實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

張旭東

眾多教學(xué)實(shí)踐證明，如果教學(xué)過(guò)程不經(jīng)過(guò)學(xué)生一系列的質(zhì)疑、判斷、比較、選擇，以及相應(yīng)的分析、綜合、概括等認(rèn)知活動(dòng)；不經(jīng)過(guò)學(xué)生處于主動(dòng)地位的活動(dòng)，沒有多種觀念的碰撞、爭(zhēng)論和比較，學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性就無(wú)法保證，結(jié)論也難以獲得，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容也較難以真正地理解和鞏固。因此，在教學(xué)中可采用探究式的組織形式和實(shí)驗(yàn)的手段來(lái)幫助學(xué)生更好地進(jìn)行意義的建構(gòu)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，引入課題

這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是聯(lián)系生活實(shí)際，選擇貼近生活的事例，通過(guò)營(yíng)造具有設(shè)疑激趣的特征的問(wèn)題情境，使學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)上感到自己知識(shí)鏈的脫節(jié)，形成較為穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。這里所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境應(yīng)該具有如下特征：針對(duì)性、趣味性、探究性。

例如在浮力概念的引入時(shí)，新教材中是通過(guò)幾張圖片，用看圖歸納分析的方法引出浮力的概念。在這一環(huán)節(jié)，筆者認(rèn)為這樣安排并不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以作如下調(diào)整：

教師首先展示動(dòng)畫課件，一個(gè)小孩在玩皮球，不小心皮球滾到樹洞里了?！霸趺崔k？請(qǐng)大家?guī)退胂朕k法？”學(xué)生會(huì)立刻回答：“往樹洞里灌水，皮球就會(huì)浮起來(lái)?！?/p>

（其實(shí)，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題，是學(xué)生在孩童時(shí)代就知道的問(wèn)題。在這里，即使學(xué)校的硬件設(shè)施跟不上，沒有多媒體設(shè)備，就用講述法，也能馬上吸引學(xué)生）

教師又問(wèn)：“皮球?yàn)槭裁磿?huì)浮起來(lái)？”大部分學(xué)生回答道：“因?yàn)槠で蛟谒惺艿搅讼蛏系母×Α！?/p>

教師進(jìn)一步提問(wèn)：“皮球會(huì)在水中浮起來(lái)，你們還見到過(guò)在水中浮起來(lái)的其他物體嗎？”學(xué)生踴躍回答，如樹葉、木板、泡沫塑料、輪船、潛水艇等。此時(shí)再讓學(xué)生看書上幾幅圖，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到浮力的存在。

最后，教師在“如果滾到樹洞的不是皮球，而是鐵球時(shí)，灌水后鐵球還會(huì)浮上來(lái)嗎”的問(wèn)題下引出下一個(gè)問(wèn)題：“在水中下沉的物體受浮力作用嗎？”

二、猜想假設(shè)，設(shè)計(jì)方案

這一環(huán)節(jié)中，由學(xué)生自己討論出或在教師的幫助下猜測(cè)出與被他研究的現(xiàn)象相關(guān)的因素，或相互間的可能關(guān)系。并設(shè)計(jì)初步的探究方案，包括思路、器材、具體的操作方法。

例如《阿基米德原理》這一節(jié)課中，當(dāng)學(xué)生親自參與測(cè)量浮力大小的實(shí)驗(yàn)，對(duì)浮力有更深層次的感受之后，教師恰當(dāng)?shù)乩眠@一時(shí)機(jī)引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)影響浮力大小的因素。要注意的是猜想并不是胡猜亂想，而是要依據(jù)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜測(cè)或依據(jù)教師提供的教學(xué)實(shí)例猜測(cè)。在猜想中，有的學(xué)生認(rèn)為浮力大小和物體的輕重有關(guān)；有的學(xué)生認(rèn)為和物體體積有關(guān)；有的學(xué)生認(rèn)為和物體浸入液體的深度有關(guān)；有的學(xué)生認(rèn)為和液體密度有關(guān)；有的學(xué)生認(rèn)為和物體與液體的接觸面積大小有關(guān)；有的認(rèn)為與水的多少有關(guān)；有的認(rèn)為與物體的形狀有關(guān)。雖然學(xué)生在這一知識(shí)平臺(tái)上憑著直覺思維的猜測(cè)和假設(shè)會(huì)得出一些錯(cuò)誤結(jié)論，但是既然是猜想，就允許猜錯(cuò)，而且學(xué)生在思維中霎時(shí)出現(xiàn)的靈感是非常有教育價(jià)值的，會(huì)讓學(xué)生把自己頭腦中原有的錯(cuò)誤暴露出來(lái)，在下一步探究中自己去“去偽存真”。需要強(qiáng)調(diào)的是，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想時(shí)要把握好尺度，讓學(xué)生在現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的猜想和推測(cè)。

