初中物理實驗教學中如何培養學生科學探究能力

科學探究是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想與假設、設計實驗與制訂方案、獲取與處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。科學探究主要包括問題、證據、解釋、交流等要素。《義務教育物理課程標準（2022年版）》要求：“強化實驗探究，注重發展科學思維和科學探究能力。合理安排演示實驗，如低壓沸騰、碘的升華和凝華等，讓學生在實驗情境中提出探究問題。尤其在物態變化特點、規律的實驗教學中，引導學生基于證據進行歸納、總結、解釋及交流，促進學生科學思維和科學探究能力的發展。”那么，初中物理實驗教學中如何培養學生科學探究能力呢？

一、轉變課程教育觀念，培養學生的科學探究能力。

義務教育階段的物理課程要讓學生學習初步的物理知識與技能，經歷基本的科學探究過程，受到科學態度和科學精神的熏陶﹔它是以提高全體學生的科學素質、促進學生的全面發展為主要目標的自然科學基礎課程。在初中物理科學探究活動中，我們不僅應關注讓學生通過探究活動發現其中的某些規律，同時還應注重在探究過程中培養學生的探究能力﹐從而提高科學探究的興趣﹐養成實事求是的科學態度和科學精神﹐由于科學探究的問題常常涉及某一物理知識，這就容易造成教師把注意力僅放在知識傳授上，而忽視對過程與方法和情感態度與價值觀目標的達成，這必須引起我們特別注意。新課標在課程目標中對學生的科學探究能力提出了總體要求，又在科學探究能力目標中﹐分別對提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、表達與交流等七個要素對應的科學探究能力提出了具體要求﹐所以教學中應該把科學探究能力目標進一步分解細化，轉化為具體教學過程中的教學目標和教學設計﹐而不是籠而統之的進行描述。

二、體驗實驗探究樂趣，培養學生的科學探究能力。

新課標要求經歷科學探究過程，體驗科學探究樂趣，發展科學探究能力。初中物理實驗教學中精心創設探究教學情境，將學生置于感興趣的情境中，能夠激發學生的學習動機和好奇心，調動學生求知欲望，發展創造思維，培養發現精神。實驗過程中教師適時創設問題的情境，能有效地激發學生認知沖突和碰撞，激起學生探究的興趣，使學生的思維得到發揮。這就需要我們教師深人地去挖掘學生內心的潛意識，增強他們的求知心理。學生一旦感知到他從未見到或意想不到的物理現象時，一般都會產生一種躍躍欲試的沖動，希望尋求原因，形成探究行為的意向。例如：在探究浮力大小與哪些因素有關的問題時，教師可簡單介紹阿基米德利用浮力巧辨王冠的故事以激起學生對所研究問題的興趣，然后啟發學生討論浮力的大小與哪些因素有關？學生的思維活躍，提出的猜想很多。歸納為與浸入液體中物體的大小、輕重、形狀有關;與物體在液體中的所處位置有關;與液體的多少有關;與液體的密度有關。教師應針對學生的各種猜想及時引導學生設計相應的實驗由于這是學生主動參與探究獲取知識的過程，學生理解透徹記憶深刻。

三、優化物理實驗內容，培養學生的科學探究能力。

初中物理實驗教學要在原有實驗內容的基礎上，增加一些趣味、自制方便、簡單的實驗，改進一些實驗，增加實驗的可見度、合理性、成功率，為學生科學探究能力的培養提供素材，擴大實驗的空間。（1）增加演示實驗。充分利用自制教具，增加演示實驗。著名物理學家麥克斯韋有精辟見解：“一項演示實驗，使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結果。”利用家有的現成的器材進行組合、改造及用一種器材進行多種實驗，或用不同器材進行同一實驗，都能在一定程度上激發學生的創造、探究欲望。（2）改進已有實驗。對可見度、成功率不高或裝置不合理的演示實驗進行改進。如：馬德堡半球實驗，常常因漏氣或空氣未抽干凈，影響實驗效果，采用市場上很容易買到的空氣吸盤掛鉤來做此實驗，效果又好又方便。還可以利用實物投影儀把較小的實物投影到大屏幕上，提高實驗可見度，增強實驗效果。如進行游標卡尺和螺旋測微器的演示，在實物投影儀上演示游標卡尺和螺旋測微器的操作方法及讀數方法，全班同學都能夠詳細、全面地觀察到教師的具體操作過程和讀數的方法。教師通過對實驗內容的優化，實驗效果更清晰，趣味性更強，內容更廣，進一步激發學生的科學探究欲望，有利于學生科學探究能力的形成。

四、引導學生自主實驗，培養學生的科學探究能力。

針對初中階段學生活躍、新奇的性格特點，教師在實驗教學中應該充分地利用這些特點，不斷培養學生的科學探究能力。但由于當前的教育仍然相當重視成績，所以實驗教學方式是比較呆板、單調的，久而久之嚴重偏離了科學探究能力的培養目標。因此我們在實驗教學中，應該確定學生的主體地位，放手讓學生去做，把實驗交給他們自己，讓他們自己去完成。學生在將問題擺出之后，自主的去進行假設，并基于此展開實驗和觀察，然后進行數據分析，最終小組同學之間對本次實驗進行總結，提出可以改進的地方。教師在整個實驗教學過程中，應該只是一個引導者的身份，讓學生們能夠自主的進行實驗，通過這些作法來讓他們不斷的去探究和進步，從而培養學生的科學探究能力。

總之，物理實驗教學在初中物理教學中占有很大的比重，在培養學生的科學探究能力方面具有無可替代的優越性。我們廣大物理教師要進一步做好初中物理實驗教學工作，發揮實驗教學的優越性，從而有效提高學生的科學探究能力。