淺談探究性實驗情境的創(chuàng)設(shè)

高文英

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，是實施探究教學(xué)的良好載體，教師要利用好實驗教學(xué)，讓學(xué)生在實驗中去解決問題或得出科學(xué)規(guī)律尤為重要。以前實驗教學(xué)普遍存在著只重視簡單的操作練習(xí)，教材中的演示實驗和學(xué)生實驗，從器材、方法到表格設(shè)計都是按照規(guī)定好的步驟和方法進(jìn)行實驗；教師很少去引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，有些學(xué)生在實驗中只是依葫蘆畫瓢，根本不能領(lǐng)會實驗的原理和思想，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，因此必須改革實驗教學(xué)的方法。

探究性實驗教學(xué)的實施過程大致可分為六個步驟：1提出問題2猜想與假設(shè)3制定計劃與設(shè)計實驗4進(jìn)行實驗與收集證據(jù)5分析與論證6交流與評估

其中的精髓重在探究設(shè)計，而探究設(shè)計的精髓重在實驗情境的構(gòu)建。所以怎樣設(shè)計實驗情境，有啟發(fā)性，最大限度地引發(fā)學(xué)生積極思維，充分體現(xiàn)課堂要以學(xué)生為主體是一個探究實驗?zāi)芊癯晒M(jìn)行的重要先驅(qū)問題。下面我從幾個方面具體談一談。

一、應(yīng)用生活經(jīng)歷創(chuàng)設(shè)實驗情境

初中階段的物理知識大都與生活現(xiàn)象聯(lián)系緊密例如：大氣壓強(qiáng)、浮力、光與聲的傳播等等。在學(xué)習(xí)光是如何傳播的一節(jié)中我先問學(xué)生在空氣清新的早上你可以看到陽光的傳播路徑嗎？學(xué)生一臉茫然表示不能。那么在你早晨值日的時候呢？在你看電影的時候呢？學(xué)生馬上回答是一縷縷的、沿直線的，隨后我讓學(xué)生們觀察桌上的檀香、大可樂瓶、紅外線小手電筒、玻璃條、奶、白紙、燒杯、水等器材，讓他們利用這些器材探究光是如何傳播的。很多學(xué)生想到利用檀香點燃時放出的煙觀察出紅外線手電筒的光是沿直線傳播的；利用水中滴一點奶觀察關(guān)在水中也是沿直線傳播的；利用玻璃條觀察光在透明固體中也是沿直線傳播的。

二、應(yīng)用歷史事實創(chuàng)計實驗情境

物理教學(xué)中的許多實驗在歷史上有著特定的地位，在科學(xué)發(fā)展中起過特定的作用，科學(xué)家們?yōu)榇嗽冻龃罅康摹⑵D辛的勞動。比如馬德堡半球?qū)嶒?，還有放射線的發(fā)現(xiàn)、焦耳定律實驗等等。例如學(xué)習(xí)杠桿一節(jié)時我先給學(xué)生講了一個關(guān)于阿基米德的故事。古希臘學(xué)者阿基米德說：“給我一個支點，我就能移動地球?！眹跽f：“這恐怕實現(xiàn)不了，你還是來幫我拖動海岸上的那條大船吧?！边@條船體積大，相當(dāng)重，因為不能挪動，擱淺在海岸上已經(jīng)很多天了。阿基米德滿口答應(yīng)下來。 他設(shè)計了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王輕輕拉動繩索，奇跡出現(xiàn)了，大船緩緩地挪動起來，最終下到海里。國王驚訝之余，十分佩服阿基米德，并派人貼出告示“今后，無論阿基米德說什么，都要相信他?！崩蠋熣f：“ 今天我們把阿基米德的實驗再

