試析初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

于巖軍

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2016）04-0292-01

探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基于問題的研究活動(dòng)，它依賴于寓含問題的情景的合理創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生的思維能夠基于問題，最終探究出相關(guān)的規(guī)律和結(jié)論。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種以學(xué)生為主體，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力的一種教學(xué)模式，一般有"猜想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、分析結(jié)果"幾個(gè)部分組成。它越來越受到廣大師生的青睞，其主要原因有以下幾個(gè)：

第一，在這種模式下，它把物理實(shí)驗(yàn)提高到一個(gè)前所未有的高度，把它作為提出問題、探究問題的重要途徑和手段，從需要解決什么問題到怎樣解決問題，通過實(shí)驗(yàn)來展開，讓學(xué)生充分地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法來探究知識(shí)的奧秘。

第二，它強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體性。社會(huì)的發(fā)展呼喚創(chuàng)新，教育改革更加需要?jiǎng)?chuàng)新。但不強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，如何創(chuàng)新？靠什么創(chuàng)新呢？于是探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就向傳統(tǒng)教學(xué)模式發(fā)起了挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谔骄渴綄?shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生充分參與了課堂活動(dòng)?，F(xiàn)在教師經(jīng)常有這么一種感覺：教師"一舌"可以激起學(xué)生思維活動(dòng)的"千層浪"，課堂變成了學(xué)生思維訓(xùn)練的場(chǎng)所。往往一個(gè)問題，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出許多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

第三，它注重探究的過程，不是為了探究而探究。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)，就是在沒有結(jié)果的前提下，由學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。這種新的教學(xué)模式完全不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，在這種新的教學(xué)模式下，更注重的是過程，是思維方法，是科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)。

第四，探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式同要強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能在探究過程中的和諧統(tǒng)一。新課標(biāo)中提出了"知識(shí)與技能，過程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀"，而實(shí)驗(yàn)最能檢驗(yàn)知識(shí)與技能是否掌握。因?yàn)椋虒W(xué)的目的不僅僅是掌握知識(shí)，更重要的是技能的掌握，能力的培養(yǎng)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度的形成這三者的統(tǒng)一。

筆者曾在在"阿基米德原理"的教學(xué)之前，插入了"影響浮力大小的因素"實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)：

1.創(chuàng)設(shè)情景，提出問題

呈現(xiàn)情景：一艘滿載貨物的貨輪在大海中航行（投影）。設(shè)疑點(diǎn)撥：海水對(duì)這艘滿載的貨輪的浮力有多大？顯然用前面所學(xué)的彈簧秤稱重法是無法解決的。該用什么方法解決呢？這就需要研究和浮力大小有關(guān)的因素，即把解決輪船所受浮力大小的題材轉(zhuǎn)化為研究和浮力大小有關(guān)因素的題材。

2.根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行猜想或假設(shè)

學(xué)生針對(duì)問題在四人小組中展開討論，提出各種各樣的猜測(cè)，這時(shí)教師可適當(dāng)引導(dǎo)，排除一些偏差較大的猜測(cè)（如氣壓、溫度會(huì)影響浮力大?。?，最后匯總為浮力大小可能與物體的密度、物體的重力、物體浸沒在液體里的深度、物體浸在液體中的體積（物體排開液體的體積）、液體的密度等因素有關(guān)。

3.制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

教師再次提問：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述的猜想是否正確？

教師可提示學(xué)生采用以前用過的變量控制法設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的方案，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，根據(jù)本小組的猜測(cè)討論詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上填寫所需的實(shí)驗(yàn)器材和合理的實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格，完成方案的設(shè)計(jì)。由小組代表上臺(tái)交流介紹本小組的實(shí)驗(yàn)方案，全體師生參與可行性認(rèn)定后，產(chǎn)生四個(gè)探究實(shí)驗(yàn)方案，如下：

3.1比較等體積的不同物塊浸沒在同一液體中受到的浮力大小來分析浮力與物體密度、重力是否有關(guān)；

3.2比較同一物塊浸沒在液體中不同深度處的浮力大小來分析浮力與物體浸沒深度是否有關(guān)；

3.3比較同一物塊浸沒在不同液體（如酒精、濃鹽水等密度差異較大的液體）中的浮力大小來分析浮力與液體的密度是否有關(guān)；

3.4比較同一物塊浸沒與部分浸在液體中的浮力大小來分析浮力與物體浸在液體里的體積（即物體排開液體的體積）是否有關(guān)。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)

每組學(xué)生按照自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從教師事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材（等體積的各種物塊、彈簧秤、水、濃鹽水、酒精、細(xì)線、深水杯、大燒杯、刻度尺等）中選擇所需的器材，利用彈簧秤測(cè)不同情況下的浮力，在表格中記錄數(shù)據(jù)。

5.分析證據(jù)，得出結(jié)論

學(xué)生通過數(shù)據(jù)的分析，分別得出結(jié)論：

5.1物體受到的浮力大小與物體的密度、物體的重力無關(guān)；

5.2物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體里的深度無關(guān)；

5.3物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)，液體密度越大，物體受到的浮力也越大；

5.4物體受到的浮力大小與物體浸在液體里的體積（即物體排開液體的體積）有關(guān)，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。

6.交流與評(píng)價(jià)

每個(gè)小組輪流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，經(jīng)過認(rèn)定后，匯總為：浮力的大小與液體的密度、物體排開液體的體積有關(guān)，而與物體的重力、物體的密度、物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。

由此可以分析木球從水底浮至水面的過程中浮力大小的變化。

7.再創(chuàng)情景，再次設(shè)問

教師給出一個(gè)不規(guī)則的石塊，系上細(xì)線后讓石塊浸沒在水中，并設(shè)問：這個(gè)石塊現(xiàn)在所受的浮力具體有多大呢？

我們已探究出浮力大小和液體密度、排開液體體積有關(guān)，那么三者有沒有確定的數(shù)量關(guān)系呢？

引導(dǎo)學(xué)生用彈簧秤吊著體積不同的金屬塊，浸沒在盛滿水的溢杯里，用空杯盛接從溢杯里被金屬排出的水，觀察金屬塊漸入水中直至浸沒時(shí)彈簧秤讀數(shù)及空杯中水量的變化。

讓學(xué)生分析、比較后得出結(jié)論：浮力大--排開水多；浮力小——排開水少。

教師接著提出問題：浮力大小和排開的水的多少是否有必然聯(lián)系？從而引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)去進(jìn)一步探究物體排開液重和所受浮力之間的關(guān)系。

學(xué)生在親手用彈簧秤測(cè)得被物體排開的水重后，驚奇地發(fā)現(xiàn)浸在液體里的物體所受的浮力，竟和排開的水重正好相等，從而探究出阿基米德原理："浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體的重力"。接著教師再引導(dǎo)學(xué)生討論如何去計(jì)算石塊及船所受到的浮力。

在上述實(shí)驗(yàn)過程中，以教師的演示為引子，創(chuàng)設(shè)出一個(gè)個(gè)問題情景，引起學(xué)生的注意，并在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究設(shè)計(jì)，而在探究過程中，也以問題的形式逼迫學(xué)生思考，從而使學(xué)生在探究能主動(dòng)探索，讓學(xué)生在解決問題的同時(shí)，學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，并體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，感悟科學(xué)家的科學(xué)思想和科學(xué)方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、探索精神和實(shí)踐能力。

從教學(xué)實(shí)踐來看，研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是完善教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式不是一成不變的，在教改的過程中，教師應(yīng)該更多地考慮學(xué)生的實(shí)際，只有把學(xué)生放在主體地位，才能提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。