中学物理探究性实验的研究

中学物理探究性实验的研究

作者：郁志贵

来源：《文理导航·教育研究与实践》2014年第10期

《基础教育课程改革纲要（试行）》明确指出：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

物理学是以实验为基础的，物理实验教学在物理教学中占有很重要的地位。随着中学物理教学研究的不断深入和发展，探究性实验的作用越来越为人们所认识。探究性实验作为一种近年来崭露头角的新型实验，在激发学生学习兴趣、训练动手操作能力，特别是在培养学生创造性思维能力方面发挥着很好的作用。

在目前的中学物理教学中，物理实验应该被视为重要的课程资源，但是由于种种原因的影响，物理实验并没有能很好的发挥其原有的作用，这值得人们去深思反醒。 （1）实验能培养学习兴趣，激发求知欲

实验具有真实、形象、生动的特点，对学生的吸引力很大，可以调动学生的学习兴趣，集中学习的注意力，极大地激发学生的求知欲。 （2）实验能提供感性认识，奠定学生思维的基础

物理学习中，有许多物理概念和物理规律都是比较抽象的，根据中学生的思维特点，如果离开了感性认识，理解起来就非常困难。这不仅是学生的知识基础、学习习惯造成的，更为重要的是由学生的思维品质造成的，此时如果运用实验，就可以提供精心选择的、简化和纯化的素材，使学生对物理现象和规律形成明确、具体的认识。 （3）实验能培养学生的综合能力

在正式实验前，学生要搞清楚实验的目的、基本步骤、注意事项等，这可以锻炼学生的全局观和规划能力。在实验过程中，学生要通过感官接收实验现象，通过思维加工，不断调整仪器，达到最佳状态并进行记录，既锻炼了学生的思维能力，调节判断能力和动手能力。最后，学生要对实验中获得的数据进行分析，并得出实验结论，联系理论的知识形成实验报告，又锻炼了学生的思维能力、理论联系实际的能力以及一般的语言文字能力。 （4）实验有利于培养严谨踏实的作风

实验本身是一个严格的科学过程，实验前前后后都不可以马虎。实验中严格的因果链条也决定了实验的各个环节必须安排得井井有条。只要一个环节出现了问题，就可能影响整个实验

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的成败。所以实验的过程就是一个踏踏实实，一步一个脚印的过程。并且实验过程并非总是一帆风顺的，偶然性和多重可能性充满了实验的整个过程，它需要学生具有一定的应变能力和面对困难、克服困难的意志和毅力。 一、传统物理实验存在的弊端

由于受到传统应试教育思想的影响，重知识轻实验、学生课业负担重、学校经费不足，用“读实验、背实验、画实验”的办法代替实验操作的情况还存在。

（1）教学观念落后，过于偏重知识传授，忽视人的全面发展；过于强调知识体系和学科逻辑，以学科为中心，忽视了态度与价值观、动手能力、行为习惯的培养。

（2）在一定程度上违背学生认知规律，脱离学生实际，忽视学生日常生活、社会实践活动、自主探究和问题解决中获得直接经验。

（3）物理实验长期采用接受式教学，学生经历、体验、探究过少，使学生缺少想象力和创造力，对物理实验缺乏热情。

（4）评价导向和方法是“筛选”性质的，不符合素质教育面向全体学生的要求。 （5）管理过于集中，缺乏弹性。

二、培养创新型人才要求的物理实验教学模式——探究性实验教学模式

探究性实验教学理论认为学生知识的形成过程既不是接受式的，也不是单纯的发现式的，而是通过外界有意义的信息与学生原有知识和思维方式相互作用，产生新知识。外界的信息要受到学习者的注意、选择，与原有知识建立联系并相互作用，构思、检验其含义，最后内化到知识结构当中。因此，探究性教学十分注重调动学生的积极性，强调学生的主动参与，使学生逐步形成“我要学”的积极态度。

