探究性物理(实验)教学模式

物理课程中的科学探究活动分为两类：

一类是课堂内的探究活动。这类活动主要由教师根据学生的认知水平和已有的知识基础，与学生一起，精心设计探究方案，指导学生在课堂内按设计的计划进行。

另一类是课外探究活动。这类活动应在教师的指导下，主要由学生自主设计探究计划，并让学生主动地开展探究活动。活动的时间可能是几天和几周。有些科学探究活动也可以课内和课外结合起来进行。

 

一 探究性教学模式的特征

    1、教学过程的主体性

探究性教学是学生在教师指导下的自主探究，与“以教师为中心”的传统模式最大不同，是教学过程中突出了学生主体性，教师的主导完全是为了更好地发挥学生的主体作用，并通过学生主体的充分参与、主动探究和主体的发展反映出来。

2、学习探究的自主性

传统模式把学生视为容器，学生接受知识完全处于一种被动状态。探究性教学则不同，它是在教师指导下自主参与教学的全过程，学生知识的获得，靠的是自己的主动探究，而不是被动的接受灌输。

3、信息交流的互动性

探究性教学强调在自主探究的基础上进行小组或班级的合作学习探究，与传统模式由教师满堂灌、单向信息传递不同的是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。

4、师生关系的和谐性

传统教学模式教师“以本为本”，无视学生的主体地位，要求学生适应教师的教，造成师生关系紧张。探究性教学尊重学生的主体地位和主体人格，教师的教完全是为了学生的学，师生之间民主平等，学生得以在和谐的教学氛围中获得良好的发展。

5、教学要求的层次性

学生之间在知识基础、认知能力、意志水平、兴趣爱好、学习态度等方面存在着明显的差异。传统的教学模式无视其差异，按同一个教学要求对待不同学力水平的学生，一部分学生感到要求过低，一部分学生又感到要求过高，造成两极分化现象。而探究性教学对不同层次的学生提出不同的教学要求和不同的学习任务，教学要求有针对性，更为提高教学效益创造了条件。

6、教学评价的激励性

传统教学模式由于学生处在被动地位，反复频繁的考试使大部分学生积累的是学习消极痛苦的体验，导致学生厌学、逃学。探究性教学由于学生自主探究，分层要求，都能在原有基础上获得进步，不仅有知识的积累，更有潜能的开发和人格的塑造，而且都受到表扬激励，获得成功的体验，从而激起更高的学习积极性和主动性。

二、关于探究性实验教学的分析

物理实验离不开理性思维的引导和支持。实验过程是学生主体积极的观察、思考和探索过程，通过实验教学培养学生思维，也正体现了让学生参与知识形成过程教育的有效途径。通过实验，模拟物理知识发现的原始过程，让学生受到物理思想方法教育，体验人类探索知识的艰辛历程，培养同学们崇尚科学的高贵品质和实事求是的科学态度。

探究性实验就是让学生从问题或任务出发，通过形式多样的探究活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式。

（一）当前实验教学的几种常见形式

1.演示实验。此类实验应当确保成功，简易方便，视度要尽量大，现象要清楚。在实验进行中要注意讲解配合，引导学生观察，启发学生归纳推理。

2.随堂实验。这种方式能使学生听、视、动、思同时激发，但需要的器材也比较多，可以因陋就简，发动学生用生活用品和自制教具。

3.学生分组实验。学生在实验室中，用几乎一节课的时间自己动手完成预定的实验任务，教师在课堂上巡回指导。学生通过实验学习基本仪器的使用，学习基本的测量、观察技能，并尝试处理实验数据，进行误差分析，独立写出实验报告，使实验能力得到全面的培养。

