初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

■盧義剛

（作者單位：江蘇省南京市金陵中學(xué)龍湖分校）

領(lǐng)銜人主張

一、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的誤區(qū)

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是一種讓學(xué)生通過科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)。這一教學(xué)活動(dòng)的目的，是使學(xué)生通過獨(dú)立思考和親身實(shí)踐，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和樂趣，發(fā)展科學(xué)探究能力。目前，初中物理教師越來越重視探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)在物理課堂也得到了越來越多的體現(xiàn)。但是，在具體教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)部分物理教師的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在著一定的問題。

1.過度探究。

許多物理教師認(rèn)為，只要是教材上提到的實(shí)驗(yàn)，就必須開展探究活動(dòng)，否則會(huì)達(dá)不到既定教學(xué)目標(biāo)。有的教師甚至將非探究性實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行不必要的探究。殊不知，探究性實(shí)驗(yàn)不能“為了探究而探究”或“一味探究”，而是要基于學(xué)情，具體問題具體分析。因此，在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要把握好“度”，避免過度探究。

2.面面俱到。

許多物理教師在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，過于追求環(huán)節(jié)的完整性，力求面面俱到，結(jié)果造成學(xué)生只能按照按教師的“預(yù)定程序”進(jìn)行“機(jī)械式”探究。學(xué)生為了在有限時(shí)間內(nèi)完成既定任務(wù)而疲于奔命，對(duì)于自己究竟掌握了多少知識(shí)，以及哪些知識(shí)是最重要的，卻不得而知。實(shí)際上，這已嚴(yán)重違背了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷，阻礙了探究活動(dòng)的正常開展。

3.缺乏邏輯。

有些教師在實(shí)驗(yàn)過程中，為了趕流程，用想當(dāng)然的方式處理學(xué)生的反應(yīng)，強(qiáng)行要求學(xué)生按照教師限制的框架去理解問題。學(xué)生壓制心頭疑問，難以理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不但無法掌握知識(shí)，有時(shí)甚至強(qiáng)化了錯(cuò)誤認(rèn)知。這樣缺乏邏輯的教學(xué)方式，顯然無法有效達(dá)成探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

4.流于形式。

在開展合作式實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，教師須事先對(duì)學(xué)生實(shí)行異質(zhì)分組，合理搭配，以保證各組順利完成探究任務(wù)，讓每個(gè)學(xué)生都能有收獲感，從而對(duì)物理學(xué)習(xí)保持興趣。但是，有些教師卻沒有合理分組，造成各組表現(xiàn)差異較大：有的組“轟轟烈烈”，組員之間通力合作，探究成果顯著，收獲滿滿；有的組“冷冷清清”，沒有“領(lǐng)頭雁”，組員之間不知道怎么合作，探究也流于形式，毫無收獲。

二、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)究竟應(yīng)怎樣開展呢？筆者認(rèn)為，可以從以下幾個(gè)方面著手。

1.基于學(xué)情，選擇實(shí)驗(yàn)種類。

初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般可分為驗(yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)與歸納性探究實(shí)驗(yàn)兩種。驗(yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)，是指教師直接告知學(xué)生某個(gè)物理概念或規(guī)律，讓學(xué)生通過模仿進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。例如，“探究光的折射特點(diǎn)”“探究影響電功大小的因素”等，都是驗(yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)。歸納性探究實(shí)驗(yàn)，則是以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的方式開展的。教師預(yù)先給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模龑?dǎo)學(xué)生做出猜想與假設(shè)。然后，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手操作，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析，歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行交流評(píng)估。在這一過程中，學(xué)生設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)的能力都會(huì)得到提高。例如，“探究平面鏡成像特點(diǎn)”“探究光的反射定律”等，都是歸納性探究實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)和歸納性探究實(shí)驗(yàn)有時(shí)是可以互換的。教師甚至可以在同一節(jié)課中根據(jù)不同學(xué)情，讓學(xué)優(yōu)生進(jìn)行歸納性探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)困生進(jìn)行驗(yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)。例如，在進(jìn)行“探究電熱與哪些因素有關(guān)”這一歸納性探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生層次的不同，讓學(xué)有余力的學(xué)生按照原計(jì)劃進(jìn)行歸納性實(shí)驗(yàn)；而對(duì)于那些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，教師可以參考教材中“探究影響電功大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，將“探究電熱與哪些因素有關(guān)”變?yōu)轵?yàn)證性探究實(shí)驗(yàn)。事實(shí)證明，只有基于學(xué)情來選擇實(shí)驗(yàn)種類，才能真正實(shí)現(xiàn)因材施教，取得預(yù)期效果。

