阐述初中物理教学中实验探究式教学的重要性.docx

1、阐述初中物理教学中实验探究式教学的重要性对物理探究实验教学的探索和认识济阳县教学研究室 高慧芹物理是一门以实验为基础的学科。随着时代的的发展，探究实验越来越被人重视，新课标明确指出：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。一、什么是探究实验教学所谓探究实验是在学生不知道问题答案的基础上，通过自己的实验（含收集资料数据、分析思考等）找到答案的一种实验方法。物理探究实验教学是在教师的指导下，学生对某一问题进行实验探索，独立地分析问题和解决问题，最终对研究的问题有一结果，使学生在实验过程中，发现新问题，学习新知识，探究新方法，培养创新意识。其中也包括重复经历科学家的一些探究过程哪怕是模拟科学

2、家的一些实验也可以算作探究实验。学生主动参与实验探究，亲身体验并从实验中感悟、探究，使学生通过实际操作或亲身体验获得新知识。它采用的一般程序是:提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集数据分析与论证评估交流与合作，七个环节。这是从严格意义上讲的探究实验教学，实际上，我们的物理实验都可以作为探究实验来开展。结合八年级义务教育物理课程标准物理（沪科版）第五章第五节科学探究：摩擦力，对探究实验教学的主要环节进一步说明。探究实验教学的主要环节： 实验探究：摩擦力 1、提出问题:滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 2、猜想与假设：问题的可能答案 （学生根据自己的生活经验和体会对本探究提出的问题一

3、些猜想与假设）。 如：滑动摩擦力的大小与材料、粗糙程度压力等有关。 3、制定计划与设计实验 ：边讨论交流边合作设计内容包括（1）所用实验器材（2）所设计的实验方法、数据记录表（3）简述实验步骤 4、进行实验与收集证据：分组进行（参照课本图5-30）实验要求：把实验数据记在自己的表格中把操作中出现的问题扼要地写下来注意:影响滑动摩擦力的因素较多，我们先探究滑动摩擦力与压力的大小、接触面粗糙程度的关系。实验采用控制变量法5、分析和论证的主要内容：实验中你发现滑动摩擦力是怎样变化的?跟你的猜想或假设有何差异能得出什么结论?6、结论:滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面粗糙程度有关。 7、评估与交流的

4、主要内容：操作中你有没有什么失误?为自己的正确观点进行答辩。你在实验中是否发现了新的问题？想不想进行探究？在你的生活中是否遇到摩擦现象，你是如何做的。 探究实验教学的主要环节，为教师设计教学策略提供参考的框架，为教师有效地开展教学活动提供了帮助。实际教学过程中可以涉及全部，也可涉及部分，要根据实际适当安排突出不同环节的探究活动。在探究实验教学过程中，教师与学生的思维活动要以学生为主体，教师为主导，双向互动为原则。教师要启发学生的发散思维和聚合思维，使学生处于一种不断发散与聚合的创造性思维状态，以顺利推进科学探究进程。二、开展探究实验教学的意义1、开展探究实验教学加强理论与实践的联系，培养学生的

5、学习兴趣，激发学生的求知欲 物理探究实验是物理实验模式之一，教学的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知欲，进而掌握知识，发展能力。这种教学方式是在教师引导下，根据学生原有认知水平，通过创设问题情境，调动学生学习积极性，吸引学生注意力，唤起他们直接兴趣，实现知识和技能的掌握、巩固和迁移。中学生天生好奇、好动，让他们观察、探索有趣味的实验，他们的注意力会高度集中，新奇的实验现象和结果会使他们兴趣盎然。通过动手亲自操作实验，不仅可以满足其探究知识的愿望，更重要的是可以让学生不断体会和尝到“发现”和“克服”困难解决问题获得成功后的喜悦，进而提高兴趣，增强

