構(gòu)建探究型課堂，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性

柳冠凡

摘 要：“科學(xué)探究及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蟆笔恰镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》中三大內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之一，可見，物理實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究式是高中物理課程教學(xué)的重中之重。本文將兩者進(jìn)行結(jié)合，對(duì)高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了粗淺探討。

關(guān)鍵詞：高中物理；探究式教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；探究能力

【中圖分類號(hào)】G633.7

新課程改革實(shí)施以來，高中的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步，但是在應(yīng)試教育以及傳統(tǒng)教學(xué)理念的制約之下，現(xiàn)階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在著“講授式實(shí)驗(yàn)”、“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”等弊病，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的未能有效實(shí)現(xiàn)?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“高中物理教師在物理課堂教學(xué)活動(dòng)中，要重視學(xué)生的物理探究實(shí)驗(yàn)，要著力提高高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，創(chuàng)設(shè)機(jī)會(huì)讓高中學(xué)生親自動(dòng)手探究，培養(yǎng)學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)過程中能正確捕捉物理實(shí)驗(yàn)過程中的物理現(xiàn)象，提高高中學(xué)生分析問題的能力，讓高中學(xué)生逐步樹立科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)精神。”筆者認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)高效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就必須構(gòu)建以“探究”為核心的教學(xué)模式。為此，本文結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施策略進(jìn)行探討。

一、高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的概念及作用

高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，即在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師通過創(chuàng)設(shè)探究式的物理問題情境，引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多種途徑對(duì)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)所有信息并得出結(jié)論，從而達(dá)到物理知識(shí)的自我構(gòu)建。

探究式物理教學(xué)能夠在最大程度上發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用。探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠規(guī)避傳統(tǒng)的“演示性實(shí)驗(yàn)”和“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”的不足，在探究實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性能夠充分被激發(fā)起來，學(xué)生之間、師生之間的學(xué)習(xí)交流更為充分，學(xué)生獨(dú)立思考、合作學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力得到有效培養(yǎng)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究學(xué)習(xí)，親歷實(shí)驗(yàn)過程，達(dá)到知識(shí)的有效構(gòu)建和深度內(nèi)化，提高學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)高效課堂。探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，并具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作，這一系列的過程，使學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中來，使他們的物理概念表象得以更為有效地與基礎(chǔ)理論知識(shí)體系中的物理概念建立起實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，便是在于使學(xué)生在還沒有抓住物理概念本質(zhì)時(shí)，就會(huì)主動(dòng)查閱資料，自己設(shè)計(jì)方案，增強(qiáng)遷移效果，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

二、高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施方法

筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為可以從如下四個(gè)方面著手進(jìn)行探究式物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)：

1.創(chuàng)設(shè)物理探究情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣

興趣是一種積極的學(xué)習(xí)心理傾向，一切的學(xué)習(xí)活動(dòng)都建立在學(xué)生的認(rèn)知興趣基礎(chǔ)之上。在物理操作實(shí)驗(yàn)過程中，可以挖掘出一些趣味性比較強(qiáng)的探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。教師通過創(chuàng)設(shè)趣味性的實(shí)驗(yàn)情境，能夠吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究的興趣，促使學(xué)生主動(dòng)地去研究物理現(xiàn)象，探索物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。

在教學(xué)“自由落體運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)章節(jié)的時(shí)候，我風(fēng)趣地引用了電影《功夫》里面的一句經(jīng)典臺(tái)詞：“‘天下武功，唯快不破。老師手里有一根12厘米長(zhǎng)的木條，如果你雙手手掌伸直，掌心相向，掌心相聚14cm，我將筷子置于你手上方2cm的位置，然后自然放落，使其從你兩手掌之間穿過，你未必能夠夾住！”學(xué)生都不服氣，我隨即叫了一名學(xué)生上臺(tái)演示，結(jié)果兩次都沒成功，隨后我又叫了幾名學(xué)生，能夠成功夾住的學(xué)生也是寥寥無幾。我然后引入實(shí)驗(yàn)探究：“一般人的反應(yīng)時(shí)間在0.1 s—0.2s，那么筷子通過手掌的用時(shí)會(huì)是多少？我們通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)量一下。”這樣的實(shí)驗(yàn)引入極大地激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，水到渠成，教學(xué)進(jìn)行得十分順利。

2.靈活轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)問題，引入實(shí)驗(yàn)探究

在高中物理課堂教學(xué)中，對(duì)于教材中的實(shí)驗(yàn)問題，不用直接告知學(xué)生問題在哪里，而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生探究可能造成實(shí)驗(yàn)不成功的因素，并且自己設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，尋求實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化方案。對(duì)于學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，教師可以允許學(xué)生通過不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，雖然在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生難免走一些彎路，造成一些知識(shí)的沖突，但卻能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、總結(jié)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的。

