初中物理教学中探究性实验活动

庄河十一中郑淑芬

一、确定课题：

纵观科学的发展，任何一个科学的发现都离不开科学家对自然现象的质疑，离不开科学家对自然现象的辛勤的探索；任何一个技术上的创新也都是劳动者对生产实践的探究和再创造的结果。德国文化教育家斯普郎格说：“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是把人的创造力诱导出来，将生命的价值感唤醒。”

而传统的物理教学是以传授物理学的知识为主，即向学生传授一般的物理规律，把大量的知识灌输给学生，用这种方法培养的学生能应付各种考试，在考试中游刃有余，出类拔粹。但让它们去解决一个具体的问题，或独立地去完成一个研究性的课题，就会困难重重，甚至束手无策。

物理学是应一门基础科学，它的研究领域已几乎涉及所有的自然科学和许多社会领域，已成为各类科学发展的原动力。物理学是以实验为基础的一门科学，它既有科学的思维，数学的方法，又有实际动手能力的训练，因此培养学生的学习能力，科学方法，科学素质，已成为物理教学的一项主要任务，不再是单纯的传授知识，而是要让学生会发现问题，会提出问题，会用科学的实验方法和实践的方法去探究这个问题，去解决这个问题,从科学的探究活动中培养学生的创新精神和实践能力，所以我们物理教学的方法和方式必须进行大规模的变革。但就初中学生而言他们刚接触物理这门学科，抽象思维的能力较差，个人学习的能力不强，更缺乏实际的动手能力，个人难以持续的去探讨一个问题。所以我校物理教研组据初中学生好奇、好问、好动的特点，从提高学生学习为兴趣切人点，采用“以学带玩，以玩促学”的方法确定了《在初中物理教学中开展探究性实验活动》的教学模式的研究。

二、研究方法：

1、创设情景：

在探究性活动中首先有要营造一个促进学生积极思维的良好的氛围，现在的许多学生常常习惯于听老师的讲课，在老师的点拨下被动的去思考，按课本的要求或老师的布置一步一步地去做实验，缺乏主动地去发现问题，探究问题的能力。需要我们老师去营造一个能促进学生思想能自由驰骋的氛围。所以首先在我们平时的教学中要在新、奇、趣上做文章，充分挖掘教材这方面的特点把课堂气氛搞活；能用实验说明问题的就一定要用实验说明，要尽可能的把演示实验变为学生实验，能开展实验活动的让学生活动起来。也就是说让学生感到物理课总是有趣的、新奇的，激活学生的思维。例如，学了密度的知识后可以让学生猜想，如把我们教室的空气都压缩到一个口袋里，你能背得动吗？请他们量一量，算一算。学了声音的知识以后可以让学生试一试如何测声音在空气中传播的速度。平面镜成像的特点这个演示实验可以把它改为学生实验。

其次要营造一种宽松的、活泼的、民主的教学氛围，在课堂上，在和学生平时的交往中，要用亲切的、和蔼的态度去尽可能的引发学生发问，引发他们去思考。在课堂上我们允许学生随时打断老师的讲话，提出自己的观点，哪怕是浅显的、可笑的、古怪的、甚至是故意刁难的。对那些一时无法解释清楚的可以课后回答，有意义的、可探究的引导学生课后组织探究活动去研究，对学生的错误或是故意刁难的也要用诚恳的、善意的语调指出其不足，同时也要肯定其合理的部分。对那些有创意的要给予热烈的表扬。一句话也就是说要充分实现教学的民主，对学生不要吝啬鼓励和表扬。

再则要密切师生的关系，做学生的贴心人。平时要不管自己心情的好坏，都要随时随地乐意地倾听学生各种各样的提问，学生感到有趣的我们也要表示好奇。要从学生角度来看待他们的思维和方法，他们的这些思维和方法对我们来说也许是司空见惯的，但对学生来说就可能是新思维和新方法，甚至是创造性的。对他们的好的见解要表示欣赏，使学生的好奇和我们的好奇形成共振，创造良好的氛围是，使学生迸发出更丰富的想象。2、提出和发现问题：培养学生发现问题和提出问题的能力。苏霍姆林斯基说过：“人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，希望自己是一个发现者、研究者和探索者。”这就说明我们要尽可能地引导、激发学生的想象能力，从而使他们会发现问题和提出问题。那么在教学中我们采用平时多鼓励学生看一些科幻小说，布置一些容易使学生进行想象或猜想的小论文作业，在课堂上的教学中发掘教材的因素，让学生大胆地去想，去假设。在实验活动中有目的引导学生去观察，去辨析，讨论为什么要这样做等等。实验中尽可能让学生自己想办法去解决问题，不必我们一步一步地教学生去怎么做。尽可能地让学生自己去分析实验数据，得出结论而不是由书本和老师来提供。教学中要注意引发学生产生联想想象，类比想象，因果想象等等，进行一些求异思维，逆向思维等方式的训练。创造条件让学生去讨论、议论、争论。从而激发学生积极提问，急于要把问题弄明白的兴趣，逐渐养成爱提问，会提问的习惯和跃跃欲试去解决问题的习惯。