6、信心，增强学习的欲望，使其转化为一种热爱科学的素质和心向。2、开展探究实验教学有利于学生主体性发展 所谓发展是指在认知价值基础上对学生整个精神世界全面发展的促进作用，主要包括道德情感、创造精神、审美能力、和谐人格等方面的发展。教学目的就是为了实现学生的发展，学生发展的核心是其主体性发展。提到学生主体性发展，我想起吴加澍老师在面对新课程的思考 我的物理教育观中谈到：我为什么教物理，从学生的困惑说起“学习物理有毛用”学生学物理有以下几种反应：我觉得物理不仅烦，而且学了一点用都没有（痛苦）；不学不行啊（无奈）；物理很重要的，高考100分（功利）。他讲到：为考而教知识本位；为教而教学科本位；为学而教学

7、生本位。每位老师把尽可能多的知识教给自己的学生，以供他们终生之用。数学家波利亚的统计：中学生毕业后，从事数学教育的人占1，使用数学的占29，基本上不用的或很少用的占70.吴加澍老师当年的学生对他说：“您教给我们的物理知识都还给您了。”既然只有1的学生今后会用物理，为什么却要100的学生学物理？物理教学的价值究竟在哪里？有节物理课是重力势能，一物体从高空落向地面，和从地面抛向高空，物体的重力势能都在变，物体的重力势能具有相对性。世界上的事情是相对的。诺贝尔奖获得者劳厄：“重要的不是活的知识，而是发展思维能力，教育无非是，一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西。”学习物理有什么用？吴老师的回

8、答“物理是有用的，物理也是无用的，学物理最终是有用的。”物理是：知识、智慧、文化，对将来的成长有很大的帮助，每一种学科都有其它学科无可替代的作用，如果不学物理，就相当于成长中缺少了一种元素。能否培养与发展学生的主体性是衡量教学是传统教学还是现代教学的一个重要标志。在物理探究实验教学过程中，教师只是提出问题或创设条件，对问题进行假设论证或利用教师创设的条件，通过探究性学习发现什么是学生自己的事。其教学目的不仅仅是让学生学习物理知识和技能，更重要的是通过探究过程，培养学生提出和发现问题的能力，搜集和整理资料、信息的能力，合作交流的能力以及对学生的情感、态度、价值观产生一定的影响。3、开展探究实验教

9、学有利于学生的科学素养和可持续发展能力的培养 学生的科学素养和可持续发展能力主要包括：是否学会学习；是否具有提出、分析、解决问题的能力；是否具有健康的社会情感；是否具有创造精神等。学会学习的一个实质性含义就是不管是在学校还是走出校门，学生都能自主地、自觉地学习。探究实验教学就是在教师指导下，让学生进行实验，进而让学生搜集资料和信息，学会沿着科学探究过程探究实验现象和规律，学会自我调整和自我评价等。通过一系列探究性实践学习活动，加强了学生与社会、生活和科学技术的联系，激发了学生的求知欲和探索兴趣，由此会形成对科学、对社会、对自己的积极情感，进而形成健康的社会情感。特别是在实验探究过程中，学生通过

10、创设问题情境，通过发现和解决问题，通过带着问题去寻求解决的策略等，这种以问题为中心的探究活动，符合学生的认知规律，能有效地提高学生分析、思考和解决问题的能力，能有效地培养学生的探索精神和创造才能。在知识飞速更新发展的时代，要求我们教育战线的教师不仅要传授知识给学生，更重要的是要教会他们学习的方法，培养他们自主去探究知识的能力。只有具备了这种能力，才能适应二十一世纪知识经济发展的要求。著名美籍华人杨振宁在南大的一次报告中曾讲到中国青年有良好的理论基础，但需要加强创新意识。三、开展探究实验教学的几种常见模式1“发现理解”模式这种模式用于提出问题，培养洞察力，获得、界定和理解概念，培养学生发现规律的

11、能力和提高实验基本技能。发现来源于观察，观察就一定有发现。虽然每个学生都在观察同一个实验现象，但由于受不同的前概念、理论、不同的诠释、不同的智力结构的影响，因而每个学生所“看”到的“内容”也不同。只有让学生把看到的都说出来，才能找到学生在各自观察中所发现的主要方面和共同点，才能找出正确的方面和错误所在，再经过分析达到正确、一致的理解。（1）“发现理解”模式的特征学生通过对实验现象的观察，发现事实，再经过归纳大家发现事实的共同点，经过抽象，概括，总结出规律。教学过程如下图所示。（2）“发现理解”模式的设计第一、要选择实验教学目标，确定要解决的问题。第二、实验的设计方法及教师的实验技能，要保证操作

