实验探究式教学在初中物理教学中的应用

张旭东

众多教学实践证明，如果教学过程不经过学生一系列的质疑、判断、比较、选择，以及相应的分析、综合、概括等认知活动；不经过学生处于主动地位的活动，没有多种观念的碰撞、争论和比较，学生的主动性和创造性就无法保证，结论也难以获得，学生对学习内容也较难以真正地理解和巩固。因此，在教学中可采用探究式的组织形式和实验的手段来帮助学生更好地进行意义的建构。

一、创设情境，引入课题

这一环节的主要任务是联系生活实际，选择贴近生活的事例，通过营造具有设疑激趣的特征的问题情境，使学生在认知结构上感到自己知识链的脱节，形成较为稳定的学习动机。这里所创设的问题情境应该具有如下特征：针对性、趣味性、探究性。

例如在浮力概念的引入时，新教材中是通过几张图片，用看图归纳分析的方法引出浮力的概念。在这一环节，笔者认为这样安排并不能很好地调动学生的学习积极性，可以作如下调整：

教师首先展示动画课件，一个小孩在玩皮球，不小心皮球滚到树洞里了。“怎么办？请大家帮他想想办法？”学生会立刻回答：“往树洞里灌水，皮球就会浮起来。”

（其实，这是一个非常简单的问题，是学生在孩童时代就知道的问题。在这里，即使学校的硬件设施跟不上，没有多媒体设备，就用讲述法，也能马上吸引学生）

教师又问：“皮球为什么会浮起来？”大部分学生回答道：“因为皮球在水中受到了向上的浮力。”

教师进一步提问：“皮球会在水中浮起来，你们还见到过在水中浮起来的其他物体吗？”学生踊跃回答，如树叶、木板、泡沫塑料、轮船、潜水艇等。此时再让学生看书上几幅图，在此基础上让学生认识到浮力的存在。

最后，教师在“如果滚到树洞的不是皮球，而是铁球时，灌水后铁球还会浮上来吗”的问题下引出下一个问题：“在水中下沉的物体受浮力作用吗？”

二、猜想假设，设计方案

这一环节中，由学生自己讨论出或在教师的帮助下猜测出与被他研究的现象相关的因素，或相互间的可能关系。并设计初步的探究方案，包括思路、器材、具体的操作方法。

例如《阿基米德原理》这一节课中，当学生亲自参与测量浮力大小的实验，对浮力有更深层次的感受之后，教师恰当地利用这一时机引导学生猜测影响浮力大小的因素。要注意的是猜想并不是胡猜乱想，而是要依据学生已有的经验进行猜测或依据教师提供的教学实例猜测。在猜想中，有的学生认为浮力大小和物体的轻重有关；有的学生认为和物体体积有关；有的学生认为和物体浸入液体的深度有关；有的学生认为和液体密度有关；有的学生认为和物体与液体的接触面积大小有关；有的认为与水的多少有关；有的认为与物体的形状有关。虽然学生在这一知识平台上凭着直觉思维的猜测和假设会得出一些错误结论，但是既然是猜想，就允许猜错，而且学生在思维中霎时出现的灵感是非常有教育价值的，会让学生把自己头脑中原有的错误暴露出来，在下一步探究中自己去“去伪存真”。需要强调的是，教师在引导学生进行猜想时要把握好尺度，让学生在现有的经验和知识的基础上对问题进行科学的猜想和推测。

猜想假设后，教师对学生的猜想内容要进行归纳总结，并引导学生设计合理的实验方法进行实验研究。设计的一般思路是：（1）实验中要测量的量有哪些？这些量分别用何种方法或仪器可以测量？（2）实验中哪些量应该保持不变？哪些量需要变化？如何实现？在有多个因素时，教师要引导学生用控制变量法进行实验。小组讨论好后向全班汇报和修改实验方案，并交流记录实验数据的表格。

三、实验研究，寻求规律

教师将学生合理分组，根据前面设计的方案，指导学生进行实验，做好实验数据的记录。教师应让学生在协作的基础上进行观察、操作、感知现象、建立表象，并通过分析判断的思维过程，进而形成对物理现象和规律的合理的初步认识。在实验过程中，教师要适时地进行指导，发挥好探究过程中的学生主体能动性和教师的主导作用。

四、总结归纳，意义建构

根据实验研究所收集的信息结合学习者的认识水平，创设建立在学生自主探究基础上的有利于意义建构的良好学习情境。例如在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，学生自主实验得出了一些结论，如：物体所受的浮力大小与物体在水中的体积有关，且该体积越大，浮力越大；未浸没时，物体所受浮力与所处的深度有关，浸没后与深度无关；浮力大小与物体的形状无关。其实归根结底这几个因素都是看物体浸在液体中的体积有没有改变。教师进一步提醒学生，物体浸在液体中的体积就等于排开液体的体积。同时，让他们对其他结论也进行分析概括，最后得出物体所受浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关。

五、迁移运用，再作探索

这一环节中可创设应用知识于实践的情境，使学生通过联想、回忆、迁移等思维方式，在应用知识的情境中进一步巩固、深化、活用所学知识。

如在由实验得出物体的浮沉条件后，引导学生分析盐水选种、潜水艇的沉与浮、打捞中山舰等的原理。这样既符合新课程的“从物理走向社会”，激发学生的学习兴趣，感觉学有所用，又能够进一步加深学生对所学知识的理解。

当然，在加深巩固之后，教师也可向学生提出新的问题。例如在探究浮力的大小与哪些因素有关后可以用如下办法提出新课题：

师：通过探究我们发现浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关，如果把p液液和V排放在一起，同学们容易想到哪个物理量呢？

生：排开液体的质量m排=p液V排。

师：由m排我们会进一步想到G排，那么，浮力的大小F浮与排开液体的重力G排有何关系呢？（学生进行简短的讨论与猜想，教师展示下一个探究课题）

这几个教学环节可以用在整个一节课上，也可以是其中一个知识点的教学中，也可以由其中一个知识内容的教学到整个一节课，采用小环节到大环节叠套的形式，教师再根据情况来选择。

（苏州市彩香中学）