高中物理教學(xué)中應(yīng)用探究性實驗的實踐與思考

王文濤

【摘 要】本文簡單介紹了探究性實驗與驗證性實驗的區(qū)別，指出了在教學(xué)中如何設(shè)計探究性實驗，以及在實踐中的體會。

【關(guān)鍵詞】探究;實驗;實踐

探索未知是人類的本性，綜觀有史以來重要的發(fā)現(xiàn)都是由于人類對未知世界的不斷探索而得到的。

一、驗證性實驗同探究性實驗的不同之處

1.設(shè)計理念不同

驗證性實驗強調(diào)演示和證明科學(xué)內(nèi)容的活動，知識和過程分離，與背景無關(guān)，只注重知識的結(jié)果，如事實、概念、理論，而不是獲得知識的過程。驗證性實驗強調(diào)實驗操作和觀察等個別智力技能，強調(diào)如何快速高效地獲得知識。

探究性實驗教學(xué)在觀念上認為實驗學(xué)習(xí)同樣也是一種探究過程。將學(xué)習(xí)置于探究的背景下，探究性實驗是科學(xué)探究的簡化再現(xiàn)。這種觀念將探究性實驗看成“這是一個問題”，“什么樣的實驗?zāi)芑卮疬@個問題”，“如何實施這個實驗”，強調(diào)在探究過程中獲得理解，知識和過程相統(tǒng)一。

2.實驗?zāi)康牟煌?/p>

驗證性實驗是為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作、數(shù)據(jù)處理和計算技能，學(xué)生們檢驗一個已知的結(jié)果是正確的。探究性實驗是通過實驗來研究一個感興趣的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

3.實驗?zāi)Ｊ讲煌?/p>

驗證性實驗通常采用“告知——驗證——應(yīng)用”的教學(xué)模式，學(xué)生們用實驗來驗證已學(xué)過的原理、概念或性質(zhì)，實驗只是起到鞏固知識、加強學(xué)習(xí)效果的作用。

探究性實驗按學(xué)生主體活動程度可分為教師引導(dǎo)探究和開放式探究兩種模式。無論哪種模式均強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中主動的探索和創(chuàng)造，學(xué)生以一種近似科學(xué)家如何實驗的方式學(xué)習(xí)，不再強調(diào)獲得正確的結(jié)論為唯一目標，而是強調(diào)研究過程和對結(jié)論的解釋。

4.科學(xué)情感和態(tài)度的培養(yǎng)效果不同

驗證性實驗是一個傳遞接受或者是刺激反應(yīng)的過程，學(xué)生往往處于被動的接收地位;探究性實驗開始于一個有刺激性的問題、引起關(guān)注的現(xiàn)象等，探究的過程受一個為了理解觀察的事實或解決一個問題時的好奇心所驅(qū)動。由于探索結(jié)果是未知的，學(xué)生們的興趣和積極性都會增強。

5.教師的作用不同

驗證性實驗教學(xué)中，教師作為一個主宰者、評論者;在探究性實驗教學(xué)中，教師作為一個咨詢者、服務(wù)者和提問者，教師在討論和辯論時往往有意持不同意見，以引導(dǎo)和促進學(xué)生去創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)。教師在探究性實驗教學(xué)中會遇到更多的挑戰(zhàn)，對教師的要求更高。

二、設(shè)計探究性實驗的注意點

1.探究性實驗的問題設(shè)計目的要明確，實驗現(xiàn)象要明顯，有一定的趣味性。

學(xué)生的學(xué)習(xí)的動力很大程度上來自于興趣，一個好的實驗引起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在實驗中觀察、思考，從而得到結(jié)論。

2.探究性實驗的探究實驗問題設(shè)計要有思考價值，要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練。

一個完整的科學(xué)探究過程包括發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、設(shè)計實驗并實施、分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論、運用結(jié)論解釋問題等環(huán)節(jié)。而學(xué)生的探究活動往往是一個探究過程的部分或片段。探究問題的設(shè)計要結(jié)合具體的實驗內(nèi)容，從實驗的現(xiàn)象出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生最終得到實驗的原理和結(jié)論，又不僅限于實驗，在實驗的內(nèi)容上進行拓寬、延伸。在探究問題的設(shè)計中還要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練，如運用對比、猜想等方法。

