探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要：物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在教育改革背景下，探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)受到了初中物理教師的廣泛關(guān)注。在初中物理教學(xué)中實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與科學(xué)探究能力獲得同步發(fā)展。基于此，文章在總結(jié)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)價值及實(shí)施原則的基礎(chǔ)上，從創(chuàng)設(shè)情境、集中討論、小組合作、分析論證、完善反饋等角度出發(fā)，

總結(jié)了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施策略，旨在營造良好的探究氛圍，幫助學(xué)生提高自身綜合能力。

關(guān)鍵詞：初中物理；探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)策略

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2097-1737（2024）21-0053-03

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出“在初中階段物理教學(xué)中，教師需要注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高其分析問題、解決問題的實(shí)踐本領(lǐng)與學(xué)科思維能力”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)中的重要組成部分，教師秉持引導(dǎo)學(xué)生參與探究、助力其核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教育目標(biāo)設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，有助于突破傳統(tǒng)的單一化、機(jī)械化教學(xué)模式的弊端，幫助學(xué)生在探究中感受物理學(xué)習(xí)的魅力，逐步提高其實(shí)驗(yàn)水平，最終實(shí)現(xiàn)理想的教育目標(biāo)，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。因此，廣大教師應(yīng)及時更新自身教育理念，設(shè)計(jì)有效的探究性實(shí)驗(yàn)策略，改良物理教學(xué)方法，助推學(xué)生全面發(fā)展。

一、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)價值及其實(shí)施原則

（一）探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價值

實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生將物理知識與生活實(shí)際相結(jié)合，并通過自主實(shí)踐體會知識的形成與發(fā)展過程。在初中物理教學(xué)中落實(shí)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有以下價值。

第一，物理知識較為廣泛且知識點(diǎn)間的聯(lián)系相對密切，對思維尚處于發(fā)展階段的初中學(xué)生而言具有一定的學(xué)習(xí)難度[1]。現(xiàn)階段，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在參與意識不足、缺乏學(xué)習(xí)興趣等問題。采用探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課堂導(dǎo)入，可以充分吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生展開深度思考，在潛移默化中激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，確保其始終將注意力集中在對知識的獲取上，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

第二，科學(xué)探究能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成細(xì)致觀察生活的習(xí)慣，使其能夠從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。借助物理的探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)建立起實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與生活之間的聯(lián)系，逐步將所學(xué)到的物理知識以及科學(xué)探究方法落到實(shí)處，樹立“科學(xué)家精神”，有效培養(yǎng)自身核心素養(yǎng)。

第三，在探究過程中，學(xué)生將通過合作、交流等方式不斷積累經(jīng)驗(yàn)，在探索中提高自身的解題能力與思維能力，為后續(xù)參與高中階段的物理學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

（二）探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施原則

第一，主體性原則。一切教學(xué)活動的設(shè)計(jì)都需要以學(xué)生為中心，教師要兼顧每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求，根據(jù)實(shí)際學(xué)情設(shè)計(jì)具體方案，發(fā)揮自身引導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的熱情[2]。

第二，安全性原則。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生會使用酒精燈、小燈泡等存在安全隱患的實(shí)驗(yàn)器材。在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過程中，教師需要在課前為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)規(guī)范，嚴(yán)格遵循安全性原則，使學(xué)生樹立良好的安全意識，秉持嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實(shí)驗(yàn)精神，避免發(fā)生安全事故。

第三，合作性原則。新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)，學(xué)生需要通過學(xué)習(xí)掌握合作技巧，發(fā)展自身合作能力。教師可以借助探究性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，合理構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位參與科學(xué)探究，保障全體學(xué)生的共同進(jìn)步。

二、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

探究能夠讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)，在實(shí)踐中把握科學(xué)精神并理解科學(xué)本質(zhì)[3]。在下文中筆者將結(jié)合多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)并分析探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的實(shí)踐策略，以期為廣大教師提供借鑒。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引出探究問題

為保障探究性實(shí)驗(yàn)活動的開展質(zhì)量，教師可以在導(dǎo)入階段采取情境創(chuàng)設(shè)手段，將探究主題融入生活現(xiàn)象當(dāng)中。這樣一來，一方面能喚醒學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)，提高其探究積極性；另一方面也能降低知識難度，幫助學(xué)生順利建立生活與學(xué)科知識的連接，激活學(xué)生的科學(xué)思維。

以蘇科版物理八年級（下冊）“力的作用是相互的”一課教學(xué)為例。在以往的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)初步了解了摩擦力以及重力的示意圖，為調(diào)動其已有經(jīng)驗(yàn)，順利導(dǎo)入本課實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，教師可以在課程開始前為大家播放影片。影片1：在拳擊運(yùn)動中，運(yùn)動員主動出擊將對手打倒；影片2：足球比賽中守門員用頭部將即將進(jìn)入門框中的球頂出去。這兩段影片與學(xué)生的生活息息相關(guān)，其中所反映的“力”的相關(guān)知識也能夠引發(fā)學(xué)生的思考。借此，教師可以根據(jù)情境內(nèi)容引出思考問題：施力物體在施力的過程中是否也同樣受到力的作用呢？針對這一問題，學(xué)生可以結(jié)合兩段影片中的內(nèi)容分別提出不同猜想。猜想1：拳擊比賽中拳手打倒對手，說明對手受到了力的作用。猜想2：

