探究式实验在初中物理实验教学中的作用分析

摘 要：探究式实验在初中物理实验教学中具有重要的必要性。文章首先探讨了探究式实验对学生实验能力的培养作用，其次分析了探究式实验对学生学习兴趣的激发效果，然后探讨了探究式实验对学生科学思维和科学素养的培养作用，并最后探讨了探究式实验对学生合作和沟通能力的促进作用。文章分析了探究式实验在初中物理实验教学中可能遇到的难点，包括理解与掌握知识之间的平衡、学生探究兴趣的培养、实验设计与实际操作的结合、理论知识与实验结果的对应关系等，提出了一系列策略，如加强实验基础知识的教学、引导学生提出问题并进行假设、提供充分的实验时间和空间、注重实验结果的讨论和总结以及建立科学评价体系，激励学生主动参与。通过采用这些策略，可以更好地实施探究式实验教学，达到良好的教学效果。

关键词：探究式实验；初中物理；实验教学；难点；策略

中图分类号：G622.4 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）24-0117-05

实验教学在物理学习中占据着重要的地位，可以帮助学生巩固所学的理论知识、培养实验能力、激发学习兴趣、培养科学思维和科学素养以及促进合作和沟通能力的发展。然而，传统的实验教学模式往往以教师为中心，学生被动接受实验过程和结果。为了更好地培养学生的综合素质和实验能力，探究式实验在初中物理实验教学中应运而生。

一、 探究式实验在初中物理实验教学中的必要性

（一）探究式实验有助于培养学生的实验能力

实验是物理学习的重要环节，通过实验可以巩固和加深理论知识，锻炼学生的动手能力和观察能力。而传统的演示实验和指导式实验往往是由老师来完成，学生只是被动地观察和记录实验现象。这种方式限制了学生的实验参与度，无法充分发挥学生的探究能力。而探究式实验则强调学生的主动参与，给予学生较多的自主权。他们可以根据自己的思考和设想设计实验方案，观察实验现象并记录数据，最后通过自己的分析和总结得出结论。在这个过程中，学生需要观察细致、思考周详、动手操作，培养了学生的实验技能和实验思维能力，提高了学生解决问题和探究知识的能力。

（二）探究式实验能够激发学生的学习兴趣

传统的实验教学往往是按照老师事先确定好的实验步骤和结果来进行的，学生很难对实验产生兴趣和好奇心。而探究式实验则能够激发学生的学习兴趣。在探究式实验中，学生可以根据自己的兴趣和好奇心来选择实验内容和探究问题，可以根据自己的实验设计来进行调整和改进，从而更好地理解实验现象和掌握实验原理。这种自主选择和主动参与的过程会让学生觉得实验不再是一项枯燥的任务，而是一种有趣的探索和发现的过程，从而激发了学生的学习兴趣和动力。同时，学生通过自己的实际操作和实验结果的观察，能够更加深入地理解物理知识，提高学习效果。

（三）探究式实验有助于培养学生的科学思维和科学素养

科学思维是指科学家在解决问题时所采取的思维方式和方法。通过探究式实验，学生可以通过观察、比较、分类、归纳和推理等科学思维的运用，培养对问题的敏感性和分析解决问题的能力。同时，学生在实验中需要处理和分析大量的实验数据，学习使用科学工具和科学方法来收集和处理数据，从而提高学生的数据分析和实验设计能力。此外，探究式实验还能够培养学生的科学素养，使学生了解科学的本质和科学实践的过程，明白科学实验的科学性和客观性，增强学生对科学方法论的认识。

（四）探究式实验有助于培养学生的合作和沟通能力

在探究式实验中，学生往往需要与他人合作，共同完成实验设计、实验操作和数据分析等环节。这个过程能够锻炼学生的团队合作能力和沟通能力。学生在合作中需要进行充分交流和讨论，分享自己的想法和观点，同时也需要倾听他人的意见，从而达成共识和协作。此外，在实验过程中，学生还需要与同伴进行实验数据的交流和分析，学会如何清晰、准确地表达自己的观点和发现。这些能力的培养对学生的综合素质和社交能力的提升具有重要的意义。