4.课外实验。这是物理实验的一种补充形式，对一些需要用时间较长的观察实验，或不能在课堂完成的实验是极有用的。在某种意义上更有利于培养学生创造思维和独立工作能力。

以上的四种实验形式都是物理教学必不可少的，在整个物理教学不可能只进行其中单一的实验方式，我们应当针对不同的课题选择合适的实验形式，以取得最佳的教学效果。

初中学生有一定的观察能力、实验能力和思维能力，但分析判断能力还不成熟，自主性还不强，因此还需要给予正确的指导。故需精心设计学案，把教学过程设计为学生探究新知识的过程。学生在实验探究之前必须深谙实验的原理，熟悉实验器材的功能与应用，有明确的实验目标。学生根据学案中的探究思路进行实验，而不是完全放手任由学生操作。这种完全放手给学生操作，对于初中生来说，是很不现实的做法，不仅无法让学生得到很好的锻炼，而且使教学质量得不到保证。

因此教学要以学生的发展为本，既需要学生的自主探究，也需要教师的指导，二者互相联系，互相作用。作为一名物理教师，在物理教学过程中，要营造融洽、宽松、平等、合作的气氛，激发学生学习物理的浓厚兴趣，使学生在进行物理学习时乐于探究。

三、探究性实验教学设计

凡事“预则立，不预则废”。教学设计主要是指教师在备课过程中，用系统方法把各种教学资源有机地组织起来，对教学过程中相互联系的各个部分的安排作出整体计划，建立一个分析和研究的方法，制定解决问题的步骤，对预期结果做出估价。实际上，所谓教学设计，也就是为了达到教学目标，对“教什么”和“怎样教”进行的规划。

（一）关于分组实验的教学设计

我们可以将教学设计的全过程划分为三个阶段：教学分析阶段、教学策略的选择与设计阶段和教学设计结果评价阶段。在进行探究性实验教学过程中，时间安排和教师对学生引导程度的把握是较经常令教师为难的问题，。

1、教学分析阶段

老师必须对新教材作深入的纵向了解，与旧教材在内容深度安排、内容顺序编排、实验和作业等方面作横向比较，以期达到最佳的教学效果。(光学)

2、教学策略的选择与设计阶段

（1）教学策略的选择、设计及实施过程的一些注意事项

    ①探究性实验的设计应该从教学实际和学生的实际出发。根据学生的学习水平制定相应的探究学案。学案应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度。另一方面，实验的内容应该能激发学生的兴趣，联系生产与生活实际，才能更好激发学生的探究热情，开拓学生的思维。

    ②根据探究程度不同要求，可让学生在课堂按预习的内容做实验，以得出一些简单的规律或解决学案上的问题（重点不在于一定要得到正确的答案），或让学生预先在家里做简单的实验，仔细观察并按学案作记录；或在课堂上利用简单的仪器模拟一些实际生活中的用品或现象；又或让学生到户外进行实验。

    ③根据学校情况利用好实验仪器，尽可能通过简单的实验去得出概念，发现规律。在这里要求教师了解大量的物理小实验，具备有较强的动手能力。同时要确保实验仪器的正常使用和备用。让学生在上课前明确仪器的管理规定。

    ④在学生实验过程中，教师应在教室里四处走动，与各小组进行交流。倾听学生的问题和想法，不时评价他们的探究进程并确定适合学生学习的下一步计划。必要时，教师可让学生暂停实验，通过演讲、示范或讨论等形式提供其它信息。

    ⑤注意把握好时间的安排。由于这是一种新的教学方式，学生不一定能够完全适应，故学生预习与否、纪律情况、仪器质量问题等方面都能够影响到实验的进行情况。上探究性实验课最好是两个课时。

    ⑥注重实验结果的评估。可以引导学生通过已有知识和经验或根据生产和实际生活的常识对实验结果进行评估。如在“速度的变化”的户外实验中，有个别组的学生在测量小球从斜坡滚下过程的速度时，数据显示为减速运动，老师稍作引导，学生基本上能够迅速反应出该组数据是错误的，并说出了造成出错的几种可能性。

    ⑦要求学生做好数据记录和课后的实验报告，规范报告形式。这对于学生养成良好的实验习惯有积极的作用。

    ⑧制定评价标准，做好各名学生实验情况的登记。评价标准是影响学生探究热情的因素。教师在合理安排探究实验的同时要设法让学生从探究实验中更多地得到教师的鼓励。从活动的过程中去评价一个学生，不以成败论优劣。最好在学期的成绩评定中，兼顾传统考试和平时学习过程的情况，以增强学生对平时的学习、探究过程的重视程度，提高学生参与探究活动的动力。如何对学习过程进行评价？主要通过小论文、小制作、电脑制作和图片制作，以及传统作业等的完成情况进行评价。目前在教改中提到的评价方式主要也就是以上几种。

