初中物理探究性实验教学研究
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摘要：随着新课程改革的逐步深化，教师自觉学习物理教学的新方法与新理念，提高物理教学的主体性、探究性以及实效性，打造高品质的育人环境。因此，教师开始将探究性实验教学应用于物理教学之中，基于此，本文深度总结探究性实验教学的特点，并立足教学实践全面分析物理教学中探究性实验教学的意义，借助探究性实验教学培养初中生的动手能力、认知能力、推理能力、交流能力以及整合能力。这样，初中生就会获得高端定位、设计合理、科学有序、务实高效的主体认知平台，助力初中生的自主学习、合作探究以及健康成长。
物理教学具有非常强的实践性、探究性与规律性，因而需要初中生进行高频率的知识学习、理论验证、规律掌握与实验认知，在理论结合实际中高质量地掌握物理知识。因此，教师开始在物理教学过程中为初中生引入探究性实验教学活动，实现初中生的主体参与、近距观察、动手实践、缜密剖析、信息整合，在物理教学中激发出强烈的生命活力与能动性，打造科学化的物理课堂。
一、探究性实验教学的概述
探究性实验教学是指教师在物理教学过程中为初中生创设丰富多彩、趣味横生的实验活动，以此实现初中生对物理知识的主体探究、信息获取与知识吸收。这样，初中生就会从传统教学中的自主虚拟、凭空想象中解放出来，在主体实践、实验认知、合作探究、快乐交流中进行科学高效的知识学习与能力训练，真正成为物理课堂教学过程中的认知主人，帮助初中生充分展示主体认知活力。因此，探究性实验教学是教师积极践行科学育人观的有效平台，也是教师以生本理念与人文思想科学实施物理教学的必然选择，具有非常重要的教学意义。而且，初中生受身心发展的强大支持而具有较高的认知能力、思维能力、交流能力以及判断能力，因而与探究性实验教学具有非常高的契合度与适宜性，能够成为探究性实验教学中的认知行为主体，有助于初中生发挥出强大的主观能动性。
二、探究性实验教学的特点
第一，探究性实验教学具有突出的实践性。在探究性实验教学中，物理实验活动是初中生进行现象观察、信息提取、知识验证、规律推敲的探究对象，以此帮助初中生摆脱对文本信息的认知依赖。因此，探究性实验教学展示出非常强的实践性，立足物理实验帮助初中生进行知识学习、规律验证与视野拓宽。第二，探究性实验教学具有突出的主体性。在探究性实验教学中，初中生成为认知主体，在精心安装实验设施、细心开展实验过程、耐心剖析实验原理中真正成为物理课堂上的认知主人。因此，探究性实验教学展示出非常高的主体性，初中生能够成为项目学习、实验探究、信息处理、知识提取的活动实施者。第三，探究性实验教学具有突出的探究性。在探究性实验教学中，教师摒弃传统教学的知识说教与直接告知，引导初中生在观察现象、剖析数据、信息处理、规律总结中进行知识学习与能力训练。因此，探究性实验教学展示出非常强的探究性，能够给予初中生主体观察、积极思考、主动交流、整合认知的自主空间。第四，探究性实验教学具有突出的实效性。在探究性实验教学中，初中生实现了动眼观察、动手操作、动脑思考、动嘴交流，因而充分发挥了初中生的生命活力与能动作用，为物理教学提供了强大的能力支持。因此，探究性实验教学展示出非常强的实效性，非常有助于初中生的知识学习、能力训练与素质发展。
三、初中物理探究性实验教学的重要意义
探究性实验教学是初中生积极参与、主动思考、开心交流、自觉表现的生命乐园，因而具有非常重要的意义。
（一）培养学生的动手能力
