物理实验探究模式研究

一、引言（一）研究的背景当社会发展再次敲响了教育变革钟声，使得教育家不得不重新整合（也说统合，integration）课程、社会、儿童三者的关系时，教育——这个传承、缔造人类文明的伟大事业，也必须基于“以人为本”的新的生长点，再也不能只把学生当作未来社会的一种工具去训练了，再也不能只把学生当作一个知识的容器来灌输了，再也不能无视学生是有情感、有灵、有天赋的生命了，再也不能……[ 1 ] 因此，为适应现代社会发展的需要，进行实验探究教学改革，克服传统教育的弊端，建立新的育人模式，以提高中学物理教学的质量与效益，培养能够学会学习、学会生存、学会合作、学会创新、学会做人，具有创新意识、创新精神、创新能力的、适应新世纪社会可持续发展的综合型高素养创新人才，是可行的，必要的，也是紧迫的。

总之，不是为做实验而做实验，做实验是学习、研究事物内在联系，掌握研究问题的方法。

（二）什么是实验探究模式教学模式是指对理想教学活动的理论构造，是描述教育学活动结构或过程中各要素间稳定关系的简约化形式。

物理实验探究模式就是在科学实验探究教学思想、理论指导下，教师在进行探究式教学时展开的稳定、具体的教学框架结构。

以培养学生的物理创新意识、创新精神、创新能力和解决实际问题的能力为宗旨，以物理实验为主要教学方法，以学生自我评价为主要评价方式的，以学生为主体、以教师为主导、以学生自主探究为主线的，以建构主义“学与教”理论和认知工具理论为主要理论依据的，以学生自主学习为核心的“探究式”中学物理课堂教学模式[ 2 ]。

（三）实验探究教学模式的形成和发展[ 3 ]早在18世纪，法国的思想家、教育家卢梭就提出了探究的教学思想。

即通过感官来获得直接经验，主动地探索周围事物，用探究的方法创造性地进行学习。

卢梭和第斯多惠等人所提出的直观教学、主动探究观点，是实验探究教学思想的萌芽，为后来这一思想的形成和发展奠定了基础。

20世纪初期，杜威提出从“做中学”，主张开展探究教学，以培养和提高学生解决实际问题的能力。

我国著名的教育家陶行知倡导的“生活教育”、“教学做合一”教育思想和杜威的学生克伯屈创立的“设计教学”的原则都是对杜威教育思想的继承，而陈鹤琴的“做中教，做中学，做中求进步”实际上是杜威“做中学”思想的进一步发展[ 4 ]。

50年代末60年代初，著名科学家、芝加哥大学教授施瓦布主张让学生通过自主地参与知识获得的过程，他的实验探究教学思想，过分强调学生像“小科学家”那样进行探究、发现，忽视了教师在探究过程中的作用。

日本有的学者提出了“引导发现”、“引导探究”的观点，强调教师在学生探究过程中的积极作用，这正是今天实验探究教学发展的主流[ 5 ]。

二、中学物理实验探究模式的理论研究（一）理论依据――建构主义学习理论建构主义强调在教学活动中：明确以学生为中心；重视“情境”对意义建构的重要作用；强调“协作学习”对意义建构的关键作用；在建构主义学习理论指导下的实验教学设计应是针对学习环境的设计而非教学环境的设计。

利用各种信息资源来支持学；学习过程的最终目的是完成意义建构。

探究式教学的信息加工理论。

（二）实验探究教学模式的特点1．物理实验的趣味化物理实验具有动机功能，可以激发学生的物理学习兴趣，这是人们的共识。

因此，如何增加物理实验的趣味性，成了人们开始关注和研究的一个问题。

为此，新课程创设了“趣味实验”这一新的物理实验形式，并注意积累、总结、梳理已有的一些做法，使趣味实验系列化、多样化。

如有关“热”的实验：摩擦生热、纸盒烧水、温水沸腾、压缩点燃等，既易做又明显，趣味性很浓。

2．物理实验的生活化物理是一门实践性和应用性很强的科学，物理知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面，物理现象、物理变化无时不在、无处不在。

为此，新课程创设了一些新的物理实验形式，如“生活中的物理实验”、“家庭小实验”等，以此使学生认识和理解物理科学对个人和社会的作用和价值，营造学科学、爱科学、用科学的风气，在潜移默化中对学生进行“科学的生活”和“生活中的科学”教育，引导学生从生活走向物理，从物理走向社会。

（三）存在的问题现行实验探究教学模式中存在的问题。

目前，中学物理实验教学课，都习惯于循环式分组实验的教学模式，实验内容大部分为中学物理课堂教学中的实验或实验组合。

这样的教学方式存在下列一些问题：首先，学生实验时主观能动性发挥不够，主要原因在于两方面，一是实验的研究性较弱，仅停留在能做好实验的层次上，二是实验量小，难度不大；其次，与中学物理教材的结合不够，许多学生实验前不知道该实验在中学物理教材中的位置和实验安排的意图；第三，实验内容的范围较窄，仅以物理实验为主，第二课堂、实验室管理等内容很少。

这样，即使是无可奈何地进行实验，那种效果也是可想而知的，更不用说学生的实践操作能力和创新思维的培养了。

三、中学物理实验探究模式教学策略的研究在此之前，我分析了中学物理实验探究的理论依据、它的特点以及它存在的问题，下面就中学物理实验探究模式存在的问题来提出我的解决策略，策略包括以下两个方面。

（一）改革实验教学模式，实践新课程理念的策略[ 6 ]物理实验为培养创新精神提供了最佳环境，尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验，可使学生亲身感受到物理实验的实用价值；教师应成为勇于进取、善于创新的模范，无论实验方法的革新、教具的创造、实验的新颖设计，对学生都有很强的感染力，会不知不觉在学生心里播下创造的种子。

