探究实验中强化学生自主性的方法研究

牛毅君

【摘要】物理教学，在培养学生实事求是的科学素养上，在夯实不畏困难、坚持不懈的探究精神上，在形成理性的批判和质疑的独立思考上，有义不容辞的责任。物理实验是学生认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。因此，培养学生自主探究物理概念和规律的能力是培养学生终身发展能力的重要步骤。基于学生生活体验，找到能产生思维冲撞的事例，可以激发学生自主探究的兴趣这个原动力;猜测和假设，是合理计划并实施自主探究的保障;培养敏锐的观察力和灵活善变的、理性缜密的思维方式是自主探究的精髓。

【关键词】槐探究性教学

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）27-0159-02

在科技发展日新月异的当今社会，教育的目标早已从培养德智体全面发展的好学生发展为要培养学生终身发展能力。学生除了要有文化基础，还要能自主发展，有社会担当，有创新精神。初中物理教师如果要为国家的教育改革和发展出力，为提升国家教育的国际竞争力出力，就应该从这个高度去审视自己的教学工作，自己先要成为能终身发展的、会思考、敢质疑、能创新的教学研究者。

物理学科是实验的学科。前辈们的建树都是基于实验的发明和发现。物理学科还要继续发展。而发现新规律、发明新方法，依旧要依靠实验。因此，新课标中明确强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识” [1]。 由此可见，培养学生的自主探究实验能力非常重要。

目前在培养学生自主探究实验能力方面存在很多问题。比如受教学时间限制，常因为赶进度使探究实验流于形式;其次学生由于自身的经历和所学知识的限制，基础能力比较薄弱，学习时可能出现逻辑思维混乱、知其然不知所以然的多，愿意做实验的少、会自主探究的更少。在面对这些问题时，如果教师只是单纯的口述讲解、理论推导，即使加进去表演化的实验演示，也会失去对于学生科学素养的培养良机，使学生失去学习物理的兴趣，进而减弱科学探究的主观意愿。文章就结合初中物理课堂教学实践，对探究实验中强化学生自主性的方法进行简单研究。

一、利用兴趣的效能，激发学生自主探究的原动力，是自主探究的基础。

人格心理学家阿尔波特说过，人类的兴趣是一种自主性功能，它是推動人认识事物、探索真理的重要动机。教育专家和导师们经常要求教师要激发学生的兴趣，这不是图热闹，而是要激发学生专注地投入自主探究的原动力。因此教师在课堂的引入部分应该力图找到结合学生生活实际的、能最大发挥兴趣效能的事例来使学生发现所要研究的问题是一个有必要研究的有趣的问题。如，在进行“密度”的概念学习时，为让学生真正理解密度，教师借助“探究物质质量与体积的关系”，首先提出在主题班会上表演节目布置场景时遇到的问题征求大家的意见，舞台需要一个假山，而搬来真的石头作为假山是否合适？如果不合适可以怎样解决？因为这跟学生的生活实际有关，又跟学生原有经验相当，由此，物质的质量和体积存在着奇妙的关系这个事实呈现在学生面前，而自主探究这个关系成了学生内在的需求。基于学生的体验可以发挥兴趣的效能，使探究活动成为学生的内在需求。如，在探究惯性现象时，由于传统的惯性小球实验装置现象比较平淡，可视性也不足。教师利用鸡蛋、纸筒、玻璃杯、硬纸板等器材演示“惯性鸡蛋”的实验，如图1所示。当教师用力猛地向左抽动硬纸板，随着“扑通”一声，学生看到鸡蛋掉进了它下方对应的水杯中溅起漂亮的水花。原来鸡蛋并不会随着硬纸板一起移动。这种有违猜想的视觉和听觉上的冲击引起的震撼，极大地激发了学生探究的欲望：为什么？！这样，一个抽象的概念就变得直观了，提高了学生的学习兴趣，重点得到突出，效率也自然提高。因此，基于学生生活体验，找到能产生思维冲撞的事例，来激发学生自主探究的兴趣这个原动力，是帮助学生完成自主探究的基础[2]。

二、鼓励对于影响因素的猜测，合理计划并实施实验，是自主探究的保障。

当学生有了自主探究的欲望时，引导学生猜测影响因素，可以有针对性地计划实验、科学地实施实验，不然可能会使之后的探究行为杂乱无章，或者沦落为由老师告知的假探究。而学生的猜测应该是理性的，是基于自己的生活和学习的实际提出的，所以每一次的猜测都应该有事实依据或理论依据[2]。