守門員用頭部擊飛足球的同時，頭部也受到了足球的力的作用。根據(jù)學(xué)生的回答，教師可以“物體在施力的同時是否也受力”為議題，引導(dǎo)大家展開探究性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步挖掘關(guān)于力的相互作用的知識。

綜上，巧妙利用生活情境，導(dǎo)入真實(shí)影像，可以為學(xué)生構(gòu)建直觀、真實(shí)的情境，在喚起學(xué)生已有認(rèn)知的同時，幫助其建立生活與物理知識之間的連接，為后續(xù)探究性活動的開展作好鋪墊。

（二）集中討論，提出假設(shè)猜想

學(xué)生根據(jù)自己已有的生活經(jīng)驗(yàn)對未知物理知識或者物理規(guī)律進(jìn)行大膽猜想，可以增加學(xué)習(xí)興趣，鍛煉敢于直面問題，分析問題的能力[4]。因此，在提出問題后，教師可以鼓勵大家以辯論的形式發(fā)表意見，由教師扮演裁判的角色，收集并整理學(xué)生提出的猜想，然后一一列舉出來，借此鍛煉學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新能力，同時為學(xué)生提供自我展示的平臺，有效激發(fā)學(xué)生的參與興趣。

以蘇科版物理八年級（下冊）“牛頓第一定律”一課教學(xué)為例。在課前導(dǎo)入階段，教師邀請學(xué)生觀察窗外樹木搖動的情況，并利用自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)分析力與運(yùn)動之間的關(guān)系。有學(xué)生提出：當(dāng)風(fēng)吹大樹的時候，大樹在搖晃，當(dāng)風(fēng)停止的時候，大樹就停止了，說明“力是物體運(yùn)動的原因”。這一觀點(diǎn)受到其他同學(xué)的反駁，有學(xué)生表達(dá)：自己在踢足球的時候，已經(jīng)將足球踢了出去，此時腳已經(jīng)不再對足球施力，但是足球仍舊在向前運(yùn)動，因此“力是物體運(yùn)動的原因”這一觀點(diǎn)并不正確。針對學(xué)生的不同觀點(diǎn)，教師可以進(jìn)行匯總、整理，并引導(dǎo)大家嘗試猜想“運(yùn)動著的物體所受的阻力對它的運(yùn)動路徑會有怎樣的影響？”，并引出本課探究性實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生在問題解決中深化對牛頓第一定律的理解，從而達(dá)成本課預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

綜上，有效討論不僅可以激活學(xué)生思維，還能幫助教師及時了解學(xué)生對問題的想法以及思路。在后續(xù)學(xué)習(xí)中，利用探究性實(shí)驗(yàn)逐一驗(yàn)證不同猜想，也可以幫助學(xué)生在探究中提高解決問題的能力。

（三）小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為保障學(xué)生的參與效率，教師可以依據(jù)學(xué)生的思維能力、興趣愛好等因素構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，然后指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的猜想與小組成員進(jìn)行討論，群策群力，共同設(shè)計(jì)用于驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)方案。此種方式不僅能幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量，同時也能幫助學(xué)生在探究中樹立良好的合作意識，有效實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

以蘇科版物理九年級（下冊）“磁場對電流的作用 電動機(jī)”一課教學(xué)為例，教師將生活中常見的電動玩具作為教學(xué)素材，引導(dǎo)學(xué)生拆解玩具并分析其中的電動機(jī)部件的轉(zhuǎn)動方式。有學(xué)生提出猜想：小電動機(jī)中有磁體和線圈，電動機(jī)在通電的時候才會轉(zhuǎn)動，說明通電的導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用。根據(jù)這一猜想，教師引導(dǎo)學(xué)生展開探究性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行討論，并提出：磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向相關(guān)。為驗(yàn)證這一猜想，部分小組利用教師提供的材料，嘗試組裝實(shí)驗(yàn)器材，完成圖1中的操作：（1）給直導(dǎo)線通電并對其運(yùn)動情況進(jìn)行觀察記錄；（2）改變直導(dǎo)線中的電流方向并記錄其運(yùn)動情況；（3）將磁極對調(diào)，改變磁場方向后觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動情況并進(jìn)行記錄。通過上述實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證磁場對電流的作用。

綜上，通過學(xué)習(xí)共同體的構(gòu)建，學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動的積極性得到了明顯提升。在各項(xiàng)活動中，大家不僅能在活動中汲取經(jīng)驗(yàn)、取得收獲，深刻感受合作的重要性，還能在探究中增強(qiáng)對物理知識的學(xué)習(xí)興趣。