2.有舍有得，突出重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

課標(biāo)指出，課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)不一定要經(jīng)歷所有的探究環(huán)節(jié)，對(duì)各個(gè)探究要素面面俱到，而應(yīng)有所側(cè)重。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，既要整體考慮對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，又要分別考慮每次探究活動(dòng)的側(cè)重點(diǎn)。教師要基于教材和學(xué)情，樹立“有舍方可有得”的設(shè)計(jì)思想，才能在有限的時(shí)間內(nèi)突出重點(diǎn)探究環(huán)節(jié)。一次探究活動(dòng)，可以包含某些探究要素；一系列的探究活動(dòng)，便可以涵蓋所有要素，并使相應(yīng)的探究能力得到培養(yǎng)。這是一條由“點(diǎn)”到“線”再到“面”，符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的路徑。這一路徑不僅有利于學(xué)生在有限的課堂時(shí)間內(nèi)完成探究任務(wù)，而且能突出側(cè)重點(diǎn)，使探究過程更加深入、具體，從各個(gè)角度循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

例如，在進(jìn)行“觀察碘錘中的物態(tài)變化”的探究活動(dòng)時(shí)，學(xué)生首次遇到碘錘這種器材，不太了解該如何操作。此時(shí)，教師無須在“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”環(huán)節(jié)過度糾纏，可直接告知學(xué)生操作方法，讓學(xué)生騰出更多時(shí)間去開展“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與搜集證據(jù)”“分析與論證”等環(huán)節(jié)。在后續(xù)的復(fù)習(xí)課或習(xí)題課上，教師可以讓學(xué)生查閱碘的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，酒精燈外焰的溫度等資料，分析此實(shí)驗(yàn)為什么不選擇用酒精燈加熱。

3.注重設(shè)計(jì)，提升思維品質(zhì)。

在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開展基于證據(jù)的猜想和自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，是提升學(xué)生思維品質(zhì)的重要途徑。例如，在“探究電熱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，教師應(yīng)讓學(xué)生結(jié)合情境大膽猜想，并要求他們針對(duì)每一個(gè)猜想進(jìn)行舉證。只要舉證得到其他學(xué)生認(rèn)可，教師都應(yīng)將猜想結(jié)果羅列在黑板上。在此基礎(chǔ)上，教師和學(xué)生共同進(jìn)行推理，將無邏輯的猜想刪除，然后對(duì)剩下的合理猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。針對(duì)學(xué)生猜想電流、電壓、電阻都對(duì)電熱有影響的情況，教師可以通過兩種邏輯推理方法來說明電壓無須考慮。方法1：因?yàn)槭请娏鲗?duì)電阻做功才產(chǎn)生了電熱現(xiàn)象，所以要先考慮電流、電阻是影響電熱的因素，再結(jié)合歐姆定律I=U/R可知，在已經(jīng)考慮電流和電阻的情況下，電壓可舍去。方法2：采用類比法。電流或電壓的大小，會(huì)改變燈絲的溫度，而燈絲的溫度會(huì)影響燈絲的電阻的大小，但不能說電壓或電流影響了燈絲的電阻。同理，電壓影響了電流，而電流是影響電熱的主要因素，但不能說電壓影響了電熱。

4.異質(zhì)分組，實(shí)現(xiàn)有效合作。

教師在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，要有意識(shí)地將班級(jí)學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組。異質(zhì)分組就是把學(xué)習(xí)成績(jī)、興趣愛好、智力、性格等因素各不相同的學(xué)生編成一個(gè)小組。異質(zhì)分組可以基本保證各小組之間的實(shí)力均衡，從而避免出現(xiàn)各小組水平兩極分化的現(xiàn)象。同時(shí)，異質(zhì)分組可以很好地發(fā)揮組內(nèi)成員的榜樣作用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，豐富思維方式，從而促進(jìn)合作探究的有效完成。

總之，初中物理教師在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要基于教材和學(xué)情，突出重點(diǎn)，通過異質(zhì)分組實(shí)現(xiàn)有效合作，以達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、提升思維品質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)。