二、 探究式实验在初中物理实验教学中的难点

（一）理解与掌握知识之间的平衡

物理实验是学生通过实践来理解和掌握物理知识的重要途径之一。然而，在进行探究式实验时，学生常常面临理解与掌握知识之间的平衡难题。首先，学生可能对实验中涉及的物理概念和原理理解不足。他们可能缺乏对物理学基础知识的完整和准确的理解，导致在实验中难以抓住实质问题，从而影响实验结果的正确性和准确性。其次，学生可能在实验中过于注重理论知识，而忽视了实际操作的重要性。他们可能过于依赖教科书或教师的指导，对自身的实际操作能力缺乏信心，从而影响了他们对实验过程的思考和学习。同时，他们可能缺乏对实验中所使用的仪器设备和测量方法的实际操作经验，导致难以正确地使用仪器设备并准确地进行测量和实验操作。因此，在进行探究式实验时，学生需要在理解物理知识的基础上，注重实际操作能力的培养，并积极参与实验的设计和实施过程，以达到理解与掌握知识之间的平衡。

（二）学生探究兴趣的培养

学生的探究兴趣培养也是探究式实验教学中的难点之一。由于传统的实验教学模式强调的是教师的指导和控制，学生往往缺乏主动参与的机会，导致他们对实验缺乏兴趣和好奇心。在探究式实验中，学生需要自主选择和设计实验内容，这对学生的探究兴趣提出了一定的要求。然而，由于学生在实验设计和操作方面的能力有限，可能会面临实验难度过大或实验过程无法完成的困境，从而导致学生对探究实验失去兴趣和动力。因此，如何培养学生对探究实验的兴趣，并帮助他们克服实验中的困难，是需要教师在教学实践中进行改进和探索的问题。

（三）实验设计与实际操作的结合

在探究式实验中，实验设计与实际操作的结合也是一个难点。首先，实验设计要求学生具备一定的理论知识和对实验现象的预测能力，而初中生在这方面的能力相对较弱。这可能导致学生在设计实验时，无法充分考虑到实验过程中可能出现的各种情况，从而使实验结果与预期相差较大。其次，实际操作过程中可能会遇到各种突发情况，如实验器材的损坏、实验条件的改变等，这就要求学生具备灵活应对和解决问题的能力。然而，初中生在这方面的经验较少，他们在遇到问题时往往不知所措。此外，实验数据处理和分析也是初中生在进行探究式实验时面临的难点。他们可能缺乏对数据处理和分析的方法和技巧，导致无法准确地从实验数据中得出结论。而且，他们在面对大量数据时，可能会感到困惑和无从下手。这些问题都需要教师在实验教学中给予充分的关注和指导。

（四）理论知识与实验结果的对应关系

探究式实验中，学生需要通过实验来验证和检验物理理论知识。然而，在初中阶段，学生对物理理论知识的理解可能还比较薄弱，导致他们在实验中无法正确应用理论知识来解释实验结果。而且，物理理论知识与实验结果之间的对应关系可能有时并不直观，需要学生进行深入思考和分析。在探究式实验中，学生需要通过实验数据和实验现象来认识和理解物理理论，从而形成理论与实验结果的对应关系。这就要求学生具备一定的理论知识储备和分析能力，以便能够正确地解释实验结果，不断地调整和改进自己的实验设计。因此，在实验教学中，教师应该注重物理理论与实验结果之间的对应关系培养，帮助学生正确理解实验现象，并能够用物理理论知识进行解释。

