初中物理探究性教学问题对策浅议

初中物理探究性教学问题对策浅议
目前我国的教育工作者正以“研究性学习”和“探究学习”为核心，开始了新一轮的对传统教学的反思，促进学生开展探究学习是本次学习方式变革的主旋律。

我们应如何利用此次教改的契机，使我们的教育工作更上一层楼呢？
一、推行探究性教学的背景和必要性
我国正全力推行的探究性教学倍受广大教师的关注，但在具体的教学实施过程中存在一定的困难，广大教师还处在摸索阶段，所以我们进行探究性教学问题对策研究是相当必要的。

探究性教学在实质上是一种模拟性的科学研究活动。

具体说来它包括两个相互联系的方面：一是有一个以“学”为中心的探究学习环境；二是给学生提供必要的帮助和指导，使学生在探究中能明确方向。

安德森在他主编的《教学和教育百科全书》中，对探究教学的几个方面作了高度的概括：探究教学的本质特征是指不直接把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生，取而代之，教师创造一种智力和社会交往环境，让学生通过探究发现有利于开展这种探究的学科内容要素和认知策略。

[23]
（一）传统教学所存在的问题和目前教改的情况
不可否认传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用，培养了不少优秀的人才，但是这种教学方式过分侧重于知识的传授，缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及情感方面的培养，致使学生对物理望而生畏，丧失信心和热情，以致影响其终身对物理学习的热情和信心。

[1]
目前倡导、开展的创新教育，理论上轰轰烈烈，其重要意义已取得教育界内外人士的共识。

问题在于如何落实到教学过程中呢？此次初中物理课程教改的基本理念之一是改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神，实践能力以及创新精神。

[2]物理教学实验是实现此理念的重要途径之一。

我国现行的初中二年级物理课本根据教学大纲的要求，仅安排了10个学生实验，而由义务教育物理课程标准实验教科书编写组编著，上海科学技术出版社出版的《物理》[3]仅8年级教科书就设计了实验探究36项、实践活动8项。

由此可看出新课程对探究性实验给予了足够的重视。

[4]（二）实验教学对学生能力培养
实验是从感性到理性认识过程，是从具体到抽象、从简单到复杂的思维形成过程，符合学生的身心特点和认识过程。

因此实验既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容、方法和手段。

利用实验可以培养学生多方面的能力。

通过对实验原理的理解、观看或亲自动手进行操作、信息（现象或数据）的获取、分析综合等过程可以培养学生的多种动手能力。

[2]
例如在实验器材组装和实验操作中，能初步训练会使用简单的工具和仪器的能力及操作技能；通过实验信息的获取，培养学生精细敏锐的感知与观察能力，及时抓获信息的能力；通过实验原理分析和实验设计，能培养学生想象能力、设计能力和创造能力；对实验数据的分析、综合，将能培养学生概括、抽象的逻辑
思维能力和创新能力；实验中的操作和讨论交流还能培养学生组织和表达能力。

[2]
由此可见，实验不仅融汇了科学探究的全部要素，[2]而且能让学生更准确地认识客观世界的科学真实，培养和发展他们的探究能力，掌握科学的思维方法，激发他们的学习兴趣，培养良好的个性品质，以适应社会的需要。

[5]然而，陈旧的实验教学理念是制约学生实验能力提高的根本因素，学生只习惯于在别人指定的思维上按部就班，丧失了最为可贵的积极探索精神。

[6]所以，教师应当通过引导学生对实验现象和结论的猜想、对实验装置设计的理解和实验过程的控制、对实验现象的分析和对实验数据的处理来开拓学生的思维空间和能力，使学生重新树立积极的探索精神。

物理实验离不开理性思维的引导和支持。

[19]实验过程是学生主体积极的观察、思考和探索过程，通过实验教学培养学生思维，也正体现了让学生参与知识形成过程教育的有效途径。

通过实验，模拟物理知识发现的原始过程，让学生受到物理思想方法教育，体验人类探索知识的艰辛历程，培养同学们崇尚科学的高贵品质和实事求是的科学态度。

[7]
（三）探究性教学模式的特征
该探究模式是在学生积极参与科学探索过程中，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面对疑难情境，学会收集和加工需要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，从而获得在真实生活情境中发现问题、解决问题的能力。

它不同于传统的教学模式，它充分体现了素质教育课堂教学的基本特征。

1、教学过程的主体性
这是素质教育的基本特征。

探究性教学是学生在教师指导下的自主探究，与“以教师为中心”的传统模式最大不同，是教学过程中突出了学生主体性，教师的主导完全是为了更好地发挥学生的主体作用，并通过学生主体的充分参与、主动探究和主体的发展反映出来。

2、学习探究的自主性
传统模式把学生视为容器，学生接受知识完全处于一种被动状态。

探究性教学则不同，它是在教师指导下自主参与教学的全过程，学生知识的获得，靠的是自己的主动探究，而不是被动的接受灌输。

3、信息交流的互动性
探究性教学强调在自学探究的基础上进行小组或班级的合作学习探究，与传统模式由教师满堂灌、单向信息传递不同的是把教学过程处理成师生间、学生间信息传递的互动过程，进行多角度、多层面的交流，使每个学生都能发挥各自的优势，获得表现的机会，从而激起学习探究的兴趣。

