------------开展探究性实验教学的实践研究
现代物理课程标准指出：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。科学探究作为一项新的教育内容和教学方式，它的总目标很明确，就是培养学生的科学探究能力，培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，以及通过科学探究活动来培养学生的参与意识、关心社会与关心生活的意识。
在科学探究中，学生像科学家构建、描述科学原理那样经历探究的过程，将自己的经验协调起来并纳入逻辑系统，从而形成科学的概念与原理，建立自己的知识结构，使认知结构、知识技能、情感态度都得到发展。引导学生发现问题，提出问题，大胆质疑、猜想，设计实验探究，并且学会在实践中发现规律，在合作中相互帮助相互学习，逐步形成适合于自己的有效的活动。对于如何开展好探究实验已成为一个很有意义的研究课题，下面就我们学校开展探究实验教学的几点体会，谈一谈在实际教学活动中的具体措施。
一、诱发探究，辅助学生迈出第一步——提出问题。
“探起于疑”也就是说探究首先要有探究的问题。爱因斯坦说过：“提出问题比解决问题更重要”。李政道也曾说过“最重要的是提出问题,否则将来做不了第一流的工作。”生活在地球上的人谁不受地球引力的作用，但牛顿却从人们认为世空见惯、谁也不会否定的“苹果落地”现象中发现了万有引力。是为什么？是牛顿幸运，还是牛顿聪明过人呢？这都不是，而是因为他有“发现问题和提出问题并且想要解决问题”的意识。发现问题和提出问题对科学探究具有重要的意义，如果没有发现问题、不能提出问题，科学探究便无从谈起，因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。教师如何让学生自主地发现并提出问题是实施探究教学首先要解决的问题。
1、在日常生活中，引导学生就各种生活现象进行简单的探讨，就是让学生处于各种环境中时，通过看一看，听一听，闻一闻等五官感受，再根据自己的感觉提出问题。如，冬天天气很冷，窗户上会出现冰花，冰花为什么会出现呢？又出现在哪一侧呢？这样，帮助引导学生进行发现和思考。
2、我们教师在设计问题情境时要有目的地营造一种学生能够明显意识到的疑难情境激发学生的提问意识，促进学生产生质疑、困惑、探索求解的创造性学习动机。同时，要有意识地设计观察习惯的养成和观察能力培养的内容。课堂来源于生活，在我们的身边处处有问题，关键在于我们能否指导发现问题、提出问题。只要积极引导学生观察身边的事和物，就能提出许多问题。在学习《摩擦力》时提出我们都会走路，走路靠的是摩擦力，但是我们发现有时我们走得很稳，可是下雨天走路容易摔跤，想知道是什么原因吗？那我们就一起来“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”。于是帮助学生设计实验，采用控制变量的方法，去各个探讨。
在“探究凸透镜成像的规律”时，我先针对这个实验提出几个疑问，激发学生探究的兴趣：
1、让学生回忆照相机、投影仪、放大镜的成像情况并引导大家找出它们的主要部件都是凸透镜并提出疑问：通过凸透镜我们看到的景物有时放大、有时缩小，有时被拉近、有时被拉远，有时正立、有时倒转 ……那么凸透镜成像有什么规律呢？
2、给出器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、打火机。问：与照相机的使用过程进行比较，如何放置这些器材，才能使蜡烛火焰的像成在光屏上？
3、这个实验一般学生很难马上提出凸透镜成像情况与物体到凸透镜的距离的关系，教师先演示凸透镜在各种条件下的成像情况，让学生观察到物体到凸透镜的距离改变了，所成像的特点也跟着改变的现象。这时可引导学生提出问题：像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系呢？通过积极引导，有些学生还提出了这样一个问题：凸透镜的成像情况与物距和像距的关系是否也有关呢？
针对学生提出的问题，让学生自己动手实验，观察现象、分析问题、得出结论。这样，通过创设问题情境，引导学生提出问题，有助于激发学生解决问题的动机，让学生主动探究物理中的实验规律，从而解决生活中的实际问题，达到学以致用的目的。
