吳龍金

《全日制義務教育物理課程標準》指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。”將科學探究列入內(nèi)容標準，旨在將學習重心從過于強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。

一、傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題

1.實驗的研究性較弱，僅停留在能做好實驗的層次上。

2.實驗量小，難度不大；與生活與生產(chǎn)實際的結(jié)合不夠。

3.實驗內(nèi)容的范圍較窄，僅以物理實驗為主，第二課堂、實驗室實驗等內(nèi)容很少。

4.實驗的學術(shù)化傾向較重。教學中突出了“教”，忽視了“學”，凸顯了以本為“本”，忽視了以“人”為本。

綜上，傳統(tǒng)實驗教學不利于培養(yǎng)興趣、獲取知識，對培養(yǎng)學生的科學探究能力是有限的。進行探究性實驗教學，對培養(yǎng)學生的探究能力有重要的意義。

二、培養(yǎng)學生探究能力的意義

1.可以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的科學素質(zhì)，掌握科學探究的方法，增強學生的口頭表達能力和初步的信息交流能力。

2.有利于學生手腦并用，把學生的興趣、知識、能力等各種心理因素融為一體，主動建構(gòu)知識和能力，在探究中享受學習樂趣。

3.有利于提高全體學生的科學素養(yǎng)，完成新一輪課改的任務，實現(xiàn)人本化教育。

4.有利于培養(yǎng)具有較高科學素質(zhì)的未來社會的公民和未來的物理學家。

三、發(fā)揮探究實驗的功能，培養(yǎng)學生的探究能力

1.在實際的探究實驗中，培養(yǎng)學生自發(fā)、主動發(fā)現(xiàn)、提出科學問題的能力。

教師創(chuàng)設一定的情境，使學生通過觀察、感知、體驗后發(fā)現(xiàn)問題；或者創(chuàng)設一定的任務，在完成任務過程中，點燃智慧的火花，產(chǎn)生探究問題。從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學有關(guān)的問題。例1.某學生在河邊玩耍，看見兩女士在河邊散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，盡管她們的體重看起來相同，但她們留在河邊濕地上的腳印深淺有明顯的差異。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的則寬而淺。學生提出：“為什么高跟鞋鞋跟對濕地的壓痕會比平跟鞋深？”這種把觀察到的現(xiàn)象直接問題化的表述方式只是一種較低層次的方式，這是因為：第一，它把現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為問題時，在行為上比較簡單，只要把現(xiàn)象的描述加一個問號便可以了。第二，它沒有把對上述現(xiàn)象的認識轉(zhuǎn)化為一個科學問題，因而缺乏明確的探究方向，給形成探究假設和制訂研究方案帶來了一定的困難。要把發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象演變?yōu)橐粋€科學問題，需要對現(xiàn)象作進一步的思維加工。例如以上例1中，高跟鞋和平跟鞋對地面作用的不同特點是力的作用面積不同，造成地面的破壞效果不同；這一科學問題，還可以發(fā)展為“力對物體的破壞作用和什么因素有關(guān)”這一探究問題，通過探究便有可能形成壓強的概念。

學生提出問題能力的發(fā)展應該是逐步的，在獲得新的發(fā)現(xiàn)之后，學生首先應該能夠提問自己的發(fā)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，教師可以根據(jù)學生的認知情況適當?shù)丶右灾笇?，幫助學生形成一個與物理學有關(guān)的科學問題，并用口頭或書面表述。學生經(jīng)過一定案例的積累，并隨著物理知識的豐富，逐步提高提出探究問題的能力。

2.在實際的探究實驗中，培養(yǎng)制訂計劃與設計實驗的能力。

制訂計劃與設計實驗是科學探究過程中重要的環(huán)節(jié)，但多數(shù)情況下，為了使科學探究進行下去，教科書需要介紹探究的方法，因此在課堂教學中，這個環(huán)節(jié)學生較少有鍛煉的機會，讓學生經(jīng)歷制訂計劃與設計實驗的過程顯得特別必要。設計實驗是一個創(chuàng)造過程，是探究中很重要的一個環(huán)節(jié)，直接影響到探究結(jié)果。我們的做法是，先放手讓學生大膽設計，小組之間、組與組之間討論方案的可行性，哪組設計的方案好，對確實設計有困難的教師加以積極引導。例如設計“影響電磁鐵的磁性強弱的因素”實驗方案時，通過推理得出電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，通過的電流越大，電磁鐵的磁性將越強的假設之后，通過邏輯思維，很容易分析出實驗需解決的問題有三個：怎樣測量磁性強弱，怎樣改變和測量電流，怎樣改變線圈匝數(shù)。這時就可以發(fā)動學生討論解決這些問題的方法，如：