12、熟练，实验现象突出，一次成功。第三、教师要善于选择达到教学目标的策略、手段、方法把握和控制教学过程，引导学生进行观察、思考和分析、归纳结论。（3）“发现理解”模式的教学实例：教学结构框图如下利用“演示”手段，对物理规律内容逐一验证。学生在观察、思考中理解规律内容。教学过程教学实例：光的折射演示1：出示一水箱，再出示一枝激光笔，关上灯看到一束激光在空气中沿直线传播，再让学生观察激光斜射入水中时，观察光在进入两种介质分界面处传播方向的变化情况，并具体描述出来。 演示2：让学生观察激光斜射入玻璃砖中，再从玻璃砖中射出空气中，观察光在进入两种介质分界面处传播方向的变化情况，并具体描述出来。学生经过观察

13、归纳出一部分光线在水面处发生了反射，这部分光线比较暗；另一部分光线进入了水中，但是在界面处光线没有沿直线传播，而是改变了传播方向，发生偏折；进入水中后，这部分光线继续沿直线传播。教师最后给出光的折射概念当光从一种介质射入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。学生在黑板把观察到的光线传播路径画出来，引导学生像研究光的反射一样给出法线、入射光线、折射光线、入射角和折射角。演示3：改变入射光线的角度，让学生找到入射光线、折射光线和法线的关系；找到入射角和折射角大小的关系；以及入射角大小发生变化时，折射角的变化情况。教学中“演示”是研究的手段，围绕“研究”安排教学过程，用演示的方法对物

14、理规律内容的逐一细致研究，逐一验证，使学生深刻理解物理规律成立的条件，并理解物理规律建立的过程。“发现理解”模式对引入概念或规律的教学起到规范作用，同时也培养了学生掌握利用实验手段去发现事物的变化、联系和规律的科学方法。2“验证掌握”模式“验证掌握”模式用于理解、分析、掌握物理概念和物理规律，增长认知水平。学生学习主要以听讲、阅读形式接受物理知识，学生的学习以间接经验为主。实验给学生创设一个理论联系实际的过程，使学到的理论、推理的判断，通过实验来检验其真理性。实验的验证法与想像、推理、判断结合构成科学的演绎方法，既能鼓励学生的勇于创新精神，发展其预见能力，又能随时否定错误，防止走上歧途，正确掌

15、握知识。(1)“验证掌握”模式的特征明确命题内容抓住命题要点，设计实验，通过对命题的实验验证，达到掌握物理概念和物理规律的目的。教学过程如结构框图所示。(2)“验证掌握”模式的设计利用“验证掌握”模式进行实验教学，要根据课程和学生思维的发展，提出准确的问题，“准确地提出问题，就向解决问题迈出了一大步”。将问题转化为实验，要力求简单，重点突出，现象明显。演示实验时，老师要操作熟练，提问恰当，讲解精准，引导学生主动观察，充分发表各自对看到现象的解释。老师应该针对学生观察和思维上的种种难点，在通俗讲解的同时，还可以辅以其他的简单实验或实例加以说明，确保实验的信度。学生实验中，要让学生了解实验方案，并

16、设置思考问题，引导学生的思索、归纳结论。(3)“验证掌握”模式的教学实例：导体电阻，教学结构框图：针对物理定律或物理结论的内容，进行演示实验研究，根据实验事实验证物理结论的正确性。教学过程针对影响电阻大小的因素，设计好要验证的内容，包括直接相关因素导体材料电阻率、导体长度l、导体横截面积s，间接因素是否弯曲、外加电压U、经过的电流I等，进行全面考察。由实验结果直接验证规律。3“应用操作”模式“应用操作”模式用于问题的解决和探究，实验综合技能的获得，发展合作精神。物理实验操作技能，即物理实验中的动手操作技能，包括准确而熟练地使用基本仪器、仪器的组装和故障的排除。操作技能的训练过程，也就是操作技能