⑨将优秀的作业、作品在年级展示。这是对学生劳动成果的肯定，同时也必定能更好的激发学生的学习热情。

（2）案例——“科学探究：欧姆定律”

①新旧教材对比

在此选取由义务教育物理课程标准实验教科书编写组编著，上海科学技术出版社出版的《物理》（九年级）中“第十四章第二节科学探究：欧姆定律” 为例，阐述如何进行一堂完全的科学探究分组实验课，及对比旧教材的教学有何不同。

i.教材的编写有了很大的转变。新教材篇幅较大，注重学生的实验探究能力的培养，减少例题和课后习题的量以减轻学生的负担，而且该节课在整个电学中的位置更趋合理。在新教材中，电表的使用编排在欧姆定律之前，使学生在进行欧姆定律的实验探究时具备应有的实验仪器正确使用的能力。

ii.对比旧教材，新教材有着许多不同之处：

a.重视猜想，旧教材中是直接跳过这个环节；

b.新教材中没有直接给出电路图，而是要求学生自行设计，并且列出实验步骤；c.在实验探究中强调“变量控制法”；

d.数据的分析处理方式，新教材除了表格外还引导学生利用图像来处理数据，使结论更直观清晰；

e.注重学生之间的交流，并在结论得出之后还要求学生对整个实验过程进行评估。

从教材的安排可以看出该节课具备了进行完整的实验探究的各个要素，并且所需的器材和资料是一般学校就已具备的，故适合应用探究性分组实验的教学方式。

②学案（见附录一）分析：该份学案包含了实验探究的全过程。

i.“课前准备”是承接前一节课的内容，让学生完成课外实验并记录相关内容。

ii.初中生对于灯泡亮度变化的原因有一定的认识，但可能不尽正确；或者有疑问但又没能完整的有条理性的表达出来，那么教师在提问这一环节就必须起到一个引导作用，将问题用最简单的语言表述出来，那么学生才能沿着问题的方向进行下一步的猜测。

iii让学生将自己所能想到的可能的关系都写下来，并在课堂上将自己的猜测说出来，这不仅是给学生的思考的劳动成果的肯定，使学生乐于对物理现象背后的规律进行猜测，而且也是可对学生学习的一种鼓励，学生就会希望自己的猜测是正确的，并能得到同学的认同。

iv.在制定计划和设计实验的过程中，学生往往会想到的就是实验步骤和电路图，而忽略了其它一些细节，如电路的安全性、器材的使用和实验注意的问题等等，所以这部分在学案设计中点出这些细节需要注意，但具体注意的内容则由学生自己查找。而学生在整个实验探究过程中所想、所疑、所感的都可记录在“随堂笔录”一栏中，记录的内容不要求语言非常完整，即使是口语化也可，教师也可通过该栏的情况作为学生学习评价的一项。

v.学生完成实验和记录数据后，必须学会分析处理数据，进行论证，让学生用不同的语言表达结论对培养学生思维的广阔性和深刻性很有好处。否则只会做实验而不会分析论证的话，前面所做的都无多大意义。

vi.完成实验、得出结论后，有些学生肯定会说“早知道我就不这样弄了”，“幸好刚才有再检查一次，要不然肯定都烧了”，“好像他们测多几次画出来的图像比我们漂亮”等等。这些正是学生对实验的一些反馈，记录在案，有利于学生以后进行实验，甚至在日常的学习生活中解决问题时能找出更有效的方法。尽管初中生的表述不如高中生强，但实验报告还是必不可少的，报告的内容可以较高中的简单，但报告的格式却不能随意删减。由于学案是边实验边记录的，所以不必强求学生书写工整，卷面整洁；实验报告则应要求学生做到书写工整、卷面整洁。在实验课上，教师应鼓励学生采用各自的方案进行实验，要求学生细心观察，准确测量，如实记录，培养学生严肃的科学态度和严格的科学方法。

