初中物理實驗探究教學的基本途徑

王茂東

在物理課程中，實驗和科學探究有著緊密的聯(lián)系。從科學探究的角度看，實驗是科學探究的重要方式之一，是物理教學中實施科學探究活動的主陣地；從實驗教學的角度看，物理實驗中的演示實驗和學生實驗跟科學探究一樣，也具有多維的課程目標，除了學習知識、訓練技能以外，物理實驗還在發(fā)展學生實驗能力、提高學生科學素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。因此，在實驗教學的過程中，教師要注意把握實驗教學的特點，努力從學生的生活經(jīng)驗和知識基礎出發(fā)，采取積極有效的方法措施，在實驗教學中融合科學探究的成分，從而幫助學生樹立創(chuàng)新意識，提高解決問題的綜合能力。

一、營造實驗探究教學的氛圍，激發(fā)學生探究問題的興趣

心理學研究表明：寬松、和諧、自主的課堂教學氛圍能夠使學生思維活躍，促進學生積極思考，能夠最大限度地將學生外顯的或內(nèi)隱的學習熱情激發(fā)出來，想?yún)⑴c、敢探究、要表現(xiàn)的以“我”為中心和學生互助學習的本能意識也才能在活動中得到充分的體現(xiàn)。在物理實驗探究教學時，教師應該怎樣營造寬松、和諧的教學氛圍，使學生敢于自主探索呢？筆者認為，首先，教師要把“以生為本”作為實施實驗探究教學的第一要義，要在人格上充分尊重學生。在課堂上教師要從熱愛、信任、尊重每名學生的角度來組織教學，注意從正面引導，通過師生或生生互動、小組交流、展示成果等形式，表揚激勵學生，真正將關心、愛護每名學生的教學思想落到實處。另外值得注意的是，教師切不可在教學活動中喜優(yōu)厭差，因為這樣將對學習暫時困難的學生造成一定的心理壓力，使他們產(chǎn)生畏難情緒和自卑感，體驗不到學習的樂趣，從而喪失學習的信心和勇氣。其次，在實施實驗探究教學時，要允許學生在討論、交流過程中出現(xiàn)預設以外的生成：猜想不著邊際，不要急于求成，要注意引導；方案設計不完善，組間可以交流；操作不規(guī)范，可以更正重做；不理解、不明白的問題可以發(fā)問；實驗結果不同，可以爭論。在這樣民主、自由的課堂上，學生的探究意識將大大提高。

如在“探究平面鏡成像特點”的實驗教學時，教師可以設計一個投幣魔術箱(如圖1所示)，當從投幣口投入拾元紙幣時，結果拾元紙幣卻不翼而飛；而從觀察口放入時卻發(fā)現(xiàn)有兩張拾元紙幣。這是為什么呢？在這樣的氛圍中，學生的思想完全處于放松狀態(tài)，思維也被激活，會由此現(xiàn)象聯(lián)想到相關的問題，然后教師拆開魔術箱，讓學生觀察其結構(如圖2所示)。在這個教學環(huán)節(jié)中，不同層次的學生可能會提出不同的問題、猜想，有正確的，也有錯誤的，針對此現(xiàn)象，教師組織學生討論、交流、思考、匯報，篩選出符合本課教學目標的問題和猜想，最后引導學生利用手邊的器材進行探究。在此過程中，教師的主要作用就是最大限度地調(diào)動學生之間的“戰(zhàn)爭”，讓他們小組之間、個人之間“唇槍舌劍”，最終達到完成教學目標的目的。

圖1 投幣魔術箱

圖2 魔術箱內(nèi)部結構

大量事實也告訴我們：在教學中，教師如果能夠摒棄“尊師”“嚴父”的思想，放下架子，蹲下身子與學生做知心朋友，確立自己在教學活動中的組織、引導、點撥、協(xié)作的地位意識，那么學生一定會“親其師而信其道”，也就會表現(xiàn)出高漲的學習熱情。

二、在兩大類實驗中滲透探究元素，讓學生經(jīng)歷實驗探究的過程，體驗成功的快樂

初中物理教材中的演示實驗和分組實驗大部分是驗證性的，在活動過程中學生多半是被動參與。作為教師，只有在實驗過程中滲透科學探究的思想，讓學生經(jīng)歷探究活動的過程，學生才會體驗到成功的快樂。

