浅谈初中物理探究性实验教学_初中物理探究性实验
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浅谈初中物理探究性实验教学
物理是一门以实验为基础的科学。实验以其形象、生动、形式多样，蕴藏着非常活跃的因素，需要严谨、踏实的治学态度，为学生提供全面发展和个性发展的空间，活化知识结构和训练思维空间，塑造完善品格和为以后从事科研工作打下坚实基础。同时，物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教育教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的理解，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。新的课程标准提出了“倡导探究性学习”的理论，并要求学生在新课程的学习中应以探究性学习作为主要的学习方式之一。
传统物理实验教学模式是教师的理论讲授和学生的大量练习相结合，基本上由教师手把手讲授实验步骤、实验要求、实验注意事项，真正由学生自己探究问题、解决问题、总结实验观点、实验结论的太少了。实验在教学中的重要地位被淡化了，这样无助于培养学生的知识能力结构和非智力因素的发展，学生的综合素质得不到充分体现。
探究性实验是努力改变学生“接受学习”的传统方式，建立一种让学生“主动参与、乐于探究、交流合作”的学习方式。通过探究实验，有效地促使学生关注和联系实际问题，体验科学发展和知识形成的思想和方法，掌握知识的本意和正确的结论。使
学生的意志、毅力、情感、价值观以及与他人的合作交流精神有所提高。也促进了学生在理论学习方面的学习效果，提高了学生的总体学习能力和学习水平。
一、初中物理探究性实验在教学中的作用
普通实验是在已有的规范程式下由教师指导、帮助完成的，主要为解决学生的基本知识、基本方法、基本技巧，要求学生达到会做规定实验的基本目标，但缺少培养学生创新精神的功能。为促使学生在新材料、新情境、新问题面前勇敢地质疑，提出问题。改变学生传统的“接受学习”方式，建立一种让学生“主动参与、乐于研究、交流合作”的学习方式。探究性实验教学的开展，能在已有的基础上有效地激励学生的个性和已有经验得到充分的发挥，改变过去由教师包揽教学的局面，给学生以更多的思考、探索、实践的时间和空间，训练学生学会独立和合作探究的能力。不但要能做引入性实验、验证性实验，还要能做探索性实验，不但要能做实验、巧做实验，还要能根据学习和社会生活中的碰到的事例提出问题、选择课题、设计实验，探究事物的运动规律。通过探究性实验的学习和研究，可帮助学生摆脱传统教学思想的束缚，鼓励学生的独立意识和创新精神，培养学生严格的科学思想和研究方法，提高建模能力，提高学生的情感、态度和价值观，延伸学力，展示学生的研究思路和才能。使学生的动手实践能力、学习理论的内部需要、学习水平等综合素质有较大提高。
二、初中物理探究性实验教学应注意的原则
1、探究性实验课题的选择，有较强的开放性、实践性、探究性，所以要注意不同学生的学习群体的认知结构的差异、学生的基础水平，做到有所区别、有所侧重、有的放矢。既要体现学生的自主性，也要结合教师的指导、参谋服务作用，创设师生平等、互相尊重、合作交流的教学氛围。从学习、社会生活生产中选择具有实际意义的事例作为课题，但并不是每一项知识都适合学生用探究方法来实验的，应根据具体情况，作合理的选择，使课题有较强的科学性和可行性，突出知识本身的特点，安排探究方向和重点，由易到难，逐步提高。使学生从中既能学到探究的思想方法，实践操作的本领，又能通过质疑、反思、实践操作，交流、讨论、归纳、修正数据获得成果，得到成功的愉悦。
2、任何实验必须根据确切的物理原理，如天平就是根据力矩平衡的原理设计制作的，这些实验原理可以是物理定理、定律或规律。探究实验是在学生学习了一定的基本概念、定理、规律，掌握了一定的仪器使用方法，控制变量的实验方法等基础上进行的，所以，设计和进行一个实验，必须有清晰的物理原理。这也是一个对学生所学知识的梳理、选择、整合的过程。
3、由于探究性实验中涉及较多的仪器器材的应用，有些还需学生自己动手制作相应的实验构件，所以要注意几个设计原则。
(１)科学性，科学的方案必须有科学的理论依据和正确的表
达方式。
(２)安全性，方案设计时必须考虑安全、可靠，不会对人和仪器、器材造成伤害或损害。学生由于生活实践经验不足，有时考虑会欠妥，所以，教师在安全方面必须予以指导、提醒和把关。
(３)可操作性，方案的设计应便于操作、观察、数据测定、数据处理，以便得出正确的科学的结果。
(４)精确性，所使用的仪器应选择相应的精密度，操作人员应把握正确的观察测量方法，如在测时、测距要能读取正确的数据。尽可能选择误差小的方案，并在实验具体实施前应对方案进行评估，使实验误差控制在允许的范围内。
三、初中物理探究性实验教学的几种教学模式
1、验证性实验的探究
验证性实验是通过给定的实验题目、材料用具、方法步骤，学生按照步骤操作，验证教师讲解过的结论或概念。如：“密度”的概念是初中物理中的一个重要概念之一。对这个概念的教学，就是一个探究式的教学过程，但是教师在教学时，应该加强指导，因为这个实验应用到“控制变量法”这个实验方法，所以教师最好抓住有经验的学生分配到各个小组去引导全部学生对密度的概念的学习。大家都知道密度=质量/体积 ,要弄懂密度这个概念,就必须搞清楚质量和体积的关系,必须弄清楚控制变量法,教师可以这样进行启发和引导：①物体的质量和体积之间有什么关系? ②同种物体,质量相同,体积呢? ③同种物体,体积相同,质量呢?
