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探究和接受是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的兩種基本方式。正像玻亞利所說：“學(xué)習(xí)任何知識的最佳途徑是由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)，理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系”。在科學(xué)探究過程中，學(xué)生處于主要地位，教師可以是參與者、組織者、指導(dǎo)者和評價(jià)者。物理教學(xué)中的探究性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一種再發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)情境，需要學(xué)生用腦子去思考，用身體去感受，用心去體驗(yàn)，能使學(xué)生的身心與探究過程充分交融，因而有利于學(xué)生對知識生成過程的再發(fā)現(xiàn)。由于學(xué)生對知識的再發(fā)現(xiàn)建立在對探索過程的親身體驗(yàn)和心靈感悟上，所以能將探究行為轉(zhuǎn)化為技能和方法，并轉(zhuǎn)化為解決問題的能力，從而在根本上提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在目前的物理教學(xué)中，普遍存在著重講解輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，即便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也多作驗(yàn)證之用，致使實(shí)驗(yàn)的探究性、創(chuàng)造性成分白白流失，造成學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的嚴(yán)重不足。為此，筆者以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力為出發(fā)點(diǎn)，對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，盡可能將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)，力求讓學(xué)生自己動(dòng)手“學(xué)科學(xué)、做科學(xué)”。

一、改進(jìn)和優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)，突出科學(xué)探究

教學(xué)實(shí)踐中，我將光的反射定律、歐姆定律等演示實(shí)驗(yàn)都設(shè)計(jì)成了探索性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

例如：在“大氣壓的測定”這節(jié)課的教學(xué)中，如果教師按教材依葫蘆畫瓢，直接運(yùn)用托里拆利實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)論，雖然能測得大氣壓值，但這種生硬的灌輸式的教學(xué)，學(xué)生只知其然，達(dá)不到知其所以然的目的，我設(shè)計(jì)成探究式教學(xué)，教學(xué)效果則有很大不同：（1）將裝滿水的瓶子，安上一個(gè)帶玻璃管的塞子，分析為什么吸不到水？（2）讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定大氣壓的值。（3）將兩端開口的玻璃管插入水槽中，分析為什么管內(nèi)外水面相平？（4）把玻璃管中安上活塞，排出管內(nèi)空氣，向上拉動(dòng)活塞，分析為什么水柱能上升？（5）分析若玻璃管足夠長時(shí)，水柱是否會(huì)一直隨著上升？（6）在水柱不隨活塞上升而上升時(shí)，你能從中悟出什么？（7）設(shè)想一下，怎樣使管內(nèi)水面以上部分達(dá)到真空狀態(tài)，從而精確地測出大氣壓的值？（8）這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駬Q用酒精或水銀等其它液體來完成？選用哪種液體最合適？按此“質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)、探索、解疑”的探索方式進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生像科學(xué)家一樣親自參與科學(xué)探究與發(fā)現(xiàn)，這不僅有利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)思維的積極性，激發(fā)靈感、產(chǎn)生頓悟，而且還可以使他們的創(chuàng)造性思維得到培養(yǎng)。

又如：將阿基米德原理的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)探究：

【提出問題】一艘滿載貨物的萬噸巨輪正在大海中航行，海水對它的浮力有多大呢？很顯然，這個(gè)問題已經(jīng)無法用前面學(xué)過的用彈簧秤測量浮力的方法來解決，問題的提出在學(xué)生心中激起了求知的欲望。為了解決輪船在海中航行時(shí)所受浮力大小的問題，必須先研究和浮力大小有關(guān)的因素。

【猜想與假設(shè)】浮力大小究竟和哪些因素有關(guān)，大家可以猜想，發(fā)表自己的見解，并說出理由。這時(shí)課堂氣氛頓時(shí)活躍，同學(xué)們根據(jù)以往學(xué)過的知識、生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜測、討論。教師將學(xué)生提出的各種猜測進(jìn)行歸納：浮力大小可能與物體的密度、物體的體積、物體的形狀、浸入液體深度、液體密度大小有關(guān)。

【制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】猜想是否正確，還需要?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。浮力大小可能與其中一個(gè)還是幾個(gè)因素有關(guān)？如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究？于是學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇器材，并自覺地運(yùn)用了控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】學(xué)生進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作：

a.用彈簧秤測出體積相同而密度不同的銅塊和鋁塊浸入水中時(shí)所受的浮力大小，并比較。

b.用彈簧秤測質(zhì)量相同而形狀不同的橡皮泥浸沒水中時(shí)所受的浮力大小，并比較。

c.觀察橡皮泥分別浸沒在酒精和水中相同深度處彈簧秤的示數(shù)。

d.觀察橡皮逐漸進(jìn)入水中彈簧秤的示數(shù)和浸沒水中后，在不同深度處彈簧秤的示數(shù)。

【分析與論證】通過上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析得出浮力的大小與物體密度、形狀和深度都無關(guān)，與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)。

