摘要：本文从实验目的、实验过程、认知顺序等方面对物理验证性实验和探究性实验做了详细的比较。通过比较，找出验证性实验的不足之处，旨在提倡探究性实验。
关键词：验证性实验探究性实验实验过程
物理实验一般分为两类：一类是验证性实验，另一类是探究性实验，本文从不同方面阐明两类实验的区别，以便更好地进行探究性实验教学。
1.实验目的的比较
验证性实验目的旨在一个设计完整的实验框架下重新验证结果，让学生通过实验验证由已学过的相关理论推导出的结论的正确性,从而加深对知识的理解,培养学生的推理能力、分析能力,训练其实验技能。如验证力的平行四边形法则、验证机械能守恒定律等。
探究性实验是在不知晓实验结果的前提下，学生根据问题研究的需要在假设的指引下获取支持或推翻假设的科学实证，是以实验为载体探究科学结论。探究性实验的目的在于让学生通过观察测量活动和归纳概括的思维方式来建立概念和规律,训练一定的实验技能，同时使学生获得物理实验研究科学方法的系统训练，让学生接触探究、发明、发现的过程和方法，发现学生的创造力。在探究发现的过程中，发展学生理性的、批判的思想方法，体验学者研究的苦衷和愉悦，培养他们的发现、探究能力。如探究浮力大小与哪些因素有关，探究凸透镜成像基本规律等。
2.实验过程的比较
验证性实验中学生的实验过程是受实验步骤驱使的，因此，在实验过程中，学生只有少量的心智活动，是机械性的操作，强调行为与规则的统一。如验证单摆周期公式的实验中，教师先告诉学生荷兰科学家惠更斯研究过单摆周期，得出公式，然后叫学生按照设计好的实验步骤操作。在g不变，验证；在L不变，验证，并求得比例系数为。
探究性实验是实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论的。因而，在实验过程中，学生有持续的智力活动，要求较高水平的思维技巧，强调独立思考与行为。如探究单摆周期与什么因素有关的实验过程如下：
实验：1）做一个单摆，2）把单摆固定在桌上使其能自由摆动，3）观测并记录15秒单摆摆动的次数。
提出问题：为什么每个小组记录的摆动次数不一样？
猜想与假设：测量有问题、与绳子的长度有关、与垫圈的直径有关、与垫圈的质量有关、启动高度……
设计实验：分组做不同的实验
分析与讨论：比较每组的数据
结论：摆动次数的差别是绳子的长度不同造成的。
进一步：将不同绳长的单摆与摆动次数对应起来。
分析、讨论、结论：一定时间内单摆摆动的次数随绳子的长度的减少而增加。
现就下面几个方面对验证性实验与探究性实验做具体的比较：
2.1实验设计
验证性实验是由老师或教科书“划”出了从问题到结论的单一路径，设计好的实验告知学生应该使用什么样的实验器材、什么实验方法、使什么变量改变、什么变量不变、什么变量是独立的、什么变量不是独立的。学生只需按照给定的实验设计进行实验。
在探究性实验中学生自己设计实验，这给了学生很大的自由发挥的机会，学生要自己识别、区别控制相关的独立和非独立的变量。根据课题研究的要求，可在教师指导下，由学生自己确定实验原理、选择实验器材、制订实验方案、实施实验方案、探求实验结论。每个同学拿出实验方案，包括仪器的选用、实验方法、数据记录及处理等。设计方案多种多样，可简可繁。
2.2实验操作
在验证性实验中老师在实验前把实验目的的要求、器材、和实验装置、实验方法和步骤、实验注意事项以及实验记录表格和有关计算有讲得一清二楚。甚至把实验装置都装接好，学生有时在实验中来不及思考，就照着老师讲的课本上写的步骤，一步一步地“照方抓药”。有的老师也重视学生实验操作技能技巧的训练和培养，学生实验能力也有了较大的提高。但由于学生对实验目的的要求、原理和方法缺乏真正的理解，盲目地按照实验步骤和老师讲的，只动手，不动脑，机械地进行操作，为实验而实验，这样就不能加深对基本概念和规律的理解和掌握。
在探究性实验中，由于学生是受问题需要驱使的，有探究和创新的欲望，这就最大限度地调动学生自主学习的主动性和积极性。在实验操作过程中，学生并没有制定好的实验步骤可遵循，因此，学生自己通过动脑分析、采取适当的方法，亲自动手去做。遇到疑难问题时，教师只是给予指导，只提供参考建议，引导学生针对具体问题积极思考、观察现象、分析原因、积极动手探索。这样，学生对实验目的、原理都有深刻的理解，学生对所探究的知识是一个主动建构的过程。
2.3数据分析与解释
在验证性实验中，老师告诉学生给定的数据，甚至为学生设计好了给定数据的表格。在对数据进行分析时，有时为了追求与给定结果的一致性，有些学生甚至修改在实验过程中记录下的数据，再胡乱的编造数据。在验证性实验中，实验完后，学生交上一份实验报告，对实验数据做很少的分析和解释。
