高中物理教學(xué)中應(yīng)用探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與思考

王文濤

【摘 要】本文簡(jiǎn)單介紹了探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，指出了在教學(xué)中如何設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，以及在實(shí)踐中的體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】探究；實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐

探索未知是人類的本性，綜觀有史以來(lái)重要的發(fā)現(xiàn)都是由于人類對(duì)未知世界的不斷探索而得到的。

一、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)同探究性實(shí)驗(yàn)的不同之處

1.設(shè)計(jì)理念不同

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)演示和證明科學(xué)內(nèi)容的活動(dòng)，知識(shí)和過(guò)程分離，與背景無(wú)關(guān)，只注重知識(shí)的結(jié)果，如事實(shí)、概念、理論，而不是獲得知識(shí)的過(guò)程。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作和觀察等個(gè)別智力技能，強(qiáng)調(diào)如何快速高效地獲得知識(shí)。

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在觀念上認(rèn)為實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)同樣也是一種探究過(guò)程。將學(xué)習(xí)置于探究的背景下，探究性實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的簡(jiǎn)化再現(xiàn)。這種觀念將探究性實(shí)驗(yàn)看成“這是一個(gè)問(wèn)題”，“什么樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芑卮疬@個(gè)問(wèn)題”，“如何實(shí)施這個(gè)實(shí)驗(yàn)”，強(qiáng)調(diào)在探究過(guò)程中獲得理解，知識(shí)和過(guò)程相統(tǒng)一。

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?/p>

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算技能，學(xué)生們檢驗(yàn)一個(gè)已知的結(jié)果是正確的。探究性實(shí)驗(yàn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一個(gè)感興趣的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲煌?/p>

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通常采用“告知——驗(yàn)證——應(yīng)用”的教學(xué)模式，學(xué)生們用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證已學(xué)過(guò)的原理、概念或性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)只是起到鞏固知識(shí)、加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的作用。

探究性實(shí)驗(yàn)按學(xué)生主體活動(dòng)程度可分為教師引導(dǎo)探究和開(kāi)放式探究?jī)煞N模式。無(wú)論哪種模式均強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)的探索和創(chuàng)造，學(xué)生以一種近似科學(xué)家如何實(shí)驗(yàn)的方式學(xué)習(xí)，不再?gòu)?qiáng)調(diào)獲得正確的結(jié)論為唯一目標(biāo)，而是強(qiáng)調(diào)研究過(guò)程和對(duì)結(jié)論的解釋。

4.科學(xué)情感和態(tài)度的培養(yǎng)效果不同

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)傳遞接受或者是刺激反應(yīng)的過(guò)程，學(xué)生往往處于被動(dòng)的接收地位；探究性實(shí)驗(yàn)開(kāi)始于一個(gè)有刺激性的問(wèn)題、引起關(guān)注的現(xiàn)象等，探究的過(guò)程受一個(gè)為了理解觀察的事實(shí)或解決一個(gè)問(wèn)題時(shí)的好奇心所驅(qū)動(dòng)。由于探索結(jié)果是未知的，學(xué)生們的興趣和積極性都會(huì)增強(qiáng)。

5.教師的作用不同

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師作為一個(gè)主宰者、評(píng)論者；在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師作為一個(gè)咨詢者、服務(wù)者和提問(wèn)者，教師在討論和辯論時(shí)往往有意持不同意見(jiàn)，以引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生去創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)。教師在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中會(huì)遇到更多的挑戰(zhàn)，對(duì)教師的要求更高。

二、設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)的注意點(diǎn)

1.探究性實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題設(shè)計(jì)目的要明確，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯，有一定的趣味性。

學(xué)生的學(xué)習(xí)的動(dòng)力很大程度上來(lái)自于興趣，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察、思考，從而得到結(jié)論。

2.探究性實(shí)驗(yàn)的探究實(shí)驗(yàn)問(wèn)題設(shè)計(jì)要有思考價(jià)值，要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練。

一個(gè)完整的科學(xué)探究過(guò)程包括發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施、分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論、運(yùn)用結(jié)論解釋問(wèn)題等環(huán)節(jié)。而學(xué)生的探究活動(dòng)往往是一個(gè)探究過(guò)程的部分或片段。探究問(wèn)題的設(shè)計(jì)要結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生最終得到實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論，又不僅限于實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容上進(jìn)行拓寬、延伸。在探究問(wèn)題的設(shè)計(jì)中還要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練，如運(yùn)用對(duì)比、猜想等方法。