17、形成的过程。学生首先要知道做什么和怎样做，实验中动作才能有序，经过多次练习，才能使动作比较协调。利用学到的实验技能，在进行实际测量中，又能将知识与技能紧密结合，形成更高的学习能力。(1)“应用操作”模式的特征根据要求或命题，应用基本仪器的操作和使用技能，由相应的物理规律确定实验原理，再依据实验原理设计实验方案，安排实验步骤，应用实验仪器、设备和学到的物理实验的基本技能，进行实际测量操作。教学过程如下图所示。(2)“应用操作”模式的设计利用“应用操作”模式进行教学，是让学生利用实验室提供的仪器设备，进行实验操作和测量分析，掌握操作技能或完成测量。教学中，首先要弄清命题要求，再根据实验原理制订实验

18、方案。实验原理的理解程度，往往影响对操作步骤和实验条件的明确程度，没有明确实验原理和仪器的操作规范，这样的实验操作将在很大程度上影响着实验结果。(3)“应用操作”模式的教学实例：教学实例一：测电阻的实验方案的设计教学结构框图：教学过程设置情景：教师有一个定值电阻，如何测出它的阻值？请同学们设计电路，并请一位同学到前面完成实验器材连接，测出待测电阻的阻值。绝大多数同学画出伏安法测电阻的实验电路图，前面同学也顺利测出电阻大小。教师进一步引导，如果多提供一个阻值已知的定值电阻R0，在只有电压表或电流表时如何解决测电阻的问题？学生在接下来的设计过程中遇到了困难，引导学生在缺少电压表不能直接测得待测电阻

19、电压的情况下，可利用并联电路电压相等的特点加以解决。同理，在缺少电流表能直接测电流时，可利用串联电路电流相等的特点加以解决。再引导学生发现这些方法都有相同的原理，电阻的表达式均可以表示为，同学们归纳出，前两幅图利用了并联电路电压相等的特点，不同的电路图为我们提供了间接的测电压的方法；后两幅图利用了串联电路电流相等的特点，根据电路图可以分析得出待测电阻的电流。教学实例二：测定滑轮组机械效率教学结构框图：教学过程如图所示，组装滑轮组。根据滑轮组机械效率公式用弹簧测力计拉力F，砝码重力mg，拉力作用点和砝码移动的距离s和h。代入公式，求出滑轮组机械效率。增加砝码测定滑轮组不同工作状态下的机械效率。改

20、变滑轮组绕法，测定不同滑轮组的机械效率。应用掌握的实验基本技能和机械效率理论，在测定滑轮组的机械效率的实验中，可以利用同一个滑轮组提起不同的重物，或用不同的滑轮组提起相同的重物，考察滑轮组的机械效率的因素，深刻理解和掌握“机械效率”的概念。四、以开展探究实验教学为切入点，促进物理实验教学再上新台阶当前物理实验教学中存在一些问题作为一线的物理教师，特别是农村中学，是否都在积极利用实验辅助教学，发挥实验应有的作用呢？实事求是地说，不一定！一是课前准备不充分。实验作为一种教学手段，是教师备课的重要内容，需要教师认真研究和准备。有的教师轻视课前实验的准备工作，结果造成实验失败或出现意想不到的情况，以致

21、在课堂上手忙脚乱，“强行”让学生接受现成结论，教学效果很不理想。二是操作不规范。有些教师在使用仪器、连接和装配仪器及演示时动作不准确、不标准。例如，在使用托盘天平时，取用砝码、移动游码用手而不用镊子，点燃酒精灯后火柴棒随手扔在地上等。三是实验用语不准确。有些教师在介绍实验仪器、阐述实验过程和总结实验结论时语言含糊或在进行实验时不注意语言的准确表达，对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律都产生了不良的影响。四是忽视学生的参与。有的老师先把实验做给学生看，再讲给学生听，使实验与讲解脱节。这种作法忽视了学生学习的主动性，把学生当作被动接收结论的“仓库”，完全没有能发挥出实验的作用，是不可取的。出现以

