物理探究式教学分组实验设计浅析

物理探究式教学分组实验设计浅析凡事“预则立，不预则废”。教学设计主要是指教师在备课过程中，用系统方法把各种教学资源有机地组织起来，对教学过程中相互联系的各个部分的安排作出整体计划，建立一个分析和研究的方法，制定解决问题的步骤，对预期结果做出估价。实际上，所谓教学设计，也就是为了达到教学目标，对“教什么”和“怎样教”实行的规划。

我们能够将教学设计的全过程划分为三个阶段：教学分析阶段、教学策略的选择与设计阶段和教学设计结果评价阶段。在实行探究性实验教学过程中，时间安排和教师对学生引导水准的把握是较经常令教师为难的问题，所以在本文的教学设计中针对以上问题设计了学案并做了较为详细的阐述。

一、教学分析阶段

老师必须对新教材作深入的纵向了解，与旧教材在内容深度安排、内容顺序编排、实验和作业等方面作横向比较，以期达到最佳的教学效果。

二、教学策略的选择与设计阶段

1、教学策略的选择、设计及实施过程的一些注意事项

探究性实验的设计应该从教学实际和学生的实际出发。根据学生的学习水平制定相对应的探究学案。学案应遵循由易到难的原则，逐步增大探究力度。另一方面，实验的内容应该能激发学生的兴趣，联系生产与生活实际，才能更好激发学生的探究热情，开拓学生的思维。

根据探究水准不同要求，可让学生在课堂按预习的内容做实验，

以得出一些简单的规律或解决学案上的问题（重点不在于一定要得到准确的答案），或让学生预先在家里做简单的实验，仔细观察并按学案作记录；或在课堂上利用简单的仪器模拟一些实际生活中的用品或现象；又或让学生到户外实行实验。

根据学校情况利用好实验仪器，尽可能通过简单的实验去得出概念，发现规律。在这里要求教师了解大量的物理小实验，具备有较强的动手水平。同时要确保实验仪器的正常使用和备用。让学生在上课前明确仪器的管理规定。

在学生实验过程中，教师应在教室里四处走动，与各小组实行交流。倾听学生的问题和想法，不时评价他们的探究进程并确定适合学生学习的下一步计划。必要时，教师可让学生暂停实验，通过演讲、示范或讨论等形式提供其它信息。

注意把握好时间的安排。因为这是一种新的教学方式，学生不一定能够完全适合，故学生预习与否、纪律情况、仪器质量问题等方面都能够影响到实验的实行情况。上探究性实验课最好是两个课时。

注重实验结果的评估。能够引导学生通过已有知识和经验或根据生产和实际生活的常识对实验结果实行评估。如在“速度的变化”的户外实验中，有个别组的学生在测量小球从斜坡滚下过程的速度时，数据显示为减速运动，老师稍作引导，学生基本上能够迅速反应出该组数据是错误的，并说出了造成出错的几种可能性。

要求学生做好数据记录和课后的实验报告，规范报告形式。这对于学生养成良好的实验习惯有积极的作用。

制定评价标准，做好各名学生实验情况的登记。评价标准是影响学生探究热情的因素。教师在合理安排探究实验的同时要设法让学生从探究实验中更多地得到教师的鼓励。从活动的过程中去评价一个学生，不以成败论优劣。最好在学期的成绩评定中，兼顾传统考试和平时学习过程的情况，以增强学生对平时的学习、探究过程的重视水准，提升学生参与探究活动的动力。如何对学习过程实行评价？主要通过小论文、小制作、电脑制作和图片制作，以及传统作业等的完成情况实行评价。当前在教改中提到的评价方式主要也就是以上几种。

将优秀的作业、作品在年级展示。这是对学生劳动成果的肯定，同时也必定能更好的激发学生的学习热情。

2、案例——“科学探究：欧姆定律”

新旧教材对比

在此选择由义务教育物理课程标准教科书编写组编著，人民教育出版社出版的《物理》（八年级）中“第七章第二节科学探究：欧姆定律”为例，阐述如何实行一堂完全的科学探究分组实验课，及对比旧教材的教学有何不同。

（1）教材的编写有了很大的转变。新教材篇幅较大，注重学生的实验探究水平的培养，减少例题和课后习题的量以减轻学生的负担，而且该节课在整个电学中的位置更趋合理。在新教材中，电表的使用编排在欧姆定律之前，使学生在实行欧姆定律的实验探究时具备应有的实验仪器准确使用的水平。

（2）对比旧教材，新教材有着很多不同之处：

a、重视猜想，旧教材中是直接跳过这个环节；

b、新教材中没有直接给出电路图，而是要求学生自行设计，并

且列出实验步骤；c、在实验探究中强调“变量控制法”；

d、数据的分析处理方式，新教材除了表格外还引导学生利用图像来处理数据，使结论更直观清晰；

e、注重学生之间的交流，并在结论得出之后还要求学生对整个实验过程实行评估。

从教材的安排能够看出该节课具备了实行完整的实验探究的各个要素，并且所需的器材和资料是一般学校就已具备的，故适合应用探究性分组实验的教学方式。

学案分析：该份学案包含了实验探究的全过程。

（1）“课前准备”是承接前一节课的内容，让学生完成课外实验并记录相关内容。

（2）初中生对于灯泡亮度变化的原因有一定的理解，但可能不尽准确；或者有疑问但又没能完整的有条理性的表达出来，那么教师在提问这个环节就必须起到一个引导作用，将问题用最简单的语言表述出来，那么学生才能沿着问题的方向实行下一步的猜测。

