中学物理探究性实验与验证性实验的区别浅论

中学物理探究性实验与验证性实验的区别浅论

探究性实验是相对于验证性实验的一种新的学习方式。探究性实验教学是以问题为核心的教学,这种教学方式为学生提供了发现问题和解决问题的机会。与之对应的学习是开始于问题,推进于问题,归结于问题。学生通过搜集、查阅大量的资料,寻找解决问题的途径,设计解决问题的实验方案,通过实验进行观察、分析,最后独自将问题解决。探究性实验突出了学生的主体地位和自主活动,主张学生自主地去获取知识。探究性实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一,而且更加注重学生对实验过程的理解。

验证性实验“是在学习物理规律之后进行的目的在于验证物理规律的正确性,巩固和加深对物理规律的理解”。在物理教学中,验证性实验是为已知的科学规律寻找证据,以证明科学知识的真理性,它是一个从一般到特殊,从抽象到具体的过程,其思维方式主要是演绎式思维。在验证性实验中,所要验证的结论在验证之前已经十分清楚,只要能够找到与结论相吻合的事实即可。在验证性实验过程中,思维比较聚合,实验中需要测量哪些量可以直接从要验证的结论中获得,指向性比较清晰。它具有较大的安全性,只要能够找到符合规律的证据,就可以达到实验的目的。中学物理探究性实验与验证性实验的主要区别表现为:同一个实验的两种不同实验方法,探

究性物理实验与验证性物理实验在实验目的、过程、态度和实验结果等实验诸要素中都有显著的差异。

实验一验证性实验名称:用天平和量筒测定固体和液体的密度。

实验目的:通过测量固体、液体的密度,掌握测量物体密度的方法,加深密度概念的理解。

实验器材:天平、量筒、铜块、铁块、铝块、细线、水、盐水。

实验原理:通过用天平测量物体的质量、量筒测量物体的体积,利用物体密度公式p=m/V计算出被测量物体的密度。

实验步骤:

(1)用天平测量固体的质量m;

(2)向量筒内倒入适量的水,把固体放入量筒内,观察记录量筒内两次水的体积;

(3)用天平称出烧杯内盐水的质量m1;

(4)把烧杯内的盐水倒入适量盐水在量筒内,用天平称出烧杯和剩余盐水的质量m2;

(5)用量筒量出量筒内盐水的体积V。

实验数据、结论:

实验二探究性实验名称:同种物质的质量和体积的关系

提出问题:同一种物质,体积越大,质量越大;如果体积增

大到原来的2倍,质量也就会增大到原来的2倍吗?

猜想与假设:学生可针对“问题”进行讨论,作出猜想,可能是也可能不是。

设计实验:学生根据问题的猜想,自己设计实验、设计实验数据记录表格,用于记录测量铝块和盐水质量、体积的数据及所得的结果。

进行实验与收集证据:学生2人一组,(1)测一个铝块质量,测2个铝块的质量;(2)测烧杯内水的质量、体积增大一倍时水的质量;教师巡视帮助学生分析,让学生明白需要记录哪些数据,促使学生把所测得数据填入其表格中。

分析与论证:根据测量数据进行数据处理,通过物体的质量与体积比值计算,数据坐标描点,与所猜想的问题对比、分析,进行小组讨论得出结论。

评估:学生自我评估、互评、教师评价。

交流与合作:学生间相互交流。

由下表,比较两个实验方式可以看出:

一、实验目的的区别

验证性实验目的旨在验证、检验研究对象的已知属性、

特征以及与其它因素的关系;巩固习得的物理知识,培养学生的观察和操作能力、以及科学思维能力。

探究性实验的目的在于让学生通过观察测量活动和归纳概括的思维方式来建立概念和规律,训练一定的实验技能,同时使学生获得物理实验研究科学方法的系统训练,让学生接触探究、发明、发现的过程和方法,发展学生的创造力。

二、实验过程的区别

下表从实验的过程上进行比较:

验证性实验是从验证结论开始,内容是确定的,实验过程要严格执行。

探究性实验过程是从提出问题开始,内容上具有不确定性,实验过程是自我设计的,重在过程体验。

三、实验态度的区别

验证性实验的假说往往是学生已经运用过的规律,学生对验证这个规律心理期待不高,兴趣不大,反正怎么验证都是正确的,以至实验中乱造数据很多,谈不上对学生批判精神与实事求是的科学态度的培养。

通过探究性实验,逐步培养了学生不怕艰难、勇于探索真理的科学精神和善于分析思考、一丝不苟、事实求是的严格态度、严谨作风和顽强的探索、创新精神。

四、实验中教师和学生角色的区别

在验证性实验中,教师是课堂的主导者,学生是被导者。教师通常先将结论告诉学生,而后再把具体的实验验证方案

和步骤详细列出来,让学生依照方案按部就班地进行。教师是教学活动的绝对主导,教师牵着学生的一举一动走,课堂气氛沉闷,学生活动受教师和教材所规定的内容、步骤所限制,失去应有的活力。

在探究性实验中,教师充当了实验教学过程中的辅导者、促进者、协调者。教师发挥辅导作用,让学生成为探究活动的主人,给学生营造一个平等、和谐的气氛。教师以实验目的、目标对实验过程进行主流导向,对于具体的实验思路和步骤

放手交给学生去操作,给学生动手、动脑的无限空间,使学生的潜能得以发挥,教师发挥好促进、督导作用。

五、实验认知的区别

在验证性实验中,学生是先了解了概念、原理或关系这些抽象的概念,在具体的实验中学生活动的中心是验证教学中

讲述的概念、原理或关系。因此,学生的认知顺序是从抽象到具体。

在探究性实验中,学生活动中心是通过具体的探究性实

验发现新的概念、原理或关系。因此,学生的认知顺序是从具体到抽象。学生一般的认识过程是由感性到理性、由具体到抽象。

六、实验结果评价的区别

在验证性实验中,教师根据学生书面的实验报告对实验

结果进行评价,师生之间缺少实验信息的交流。由于实验结果已经知道,有些学生在实验之前早已填好了实验报告,实验过

程中对一些细节、反常现象视而不见,教学评价基本上是根据学生操作要领掌握程度和结果的正误进行,难以摆脱甄别性

的评价轨道。若从发展评价的角度进行鼓励,则更多地只能从态度上加以表扬,有失实际能力上的帮助与提高。这种重结论、轻过程的单一的评价方式很难了解到学生对知识的掌握程度。

在探究性实验中,对实验结果的评价方式是多样化的,内

容丰富,教师观察到学生的素质比较全面,评价言之有据,结合

发展性评价言之有物,让学生得到实际的帮助。除了教师对学生实验的过程和实验结果的评价,学生与学生之间的互评,还

有学生的自评。教师要组织各学生小组对实验结果进行分析、讨论,并鼓励学生运用已有的物理学知识对结果发表自己的

看法。学生分小组对实验结果进行陈述,然后老师和学生一起讨论,这为学生创造了广阔的交流机会和内容空间。学生可能得到了同样的结论,但过程却大相径庭,有些学生的实验未必

有一定的正确研究结论,但允许学生从错误和失败中学习。对学生的评价是“轻结论,重过程”,重要的是学生获得了从发

现问题到设计方案再解决问题,最后达到自己的目标这样一