22、上问题的原因剖析一是有些教师不愿意用仪器进行实验教学，怕麻烦，怕耽误时间，怕不能完成所谓的“教学任务”；二是学校仪器不能用、不好用，难开展实验教学；三是不真用仪器，象征性的取来仪器，蜻蜓点水、浮光掠影的昙花一现便罢，实验教学走马观花、形同虚设；四是不爱用实验，能口述的不愿动手；能画的实验不爱去做，未养成实验教学的习惯，更不爱开发小实验，创新、整合物理实验了。有的教师认为上课准备仪器麻烦，要使用方案、借、调试、维护，瓶瓶罐罐、叮叮当当，甚至有些器材还要更新，找管理员、找领导、找校长、要签字，坏了，哪怕是正常损坏，也要和管理员解释一番，因此，很多时候能推勿揽，只要不是讲公开课，就懒得去收拾实验仪器

23、，一支粉笔就完成所有任务了，作为老师，我们不去准备实验器材，学生就无法用，那些配备的器材只能安安全全、干干净净的躺在整洁的厨子里睡大觉，这对于资源是一种浪费，是一种不负责任的做法，这对于学生来说，是不公平的。社会发展到现在，教学改革进行了这么多年，素质教育又方兴未艾，如果我们在平常的教学中仍按老路走，怕麻烦，不进行实验教学，于人于己都不利，我们应该尽最大努力做好该做的演示实验和学生分组实验，切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验，便贬低了定律、概念的客观真实性，学生也难于理解和接受。器材不怕用坏，就怕放坏，大胆的用，又不是不让你用，怕什么！实验器材，用，才是硬道理！初中物理实验按结构

24、体系细分如下：力学。演示实验52个，学生分组实验9个，小实验7个；热学：演示实验28个，学生分组实验3个，小实验5个；光学：演示实验14个，学生分组实验1个，小实验3个；电学：演示实验21个，学生分组实验9个，小实验3个；总数：演示实验145个，学生分组实验22个，小实验22个，再加上实验性习题18个，总计207个，这些实验的名称、所需器材和数量，是哪一节课该用的，都以表格的形式公布出来，让任课教师和学生都清楚。1、搞好探究实验教学要规范实验行为，培养学生良好的实验习惯初中学生的心理特征就是好奇、爱动。因此在进行实验教学时，往往出现学生玩弄实验器材，不能认真做实验，出于好奇甚至搞点破坏性的活动

25、等都有可能。使课堂次序混乱，学生不能专心学习，老师既要辅导实验又要维持纪律，课堂效率不高，有时身心疲惫，不愿开展实验，尤其是学生分组实验，实验越是开展的少，不能满足学生好奇爱动的心理，好的实验习惯越不容易养成，会逐步步入恶性循环的怪圈。我们认为，对于学生实验既不能“管”得太死，也不能“放任自流”，要克服学生“玩实验”的心理，逐步培养学生良好的实验习惯。第一，应该把实验的每一个环节都规范起来，形成制度，做到有章可依，有法可循，既给学生一片自主活动的空间，又让他们及时有效地完成任务。具体要求如下：1.明确要求：不该做实验时，谁都不允许动器材，该做实验时，谁都不允许不动手，否则便是违纪。2.器材管理

26、，实行层层登记制，谁借用，谁负责，谁损坏谁赔偿。3.鼓励学生自备实验器材，实行自带器材积分奖励制度。制度好制定，关键在落实，习惯的养成最佳时期是在学生刚开始接触物理课时。我教过5年初中物理，7年高中物理。我在教初二物理，第一次上实验课，内容是长度和时间的测量，本来是一课时的内容，我故意设计成两节课，目的是抓初期的习惯养成。上课初，我讲了一系列有关科学家严格进行实验所取得的成绩，也讲了诸如个别科学家一时马虎，与重大发现失之交臂的反面事例，让学生明白，科学来不得半点马虎的道理。对于学生如何正确使用刻度尺，如何设计实验步骤，如何画表格，怎么记录数据，怎么样收拾器材等，反复强调，一个组一个组的展示，一