3.實驗要與實踐聯(lián)系緊密

在科學(xué)研究中，任何實驗都是從實踐中來，到實踐中去。所以在設(shè)計實驗時，必須把培養(yǎng)學(xué)生實驗與實踐相結(jié)合作為指導(dǎo)思想，也是同時培養(yǎng)學(xué)生從實際的例子建立物理模型的能力。

三、探究性實驗的實施方式

探究性實驗在實施過程中可采取多種方式來實施，由于一般準備的探究性實驗的儀器數(shù)目不多，不可能全數(shù)配備，所以可以采用如下的操作步驟：

1.建立興趣小組，培養(yǎng)“小研究員”

一般每個班級的人數(shù)較多，如果一起到實驗室中進行實驗，一名老師不可能顧及到所有的學(xué)生，最后顧此失彼?？梢詫W(xué)生分為若干實驗小組，在實驗前通過預(yù)先的學(xué)習(xí)研究培養(yǎng)出一兩名小研究員。在實驗中小研究員與其他學(xué)生觀察實驗中的現(xiàn)象，討論實驗中的問題。這樣小研究員就起到了“以點帶面”的作用，教師就可將主要精力放在引導(dǎo)學(xué)生探究實驗上。

2.觀察實驗，提出疑問

在探究實驗中，學(xué)生必然有很多的疑問和問題，把這些問題和疑問都記錄在學(xué)生的實驗記錄本上，對于有思考價值的問題將其補充到試驗問題中。對學(xué)生提出的簡單問題，有小研究員與其他學(xué)生共同討論解決，其他的問題由學(xué)生紀錄，并由小研究員分配給學(xué)生分工進行研究。

4.討論問題，查找資料

對于一些有難度的問題，讓學(xué)生分工通過多種方式來尋找其解釋。這時教師作為研究的指導(dǎo)者也可參與其中，主要是指導(dǎo)學(xué)生如何尋找，怎樣收集有用的資料，并不是直接告訴學(xué)生結(jié)果。

5.解釋疑問，重新提出新的問題

將學(xué)生所獲得的資料進行收集整理，在此基礎(chǔ)上進行歸納總結(jié)，從而解釋實驗中提出的問題。針對實驗，學(xué)生還要在實驗基礎(chǔ)上提出新的問題。如在一次研究輝光球的實驗中，有一個將日光燈管接觸球壁可以發(fā)光的現(xiàn)象，有的學(xué)生觀察仔細，他發(fā)現(xiàn)日光燈管還沒有接觸到球壁就已經(jīng)有輝光了。從而提出了一個問題：這時日光燈管的能量從何而來？這時學(xué)生就會主動地去探究其中的原因。

6.提出新的實驗設(shè)想，設(shè)計實驗驗證設(shè)想

對于新的問題學(xué)生可提出自己的設(shè)想，并設(shè)計相應(yīng)的實驗來驗證自己的設(shè)想。比如上述的疑問，學(xué)生提出可能是電磁波來傳遞能量的，他想可以利用無線電接收裝置來檢驗自己的想法。學(xué)生有了自己的實驗設(shè)想，就可以鼓勵學(xué)生利用現(xiàn)有的儀器來設(shè)計完整的實驗方案驗證自己的想法。無論實驗成功失敗都是他們自己動手獲得的知識。

人民教育學(xué)家陶行知先生曾說過：“要創(chuàng)造，非你在用腦的時候，同時用手去實驗;用手的時候非用腦去想不可。”探究性實驗正是這種需要思考、培養(yǎng)創(chuàng)造能力的實驗形式。充分利用探究性實驗的優(yōu)勢，開展探究性實驗學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生體驗到成就感，激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲;可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及多學(xué)科知識的綜合運用能力。

（作者單位：江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)）endprint