④不同物体,质量相同,体积呢? ⑤不同物体,体积相同,质量呢? ⑥同种物质所组成的不同物体,其质量与体积比值的大小是否相同或相近呢? ⑦不同物质所组成的物体,其质量与体积的比值的大小是否相同? ⑧如果换几个其他物体,重复实验,结果会怎样? 教师通过设置这些问题,激发学生的思维,使得学生能够思考如何去实验,边实验边思考,而不是单纯的照搬，硬套。使学生养成探究实验的良好习惯。
2、指导性的探究实验教学
指导性的探究实验是常见的探究式教学模式。探究的课题往往是给定的，教材中也会给出探究的指导方案，只需教师在探究过程的每一个环节给予必要的指导。例如：在教学“探究电流的大小与电压、电阻的关系”一节时，教材明确地给出了探究的课题，实验材料的准备，实验步骤的设计，实验数据的记录表格，同时也给出了学生指导性很强的思考题目等。在动手实验时，教师要指导学生回顾电压表和电流表的使用，回顾控制变量法，强调电路的连接要正确，要准确读数、记录、认真分析，总结实验结论。这样学生才能理解到探究性实验的内涵和其中所蕴涵的科学方法。
这里需要注意的是，指导性的探究实验是教师热衷的一种探究性教学模式，但是要切记不要为了探究而探究，全部交给学生，忽略教师的指导性。
3、开放式的探究性实验教学
开放性的探究性实验教学是探究的最高层次的探究。从探究课题的选择确定、方案的制定、实验的操作、结果的分析处理到结论的总结、展示、交流，学生都有很大的自主性，完成的时间相对也比较长。在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在确定的目标下，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象概括、综合表达能力都得到训练和发展。例如：在学习了压强的知识以后，要求学生从生活中去探究影响压强大小的因素。这就需要组织学生以兴趣小组的形式利用课余时间开展一些探究，可以安排一个月的时间，要求各个小组写出实验报告，然后进行交流与探讨、总结。又如：在学习测量导体的电阻之后，教师可以提出测量电阻的方法很多，要求学生自己去探索，或者小组探究。这样让学生充分的动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发，调动了学生的个性、自主性和创造性，增强主人翁精神，从被动接受知识到主动获取知识过程的转化。
四、初中物理探究性实验教学的成效
1、物理探究性实验的开设，加深了学生对物理概念和物理规律的理解。物理知识来源于实践，特别是科学实验的实践，通过创设一种类似于学术或学科研究的情境，使之与前人探索物理知识或规律的过程有许多相似之处，让学生在实验中发掘已有经
验，运用已学知识，感悟和体会研究物理的思想和方法。通过问题的提出、方案的选择，培养了学生的扩散思维，通过方案的评估、确定，又培养了学生的聚敛思维。这整个讨论、交流、实验的过程，也正是学生对所学物理知识、物理规律的梳理、整合、重组的过程，通过探究实验，也使部分学习优秀的学生发现学习中存在的缺陷和不足，开始努力予以改进
2、探究性实验教学，培养了学生的科学态度和研究问题的探究能力，动手操作的实践能力。通过问题的提出、方案的选择、设计，仪器设备的选择操作，实验需用构件的动手制作，数据的收集处理，归纳推理等系列训练，使学生的个性、兴趣爱好和已有经验得到充分的发挥，观察能力、实践操作能力得到提高。建模能力和空间想象能力的提高，使学生能对不同设计方案进行可行性评估，舍去不科学的或虽理论上成立但实践操作上不可行或不精确的方案，这种灵活的思维方式，使学生跳出了死读书的怪圈。也为学生的后续学习、创新精神、实践能力和可持续发展打下了良好的基础。
