淺談初中物理探究性實驗教學

摘 要 物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗教學是中學物理教學的重要環(huán)節(jié)，是物理教學成功的重要保障。根據(jù)初中物理探究性實驗教學的意義和理論依據(jù)，論述其基本特征、重要作用和基本環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞 課程改革；探究性實驗；物理

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）05-0144-02

1 探究性實驗教學的意義和理論依據(jù)

探究性實驗教學的意義 我國從2001年在全國中小學實行新的課程改革，九年義務(wù)教育課程標準對物理課程改革提出新的要求。新課程改革的目標是“以學生發(fā)展為本”，其重點是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，讓學生在實驗探究的過程中發(fā)現(xiàn)并且掌握新的知識。新的課程標準最大的轉(zhuǎn)變就是學生的學習由被動接受變?yōu)榉e極自主地探究。

探究性實驗教學在物理教學中處于非常重要的地位。百聞不如一見，百看不如一做。實驗教學是一種非常直觀和形象的教學方法。新課程標準強調(diào)以物理知識和技能為載體，讓學生經(jīng)歷科學探究過程。實驗探究的重心在學生，探究是學生的探究，教師的教只是為學生的學服務(wù)。葉圣陶有一句教育名言：教是為了不教[1]。探究實驗是從感性到理性的認知過程，是從具體到抽象、從簡單到復雜的思維形成過程，符合學生的身心特點和認知過程。探究實驗既是學習物理的重要基礎(chǔ)，又是物理教學的重要內(nèi)容、手段和方法，利用探究實驗可以培養(yǎng)學生多方面的能力。例

如：通過對實驗原理的分析和實驗設(shè)計，能培養(yǎng)學生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力；通過對實驗數(shù)據(jù)的分析綜合，能培養(yǎng)學生概括、抽象的邏輯思維能力。

探究性實驗教學的理論依據(jù) 探究學習的倡導者是美國芝加哥大學的施瓦布教授。探究學習強調(diào)學生學習的過程與方法，探究學習的過程和方法有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。教師不應(yīng)該是命令學生學習，而是教給學生學習的方法，培養(yǎng)自我汲取知識的能力。美國第一個《美國國家科學教育標準》于1996年推出，指出：首先，學習科學是學生主動地自我構(gòu)建的過程；其次，科學探究是科學學習的核心；第三，科學探究需要較多的時間；最后，探究不是科學學習的唯一的方式，卻是最為重要的方式。

探究學習的理論依據(jù)是建構(gòu)主義理論和學習金字塔理論，下面就對它們進行簡單介紹。

1）建構(gòu)主義理論。建構(gòu)主義主要包括皮亞杰的發(fā)生認識理論和認知階段理論、布魯納的發(fā)現(xiàn)學習理論和維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論。建構(gòu)主義認為人們是通過經(jīng)驗和反思經(jīng)驗來自主主動建構(gòu)對事物的理解和關(guān)于事物的知識。建構(gòu)主義的理念概括起來就是以學生為中心，它突出強調(diào)的是學生主動而非被動地探索知識，在原有知識基礎(chǔ)上的新的知識構(gòu)建。建構(gòu)主義認為教學活動的重心和中心應(yīng)該是學生和學生的活動。因此，強調(diào)學生利用已有的一些物理知識對自然界的一些物理現(xiàn)象建構(gòu)自己的知識體系[2]。

洋思中學和杜郎口中學都創(chuàng)造了各自的教學神話。兩所學校在課堂教學方面有一個共同的特點：將課堂還給學生，將時間還給學生，使學生真正成為課堂的主人，讓學生動起來，讓課堂活起來，讓效果好起來[3]。無疑，物理課堂中的探究性實驗教學能夠很好地做到這一點。

2）學習金字塔理論，也有學者將之譯為經(jīng)驗之塔理論，在1946年由美國著名心理學家戴爾首先提出。在該理論中，他把人的學習方式分為七種：聽講、閱讀、聲音和圖片、示范、小組討論、做中學和教別人。在24小時后檢測應(yīng)用不同的學習方式的被試對于習得內(nèi)容的記憶情況，結(jié)果是5%、10%、20%、30%、50%、75%、95%。由此可以看出探究性學習的巨大優(yōu)勢。