vii当学生的实验结果和结论误差较大时，教师以此提出问题，让学生分析讨论，找出原因，改进实验方法，这对进一步提高学生的实验技能大有益处。另外，由于是由2－3人为一个小组，所以学生一方面可以学习如何有效地表达自己的观点，以使他人采纳自己的主张；另一方面，他们也可以学习如何倾听他人的见解，借鉴他人的观点以提高自己的认识；此外，他们还可以尝试以宽容的态度，与同伴求同存异，携手合作以实现小组的行动目标。^[10]

viii.实验课后，开放物理实验室，让学生利用宽余时间去重温实验，[15]这是培养学生实验兴趣，提高实验技能的有效途径，能使学生熟悉实验、查漏补缺、活用知识。在平时的分组实验课中，有的学生由于动手能力差、操作方法不当、造成实验误差很大，没有很好完成实验；有的学生因2～3人一组，其中有的人动手的机会较少，则对实验还感到陌生；还有些学生因实验仪器突然出现故障影响了实验任务的顺利完成。这些学生都有一种重做实验的强烈欲望，故开展这一活动，适合学生的求知心理，提供重新现象的机会。^[16]

    3、教学设计结果评价阶段

传统的教学模式中，教师对学生的评价方式主要是通过书面作业和考试，靠分数决定学生过去学习的情况，这种单一的评估方式在全新的学习模式中已不再适用，笔试只是评价学生学习的方式之一。

国外探究性教学的评价一般以自我评价为主，学生在自我评价报告中阐述自己在研究过程中的得与失，自己在各个方面的收获，如“我学会了什么”，“我掌握了什么方法”，“今后我准备如何改进自己的研究工作”等，这些可能是评价中最精彩的部分。^[10]

对探究性教学在评价理念上要更重视过程、应用及全员参与，具体应如何对学生在一堂实验探究课中学习情况进行评价？根据新大纲的评价标准制定相关的评价量表，量表必须能够体现客观记录学生在观察现象、提出问题、做出猜想和假设、收集信息和处理信息、交流的能力及在物理实验、小论文、小制作和科学探究等活动中的表现，从中了解学生的学习情况。既要考虑评价指标的科学性，又要考虑评价操作的可行性，可以采用定性和定量相结合，精确和模糊相结合的评价方法。^[18]

针对“欧姆定律”实验探究课笔者设计了一份学生学习评价表（附录二）。评价表是尽量将学生学习过程中的情况量化，即将非量化转为可量化，这可方便教师在对学生作学习评价时尽可能全面地观察到每个学生的情况。对于定性评价的分成几个等级，并相对应用数字表示，最后进行统计，将所得分数对应到相应当分数段，其结果即为该名学生该次的学习情况。教师只需根据评价表的说明对每个学生进行评价即可。

（二）关于演示实验的教学设计

1、探究性演示实验的特点

（1）归纳式的呈现方式

归纳式探究是指从个别或某类具体事例中得出一般结论的探究，在演示过程中教师提出一些有关的问题，但却要求学生自己寻找答案。其优点是能引起学生的探究，激发学生在自己已知知识的基础上开展分析，作出假设。教师能更好地理解学生对演示的理解程度，并进而使教师提出更加合适的问题，引导学生发现演示所包含的概念或原理。

（2）实验性

如果演示所涉及的问题答案在演示之前不是显而易见，那么演示也就是实验，我们习惯地称此为演示式实验。对于这种实验，教师可要求学生与教师一起参与演示。实践表明，学生特别爱做这种演示实验，因为它涉及大量的操作活动。学生乐于从操作中寻找问题的答案，而这个过程就是探究。