二、鼓励学生大胆猜测。
猜测、想象是人在大脑中对已有的表象进行加工创造、创新的过程。作为一种能力，它是创造性素质的主要组成部分。创造性想象是异想天开，其产品往往是新奇独特的，有些是
现实中根本不可能存在的。但正是它们，把人们带进了科技创造发明的大世界。20世纪的伟大发明，如潜水艇、飞机、霓虹灯、导弹等，几乎没有一样不是大胆想象而发明创造的。有人说：“真理走进教学，必须穿着衣服。”“优秀的教师都善于把学生搞糊涂，使教学具有朦胧美、艺术美。”在物理探究实验教学中，老师可以在适当时候给学生一个猜测想象的机会。在实验前猜测实验现象，在完成探究实验后对所学知识进行一次想象运用。
例如，在探究“晶体熔化时温度的变化规律”实验后，我要求学生做课外小实验：烧杯、试管内部装有冰，将试管放入烧杯中，用酒精灯给烧杯中的冰加热，当烧杯中的冰没完全熔化之前，试管中的冰会熔化吗？
同样，探究“水的沸腾”实验后，我要求学生做类似的课外小实验：烧杯、试管内部装有水，将试管放入烧杯中，当用酒精灯给烧杯中的水加热足够长时间，烧杯中的水会沸腾吗？试管中的水会沸腾吗？
在实验之前，我要求学生大胆猜测实验的现象，实验后，大多数同学发现自己的猜测是错误的。这时我给他们分析其中的原因，让学生明白刚才的猜测想象缺乏科学根据，因此是错误的。
三、精心设计，培养学生设计实验的能力。 1、设计教学程序要符合学生的认知过程。
学生的认知过程，可以分为摄取、定位与活化三个步骤。在探究过程中，学生摄取了许多知识与方法，这些知识与方法最初在头脑中是杂乱无章的、无序的，如同无人管理的仓库中堆放的货物一样，不便于提取与运用，这就需要通过小结等方式对这些内容进行定位，“理清”它们之间的隶属关系及内在联系，使之有序化，如同超级商场中将货物分层、分柜台摆放一样，从而便于提取与运用。最后还要将这些内容运用到解决实际问题的活动中，使它们活化，如同商场中的货物必须被买走才能实现其自身价值一样。通过学生的主观能动作用，实现认识上的“两个飞跃”。在一节探究教学过程中，也应该符合这一认知的全过程。例如在“探究：摩擦力”的教学中，要使学生感知摩擦的存在、提出摩擦存在大小的问题、猜想影响摩擦力大小的各种可能因素，再让学生摄取控制变量法、力的平衡法测摩擦力这一方法；
通过实验与分析来去伪存真，从而定位：“摩擦力与压力及接触面的粗糙程度有关”；最后将知识活化，讨论在生活中如何增大摩擦和减小摩擦。
2．对具体探究过程的设计要符合课题的合适要素
科学探究，离不开探究的程序，这一程序其实就是思维的程序，它既是创造性思维的过程与探究学习的步骤，又是一节课中培养学生能力的关键与主要任务，它们是课堂教学的“脊柱”。程序中的各个要素相当于“脊椎骨”，它们对于一节课的探究过程实现起着至关重要的作用。因此，在探究教学中，每一节课内至少要有一个问题运用一条程序化的思维过程步骤。例如在“合理地利用机械能”一节教学中，探究“决定动能大小的因素”的思维程序是：提出问题──猜想与假设──设计实验与进行实验──分析与论证──合作与交流；在科学探究“凸透镜成像”的教学中，其总的思维程序是：提出问题──猜想与假设──制定计划与设计实验──进行实验与收集证据──分析与论证──交流成果，其中探究凸透镜成虚像的情况是相对独立的，它的思维程序是：提出问题──进行实验收集证据──分析与论证。
四、转换角色，让学生成为学习的主体，教师只要去充当引路人。 1、注重非指导性教学
即教为主导、学为主体的“双主”原则，充分体现教学过程的“双边性”。教师是教学过程的导演，学生才是真正的演员。要通过学生的探索，自己主动地获取知识，成为知识的主人。所有需要学生自己探索的问题，教师不可包办代替；所有学生能够自己探索出的问题，教师不需指导。因此，教师应该甘心当好“导演”，放弃想当“演员”尤其是当“明星”的想法。施教之功，贵在引导，要在转化，妙在“开窍”。