演示實驗主要是通過教師表演、學生觀察等活動形式展開教學，學生始終處于靜態(tài)，再加上教師在講臺上演示，可見性、能見度不高，實驗效果往往不佳。如果教師在演示實驗過程中變換一下形式或方式，加入一些探究的元素，那對于提高學生探究問題的意識可能會起到意想不到的效果。如學習“大氣壓強”知識點時，在課前先讓學生準備一些器材，如礦泉水瓶、塑料吸盤、注射器等，上課時教師先演示小試管在有水的大試管中上行的現(xiàn)象(如圖3所示)，由此學生猜想：是什么力量使小試管運動？然后讓學生利用帶來的器材進行實驗演示、探究、展示，得到大氣壓存在的結論，最后再讓兩名學生到講臺上用實驗室中的兩個大皮碗演示馬德堡半球?qū)嶒?，從而使學生進一步感知大氣壓是很大的，為后面估測大氣壓值的分組實驗奠定基礎。在這樣的實驗變化過程中，由于學生經(jīng)歷了從感官到感受、從感受到體驗的過程，參與活動的積極性也就提高了，智慧之花就可能在不經(jīng)意的點撥中綻放。

圖3

分組實驗要求教師能夠在學生已有的認知基礎上，運用相關的實驗器材、方法以及技能，使學生對物理原理、概念、規(guī)律有更深層次理解。對分組實驗的教學，不少教師常常按照常規(guī)的教學模式進行：先讓學生回顧與此相關的物理概念、公式等，然后指出實驗原理是什么，應該怎樣進行操作，再指出做該實驗時應該注意的問題，最后讓學生根據(jù)教師的安排按部就班進行實驗。這樣的設計，雖然學生也能夠接受，但由于學生在實驗過程中完全是在教師的“指揮棒”下進行的，其形式是呆板的，接受是被動的，學生的創(chuàng)造性思維很可能被扼殺。長此以往，學生會對分組實驗失去興趣。從培養(yǎng)新時期的人才要求和學生終身發(fā)展的角度來看，在分組實驗教學過程中，教師要充分挖掘?qū)嶒炛械奶骄克夭?，采取“自主、合作、探究”為主要學習方式的模式，在分組活動中滲透探究元素，讓學生經(jīng)歷猜想、設計方案、驗證猜想、交流評估的過程，從真正意義上發(fā)揮實驗教學的價值。如“凸透鏡成像規(guī)律”“伏安法測電阻、電功率”“安裝直流電動機模型”等實驗，都可以采用科學探究的一般過程，讓學生經(jīng)歷與科學家一樣的探究過程，從而達到開拓思維、發(fā)展能力的目的。

三、保證實驗探究活動的時間和空間，最大限度提高學生創(chuàng)新能力

留給學生充足的時間、寬敞的活動空間及展示個性的發(fā)展空間是實驗探究活動取得成功、促進學生主動參與活動、提高創(chuàng)新能力的根本保障。但在實際教學中，常常會看到當學生在實驗探究活動中遇到障礙時，教師心里就著急，把原本應該讓學生親力親為的探究問題變?yōu)榻處煹闹v授過程，這種以傳統(tǒng)講授方法代替學生探索過程的假探究，會在很大程度上扼殺學生的創(chuàng)新思維。

我們都知道，初中學生的生理、心理還處于漸成熟階段，他們學習的傾向、興趣、注意點以及熱情大部分來源于各種活動體驗。實踐說明，學生在經(jīng)歷實驗探究體驗后，特別是經(jīng)歷成功的體驗后，其積極、主動的學習內(nèi)驅(qū)力會得到最大程度的調(diào)動，會從心理上產(chǎn)生取得勝利的信念和力量。所以，要讓學生體驗參與活動的過程，才有可能將其內(nèi)在的知識儲備發(fā)揮出來，在探究活動中提出自己解決問題的獨特方法。如在“探究杠桿平衡條件”實驗中，教師可以在學生進行實驗前設計一些問題：(1)通常情況下，物體的平衡條件是什么？平衡狀態(tài)有哪些？(2)杠桿的平衡狀態(tài)與一般情況下的物體平衡狀態(tài)有什么不同？杠桿的平衡條件與一般情況下的物體平衡條件一樣嗎？在問題的指引下，學生很有可能從杠桿的五要素入手探究杠桿的平衡條件，然后分組讓學生運用杠桿、刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、棉線等器材進行實際探究。由于每名學生對事物的認知程度以及實驗技巧、操作能力不同，在實驗設計和操作過程中會有不同的方案：有的會在沒有調(diào)節(jié)平衡螺母、杠桿沒有掛重物情況下就進行實驗；有的會在杠桿的一邊掛上鉤碼后，在同一邊斜向上或豎直向上拉；也有的在杠桿兩邊的不同位置掛上不同數(shù)量的鉤碼……在這些方案中，有正確的，也有不合理的，此時教師就要善于將時間和空間還給學生，注重對各個小組中出現(xiàn)的問題進行指導、點撥，最后讓學生進行交流展示。這樣在給足了時間和空間后，學生就會利用實驗器材大膽地嘗試，從而也就會體驗到成功的喜悅，增強探究興趣，最終提高學生解決問題的能力。