以“探究影响浮力大小的因素”为例，教师通过不会游泳的人在死海里人不会沉下去来激发学生的探究兴趣，并提出问题“浮力大小与哪些因素有关”来引导学生进行猜想。于是得到了如“浮力的大小可能与液体的密度、液体深度、液体的重力、物体浸在液体中的体积等有关系”的猜想。到底影响浮力大小的因素有哪些？下面就需要教师引导学生利用实验去验证。首先要使学生明确研究方法和任务。如，要探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系时，物体浸在液体中的体积是应该要改变还是要保持不变？除此之外的其他物理量应该是改变还是保持不变？浮力的大小是否和物体浸在液体中的体积有关？如果有，是怎样的关系？带着这些问题去思考，控制变量法在探究实验中的落实在学生脑中具体化了。依此类推，探究其他因素时应该改变什么物理量、控制什么物理量保持不变，这为自主计划实验、确定实验方法提供了保障。

三、培养敏锐的观察力和灵活善变的、理性缜密的思维方式，是自主探究的精髓。

指导学生进行探究型实验时，如能进一步鼓励学生敏锐地观察、缜密地思考、灵活地应对问题，则能帮助学生养成理性思维、合理选择和应付复杂多变的环境的科学素养。

1.观察要敏锐。

如，在“探究物质质量与体积的关系”实验中，教师选用水和纯甘油这两种无色透明的液体供学生实验。实验中学生会发现：其中一个烧杯里的液体倒不干净。同时教师提出“这样会对实验结果造成什么影响，有什么办法解决这个问题吗？引导学生找到残留部分和测量部分之间的关系。学生通过实验得出利用烧杯和纯甘油的总质量减去烧杯和残留在烧杯中的纯甘油的质量得到倒入量筒中纯甘油的质量，减小了实验误差，使实验结果更准确。随后教师提出是否要把水的实验也用这个办法重新测量，学生通过思考和讨论认为不需要。观察与思辨、发现问题与解决问题，学生们得到了直观思维和逻辑思维交替发展的体验。

2.思路要开阔。

在“探究固体、液体、气体三种状态的物体是否同样具有惯性”时，教师提供装有水的塑料瓶（器材a）和绑在木棒上的小纸片（器材b）两组器材（如图2），让学生分组自主探究。部分学生的思路可能仅仅局限在老师提供的器材或者其中某一种情况上，因此在实验过程中教师要通过问题引导学生，思路要开阔，思维要灵活，尤其要避免不动脑筋的从众心理，不然虽然也参与了实验，而获得的体验与长进是有缺憾的。学生之间的交流是必要的，但引起的“羊群效应”是可怕的。教师要鼓励学生独立思考、灵活多变、开阔思路，才能得到成功的体验。

3.反思要及时。

在“探究液体密度是否会对物体浮力产生影响”时，教师提供了不同种类的液体。学生在自主探究时发现了问题：物体放入硫酸铜溶液中时弹簧测力计示数为0。教师不提示而是让学生认真观察并且对比物体在其他两种液体中的状态。学生经过认真分析讨论發现物体漂浮在硫酸铜溶液的液面上，物体浸在液体中的体积并不相同。实验中的测量值出现跟自己的直观思维相左的现象，有时可是错误，有时却是客观现实。要学会及时地反思，要善用批判性思维去审视自己的实验，找到真正的问题所在并加以修正，才能最终得到符合客观规律的结论[2]。

说时迟那时快。探究课堂上学生遇到的问题瞬息万变，教师引导学生的机会稍纵即逝。以上对于数字“0”的处理是很好的例证。教师要有引导学生自主探究的强烈意识，要有洞察学生问题成因的敏锐眼光，要有不达目的不罢休的坚韧精神。只有这样才能还给学生独立思考、勇于探究的科学氛围，才能培养学生崇尚真知、勇于质疑的科学精神，才能造就学生乐学善学、勇于创新的科学素养。

只有在一步一个脚印的不断学习探究下，学生的实验探究能力才能得到真正提升。学生在处理实验探究类的问题时不再是摸不着头脑，不知从何写起;而是能够站在实验者的角度去考虑题目，分析题目，抓住关键词，适当延伸题目深层含义，能够熟练的使用控制变量法。

科学实验探究将学生由被动的接受知识转化为主动的获取知识，促进学生的全面发展，激发学生的学习兴趣，提升学生的逻辑思维能力和综合分析能力。探究型教学在课堂应用上还存在一些问题，在以后的教学过程中应该继续认真研究，使学生的探究能力从根本上得到更大的提升。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部. 全日制义务教育物理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[2]马文永.科学探究的几个环节在实验教学中的应用[J].物理教学，2017（07）