【提出新問題】我們已經(jīng)探究出浮力大小和液體密度、排開液體的體積有關(guān)，那么它們之間有沒有確定的數(shù)量關(guān)系呢？

【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】請同學(xué)們設(shè)計(jì)方案，怎樣使物體放入水中后，既能測出浮力的大小，又能收集起物體排出的水。學(xué)生選用了自制的溢水杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步收集證據(jù)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)體積小的金屬塊浸沒在水中時(shí)，彈簧秤讀數(shù)變化小（浮力?。砰_的水也少；體積大的金屬塊浸沒在水中時(shí)，彈簧秤讀數(shù)變化大（浮力大），排開的水也多。既然浮力大排開的水多，浮力小排開的水少，那么浮力的大小和排開水的多少是否有著必然的聯(lián)系？從而引導(dǎo)學(xué)生去秤一秤排開液體所受重力有多大？看它和浮力大小究竟是什么關(guān)系？

【分析與論證】學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)，浸在液體里的物體所受的浮力，竟和排開的水所受重力正好相等。從而進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)（浸沒、部分浸入、漂浮）得出了阿基米德原理。這在阿基米德是靈感思維，對學(xué)生則是在老師指導(dǎo)下，經(jīng)過探究活動(dòng)后發(fā)現(xiàn)的。

二、以探究的思想改進(jìn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

教學(xué)中我把部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)改成探索性實(shí)驗(yàn)，并增加了一些探索實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以拓展學(xué)生的思維領(lǐng)域。通常采用以全班討論或小組討論的形式進(jìn)行。由于學(xué)生思考問題的方式和角度不同，討論中可能出現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)方案，這些方案只要合理有效，就及時(shí)肯定，并讓學(xué)生去做，不必要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和書上給出的實(shí)驗(yàn)相同。例如：在“測小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中教師沒有給出具體的步驟，一切由學(xué)生自行完成，結(jié)果我在巡視實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，各小組都有明確的實(shí)驗(yàn)步驟，并設(shè)計(jì)出了開放性的記錄表格，記錄了燈絲在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流和功率。實(shí)驗(yàn)后學(xué)生多方向、多角度的分析觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，從而開放性地歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

分組實(shí)驗(yàn)時(shí)強(qiáng)調(diào)小組成員要有明確分工，加強(qiáng)小組間的合作與討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各小組將自己的探究過程，收集的證據(jù)和作出的結(jié)論，包括沒有解決的問題向全班報(bào)告，然后經(jīng)過質(zhì)疑答辨和討論，作出結(jié)論，達(dá)成共識，使大家都分享到探究成果。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，讓學(xué)生根據(jù)物理原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。我按學(xué)生不同程度確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。采用的方法一是寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告或提出實(shí)驗(yàn)方案，組織學(xué)生討論比較，選擇最佳的可行性方案，統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二是師生自編或精選一些探索性、綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)問題，讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)。

例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)了通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受力運(yùn)動(dòng)，通電線圈在磁場里會(huì)受力轉(zhuǎn)動(dòng)，這是電動(dòng)機(jī)的原理后。有的同學(xué)提出：如果把通電的液體放入磁場中，結(jié)果會(huì)怎樣？學(xué)生猜想之后自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，結(jié)果設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)，可以使通電液體在磁場中運(yùn)動(dòng)。例如將裸銅絲彎成封閉的圓環(huán)嵌入玻璃器的邊沿作為一個(gè)電極、把一小段碳棒放入玻璃器的中央作為另一個(gè)電極，向玻璃器內(nèi)倒入電解質(zhì)（食鹽水），再把玻璃器的一半圓面“卡”在馬蹄形的磁場中，用導(dǎo)線把學(xué)生電源、變阻器、裸銅環(huán)、碳棒串聯(lián)起來。接通電源，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，使其電阻逐漸減小，電流隨之逐漸增大，會(huì)觀察到鹽水由慢到快的旋轉(zhuǎn)起來，現(xiàn)象很明顯。