2 探究性實驗教學的基本特征和重要作用

探究性實驗教學的基本特征

1）突出學生學習的主體性。教師的引導是為了更好地發(fā)揮學生的主體作用，并通過學生主體的充分參與、主動探究和主體發(fā)展反映出來。學生是探究教學活動的重點和核心，實驗器材的準備和教師的引導幫助都應(yīng)該服務(wù)于學生。

2）突出學習的自主性。在傳統(tǒng)的實驗教學中，學生接受知識完全處于被動的狀態(tài)，只會復制，復制實驗原理、方法、步驟。在探究性實驗教學中，學生知識的獲得是在教師的適當幫助下，依靠自己的主動探究而完成。學生不再是儲蓄知識的銀行和容器，他們懷著極大的熱情積極參與探究活動，經(jīng)過自身的努力實現(xiàn)了自己知識體系的自主建構(gòu)。

3）突出師生關(guān)系的和諧性。在傳統(tǒng)的實驗教學中，教師“以本為本”，無視學生的主體地位。探究性實驗教學尊重學生的主體地位，教師的教完全是為學生的探究實驗過程服務(wù)。師生之間民主、平等，學生在融洽而和諧的氛圍中獲得良好的發(fā)展。在這樣和諧的師生關(guān)系氛圍中，師生之間是坦誠相待的，生生之間有競爭，但是更多的是真誠的互助與合作。

4）突出實驗信息交流的互動性。探究性實驗教學強調(diào)學生在自己探究實驗的基礎(chǔ)上進行小組或班級的合作學習與探究，把教學過程處理成學生之間、師生之間信息傳遞的互動過程。進行多個層面的評估交流，讓每一個學生都能發(fā)揮自己的優(yōu)勢，獲得表現(xiàn)的機會，從而激發(fā)學生的學習信心和興趣。

5）突出教學評價的激勵性。探究性實驗教學由于學生自主實驗探究，分層次要求，因此每一位學生都能在原有的基礎(chǔ)上取得進步，得到同學的認可和教師的贊賞。在探究教學活動中評價的標準多樣而且寬泛，當學生出現(xiàn)失誤或者錯誤的時候，可以經(jīng)過反思和幫助后重新來過。學生的收獲是多方面的，不僅有知識的積累，更重要的是潛能的開發(fā)。每一個學生都有展示自我的機會，受到表揚和激勵，獲得成功的體驗，激發(fā)學習積極性。

探究性實驗教學的重要作用

1）有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在知識經(jīng)濟社會中的人最重要的素質(zhì)是創(chuàng)新能力。在探究實驗中，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生充分動腦、動手、動口，從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。如在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，學生在進行探究時采取木塊運動木板不動的方式，實際發(fā)現(xiàn)很難讓木塊勻速直線運動。筆者就和學生停了下來，分析原因，尋找解決的辦法。有一個小組最先創(chuàng)造性地運用逆向思維的方式想到一個辦法：木塊不動而木板勻速直線運動。

2）有利于提高學生的學習能力。在探究性實驗過程中，要求學生收集相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，加工處理解決問題。這樣學生能夠深切體會收集信息、資料、設(shè)計方案和運用數(shù)學方法的重要性，并且能夠更好地鍛煉合作學習的能力。

3）有利于激發(fā)學生學習物理的興趣。探究性實驗從提出問題、猜想和假設(shè)入手，使學生產(chǎn)生強烈的認知沖突。教師堅持循序漸進、啟發(fā)性和自主性相結(jié)合的原則，通過評估和交流，使學生積極發(fā)言、討論。學生充分發(fā)表自己的觀點和見解，從探究實驗中體會到失敗的教訓，更能體會到成功的快樂，從而激發(fā)學習物理的興趣。

3 探究性實驗教學的基本環(huán)節(jié)

