丁志强

摘 要：基于新课标对科学探究的教学要求，结合物理实验教学的特点与现状，就若干实验教学案例在教学设计、教学内容等方面开展研究，提出一些教学策略，以期为实验教学提供一些有益参考。

关键词：科学探究;实验教学;策略

《义务教育物理课程标准（2011年版）》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。”而实验教学是引导学生构建物理知识、形成物理概念及规律的重要途径，也是科学探究的重要载体。传统实验教学中，多数教师会依据因篇幅有限而简化的教材设计开展教学，无形中削弱了实验教学理应体现的探究价值。为此，笔者通过苏科版初中物理若干实验教学的案例研究，探寻实验教学与科学探究的内在关联与外在表现，总结些许有助于提高实验教学实效的策略与方法。

一、借助实验巧设情境，激发探究的兴趣点

案例一：“杠杆平衡条件”教学引入

在用杠杆探究“平衡条件”之前，笔者展示了“蜡烛跷跷板”这个实验。如图1所示，将蜡烛的两边先后点燃，蜡烛就会像跷跷板一样开始上下摆动。因为这个实验的趣味性很强，而且又有别于日常生活中的跷跷板，学生就会想：“为什么蜡烛能自动完成上下摆动？”紧接着，笔者引导学生开展对“蜡烛的燃烧对两边的力与力臂的影响”这一问题开展讨论，为后续猜想影响杠杆平衡条件的因素打好基础。

图1：蜡烛跷跷板    图2：“浮袋”实验演示图

案例二：“浮力”教学引入

在开展浮力教学之前，笔者演示了一个“浮袋”实验。如图2所示，点燃酒精灯并对准垃圾袋的袋口加热，垃圾袋会不断膨胀，过一段时间后松手，垃圾袋就能自行向上飘到空中。实验结束后，笔者引导学生分别对“在对垃圾袋内部加热时，垃圾袋发生了怎样的变化？”和“垃圾袋能漂到空中的原因是什么？”这两个问题进行探讨，从而让学生了解空气能产生浮力。

实施策略：德国著名的民主教育家第斯多惠说过“教育的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒和鼓舞。”因此，借助一些意想不到的趣味实验，不只是借助趣味抓住学生眼球，更重要的是，通过展示给学生实验本身的真实情境，引导学生关注现象背后的物理问题以及对问题的思考，从而让实验真正为课堂的探究性教学打开一条有效通道，这是一项切实有效且富有意义的教学措施。

二、完善实验教学过程，体现探究的实效性

案例三：“探究凸透镜成像规律”教学过程

在“探究凸透镜成像规律”实验教学中，大多数教师常用的方法是，让学生先改变蜡烛或光屏到凸透镜的距离，直到在光屏上呈现最清晰的像，然后记录像的性质、物距、像距，并将物距、像距与焦距进行比较得出成像规律。由于实验设计过于笼统，往往会导致学生在实验过程中耗费大量时间，甚至出现错误操作的情况，这是非常低效的实验教学。

因此，笔者对上述实验设计做了三个方面的改进，一是用发光二极管“F”代替蜡烛作为物体，让学生将它放在凸透镜的两倍焦距处，在凸透镜另一侧移动光屏找到一个与物体等大的像。二是明确让学生将物体分别放在两倍焦距以外、一倍焦距和两倍焦距以内的某一位置，然后通过移动光屏找到最清晰的像。以上两个改进设计中既有“规定动作”又有“自选动作”，通过实践操作，不仅能让学生较为容易的掌握实验操作要领和方法，而且能有效培养学生的逻輯思维能力。

案例四：“伏安法测电阻”教学过程

基于教材内容，笔者主要设计了以下三个教学过程：一是测定值电阻的阻值，引导学生根据实验原理选择实验器材，设计并修正实验电路和数据记录表格，强调实验操作的规范性，目的是让学生掌握伏安法测电阻的基本方法。二是测小灯泡灯丝电阻的阻值，在巩固伏安法应用的基础上，引导学生重点探究灯丝阻值差异较大的原因，通过学生用手摸小灯泡外壁亲身体验灯丝的温度变化，引导学生辨析灯丝阻值与其温度的关系，让学生真正理解测小灯泡灯丝阻值实质上是在测量它在不同工作状态时的阻值。

实施策略：如果将物理教学置于教育哲学的高度，并加以理性的过滤，那最后留下来的，大概只是“关注过程，优化过程”这几个字了，这正是教好物理的关键之所在[1]。让学生亲历完整的实验过程，重蹈关键性知识的发生过程，这是科学探究在实验教学中的重要体现。

三、拓展实验教学内容，挖掘探究的潜在价值

案例五：“光的色散”教学内容

为了让学生能深刻理解白光是由多种色光混合而成的，笔者在学生完成教材设置的分解白光实验之后，通过拓展教学内容，引导学生对白光的色散现象开展了更为深入的探究性教学，教学过程如下：

师：实验证明，白光可以被分解成多种色光。那么，这些被分解出来的色光是否能被混合成白光？

生：能。

师：我们可以通过什么方式去证明？

生：做实验。

师：好的，只不过通过实验证明还得添加一个什么器材？（当学生回答有困难时，可以提示学生用逆向思维去思考问题）

生：还需要一块三棱镜。

师：对，那这块三棱镜应该被放在哪里？

生：放在原来的三棱镜和光屏之间。

师：很好，那就请大家先在虚线框中画出第二块三棱镜的位置图，也就是画出三棱镜的顶角和底边位置，然后经组内讨论确定可行的实验方案，最后按方案开展实验进行论证。

（学生分组讨论与实验）

在学生原有知识储备与思维能力的基础上，通过进一步完善与拓展教材实验设计，引导学生开展更为深入的探究性学习，不仅有助于学生构建更为系统的知识结构，而且有助于培养学生的探究意识与能力。

案例六：“特殊方法测电阻”教学内容

在学生应用伏安法完成小阻值（10Ω）定值电阻和小灯泡电阻的测量实验之后，笔者又增加了让学生测大阻值（100Ω）定值电阻的实验教学，这是一项极具探究价值的教学内容。在应用伏安法测该电阻过程中，学生会发现因电流表示数很小而导致读数不准确的问题，笔者通过引导学生首先分析电流过小的原因，然后分别围绕改进实验器材和实验方案开展探讨，找到解决问题的方法，最后通过实验完成测量任务。以上的拓展性教学，不仅能说明伏安法不是万能的，它是有适用条件的，而且能培养学生的辩证性和发散性思维，满足学生的个性化发展需求。

实施策略：实验教学不能一味的让学生按照教材设计重复实验操作或是再现实验现象[2]。为此，教师应基于教材设计，在恰当的时机嵌入特定的教学情境，通过让学生经历科学探究、开展深度学习，从而凸显实验教学服务科学探究的重要价值和积极意义。

基于科学探究的实验教学为学生形成探究意识、提升探究能力、建立科学思维构建了一条有效途径。惊喜有趣的实验设计、步步推进的实验内容、勾连有序的实验环节体现了物理学的探究之趣、科学之美，这为物理实验教学指明了前进的方向。

参考文献：

[1]吴加澍.对物理教学的哲学思考[J].课程？教材？教法，2005（7）：64-69.

[2]江山.实验探究：培养物理学科核心素养的有效途径[J].中学物理教学参考，2015（23）：2-5.