物理實(shí)驗(yàn)是初中物理探究性學(xué)習(xí)的重要途徑

袁亮

【摘 要】 在初中物理教學(xué)中，充分利用物理學(xué)科“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的基本特征，挖掘和開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中的功能，對于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，形成終身學(xué)習(xí)的能力具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】 初中物理教學(xué) ?以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) ?物理探究性學(xué)習(xí)

在初中物理教學(xué)中，充分利用物理學(xué)科“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的基本特征，挖掘和開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中的功能，對于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，形成終身學(xué)習(xí)的能力具有重要的意義。我接下來對物理實(shí)驗(yàn)作為探究性學(xué)習(xí)途徑的有關(guān)問題作初步探討。

一、物理實(shí)驗(yàn)是探究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑

探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識和技能、體驗(yàn)和了解科學(xué)探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學(xué)的價(jià)值觀和活動(dòng)過程。物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實(shí)踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。物理實(shí)驗(yàn)的功能和探究性學(xué)習(xí)的特征決定了物理實(shí)驗(yàn)必然是探究性學(xué)習(xí)的重要途徑。

1.物理的學(xué)科特征決定了物理實(shí)驗(yàn)可以作為探究性學(xué)習(xí)的途徑

“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”是物理學(xué)科的基本特征。即使在由經(jīng)驗(yàn)物理向理論物理發(fā)展的今天，物理實(shí)驗(yàn)仍然是物理學(xué)科發(fā)展的最現(xiàn)實(shí)、最生動(dòng)、最有效的物質(zhì)載體。

學(xué)科的基本特征決定了學(xué)科的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)物理無疑是最有效而又最重要的物理學(xué)習(xí)方法之一。在物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究和認(rèn)識物質(zhì)，掌握物理基本原理和基本技能，初步學(xué)會(huì)物理研究的實(shí)驗(yàn)方法。物理科學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科特征，更有利于初中學(xué)生進(jìn)行物理探究性學(xué)習(xí)。

2. 物理實(shí)驗(yàn)本身就是科學(xué)探究的過程

物理實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識和研究物質(zhì)的一種科學(xué)方法，是人們根據(jù)研究的對象和研究的目的，創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)手段，有計(jì)劃地實(shí)施探究性實(shí)踐活動(dòng)的過程。因此，物理實(shí)驗(yàn)過程本身就是一個(gè)創(chuàng)造性地探究的過程。物理發(fā)展的歷史也充分證明：物理科學(xué)的任何一項(xiàng)重大的突破，無一例外地是經(jīng)過物理實(shí)驗(yàn)而取得的。

中學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的物理實(shí)驗(yàn)，雖然絕大多數(shù)是對物質(zhì)及其變化的再認(rèn)識，但從本質(zhì)上看，這一過程與科學(xué)家進(jìn)行的科學(xué)研究中的物理實(shí)驗(yàn)是一致的。當(dāng)物理實(shí)驗(yàn)被用作探究性學(xué)習(xí)的途徑時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造性和探究性便充分顯示出來。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中積極地動(dòng)手動(dòng)腦，體驗(yàn)科學(xué)家科學(xué)探究的過程和方法，獲得科學(xué)探究的樂趣和成功的喜悅。所以，在學(xué)生的物理學(xué)習(xí)過程中，完全可以利用實(shí)驗(yàn)這個(gè)手段進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。

3. 物理實(shí)驗(yàn)為探究性學(xué)習(xí)中驗(yàn)證假說提供了科學(xué)方法

和科學(xué)家進(jìn)行的科學(xué)探究一樣，探究性學(xué)習(xí)也具有問題特征、收集信息特征、假設(shè)特征、驗(yàn)證特征和評價(jià)反饋特征。學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中，針對發(fā)現(xiàn)的問題，在回憶總結(jié)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)、收集和整理信息的基礎(chǔ)上，作出大膽假設(shè)或猜想，并通過物理實(shí)驗(yàn)對提出的假設(shè)或猜想進(jìn)行證實(shí)或證偽。所以，物理實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)生探究性學(xué)習(xí)時(shí)驗(yàn)證假設(shè)或猜想的主要方法，也為學(xué)生將來從事科學(xué)研究提供了一種方法。

二、物理實(shí)驗(yàn)作為探究性學(xué)習(xí)途徑的教學(xué)策略

在物理教學(xué)中提倡和鼓勵(lì)學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，要充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中的功能，發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在探究性學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)問題情境、驗(yàn)證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用，研究開發(fā)探究性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)和探究解決問題的方法，在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)探究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變。

