试析初中物理探究式实验教学模式

于岩军

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）04-0292-01

探究式物理实验教学是基于问题的研究活动，它依赖于寓含问题的情景的合理创设，使学生的思维能够基于问题，最终探究出相关的规律和结论。探究式实验教学模式是一种以学生为主体，让学生进行实验探究，开发学生创造能力的一种教学模式，一般有"猜想、实验设计、实验探究、分析结果"几个部分组成。它越来越受到广大师生的青睐，其主要原因有以下几个：

第一，在这种模式下，它把物理实验提高到一个前所未有的高度，把它作为提出问题、探究问题的重要途径和手段，从需要解决什么问题到怎样解决问题，通过实验来展开，让学生充分地参与实验活动，激发和培养学生的实验兴趣，发挥学生的主观能动性，运用实验方法来探究知识的奥秘。

第二，它强调了学生的主体性。社会的发展呼唤创新，教育改革更加需要创新。但不强调学生的主体性，如何创新？靠什么创新呢？于是探究式实验教学模式就向传统教学模式发起了挑战。因为在探究式实验教学模式下，学生充分参与了课堂活动。现在教师经常有这么一种感觉：教师"一舌"可以激起学生思维活动的"千层浪"，课堂变成了学生思维训练的场所。往往一个问题，学生可以设计出许多个实验方案。

第三，它注重探究的过程，不是为了探究而探究。探究式实验教学模式的特点，就是在没有结果的前提下，由学生通过实验得出结论。这种新的教学模式完全不同于传统教学模式，在这种新的教学模式下，更注重的是过程，是思维方法，是科学品质的培养。

第四，探究式实验教学模式同要强调知识与技能在探究过程中的和谐统一。新课标中提出了"知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观"，而实验最能检验知识与技能是否掌握。因为，教学的目的不仅仅是掌握知识，更重要的是技能的掌握，能力的培养，科学实验态度的形成这三者的统一。

笔者曾在在"阿基米德原理"的教学之前，插入了"影响浮力大小的因素"实验探究教学：

1.创设情景，提出问题

呈现情景：一艘满载货物的货轮在大海中航行（投影）。设疑点拨：海水对这艘满载的货轮的浮力有多大？显然用前面所学的弹簧秤称重法是无法解决的。该用什么方法解决呢？这就需要研究和浮力大小有关的因素，即把解决轮船所受浮力大小的题材转化为研究和浮力大小有关因素的题材。

2.根据已有的知识和经验，进行猜想或假设

学生针对问题在四人小组中展开讨论，提出各种各样的猜测，这时教师可适当引导，排除一些偏差较大的猜测（如气压、温度会影响浮力大小），最后汇总为浮力大小可能与物体的密度、物体的重力、物体浸没在液体里的深度、物体浸在液体中的体积（物体排开液体的体积）、液体的密度等因素有关。

3.制定计划，设计实验

教师再次提问：如何设计实验证明上述的猜想是否正确？

教师可提示学生采用以前用过的变量控制法设计探究实验的方案，学生在教师的引导下，根据本小组的猜测讨论详细的实验方案，并在实验报告上填写所需的实验器材和合理的实验步骤，设计记录数据的表格，完成方案的设计。由小组代表上台交流介绍本小组的实验方案，全体师生参与可行性认定后，产生四个探究实验方案，如下：

3.1比较等体积的不同物块浸没在同一液体中受到的浮力大小来分析浮力与物体密度、重力是否有关；

3.2比较同一物块浸没在液体中不同深度处的浮力大小来分析浮力与物体浸没深度是否有关；

3.3比较同一物块浸没在不同液体（如酒精、浓盐水等密度差异较大的液体）中的浮力大小来分析浮力与液体的密度是否有关；

3.4比较同一物块浸没与部分浸在液体中的浮力大小来分析浮力与物体浸在液体里的体积（即物体排开液体的体积）是否有关。

4.进行实验，收集证据

每组学生按照自己的实验设计从教师事先准备好的实验器材（等体积的各种物块、弹簧秤、水、浓盐水、酒精、细线、深水杯、大烧杯、刻度尺等）中选择所需的器材，利用弹簧秤测不同情况下的浮力，在表格中记录数据。

5.分析证据，得出结论

学生通过数据的分析，分别得出结论：

5.1物体受到的浮力大小与物体的密度、物体的重力无关；

5.2物体受到的浮力大小与物体浸没在液体里的深度无关；

5.3物体受到的浮力大小与液体的密度有关，液体密度越大，物体受到的浮力也越大；

5.4物体受到的浮力大小与物体浸在液体里的体积（即物体排开液体的体积）有关，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。

6.交流与评价

每个小组轮流汇报实验过程和结果，经过认定后，汇总为：浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关，而与物体的重力、物体的密度、物体浸没在液体中的深度无关。液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。

由此可以分析木球从水底浮至水面的过程中浮力大小的变化。

7.再创情景，再次设问

教师给出一个不规则的石块，系上细线后让石块浸没在水中，并设问：这个石块现在所受的浮力具体有多大呢？

我们已探究出浮力大小和液体密度、排开液体体积有关，那么三者有没有确定的数量关系呢？

引导学生用弹簧秤吊着体积不同的金属块，浸没在盛满水的溢杯里，用空杯盛接从溢杯里被金属排出的水，观察金属块渐入水中直至浸没时弹簧秤读数及空杯中水量的变化。

让学生分析、比较后得出结论：浮力大--排开水多；浮力小——排开水少。

教师接着提出问题：浮力大小和排开的水的多少是否有必然联系？从而引导学生用实验去进一步探究物体排开液重和所受浮力之间的关系。

学生在亲手用弹簧秤测得被物体排开的水重后，惊奇地发现浸在液体里的物体所受的浮力，竟和排开的水重正好相等，从而探究出阿基米德原理："浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的重力"。接着教师再引导学生讨论如何去计算石块及船所受到的浮力。

在上述实验过程中，以教师的演示为引子，创设出一个个问题情景，引起学生的注意，并在引导学生进行探究设计，而在探究过程中，也以问题的形式逼迫学生思考，从而使学生在探究能主动探索，让学生在解决问题的同时，学习物理知识与技能，并体验科学探究的乐趣，感悟科学家的科学思想和科学方法，从而培养学生的创新意识、探索精神和实践能力。

从教学实践来看，研究实验教学的最终目的是完善教学手段，优化教学过程，提高教学质量。实验教学的模式不是一成不变的，在教改的过程中，教师应该更多地考虑学生的实际，只有把学生放在主体地位，才能提高学生的科学素质。