探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

李偉

在當(dāng)前教育大環(huán)境下，各個(gè)學(xué)校都積極審視傳統(tǒng)教學(xué)模式下的問題，在踐行教育改革理念的過程中，要求教師積極開展物理實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生探索、研究，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和實(shí)踐能力。但是在當(dāng)前的教學(xué)中，受傳統(tǒng)理念和制度的影響，教師仍然采用說教式教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容繁雜、手段單一，無法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，影響了教學(xué)效果和質(zhì)量的提升。對此，教師要積極反思，創(chuàng)新改革，把握物理學(xué)科的本質(zhì)特點(diǎn)，采用探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，更好地開展教學(xué)活動，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神品質(zhì)。本文分析了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，旨在為物理教學(xué)工作提供針對性指導(dǎo)。

新課程改革對物理學(xué)科教學(xué)提出了新要求，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作，從教學(xué)方法和學(xué)生學(xué)習(xí)方法入手，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件，讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、清晰。當(dāng)前探究性實(shí)驗(yàn)教育已經(jīng)成為一個(gè)新的理念，是物理教學(xué)改革的重要體現(xiàn)，在物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，可以為學(xué)生提供親身體驗(yàn)和感受的機(jī)會，啟發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。對此，教師要挖掘資源，完善探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

一、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是針對科學(xué)性的學(xué)科而言的，具體包括兩個(gè)方面：第一，以問題為核心的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)探究的目標(biāo)是分析現(xiàn)象、解決問題，以及驗(yàn)證理論是否可以解決現(xiàn)實(shí)問題，對此，在初中物理教學(xué)中，教師要積極采用探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，根據(jù)要求設(shè)置探究性的問題，通過問題導(dǎo)入新課，引出重難點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生正確看待問題，主動投入學(xué)習(xí)中。第二，通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄和深入思考，主動構(gòu)建物理知識體系。對此，探究性實(shí)驗(yàn)以探究實(shí)踐為載體，分析和研究復(fù)雜的物理問題，可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和學(xué)科素質(zhì)。物理探究性實(shí)驗(yàn)也可以多方面地呈現(xiàn)物理知識，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中了解現(xiàn)象原理和過程，運(yùn)用所學(xué)知識解釋現(xiàn)象，形成新的知識體系。探究性實(shí)驗(yàn)不是復(fù)制課本上的實(shí)驗(yàn)案例，旨在解決問題，實(shí)驗(yàn)?zāi)康男詮?qiáng)，與演示實(shí)驗(yàn)不同，要求學(xué)生自主分析、自主探究、自主得出結(jié)論，深入了解物理現(xiàn)象，豐富體驗(yàn)。為了讓學(xué)生更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，教師還需要營造一定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

二、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的作用

（一）提高學(xué)生知識獲取能力

探究性實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的聽講能力，讓學(xué)生在教學(xué)過程中集中注意力，對自己感到疑惑的地方做好總結(jié)，主動、有目的、有方法地觀察和思考。學(xué)生通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)平臺搜集和整理資料，分析資料的價(jià)值和作用，了解物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，主動探尋物理現(xiàn)象中的規(guī)律，及時(shí)提問。也可以在實(shí)驗(yàn)過程中分析、整理和記錄數(shù)據(jù)，在后期應(yīng)用數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定課題，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、總結(jié)結(jié)論。

（二）提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力

探究性實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生規(guī)范使用、自覺維護(hù)實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備，把握實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)和使用方法，主動保養(yǎng)和維護(hù)儀器，明確儀器的使用條件和實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，增強(qiáng)學(xué)生的制度意識和規(guī)范意識。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，把握實(shí)驗(yàn)步驟，嚴(yán)格根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃規(guī)范操作，做好實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)記錄，及時(shí)整理數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行制作實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)習(xí)更多實(shí)驗(yàn)儀器校準(zhǔn)知識和技能。

（三）提高學(xué)生信息整理能力

探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提高學(xué)生的整理歸納能力，促使學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)自主繪制表格、圖表，并進(jìn)行分析，根據(jù)事物的性質(zhì)、特點(diǎn)和功能進(jìn)行分類，了解實(shí)驗(yàn)過程中環(huán)境關(guān)系的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)具體問題及時(shí)改進(jìn)。

（四）提高學(xué)生的溝通表達(dá)能力

在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可以提出有價(jià)值、有意義、有代表性的問題，根據(jù)問題自主設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法，尋找答案，并根據(jù)問題探討交流，在集思廣益中獲取更多新知識，更好地詮釋重點(diǎn)概念，并將實(shí)驗(yàn)過程中的資料進(jìn)行整理，形成書面報(bào)告，加強(qiáng)與他人的溝通交流，更好地幫助他人豐富經(jīng)驗(yàn)，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（五）提高學(xué)生的知識創(chuàng)造能力

在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可以更好地實(shí)施計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃目標(biāo)，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把握實(shí)驗(yàn)方法，形成假設(shè)，并創(chuàng)新知識，主動發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)新技術(shù)，將不同的物質(zhì)和因素進(jìn)行整合，總結(jié)新事物的新特點(diǎn)。