三、 探究式实验在初中物理实验教学的策略

（一）加强实验基础知识的教学

初中是学生接触物理的初始阶段，在初中物理实验教学中，教师需要注重加强实验基础知识的教学。首先，教师需要让学生了解实验的基本原理和操作方法，确保学生能够正确地使用实验器材，并理解实验数据的含义。其次，教师需要引导学生掌握基本的实验技能，如观察、测量、记录、分析等，这些技能对学生后续的实验探究至关重要。通过加强实验基础知识的教学，不仅可以提高学生的实验操作能力，还可以为学生的后续实验探究打下坚实的基础。在实验教学中，教师需要注重学生的实际操作，鼓励学生动手实践，亲自体验实验的过程，从而加深对物理知识的理解。例如，教师开展《光反射时的规律》实验教学时，可以先介绍光的反射原理，让学生了解光的入射、反射和折射等基本概念。然后，教师可以给学生展示实验器材，如光箱、反射板等，并示范如何使用这些器材进行实验。接下来，教师可以组织学生进行实验，让学生自己操作实验器材，观察光线的反射现象，并记录实验数据。最后，教师引导学生分析实验数据，总结光的反射规律，并与学生一起讨论实验结果的意义和应用。通过这样的实验教学策略，学生可以通过亲身实践来加深对光的反射规律的理解，提高实验操作能力，同时也培养了学生的观察、记录、分析和合作等实验技能。

（二）引导学生提出问题并进行假设

在探究式实验中，引导学生提出问题并进行假设是至关重要的。首先，教师需要培养学生的问题意识，让学生善于发现问题、提出问题。其次，教师需要引导学生进行合理的假设，让学生根据已有的知识和经xaZZiFAE4ti2E7dFv8pjPA==验，对问题进行分析和推理，提出可能的解决方案。在引导学生提出问题并进行假设的过程中，教师需要注重培养学生的创新意识和创新能力，鼓励学生大胆尝试、勇于探索，不要害怕失败。同时，教师还需要给予学生充分的支持和指导，帮助学生解决实验过程中遇到的问题，确保实验的顺利进行。例如，教师开展《杠杆的平衡条件》实验教学时，可以先引导学生观察和分析杠杆的构造和作用，让学生了解杠杆的基本原理。然后，教师可以提出问题：“杠杆为什么会平衡？平衡时有哪些因素会影响杠杆的平衡？”引导学生进行思考和讨论。在学生对问题有了初步的认识后，教师可以引导学生提出假设，如“杠杆平衡可能与力的大小、力臂的长度有关”。接下来，教师可以组织学生进行实验，让学生自己操作杠杆，观察和记录实验数据。最后，教师引导学生根据实验数据进行分析，验证假设的正确性，并总结杠杆平衡的条件。

（三）提供充分的实验时间和空间

探究式实验需要学生有充分的时间和空间来进行思考、尝试和探索。首先，教师需要给予学生足够的时间来理解和掌握实验的原理和方法。其次，教师需要给学生足够的空间来操作实验器材、进行观察和记录数据。最后，教师还需要给学生提供一个良好的实验环境，包括实验设施、安全措施等方面的考虑。提供充分的实验时间和空间是探究式实验教学的重要保障。在实验过程中，学生需要不断地思考、尝试和探索，才能真正地理解和掌握物理知识。因此，教师需要注重学生的主体地位，让学生自主地探索和实践，同时也要给予学生必要的指导和帮助。例如，教师开展《伏安法测电阻》实验教学时，可以将实验室布置为电路实验室，提供足够的电源、导线、电阻器等实验器材。教师可以先介绍伏安法测电阻的基本原理和方法，让学生了解测量电阻的步骤和注意事项。然后，教师可以给学生一些简单的电路图，让学生自己搭建电路，并测量电阻的大小。在实验过程中，教师可以观察学生的操作情况，及时给予指导和帮助。在学生完成实验后，教师可以组织学生进行实验数据的分析和讨论，让学生总结出伏安法测电阻的规律，并与学生一起讨论实验结果的意义和应用。通过这样的实验教学策略，学生可以对伏安法测电阻的原理和方法有一个全面的认识，同时也提高了学生的实验操作能力和实验技能。