3.實(shí)驗(yàn)要與實(shí)踐聯(lián)系緊密

在科學(xué)研究中，任何實(shí)驗(yàn)都是從實(shí)踐中來(lái)，到實(shí)踐中去。所以在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐相結(jié)合作為指導(dǎo)思想，也是同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際的例子建立物理模型的能力。

三、探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方式

探究性實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過(guò)程中可采取多種方式來(lái)實(shí)施，由于一般準(zhǔn)備的探究性實(shí)驗(yàn)的儀器數(shù)目不多，不可能全數(shù)配備，所以可以采用如下的操作步驟：

1.建立興趣小組，培養(yǎng)“小研究員”

一般每個(gè)班級(jí)的人數(shù)較多，如果一起到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一名老師不可能顧及到所有的學(xué)生，最后顧此失彼?？梢詫W(xué)生分為若干實(shí)驗(yàn)小組，在實(shí)驗(yàn)前通過(guò)預(yù)先的學(xué)習(xí)研究培養(yǎng)出一兩名小研究員。在實(shí)驗(yàn)中小研究員與其他學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，討論實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。這樣小研究員就起到了“以點(diǎn)帶面”的作用，教師就可將主要精力放在引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)上。

2.觀察實(shí)驗(yàn)，提出疑問(wèn)

在探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生必然有很多的疑問(wèn)和問(wèn)題，把這些問(wèn)題和疑問(wèn)都記錄在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄本上，對(duì)于有思考價(jià)值的問(wèn)題將其補(bǔ)充到試驗(yàn)問(wèn)題中。對(duì)學(xué)生提出的簡(jiǎn)單問(wèn)題，有小研究員與其他學(xué)生共同討論解決，其他的問(wèn)題由學(xué)生紀(jì)錄，并由小研究員分配給學(xué)生分工進(jìn)行研究。

4.討論問(wèn)題，查找資料

對(duì)于一些有難度的問(wèn)題，讓學(xué)生分工通過(guò)多種方式來(lái)尋找其解釋。這時(shí)教師作為研究的指導(dǎo)者也可參與其中，主要是指導(dǎo)學(xué)生如何尋找，怎樣收集有用的資料，并不是直接告訴學(xué)生結(jié)果。

5.解釋疑問(wèn)，重新提出新的問(wèn)題

將學(xué)生所獲得的資料進(jìn)行收集整理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)，從而解釋實(shí)驗(yàn)中提出的問(wèn)題。針對(duì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還要在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出新的問(wèn)題。如在一次研究輝光球的實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)將日光燈管接觸球壁可以發(fā)光的現(xiàn)象，有的學(xué)生觀察仔細(xì)，他發(fā)現(xiàn)日光燈管還沒(méi)有接觸到球壁就已經(jīng)有輝光了。從而提出了一個(gè)問(wèn)題：這時(shí)日光燈管的能量從何而來(lái)？這時(shí)學(xué)生就會(huì)主動(dòng)地去探究其中的原因。

6.提出新的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)想

對(duì)于新的問(wèn)題學(xué)生可提出自己的設(shè)想，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的設(shè)想。比如上述的疑問(wèn)，學(xué)生提出可能是電磁波來(lái)傳遞能量的，他想可以利用無(wú)線電接收裝置來(lái)檢驗(yàn)自己的想法。學(xué)生有了自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，就可以鼓勵(lì)學(xué)生利用現(xiàn)有的儀器來(lái)設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證自己的想法。無(wú)論實(shí)驗(yàn)成功失敗都是他們自己動(dòng)手獲得的知識(shí)。

人民教育學(xué)家陶行知先生曾說(shuō)過(guò)：“要?jiǎng)?chuàng)造，非你在用腦的時(shí)候，同時(shí)用手去實(shí)驗(yàn)；用手的時(shí)候非用腦去想不可?！碧骄啃詫?shí)驗(yàn)正是這種需要思考、培養(yǎng)創(chuàng)造能力的實(shí)驗(yàn)形式。充分利用探究性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生體驗(yàn)到成就感，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲；可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及多學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

（作者單位：江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)）