浅谈物理实验中学生探究能力的培养＊

王德思(即墨市第二中学，山东即墨266200)

浅谈物理实验中学生探究能力的培养＊

王德思
(即墨市第二中学，山东即墨266200)

结合探究教学总目标和高级中学物理实验课程设计特点，从创设问题情境，激发学生探究动机;引导学生猜想和假设，培养学生探究思维;设计探究方案，提高学生探究能力等方面，提出了若干策略和方法。

高级中学学;物理实验;探究能力

物理实验是高中学校物理课程的重要组成部分。在以倡导“科学探究”为显著标志的学生学习方式转变的今天，物理学作为一门成熟的精密科学，理性思维与逻辑思维能力是学生处理物理学问题的根本能力。同时，学生毕业后即使升入大学或者走上工作岗位，社会对他们的创新精神和创新能力都有着热切的要求和企盼。因此，通过有效的物理实验教学设计来培养学生的探究能力已成为中学物理实验教学的重要理念。物理实验“探究教学”是在课堂中以物理知识为载体，以学生为主体，使学生通过自主探究过程理解科学概念和科学探究的本质，从而培养出实验探究活动过程所需的思维的创新性、深刻性、灵敏性和独创性的教学方式。本文主要从以下几个方面来分析、阐述高职物理实验探究教学内容的设计策略。

一、创设问题情境，激发学生探究动机

古人云:学贵多疑，有疑则思，有思则进。问题是激发学生内在学习动机和探究意识的关键。因此，在高中物理实验探究教学中，引发学生主体性为特征的探究教学，必须突出学生的主体地位，强化学生的参与意识，通过生动有趣、耐人寻味的问题情境的创设，引导学生阅读教材、理解知识、思考问题、发现疑难，构建新的认知结构，在疑难困惑中产生质疑，在矛盾冲突中提出问题，在探索研究中升华兴趣，激发学生的内在动机和探索欲望，进而充分调动学生思维的积极性，促进学生实验探究能力的发展。

(一)创设以自然和生活为背景的问题情景，激发学生探究动机

大千世界五彩缤纷，物理现象比比皆是，用学生生活中十分熟悉的物体、现象创设情境适合学生的心理状态，有利于激发学生的学习兴趣，引起学生的注意，提高学生分析身边出现的各种物理现象的能力。例如，在讲“角动量守恒定律”时，可以利用角动量守恒演示仪先把角动量守恒的现象演示出来，让学生先有一个感性的认识。然后，创设“直升飞机的工作原理”情境:开启直升飞机主螺旋桨电源，螺旋桨按顺时针方向转动，机身也随即反向转动;调整螺旋桨控制电位器，螺旋桨加速转动，机身也随即加速反向转动。根据实验现象，引导学生思考为什么飞机上都装有一个尾桨，起的作用是什么?没有它会怎样?让学生带着问题去听课，以此来激发学生的探究动机，加深学生对所学知识的理解和巩固。

(二)创设以新颖和奇特为背景的问题情境，激发学生探究动机

学生总是对新知识充满兴趣与好奇心。在教学中教师要随着学生认识的不断深入，在新课导入和知识的转折处精心设计具有新颖性的问题情境，起到一石激起千层浪的效果，使新旧知识碰撞产生思维的火花，这样才能使教学内容产生巨大的诱惑力，激发起学生内驱力，保持一种紧张、富有创造性的精神状态促使学生积极主动地探求新知，提高课堂教学效率。

(三)创设以悬念和冲突为背景的问题情境，激发学生探究动机

问题往往产生于奇异的现象与引起矛盾的说法之中。悬念和冲突是人们心理的一种趋向，能够最大程度的激发人的好奇心和探究性，从而激发出学习的兴趣和需要。因此，在问题情境创设中，可将学生已有的知识、经验与实验原理间的矛盾作为设计问题的突破口，创设对比的问题情景，造成学生心理上的悬念，从而激发学生的探究动机。例如:精心设计差异性实验是创设悬念问题情境的手段之一。差异性实验是指实验结果与学生先前概念或常识相违背的科学实验。这些实验展示的现象，与学生已有的潜概念发生矛盾，使学生强烈的认知冲突被激发，使学生头脑中产生各种各样的疑惑，从而激发学生的探究动机。

二、引导学生猜想和假设，培养学生探究思维

猜想与假设是对所研究的问题根据已知事实材料和科学知识作出的一种猜测性陈述，对问题中事物的因果性、规律性作出的假定性解释，是培养学生科学探究思维的重要形式。在教学中，教师要为学生创设想象的空间提供丰富的材料，充分引导和培养学生猜想与假设的能力，让学生有所思考，有所探索，进而产生积极的情绪体验，培养学生自主探索、勇于创新的能力。同时，在引导学生猜想与假设的过程中，教师要把握好猜想中的放”与“扶”，让学生自主收集到与问题相关的信息，从而保证猜想和假设的合理性。