（四）分析論證，開展成果交流

當(dāng)學(xué)生完成探究性實(shí)驗(yàn)后，教師可以邀請學(xué)生以小組為單位進(jìn)行分享，同時引導(dǎo)其他學(xué)生積極參與，從中積累經(jīng)驗(yàn)。通過這種方式，可以在班級內(nèi)形成良性循環(huán)，使學(xué)生通過探究、實(shí)踐、分享、交流等活動，不斷強(qiáng)化自身綜合能力[5]。

以蘇科版物理八年級（上冊）“平面鏡”一課教學(xué)為例，教師可利用教材第66頁中提供的圖片（如圖2）“澆不滅的燭焰”為素材，引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么茶色玻璃板后的蠟燭能夠在水中燃燒？結(jié)合所學(xué)平面鏡成像的知識，學(xué)生提出不同猜想：（1）像的位置在平面鏡后；（2）像和物的大小相等；（3）像到平面鏡的距離與物到平面鏡的距離相等。根據(jù)猜想，各小組可在班級內(nèi)展開探究性實(shí)驗(yàn)并分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在分享環(huán)節(jié)，學(xué)生提出可以先確定像的位置再比較像與物的大小，并效仿教材內(nèi)容利用茶色玻璃觀察成像情況。在學(xué)生分享完畢后，教師還可以詢問其他組成員是否想到了其他驗(yàn)證方法，以此在班級內(nèi)形成良好的交互氛圍，助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

綜上，教師通過邀請學(xué)生以小組為單位分享成果，總結(jié)本組探究性實(shí)驗(yàn)方案，能夠使學(xué)生在交流中取得進(jìn)步，從而不斷提高其自身實(shí)踐能力。

（五）完善反饋，強(qiáng)化教學(xué)收益

評價是教學(xué)活動的重要組成部分，在成果交流之后，各組成員可能會產(chǎn)生疑惑，如：為什么計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了錯誤？哪一個步驟出現(xiàn)了問題？針對這些疑問，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)后反思環(huán)節(jié)。通過引導(dǎo)學(xué)生回顧自己在探究性實(shí)驗(yàn)中的操作流程，幫助學(xué)生提高科學(xué)認(rèn)知水平，及時完善實(shí)驗(yàn)方案，并在評價的指引下不斷完善自我，實(shí)現(xiàn)知識與能力的全面提升。

以蘇科版物理九年級（上冊）“電路連接的基本方式”一課教學(xué)為例。在本課教學(xué)中，學(xué)生可以小組為單位，對“如何使兩個小燈泡亮起來”進(jìn)行探究，進(jìn)一步了解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的相關(guān)知識。在探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可根據(jù)學(xué)生在活動中的表現(xiàn)作出評價，并贊揚(yáng)大家積極參與學(xué)習(xí)活動的行為，增進(jìn)學(xué)生的情感體驗(yàn)。接下來，教師可以指導(dǎo)大家回顧學(xué)習(xí)過程，并從以下幾方面展開自評：（1）是否能與同伴友好協(xié)商，共同完成實(shí)踐任務(wù)；（2）是否能提出多種電路連接方式；（3）是否能了解串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的不同特征。另外，教師還可以讓學(xué)生分享自己在活動中遇到的問題，然后再由教師對問題進(jìn)行整理，從而有針對性地為學(xué)生答疑解惑。

綜上，探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可充分發(fā)揮評價在教學(xué)活動中的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化，達(dá)到以評促教、以教定學(xué)的目的，同時幫助學(xué)生得到發(fā)展。

三、結(jié)束語

綜上所述，在教育改革背景下，探究性實(shí)驗(yàn)活動能使學(xué)生在真實(shí)情景中，通過觀察物理現(xiàn)象，引發(fā)猜想與假設(shè)，進(jìn)而以自主實(shí)踐的方式進(jìn)行驗(yàn)證，深化對學(xué)科知識的理解與掌握。這一教學(xué)手段是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和探究精神的重要途徑，對學(xué)生綜合能力的發(fā)展具有重要作用。

參考文獻(xiàn)

史文斌.初中物理課堂中自主探究能力的培養(yǎng)措施研究[J].廣西物理，2023，44（1）：156-158.

許穎.初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究[J].試題與研究，2022（30）：49-51.

古文娟.中學(xué)物理中如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力[J].讀寫算（教師版）：素質(zhì)教育論壇，2016（11）：1.

徐磊.核心素養(yǎng)視角下初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)施策略[J].廣西物理，2022，43（3）：162-164.

華紅梅.基于核心素養(yǎng)下的初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].數(shù)理化解題研究，2022（17）：98-100.

作者簡介：許忠林（1985.2-），男，江蘇姜堰人，任教于泰州市姜堰區(qū)克強(qiáng)學(xué)校，一級教師，本科學(xué)歷。