4、师生关系的和谐性
传统教学模式教师“以本为本”，无视学生的主体地位，要求学生适应教师的教，造成师生关系紧张。

探究性教学尊重学生的主体地位和主体人格，教师的教完全是为了学生的学，师生之间民主平等，学生得以在和谐的教学氛围中获得良好的发展。

5、教学要求的层次性
学生之间在知识基础、认知能力、意志水平、兴趣爱好、学习态度等方面存在着明显的差异。

传统的教学模式无视其差异，按同一个教学要求对待不同学力
水平的学生，一部分学生感到要求过低，一部分学生又感到要求过高，造成两极分化现象。

而探究性教学对不同层次的学生提出不同的教学要求和不同的学习任务，教学要求有针对性，更为提高教学效益创造了条件。

6、教学评价的激励性
传统教学模式由于学生处在被动地位，反复频繁的考试使大部分学生积累的是学习消极痛苦的体验，导致学生厌学、逃学。

探究性教学由于学生自主探究，分层要求，都能在原有基础上获得进步，不仅有知识的积累，更有潜能的开发和人格的塑造，而且都受到表扬激励，获得成功的体验，从而激起更高的学习积极性和主动性。

二、关于探究性实验教学的分析
（一）当前实验教学的几种常见形式
1.演示实验。

此类实验应当确保成功，简易方便，视度要尽量大，现象要清楚。

在实验进行中要注意讲解配合，引导学生观察，启发学生归纳推理。

2.随堂实验。

这种方式能使学生听、视、动、思同时激发，但需要的器材也比较多，可以因陋就简，发动学生用生活用品和自制教具。

3.学生分组实验。

学生在实验室中，用几乎一节课的时间自己动手完成预定的实验任务，教师在课堂上巡回指导。

学生通过实验学习基本仪器的使用，学习基本的测量、观察技能，并尝试处理实验数据，进行误差分析，独立写出实验报告，使实验能力得到全面的培养。

4.课外实验。

这是物理实验的一种补充形式，对一些需要用时间较长的观察实验，或不能在课堂完成的实验是极有用的。

在某种意义上更有利于培养学生创造思维和独立工作能力。

[2]
以上的四种实验形式都是物理教学必不可少的，在整个物理教学不可能只进行其中单一的实验方式，我们应当针对不同的课题选择合适的实验形式，以取得最佳的教学效果。

（二）实验探究各要素的作用
新课标[8]指出科学探究含有一些主要的要素，如：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等。

[8]在前面提到的四种实验形式中，最容易体现探究全过程的是分组实验。

在探究活动开始时可以设置各种问题情境，引导学生发现新的物理情景与已有知识的冲突所在，从而提出问题。

[9]学生自己在学习中发现问题是至关重要的，当学生提出有价值的问题时教师应该因势利导，让学生知道什么样的问题有价值，这对培养学生发现问题的兴趣，养成提出问题的习惯都有好处，可以使学生树立科学的批判精神，敢于质疑，是帮助学生尽快步入自主学习轨道的极好途径。

[8]
在实验过程中，猜想对于初中生来说是最为宝贵的。

猜想过程是学生思维极其活跃的过程，它容易突破传统思维的框框，并时而迸发出创造思维的火花。

牛顿说：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。

”[7]某一物理过程将会产生什么物理现象，或物理现象的背后隐藏着什么物理规律，我们可以在实验之前引导学生大胆猜想。

猜想是培养想象力的手段，物理学家们正是对某些未曾发现的现象，未曾认识的领域大胆猜想，不断探索验证，才使物理规律显现出来。

同样，课堂
教学缺少了猜想，我们的教学过程将变成非常简单的知识展现和输入过程，能力的发展和科学素质的培养将无从落实。

制定计划与设计实验在于培养学生严谨的实验思维。

进行实验与收集证据是科学探究的重要环节，是学生训练基本实验技能和实验能力主要部分。

学生对取得的实验数据和相关信息后，通过分析和论证能够使学生在描述、解释探究结果以及推理等方面的能力得到充分的训练和提高。

教师必须强调实验结束后对实验结果进行评估的重要性，使学生养成对于所做工作进行评估的好习惯。

学生通过交流合作使书面表达和口头表达能力都得到了很好的锻炼，并形成良好的团队精神，有利于学生在现代社会生活和科学工作中较好地和他人或团体间交流合作。

[8]
（三）探究性实验教学存在一些问题及解决方法
探究性实验就是让学生从问题或任务出发，通过形式多样的探究活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式。

