浅议探索性实验及其应用

曹恒强

物理学是一门实验科学，物理实验不仅是物理教学的主要方法和手段，同时也是物理教学的重要基础和重要内容.物理学的研究方法，对于探索自然具有普遍意义.学生在高中物理课程中学到了一定的物理基础知识，掌握了一定的科学方法和实验技能，受到了科学态度和科学思想的熏陶，这对于他们提高科学文化素质，适应现代生活、继续学习科学技术知识，都是十分重要的，在新教材中，物理实验教学占用了相当大的比例，一学生实验就有几个，还有大量的小实验，有些学校在条件允许下还增加了一些学生实验，如“螺旋测微器的使用”等。

上世纪末以来，体现能力与创新精神培养的现代理科教育观对我国的物理实验教学改革带来了积极的影响和推动作用，不少教师结合具体教学内容进行了探索和研究，现就结合我自己的教研及实践情況谈谈自己的一些粗浅的认识。

一、探索性实验的界定

根据探索性实验教学思想的形成和发展的基本观点，中学物理实验的教学目的以及探索性实验的功能，对探索性实验可作如下界定：

探索性实验的主体是学生，由学生自己动手，在实验过程中，认识到这些物理实验反映的物理本质，从而形成正确的物理概念，建立正确的物理规律.它旨在充分发挥学生在实验教学中的主体和中心地位，让学生亲身经历实验过程对未知结论的探索.激发学生的思维状态，培养学生的创新意识;初步形成科学态度，训练科学方法，提高学生分析、解决实际问题的能力。验证性实验与探索性实验在实验过程中师生双方的主体地位和作用方面有着明显的差别，具体体现见表1、表2。

表1验证性实验与探索性实验实验过程的比较

表2验证性实验与探索性实验在认识过程中师生双方主体地位和作用的比较

注：数据泛指从实验中获得的各种信息

探索性实验的特别之处在于，学生要在特定的环境中去自主发现“新”问题，也就是要有创新意识和创新能力，通过探索性实验，能培养学生前沿科学技能，随着社会发展，社会对高素质人才的需求日益迫切，所以必须转变“老师讲，学生听”的传统教学模式，使教师从“知识的传授者转变为“知识探索的导航者”.高中学生经过初中物理的学习，已经有了关于物质最普遍的运动形式的基础知识，受到了观察、实验、思维、科学态度和科学方法的初步训练，初步具备了一定的学习能力.教学中，教师应结合创新教育目标，努力挖掘探索性实验中的探索因素，放手让学生自主探索，使之真正成为培养学生创新精神、创新能力的物理实验活动，目前学生实验中探索性实验的增加，也为实验创新教育提供了教材支持。

二、探索性实验在课堂教学中的应用

探索性实验的应用可结合具体的教学内容按需安排.设计探索性实验时，需要以下几项基本原则作为实验设计的指导思想，即科学性原则、发展性、创造性原则、可行性原则、启发性原则、安全性原则、趣味性原则和效益性原则.教师要为学生提供发现问题、运用知识解决问题的机会和条件，要充分挖掘教材在培养与训练能力方面的内在因素，设计恰当的物理问题，教师提出问题后，学生在相互合作的前提下设计实验方案、进行实验探索，得出结论，最后师生共同进行交流和总结。

课例1摩擦力的方向

让学生自带软毛刷，2人一组进行实验.自己总结在不同情境下摩擦力的方向。

课例2力的分解

一个力如何根据它的作用效果分解是个比较抽象的问题，我们设计了两个小实验，一个是物体放在斜面上分解重力，一个是“路灯架’的受力分析，实验所用器材由学生自己准备：尺、铅笔、细线、重物等。

课例3自由落体

我们让学生准备了螺帽、硬币、纸片、乒乓球、气球、擦皮等物体，让学生自己设计实验研究物体下落速度跟什么因素有关…

课例4超重和失重

让学生站在便携式体重计上，通过人体的运动，观察体重计的示数，探索超重和失重的规律。

课例5螺旋测微器

在课堂教学时间允许的条件下，我们增加了这个分组实验，首先，我们告诉学生使用螺旋测微器可以提高测量的准确程度，向学生介绍了使用的有关注意事项，然后.我们把一对螺栓螺母和螺旋测微器同时发给每个小组，让学生参照螺栓和螺母的结构，自己探索应如何使用螺旋测微器，学生在做探索性实验时，可分为多种形式.即可以由老师提供实验器材或让学生自带些小物品，随堂完成实验;也可以在课堂启发、引导学生讨论，课后由学生完成，再利用上课交流总结，既可以人人动手.也可以分成小组。

这些都可以根据实际情况加以选择，总之，在教学中老师首先要转变教学观念，要敢于让学生自己做实验，在实验中学习。