提出問題 教師根據(jù)教學內(nèi)容和目標，從教材和實際生活、生產(chǎn)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)合理的實驗情境，提出有啟發(fā)性的問題，引導學生發(fā)現(xiàn)新的物理情境與自己已有知識的沖突，從而自主提出問題。必要時教師應(yīng)該幫助學生篩選出有價值的問題，使學生明確學習目標和需要探究的任務(wù)。

猜想和假設(shè) 學生明確學習目標后，根據(jù)提出的問題積極思考，查閱資料，提出猜想和假設(shè)。猜想的過程是學生思維極其活躍的一個過程，并且時而迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。物理課堂缺少了猜想，那么能力的發(fā)展和科學素質(zhì)的培養(yǎng)將無從落實。牛頓曾說過：“沒有大膽的猜想，就不會有偉大的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

設(shè)計實驗與制訂計劃 學生根據(jù)探究的問題，制訂計劃并設(shè)計實驗。以前，實驗計劃和實驗步驟均由教科書給出，會嚴重束縛學生的思維。如果學生自己動手設(shè)計實驗計劃和實驗步驟，就能充分調(diào)動動手動腦的熱情。設(shè)計完成后再加以討論，就能使設(shè)計更加優(yōu)化、合理。

進行實驗與收集證據(jù) 在探究實驗操作過程中，教師是幫助者。初中生在實驗操作過程中很容易出現(xiàn)這樣那樣的問題，教師應(yīng)該在各個小組之間巡視，遇到操作中的不恰當之處及時給予點撥或糾正，也可以讓優(yōu)秀小組派出代表到需要幫助的實驗組充當小老師。這樣既鍛煉了學生，又能避免多次失敗給學生造成心理上的負面影響。

分析與論證 學生根據(jù)實驗探究過程中記錄的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，通過列表法、圖像法等方法歸納總結(jié)得出實驗結(jié)論。在運用列表法、圖像法時，會用到較多的數(shù)學知識，教師應(yīng)該給予恰當?shù)恼f明和提示。在總結(jié)和歸納時，注意誤差的存在，以便得出正確的實驗結(jié)論。

評估 各個小組之間對于得出的實驗結(jié)論加以分析，看看實驗結(jié)論與最初的猜想是否存在差異。對于結(jié)論的不同之處，分析是誤差引起的，還是實驗操作與實驗步驟的不恰當引起的，找到原因及時糾正并提出改進的方法。探究的過程比結(jié)果更加重要，在探究實驗中千萬不能為了趕進度，而在學生還沒有進行充分分析和思考歸納時就草率得出結(jié)論。為了讓學生充分體驗實驗探究過程，應(yīng)該安排足夠的時間讓學生的各種想法、觀點得到充分的交流和討論。

因此，在實際的物理教學中，每實驗小組為四人，組內(nèi)成員分工明確，并且定時輪換。這樣既能使每一個學生都得到機會均等的全面訓練，又能體現(xiàn)工作中的分工協(xié)作。小組同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)。在評估交流時，第四名答對問題得到四分，第一名答對問題得到一分，并且進行量化，這樣促進小組內(nèi)學生互助學習，從而提高每一個小組的整體學習水平。尤其是對于學困生，在實驗中只要有點滴的進步就應(yīng)大加表揚，以資鼓勵。

4 結(jié)束語

總之，在探究實驗過程中使學生學會學習、學會合作、學會探究、學會創(chuàng)新，正是現(xiàn)代教育的目標。教師要努力推進探究性實驗，更新教育觀念，全力推進教學改革，培養(yǎng)出大量適合現(xiàn)代社會需求的勇于探索創(chuàng)新的優(yōu)秀人才。

參考文獻

[1]李紅.葉圣陶：為人生的教育[J].基礎(chǔ)教育，2006（2）.

[2]張建偉.從認知主義到建構(gòu)主義[J].北京師范大學學報，1996（4）.

[3]黃保江.從洋思到杜郎口[J].基礎(chǔ)教育改革論壇，2006（6）.

作者：丁吉勝，淄博市周村區(qū)南郊中學（255302）。