浅谈在初中物理教学中如何培养学生的实验探究能力

浅谈在初中物理教学中如何培养学生的实验探究能力

物理学是以实验为基础的一门自然科学，实验作为帮助学生获得科学知识的重要手段，在教学中占有较大的比例。在新课改初中物理教材中，开辟了探究性学习，强调了实验在教学中的重要地位。我们结合物理学科的特点，以教材为载体，以实验探究为核心，推出探究性的课堂教学模式：提出问题—猜想与假设—设计实验—进行实验—分析与论证—评估—交流。下面结合人教教版初中物理教材，谈谈本人在实验教学中如何培养学生的实验探究能力。

一、做好演示实验，激发学生的探究兴趣

兴趣是人们从事一项活动的内驱力，是入门的先导。要培养学生的探究能力必须使学生对所学的内容感兴趣。为使学生对科学探究感兴趣，就需要老师在课前认真备课，设计一些演示实验，创设问题情景，利用实验来演示学生意想不到的奇特现象，使学生感到新鲜有趣、有吸引力，把学生的注意力吸引到探求知识的情境中去。如“大气压强”一课的导入，教师用多媒体展示马德堡半球实验：两边各用8匹马，共16匹马拉一个半径只有20cm的两个铜半球组成的中间抽出了空气的小球，学生非常震惊，那么多匹马才能把这么小的一个球拉开，是什么原因呢？这样就立刻把学生的学习兴趣调动起来了。接着再演示纸片托水杯的实验：将一只玻璃杯灌满水，用厚纸片盖在杯口上，再按住纸片把水杯倒过来，松手后厚纸片不会掉下来，学生惊讶不已，继而发出疑问：“厚纸片为什么不会掉下来呢？是不是纸片粘住了杯口？”接着再做一个实验：把一个煮熟去壳比瓶口略大的鸡蛋放在广口瓶的瓶口上，让学生走上讲台试着把鸡蛋往瓶里压，结果鸡蛋进不了瓶。然后教师将鸡蛋拿下，把沾有酒精的棉花点燃后放入瓶中，再把鸡蛋放在瓶口上，鸡蛋就很顺利地掉进了瓶中。这时就把所有学生的积极性都调动起来了，学生既感到新鲜又感到困惑，急需想弄个明白。从而调动了学生的学习热情，激发了学生探究的兴趣。

二、课前让学生做好充分的准备，调动学生探究的兴趣

在探究中学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程学习物理知识与技能，使学生体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学家的思想和精神，并提高学生的科学素养，培养学生的实践操作能力和创新思维。因此有些实验要求学生课前自己准备。如上“浮力”一节时，我让三个学生一组分工合作，一个学生准备小塑料盆和一个空饮料罐，另一个准备一盒橡皮泥，再一个学生准备一些花生米或者大米。上课时，让学生拿出他们事先准备好的物品，每人拿一块大小相同的橡皮泥做成小船，放到水盆里，再在小船内放粮食当“货物”，看谁的小船装载的“货物”最多？再注意装“货物”多的船有什么特点？学生做得很认真，也非常高兴，使学生在愉悦的心情下学习而不感觉到有压力。接着再做另一个实验：用手把空饮料罐按入水中，注意饮料罐按入水中的深浅不同时，手有什么不同的感觉？并观察水面的变化。再问此实验现象可以给同学们什么启示？并思考浮力的大小与什么因素有关呢，如何测量浮力？接着引入探究的问题：浮力的大小等于什么？

三、观察实验是培养学生探究能力的基础

观察是有目的的综合知觉活动，是探究思维的前提。只有多观察才能积累丰富的感性材料，最后上升为理性认识，进而形成良好的探究习惯，为探究能力奠定基础。由于初中学生观察事物缺乏条理顺序，所以在实验教学中应有意识地培养学生的观察能力，引导学生从表到里、由粗到细有顺序地观察事物。比如观察水的沸腾，用酒精灯给烧杯中的水加热，让学生观察杯底和杯子的壁，问他们看到了什么现象？学生会观察到有小气泡附着在器壁上。接着让学生继续观察，学生会发现气泡在慢慢变大，再接着会观察到有的气泡可以离开器壁上升了，再问上升的气泡大小如何变化？气泡最终又怎样了？继续观察，看温度计的示数如何变化？再观察气泡比先前又有怎样的变化？当水沸腾时，让同学们观察：温度计的示数还变不变？气泡多不多？气泡上升的速度快不快？气泡上升过程中大小又如何变化？上升的气泡跑到哪里去

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了？问题提出后，学生在好奇心的驱动下，会积极地进行观察，通过反复提问、观察，使学生增强了观察能力，对探究过程中的现象能够有针对性地进行观察、提问和思考。

四、放手让学生自主探究

在探究性课堂教学过程中，从问题的提出、方案的设计到实施，再到结论的得出与重审，完全由学生自主完成，充分体现了学生自主的原则。原来在传统的课堂教学中占主导地位的教师，在探究性教学活动中转而成为学习的组织者、合作者和指导者。

比如探究斜面的机械效率，这是一个以前教材所没有的新内容，书本上也没有给出结论，要让学生自己探究得结论。先让学生把这部分内容仔细阅读一遍，课本中已给出了探究的问题：“光滑程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同？”让每个同学把自己的猜想或假设写在课本上，接着设计实验，教师引导学生动脑筋思考，引导他们灵活运用已有的知识技能，从不同方面利用不同方法对同一问题进行思维，提出自己的方案，然后展开讨论。从各种合理的方法和可行的方案中找出最佳的实验方案来检验假设的真伪。在设计实验时应考虑：需要测量哪些物理量，怎样计算总功？怎样计算有用功？让学生设计出表格。再把准备好的器材拿到教室，三个同学一组，分发给他们。开始实验后，教师巡视并随时指导，学生做得积极而认真，做好后根据测出的数据计算。发现各组得出的结论不一样，甚至有两个截然不同的结论，有的得出了与斜面的倾斜程度有关，有的得出了与斜面的倾斜程度无关，他们也不知哪一个结论是正确的。于是大家讨论交流，气氛热烈，这时应及时引导他们进行评估，寻找自己有可能出错的地方，实验设计有没有不合理的地方，数据有没有读错等等。

在整个探究过程中，小组间交流与合作非常重要：（1）在交流中，学生明白了对同一个问题别人也可以有其他不同的解释，有利于他们摆脱自我中心的思维倾向；（2）在合作、相互表达与倾听中，学生各自的想法、思路被明晰化、外显化，学生可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控；（3）在讨论中，小组间相互质疑，相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发学生的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；（4）小组间的交流、争议、意见的综合等有助于激发彼此的灵感，促进彼此构建出新的假设和更深层的理解；（5）探究中的合作、分享与交流，可以使学生贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而完成各单个小组难以完成的任务。在相互交流中教师可及时通过各组自评、他评的方式找出他们各环节成功之处或不足之处，进行改进修正。对存在的问题进行讨论，澄清不清晰的思维，明确具体操作中容易出错的地方以及如何避免等。

总之，在提倡素质教育的今天，提高学生的实验探究能力，是学好物理的一个重要环节。探究性课堂教学是否能取得实效，归根到底是由学生是否参与、怎样参与来决定的，同时只有学生主动参与，才能使课堂充满生机。这就要求教师在领会探究性课堂教学实质的基础上，随机应变，灵活处理教学过程中出现的各种问题，设计合理可行的探究性教学，使学生的知识获得、积累与能力的发展始终处于一种良性循环状态，这样就可以使探究性课堂教学进入理想的境界。