（3）以发展高思维为目的

探究性演示不仅可以增加学生的感性认识，也可为学生提供创造性思维的机会，乃至于有助于理解科学的哲学基础。

2、探究性演示的设计要求

（1）确定概念或原理及其具体事例

确定所要教的概念或原理，并分析概念的性质和特点，使演示设计与之相符合；选择恰当的活动及方式：一般来说，演示活动有以下几种呈现方式：教师演示、师生共同演示、学生小组演示、学生演示及专家演示等，在这几种演示方式中，以教师为主的演示难取得探究效果，因为它较少涉及学生的参与。当学生自己积极参与演示时，学生会感到兴趣，积极探索，从而学得更多，理解得更好。

（2）准备必要的仪器和设备

演示要借助一定的手段来进行，要尽可能利用多种感官感知。传统的实物、模型、图表、图片实验等仍是行之有效的演示手段，现代化的视听设备如幻灯、录象、教学电影、电脑模拟等能更充分发挥演示的作用。教师应根据情况，选择合适的演示手段。

（3）设计提问

要科学把握实施探究性学习的关键，教师必须在设计出有较强的思维价值的问题上下工夫。什么是有思维价值的问题？我认为，有思维价值的问题，必须是能够引起学生认知冲突的问题。否则，教师所设计的问题，就很难达到激发学生探究兴趣，培养学生创新思维能力的作用。

要明确目的，设计有思维价值的问题。问题的设计可以从培养学生的感知能力、分析综合能力、比较能力、抽象概括能力和创造想象能力等几方面入手，使提问具有较好的启发诱导性、清晰的层次性和恰当的时机。

要讲究艺术，掌握调控策略。对学生可能出现的各种反应、回答，应有充分的估计并事先想好应对的策略；考虑问题的提出是否有利于调动全体学生参与的积极性。设计问题时，要考虑让每一个学生都积极参与思维，坚决杜绝优生活跃，差生兴趣不高的课堂缺陷，使各层次，各类型的学生在课堂上都有自己的位置，各尽所能，各有所得。^[22]

（4）选择评估方式

评估有助于学生思考和总结演示结果，因而是演示的重要组成部分。评估的方式多种多样，如口头的有：让学生口头总结演示目的；或给学生一些问题，要求他们运用从演示中所学的原理去解决。书面的有：小论文——要学生在观察时记笔记，把所得数据记录下来，然后要学生写一篇总结演示的文章；小测验——让学生书面回答问题或制作图表，以检验对演示的理解情况。教师可根据情况选择某种或综合运用以上几种方式。

（5）不断地完善演示计划

教师设计演示时应从长远考虑,应带着将来还会再次使用的意识,认真设计每次的演示活动。每次演示后要立即收取反馈信息，确定演示设计的不足，要特别注意补充有利于引起学生探究的问题。

3、案例——“牛顿第一定律”及分析

本教学设计案例（附录三）基本上体现了新课标的要求和新教材的探究特点及探究性演示实验的理念，这与传统教学中的演示实验不同。传统的演示实验一般是以教师为主体，学生往往容易成为旁观者、没有直接参与，以致难于调动他们的主动性和参与性；而这节课按新课标的要求和新教材的探究特点及探究性演示实验的理念，重在培养学生的知识探究能力。

例如这节课有三个不同形式的探究性演示实验。一个是：探究钢球从相同高度的斜面上滚到粗糙程度不同的水平木板上的实验；另一个是：伽利略斜面实验的探究性演示；最后一个是：熄灭蜡烛的探究性演示实验。

（1）在探究钢球从相同高度的斜面上滚到粗糙程度不同的水平木板上时，我采用的是归纳式的呈现方式、提问、分析归纳等等。引导学生归纳式探究钢球从相同高度的斜面上滚到粗糙程度不同的水平木板上的实验，在学生探究性演示过程中，提问学生：1、看到什么现象；2、为什么会有这种现象；3、假如水平面绝对光滑，即没有摩擦，这时我们能得到什么结论。学生经过实验探究和分析、讨论后得出这样的结论：1、小球在水平面上的运动距离不同，水平面越粗糙，小球运动的距离越短，反之越长。2、原因是小球所受的摩擦力不同。水平面越粗糙，小球所受的摩擦力就越大，反之越小。3、绝对光滑，即没有摩擦力，此时，小球将永远运动下去而不会停下来。通过这个探究性演示实验，激发了学生在自己已知知识的基础上展开分析，作出假设，发现演示所包含的概念和原理。这就较好地体现了新教材的探究特点和探究性演示实验的理念。

