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关于物理探究性实验教学的开展

李春花

【摘 要】在高中物理教学阶段,探究性实验是一种旨在培养学生探究能力、提升学生综合实验能力和创新能力的实验种类。与传统的实验教学相比,探究性实验无论是对教师还是对学生都是一个更大的挑战。在本文中,笔者就简单谈了一些开展探究性实验的过程中需要注意的几个问题。

【关键词】物理;探究性实验;创新能力

物理学科是一门建立在实验基础上的自然学科,实验内容是物理教学内容的重要组成部分,不仅如此,培养学生的实验能力也可以提升学生的物理学习能力,提高学生的创新能力、动手能力、观察能力、思维能力等。对于教师来说,如何提高实验教学的质量是一个非常重要的课题。在当前的高中物理实验中,验证性实验占据着实验内容的主流,这种验证性的实验无论是在实验内容、实验过程还是实验结果上都存在一定的封闭性。一般来说,学生在做验证性实验的时候,事先已经知道了实验的目的、过程和结果,这样就会在一定程度上把学生的思维限定在某一个既定的范围内,更有甚者,有些教师为了保证实验的成功率,在学生进行实验操作的时候,把实验的每一个步骤都说的清清楚楚,学生要做的就是照着教师的实验步骤进行操作就可以了。在这种实验教学中,学生犹如提线木偶一般被教师所控制,学生自己的想法无法体现到实验过程中,导致学生变成了实验操作工,这样的实验对于提升学生的实验能力以及其它多方面的能力往往收效甚微。为此,作为一名高中物理教师,我们要努力突破过于单一的实验教学模式,在实验教学中积极地开展一些探究性的实验。

探究性实验是一种学生积极主动进行认知构建的手段,通过探究性的实验,学生能够获得物理实验研究方法的培训机会,能够形成理性的具有批判性的思想方法。与验证性的实验相比,在开展探究性实验的过程中,对于教师提出的挑战要更大。在实验过程中,教师管得太多不好,会影响学生思维自由,管得太少也不好,否则学生容易误入歧途,如何来把握管理的度,对于教师来说具有相当大的难度。不仅如此,在探究性实验中,由于实验过程和结果的未知性,会导致各种意外状况频发,学生在实验过程中可能会出现各种各样的问题,因此,教师在实施探究式实验教学活动的时候,一定要掌握方法和技巧,这样才能保证探究式实验教学顺利实现教学目标。

一、制定规范的探究计划

相较于验证性实验,探究性实验充满很多的不确定性,因此,探究性实验的过程很难把握和调控,一不小心,学生就会偏离目标,使得实验要么失败,要么流于形式。为了保证探究性实验的效果,必须要制定规范的探究计划:首先,要提出具有探究价值的课题,一般来说,课题的提出都由教师来做:其次,教师要根据实验目的为学生提供实验器材,并提出详尽的实验要求:第三,让学生根据实验目的提出假设,猜测一下实验过程中可能会出现的现象、发生的变化以及可能产生的实验结果等;第四,制定详尽的实验计划,第五,进行具体的实验操作,并收集实验数据,记录实验现象,用来论证之前提出的假设;第六,对实验的结果进行分析和论证,这个过程一定要让学生自己去完成;最后,教师要引导学生对实验过程和结果进行反思和评价,有必要的话,还可以组织学生进行小组合作与交流,以进一步深化思维成果,巩固实验的成效。

二、探究性实验要具有新颖性

探究性实验的核心内容就是实验的开放性、新颖性,在探究性实验中,实验结果没出来之前,一切都是未知的,充满各种可能性,这也是探究性实验最具价值和魅力的地方,倘若教师设计的所谓探究性实验,学生一眼就能看穿结果,探究实验也就失去了意义和价值。因此,教师在设计探究性实验的时候,一定要保证实验的新颖性,要保证学生在进行实验探究的时候能够与自己原有的认知发生冲突,这样才能有效刺激学生的思维兴趣,促进学生进行更进一步的探究活动。例如,笔者曾经开展过一个“没有系统误差的情况下测定干电池的电动势和内电阻”的探究性实验。在这个实验中,要求学生自己设计电路,测定数据,并且求出没有系统误差的情况下电池的电动势和内电阻,对于这样一个实验,学生要想在教材中找到既定的答案是不可能的,学生在一边操作一边探究的过程中,可能会出现各种各样的实验数据、实验结果,其中很多都与自己的传统认知发生了冲突,冲突一旦产生,学生自然会想办法进行探究,寻找答案,这就是探究性实验的价值所在。

三、注意发挥学生的学习主体地位

相较于传统的验证性实验,探究性实验对学生各方面的能力会提出更高的要求,正因为如此,很多教师在开展探究性实验的时候总是不敢放手让学生进行操作,从而忽略了学生的学习主体地位。因此,作为教师,即使是探究性实验,我们也应当给予学生一定的发挥机会,让学生在探究性的实验中能够发挥自身的学习主体作用,在探究过程中获得多方面能力的提升。当然,探究性实验的开展难度较大也是一个客观的事实,为了保证实验的效果,可以从一些简单的探究性实验入手,或者是将一些课本上原有的学生实验改成探究性实验,例如,课本中《研究匀变速直线运动》就是一个学生实验。按照传统的方式,是先给出实验目的、实验器材、实验原理,然后让学生完成表格以后直接进行实验操作。为了培养学生的探究能力,教师可以将这个实验改变成探究性实验。首先,给学生提供需要的实验器材,包括打点计时器、纸带、砝码。小车、滑板、刻度尺,然后让学生利用所给的实验器材设计一个测定加速度的实验计划。为了降低实验难度,教师可以通过提出一些对学生进行引导,这样可以在一定程度上提高实验的成功率。通过把课本中的验证性实验改成探究性实验,可以有效降低实验探究的难度,非常适合在学生培养探究性实验能力的初期阶段。

【参考文献】

[1]黄才发.高中物理的探究性实验[J].文理导航(中旬),2012年03期.

[2]叶长龙.中学物理探究性实验教学模式的研究[D].苏州大学,2011年.

[3]陶粟源.物理探索性实验的设计原则[J].中学生数理化(教与学),2012年第03期.

(作者单位:江苏省启东市汇龙中学高中部)

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