在探究性实验教学活动中，初中生能够在准备实验材料、组装实验仪器、操作实验过程、整理实验器材中亲自动手，自主完成探究性实验活动的全过程，因而获得了非常充足的动手机会。初中生已经具有一定的动手能力与实践能力，因而初中生在探究性实验教学活动中获得的主体操作机会，必然能够推动初中生的动手能力的持续发展，进而推动初中生的全面发展。因此，探究性实验教学能够给予初中生充足的探究空间与实践机会，提升初中生的动手能力。例如，在北师大版八年级上册第一章第4课《汽化与液化》的探究性实验教学中，初中生需要自主安装实验装置，进行大量的实验操作活动。如在铁架台上固定好烧瓶，将水注入烧瓶内（一半高度），将酒精灯放在升降台上，点燃酒精灯，调节升降台的高度，用酒精灯的外焰对烧瓶进行加热，利用温度较低的铁块放在冒大量蒸汽的瓶口处（注意安全），拆解实验装置，清洗实验器材，放置实验材料等。这样，初中生就会立足个人的实验常识与生活技能完成上述实验操作活动，在自主操作、切身体验中获得动手能力的良好发展。而且，初中生还会积累丰富的操作经验以及实践方法，尤其是初中生在动手操作过程中的力度、角度都会得到有效提高，帮助他们成为善于思考、精于动手、心灵手巧的优秀学生。因此，初中生是探究性实验教学的认知主人，自然会在自主安装、合作实验、集体整理中获得大量动手机会，从而使初中生的动手能力、设计能力与完成能力都得到切实提高，有效提升初中生的主体素养。
（二）培养学生的认知能力
在探究性实验教学活动中，初中生获得了实践认知的好机会，能够在实验探究过程中更好地理解教学内容中的文本信息，因而获得了理论联系实际的验证机会。这样，初中生就会在科学化的实验认知中能够获得更多的信息积累与知识提取，推动初中生进入良性发展轨道之中，在主体实践中获得更多的认知灵感与探究方法。因此，初中生的认知能力能够在实验认知、合作探究、友好交流中获得持续不断的推动力而科学发展，持续提高初中生的认知兴趣与求知热情。例如，在北师大版八年级上册第二章第3课《探究物质的一种属性——密度》的探究性实验教学中，教师为初中生提供了一块小石头、一个托盘天平以及一个足够大的量筒，以此帮助初中生测定小石头的“密度”。一个物体的“密度”取决于物体的“重量（或质量）”与“体积”，二者的比值就是物体的“密度”。因此，初中生在精心规划以后决定先对小石头进行称重，求得准确的质量数值，然后再使用量筒测定小石头的体积。而且，初中生会总结出此过程不可倒置，如果先测体积，将使小石头表面有水，再去测质量就不准确。最后，初中生再利用密度公式求得小石头的密度数值。这样，初中生在老师的指导下科学设计实验过程，且有效避免了错误过程的负面干扰，因而能够较为准确地计算出小石头的密度数值。初中生经过深思熟虑科学设计实验过程，能够使初中生的认知能力与设计能力都得到较大提高，切实提升探究性实验教学的实效。
（三）培养学生的推理能力
在探究性实验教学活动中，初中生立足教材内容中的物理知识去进行实验探究、现象剖析、规律总结，从而需要将课本中的理论知识、客观规律与探究性实验活动进行有机结合。这样，初中生不仅需要立足理论知识解释实验现象，还要从实验数据中剖析物理知识与总结客观规律，从而有效训练与提升了初中生的思维能力、剖析能力以及推理能力。因此，初中生在“双向化”探究活动中有效训练与提升推理能力与逻辑能力，助力初中生的主体能力发展，学会科学推理。例如，在北师大版八年级上册第三章第2课《探究——比较物体运动的快慢》的探究性实验教学中，“物体运动的快慢”就是“速度问题”，而且，速度涉及路程的长短与时间的多少。教师为初中生提供带刻度的长木板、小汽车、秒表等实验材料，让初中生自主测定小汽车的速度。这样，初中生就在实验活动中慢慢理解速度的真正内涵，所谓“速度慢”，就是在相同的时间内通过的距离或路程较短，或在相同路程的情况下使用的时间较多，而“速度快”自然就是在相同的时间内物体通过的路程较长。而且，初中生还会立足自己的跑步经验，总结出“速度的快慢”与“自身消耗的能量”息息相关，能量消耗越多，跑步的速度自然就会稍快一些。能量消耗越少，跑步的速度就会稍慢一些。因此，初中生就在“速度测定实验”中更好地把握“速度”定义，而且能够立足两种情况去推断出“速度慢”的实际内涵，因而切实提升了初中生的推理能力与思考能力。