27、个学生一个学生的过关，期间，有六、七个学生想玩实验，不按要求进行，我就当堂进行严厉的批评教育。这样，使学生一开始，就认识到实验是严肃认真的，要以规矩来进行，不是玩玩闹闹的简单活动，后来的实验课，坚持按制度要求做实验，并逐步强化实验习惯，学生不认真做实验的现象就很少了，实验效率也高了。第二，充分发挥小组自我协调、自我管理的功能。各班可采取六到八人一组的分组教学，这对于我们的物理实验教学非常有利。组内成员都有明确的职责和任务分工，谁取器材、谁操作、谁记录、谁发言、谁展示各有分工，轮流进行；谁先做、谁后做，组内协调，组长负责监督，评价实验开展的好坏，是以小组为单位进行的，这样促使先完成实验的学生帮助

28、后完成的学生，将“兵教兵”，“一帮一”,“二帮一”落实到位，杜绝了以往那种先做完实验的剩时间“玩实验”；不会做实验的装模作样“玩器材”的现象。第三，要把学生“玩实验”的浅层次的兴趣逐步引导到探究科学知识上来，培养学生“见物思理”的良好实验习惯。初中学生出于好奇、爱动的心理，他们都喜欢做实验，但他们的这种喜欢绝大多数是停留在“玩实验”的浅层次的兴趣上。只有把学生“玩实验”的浅层次的兴趣逐步引导到探究科学知识上来，培养学生“见物思理”的良好的实验习惯，才能真正提高实验教学的课堂效率，才能真正发挥实验教学的作用。长期的实验教学我们能发现：布置学生实验时，若仅让学生进行实验，观察现象，记录数据。学生就

29、会养成单纯的为实验而做实验，一旦完成实验，学生往往会分心走神，乱说乱动，就会出现课堂秩序乱，效率低的局面。为了克服这一现象，我们的做法是，在布置实验的同时，布置思考题，让学生带着问题边思考边实验，在观察实验现象的同时思考其中的物理道理，从中找出物理概念和规律，使实验的过程即是知识生成的过程。2、探究实验教学要渗透物理方法教育在探究实验教学中，要学生适时进行物理学研究方法的教育十分必要。比如在“磁场”一节的教学中，首先举例：电流看不见摸不着，我们怎样知道它的存在？空气也看不见摸不着，我们怎样感知它的存在？学生回答：用电流表测或接入小灯泡即可，而有风时我们知道空气的存在。紧接着马上指出，这就是物理

30、学中常见的转化法，而我们今天开展的探究磁场这种物质的存在也要用类似的方法。用小磁针的转动来说明磁体周围的特殊物质磁场的存在。然后让学生进行探究，学生探究后我们又顺势引如磁感线来描述磁场，这时又让学生回忆光线的引入用到了什么方法？学生马上回答：建模法。又问：那我们引入磁感线用到的正是这种方法，这样物理研究的一些方法就顺利地教给了学生。所以在探究实验教学中，教师应结合具体学习内容，适时对学生进行研究方法的教育，让学生在学习知识的同时，掌握一些物理学研究问题的方法，并把这些方法迁移到其他学科的学习中去，提高学生的探究能力。初中物理在科学探究过程中使用了许多科学方法，如观察法、比较法、类比法、等效法、

31、转化法、控制变量法、模型法、科学推理法等。下面就一些重要的实验方法归纳如下：（1）控制变量法控制变量法就是把多个因素影响某一物理量的问题，通过只让其中的一个因素改变，控制其他各个因素不变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题。控制变量法是中学物理中最常用的方法之一。涉及的实例见附表。附表：问题控制变量初步结论影响滑动摩擦力大小的因素压力一定，改变接触面的粗糙程度滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。控制接触面的粗糙程度不变（同一物体表面），改变压力在接触面的粗糙程度不变时，滑动摩擦力随压力的增大而增大。影响液体内部压强大小的因素控制液体密度、深度，改变受压方向液体内部压强与方向无关。控制液体密度，改变液体深度液体内部压强与所处深度有关。同种液体中，液体的压强与深度成正比。控制液体深度，改变液体密度液体内部压强与液体的密度有关。深度一定时，液体的压强与密度成正比。影响浮力大小的因素控制液体密度，改变物体浸没在液体的深度物体受到的浮力与物体浸没的深度无关。控制物体浸入液体中的体积，改变液体密度浸入液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关。控制液体密