要充分发挥学生的主体作用，教师在教学中要敢于“放”，让学生动脑、动手、动口，主动积极地学，不要因为担心学生做不好就给学生越俎代庖，要充分相信学生的能力。探究性学习的目的是培养学生的实践能力和创新精神，如果任何事都由教师代办代劳，那么探究教学也就失去了它的意义。因此，教师必须尊重学生的自主权，尊重学生的意愿，科学地引导学生自觉地完成探究活动。但是，敢“放”并不意味着放任自流。事实上，探究教学并不是也不可能完全凭学生去自学或盲目探索，而不要教师的指导，否则也就不叫“探究教学”。当学生在探究中遇到困难时，教师要予以指导；当学生的探究方向偏离探究目标而又浑然不
觉时，教师也要予以指导。教师在教学中要善于选择指导的最佳时机和方法；要恰到好处地为学生提供必要的探究手段和信息资料；要适时地点拨学生去思考问题；抓住时机提醒和引导学生顺利完成探究步骤的转换；在协作性小组活动中，要鼓励学生积极参与小组工作，鼓励小组成员之间互相帮助，给予各小组报告他们的工作及其成果的平等机会，运用多种形式让学生参与对他人或自我的评价。
例如在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的教学中，学生提出许多猜想，但不可能每个人都将各种猜想用实验来验证，这时就要发挥教师的指导作用，将猜想相同的同学合并为一组。然后发动同组的同学讨论设计实验方案，由于设计实验方案是学生的难点，可能有许多不妥之处，先由小组讨论或教师引导再由小组合作讨论，得出实验方案。实验方案得出后，教师根据学校实验室器材配备情况，对实验方案略作修改，然后帮助学生寻找或配齐器材。小组实验时，学生可能遇到一些技术上的难点，此时教师可主动帮忙。但学生做好了而无所事事或做些无关的游戏，教师要即时提醒或要求该同学演示所做实验或讲解实验过程及观察的现象或记录的数据。
2．要注意师生共同探究。
教师不仅要当好“导演”，有时还应该当好演员中的“配角”，将自己作为学生中的一员，与学生一起从学生的角度去参与各种讨论、学习。即使有些探究的问题教师也不知道答案，这也是很正常的，没有什么不好意思。因此，在课堂教学活动中，教师应放下架子，甘心当一名“同学”。另外，教师还特别应该当好一名“前进生”和一名“后进生”。通过“前进生”的作用，在关键处引导点拨学生，通过一名“后进生”的作用去引起争议、辩论。例如在学习“探究：凸透镜成像”时，为了提高学习的乐趣，我们安排了一节课前引导课：引导学生制作水膜透镜、水杯透镜和望远镜。这一过程是教师导演的，但在制作中教师还要做学生的助手，此时教师也是一名“同学”，当学生完成一项制作时，教师引导学生用制好的镜子看近处物体，如书上的字；再看远处的物体，如黑板上的字。此时教师可以当一名“后进生”，进行有意“示错”，如说水膜透镜看近处书上的字一定是缩小的，望远镜看远处的物体一定是放大的等等。如果在此过程中，不同的学生发现水膜透镜看近处书上的字，有的放大有的缩小；有人用望远镜看远处物体放大了，而有人用望远镜看远处物体缩小了，学生提出质疑
时，教师可当一名“前进生”，进行解释。
五、设置开放性习题，将探究性学习引向课外
开放性习题具有发展学生思维、拓宽学生思路的作用，它能培养学生多角度、多层次、多方面考虑问题的能力。当学生学习了用伏安法测小灯泡的额定功率和实际功率后，我设计了如下题目供部分学有余力的学生探究。
例：小灯泡正常发光时的电流为0.35Ａ，用下列器材设计出测小灯泡正常发光时的功率的实验。器材：被测小灯泡一只、一组电压合适的电池组、电流表一只、滑动变阻器一只（最大阻值已知为Ｒ０）、一只电键和若干导线。要求：
（１）写出实验原理或实验电路图。（２）实验步骤。（３）实验结果的表达式。 （4）设计思路与方法。
类似的题目还有很多，教师可编排成一课一练，供学生课余讨论探究。“体验”是每个学生成长过程必需的，学生只有在参与中印象才深刻，科学探究教学模式正是为每个学生提供了平等“参与”的机会，通过“体验”促进学生的健康成长。
我近三年来在初中物理教学中开展探究性学习的教学，许多同学都感到这种探究性学习培养自己的观察分析能力、动手能力、收集和处理信息的能力，同学间相互合作、交往和沟通的能力及创新意识都有很大提高。所以教师在教育观念上要做到与时俱进，在教学模式和教学方法上要不断创新，适应教学改革，实施探究性教学，使学生学会学习，学会合作，学会发展，在初中物理课程中能够收获到知识，收获到快乐，收获到信心！
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