如何设计和实施物理实验探究过程

欧阳新秋

物理学是一门实验科学，物理规律的建立是以实验为基础的，并受到实验的检验.初中物理教科书中安排了大量的实验探究，既符合初中学生的思维特点，也符合物理学科的基本要求.因此，开展实验探究活动，对初中物理教学是非常必要的.如何设计和实施物理实验探究过程呢？下面结合自己的教学实践谈些做法.

一、创设情境，提出问题

所有的探究都是从问题开始的.学生能在简单层面上像科学家一样去主动发现问题，并激发学生进行探究.在发现问题后还需对现象进行进一步思维加工，用清晰明确的语言或文字表达出来，把发现的现象演变为一个可进行研究的科学问题.

二、合理猜想，形成假设

猜想是进行科学探究的基本要素之一，在这一阶段教师要引导学生了解背景知识，在此基础上针对准备研究的课题，引导学生提出两方面的猜想.一方面是猜想问题的成因，另一方面是猜想研究的结果可能是什么.猜想不可能一下就找到问题的症结，有的正确，有的不正确，然后鼓励学生大胆猜想，但不能瞎猜、乱猜，应该运用已有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程.因此，猜想需要有一定的依据：一是自己的经验，二是科学事实.在猜想过程中，教师要适当点拨，尽可能让学生进行思维的发散，然后引导学生进行合理的分析、推理、比较、形成假设.这是科学研究的一个很重要环节，让学生感受科学方法，同时也训练了学生抽象能力.通过猜想与假设为制定探究计划、设计试验方案奠定必要的基础.

三、制定计划，设计实验

这是整个探究过程中的重点.在这个过程中，制定计划与设计实验考虑较多的是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化，程序化.尽可能让每一个同学自己设计，让他们得到一种科学探究的体验，感受探索的艰难，之后再体验成功的喜悦，充分体现“以学生发展为本”的教学理念.在制定计划与设计实验时，要考虑到实验条件的限制，实验测量的可操作性与变量的可控制性等问题.选择器材时要根据研究内容分析各种器材的特点、对实验研究的优势和劣势各在哪个方面，最后确定方案.设计的测量要有可操作性，在不容易做到时要进行测量量的转化，可用测量其他量来代替.为能够观察到假设的变量与研究问题之间的关系是否存在，在设计实验时必须采用控制变量法.即在研究一个量时必须保证其他量保持不变.在学生制定探究计划之后，可以引导学生分析自己的计划，并组织学生相互交流探究计划，寻找计划中的不足之处，并预料它在探究中所产生的不良后果，从而提高对制定计划与设计实验在科学探究中所起的作用认识.在学生交流实验方案的基础上教师可以进行评价、归纳、总结，对学生没有注意到的关键性问题或有关安全性问题可以进行引导思考.

四、进行实验，收集数据

在实验方案确定之后，应放手让学生进行实验操作，收集证据.在此过程中教师要适当指导，并要注意收集学生实验过程中的问题，同时关注学生实验过程中操作是否规范、是否每一个同学都能积极参与进来.对于学生出现直接影响测量的问题要及时指导，以免学生重做实验，浪费时间.由于学生的实验技能参差不齐，常有个别小组做得比较慢，以致到了最后或是投机取巧，或是不了了之，要改变这种状况，可以将小组做适当调整，将动手能力强的同学尽可能分散在不同组，同时确保每一个同学都积极参与.教师在探究活动中巡回辅导也是重要一环，针对慢一点学生多一些辅导和监督，并通过进行激励性的评价，提高学生的信心和兴趣，最终改变这种被动的局面，也可以采用重点步骤进行监控的办法，即实验中的某一项观察或记录需由学生向教师汇报，教师当场记录，以确保重点内容观察记录的落实.另外，在实验过程中也要注意是否存在不安全的隐患问题.

五、分析论证

学生在实验中获得感知，再对这些数据进行比较和概括，进行思维加工，得出初步的结论，并尝试对实验结论进行描述.得到结论后再与前面提出的假设进行对比.

六、交流讨论，得到结论

在不同组的同学的交流过程中，可以相互完善结论.与传统教学中总结不同的是：教师不是对自己做的演示实验进行总结，而是在学生自我发展基础上，通过梳理学生认知结构来归纳结论，使学生感到成功的喜悦.

七、评估

评估是对探究行为和获得信息的可靠性、科学性从严密的角度重新审视的过程，是对探究反思的过程.评估能优化探究方案，并有可能引发出新的发现，导致新一轮探究过程的开展.同时可以在评估和改进方案过程中增长了知识，提高了机能，为今后对类似课题探究方案的优化奠定了好的基础.评估过程有利于学生养成严谨科学态度，有利于发展学生的批判性思维.