由于传统教学思想在我国根深蒂固，所以教师在进行探究性教学过程必定会碰到一些问题或困难。

以下是对一些常出现的问题给其解决方法的讨论。

1、教学要求是实验设计的出发点和归宿点。

由于国家教育发展很不平衡，地域辽阔、人口众多、经济发展很不平衡，城市与乡村差异极大，因此设计的实验内容应当是多样化的。

[10]
2、事实上，要想学生在课堂上完成自学探究，达到能与同伴和老师进行实质性交流和探讨的层次，并进一步完成课堂探讨、尝试实践等环节，这在一堂课的时间内根本不可能完成。

[11]因此，对于适合进行探究性实验教学的课题，教师在课时上应作适当的调整，最好是连续两个课时进行。

3、在目前普通一个班的人数是不下50人的，这使一个老师无法照顾到每个学生，即使是大部分学生，所以，大班制不利于探究性实验教学的开展。

学校应逐步缩小班级人数以适应新课程教学的开展。

4、学校领导和教师观念的转变，甚至是学生思想观念的转变对探究性教学的开展极其重要。

即使初二学生都是刚接触物理的，但很多学生都表示对于新教材的学习不知如何下手。

5、实验探究教学需要大量的实验仪器，这点在省重点中学尚未能做到应用自如，更加难以在普通学校进行推广。

所以为了更好地进行探究性教学，教师必须学会善于利用身边的物品，尽量用一些普通的物品来进行实验。

6、进行探究性实验教学较传统教学费时，故在学校课时压缩的情况下，还要花更多的时间来搞实验探究，对于学校来说是较难承担的，但探究性实验教学的开展势在必行，学校应尽快制定相应对策，处理好两者相互之间的矛盾，使本校的实验教学能够更好地体现探究精神。

7、在考试制度及升学制度未能作出相应的调整前，学校的教学不可能花大力气来搞实验探究教学。

因此各种制度应和教学同步进行改革。

8、让学生进行探究性实验并不是说让学生把科学家在长时间内得出的规律在一两个课时内通过实验探究去获得。

因而要想取得预先的教学效果，适当的思路引导还是必要的，关键在于对引导的程度的把握。

如果过于简单的话，学生可
能会无从下手，对着仪器摸了半天还不知道要干什么；如果过于详细的话，就与传统的实验没什么差别了，学生变成了看一步做一步，而不是自己思考，自己动手，自己解决出现的问题了。

心理学的研究和教学实践表明，初中学生有一定的观察能力、实验能力和思维能力，但分析判断能力还不成熟，自主性还不强，因此还需要给予正确的指导。

[12]故需精心设计学案，把教学过程设计为学生探究新知识的过程。

学生在实验探究之前必须深谙实验的原理，熟悉实验器材的功能与应用，有明确的实验目标。

[17]学生根据学案中的探究思路进行实验，而不是完全放手任由学生操作。

这种完全放手给学生操作，对于初中生来说，是很不现实的做法，不仅无法让学生得到很好的锻炼，而且使教学质量得不到保证。

因此教学要以学生的发展为本，既需要学生的自主探究，也需要教师的指导，二者互相联系，互相作用。

作为一名物理教师，在物理教学过程中，要营造融洽、宽松、平等、合作的气氛，激发学生学习物理的浓厚兴趣，使学生在进行物理学习时乐于探究。

[13]
三、教学设计
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”进行的规划。

[14]
（一）关于分组实验的教学设计
我们可以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。

[14]在进行探究性实验教学过程中，时间安排和教师对学生引导程度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。

1、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。

2、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
①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应的探究学案。

学案应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度。

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。

②根据探究程度不同要求，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正确的答案），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；又或让学生到户外进行实验。

③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，具备有较强的动手能力。

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。

④在学生实验过程中，教师应在教室里四处走动，与各小组进行交流。

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。

⑤注意把握好时间的安排。

由于这是一种新的教学方式，学生不一定能够完全适应，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进行情况。

上探究性实验课最好是两个课时。

⑥注重实验结果的评估。

可以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进行评估。

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。

⑦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。

⑧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、探究过程的重视程度，提高学生参与探究活动的动力。

如何对学习过程进行评价？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进行评价。

目前在教改中提到的评价方式主要也就是以上几种。

⑨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”
①新旧教材对比
在此选取由义务教育物理课程标准实验教科书编写组编著，上海科学技术出版社出版的《物理》（九年级）中“第十四章第二节科学探究：欧姆定律”[3]为例，阐述如何进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。

i.教材的编写有了很大的转变。

新教材[3]篇幅较大，注重学生的实验探究能力的培养，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，使学生在进行欧姆定律的实验探究时具备应有的实验仪器正确使用的能力。

ii.对比旧教材，新教材有着许多不同之处：
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进行评估。

从教材的安排可以看出该节课具备了进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。

②学案（见附录一）分析：该份学案包含了实验探究的全过程。

i.“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。

ii.初中生对于灯泡亮度变化的原因有一定的认识，但可能不尽正确；或者有疑问但又没能完整的有条理性的表达出来，那么教师在提问这一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进行下一步的猜测。

iii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，这不仅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进行猜测，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正确的，并能得到同学的认同。