從上例中可以看出，實驗教學中教師要根據(jù)學生的心理特點和實際認知水平，留足活動與研討的時空，盡力為他們創(chuàng)造成功的機會，從而讓學生產(chǎn)生更強烈、更主動的學習欲望，極大地刺激他們的發(fā)散性思維，從而發(fā)展學生的創(chuàng)新能力。

四、挖掘教材資源和生活素材，拓寬實驗探究教學途徑，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力

在初中物理教材中，不管在內(nèi)容安排還是在欄目設置上，對于實驗探究教學的思想都有所體現(xiàn)，教師只要認真研讀教材每章每節(jié)的內(nèi)容，從中悟出編者的編寫意圖，在實施課堂教學時，就能讓學生在實驗探究活動中發(fā)揮最大潛能。以蘇科版初中物理教材為例，其內(nèi)容安排很有特色，有的探究內(nèi)容側(cè)重于提出問題的思路和方法(如平面鏡成像)，有的探究內(nèi)容側(cè)重于猜想與假設(如影響導體電阻大小的因素)，有的探究內(nèi)容側(cè)重于實驗設計(如伏安法測電阻)，有的探究內(nèi)容側(cè)重于實驗操作過程(如安裝直流電動機模型)。在欄目設置上也有小實驗、小制作等實踐性較強的欄目，如“紙鍋燒水”“透過水杯看物體”“筷子提米”“搶答器”等小實驗，制作“孔明燈”“潛水艇模型”“蠟燭蹺蹺板”等。在這些活動中，教師都可以讓學生在實踐中探究“為什么這樣做”“這樣做的方法、原理是什么”“該裝置或?qū)嶒炚f明了什么道理”等一系列問題，從而使他們在活動中找到樂趣，認識到物理知識的重要性。

“從生活走向物理，從物理走向社會”新課程教學理念告訴我們：在生產(chǎn)、生活的實際中也存在大量的可供我們進行實驗探究教學的資源。作為一名物理教師，必須讓學生知道，學習物理要從生活中來，再到生活中去，讓物理知識真正服務于生活。如在學習電功和電功率章節(jié)時，可以讓學生觀察自己家中各種電器的規(guī)格和使用情況，了解有哪些大功率用電器、經(jīng)常使用的用電器有哪些問題等，進而探究用電峰期和谷期用電器電功率不同的原因，從而讓學生樹立節(jié)能意識。也可以從生活中遇到的某些裝置入手探究問題，如廚房中高壓鍋上的限壓閥有什么作用，不同類型的高壓鍋的限壓閥為什么不同，為什么人能通過門鏡看到門外的人等。通過這些生活中的探究原型、素材，讓學生深刻認識到物理就在我們身邊。

五、結束語

初中物理的實驗探究教學的方式是多元化的，路徑是較為寬泛的，資源、素材也是較為豐富的。只有教師把握得準、挖掘得深，我們物理教學的實驗探究之路才會走得更寬、更遠，新課程教學理念才會落到實處。

[1] 全日制義務教育物理課程標準[M].2011年版.北京:北京師范大學出版社,2011.

[2] 楊彩丹.初中新課程物理實驗探究教學的思考[J].福建基礎教育研究,2009(9):56-57.

[3] 朱海舟.新課程理念下初中物理實驗探究教學研究[J].中學教學參考:理科,2009(8):85-86.