淺談物理實驗教學(xué)中如何實施科學(xué)探究

◆孫 宏

(吉林省公主嶺市南崴子街道中學(xué)校)

淺談物理實驗教學(xué)中如何實施科學(xué)探究

◆孫 宏

(吉林省公主嶺市南崴子街道中學(xué)校)

在初中物理教學(xué)中，越來越重視學(xué)生的實際動手能力。理論聯(lián)系實際已經(jīng)成為了在物理教學(xué)中必備的教學(xué)手段。并且，物理的實驗操作深受學(xué)生歡迎，學(xué)生可以在自己的動手操作中得出科學(xué)的結(jié)論，直觀深刻，意義深遠(yuǎn)。

初中物理 實驗探究 積極性

初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一；知識源于實踐，始于觀察。實驗是物理課程及教學(xué)的顯著特點(diǎn)，物理實驗作為一種特殊的實踐活動，是研究和發(fā)展物理的基礎(chǔ)，許多物理問題都是由實驗引發(fā)的，它是初中物理教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文就初中物理實驗教學(xué)中如何讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程方面，發(fā)表自己的拙見，以期拋磚引玉。

一、精心設(shè)計、提出問題，形成學(xué)生主動學(xué)習(xí)的范圍

教師課前應(yīng)讓學(xué)生對課題提前預(yù)習(xí)，明確探究目標(biāo)，收集有關(guān)資料，收集身邊一些日常生活用品作為實驗器材的補(bǔ)充。教師還應(yīng)精心備課，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、實驗?zāi)芰Γ瑒?chuàng)設(shè)探究活動引導(dǎo)過程中的問題情境。創(chuàng)設(shè)問題與疑問是探究式教學(xué)的起點(diǎn)，是探究式教學(xué)的基本特點(diǎn)。教師在創(chuàng)設(shè)問題情景時，可以通過與生產(chǎn)生活有密切聯(lián)系的事例直接引出，也可以把具有趣味性科普知識設(shè)計成學(xué)生感興趣的問題，開門見山、直截了當(dāng)?shù)靥岢鰜?，也?yīng)盡可能地通過實物、模型、演示實驗或電教媒體等來展示情景，以喚起學(xué)生注意，引起他們強(qiáng)烈的好奇心，促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑、困惑、探索求解的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)動機(jī)。引發(fā)學(xué)生帶著問題去看書、思考、討論、探索，而且要有意識地設(shè)計觀察習(xí)慣的養(yǎng)成和觀察能力培養(yǎng)的內(nèi)容，這是教學(xué)實踐反復(fù)證明的事實。

在八年級物理教材中，物質(zhì)的密度是一節(jié)較好的科學(xué)探究的內(nèi)容。我們知道密度是初中物理的一個重要知識內(nèi)容，如何使學(xué)生正確理解和建立密度概念，教師可在教學(xué)中通過讓學(xué)生觀看多媒體課件《阿基米德鑒別王冠的故事》來激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生對如何鑒別物質(zhì)提出問題。有時學(xué)生提出的問題可能很多，師生應(yīng)將提出的問題進(jìn)行歸類篩選，然后選出和本課有關(guān)的研究課題，使“探究”活動的目的性更強(qiáng)。

二、結(jié)合已學(xué)知識、生活經(jīng)驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽猜想

猜想是對實驗結(jié)果的預(yù)測，是進(jìn)行科學(xué)探究的基本要素之一。如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，可結(jié)合己有知識和生活經(jīng)驗進(jìn)行大膽有根據(jù)的猜想。

例如，在《探究影響浮力大小的因素》的教學(xué)中，學(xué)生提出了浮力可能與物體的體積、重力、物體的密度、液體的密度、形狀、深度等因素有關(guān)，然后教師可把這些猜想一一在黑板上寫出來，由于課堂探究教學(xué)時間有限，每位學(xué)生不可能把這些影響浮力大小的因素全部進(jìn)行探究，可以把全班同學(xué)分成幾個小組，每個小組分別承擔(dān)不同的探究任務(wù)，最后再進(jìn)行總結(jié)交流評價。因此，在教學(xué)中教師應(yīng)尊重他們的猜想，不輕易地排除哪個猜想，有了更多的猜想才能更好的探索下去，同時培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力，為設(shè)計實驗做準(zhǔn)備。

三、發(fā)揮集體智慧、制定計劃，設(shè)計可行性的實驗

為了檢驗學(xué)生提出的猜想是否正確，引導(dǎo)學(xué)生擬定探究實驗方案，制定計劃，設(shè)計實驗，是科學(xué)探究過程中關(guān)鍵的一步，是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和探究精神的關(guān)鍵所在，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識提高分析能力的關(guān)鍵所在。一般由學(xué)生經(jīng)過充分的討論，在教師指導(dǎo)點(diǎn)撥下，把實驗設(shè)計思想滲透給學(xué)生，讓學(xué)生自由選擇實驗器材，探索實驗方法和實驗操作步驟，教師不宜直接提供實驗方案，以妨礙學(xué)生探究的主動性和積極性。如：探究平面鏡成像特點(diǎn)的過程中，選用什么特點(diǎn)的物體做成像，選用什么樣的鏡子作平面鏡，怎樣尋找像的位置，用什么辦法比較物到平面鏡的距離與像到平面鏡的距離關(guān)系，怎樣判斷像的性質(zhì)等等都要由學(xué)生在獨(dú)立思考或相互討論后制定和設(shè)計出來。

