物理探究性实验教学初探

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【摘要】 物理是中职学生学习知识和技能,体验科学探究过程，提高创新意识和实践能力的一门重要课程。物理新课程倡导自主、探究、合作的学习方式, 实验是物理教学的重要内容，因此,物理探究性实验教学尤其重要。本文根据多年的教学实践,首先结合案例阐述了探究性实验教学的一般程序：提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集数据分析与论证评估交流与合作，其次阐述了探究性实验教学的五个基本特征。

【关键词】 探究性实验 教学环节 特征 主体

物理是中职学生学习知识和技能，体验科学探究过程，提高创新意识和实践能力的一门重要课程。实验是物理教学的重要内容，多年来的教育实践，我体会到物理实验教学的主要方式是探究性实验教学。在实验教学过程中，教师要以教育理论为指导，以学生自身的学习潜能为基础，积极引导学生自主探究，逐步提高思维能力和创新意识。

一、探究性实验教学环节

新课程方案改革的核心是促进学生"自主探究"。 美国"国家科学教育标准"中对"探究"的定义是："探究是多层面的活动，包括观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论做出评价；用工具收集、分析、解释数据；提出解答，解释和预测；以及交流结果。"依据上述理论，我认为所谓探究性实验是在学生不知道问题答案的基础上，通过自己的实验（含收集资料数据、分析思考等）找到答案的一种实验方法。物理探究性实验教学是在教师的指导下，学生对某一问题进行实验探索，独立地分析问题和解决问题，最终对研究的问题有一结果。培养学生发现新问题，学习新知识，探究新方法，培养创新意识。它采用的一般程序是：提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集数据分析与论证评估交流与合作，共七个环节。

现以摩擦力为例，对探究性实验教学的主要环节做进一步说明。

探究性实验教学的主要环节：

1、提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？

2、猜想与假设：问题的可能答案 （学生根据自己的生活经验和体会对本探究提出的问题一些猜想与假设）。 如：滑动摩擦力的大小与材料、粗糙程度压力等有关。

3、设计实验方案 ：边讨论交流边合作设计

内容包括：

（1）所用实验器材

（2）所设计的实验方法、数据记录表

（3）简述实验步骤

4、进行实验与收集证据：分组进行

实验要求：

（1）把实验数据记在自己的表格中

（2）把操作中出现的问题扼要地写下来

注意：（1）影响滑动摩擦力的因素较多，我们先探究滑动摩擦力与压力的大小、接触面粗糙程度的关系。

（2）实验采用控制变量法

5、分析和论证的主要内容：（1）实验中你发现滑动摩擦力是怎样变化的?

（1）跟你的猜想或假设有何差异

（2）能得出什么结论?

6、结论：滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面粗糙程度有关。

7、评估与交流的主要内容：

（1）操作中你有没有什么失误?

（2）为自己的正确观点进行答辩。

（3）你在实验中是否发现了新的问题？想不想进行探究？

（4）在你的生活中是否遇到摩擦现象，你是如何做的？

二、探究性实验教学的基本特征

美国《国家科学教育标准》对科学探究的表述为：科学探究是科学家们用来研究自然界并根据研究所获得事实证据做出解释的各种方式。探究性教学是在教学活动这一特定情景中，让学生通过模拟科学家的研究，获得较深刻的知识，具备一定的科学素养，为进一步的学习奠定良好的基础。从中职物理教学的实际出发，我认为中学物理探究性实验教学应具备以下特征：

1、创设问题情景

物理学研究始于问题的提出，终于问题的解决。根据中学生的思维特点，他们可以通过提出单纯记忆性的问题，转而提出对两种事物进行比较的问题，但是仍然难以发现需要探究才能得到实证的科学问题。这说明他们的思维方式还处于比较低级的阶段，只能发现与事物表象相关的问题，还难以捕捉与事物本质相关的问题。通过问题情景的创设，使学生成为情景中的角色，再不断引导学生对问题进行深入思考。如："实验：探究加速度与力、质量的关系"的课题引入, 由前面的学习知道：①力是产生加速度的原因,加速度与合外力有关；②质量是物体惯性大小的量度,加速度与物体的质量有关。加速度与力、质量有什么定量关系?

2、明确教师的主导性

教师的主要责任在于引导和帮助学生学习，注意培养学生的能力，提高学生的思维品质。教师要因势利导，促进学生的感悟。感悟是学生探究学习的重要心理过程。学生在生活中、在实验中所观察到的大量的物理现象，产生的大量的疑问，进行的反复探究，只有经过感悟，才能内化为知识，形成经验或思想。瑞士教育家、心理学家皮亚杰谈到物理实验教学时深有感触："要给学生更多的活动和尝试的机会，在证明或否定他们自己所说的为一基本现象所立的假设的装置活动中，让学生自发地进行探索。"

实验过程中，教师作为学生的指导者、引导者、咨询者和促进者，注意对学生进行仔细观察，看他们在做些什么，听他们在谈些什么，并不断地对其学习状况进行评价。

3、突出学生的主体性发展

突出学生的主体性是新课程改革的重要内容，探究性实验教学较传统的以教师为主体的验证性实验教学，更注重学生共同合作，通过自己动手、动脑来设计实验、控制变量、分析结果、讨论验证等，所以学生必须发挥自己的主动性和积极性，在实验过程中认真观察思考，大胆质疑，勇于探索，做、看、想结合，创造性地完成任务。教师应该给学生自由想象的空间,鼓励学生进行合理的猜想与假设。

4、形成互助小组

探究性实验是发现与建构知识，训练实验与探究技能，培养探究意识、探究能力和探究精神，融知识、技能、过程、方法、情感、态度与价值观于一体的学习过程，全体学生的积极参与和认真实施是探究活动成功与否的关键，因此每个学生都要负起责任。以小组为单位开展探究性实验，从选题开始，到设计实验方案、实验操作、进行数据采集及分析、写实验报告，最后在班里或年级里作演示和讲解，往往以3～5人组成的小组形式来完成的。在这一过程中，学生将会体验挫折与成功，感受平等与公正。

5、具有教育功能。

探究性实验是学生学习物理的能动的实践活动形式,它为学生创设了亲身参与实践的情景,具有"激趣、获知、求真、育德"等教育功能。具体而言,探究性实验有以下几个方面的作用：①能激发学生的问题意识及探究兴趣；②尊重学生的主体地位和创造潜能,培养学生科学猜想和实验设计能力；③可以改变盲目被动操作的习惯,培养学生手脑并用、解决实际问题的能力；④可以培养学生收集数据、分析和处理数据、撰写实验报告的能力；⑤可以培养学生实事求是,追求真理的科学态度和价值观；⑥可以培养学生交流与合作的能力等。

参考文献

［1］ 王至正,张宪魁,王河.［M］.青岛：青岛海洋大学出版社,2001.

［2］ 蔡铁权．北京：科学出版社．2005．81

［3］ 李尚仁．武汉：华中师范大学出版社．2003．99

［4］ 唐一鸣．南宁：广西教育出版社．2002(10)．101