探究性实验强调采用实验探索法进行实验，它探索的内容既可以是未知现象的解释、未知规律的归纳，也可以是已知规律的验证或待求物理量的测量。探究性实验可以是课外专题研究，但从提高实验课教学效果、充分利用教师可控制的课内时间来看，我们应将探究性实验教学立足于课内，结合具体的教学内容，选择切实可行的实验课题进行探究。同样的内容不同的实验观念和策略可形成不同的实验形式，培养不同的能力，可将合适的验证性、测量性实验转变为探究性实验，同时选择一些有助于能力培养的利用己获知识解决实际问题的知识应用型探究性实验。

探究性实验的特别之处在于学生要在特定的环境中发挥主体作用，自主探究“新”知识，它转变了“教师讲、学生听”的传统教学形式，使教师从“知识的传授者”转变为“知识探索的导航者”。实验的目的在于把学生置于一个动态、开放、生动、多元的学习环境中，使其在自主学

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习、自主探索中获得一种新的学习体验，培养学生的科学探究能力、科学态度与科学精神。最重要的是要通过探究性实验培养学生自主学习的方式，引导学生将它拓展到其他形式的学习中去，满足其终身学习的需要。

三、物理探究性实验教学的基本特征

探究性物理实验教学是在学生积极参与科学探索的过程中，教师试图模拟科学家解决问题的类似过程，让学生体会科学家如何面对疑难情境，学会收集和加工所需要的各种资料，最终达到问题解决的过程，从而获得在真实生活情境中发现问题、解决问题的能力。 探究性教学不同于传统的教学模式，它充分体现了素质教育教学的以下基本特征： （1）教学过程的主体性。这是探究性物理实验的基本特征。探究性物理实验教学是学生在教师指导下的自主探索，与“以教师为中心”的传统模式最大的不同，是教学过程中突出了学生主体性，教师的主导完全是为了更好地发挥学生的主体作用，并通过学生主体的充分参与、主动探索和主体的发展反映出来。

（2）学习探究的自主性。传统模式把学生视为容器，学生接受知识完全处于一种被动状态。探究性物理实验教学则不同，它是在教师指导下学生自主参与教学的全过程，学生知识的获得，靠的是自己的主动探索，而不是被动的接受灌输。

（3）信息交流的互动性。探究性物理实验教学强调在自学探索的基础上进行小组或班级的合作学习探究，与传统模式由教师满堂灌、单向信息传递不同的是把教学过程处理成师生间、学生间信息传递的互动过程，进行多角度、多层面的交流，使每个学生都能发挥各自的优势，获得表现的机会，从而激发起学生探索的兴趣。

（4）师生关系的和谐性。传统教学模式教师“以本为本”，无视学生的主体地位，要求学生适应教师的教，造成师生关系紧张。探究性物理实验教学尊重学生的主体地位和主体人格，教师的教完全是为了学生的学，师生之间民主平等，学生得以在和谐的教学氛围中获得良好的发展。

（5）教学要求的层次性。学生之间在知识基础、认知能力、意志水平、兴趣爱好、学习态度等方面存在着明显的差异。传统的教学模式无视其差异，按同一个教学要求对待不同学力水平的学生，一部分学生感到要求过低，一部分学生又感到要求过高，造成两极分化现象。而探索物理实验教学对不同层次的学生提出不同的教学要求和不同的学习任务，教学要求有针对性，更为提高教学效益创造了重要条件。

总之，探究性物理实验可以培养学生良好的科学素质。除了对物理知识的全面掌握、智能的提高有明显的作用之外，对非智力因素的培养也有明显的作用。探究性物理实验能培养学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和坚忍不拔的意志品质。如有时学生在实验时碰到一些困难，需要解决许多问题，从正反两方面锻炼才干。所以通过探究性实验有助于学生形成

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正确的观点、观念、优秀的道德品质，培养高尚的思想情操和良好的科学素质。同时也有得于激励学生的发散思维，能有效地考查学生实验方面的综合能力和创造能力。