“實驗探索法”及其在初中物理教學中的運用

劉明華

改革初中物理教學方法，提高初中物理教學質量，特別是注重發(fā)展學生的智力、培養(yǎng)能力，是當前初中物理教學方法改革的中心課題之一，是勢在必行的一項緊迫任務.教學過程中，教師能否把學生放在探索知識的主體地位上，讓學生動眼、動手、動腦積極主動地學習，這是教學方法改革的主要標志.本文就上述認識在教法改革中總結出來的“實驗探索法”進行初步探討，并且舉例說明它在初中物理教學中的運用.

一、“實驗探索法”教學法的本質

所謂“實驗探索法”，就是在教師指導下，學生應用已學過的知識，自己設計實驗來探索物理規(guī)律，從而獲得新知識的方法.

初中物理教學中，學生實踐的主要形式是進行物理實驗，而學生完成從實踐到認識的飛躍，主要靠實驗.所以，我們把這種教學方法叫做“實驗探索法”.

這種教學方法克服了傳統(tǒng)教學中教師講得過多，統(tǒng)得過死的弊病，使學生能完全置身于物理的環(huán)境中學習物理，大大有利于培養(yǎng)學生的直覺思維，分析思維和創(chuàng)造性思維，更加有利于知識的傳授和各方面能力的培養(yǎng).

總之，這種教學方法是教師變“授”為“導”，學生變被動地接受知識為主動地通過實驗探求知識，這就是“實驗探索法”的本質.

二、“實驗探索法”的教學過程

根據初中物理教法改革實驗，總結出這種教學法的教學過程一般可以歸結為以下五個環(huán)節(jié)：（1）教師創(chuàng)設物理情景，提出難度適當?shù)膯栴}；（2）引導學生各自根據已學過的知識和生活經驗，對以上問題進行合理的猜想，引導學生進行直覺思維，讓全班學生思維開放；（3）引導學生設計各種實驗方案來驗證猜想，共同尋找并確定最佳實驗方案；（4）進行分組實驗，取得實驗數(shù)據，并引導學生對實驗數(shù)據進行分析、綜合、判斷，從而獲得正確的結論；（5）引導學生把所學得的知識加以應用，即組織知識的正遷移.

簡單地講，這個教學過程的五個環(huán)節(jié)就是：提出問題，進行猜想，實驗驗證，獲得知識和加以應用.教學過程中，要求教師精心備課，設計好嚴謹、合理的教學程序，并做好充分的實驗準備，引導學生象科學家發(fā)現(xiàn)真理那樣，通過自己的探究，找出規(guī)律，形成概念；對學生，則要求多動手、動腦，從中獲得各方面能力特別是直覺思維和創(chuàng)造性思維能力的訓練和培養(yǎng).

三、“實驗探索法”教學法在初中物理教學中的應用

我們知道，物理學是以實驗為基礎的科學，物理學的發(fā)展是在不斷的實驗探索中獲得的.這就為.實驗探索法.提供了現(xiàn)實可能性.我們的教改實踐證明，凡屬規(guī)律性的物理知識或有關物質屬性的一些物理概念的教學，都可以應用這一教學方法.不僅如此，它還可以應用于習題課和復習課等其他課型.

為了說明這種教學法在物理教學中的運用，下面舉一個實例——關于“密度”的教學.

1.創(chuàng)設物理情景，提出問題

教師拿出一杯水，一杯酒精，一塊銅，一塊鋁，要求學生把它們鑒別出來.當學生輕而易舉地利用氣味和顏色進行鑒別后，進行小結：氣味，顏色都是物質的特性，利用物質的特性可以鑒別物質.

再拿出兩塊大小不同已經生銹（或涂上顏色）的金屬塊，問學生能否有把握斷定它們是同種物質.當學生感到困難時，教師指出：單憑氣味和顏色這些物質的明顯的特性來鑒別物質是不足的.還必須研究物質的一種更重要的特性，而這種特性可以在尋求物質的質量與體積的關系中發(fā)現(xiàn)出來.

教師提出：那么，某種物質的質量與體積之間存在什么關系呢？

2.進行猜想

估計有的學生會提出：質量越大，體積也越大；有的會說：質量與體積成正比（正比的概念小學已學過）；等等.教師不表態(tài).

3.實驗驗證

要求學生分組討論，每組設計出一個旨在研究某種固體物質的質量與體積的關系的實驗方案.教師可根據學生的實際水平，進行如下的啟發(fā)：（1）必須使這種物質的質量與體積能夠改變（如取幾塊大小不同的固體）；（2）每塊固體的質量與體積都要測量出來（質量用天平稱，體積通過量筒用排水法測）；（3）測出幾組數(shù)據后，再研究質量與體積之間存在什么關系.

再要求學生設計出能研究某種液體的質量與體積的關系的實驗.

各組設計后，開展全班討論，確定最佳實驗方案，并請一位學生敘述實驗步驟，教師補充.最后，要求各組設計出記錄實驗數(shù)據的表格（表格略）.

4.獲得知識

教師選擇幾個小組，讓他們把數(shù)據填在小黑板的表格里.然后引導學生分析實驗數(shù)據尋找規(guī)律.讓他們發(fā)現(xiàn)：對同一種物質，例如對鐵來說，雖然質量改變時體積也改變，但質量與體積的比值卻是一個恒量（該比值通過計算后填在表格的最后一行）；同樣，對鋁、水、酒精來說，各自的質量與體積的比值也是一個恒量.對不同物質來說，不同物質的質量與體積的比值是不同的.所以，這個比值反映了物質的某種特性.

教師總結：某種物質的質量與體積的比值m/V（就是該物質單位體積的質量），物理上把它定義為物質的密度.因此，密度是物質的一種重要特性，利用密度可以鑒別物質.

5.加以應用

要求學生敘述：如何鑒別上課時拿出來的那兩塊生銹（或涂上顏色）的金屬是否同屬于一種物質.

引導學生討論書上的密度表，看能得出什么結論.接著進行解題示范和進行課堂練習.

以上教學共用兩課時.

四、初步成果

幾年來的教學實踐證明，應用這種教學方法，不僅激發(fā)了學生學習物理的興趣，獲得了牢固的物理知識，而且大大提高了學生各方面的能力.例如提高了學生探索物理知識的能力.如講左手定則時，教師提出：如何判定通電導體受力的方向和磁力線方向、電流方向之間關系？學生提出三種判定方法：第一種方法即課本的方法；第二種方法是讓電流穿過手心，使拇指所指的方向為磁力線方向，則伸開的四指所指的方向即為通電導體受力的方向；第三種方法是讓拇指所指的方向表示電流的方向，使伸開的四指指向磁力線方向，則穿過手心的方向即為通電導體受力的方向.學生能不受課本內容的約束，通過自己的觀察和思索，發(fā)現(xiàn)了自己的“定則”也能判定通電導體在磁場中的受力方向，大大超出了老師的預料.

五、局限性與展望

這種教學方法有它的局限性.例如，不是所有的物理課題都可以采用這種教法的，而采用這種教法的課一定要多花時間，所以，必須慎重地選好課題，不能濫用.其次，教師備課所花的時間和精力是較多的，特別在初期階段更要多花費一些心血.但是，我們認為，這種教法有它的生命力，實踐證明，它是比較切實可行的一種教學方法，它的優(yōu)點是顯而易見的.

這幾年，我們在初中進行實驗，運用得當，效果甚好.今天把這個問題提出來，熱切希望中學老師和教研人員跟我們共同實踐與探索，使這種教學方法更趨于完善.