三、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）根據(jù)教材要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在早期的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師先告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟、主題、規(guī)范，要求學(xué)生熟悉后根據(jù)固定的器材和場地開展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不需要思考和分析，這種方法不符合新課程改革要求，無法提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。對此，廣大教師在探索和實(shí)踐中總結(jié)出探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過主動發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、分析和歸納結(jié)果、得出結(jié)論、分享和交流等步驟完成實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方法優(yōu)勢顯著，可以調(diào)動學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力和素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新精神。在當(dāng)前的新版本教材中，探究性實(shí)驗(yàn)數(shù)量增加，為了更好地完成探究性實(shí)驗(yàn)，教師要做好準(zhǔn)備，科學(xué)制定方案，加強(qiáng)創(chuàng)新，多思考，注重在實(shí)驗(yàn)中營造探究式氛圍，為學(xué)生提供更廣闊的探究空間，延長探究時(shí)間，培養(yǎng)學(xué)生的探究思維。

例如，在人教版初中物理八年級下冊《影響摩擦力大小》一課教學(xué)中，教師可以先拋出問題，讓學(xué)生思考，根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)和知識提出假設(shè)，分析影響摩擦力的因素，明確理論依據(jù)，再根據(jù)教材中的探究方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)一步思考可以采用哪種實(shí)驗(yàn)方法得出實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)出物體做勻速直線運(yùn)動的條件，分析測力計(jì)測量與拉力之間的關(guān)系，為什么與摩擦力相同，并讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析自己的設(shè)想是否正確，最終總結(jié)出相關(guān)因素。以上方法可以為學(xué)生提供更多的練習(xí)機(jī)會，幫助學(xué)生鞏固知識、靈活運(yùn)用知識。

（二）利用地區(qū)優(yōu)勢進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中物理學(xué)科教學(xué)中，教師要根據(jù)素質(zhì)教育要求和新課程標(biāo)準(zhǔn)制定教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)教學(xué)改革，科學(xué)發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的作用，在課堂上積極開展物理實(shí)驗(yàn)探究性活動，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識，探索物理世界的奧秘，開發(fā)新的育人功能。與其他學(xué)科不同，物理學(xué)科主要以觀察和實(shí)驗(yàn)為主開展教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、設(shè)計(jì)能力、觀察能力和思考能力，讓學(xué)生更好地展示自己。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，教師要加強(qiáng)改革，根據(jù)教學(xué)大綱和教材內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)探究性的物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動探究。探究性物理實(shí)驗(yàn)對軟件和硬件環(huán)境的要求較高，需要有充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材以及良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。但是因?yàn)榈貐^(qū)差異、經(jīng)濟(jì)條件以及學(xué)生群體特點(diǎn)的不同，很多學(xué)校都沒有條件開展探究性實(shí)驗(yàn)活動，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)。一些學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室器材配備不全、類型少、空間范圍小，以教師口頭描述為主，影響了學(xué)生的情感體驗(yàn)，學(xué)生無法深入了解物理現(xiàn)象。對此，教師要積極改進(jìn)，充分利用自身的優(yōu)勢條件，可以采用其他物品替代一些沒有的器材。

比如，在人教版初中物理八年級下冊《浮力》一課教學(xué)中，教師可以利用廢棄材料自制儀器，如利用水瓶，在表面打一些小孔，插入塑料吸管，用膠水進(jìn)行密封，替代原有的溢水杯；利用小孩子的玩具來盛水，作為阿基米德實(shí)驗(yàn)器材；在進(jìn)行氣體對外做功實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以利用廢棄的水瓶，在壓縮體積后引導(dǎo)學(xué)生通過壓縮空氣將瓶蓋推出，在推出瓶蓋后看到很多白霧，此時(shí)氣體會對外做功，進(jìn)一步減少瓶子內(nèi)部的能量，最終引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。在這種教學(xué)方法下，教師利用廢棄材料代替一些實(shí)驗(yàn)器材，開展更多的探究性實(shí)驗(yàn)，如焦耳定律實(shí)驗(yàn)，有效提高實(shí)驗(yàn)效果。在此過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生主動探索物理現(xiàn)象背后的原因，并進(jìn)行歸納和總結(jié)，在實(shí)驗(yàn)前提出假設(shè)，再進(jìn)行推理驗(yàn)證，進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

（三）以學(xué)生為主，營造氛圍，擴(kuò)大教學(xué)范圍

第一，教師要遵循以學(xué)生為主的教學(xué)原則，讓學(xué)生自己動手操作，改變以往單一示范的方式，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中獲得新知識，教師發(fā)揮自身的引導(dǎo)和點(diǎn)撥作用。在學(xué)生自主探究的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題，加強(qiáng)合作、交流和互動，共同完成任務(wù)，積極合作，通過驗(yàn)證、觀察和分析得出結(jié)論，分析和對比結(jié)論，總結(jié)規(guī)律。在此過程中，教師要與學(xué)生互動，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，鼓勵(lì)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，讓學(xué)生敢于質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、材料和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培育學(xué)生的探究精神和品質(zhì)，提高學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力。