3、探究性实验促成了学生的解题能力。学生学习物理，做练习题是不可缺少的重要一环，是帮助学生理解巩固物理知识的重要手段之一。有些学生往往有这种感觉，听教师讲解时懂了，自己解题时却又不行了。特别使碰到与实际联系密切的问题更是无从下手。究其原因，就是学生对自然现象和生活中的物理现象疏于观察，缺少联想，不会灵活运用已有知识。通过探究性实验的设计、操作，能引导学生把所学知识与实际现象联系起来，建立起清晰的物理模型和物理情境，提高分析问题的空间想象能力，有利于克服片面性，拓展解题思路。比照探究性实验开展前后，学生的解题思路和能力有了相当大的提高。
五、初中物理探究性实验教学中应注意的问题。
1、教师要领着学生探究，体验探究过程
由于刚开始进行探究性学习，学生对如何选定课题，如何选择适当的方法开展研究，如何结题汇报都一无所知，所以需要在教师的带领下与学生共同进行研究，让学生通过几次不同探究方式的学习实践，学到探究学习的基本方法步骤。、指导学生自主学习，激发学生学习物理的兴趣
2、教师要让学生尝试局部探究，形成探究能力
经过教师的激发、指导并带领学生开展探究学习的活动实践后，许多学生对探究学习有了一个直观的认识，并初步了解了研究的基本方法。这时指导教师可以尝试让学生自己进行选题练习；调查、观察、实验等探究方法练习；实验报告及调查报告写作等单项性的自主探究活动，为下一步完整地进行自主的探究型课程学习打下基础。
3、教师要让学生自主探究，提高探究能力
由于经历了第一阶段和第二阶段的学习，学生们对探究学习的基本方法已初步掌握。这时就可以尝试让学生大胆地开展探究性学习。但学生的能力毕竟有限，所以，在这一阶段的学习中还
是离不开指导教师的指导。根据教师指导的对象、内容不同，指导可分为集体指导和个别指导两种。集体指导主要针对学生开展探究学习中的共同问题以班级、年级甚至学校的组织形式对学生进行的全员指导活动。个别指导是指教师对不同的课题小组个别进行的指导活动。它与集体指导相比，着重于解决学生在开展探究学习中出现的个别化问题。个别指导是初中探究型课程实施中教师最为主要的指导形式。由于学生在探究学习过程中存在着许多不确定因素，需要指导教师及时了解，并给予必要的帮助和支持，才能保证学习活动能顺利地开展下去。
4、教师要在开展探究活动中，培养学生的合作精神 初中物理新课标强调观察、实验、探究、运用，教学中开展探究活动，培养学生的综合能力和合作精神。引导学生学会科学探究，即模仿科学家的探究方法，重视探究的过程、方法和步骤，探究学生未知的知识。在实施素质教育的过程中，初中物理教学主要是以探究性方法为主，注意对整个物理概念和结论的过程的探究，通过提出疑问、设计方案、思考解决、动手操作、得出结论等具体步骤，让学生自主地参与教学的整个过程。
5、教师要注重挖掘生活素材，拓展探究性实验的空间 物理知识本来就起源于日常生活中的观察，并在观察的基础上通过探究实验归纳总结起来形成的，不管是城市或农村的日常生活，都接触到大量的物理现象。比如，我们大多数同学都依赖自行车上学和回家。我们可以引导思考这样一个问题，自行车上
应用了那一些我们目前阶段所学的物理知识呢？他们在物理老师的指导下，对自行车进行了仔细的观察和研究，发现了自行车中应用了多种物理知识，并对以下问题进行探究：①在自行车前进过程中，前后轮都受到地面的摩擦力作用，若人在对踏板施加力的作用，则自行车后轮相对地面有向后运动的趋势，则它受到地面向前作用的摩擦力F1，前轮相对于地面有向前运动趋势受到地面向后摩擦力F2；②我们仔细观察了自行车的构造，发现在自行车的脚踏板与大齿轮盘之间，大齿轮盘和后轮小齿轮盘之间，以及车把和前轮之间在制造上都应用了杠杆的知识； ③在自行车坐椅下有一排弹簧,这一排弹簧在自行车前进过程中起减震作用,它使坐在上面的人感觉就舒服。
自行车虽然看似很简单和普通,但在它上面应用了很多的物理知识,我们只是结合初中力学知识进行了研究,难免不全面,但随着知识的增加,我想会发现更多的知识。
总之，探究性实验教学，通过学生的亲身体会，培养的学生的自主、合作、探究的学习方式，提高了学生的物理科学素养和学习物理的兴趣，调动了学生学习的主动性、积极性，充分发挥了学生的主体作用，也提高了课堂教学的效率。