（四）注重实验结果的讨论和总结

注重实验结果的讨论和总结是探究式实验在初中物理实验教学中的重要策略之一。在实验结束后，教师需要引导学生对实验结果进行讨论和分析，让学生从实验中获得更多的启示和收获。讨论和总结的过程可以帮助学生加深对实验原理和方法的理解，同时也可以培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。在讨论和总结的过程中，教师需要注重学生的参与度，鼓励学生发表自己的看法和意见，同时也要给予学生充分的支持和指导，帮助学生解决实验过程中遇到的问题。此外，教师还需要注重对实验结果的总结和评价，对学生的实验表现进行客观、公正的评价，从而帮助学生认识到自己的优点和不足，激励学生更好地进行实验探究。例如，教师开展《磁场的方向》实验教学时，可以组织学生进行实验，让学生自己操作磁铁和指南针，观察磁力线和指南针的变化，并记录实验数据。在实验过程中，教师可以引导学生进行实验现象的观察和实验数据的分析，帮助学生总结出磁场的方向规律。在讨论和总结的过程中，教师可以提出问题：“为什么磁铁的N极会吸引指南针的南极？”引导学生进行思考和讨论。然后，教师可以帮助学生进行逻辑推理，引导学生得出结论：“磁场的方向是由磁铁的N极指向S极，而指南针的南极指向地磁北极。”最后，教师可以让学生将实验结果和结论应用到实际生活中，讨论磁力的应用和利用。通过这样的实验教学策略，学生可以通过实验来认识磁场的方向规律，提高实验操作能力和实验技能，同时也培养了学生的观察、分析和合作等实验技能。

（五）建立科学评价体系，激励学生主动参与

在探究式实验中，建立科学、公正的评价体系对激发学生主动参与具有重要的意义。首先，教师需要设定合理的评价标准，既要包括学生的实验操作能力，也要包括学生的实验思维能力，如问题提出、假设、实验设计、实验操作、实验数据处理和分析等方面。其次，教师需要采用多元化的评价方式，如口头评价、书面评价、小组评价、自我评价等，这样可以全面、客观地评价学生的实验表现。此外，教师还需要注重评价的及时性和针对性，对学生的优点给予充分的肯定和表扬，对学生的不足给予建设性的批评和建议，帮助学生改进和提高。通过建立科学、公正的评价体系，可以激发学生的主动参与，提高学生的实验兴趣和动力，从而促进学生的全面发展。例如，教师在开展《练习使用滑动变阻器》实验教学时，可以设定以下评价标准：①正确使用滑动变阻器进行实验操作；②观察和记录实验数据的准确性和完整性；③针对实验结果提出合理的分析和解释；④与小组成员合作进行实验，展示团队合作精神。教师可以通过观察学生的实验操作和数据记录，以及听取学生的实验分析和讨论，进行口头评价和小组评价。同时，教师还可以让学生书面总结实验过程和结果，并进行自我评价。在给予评价时，教师可以肯定学生正确使用滑动变阻器进行实验操作的能力，并给予表扬，同时也可以指出学生观察和记录实验数据不准确或不完整的问题，并提出改进的建议。通过这样的评价体系，可以激发学生的主动参与性和积极性，提高学生的实验操作能力和实验思维能力，同时也培养学生的合作意识和团队精神。

四、 探究式实验在初中物理实验教学中的注意事项

（一）确保实验安全

在初中物理实验教学中，安全是最重要的注意事项。在进行探究式实验时，教师需要确保实验环境的安全，实验器材的完好性和可靠性，以及学生的操作规范。教师需要向学生明确说明实验中的危险源，并教授正确的预防和处理措施。此外，教师还需要根据实验内容，为学生提供适当的保护措施，如佩戴护目镜、使用防护手套等。只有确保了实验的安全性，学生才能放心地进行探究式实验，从而更好地理解和掌握物理知识。同时，教师还应该定期检查实验器材，确保其完好无损，避免造成意外伤害。当学生操作实验器材时，教师需要时刻关注学生的操作情况，及时纠正错误操作，并提醒学生注意安全事项。