一是利用问题引导学生猜想和假设。①假如式发问，激发学生分析生活中的事实或现象，对问题的情境进行假设。②比较式发问，对容易混淆的概念和原理等进行比较，分别找出它们的异同点，可以帮助学生清晰掌握各自的特征和本质。③质疑式发问，给学生介绍那些似乎无法理解却是科学史上曾导致提出科学性问题的事实，鼓励学生，进行质疑，培养学生思维的批判性和创造性。

二是利用学生的经验和直觉思维引导学生猜想和假设。学生进行猜想和假设的直接素材来源于学生在日常生活和学习中形成的大量的日常经验和知识。在探究教学中充分利用学生的经验和直觉让学生猜想是培养学生猜想能力的有效手段。例如，对于“伏安法测电阻”的一课可以采用以下步骤来进行“猜想和假设的讨论互动”式教学:首先，引导学生发现问题。画出关于电流表内接法和外接法的两张电路图，组织学生根据经验和直觉思维通过两种方法实验。并鼓励学生大胆猜想，当学生发现两种电路测量存在差别时，便纷纷提出多种猜想。经讨论分析，最后集中在电流表有内阻的猜想上。然后，引导学生进行假设:假设电流表有内阻，实验结果又怎样?反复实验验证猜想。最后，指导学生再做实验并进行分析，在学生猜想和讨论基础上，教师及时加以归纳总结，得出实验结果。这样，整个教学过程中强调了学生自主探究思维的培养，使学生能够在其中积极思考、探究和进行合理的知识建构，使学生形成对未知事物进行探究的向心力。

三是利用类比联想引导学生猜想和假设。类比联想是从两个或两类对象具有某些相似或相同的属性事实出发，推出其中一个对象可能是有另一个或另一类对象已经具有的其他属性的思维方法。在高职物理实验探究教学中，可以利用这种思维方法引导学生提出猜想，通过比较常用已知的现象和过程同未知的现象，发现它们的共同点、相似点或相联系的地方，然后依此为根据推测未知的现象和过程的某些特性和规律。这样，有利于学生在自主的学习活动中感悟到其中的思想方法和内在联系，培养学生遇到新问题时利用这些思想方法进行类比的探究思维。

三、设计探究方案，提高学生探究能力

随着教学改革的深化，要求学生具有较强的动手能力。然而，从目前来看，高中学生自主学习能力相对偏弱，因此，在探究式教学中，教师要突出学生在实验教学中的主体作用，充分发挥其指导作用，要求学生自主地收集材料，进行分析，通过实验的设计、操作探究、讨论分析、结果归纳和再现，充分调动学生合理设计实验步骤的积极性，引导学生通对实验现象的观察、分析、推理，探求知识的本质，从而培养实验操作技能、观察能力、分析推理能力、创新能力。

首先，通过演示实验引导学生萌发观念和猜想。物理演示实验教学是指以具有一定可见度，可呈现在学生面前的物理实验的主要内容。在学习物理的过程中，要认识物理概念和物理规律，首先必须有一定的感性认识。因此，在物理实验教学中，运用演示实验，可以突出事物间的本质联系，使学生对物理概念与规律有透彻的理解，对未学的知识先奠定一个实验基础。同时，学生受实验现象感染，在已有的知识基础上，萌发出新的观念和方法，从而形成初步的实验步骤框架。

其次，围绕观念和猜想引导学生自主设计实验探究方案。通过演示实验，在学生提出初步的猜想，假设时教师要及时引导学生紧紧围绕猜想和假设寻找设计验证方法，组织学生以研究小组为单位，利用互动课件开展探究活动，各有所侧重，相互配合，引导学生合理设计实验方案。

最后，充分发挥学生在实验阶段的自主性，指导他们自行完成数据的记录、整理、分析、使用等。这样通过让学生观察实验，在探究过程中发现问题，自主学习，归纳总结实验探究过程中揭示的科学理论，并把它运用到生活实践中，形成科学的方法与思想，从中发掘和培养学生的探究能力。

［1］徐阳，卢慕稚．议物理演示实验与科学探究思想的结合［J］．时代教育(教育教学)，2011，(3)．

［2］陈方华．谈物理探究式教学在课堂上的实施［J］．物理教学探讨，2006，(11)．

［3］李鸿雁．新课程物理探究实验教学初探［J］．教育实践与研究(中学版)，2008，(1)．

2011－07－19

王德思(1975－)，男，山东青岛人，一级教师。