浅谈初中物理探究性实验教学

物理是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。新的课程标准提出了“倡导探究性学习”的理论，并要求学生在新课程的学习中应以探究性学习作为主要的学习方式之一。本人结合初中物理教学实践，谈谈对中学物理探究性实验教学的一些体会。
　　
　　一、探究性实验教学在物理教学中的位置
　　
　　探究教学的代表人物是美国的教育家施瓦布，他认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上一致。因此学生应象“小科学家”一样去发现问题、解决问题，并在探究问题的过程中获取知识，发展技能，培养创新能力。同时受到科学价值观及科学方法的教育，由此发展自己的个性。他认为教师不能把知识作为预先确定的东西，让学生被动无条件的接受，而应关注学生如何在原有经验的基础上，构建起一个新的更完善的知识和经验体系从而解决问题的过程。探究性学习强调的是学生主动的获取知识，体验科学过程与科学方法。物理是一门以实验为基础的自然学科，显然既动手又动脑的探究性实验是实施探究性教学最有效的方法。初中八年级物理教材（苏科版）中安排了35个探究性实验，占到总教学时数的三分之一还要多。而且，《标准》指出：“随着课程改革的全面铺开，科学探究试题越来越显示了巨大的生命力。”显然，科学探究既是物理课程的目标，又是物理教学的重要内容。由此可见开展探究性实验教学是多么的重要。
　　
　　二、传统物理实验教学与探究性实验教学的比较
　　
　　传统物理实验教学模式是教师的理论讲授和学生的大量练习相结合,基本上由教师手把手讲授实验步骤、实验要求、实验注意事项，真正由学生自己探索问题、解决问题、总结实验观点、实验结论的太少了。虽然在实验中学生也可以获得知识，但掌握的知识难以巩固，无法通过知识的探究过程，学会学习，主动学习很难体现。实验在教学中的重要地位被淡化了，这样无助于培养学生的知识能力结构和非智力因素的发展，学生的综合素质得不到充分体现。探究性实验以其形象、生动、形式多样，蕴藏非常活跃的因素，需要严谨、踏实的治学态度，为学生提供全面发展和个性发展的空间，活化知识结构和训练思维空间，塑造完善品格和为以后从事科研工作打下坚实基础。另一方面，传统的实验教学对新知识本身所蕴涵的潜在意义、以及新知识的组织于呈现方式挖掘不够，对学生的情感调动不够充分，大大削弱了学生的学习的主动性、积极性和创造性。而探究性实验是以实验为载体，在教师的指导下，学生运用已有的知识技能，通过实验亲自体验发现问题、探究问题和解决问题的过程。这样，激发了学生认识问题的兴趣和学习的动机，给学生创造了一片可以自由飞翔的空间，使教学不仅仅局限于科学知识本身，还可以揭示其中的科学思想和科学方法。探究实验的特点就是要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式。打破“明确目的—实验操作—验证结论”的模式，采用“提出问题—猜想与假设—制订计划和设计实验—进行实验和收集证据—分析和论证—评估—交流与合作”的新模式，以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，实现结果和过程的并重，更好的培养学生的科学素养。
　　
　　三、初中物理探究性实验教学的几种教学模式
　　
　　1、验证性实验的探究
　　
　　验证性实验是通过给定的实验题目、材料用具、方法步骤，学生按照步骤操作，验证教师讲解过的结论或概念。如：“密度”的概念是初中物理中的一个重要概念之一。对这个概念的教学，就是一个探究式的教学过程，但是教师在教学时，应该加强指导，因为这个实验应用到“控制变量法”这个实验方法，所以教师最好抓住有经验的学生分配到各个小组去引导全部学生对密度的概念的学习。大家都知道密度=质量/体积,要弄懂密度这个概念,就必须搞清楚质量和体积的关系,必须弄清楚控制变量法,教师可以这样进行启发和引导:①物体的质量和体积之间有什么关系?②同种物体,质量相同,体积呢?③同种物体,体积相同,质量呢?④不同物体,质量相同,体积呢?⑤不同物体,体积相同,质量呢?⑥同种物质所组成的不同物体,其质量与体积比值的大小是否相同或相近呢?⑦不同物质所组成的物体,其质量与体积的比值的大小是否相同?⑧如果换几个其他物体,重复实验,结果会怎样?
　　
　　教师通过设置这些问题,激发学生的思维,使得学生能够思考如何去实验,边实验边思考,而不是单纯的照搬，硬套。使学生养成探究实验的良好习惯。
　　
　　2、指导性的探究实验教学
　　
　　指导性的探究实验是常见的探究式教学模式。探究的课题往往是给定的，教材中也会给出探究的指导方案，只需教师在探究过程的每一个环节给予必要的指导。例如：在教学“探究电流的大小与电压、电阻的关系”一节时，教材明确地给出了探究的课题，实验材料的准备，实验步骤的设计，实验数据的记录表格，同时也给出了学生指导性很强的思考题目等。在动手实验时，教师要指导学生回顾电压表和电流表的使用，回顾控制变量法，强调电路的连接要正确，要准确读数、记录、认真分析，总结实验结论。这样学生才能理解到探究性实验的内涵和其中所蕴涵的科学方法。
　　
　　这里需要注意的是，指导性的探究实验是教师热衷的一种探究性教学模式，但是要切记不要为了探究而探究，全部交给学生，忽略教师的指导性。
　　
　　3、开放式的探究性实验教学
　　
　　开放性的探究性实验教学是探究的最高层次的探究。从探究课题的选择确定、方案的制定、实验的操作、结果的分析处理到结论的总结、展示、交流，学生都有很大的自主性，完成的时间相对也比较长。在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在确定的目标下，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象概括、综合表达能力都得到训练和发展。例如：在学习了压强的知识以后，要求学生从生活中去探究影响压强大小的因素。这就需要组织学生以兴趣小组的形式利用课余时间开展一些探究，可以安排一个月的时间，要求各个小组写出实验报告，然后进行交流与探讨、总结。又如：在学习测量导体的电阻之后，教师可以提出测量电阻的方法很多，要求学生自己去探索，或者小组探究。这样让学生充分的动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发，调动了学生的个性、自主性和创造性，增强主人翁精神，从被动接受知识到主动获取知识过程的转化。
　　
　　总之，探究性实验教学的好处是不言自明的，通过学生的亲身体会，培养的学生的自主、合作、探究的学习方式，提高了学生的物理科学素养和学习物理的兴趣，调动了学生学习的主动性、积极性，充分发挥了学生的主体作用，也提高了课堂教学的效率。以上是笔者的点滴愚见与同行商榷。