第二，教師要創(chuàng)設(shè)團(tuán)結(jié)協(xié)作、融洽、溫馨的實(shí)驗(yàn)氛圍，吸引學(xué)生參與其中，讓學(xué)生重視物理實(shí)驗(yàn)。物理知識枯燥、復(fù)雜、深奧，教師單純講解學(xué)生無法產(chǎn)生興趣。對此，教師要積極與學(xué)生互動交流，一起探索新知識、解決新問題，通過問題導(dǎo)入、故事講解、游戲、多媒體等多種教學(xué)方法營造良好的氛圍，讓學(xué)生主動設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，主動探索，將學(xué)生培養(yǎng)成為實(shí)驗(yàn)小達(dá)人，從而更好地解決物理難題。

第三，在初中物理教學(xué)中，教師要明確探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之間的異同點(diǎn)，讓學(xué)生先對理論知識有一個(gè)了解，熟知物理概念，在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中延伸出更多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出一些深奧的物理現(xiàn)象和科學(xué)難題，要求學(xué)生帶著問題去探究，引起學(xué)生的好奇，讓學(xué)生自主查詢資料，通過多種途徑解決問題。根據(jù)項(xiàng)目主題開展綜合性和探究性的物理實(shí)驗(yàn)，延伸教學(xué)范圍，整合資源，充分利用教學(xué)時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和品質(zhì)，讓學(xué)生積累更多常識、學(xué)習(xí)更多知識。在此過程中，教師要注意度的把握，根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整和變動，可以采用分層教學(xué)方法，在學(xué)生可以接受的范圍內(nèi)進(jìn)行教學(xué)。

（四）加強(qiáng)重視，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)器具

初中學(xué)生正處于身心發(fā)展的關(guān)鍵階段，思想活躍、自主意識強(qiáng)、好奇心大，有一定的叛逆心理，對傳統(tǒng)的應(yīng)試教育模式和教學(xué)制度不認(rèn)同。對此，教師要重視初中學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)，創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將課堂教學(xué)延伸到課外，與學(xué)生一起探討，制定探究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，滿足學(xué)生的需求，讓學(xué)生全身心投入實(shí)驗(yàn)探索過程中，促使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課程，改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)知，了解探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和價(jià)值，主動探索，根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)范和要求操作實(shí)驗(yàn)器具，觀察物理現(xiàn)象，得出結(jié)論。

教師要改變學(xué)生的思想理念，讓學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)校要評估和分析探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)有的條件，加大各方面的投入，完善物理實(shí)驗(yàn)室的功能，創(chuàng)設(shè)良好的條件，引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器具，豐富實(shí)驗(yàn)器具類型，及時(shí)補(bǔ)充新的實(shí)驗(yàn)器具，根據(jù)教材要求，確保實(shí)驗(yàn)器具的豐富性和完整性，有效滿足學(xué)生的探究需求。在此過程中，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的器具管理，對一些使用時(shí)間較長、常常出現(xiàn)故障的老舊設(shè)備，學(xué)校要定期維護(hù)、更新和保養(yǎng)，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中規(guī)范使用。

實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生需要將實(shí)驗(yàn)器具放到原來的位置，做好清潔工作，教師進(jìn)行檢查。比如，學(xué)校要安排專門的管理人員加強(qiáng)監(jiān)督，對設(shè)備的使用進(jìn)行記錄，確保實(shí)驗(yàn)器具的完整，保證實(shí)驗(yàn)資源不被浪費(fèi)，為后期教學(xué)做好相關(guān)工作。教師可以在實(shí)驗(yàn)開始前講解相關(guān)知識，讓學(xué)生明確注意事項(xiàng)，輕拿輕放實(shí)驗(yàn)器材，尤其是一些器皿，要有一定的保護(hù)意識，提高學(xué)生的素質(zhì)。另外，教師要保證學(xué)生的人身安全，做好細(xì)節(jié)問題的處理，加強(qiáng)監(jiān)督和檢查，避免學(xué)生出現(xiàn)違規(guī)操作，要求學(xué)生對自己負(fù)責(zé)、對他人負(fù)責(zé)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全管理，從根本上保證實(shí)驗(yàn)安全，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識。比如，在一些高危、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中，教師要讓學(xué)生小組合作，或者帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，禁止學(xué)生獨(dú)立操作。

四、結(jié)語

總而言之，探究性物理實(shí)驗(yàn)對初中物理教學(xué)有著非常重要的作用和價(jià)值，既可以培養(yǎng)學(xué)生的探究意識、科學(xué)精神和綜合素質(zhì)，也能引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題、整理資料、提出假設(shè)，最終自主驗(yàn)證問題，培養(yǎng)學(xué)生的信息整合能力。教師要為學(xué)生提供更多練習(xí)的機(jī)會，增強(qiáng)物理教學(xué)的修為性、互動性和探究性，有效改變以往傳統(tǒng)教學(xué)中的弊端，提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。