四、小組分工合作、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)，分析與論證

學(xué)生已擬定好探究實驗方案，并選擇最佳方案進(jìn)行實驗，在實驗過程中要注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，實驗操作能力，增強(qiáng)學(xué)生參與意識，主動與他人合作的精神，考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識。例如在歐姆定律那一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生有了“當(dāng)導(dǎo)體電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比”這個大膽的猜想之后，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的實驗設(shè)計，絕大部分同學(xué)是沒有想到用滑動變阻器改變導(dǎo)體兩端的電壓，而是增加電源電壓，從而改變導(dǎo)體兩端的電壓。但我覺得同學(xué)現(xiàn)有的電路知識能設(shè)計這樣的電路更加符合同學(xué)的實際，既是探究式教學(xué)就該讓學(xué)生有自主的探究過程，而不是要讓學(xué)生按照已定的過程去盲目的模仿。所以，教師可在贊成同學(xué)設(shè)計的電路，接下來就讓學(xué)生按照自己所設(shè)計的電路進(jìn)行實驗，得到了很好的實驗結(jié)果。當(dāng)學(xué)生探究過程發(fā)展到進(jìn)行實驗、收集數(shù)據(jù)時，注意觀察就顯得特別重要了。在實驗探究過程中，教師要注意巡視、指導(dǎo)、啟發(fā)，也可以對學(xué)生不易完成的操作加以示范。在實驗操作的過程中，學(xué)生往往只重視現(xiàn)象，忽略數(shù)據(jù)的處理，教師應(yīng)及時引導(dǎo)學(xué)生做好實驗記錄，根據(jù)現(xiàn)象找本質(zhì)。在觀察的時候有時要用眼睛看，有時還要注意用耳朵的，甚至有時還要用到人的觸覺，在實驗過程中得到了數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)的及時處理是非常重要的，這時也是學(xué)生迫切想知道結(jié)論的時候，所以我們一定要趁熱打鐵，分析處理數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。

五、大膽評估、充分交流與合作，以期更大地發(fā)展

探究過程結(jié)束后，教師讓每組學(xué)生匯報探究結(jié)果，集思廣益，歸納總結(jié)出統(tǒng)一的結(jié)論，同時評估與交流主要內(nèi)容，操作中有沒有什么失誤？測量結(jié)果有誤差或如果不正確，其原因是什么?為自己的正確觀點(diǎn)進(jìn)行答辯，你在實驗中是否發(fā)現(xiàn)了新的問題？想不想繼續(xù)進(jìn)行探究？交流評估是科學(xué)探究的一個重要環(huán)節(jié)，能及時反饋信息，并加以不斷修正，從而得出正確的結(jié)論，在交流中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。

我在組織《研究串聯(lián)電路特點(diǎn)》的一節(jié)課中，由于分組自主探究，學(xué)生的活動熱情很高，八個小組中的五個都由實驗數(shù)據(jù)歸納出了串聯(lián)電路中的電流、電壓特點(diǎn)。但有一個小組，實驗數(shù)據(jù)幾乎無規(guī)律可循，另兩個小組的實驗數(shù)據(jù)近似與電路特點(diǎn)相吻合。在交流時，由于受到有正確結(jié)論的小組的影響，后兩個小組的代表說：“我們的實驗數(shù)據(jù)顯示：串聯(lián)電路中各導(dǎo)體中的電流基本相等；串聯(lián)電路中各導(dǎo)體兩端電壓之和基本等于電路兩端的總電壓?！倍鴮嶒灁?shù)據(jù)出現(xiàn)問題的那個小組的代表交流時講道：“我們小組的實驗不能驗證串聯(lián)電路中電流、電壓的猜想是否成立。”這種情況的出現(xiàn)非常正常，由于連接電路時導(dǎo)線接頭處接觸電阻的影響或操作不當(dāng)，導(dǎo)致實驗失敗。雖然教學(xué)進(jìn)度被打亂，我還要花費(fèi)一節(jié)課的時間來“善后”，但能讓同學(xué)們動起來，積極地探究新的、更深一步的課題，這不正符合了我們教育的目的嗎？利弊互化，關(guān)鍵在怎樣看待、怎樣引導(dǎo)，探究中的合作、分享與交流，可以使不同探究者貢獻(xiàn)各自的經(jīng)驗和發(fā)揮各自的優(yōu)勢，從而使探究者完成各單個探究者難以完成的復(fù)雜任務(wù)。

總之，由于初中物理實驗內(nèi)容的多樣性和綜合性、學(xué)生學(xué)習(xí)方式的主動性和獨(dú)立性、學(xué)習(xí)過程的開放性和民主性，在不同的物理實驗教學(xué)中，有側(cè)重地讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，對于培養(yǎng)學(xué)生的思維和能力是大有裨益的。在這個過程中，學(xué)生是否掌握某個具體知識并不最重要，關(guān)鍵是能否對所學(xué)知識有所選擇、判斷、解釋、運(yùn)用，從而有所發(fā)展、有所創(chuàng)造。也就是說，科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的過程本身就是它所追求的結(jié)果，學(xué)生通過問題來探究與社會、生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的各種現(xiàn)象，并在這過程中學(xué)習(xí)如何與人交往、合作，使學(xué)生終身受益。