要培养学生能从日常生活中，身边的自然现象中和所做的实验中发现与物理有关的问题。例如，你时时刻刻都看到有的物体是运动的有的物体是静止的，那么你怎么判断出来的呢？你判断的依据是什么呢？又如你天天走路，脚和地面的摩擦是什么摩擦呢？你又怎么来确定你的判断是否正确呢。在研究平面镜成像的实验中，为什么不用一本书或一张纸让像成在上面呢，隔着玻璃能不能看到像在纸上呢，在玻璃的另一边（即在纸的一边）能不能看到纸上的像呢，这是怎么一回事呢。要深入引导学生去仔细观察，去体会里面的细微的差别，要和其他情景去对比从中发现问题。

还要培养学生口头和书面的表达能力。学生在生活和活动中常常会有感受，但又往往道不明讲不清，对是生活问题和科学问题及物理问题等分不请。老师可以依据学生的知识水平和能力情况适当加以引导，把观测到的现象问题化，再帮助他们把问题转化为一个与物理学有关的科学问题。还可以进一步对问题深化，对思维进一步加工，逐步地提高学生的设问的水平和能力。

3、猜想结论，设计实验或实践方案：

当学生在学习中产生了各种各样的疑问以后，可以更据学生已有的认知水平对问题的成因及结论进行猜想。如使杠杆平衡的条件是什么，是杠杆的形状，还是支点到力的作用点的距离的大小，还是作用力的大小。在活动中要引导学生不是对问题胡猜乱想，而是对这个物理现象进行分析和研讨的基础上根据自己的认知情况或直觉提出的看法，也就是说虽不一定正确但也要有一定的科学依据。而且猜想活动要贯穿整个探究的过程，在实验进行中当原来的猜想被否定或又发现新的情况时又必须进行新的猜想。

有了猜想以后，我们及时地引导学生尝试去解决问题，让学生经历制定计划和设计实验方案，这个过程是我们现行教材中很少提到的，对学生尤其重要。首先要明确探究的目标，要想去解决什么问题。鼓励和帮助他们分解目标，要解决这个目标的问题先要解决哪些具体的问题，分析哪些问题可以用实验的方法，哪些问题可以用查资料，调查研究的方法去解决。当他们目标定得太大的时候或一时因条件不具备尚无法解决的时候，帮助他们修改目标，制定新的计划。同时要让学生组织起来研究小组的学生充分讨论，猜想每个问的可能的结论，用什么样的方法有几种方法能得出结论。每种方法怎样去实施，各需要需要什么器材，需要哪些资料，根据现有的条件我们能准备什么，没有现成的，能不能用简易的方法自制，然后确定采用什么方法。根据确定的方法选择合适器材，去调查如何去收集什么材料或资料。再

推敲如何安排合理的实验步骤。例如：我校 2001年初三的学生在课堂上学了磁场对电流的作用后，有学生就猜想磁场会不会对通电液体产生作用呢。接下来就会有用什么来产生磁场呢，怎样使液体通电呢等问题，在实验方案制定过程中就产生了用什么样的磁铁，磁体怎样放合适呢，磁铁的大小磁性要强到什么情况就可以了呢。对液体来说就有什么样的液体能导电，我们选择什么样的导电液体，如何配制导电的液体呢，液体有了如何给它通电呢，通什么方向的电流，让液体流动还是让液体转动呢：电流的大小多大才合适呢，要产生这样的电流用什么电源呢，等等一系列的问题。学生对学生实验方案的制定也不要求全责备，只要无大错，方向正确而具有可行性，基本框架有了就可以放手让学生去做了。让他们在实践中发现问题，解决问题从而不断完善实验或实践方案。如上面的事例中，学生一开始也不可能想的那么多，而是在实验的过程中不断的发现问题和解决问题的。

4、实验探究和调查分析：

在实验和实践探究的过程中，我们要求做到老师要时刻关心学生探究的全过程。

在实验中如用到新的仪器设备时，要注意在实践中培养学生会自己阅读说明书的习惯和能力，要看得懂说明书所表述的工作条件，操作要求，注意事项。还可以引导他们自己动手利用生活中可以收集到的材料或用收集到的材料制作探究需要的仪器。