“1.怎樣測量電磁鐵磁性的強弱？

學生A：看它能吸起多少根大頭針或小鐵釘。

學生B：看它能吸起多少鐵屑（用天平稱）。

學生C：看它對某一鐵塊的吸引力（用彈簧測力計把被電磁鐵吸住的鐵塊拉開時彈簧計的讀數(shù)）有多大。

2.怎樣改變和測量通過電磁鐵線圈的電流？

學生D：用滑動變阻器改變線圈中的電流，用電流表測量電流的大小。

學生E：用增減電池改變線圈中的電流，用串聯(lián)小燈泡的亮度比較電流的大小。

3.怎樣改變電磁鐵線圈的匝數(shù)？

學生F：使用中間有抽頭、能改變線圈匝數(shù)的現(xiàn)成電磁鐵產(chǎn)品。

學生G：臨時制作電磁鐵線圈，邊實驗、邊繞制?！?/p>

兼顧考慮實驗是否精確、器材是否普及、操作是否簡便等因素，發(fā)動學生對這些因素進行具體分析，根據(jù)不同學習條件，可采用C、D、F，或者用A、D、G和其他方法組成探究方案。在這個過程中，既注重全體學生的發(fā)展，又張揚學生的個性，通過討論，促進生生之間的情態(tài)和信息交流，相互啟發(fā)、促進，達到共同提高、培養(yǎng)能力的目的。

3.在實際的探究實驗中，培養(yǎng)學生進行實驗與收集數(shù)據(jù)的能力。

在進行實驗與收集數(shù)據(jù)時，如果由于實驗環(huán)境的影響、實驗條件的改變或者實驗者的疏忽，造成收集數(shù)據(jù)的失真或部分失真，將會對探究結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響，甚至有可能得出與真正的科學結(jié)果完全相反的結(jié)論，致使探究者對這些錯誤結(jié)論信以為真。收集數(shù)據(jù)對科學探究的重要性是不言而喻的。

我根據(jù)學生的學習基礎(chǔ)、行為習慣、興趣愛好等方面的差異將班級學生分成若干小組，但不以學習成績?yōu)槲ㄒ粯藴?，每組3～4人，組內(nèi)角色分工明確，有負責統(tǒng)籌組織的組長，有負責發(fā)言的，有負責記錄的。組內(nèi)角色輪流轉(zhuǎn)換，上一次你當組長，這一次你就負責記錄，依次類推，這樣使得組內(nèi)學生取長補短，互相幫助，互相啟發(fā)，可以各抒己見、質(zhì)疑，營造學生自主表達、共同學習的活動氛圍，使每個學生都得到機會均等的全面練習，又能充分體現(xiàn)分工與協(xié)作。實踐兩年，效果非常好，有的平時少言寡語，學習成績不好的學生提高都很大，只要一說探究，便非常興奮，表現(xiàn)出成功的喜悅?？茖W事實是檢驗科學結(jié)論的唯一標準，證據(jù)是進行科學分析的根據(jù)，如果不進行實驗，不收集科學數(shù)據(jù)，實驗探究便無法進行下去，就不可能形成探究問題的結(jié)論。

教師要保證學生有足夠的時間進行探究，在交流討論中各抒己見，互相幫助，共同提高，在充分暴露學生思維的過程中，鍛煉學生的表達能力、合作精神和團隊意識，培養(yǎng)學生的情感、意志。教師要最大限度地發(fā)揮學生的積極性和創(chuàng)造性，注意對學生的探究，及時恰如其分地啟發(fā)，因勢利導地調(diào)動探究過程。

4.在實際的探究實驗中，培養(yǎng)學生分析論證和評估能力。

在初中物理教學中，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系通常表現(xiàn)為相等、之和、之差、乘積、比值等數(shù)學關(guān)系。教師要組織學生根據(jù)實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)或收集的事實進行分析論證，探討結(jié)論，使學生像科學家一樣自覺主動地分析問題、解決問題，指導學生不要帶著對實驗結(jié)果的預期影響對實驗數(shù)據(jù)的描述。啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)之間規(guī)律的過程，是一個發(fā)展學生創(chuàng)造性思維的過程。學生在完成某項工作或工作達到某一階段時，應該進行反思，檢查思想和具體措施，發(fā)現(xiàn)錯誤和疏漏，如探究結(jié)果是否和日常經(jīng)驗和現(xiàn)象沖突？是否和探究者原有的知識相矛盾？在探究結(jié)果中各因素之間的關(guān)系是否符合邏輯？是否能自圓其說？等等。這是責任心的表現(xiàn)，也是科學探究中必不可少的環(huán)節(jié)。強化對探究過程和探究結(jié)果進行評估的意識，對發(fā)展學生的批判性思維具有積極的意義。

總之，探究式實驗教學是一個循序漸進的過程，在教學過程中充分考慮到學生的年齡特征和個體差異，充分體現(xiàn)“以人為本”的教育思想，培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，使他們更好地掌握物理基礎(chǔ)知識和基本技能。