密度、物體的重力無關；

5.2物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體里的深度無關；

5.3物體受到的浮力大小與液體的密度有關，液體密度越大，物體受到的浮力也越大；

5.4物體受到的浮力大小與物體浸在液體里的體積（即物體排開液體的體積）有關，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。

6.交流與評價

每個小組輪流匯報實驗過程和結果，經過認定后，匯總為：浮力的大小與液體的密度、物體排開液體的體積有關，而與物體的重力、物體的密度、物體浸沒在液體中的深度無關。液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。

由此可以分析木球從水底浮至水面的過程中浮力大小的變化。

7.再創情景，再次設問

教師給出一個不規則的石塊，系上細線后讓石塊浸沒在水中，并設問：這個石塊現在所受的浮力具體有多大呢？

我們已探究出浮力大小和液體密度、排開液體體積有關，那么三者有沒有確定的數量關系呢？

引導學生用彈簧秤吊著體積不同的金屬塊，浸沒在盛滿水的溢杯里，用空杯盛接從溢杯里被金屬排出的水，觀察金屬塊漸入水中直至浸沒時彈簧秤讀數及空杯中水量的變化。

讓學生分析、比較后得出結論：浮力大--排開水多；浮力小——排開水少。

教師接著提出問題：浮力大小和排開的水的多少是否有必然聯系？從而引導學生用實驗去進一步探究物體排開液重和所受浮力之間的關系。

學生在親手用彈簧秤測得被物體排開的水重后，驚奇地發現浸在液體里的物體所受的浮力，竟和排開的水重正好相等，從而探究出阿基米德原理："浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體的重力"。接著教師再引導學生討論如何去計算石塊及船所受到的浮力。

在上述實驗過程中，以教師的演示為引子，創設出一個個問題情景，引起學生的注意，并在引導學生進行探究設計，而在探究過程中，也以問題的形式逼迫學生思考，從而使學生在探究能主動探索，讓學生在解決問題的同時，學習物理知識與技能，并體驗科學探究的樂趣，感悟科學家的科學思想和科學方法，從而培養學生的創新意識、探索精神和實踐能力。

從教學實踐來看，研究實驗教學的最終目的是完善教學手段，優化教學過程，提高教學質量。實驗教學的模式不是一成不變的，在教改的過程中，教師應該更多地考慮學生的實際，只有把學生放在主體地位，才能提高學生的科學素質。