在探究性实验中，在假设的指引下实验者更重视获得对假设有用的实验信息。学生自己决定收集什么样的数据，自己设计实验并收集数据，然后把测量的结果记录下来并进行分析论证。学生利用所学理论，利用逻辑推理等科学思维方法，并综合运用数学知识正确地进行有关问题的分析、推导、论证，得出结论。最后，学生用科学的语言描述，并解释所做的数据分析，也训练了学生的交流表达能力。如把牛顿第二定律这个验证性实验变为探究性实验，在测出a和F、m的关系后，教师引导学生处理实验数据、列表、画出a－F、a－1／m的图象，最后师生共同分析、归纳、总结出牛顿第二定律。
2.4实验态度
在验证性实验中，课堂气氛是凝固的、严厉的，学生的情绪调动不充分；验证性实验中学生的思维、科学素养表现的机会相对较少，通过验证性实验，让学生观察现象，从而达到理解和印证知识之目的，这抑制了学生创造性思维活动的正常展开。验证性实验的假说往往是学生已经运用过的规律，学生对验证这个规律，心里的期待不高，兴趣不大，反正怎么验证都是正确的，以至实验中乱造数据很多，谈不上对学生批判精神与实事求是的科学态度的培养。
在探究性实验中，对问题的探究激发了学生的认知兴趣和学习动机。由于学生的主体性得到充分发挥，学生在实验过程中表现出来的严谨、专注、自信和果断，是在验证性实验中难以见到的。通过探究性实验逐步培养了学生不怕艰难、勇于探索真理的科学精神和善于分析思考、一丝不苟、事实求是的严格态度、严谨作风和顽强的探索、创新精神。
3.认知顺序的比较
在验证性实验中，学生是先了解了概念、原理或关系这些抽象的概念，在具体的实验中学生活动的中心是验证教学中讲述的概念，原理或关系。因此，学生的认知顺序是从抽象到具体。
在探究性实验中，学生活动中心是通过具体的探究性实验发现新的概念、原理或关系。因此，学生的认知顺序是从具体到抽象。学生一般的认识过程是由感性到理性、由具体到抽象。为此，要让学生理解物理现象的道理、事物内部的规律，就要通过探究性的实验，通过生动的直观，达到抽象的思维。让学生经历了由具体到抽象的思维过程，有助于对物理现象的透彻理解，掌握物理规律。
4.实验中教师角色的比较
在验证性实验中，教师是课堂的主宰者。实验教学教师通常先将结论告诉学生,而后再把具体的实验验证方案和步骤详细列出来,让学生依照方案按部就班的进行。教师是教学的组织者和实验步骤的解释者。教师是教学活动的绝对主导,教师牵着学生的一举一动走,课堂气氛沉闷,学生活动受教师和教材所规定的内容、步骤所限制,失去应有的活力。
在探究性实验中，教师充当了实验教学过程中的辅导者、促进者、督导者、协调者。教师发挥辅导作用，让学生成为探究活动的主人，给学生营造一个平等、和谐的气氛。教师以实验目的、目标对实验过程进行主流导向，对于具体的实验思路和步骤，放手交给学生去操作，给学生动手、动脑的无限空间,使学生的潜能得以发挥，教师发挥好促进、督导作用。
5.实验评价的比较
在验证性实验中，教师通过学生书面的实验报告对实验结果进行评价，师生之间缺少实验信息的交流。由于实验结果已经知道，有些学生在实验之前早已填好了实验报告，实验过程中对一些细节、反常现象视而不见。这种重结论、轻过程的单一的评价方式很难了解到学生对知识的掌握程度。
在探究性实验中，对实验结果的评价方式是多样化的，有教师对学生实验的过程和实验结果的评价，学生与学生之间的互评，还有学生的自评。教师要组织各学生小组对实验结果进行分析、讨论，并鼓励学生运用已有的物理学知识对结果发表自己的看法。学生分小组对实验结果进行陈述，然后老师和学生一起讨论，这为学生创造了广阔的交流机会和内容空间。学生可能得到了同样的结论，但过程却大相径庭，有些学生的实验未必有一定的正确研究结论，但允许学生从错误和失败中学习。对学生的评价是“轻结论，重过程”。重要的是学生获得了从发现问题到设计方案再解决问题，最后达到自己的目标这样一套方法。
6.时间、空间和资源
验证性实验一般在对物理概念或规律进行分析、讨论或者学习这章节内容后进行且只在课堂上进行。
探究性实验则安排在物理概念或规律之前，以此来推动对物理概念和原理的讨论。根据探究性实验的难易程度，所用的时间差异很大。有的探究在课堂上就能完成，有的探究是开放性的，需要几节课或几天的时间。
从空间范围来看，验证性实验只限教室、实验室，而探究性实验不仅在实验室，有的还延伸到校外。
小结：
笔者认为，验证性实验和探究性实验，存在较大的区别，也可看出验证性实验在培养学生的创新精神和探索精神方面表现出的缺陷。在探究性实验中，学生的主体性得到充分的发挥，这有助于学生对物理现象的透彻理解，对物理规律的牢固掌握，也有助于学生科学态度和创新能力的培养。为此，在物理教学中，应提倡探究性实验。
作者：李雪梅