（二）合理控制实验难度

探究式实验的另一个重要注意事项是合理控制实验难度。初中学生正处于物理学习的初级阶段，他们的物理基础知识和实验技能都还比较薄弱。因此，教师需要选择适合初中学生能力的实验，控制好实验的难度，确保学生能够通过实验获得有效的学习体验。如果实验难度过高，会打击学生的学习积极性，甚至使他们产生畏难情绪；而如果实验过于简单，又无法达到探究式实验的教学目标。因此，教师需要精心设计实验，确保实验既能够吸引学生的兴趣，又能够锻炼他们的物理知识和实验技能。

（三）适当引导和指导学生

在探究式实验中，教师需要扮演好引导者和指导者的角色。教师需要向学生明确说明实验的目的和要求，并在实验过程中给予适当的指导。教师需要关注学生的实验过程，发现他们遇到的问题，并及时给予帮助和指导。同时，教师还需要鼓励学生自主探究，培养他们的独立思考能力和创新能力。教师可以通过提问、提示、示范等方式，引导学生发现和解决问题，帮助他们更好地理解和掌握物理知识。在探究式实验中，教师还需要注重培养学生的团队协作能力，鼓励他们互相帮助、共同进步。

（四）鼓励学生多角度思考和探索

在初中物理探究式实验教学中，鼓励学生多角度思考和探索也是非常重要的。在实验过程中，学生可能会遇到多种问题和困难，需要从不同角度思考和探索解决方案。教师需要鼓励学生在实验中多角度思考，尝试从不同的角度分析问题，寻找不同的解决方案。这有助于培养学生的发散性思维和创新能力，使他们更好地适应未来的学习和工作。同时，教师还需要鼓励学生分享自己的思考和探索过程，与其他同学交流和讨论，共同学习和进步。这样可以增强学生的自信心和表达能力，也有助于培养他们的团队协作精神。

（五）注重实验结果的分析和总结

在探究式实验中，学生通过实际操作和观察获得了实验数据和结果。然而，仅仅获得数据和结果还不足以达到教学目标，需要对数据和结果进行分析和总结。教师需要引导学生仔细观察数据，分析数据之间的关系和规律，并帮助学生将实验结果与理论知识相联系，从而更好地理解和应用物理知识。此外，教师还可以组织学生进行实验结果的比较和讨论，促进学生之间的思想碰撞和交流。通过对实验结果的分析和总结，学生可以更好地理解和掌握物理知识，提高自己的实验和思考能力。

五、 结论

综上所述，探究式实验在初中物理实验教学中的必要性是显著的。通过探究式实验，学生可以培养实验能力、激发学习兴趣、培养科学思维和科学素养、培养合作和沟通能力。然而，探究式实验也存在一些难点，如理解与掌握知识之间的平衡、学生探究兴趣的培养、实验设计与实际操作的结合、理论知识与实验结果的对应关系等。为了更好地在初中物理实验教学中开展探究式实验，教师需要加强实验基础知识的教学、引导学生提出问题并进行假设、提供充分的实验时间和空间、注重实验结果的讨论和总结、建立科学评价体系，激励学生主动参与，并确保实验安全、合理控制实验难度、适当引导和指导学生、鼓励学生多角度思考和探索、注重实验结果的分析和总结。在探究式实验中，教师需要扮演好引导者和指导者的角色，注重培养学生的综合素质和创新能力。

参考文献：

［1］梁晓秋，赵韧.探究式实验对初中物理实验教学的影响研究［J］.实验科学与技术，2015（6）：102-105.

［2］李建华，王晓明.探究式实验在初中物理实验教学中的应用与研究［J］.科教导刊（中旬刊），2019（12）：51-52.

［3］陈全，张思佳.探究式实验在初中物理实验教学中的实施策略［J］.重庆理工大学学报（社会科学版），2018，32（6）：132-137.