在实验中必须注意操作安全性。要注意所用仪器安全，防止随意损坏仪器，要注意仪器的测量范围，仪器允许工作的条件，易破，易碎的仪器要谨慎操作。还要注意人身的安全，如使用交流电的时候等。

要启发他们通过公共的信息资源收集资料，如图书馆，阅览室，科技馆，广播，电视，互联网等。要尝试着对信息进行评估，对所得到的信息是否具有科学性，对你探究的项目是否具有有用性。要把这些有用的信息及时地用恰当的记录下来（如笔录，复印，录音等）。

注意引导他们认真仔细地去观察实验现象，做好数据的收集和实验现象的记录工作。（这一点对于初二的学生特别重要）还要特别注意引导学生不能凭想象就下结论，不能随意记录，要有严格的实事求是的科学态度。要知道事实是检验科学结论的唯一标准，数据失真，实验探究就无法进行下去，实验的结论也就失去了依据。活动也就失败了。还要会正确记录数据，要注意环境条件对数据的影响，要注意观察者自己的疏忽会对数据产生严重的影响，甚至依据这个数据而得出错误的结论。

当他们遇到困难的时候，我们要给以热情的鼓励和帮助，和他们一起探讨解决问题的途径和方法。培养他们不怕困难，勇于克服困难，百折不饶的精神和能力。对他们实验中的进展要及时地进行表扬和肯定，对他们的创意要表示惊叹和欣赏，让他们在实验中有一种成就感，进一步激发学生的探究的兴趣和热情。进一步培养学生的的科学的探究精神和态度。在学生的实验活动中，我们教师不要急于求成，代替学生去想，去做或者直接地告诉学生怎么做，怎么下结论。而是要用启发的方法，商量的口吻提出建议，即使是建议也要留有学生思考的余地，让他们去想，去解决，他们往往想出我们意想不到的绝妙的解决问题的方法和措施。

5、总结分析：

实验或实践的操作部分结束后，首先要对观察到的现象和数据进行描述，要尽可能使用物理语言，不要带着对实验结果的预测来影响对实验现象和数据的描述。描述要正确，能定量的要尽可能要定量，能用数学语言（如图表、图线、等）表示的尽可能用数学语言表示。

要让学生对实验现象和实验数据进行比较和分析、如比较实验前和实验后现象有什么相同和不同，实验前和实验后实验数据有什么相同和不同，不同点是什么：或者通过实验测得了什么数据。这个不同或数据是在什么条件下获得的，再对所得的发现作进一步分析、归纳和概括就有可能得出科学的结论，。

人类在分析和归纳的时候，要对学生进行简单的因果推理能力培养，要从实验的过程中分析

什么是原因，什么是结果，是那一个条件变化了引起了某个现象或某个数据发生了变化。对数据处理的时候要尝试数据之间是否和、差、乘积、正反比例等函数关系。启发学生自己发现这些数据之间的规律，给学生一个发展创造性思维的空间。

记录好实验的过程，据实验的情况和对数据的分析所得的结论实事求是地写好实验报告，养成严谨的科学态度。还可以把现在的结论和原来的猜想或假设比较，是否相似，又能从中得到什么。要让他们品尝成功的喜悦，让他们感知许多物理原理，科学的结论原来我们也可以解决，从而悟出原来学习也可以是这样的。

在实验中几经反复，多次试验才取得成功的则更能体会成功的滋味。可以要求他们总结经验和教训从中体会学到什么新的科学的探究方法，体会到当遇到困难的时候应该怎么办，对今后的探究活动有什么启发，进一步提高探究问题的能力

对那些实验没有成功的，要帮助分析其原因，继续再干。或者改变探究的方向继续实验，也可以从反面思考，实验没有成功，从另一方面讲这又能说明了什么问题。

总之，对他们实验中每一个合理的想法和做法要给予充分的鼓励和表扬，让他们积累经验，增长知识，为下一个目标而努力。同时还要培养他们在实验中善于捕捉意外的信息，或者从实验中得到意外的结果，从这些可以得到什么新的信息，会产生什么新的问题，又可以有什么新的发现，开展什么新的研究。

6、交流合作成果展示：

在实验的过程中，指导老师要引导小组成员之间和小组与小组之间积极开展互相交流，相互合作。要勇于发表自己的观点和看法，善于用语言、文字、图表、实物和简单的实验来表达或解释自己的观点和看法。在合作的过程中，要养成尊重他人的习惯，要认真听取他人的意见，仔细分析他人的观点与自己观点不同的地方，当发现自己的观点有错误时，要勇于承认，放弃自己的观点或修改自己的观点。即使别人意见不完全正确，也要分析他的意见有没有合理的部分，尽量吸到自己的方案中来。同时在合作中注意坚持原则，坚持实事求是的科学精神，努力依靠事实和证据，及科学的逻辑或推理来说服他人。在合作的过程中要有合理的分工，既要发挥各人的特长和聪明才智，又要通过交流与合作克服自己的弱点，使自己的弱项得到加强，使每一个成员在活动中知识能增长，能力能加强。