猜想假設(shè)后，教師對(duì)學(xué)生的猜想內(nèi)容要進(jìn)行歸納總結(jié)，并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)的一般思路是：（1）實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的量有哪些？這些量分別用何種方法或儀器可以測(cè)量？（2）實(shí)驗(yàn)中哪些量應(yīng)該保持不變？哪些量需要變化？如何實(shí)現(xiàn)？在有多個(gè)因素時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小組討論好后向全班匯報(bào)和修改實(shí)驗(yàn)方案，并交流記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。

三、實(shí)驗(yàn)研究，尋求規(guī)律

教師將學(xué)生合理分組，根據(jù)前面設(shè)計(jì)的方案，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。教師應(yīng)讓學(xué)生在協(xié)作的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀察、操作、感知現(xiàn)象、建立表象，并通過(guò)分析判斷的思維過(guò)程，進(jìn)而形成對(duì)物理現(xiàn)象和規(guī)律的合理的初步認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要適時(shí)地進(jìn)行指導(dǎo)，發(fā)揮好探究過(guò)程中的學(xué)生主體能動(dòng)性和教師的主導(dǎo)作用。

四、總結(jié)歸納，意義建構(gòu)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究所收集的信息結(jié)合學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)水平，創(chuàng)設(shè)建立在學(xué)生自主探究基礎(chǔ)上的有利于意義建構(gòu)的良好學(xué)習(xí)情境。例如在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)得出了一些結(jié)論，如：物體所受的浮力大小與物體在水中的體積有關(guān)，且該體積越大，浮力越大；未浸沒時(shí)，物體所受浮力與所處的深度有關(guān)，浸沒后與深度無(wú)關(guān)；浮力大小與物體的形狀無(wú)關(guān)。其實(shí)歸根結(jié)底這幾個(gè)因素都是看物體浸在液體中的體積有沒有改變。教師進(jìn)一步提醒學(xué)生，物體浸在液體中的體積就等于排開液體的體積。同時(shí)，讓他們對(duì)其他結(jié)論也進(jìn)行分析概括，最后得出物體所受浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積這兩個(gè)因素有關(guān)。

五、遷移運(yùn)用，再作探索

這一環(huán)節(jié)中可創(chuàng)設(shè)應(yīng)用知識(shí)于實(shí)踐的情境，使學(xué)生通過(guò)聯(lián)想、回憶、遷移等思維方式，在應(yīng)用知識(shí)的情境中進(jìn)一步鞏固、深化、活用所學(xué)知識(shí)。

如在由實(shí)驗(yàn)得出物體的浮沉條件后，引導(dǎo)學(xué)生分析鹽水選種、潛水艇的沉與浮、打撈中山艦等的原理。這樣既符合新課程的“從物理走向社會(huì)”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，感覺學(xué)有所用，又能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

當(dāng)然，在加深鞏固之后，教師也可向?qū)W生提出新的問(wèn)題。例如在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)后可以用如下辦法提出新課題：

師：通過(guò)探究我們發(fā)現(xiàn)浮力的大小與液體密度和物體排開液體的體積有關(guān)，如果把p液液和V排放在一起，同學(xué)們?nèi)菀紫氲侥膫€(gè)物理量呢？

生：排開液體的質(zhì)量m排=p液V排。

師：由m排我們會(huì)進(jìn)一步想到G排，那么，浮力的大小F浮與排開液體的重力G排有何關(guān)系呢？（學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)短的討論與猜想，教師展示下一個(gè)探究課題）

這幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)可以用在整個(gè)一節(jié)課上，也可以是其中一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中，也可以由其中一個(gè)知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)到整個(gè)一節(jié)課，采用小環(huán)節(jié)到大環(huán)節(jié)疊套的形式，教師再根據(jù)情況來(lái)選擇。

（蘇州市彩香中學(xué)）