黄旭辉
湖南省衡阳县四中421200
【摘要】 探究性实验课应充分发挥实验的探究功能，重视学生自主探究过程，让学生自主参与获得物理知识与技能，不仅要让学生动手实验，还应创设情境让学生设计实验，这样不但有助于培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和科学探究的学习方法，而且还能激发学生的学习兴趣，提高课堂教学的有效性。如何在高一开展好探究性实验课的教学？本文将结合《探究牛顿第二定律》一课谈一下自己的心得体会。
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关键词 探究 自主学习 合作学习 创造思维
2011年11月我有幸参加了广佛肇"相约佛山、聚焦课堂"物理教研活动，听了来自广州、佛山、肇庆三位老师的研讨课，收获很多，感觉到高中新课程改革实施几年来给我们的课堂带来了实实在在的变化：一、教材换了，现行粤教版物理教材在每节教学内容中设置了"观察与思考"、"讨论与交流"、"实践与拓展"等必须由学生来参与课堂的教学环节，还附有学生课后自学的网站"physics.scnu.edu.cn/gzwl"，而且新教材还将有些以前为验证性的实验改成探究实验。二、教师观念更新了，教师不再满堂灌，演独角戏。三、学生的学习方式优化了，学生不再是纯粹的观众，被动的听，完全没有思考和创新的过程。新课程理念所强调的以自主、合作、探究为理念的新的学习方式，突出个性与创新；教师的作用是组织、指导和帮助学生学习进步而非替代作用等等。这些变化都是新课程标准在物理教学的具体体现，同时告诉我们在物理教学中不能再是空洞的"纸上谈兵"，特别是以实验为基础的物理学科更必须要以学生为主体，让学生动起来，通过实验自己探究物理原理，获得最真切的体验，更深刻地理解物理知识和技能。因此探究性物理实验的开展就更具意义了。
探究性物理实验可以激发学生学习物理的兴趣，帮助学生形成物理概念，获得物理知识和技能，还有助于培养实事求是、严谨认真的科学态度和科学探究的学习方法。因此高中探究性实验课是最能体现新课程理念的课堂，我们每一位老师在开展探究性实验课教学时都应该给学生提供宽松的、易于思维的学习空间，营造探究和交流的学习氛围，让学生学习和体验科学探究的思路和方法，将学生的探究能力、创新意识以及实验技能的培养置于实验探究活动之中。
1.探究性实验课教学特点
1.1 未知性与问题性
探究的问题只要对学生本人来说具有一定的陌生或新异，就有探究的意义和价值。探究性实验教学要以问题为线索贯穿于教学过程的始终，在实施探究之前让学生进行大胆的猜想、假设，学生就可以在教学过程中围绕着某一个或多个问题进行实验、分析，展开交流与讨论。问题不仅能够激发学生主动学习和探究的兴趣，而且也是学生汲取知识、锻炼思维能力的前提。这样不仅有利于教学的开展，而且有利于学生学习兴趣、独立思考和分析问题能力的培养。
1.2 发现性与探索性
在探究性实验教学中创设某个问题情境，由学生自己发现尚未掌握的知识，寻求尚未知晓的事物，激发学生内在的学习动机和学习兴趣，使学生积极地主动地进行探索研究，从而认识、理解并解决所面对的问题。探究性实验是实验在前，物理概念的形成、规律性的认识在后。前者是后者在认识上的感性基础，后者是前者的发展必然结果。实验为学生提供印象深刻的感性认识，使得理性知识变得容易理解和掌握，因此，这些实验教学从心理学角度来说更加符合学生的认知规律。
1.3 过程性与开放性
亲身经历和体验以探究为主的教学活动是学生学习科学过程与方法的重要途径，因此探究性实验教学重视让学生经历一个完整的知识发现、形成、应用和发展的过程，体会科学研究的方法。从教学模式上看，探究性实验开放性比较大，实验的设计、数据分析及实验结果评价等都离不开学生自己。另外，在教学过程中，由于营造了民主的教学氛围，打破信息交流封闭性，实现师生之间，学生之间的多向活动，其教学形式是多样的、随机的，重视了学生的个性发展。
1.4 主动性与互动性探究性
该模式中教师的作用不再是单一地传授知识，而是在学生进行探究活动过程中根据学生的需要给与引导和帮助。同样学生的学习不再是一种被动地接受灌输，而是在教师的指导下积极参与科学实验的探究，在一定的教学情境中发现问题，寻找解决问题的途径和方法，从而获得所达到的发展阶段的宝贵知识，培养在真实生活情境中发现问题、解决问题的能力。学生始终是这一过程的主体。在探究性实验教学过程中学生常以小组或班级为单位进行合作学习探究，把教学过程处理成师生间、学生间信息传递的互动过程，进行多角度、多层面的交流，使每个学生都能发挥各自的优势，获得表现的机会，从而激起学习探究的兴趣。
