运用物理实验进行探究教学的实践与研究

运用物理实验进行探究教学的实践与研究 汪洪炎 论文摘要在中学物理教学中广泛开展研究性学习是目前物理教改的新举措，但如 何有效地落实于日常教学中却有待探讨，文章通过对实验分析，提出运用实验进行探究 教学是渗透研究性学习的有效途径并给出了具体策略。文章包括运用实验探究的依据、 主要程序及要求、教学中具体运用实验探究的策略及感想和体会几部分。 一问题的提出 随着物理教学改革的深入，实验教学得到了逐步加强，但是，在目前教学 中，存在对物理实验的认识仍停留在呈现物理现象、培养学生观察、操作能力 这一层次上，对实验在日常教学中的作用缺乏应有的重视，没有充分发挥实验 的功能。为此，新的物理教学大纲特别提出了研究性实验课题的要求，并给出 了参考课题，可见，学生的动手实践活动己是物理教学的重要组成部分。所以 针对物理教学实际，想通过体现学生为主体，教师为主导，实验探究为主线， 能力发展为主旨的物理实验探究教学，尝试在教学中进行实践与探索，目的在 于能将实验有效渗透到日常物理教学工作中，使实验和常规教学教好地整合， 更好发挥实验作为培养学生能力的载体作用。笔者认为，运用物理实验进行探 究教学，即引导学生自我发现，主动探究知识的产生和发展过程，体会科学研 究的方法，培养学生形成科学的观点、态度及方法，提高学生实践应用能力、 创造能力，从而促进发展性学力形成的一个有效途径。 二实验探究教学的理论依据 1、由实验是物理学科的基础性决定 运用实验的目的主要在于给学生创造一个学习环境，能促使学生主动获取 物理知识和发展能力，提高学生科学品质，其本身就是物理教学不可分割的 一部分，尤其是运用实验进行探究的过程及方法，更是物理教学的核心所在， 如果仅靠简单的语言展示本应通过实验等实践活动体验得出结论，其本身就违 背了物理学的科学方法，正如一个游泳教练教学生学游泳时，只注重理论传授 而不引导学生下水体验一样是不可想象的。 实验是一种有目的、可控制的理论联系实际的活动，这种活动能有效体现 理论与实践的关系。首先能较好的弥补学生亲身体验的不足和学生个体间体验 的差异。例如在教学失重超重知识时，在举例乘电梯的失重超重感受时，由于 学生大多来自农村，除极个别曾经乘过或去游乐园玩过的学生外，基本没有直 接感受过，而接着改用可乐瓶装水来演示失重现象获得了较好效果，然后又用 体重计请学生演示上下蹲时观察体重计示数变化来体验超失重现象。其次，实 验能再现事物的本质特征。由于学生原有的体验或生活经验许多只停留在表 象，有时会形成一些错误认识，使学生难以发现事物的本质特征，从而造成类 似亚里士多德式的误区。因此，必须排除次要因素的干扰，运用实验加以简化 和纯化以再现事物本质。如教学中重现斜面理想实验来说明力不是维持物体运 动的原因；运用两把鞋刷演示说明传送带上物体在加速时和随传送带一起匀速 运动时所受摩擦力情况；运用玻管抽气演示实验再现不同物体下落快慢现象的 本质特性，可见实验在教学中具有其他手段无法替代的作用。 2、实验探究符合学生的认知发展规律 从认知角度看，学生的学习是一种复杂有规律的认识活动，而物理学习的 认识过程是学生和物理环境相互作用的过程，物理学习始于物理环境对学生的 刺激，学生从物理环境中接受刺激主要有自然现象、实验现象及具体任务等感 性信息，然后经过思维的感觉、知觉、表象三个加工过程，使得学生对物理事 实、现象及过程有生动、具体的感性认识，从而挖掘出有待探究的问题，完成 从感性到理性的认识，具体到抽象的飞跃，然后再通过解决问题实现思维从抽 象到具体。