（四）培养学生的交流能力
在探究性实验教学活动中，初中生不仅需要进行“双向化”的探究活动，还要将自己的实验认知结果传递给同学，在合作探究与集体讨论中帮助同学积累知识。而且，初中生也会在聆听同学讲述中积淀更多的认知灵感、求异思维、拓展意识以及创新火花，有效促进自身的兼收并蓄与厚积薄发。因此，探究性实验教学就会拥有高频度、高密度、高强度、高效度的信息交流活动，自然能够有效推动初中生交流能力在实训探究中获得较大提升，实现初中生的互助成长。例如，在北师大版八年级下册第一章第5课《探究——使用器械能省功吗》的探究性实验教学中，教师为初中生提供了一个重物、一个动滑轮、一个弹簧秤，让初中生测定提升重物50厘米，看看使用动滑轮这一简单器械是否省功。在实验中，初中生发现使用动滑轮时，拉力很小约为重物重量的一半，但在拉绳子时发现问题，重物升高50厘米，动滑轮的绳子却要拉动100厘米。这样，初中生能够在对比中发现使用动滑轮只能省力，却不能省功。还有，由于器械之间存在摩擦力以及动滑轮自身也有重量，因而使用器械时不仅不能省功，还要做一点额外的功。那么，初中生就会产生疑问：“简单机械不能省功，存在价值是什么呢？”在开放讨论过程中，初中生慢慢发现，简单机械能够帮助人完成一些正常情况下不能完成的工作，自然需要多消耗一些时间与功了。因此，初中生能够在实验中一边探究、一边交流，不仅能够享受认知的快乐，还能够积累更多的实验知识，更能够提升初中生的交流能力。
（五）培养学生的整合能力
在探究性实验教学活动中，初中生需要完成理论知识的理解与应用、实验现象的收集与剖析、活动成果的汇总与交流、同伴灵感的接受与提取等主体活动，因而非常有助于初中生整合能力的提升。这样，初中生在探究性实验教学中需要面对大量的信息处理工作以及数据整合活动，自然能够有效促进初中生汇总能力、分析能力、判断能力以及提取能力的发展，提升初中生的整合能力。因此，探究性实验教学能够提供丰富的信息刺激，切实提升初中生的整合能力。例如，在北师大版九年级第十三章第3课《探究——测定小灯泡的电功率》的探究性实验教学中，初中生需要将电池、开关、电流表、电压表、小灯泡、导线等材料按照实验图示将其一一连接好。而且，初中生要注意电流表要串联在电路中，电压表并联在电路中，并注意两表的量程，不能超越量程而烧坏电流表与电压表。这样，初中生就会仔细观察并读出电压表与电流表上的数值，利用公式计算出小灯泡的电功率，从而完成对小灯泡的电功率测定。因此，初中生能够在实验中明确知道，要测定小灯泡的电功率需要知道电路的电压与电流，实验必然需要电流表与电压表，以此推动初中生整合能力的发展。
四、结语
综上所述，探究性实验教学承载着教师的教学智慧、教学能力与教学思想，也是教师推动初中生进行主体认知、实验探究、合作交流的才艺展台，能够对初中生的知识学习、能力训练以及素质发展产生积极影响。因此，教师应分析探究性实验教学的特点，并借助探究性实验教学培养学生的动手能力、认知能力、推理能力、交流能力以及整合能力，以此展现探究性实验教学的重要价值，助力初中生的自主学习与合作探究，提升初中生的主体能力与核心素养。
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作者:许颖 单位:甘肃省白银市白银区银光中学
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