2.如何上好高一探究性物理实验课
2.1 引导学生合理的猜想、激发探究兴趣
牛顿说过"没有猜想，就没有伟大的发现"。探究性实验是一个综合活动，它起始于学生的科学假设和猜想，因此老师在探究性实验课教学过程中对学生的猜想应给与足够重视。然而对高一学生而言，他们对如何去探究一个科学问题还很陌生，很难提出科学的猜想和假设。针对这一情况，教师要主动给高一学生降低探究的门槛，在课堂上创设好探究问题的情境，让学生从情境中发问、猜想，激发他们的求知欲望和探究的兴趣。同时要注意在创设情境时要在符合客观事实的基础上，凸显出一些问题解决方式或答案的信息，使创设的情境对学生的猜想和假设具有一定的启发和暗示性。
例如讲《探究牛顿第二定律》中"影响加速度的因素"一课时，在引导学生猜想的环节一般有三种方式：a、直接告诉学生力和质量是影响加速度的两个因素。b、直接问学生影响加速度的因素有哪些？c、创设情境、设置一些问题作铺垫，然后让学生去思考、去猜想。显然第一种方式不是探究实验，而是让学生去验证实验；第二种方式对高一的学生来说太难，很多学生答不出来，从而影响学生探究的兴趣。第三种方式符合探究实验课的特征和开展探究课的目的。所以我在上《探究牛顿第二定律》一课时：先给学生投影一组不同排量小轿车从静止启动加速到100Km/h 所需时间的数据表格（排量越大，牵引力越大），
问："哪辆车启动得快一些，为什么？"
生："力越大，加速时间越短，加速度越大。"大部分学生通过思考能想到。
然后再给学生投影同排量的一辆空载汽车和满载空载的图片。
问："哪辆车启动得快一些，为什么？"
生："满载汽车质量大，启动慢，加速度小。"大部分学生通过平时生活中的体验能直接回答出来
此时再提出影响加速度的因素有哪些？
生："加速度与力和质量都有关系"大部分学生初步体会到探究的成功。
通过给学生提供以上生活中物理情景，设置问题引导学生去思考，学生便能在猜想与假设时，就有一个较为明确的方向，不至于做出一些毫无边际的猜想与假设，同时也培养了学生收集信息的能力。这节课大部分学生都能顺利得出合理的猜想，初步体会到探究的成功，我能从学生的表情和课堂的气氛感觉到学生的喜悦以及学生表现出继续探究的兴趣。当然也还有少数学生猜错，猜不出来。这时教师要用正确的眼光看待每一学生提出的假设与猜想，发现学生的闪光点，多激励表扬学生，对探究还很陌生的高一学生提出的各种猜想哪怕是较为荒唐的猜想也要积极对待，不能讽刺挖苦，保护好每位学生的积极性。
2.2 设置问题、培养学生的创造思维
布鲁纳曾经说过："知识的获取是一个主动探究的过程，学习者不应是语言信息的被动接受者，而应该是知识获得过程的积极参与者、探究者"。探究性实验课本质就是需要学生自己设计并完成实验，要求学生熟悉教材内容，并能运用实验设计的方法和原理设计出合理的实验方案，并会观察实验现象、分析实验原理、解释实验原理、得出实验结果。只有让学生自己设计并完成实验，才能够最大限度地激发学生学习的兴趣和创造的潜能，这也充分体现了学生学习的自主性，符合现代主体性教育理论的要求。
然而由于高一学生经验不足，思维往往有较大的局限性，因而，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。同时学生动手能力的培养不够，而且学生对实验仪器的认识和控制能力较差，因此学生独立完成实验较难。所以老师课前要充分的"备"好学生，准确预计学生可能会存在的困难和障碍。对于学生难以克服的困难，老师也不能简单的代学生解决，而应通过预设一些问题来启发学生、帮助学生越过障碍。老师在预设问题时要考虑到新旧知识间的联系，设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫，同时要充分渗透创新能力的培养，利用学生的原有知识，引导学生在运用知识的探索过程中有所"创新"地解决问题。
例如在学生在设计"探究加速度与力和质量的定量关系"实验方案时：根据提供给学生的器材（小车、侧边带长度刻度的滑板、弹簧称、刻度尺、秒表、天平、打点计时器、垫木若干、沙桶（沙）交流电源等。）我预设了如下问题：
（1）如何间接测加速度大小？
（2）涉及三个物理量之间的关系很难同时确定，如何解决？
（3）如何改变物体的质量，如何改变物体的受力？
（4）需要记录哪些数据？学生通过对以上问题的思考。