实验和实践活动开展一个阶段以后，我们一般采取以班级为单位进行不同小组间的交流，或者以年级为单位进行成果展示。让他们各个小组汇报他们探究的什么问题，描述一下实验探究的过程，描述一下实验中是如何克服一个个的困难，解决一个个问题，最后得到的结论是什么。强调学生要自己对问题的理解，据自己的认知水平出发描述整个过程。使其他同学从他们的探究中得到启发，得到激励，使其他同学从别人过程中获得克服自己的困难信心，取得探究的成果。也可以在描述实验的过程中通过交流互相质疑，发现更多的问题，更引人入胜的问题，开展新的一轮探究。探究还没有成功的小组也可以自己小组遇到的困难提供给大家讨论，寻求其他小组的帮助，克服困难，继续前进。进行成果展示和指导老师的点评，可以让全体同学分享他们的喜悦，让他们获得成就感和荣誉感，进一步提高这些同学探究的兴趣。通过点评和全班或年级交流，还可以知道自己在探究活动时存在那些问题，获得改进的建议，获得从不同的角度看问题的方法。还可以让他们在学习中进一步认识到探究方法的重要，会用探究的方法去发现问题，解决问题。同时也可以激励更多的同学积极投身于探究性实验活动，形成一个探究活动的热潮。

三、研究成果：

1、活动开展以来，保持了学生对自然界的好奇心，增强了学生对科学探究的兴趣，许多同学在活动中始终有一种兴奋感、满足感，激发了学生质疑和探究的兴趣。我们感到许多学生学习物理的劲头提高了，喜爱物理学科的人数更多了。

2、某些所谓的“差生”也在实验活动中崭露头角，使得其他同学刮目相看。问问题的人多了，学生的分析和观察能力提高了，学生中常常可以看到为了某一个物理问题许多人为它争论的面红耳赤，学生间的交流多了，相互合作多了，关系更融洽了，更自信更富于挑战了。原来很难开展的小制作，小论文的活动现在日益增多，逐渐丰富起来了。

3、探究性活动开展以来，特别是那些活动积极份子的观察能力，思辩能力，捕捉有用信息的能力，应用物理知识解决具体问题的能力有了很大的提高。

4、活动开展以来，学生所提的问题不局限于课本，不局限于初中物理知识，对我们教师提出了许多新的问题和新的要求，逼着我们教师去不断的扩大自己的知识面，不断地要去改变自己教学和辅导的手段及方法，来适应新的情况。活动中培养了我们教师要去善于倾听学生的心声，要善于激发学生质疑和善于鼓励学生把知己的思想付诸实践，去探究，去实验，活动的过程中要善于组织和引导学生把活动进行下去等能力。活动消除了师生的对立的情绪，联络师生关系，密切了师生的感情。取得了一定的开展探究活动的经验，为新课程的教学做了有益的准备。

5、活动的开展，提升了我校物理教师的教学能力和教科研水平。

三、成果评估：

1、探究性实验活动中，教师引导的好坏是活动成败的关键。首先我们要做到善于发现学生创造性思维的火花，及时的给以培育不要因学生问题太简单而不给予支持，也不要因学生的问题太简单、太浅显而不给与支持。同样对那好高骛远或因知识和能力的还不能解决的问题要给以适当的疏导，使学生不因问题过难或过复杂而失去探究活动中的乐趣。其次不要忘记我们在活动中不是活动的主体，从思维的形成，探究方案的落实，实验活动进程及最后结论的形成都主要应有学生来完成。我们在这儿是起着引导者、促进者、参与者和评价者的的作用。但在整个活动的过程中又必须时时刻刻注意和关心学生活动的情况，在最需要的时候给予帮助，信心动摇的时候给予支持、促进，有时我们也可以成为他们中平等的一员，共同研讨，让他们树立信心，克服困难把实验进行到底。

2、活动能否持续开展下去，保持学生的兴趣是成败的关键。学生的兴趣一是来源于活动的本身，二是来源于外界的评价。对任何一个活动，只要能开展起来，总能从中找到成功的有用的地方，抓住这些优点给予表扬和鼓励是重要的手段。对那些有创意的思维和活动则可以以班级或学校的名义，给以适当的奖励，使那些先知先觉者向更高的层次跃进；也给后进者树立了榜样，促进他们比学赶超。