1．学生的思想观点应转变通过实验探究、实验改进以及教具制作，来激发学生进行物理实验研究的兴趣，不断增强学生的自信心，有了兴趣和自信心，学生会对物理实验探究产生极大的动力。

联合国教科文组织明确提出，21世纪的学生应当“学会合作”[ 7 ] 。

2．形成能力培养体系新教学模式对学生的能力培养形成梯级，学生通过“多听一点、多看一点、多练一点、多创造一点”的活动，随着教学过程的深入，学生的实验探究能力由低起点到高要求，层层深化。

3、新课程教学下的教师要不断的“充电”只有高素质的教师，才能在实验探究教学中更好的发挥其主导作用，对学生实验给以正确的指导，开发学生的智慧，培养学生的实验能力，把新课程的要求落到实处。

（二）重视教学中实验探究设计运用的策略[ 8 ]物理实验由于各种原因在教学中得不到应有利用，可能一方面由于教师怕麻烦，另一方面也受条件影响，所以教师首先得从思想上提高认识，重视实验的应用，其实生活中到处有实验，我们可以因陋就简充分挖掘，设计一些实验，使物理实验在不同实验课型、不同实验教学环节中发挥特定作用。

我现以电磁感应课题教学为例，加以说明教学操作程序及要求：设问题情景：用演示变压器线圈创设类似法拉第原始实验，引导学生观察在电键闭合和断开的瞬间，电流表指针的变化，激发探究兴趣，引起问题思考。

理论猜想假设：学生已经知道闭合回路的一部分导体切割磁感线运动有感应电流产生，呈现的实验现象与原有认知产生冲突，教师引导学生猜想有哪些因素会导致产生感应电流？学生会有各种假设，如磁感强度、面积、磁通量等本质和非本质。

自主设计实验：研究电磁感应现象，实验方法有许多，从提供的器材中让学生设计实验进行操作，这样可有效激发学生参与实验教学探究问题的热情，学生的主体性能较好发挥。

经过学生自己动手和改进，大体归纳有三种（实验1、实验2、实验3）。

尽管在设计过程中有些方案有所欠缺，但学生还是在不断尝试过程中取得了成功。

在这一环节中要注意三点：a、点拨思路，自主设计。

对个别有困难的，教师进行个别辅导。

b、展开讨论，自我评价。

让学生在讨论中完善设计，深化思维。

c、鼓励创新。

鼓励学生大胆设计，提出不同方案，培养创新能力。

指导实验探究：不同实验会有不同现象，为使学生对实验条件、观察要求有清晰认识，应指导学生把实验现象整理记录在教师预设的表中，帮助学生整理实验事实，有利于学生的认识从具体到抽象的过渡。

表1 电磁感应实验过程探究讨论，得出结论：在实验探究教学中，引导学生去探究实验现象与产生实验现象的本质属性之间因果关系是探究教学的关键，是学生主体动手操作活动、内部思维操作活动及协作活动的有机结合点。

应用拓展，迁移内化：引导学生把探究结论重新对所做实验分别解释，知道了有的是通过改变磁感强度，有的是改变磁场穿过的面积，认识到切割运动是磁通量变化的具体方法，从而使思维认识又从抽象到具体，一般到特殊的训练。

另外再提供应用性练习，加深对电磁感应现象本质理解，使所学知识得以迁移和内化。

四、中学物理实验探究模式教学与评价策略物理实验探究教学应从多个方面进行及时的评价，如实验学习条件的评价、实验过程的评价和实验学习效果的评价。

物理实验教学的评价分为：过程的评价和结果的评价还有集体的评价和个人的评价。

对于过程的评价和结果的评价来说，我们应该更加注重过程的评价；对于集体的评价和个人的评价来说，我们应该更加注重集体的评价；为了便于操作，我们先提供物理实验探究活动评价的设计，提出可以实施个人自评、小组互评、教师评价相结合的评价策略；然后介绍侧重于物理实验能力方面的评价内容，以供参考。

（一）物理实验探究活动评价的设计与实施关于物理实验探究活动评价的设计，我们提供一组量表，在评价量表中，针对不同的评价内容分为三个层次，个人自评、小组互评和教师评价，三方面的评价在自主实验探究中以个人自评为主。

表2[ 9 ]物理实验探究活动个人评价的设计在操作上，综合三方面的评价成绩给出学生进行物理实验探究活动的总的评定等级。

学生自评、小组互评和教师评价相结合的方式，可从多个方面、多个角度对学生的表现进行更全面、更客观、更科学的评价，学生由评价对象转为评价的主体，营造了积极的学习氛围，从而增强学生主动参与科学探究活动的兴趣。

（二）实验操作能力评价的设计[10]实验操作是表现性评价的一个重要考查项目，表现性评价就是用观察测量学生完成具体操作任务所表现出的学习成果。

对于实验操作的考查目标，可以从知识与技能，过程与方法及情感与态度价值观三个角度来考查，建议可以采用如下的实验操作能力评价的一般评分细则。

表3 [11]实验操作能力评价的设计（三）笔试与操作结合型的评价设计与实施[12]操作型考试是实验考核的一种重要方式，它要求学生真正动手实验。

许多学校在基于模块的终结性测验中规定了要进行实验操作考核，但每次考核规定3-4个实验，集中地让学生做一遍，然后再考其中的一个实验，从而达不到实验教学和考核的目的。

这是需要从观念上改变的。

另外，让学生考一个完整的实验需要时间较长，操作考试教师观察起来也比较困难。

因此，可以只考实验中的一部分，或是考学生已做过实验的迁移性的小实验，不必完全重复已做的实验。

实验考核中，需要学生根据试题做必要的记录，以便教师根据记录来评价学生。