1. 以物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境

探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情境下產(chǎn)生的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)。提出問題激發(fā)起學(xué)生探究的欲望，提出問題引發(fā)了學(xué)生的探究活動(dòng)。在物理學(xué)習(xí)中，除學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題外，教師更要通過各種途徑創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。而物理實(shí)驗(yàn)是最形象、生動(dòng)、直觀的創(chuàng)設(shè)問題情境的方法之一。

以物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題的情境，要特別注重物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)生觀察和思維能力的培養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。以物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成物理實(shí)驗(yàn)。

2. 以物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想

在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生針對提出的問題，經(jīng)過多渠道的收集信息和深入的思考，將會(huì)提出有關(guān)問題解決的方案和問題答案的假設(shè)或猜想。通過物理實(shí)驗(yàn)對提出的猜想或假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，是學(xué)生進(jìn)行物理探究性學(xué)習(xí)常用的方法。

以物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想，要注重引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一些與假設(shè)或猜想相違背的實(shí)驗(yàn)方案和采用反證的實(shí)驗(yàn)方案，以培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和批判性思維能力。如學(xué)生在進(jìn)行機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)時(shí)，可能會(huì)提出運(yùn)動(dòng)前后系統(tǒng)的總能量會(huì)增大、不變和減少三種不同的假設(shè)，并根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中對實(shí)驗(yàn)條件的控制和選擇，使學(xué)生在探究過程中了解到實(shí)驗(yàn)條件控制是實(shí)驗(yàn)的靈魂，從而有效地掌握科學(xué)研究的方法。

3. 充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的探究功能

在物理教學(xué)領(lǐng)域中，長期以來人們過分夸大了實(shí)驗(yàn)所起的驗(yàn)證原理、通過形象直觀的方式獲取知識和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的作用。以物理實(shí)驗(yàn)作為探究性學(xué)習(xí)的途徑，就必須變“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”為“探究性實(shí)驗(yàn)”，恢復(fù)物理實(shí)驗(yàn)探究性的本來面貌。

充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的探究功能，要不斷研究開發(fā)適合于探究性學(xué)習(xí)的物理實(shí)驗(yàn)，要注意從生產(chǎn)、生活實(shí)際中挖掘素材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，因?yàn)閬碓从谏a(chǎn)生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探究性強(qiáng)，能極大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。

三、通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題

1. 引導(dǎo)學(xué)生通過多種途徑進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)

物理實(shí)驗(yàn)是探究性學(xué)習(xí)的重要途徑，但并非是惟一的途徑。有些內(nèi)容用探究性學(xué)習(xí)并不一定需要通過物理實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，特別是對學(xué)生具有較多知識背景的內(nèi)容和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)更是如此。如學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)模型提出質(zhì)疑，我們無法通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，但可以通過物理史料，沿著科學(xué)家的研究足跡，去想象、去思考。有些內(nèi)容的探究性學(xué)習(xí)可以通過包括物理實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的多種途徑來進(jìn)行。因此，在物理教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況、具體學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)校的教學(xué)條件等，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、合理地選擇探究性學(xué)習(xí)的途徑。

2. 營造良好的探究性學(xué)習(xí)的氛圍

學(xué)生對事物有天然的好奇心和探究的愿望，學(xué)習(xí)的進(jìn)行很大程度上取決于這種自然傾向的激發(fā)。教師必須注意給學(xué)生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學(xué)家約翰·密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。在通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出實(shí)驗(yàn)方案，即使是在對學(xué)生提出的不全面、不完善甚至錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案，也要以表揚(yáng)鼓勵(lì)為主，充分肯定學(xué)生在提出實(shí)驗(yàn)方案過程中的主動(dòng)參與精神和創(chuàng)新意識。

3. 注意在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

物理實(shí)驗(yàn)是一種重要的科學(xué)活動(dòng)，可以把觀察、實(shí)驗(yàn)控制、收集數(shù)據(jù)、分析和討論等科學(xué)方法融于一體。在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握科學(xué)研究方法。通過物理實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)作風(fēng)，這些是探究性學(xué)習(xí)的必要條件，也是學(xué)生在未來社會(huì)全面發(fā)展所必需的基本素質(zhì)。

物理實(shí)驗(yàn)以它特有的魅力在探究性學(xué)習(xí)中占有一席之地，為學(xué)生形成探究性學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力提供了條件。所以，應(yīng)該提倡利用物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。

參考文獻(xiàn)

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