比如，在“伏安法測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教材里面是要求學(xué)生同時(shí)使用電流表和電壓表來測(cè)算電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。于是，我給學(xué)生拋出一個(gè)新的探究命題：“你能否只用一個(gè)電流表或一個(gè)電壓表來測(cè)算電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？如果可以，你需要哪些器材輔助實(shí)驗(yàn)？如何測(cè)算？請(qǐng)你設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。”如此，學(xué)生運(yùn)用多種不同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生在實(shí)際操作中進(jìn)一步加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)理論知識(shí)的理解和掌握，通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生的知識(shí)遷移能力大大地提高了，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力也得到了有效培養(yǎng)。

3.開展小組合作，探究物理實(shí)驗(yàn)

合作學(xué)習(xí)與探究性學(xué)習(xí)是不可分割的教學(xué)方法。探究式實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)與缺陷，即在實(shí)驗(yàn)步驟繁多，實(shí)驗(yàn)時(shí)間、空間受限的情況下，僅僅依靠個(gè)人獨(dú)立的探究性實(shí)驗(yàn)，往往難以完成教學(xué)任務(wù)。而將合作學(xué)習(xí)融入探究式教學(xué)，將困難的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分解，將任務(wù)進(jìn)行分工，整體協(xié)調(diào)配合，學(xué)生在小組合作模式既能更加輕松、高效地完成教學(xué)任務(wù)，又能夠培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力。

比如，在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的探究實(shí)驗(yàn)中，我將全班學(xué)生分成5個(gè)小組，第1組的學(xué)生研究打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)；第2組的學(xué)生測(cè)量手拉動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；第3組的學(xué)生測(cè)量昆蟲的爬行速度；第4組的學(xué)生集中處理編好號(hào)的紙帶；第5組的學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和整理。通過小組的集體寫作，實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行得十分順利，既節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又提高了實(shí)驗(yàn)的效率。實(shí)際上，利于進(jìn)行合作探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容還有很多，如“探究功與速度變化的關(guān)系”、“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”、“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”等，教師可以結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行靈活地處理和運(yùn)用。

4.進(jìn)行課外延伸，拓展探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)

物理知識(shí)與人們的生活息息相關(guān)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)局限于課堂之中，而要拓展到學(xué)生的生活中去，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，學(xué)用結(jié)合。所以，教師應(yīng)給學(xué)生適當(dāng)設(shè)置課外物理探究實(shí)驗(yàn)，去解釋生活中的物理現(xiàn)象，解決實(shí)現(xiàn)中的物理問題，提高知識(shí)的遷移能力和運(yùn)用能力。

例如，在教學(xué)“重力加速度”這一知識(shí)內(nèi)容后，我給學(xué)生布置了一個(gè)測(cè)量重力加速度的課外探究活動(dòng)，采用與別的小組不同的探究方案，開展合作探究活動(dòng)。大致有以下的一些方案：組一，學(xué)生根據(jù)重力公式G=mg，通過測(cè)量物體質(zhì)量和重力來測(cè)量物體的重力加速度。但是，在具體實(shí)驗(yàn)過程中物體的重力是很難測(cè)出的，因此，該組的匯報(bào)結(jié)果是不夠精確的。

組二中，學(xué)生根據(jù)自由落體公式測(cè)定重力加速度。他們來到教學(xué)樓的頂層，測(cè)出樓層高度，然后測(cè)出物體落地的時(shí)間，計(jì)算出重力加速度的數(shù)值。此法雖然在操作過程中有一些問題，但是測(cè)算出的數(shù)據(jù)還是比較接近的。組三中，學(xué)生使用了“滴水法”，他們將水龍頭的高度適當(dāng)調(diào)高了一些，將水龍頭的水滴調(diào)到均勻低落的狀態(tài)再開始測(cè)量，在精度較高的秒表的測(cè)量下，得出的數(shù)據(jù)精度也十分理想。

在這一課外的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，各個(gè)小組的學(xué)生為了提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，最終選取幾次實(shí)驗(yàn)的平均數(shù)值，學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)過程中綜合所學(xué)知識(shí)，建立知識(shí)之間的橫向聯(lián)系，活學(xué)活用，靈活遷移，學(xué)習(xí)的自主性得到提升，能夠科學(xué)地應(yīng)用科學(xué)的方法進(jìn)行物理現(xiàn)象的分析和物理問題的解決。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過探究式物理實(shí)驗(yàn)的深入開展，筆者發(fā)現(xiàn)自己的課堂達(dá)到了“五個(gè)解放”——解放了學(xué)生的大腦：學(xué)生的問題意識(shí)、發(fā)散思維得到了很好的提升；解放了學(xué)生的雙手：學(xué)生勤于動(dòng)手操作，課堂參與度高漲；解放了學(xué)生的嘴巴：學(xué)生能夠講述、總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過、結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)；解放了學(xué)生的眼睛：學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力得到了明顯提升；解放了學(xué)生的時(shí)間和空間：通過小組合作、課外探究等形式，形成了時(shí)時(shí)可探究、處處可探究的學(xué)習(xí)狀態(tài)。相信，隨著探究實(shí)驗(yàn)課堂的逐步推進(jìn)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍！

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