物理实验的探究活动如何有效完成

传统教材中的物理实验，在新课标材中都以科学探究的形式出现，这使实验教学显示它强大的生命力。何为探究？美国《国家科学教育标准》中对探究是这样定义的？探究是多层面的活动，包括：观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论做出评价；用工具收集、分析、解释数据；提出解答、解释和预测；以及交流结果。探究要求确定假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。可见探究的含义之广。
　　
　　在使用新教材进行教学的过程中，有成功的喜悦，同时也感觉到其中有些值得思考和有待于进一步解决的课题。尤其是在实验方案的设置上，教师缺乏对主体课堂教学目标及其操作的理解，实验方案不切合实际，常常觉得“物理实验探究课”时间不够用，是一种费时的教学。一堂课４０分钟，要完成整个探究过程是很难的。这就要求在不同类型的课堂教学中，对探究的内容有所选择，对探究能力目标有所侧重，才能使整个物理实验教学让学生经历全面科学的探究过程。即让学生经历像物理学家一样的研究、探索物理规律的过程，体验、感受其中的物理思想和方法，从中获得经验，并能够更好地理解知识和提高能力。现将本人在教学中的点滴体会介绍给各位同行，以共谋发展。
　　
　　第一，直接法。把探究问题的方法告诉学生，但不告诉结果的探究方式。例如，在“声音的发生”的探究中，学生刚接触到物理学科，主要目的就是将学生引入科学探究的殿堂，引起学生探究的兴趣。在探究活动中，给学生提供要研究的问题，声音是如何产生的，解决问题所需要的材料和方法，如尺子、手鼓等。但不提供预期结果，学生根据自己收集到的资料，进行概括，发现联系，找到问题的答案。在八年级上册刚接触的物理探究都可以用这种方式。
　　
　　第二，将“大问题”分解成若干个“小问题”。引导学生将探究逐渐深入，适当进行点拨和做知识的铺垫，提供相关资料，让学生翻越“障碍”，继续进行探究。例如，在“通电螺线管的磁场”教学中，将研究“通电螺线管的磁场”的大问题分解成通电螺线管什么时候有磁性，它的磁性强弱是否能改变，怎样改变通电螺线管磁性的强弱等若干个小问题，引导学生将探究逐渐深入。如先让学生自制螺线管，探究其磁性的有无，根据各小组螺线管所吸的大头针的多少来探究如何能吸更多的大头针。这时学生会自发地去探究影响通电螺线管磁性强弱的因素。还有在“凸透镜成像规律”“串、并联电路电流的关系”等探究课都可用此法。
　　
　　第三，把问题和结果告诉学生，但不告诉方法的探究方式。在探究实验中，只给学生提供要研究的问题，有时也提供材料，让学生自主选择探究方式。学生必须对自己收集的数据进行概括，弄清探究方式，得出结论。例如，探究电流与电阻的关系中，引导学生猜想：电阻是表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流将越小。这种猜想得出结论是实证或伪证？可给学生提供电源、用电器、开关、导线等，需要学生自己设计实验电路图，思考控制变量法的采用，表格的设计，数据的记录和分析处理，这都由学生自己选择和把握。通过这种探究活动，让学生保持对科学探究的好奇心，激发他们的学习兴趣。如探究“重力与什么因素有关”“同种物质的质量与体积的关系”等都可用此法。
　　
　　第四，将探究的假设分类、归纳，选择所要探究的点”。例如，在探究“物体吸收的热量与哪些因素有关”时，在大家提出假设后，教师把同学们五花八门的猜想一一板书在黑板上，师生进行交流讨论。一节课不可能探究同学们提出的每一个问题，可对一些“假设”进行合并，师生共同“制定计划”选择适宜的“点”进行实验探究。如物体吸收的热量与质量、升高的温度、物体的种类有关等。活动结束后各小组将实验结果进行大组交流，得出结论。在“电热跟哪些因素有关”“影响蒸发快慢因素”的探究中都可用这种方法。
　　
　　爱因斯坦有句名言：“兴趣是最好的老师。”通过各种不同的探究方式的采用，引导学生在短时间内提出耐人寻味的问题，促使他们自己去寻找答案，从而收到事半功倍的效果。探究是物理实验教学的生命线，尤其是通过自己动手探索出的知识是最难忘、最深刻的。所以，这种“费时的教学”培养了学生创造性地解决问题和发现问题，我认为是值得的。同时，在探究过程中，要强调学生之间的合作与交流；要让学生体验挫折与成功；要强调手、脑并用；要重视探求物理规律和解决问题中蕴涵的物理思想和方法的体验与总结。