問題可以由學(xué)生自己提出，也可以由教師提出。例如：在做完瓶吞雞蛋的實(shí)驗(yàn)后，提問：如何把吞進(jìn)瓶中的雞蛋完整地取出來？引導(dǎo)學(xué)生分析壓進(jìn)瓶內(nèi)，靠的是瓶內(nèi)外的壓力差，反過來也可再用瓶內(nèi)外的壓力差，將雞蛋壓出來，學(xué)生討論得出一些切實(shí)可行的辦法：①把瓶倒過來讓雞蛋堵住瓶口后，放入一個(gè)密封容器中減小容器內(nèi)的氣壓，瓶內(nèi)外的壓力差使雞蛋從瓶內(nèi)吐出來。②把瓶子倒過來，讓雞蛋堵住瓶口，再給瓶子加熱，使瓶內(nèi)的氣壓高于瓶外氣壓，雞蛋也會(huì)被吐出來。我發(fā)動(dòng)學(xué)生課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到很多的問題，他們不斷地克服困難改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果學(xué)生把廣口瓶換成150ml平底燒瓶，把去殼的熟雞蛋換成去殼的熟鵪鶉蛋，實(shí)驗(yàn)時(shí)把一端浸過酒精棉的鐵絲點(diǎn)燃后，迅速插入燒瓶中，待燃燒片刻后抽出鐵絲，再迅速將鵪鶉蛋放在瓶口上，過一會(huì)即可看到鵪鶉蛋沿著燒瓶頸慢慢下滑到瓶底，這樣改進(jìn)可見度增大，生動(dòng)形象地證明了大氣壓的存在。把燒瓶倒立，使鵪鶉蛋堵住瓶口（小頭向下），然后把燒瓶固定在鐵架臺(tái)上，用毛巾包住瓶底，并不斷把熱水慢慢注到毛巾上，一會(huì)燒瓶就會(huì)吐出鵪鶉蛋。

教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及操作方法雖然都是經(jīng)過反復(fù)證明了的，但實(shí)驗(yàn)操作方法仍然存在著這樣或那樣的不足，而且方法都只有一種，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。為此教師可以有意識地創(chuàng)造一種探索氛圍，比如提出“應(yīng)該進(jìn)行怎樣的設(shè)計(jì)”、“為什么要這么做”、“換一種方法能不能做”等問題并運(yùn)用多角度思考法、缺點(diǎn)列舉法、逆向思維法等方法，引導(dǎo)學(xué)生探索，對其不足加以改進(jìn)。

四、在實(shí)驗(yàn)習(xí)題的教學(xué)中融入科學(xué)探究

對一些較復(fù)雜的練習(xí)題，筆者設(shè)計(jì)了一些隨堂實(shí)驗(yàn)，以點(diǎn)撥學(xué)生的解題思路。例如：用重30牛的鐵桶到井中提水，待桶內(nèi)裝滿水后，用力提桶使它直立于井水中，既不露出水面，又不與井底接觸，如果桶內(nèi)水重100牛，那么，提桶的力量將小于30牛。但不少同學(xué)有疑問，提桶的力為什么不包括水重？我布置學(xué)生課后自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去探究，并讓學(xué)生在課堂上將探究結(jié)果加以演示：取一小鐵桶，將它直立于水中，記錄下彈簧秤提桶的力的大小，然后再將小桶的口朝下，會(huì)發(fā)現(xiàn)彈簧秤提桶的力大小不變，說明了將桶直立于水中，提桶的力不包括水重。這個(gè)小實(shí)驗(yàn)很有說服力，加深了學(xué)生對阿基米德原理的理解。

五、開展課外活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究

課外活動(dòng)是物理課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，是學(xué)生將物理知識應(yīng)用于實(shí)踐的重要途徑。當(dāng)學(xué)生完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)后，教師更應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己選擇課題進(jìn)行探究，以滿足學(xué)生的個(gè)性發(fā)展需要。

在課外活動(dòng)中，我校開放了實(shí)驗(yàn)室、圖書館、校園網(wǎng)等探究性場所，使學(xué)生能根據(jù)探究需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、資料收集和信息處理。初中物理課本中有32個(gè)小實(shí)驗(yàn)，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室利用自制儀器，自制潛水艇、針孔照相機(jī)、潛望鏡、完成了紙鍋燒水等小實(shí)驗(yàn)。有的小組自制儀器非常巧妙，指出書本上實(shí)驗(yàn)的不足，并加以改進(jìn)，如改進(jìn)了磁極間的相互作用規(guī)律、焦耳定律等。對那些富有創(chuàng)造精神的作品，我及時(shí)向?qū)W生推薦，讓作者為老師同學(xué)表演，并將實(shí)驗(yàn)情況寫出報(bào)告，組織評比，引導(dǎo)他們不斷推陳出新。曾經(jīng)有學(xué)生用可樂塑料瓶做“浮沉子”，實(shí)驗(yàn)效果很好，其他學(xué)生看后覺得有趣味，紛紛模仿制作，有的還進(jìn)行了一些改進(jìn)，使之變成精美的玩具，一旦成為玩具，更容易促進(jìn)學(xué)生“玩”進(jìn)物理世界，“玩”出學(xué)習(xí)方法及趣味。

總之，改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，不僅有利于國家《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的貫徹落實(shí)，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、概括能力和應(yīng)用科學(xué)知識解決問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使學(xué)生真正體驗(yàn)科學(xué)的奇妙和偉大，并不斷在探究中提高、發(fā)展和創(chuàng)新，成為適應(yīng)今后社會(huì)高速發(fā)展的開拓型人才。