这样学生便处于一种"心欲求尚未得，口欲言尚不能"的急需状态。于是同学们有的动脑在想，有的动手在试着做，有的在讨论，犹如一石投入学生的脑海，激起了思维的浪花，荡起了智慧的涟漪，从而调动起学生的探索求知欲望，激起了强烈的探求知识的动力。学生在思考、理解、回答以上问题过程中，不仅突破了本实验探究设计难点，而且提高了学生的思维能力，激发了学生的学习兴趣，还达到了巩固"匀加速运动"等旧知识、提高学生灵活运动知识的能力。
2.3 创造良好的 "合作交流"氛围，培养学生严谨探究品质
在探究性实验过程中，每一个学生对实验原理的理解、实验器材的选取、实验设想、实验操作都不一样。老师在引导学生独立探究的同时，还必须重视引导学生开展讨论和交流活动。同学通过相互讨论和交流，会触发学生的再思考，通过再思考，实验设想会慢慢清晰，最后集大家的力量，一个大概的实验方案便能很快出来。实验设计是一项不断完善的过程，即使是集大家的力量得出来的实验方案仍然会有不完善之处，这时应该给学生展示自己、表达自己的机会，每组推出一个"发言人"向大家说出本组的实验方案的设计后，接受、回答同学和老师的质疑。
例如在《探究牛顿第二定律》课堂中，，我让前后四位同学一组相互谈论、以小组为单位设计实验探究方案，10分钟后各小组一般都能够设计出下两个实验探究方案当中的一个，让我惊喜的是班上有3组同学设计出下面两种实验探究方案。
方案1：
（1）利用a=2S/t，通过测小车静止下滑的 的距离时间和位移来得出加速
（2）控制变量
（3）加砝码来改变小车质量，改变滑板倾角来改变小车的受力
（4）记录小车M、F、S、t
方案2：
（1）利用 ，通过测量纸带和时间来得出加速度
（2）控制变量
（3）加砝码来改变小车质，改变沙桶质量来改变小车的受力
（4）记录小车M、沙桶m、S、T
在探究方案出来了，还不要急于让学生去动手操作，我是组织学生对提出来两个方案进行讨论，完善，并提出实验操作过程中要注意的事项。如在方案二的讨论中：
质疑1：绳子的拉力就是小车所受到的合力？生答：不是，还要考虑摩擦力。
质疑2：怎样克服摩擦力的影响？生答：可以适当抬高打点计时器端滑板，抵消摩擦力的影响。
质疑3：绳子的拉力和沙桶的重量相等吗？生答：不等。（有些学生答"相等"，此时老师引导学生思考：若相等，沙桶会如何运动？）
质疑4：在什么情况下，拉力和沙桶的重量近似相等。老师答：（较难，老师通过推导）当沙桶的质量远远小于小车质量时。
课堂上通过以上同学分组来共同讨论、设计探究方案的教学环节不但促使了生生合作、师生互动、融洽了师生关系、活跃了课堂气氛，而且在师生间的质疑和答疑过程中，完善了实验探究方案，培养了学生合作意识、严谨探究品质，同时还提高了学生用准确的科学语言表述的能力，增强了高一学生的自信心。
课后我还就《探究牛顿第二定律》这节课做了学生调查，调查的结果实是令人欣喜的，除了有个别学生感觉有点难，跟不上上课的节奏外，绝大多数同学都表示效果很好，喜欢这样的实验课，在此，我选录他们其中的一个成绩较好的黎梓良同学和一个成绩一般的林同学的反馈意见。
黎梓良同学："我觉得很好。在探究的过程中，不会像以前那样没有自己的思考过程，体会不到探究过程的快乐，总之，我非常喜欢这样的课堂。"
林同学："我认为这样的课堂每一个学生都参与其中，虽然在小组合作过程中每一个人参与的程度不同，但毕竟都参与其中，这样我就不会开小差或者只是看着别人做实验了，自从开展了这样的课堂，我认真了，实验课不动手、不动脑的现象不会再出现了，我也不会像以前害怕物理课堂。"
同学们的意见是我最重视的，因为他们才是我教学工作的归宿。同学们对探究性实验课堂的喜欢就是我教学最大的肯定。同学们喜欢上了我课堂也就表明他们开始爱上了学物理，在后来的物理课堂上我也明显感觉到学生积极性大大提高，上课更投入，对物理学习更有兴趣。
3.总而言之
高一探究性物理实验课是培养学生创新能力的一条重要途径，作为教师，要不断提高自身素质，精心创设情境和机会，重视猜想、设计、探讨三个环节。引导学生在情感、认知等方面积极投入到学习的全过程，给学生思考的情景，给学生质疑、想象的空间，给学生探索、发现的机会，给学生交流、展现的舞台，培养学生喜爱质疑、乐于探索、努力求知的心理倾向，激发学生的探索和创新的欲望，在解决问题的探索过程中获得成功的愉悦，在师生的互动教学中使学生独立性、主动性和创造性得以充分发展，最终成为探索型的学习者。
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参考文献
［1］ 李青山.物理科学探究中"猜想"的几点尝试. 物理课程网
［2］ 龙家良. 浅谈探究性实验的教学. 青海教育.
［3］ 高慎英，刘良华．有效教学论［M］．广东教育出版社