現(xiàn)……”這樣的話就激起了同學(xué)們學(xué)習(xí)興趣，很積極的參加杠桿的設(shè)計實驗。

三、利用課外實驗與小制作創(chuàng)設(shè)實驗情境

物理課外實驗與小制作是物理課外活動的重要組成部分。它的著力點在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、觀察能力、動手能力、探究能力等等。這種形式有利于中學(xué)物理教育從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化，有利于學(xué)生個性的發(fā)展和智力的開發(fā)，更有利于創(chuàng)新拔尖人才的培養(yǎng)。課外實驗設(shè)計應(yīng)遵循趣味性強(qiáng)、取材容易、制作簡單、經(jīng)濟(jì)可行的原則?；疽哉n本知識為切入點，可適當(dāng)做些引申和拓寬，以豐富學(xué)生的知識面，提升他們熱愛科學(xué)的興趣。例如在學(xué)習(xí)《溫度計》一節(jié)時我課前讓學(xué)生準(zhǔn)備好口服液空瓶一只、細(xì)塑料吸管一只。然后在小瓶中灌滿煤油將細(xì)塑料管穿在小瓶的橡皮塞中，最后將小瓶分別置于冷水和熱水當(dāng)中讓學(xué)生觀察吸管內(nèi)液柱的變化。進(jìn)一步提問為什么液柱會變化，怎樣改進(jìn)可以便于攜帶……從而引入了對溫度計的探究學(xué)習(xí)。

四、運用"問題"設(shè)計實驗情境

探究來自問題，問題始于質(zhì)疑。問題情境的創(chuàng)設(shè)有益于提高學(xué)生學(xué)習(xí)需要，但不是所有的問題情境都能引發(fā)學(xué)生的好奇心。這對教師課堂問題的設(shè)置要求是：問題設(shè)置要小而且要具體，新穎而有趣。讓學(xué)生不斷感受到解決問題的快樂。所以教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境，能使學(xué)生產(chǎn)生疑惑，盡可能引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，教師不要與學(xué)生“搶”問題。探究過程最有創(chuàng)新價值的是自己提出問題，而依據(jù)問題設(shè)置探究點，是使設(shè)想中的問題轉(zhuǎn)化為可實際探究操作的重要環(huán)節(jié)。

在教學(xué)中我們只是憑著物理實驗本身具有的形象鮮明的特點，自然的激發(fā)和滿足了學(xué)生的知覺好奇，而忽視了思維由形象向抽象提升，以及更高層次的思維動機(jī)的激發(fā)和強(qiáng)化。例如教學(xué)做功可以改變物體內(nèi)能時有個演示實驗：壓縮玻璃筒中的空氣使空氣的內(nèi)能增加溫度升高，從而使筒內(nèi)易燃物著火，實驗中明亮的火花給學(xué)生以鮮明深刻的印象。然而，實驗的研究對象是什么呢？“空氣”為什么要放入易燃物呢？“顯示空氣溫度升高”實驗要說明什么？對這一系列問題，在火花閃過之后學(xué)生常常仍不清晰，不明確，強(qiáng)烈的視覺感受反而抑制了對重要問題的關(guān)注與思考。但若改變教材上那個一舉成功的做法，而是實驗時厚玻璃筒內(nèi)先不放易燃物就壓縮筒內(nèi)空氣。要求學(xué)生仔細(xì)觀察空氣的內(nèi)能有無增加，學(xué)生會感覺到困惑；空氣內(nèi)能增加與否怎能看得到呢？此時自然地引出一個實驗設(shè)計的問題情境，怎樣變“不可見”為“可見”？順著這樣的思路展開實驗教學(xué)，由于實驗時學(xué)生主動參與設(shè)計，設(shè)計目的明確，實驗后學(xué)生無論是對實驗所揭示的結(jié)論還是實驗的設(shè)計思想均留下了深刻的認(rèn)識和理解。

最后還要說一點：不能認(rèn)為有了實驗就一定是啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生一定會學(xué)得生動，不是所有實驗都能引起學(xué)生的興趣，要優(yōu)化探究性實驗教學(xué)過程；與其說是操作技術(shù)問題，還不如說是教學(xué)觀點問題，確認(rèn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，真正的從學(xué)生的角度出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識，積極創(chuàng)設(shè)不同形式的探究性實驗情境，充分喚起學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行解釋分析，并發(fā)展實驗的成果，才是優(yōu)化探究性實驗教學(xué)過程，提高實驗教學(xué)質(zhì)量的根本途徑。