（3）让学生将自己所能想到的可能的关系都写下来，并在课堂上将自己的猜测说出来，这不但是给学生的思考的劳动成果的肯定，使学生乐于对物理现象背后的规律实行猜测，而且也是可对学生学习的一种鼓励，学生就会希望自己的猜测是准确的，并能得到同学的认同。

（4）在制定计划和设计实验的过程中，学生往往会想到的就是实验步骤和电路图，而忽略了其它一些细节，如电路的安全性、器材的使用和实验注意的问题等等，所以这部分在学案设计中点出这些细节需要注意，但具体注意的内容则由学生自己查找。而学生在整个实验探究过程中所想、所疑、所感的都可记录在“随堂笔录”一栏中，记录的内容不要求语言非常完整，即使是口语化也可，教师也可通过该栏的情况作为学生学习评价的一项。

（5）学生完成实验和记录数据后，必须学会分析处理数据，实行论证，让学生用不同的语言表达结论对培养学生思维的广阔性和深刻性很有好处。否则只会做实验而不会分析论证的话，前面所做的都无多大意义。

（6）完成实验、得出结论后，有些学生肯定会说“早知道我就不这样弄了”，“幸好刚才有再检查一次，要不然肯定都烧了”，“好像他们测多几次画出来的图像比我们漂亮”等等。这些正是学生对实验的一些反馈，记录在案，有利于学生以后实行实验，甚至在日常的学习生活中解决问题时能找出更有效的方法。即使初中生的表述不如高中生强，但实验报告还是必不可少的，报告的内容能够较高中的简单，但报告的格式却不能随意删减。因为学案是边实验边记录的，所以不必强求学生书写工整，卷面整洁；实验报告则应要求学生做到书写工整、卷面整洁。在实验课上，教师应鼓励学生采用各自的方案实行实验，要求学生细心观察，准确测量，如实记录，培养学生严肃的科学态度和严格的科学方法。

（7）当学生的实验结果和结论误差较大时，教师以此提出问题，让学生分析讨论，找出原因，改进实验方法，这对进一步提升学生的实验技能大有益处。另外，因为是由2－3人为一个小组，所以学生一方面能够学习如何有效地表达自己的观点，以使他人采纳自己的主张；另一方面，他们也能够学习如何倾听他人的见解，借鉴他人的观点以提升自己的理解；此外，他们还能够尝试以宽容的态度，与同伴求同存异，携手合作以实现小组的行动目标。

（8）实验课后，开放物理实验室，让学生利用宽余时间去重温实验，这是培养学生实验兴趣，提升实验技能的有效途径，能使学生熟悉实验、查漏补缺、活用知识。在平时的分组实验课中，有的学生因为动手水平差、操作方法不当、造成实验误差很大，没有很好完成实验；有的学生因2～3人一组，其中有的人动手的机会较少，则对实验还感到陌生；还有些学生因实验仪器突然出现故障影响了实验任务的顺利完成。这些学生都有一种重做实验的强烈欲望，故展开这个活动，适合学生的求知心理，提供重新现象的机会。

三、教学设计结果评价阶段

传统的教学模式中，教师对学生的评价方式主要是通过书面作业和考试，靠分数决定学生过去学习的情况，这种单一的评估方式在全新的学习模式中已不再适用，笔试仅仅评价学生学习的方式之一。

国外探究性教学的评价一般以自我评价为主，学生在自我评价报告中阐述自己在研究过程中的得与失，自己在各个方面的收获，如“我学会了什么”，“我掌握了什么方法”，“今后我准备如何改进自己的研

究工作”等，这些可能是评价中最精彩的部分。

对探究性教学在评价理念上要更重视过程、应用及全员参与，具体应如何对学生在一堂实验探究课中学习情况实行评价？根据新大纲的评价标准制定相关的评价量表，量表必须能够体现客观记录学生在观察现象、提出问题、做出猜想和假设、收集信息和处理信息、交流的水平及在物理实验、小论文、小制作和科学探究等活动中的表现，从中了解学生的学习情况。既要考虑评价指标的科学性，又要考虑评价操作的可行性，能够采用定性和定量相结合，精确和模糊相结合的评价方法。

针对“欧姆定律”实验探究课作者设计了一份学生学习评价表。评价表是尽量将学生学习过程中的情况量化，即将非量化转为可量化，这可方便教师在对学生作学习评价时尽可能全面地观察到每个学生的情况。对于定性评价的分成几个等级，并相对应用数字表示，最后实行统计，将所得分数对应到相对理应分数段，其结果即为该名学生该次的学习情况。教师只需根据评价表的说明对每个学生实行评价即可。