物理探究实验之困惑与探索

物理探究实验之困惑与探索

镇巴县青水初中    张远学       

走进物理新教材近两年，也算是匆匆过了一轮，在两年的教学中感受其与老教材相比变化最大的莫过于实验。老教材的实验虽很多，但大多以测量型、验证型出现，重在要结果，而新教材中的实验则是以既要结果更重过程的探究型出现。经统计，北师大版物理初中三册书中，要求学生进行分组探究的实验有15个，随堂探究27个，还有一系列实践活动。仅分组探究和随堂探究两类约占总实验数的一半！

探究型实验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一种学习方式。其环节为：（1）、提出问题、（2）、猜想与假设、（3）、制定计划与设计实验、（4）、进行实验与收集证据、（5）、分析与结论、（6）、评估、交流与合作。由于传统的实验教学思想在我们脑海中根深蒂固，所以我们教者（更别说学生）在进行探究性实验教学过程中必定会出现一系列让自己头痛、一时很难解决的困惑。笔者在实践中，认为最大的困惑有四方面。

一、       常规课堂搞探究时间严重不足

一节40分钟的课堂，要完成探究实验的六个环节，根本不可能。现以我上 “探究——测量小灯泡的电功率” 一节为例（本应是学生分组探究，而我在该节课改为了边引导边演示）：（1）、提出问题：简单回顾电功率的计算，提出电功率如何测量？灯泡的亮度取决于什么？（用了4分钟）；（2）、猜想与假设：学生讨论后做猜想发言，有同学说灯泡的亮度取决于电压的大小，有同学说灯泡的亮度取决于电流的大小，有同学说灯泡的亮度取决于实际功率的大小（用了5分钟）；（3）、制定计划与设计实验：引导学生分析实验原理、实验器材、实验方法与步骤、实验电路图、设计数据记录表、注意事项等（用了15分钟）；（4）、进行实验与收集证据：组装器材进行实验，将收集到的数据和现象记录入表格中（用时10分钟）；（5）、分析与结论：引导学生分析表中数据得出正确结论（5分钟）。仅以上五个环节就用了39分钟，且为教师引导教师演示，若放手让学生来做，因学生对相关知识的掌握参差不齐，动手能力差异较大，加之对电学仪表的使用又很谨慎，40分钟是远远不够的。既使是优等生能在40分钟内做完，“评估与交流”、实验报告也没有时间完成。

二、       引导学生分析各个环节时的“度”难以把握

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，关键在于对引导程度的把握。（一）、如果引导过于简单的话，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，或者拿着仪器就乱做，一节课下来倒是玩得开心可什么收获都没有；如果引导过于详细的话，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。（二）、学生的观察能力、实验能力和思维能力是在不断的实践中发展起来的，八年级学生刚开始接触物理，过去的观察能力、实验能力和思维能力到底有多少，对其探究过程引导多深？九年级学生的这些能力到底又发展到了何种程度，尤其是分析能力，这时又该引导多少？

三、       实验器材紧缺与班大的矛盾

农村中学，实验器材过去几乎都是按Ⅲ类标准配备，尽管现在各校都高度重视实验教学不断地又添置了一些器材，但因器材质量、性能、学校资金等原因，各校仪器室能保证每个分组实验开出8组已是很不错了。而要让探究实验真正达到人人动手参与，2—3人一组最为合适，可我们的班级学生数大都在50人以上。若按2—3人一组，至少需要17组器材，显然器材相差太远；若每个实验按8组开出，则每组人数达6人以上，怎能保证质量？！

四、       “交流与评估”难以有效的实施

多次实验结束后让学生交流时，学生无言以对，或者就是问问别组同学的实验结果是什么，从不注重也不会对实验过程的设计、注意事项、数据的收集、结论是否全面等问题进行交流和自我评估。例如在用斜面小车做“测平均速度”时，一组同学用测得的数据算出前半程的速度为1.4m/s，后半程的速度为1.2m/s，我告诉他实验数据的记录有问题，让所有的组根据实际生活经验来讨论找原因，几分钟过去了，没有一组能找出原因。再如做“探究——测量小灯泡的电功率”（灯泡额定电压3.8V）时，同学们设计的电路图出现了如下图所示的三种情况：

        A                    B                           C

A种情况：分别用一节、两节、三节干电池作电源做三次实验，记录的电压值分别为1.5V、3V、4.5V。

B种情况：分别用一节、两节、三节干电池作电源做三次实验，读取电压表的示数分别为1.0V、2.4V、3.7V。

C种情况：用四节干电池作电源先后做三次实验，读取电压表的示数分别为3V、3.8V、4.2V。

    针对以上三种情况，我首先对同学们有不同的思路、多样的实验方法进行了肯定和表扬，然后引导他们交流讨论哪种思路最好，那种思路的误差最大？这时同学们又无言以对了。

面对这些困惑，笔者曾多次与同行交流，也得出了一些零散的经验，现整理如下，意在让更多的有经验之士共同出谋献策，快速推进探究性实验教学的发展。

一、为了解决常规课堂搞探究时间严重不足的问题，我在实际教学采取了下列一些措施：

1、强化学生对分组探究性实验的周前预习和课前交流。

（1）、周前预习。实验前一周将要做的分组探究实验告知学生，并发放《探究实验学案》，让学生做好实验相关环节的周前预习（三人一组，合作完成，其分组与实验时分组相同）。《探究实验学案》的格式如下：

探究——                                       的学案

小组成员：            合作预习时间：         指导教师评价：        

     该实验学案的后三行在实验时才填写。刚开始预习时，有些组不会填写或击不准要害，教师要及时地进行检查和引导分析，及时鼓励学生出现的优点和纠正存在的不足。若学生周前都能坚持预习，完成好学案，则剩下的探究过程就完全可以在40分钟的课堂内完成了。

（2）、课前交流。各组学生利用实验课前几分钟时间，各组对自己的猜想与设计进行小组交流，讨论其合理程度和可操作性。

2、必要时，调整交换课节，将40分钟的常规课变成两节连上的大课堂，确保探究型实验各环节有效地完整开展。

3、课余开放实验室和仪器室，让那些还需要温故实验或做拓展实验的学生有更多的机会动手实验。

二、        引导学生分析各个环节时“度”的把握问题。若实验前学生已充分做好了预习，实验时尽量不要做引导或做少量的引导，把更多的时间留给学生去动手操做。实验过程中做好各组的巡视，若发现问题做个别引导最好。

三、为解决实验器材紧缺与班大的矛盾，我在实验中常采取的措施有：

1、一个实验中把一个班的学生分成两批，一批放在实验课上做，一批放在该天的活动课或休息时间做。

2、两个不同实验同时做。在一节大课堂中完成两个不同实验，一个班的学生被分成了两部分分别做两个不同实验，40分钟后再交换。

3、可能的话，用生活中易找的器材代替实验室专用器材，在原理、探究的问题不变的情况下换做简易的实验。

至于交流与评估环节要得以有效的实施，关键在于学生的思维开阔程度、知识面宽泛程度、语言组织能力和动手实践的经验和水平等问题，当然，教师适时恰当地引导、及时的肯定与鼓励、平等和谐的课堂氛围也是非常重要的。

    总之，实验必须以学生的发展为本，既需要学生积极主动的自主学习与探究，也需要教师适时恰当地引导；既需要学生间的充分交流与合作，更需要教师营造好一个宽松、平等的氛围，激发好学生学习物理的浓厚兴趣，想方设法为学生的健康成长打造好平台。