可见学生学习知识必须经过一个科学的简约再生产过程。基于上述 认识，教学中应创设一个以学生为主体的探索物理环境，让学生在物理环境中 受到全面的思维训练，而探索物理知识及解决问题最适当的物理环境就是实 验，对此，在教学中我们深有体会。例如，在传授静电平衡知识教学中，学生 对带电物体电荷分布在表面难以理解，即在认知上表现为难以顺应，这时教师 做好法拉第圆筒实验一下子就把学生疑惑解决了。又如在平抛运动中有一个典 型题雨伞半径为r,边缘高出地面为h,让雨伞以角速度旋转w,使雨点从 边缘甩出落到地上，求雨点在地上所形成的半径教学中发现有相当多同学认 为半径就是平抛运动水平位移，有一次在教室里我发现有一把雨伞当堂进行了 演示，问题马上得到解决。因此用实验探究是教学的理想方式。 3、实验探究符合学生的心理特征，能充分体现学生为主体的思想 心理学研究告诉我们，人的各种活动都是由一定动机引起，兴趣是学习中 最现实、最活跃的动机成份表现形式，是推动学生主动获取知识、不断求真而 带有情感色彩的意向活动。所以，激发兴趣是整个教学程序中的重要一环，而 物理实验能有效激发学生的直觉兴趣、操作兴趣及探索兴趣，其中探索兴趣是 探索事物变化因果关系应用理论解决实践问题的兴趣，这种兴趣必须在主动探 索的活动中发展。同时学生的主体性只有在活动中通过活动来表现，在教学过 程中学生的主体活动既包括实物的操作活动，又包括内部的思维操作活动及相 互交往活动。运用物理实验进行探究教学能为学生的自主活动、和充分发展创 造有利条件，通过把空洞枯燥的“无理课”上成具体生动、有血有肉的探究课, 使学生在尝试、探究过程中找到个人的“自由发展区”。 三实验探究的程序及基本要求 （一）、基于上述思想，我们把实验探究教学活动的归结以下程序 创设问题情景 进行猜想假设设计►实验探究 讨论结论 应用拓展、迁移内化 （二）教学中应体现的基本要求 主体性这由于学生是实验探究的主体，实验探究的教学只有在学生主动 参与下才能取得较好效果。主体性体现在从角色地位看，是主动探究，非被 动接受，从情感态度看是积极求知、非消极等待，在教学中要把学生的主动性 充分发挥，要发扬教学民主，相信学生学习潜能，激发学习热情。 启发性学生的主体由于受到知识基础、能力发展水平和身心发展规律制 约，因此这种不成熟性决定了学生不能完全独立的探究问题。主体探究活动还 需在教学情景下由教师的组织指导进行实验探究活动，而启发指导作用只是诱 导和促进学生通过自己的研究去主动获取知识，掌握科学的思维及学习方法。 方向性运用物理实验探究，除结合学生认知特点创设物理探究情景外， 应注意探究课题明确性。提高探究的时效性。 协作性协作学习是一种通过小组班级集体组织进行学习的一种策略。在 学习活动中，学生将其在学习中探索发现的信息材料与其它同学共享交流，通 过对话，讨论及争论等形式以达到问题的解决。因此教学时加强师生之间的协 作性是十分必要的。 四在教学中运用实验进行探究的途径策略 1、重视教学中实验的设计运用 物理实验由于各种原因在教学中得不到应有利用，可能一方面由于教师怕 麻烦，另一方面也受条件影响，所以教师首先得从思想上提高认识重视实验的 应用，其实生活中到处有实验，我们可以因陋就简充分挖掘，设计一些实验， 使物理实验在不同课型、不同教学环节中发挥特定作用。我以为从表现功能、 表现方式和设计方法上主要有 1 引人新课中运用。引起学生对课题兴趣，建立感性直观认识，以利 学生提出问题。常在授课前运用简单器