（2）在探究伽利略斜面实验时，我采用的是先引导学生理论分析并猜想可能出现的实验现象，让学生猜想：让小球从斜面的一端滚下时，当1、两斜面的倾角一样吗？将会看到什么？2、另一斜面的倾斜度变小时，将会看到什么？3、另一斜面的倾斜度为零，即水平时，又会看到什么？4、为什么会看到这种现象，这些现象说明什么？对于问题1，几乎所有的同学都猜想：此时小球滑行到对面斜面的相同高度处；而对问题对2，有的猜想看到的现象与1相同，有的却否定；对问题3，同学们猜想，此时小球将运动到无限远。对于问题4的回答则要等到做完实验才能得到。接着，我让学生上讲台做探究性演示实验，其他学生观察、记录、分析实验现象等。学生在进行实验的过程中非常踊跃，而且发挥了自己的创造力，上讲台做探究性演示的同学认真做，在讲台下面的学生则认真观看、记录实验现象，就这样通过同学们的实验探究和分析、讨论，最后同学们得出这样的结论：之所以能看到这种现象是因为几乎没有摩擦力；并且认为亚里斯多德的看法——“力是维持物体运动的原因”是不对的；而伽利略认为“力不是维持物体运动的原因”，这一观点是对的。通过这个探究很容易地引出了牛顿第一定律。

（3）最后一个探究性演示实验是：熄灭蜡烛。在这个实验中，学生提出的方法是千差万别的，有的认为用口吹灭，有的认为用手捏灭，有的认为用手指将弹灭……想到用提供的器材来做这个实验的同学不多，当我用所提供的器材巧妙地做这个实验时，同学们的兴致更高了，此时提问其中原因，同学们倒能用所学的知识来解释。通过这个实验，增加了学生的感性认识，为学生提供创造性思维的机会，不但调动了学生的兴趣、活跃了课堂气氛，还使学生在轻松的、有趣的实验中体会所学的知识、应用所学的知识。

顺便提一下，本节课用到的评估方式有：口头的，如在探究伽利略斜面实验时，让学生口头分析造成实验现象的原因、总结演示结论等；书面的，如请大家设计一个实验来证明液体是否有惯性，并以小论文的形式说明所用的实验器材、观察到的实验现象、从实验中得到什么结论等等。

（三）关于随堂实验的教学设计

1、随堂探究性实验教学的特点

物理是以实验为基础的科学，随堂实验是为了更好地解决某个物理概念或物理规律的教学中出现的问题而设计的实验。广泛性、参与性和高效性是随堂实验较之学生实验的三个显著优点，随堂探究性实验教学有如下特点：

（1）突出学生学习的主体性

在随堂探究性实验教学中，教师只是提出问题或创设条件，对问题进行假设论证或利用教师创设的条件，通过实验探索发现什么是学生自己的事。这种实验教学不同于原来的物理、化学、生物课的实验教学。传统学科教学中的随堂实验教学主要让学生重复验证书上的实验内容，学生的任务就是按书上的要求操作，再完成一次实验过程，很少有能发挥学生主动探索的地方。而随堂探究性实验的目的不仅仅是让学生学习实验的方法和过程，更重要的是通过实验，培养学生探索与发现的能力。如何做实验，实验会得到什么结果事先并不清楚，主要靠学生的原有知识、技能与想象能力，去探索、去发现，从中创造出一些对他们自己来说完全是全新的现象或规律。这种实验对培养学生独立思考、探索研究能力有积极的作用。

（2）以培养过程技能为主要目的

随堂探究性试验教学的目的重在培养学生的过程技能，如创造性技能、操作技能以及表达技能。开展随堂探究性实验，就是要让学生在教师的指导下，对某些事物、现象的起因以及影响他们的因素，相互关系提出假设，并在此基础上设计实验，展开论证。或激发学生原先学到的知识、技能进行合理想象，从中发现新知识，解决新问题，培养学生提出问题、解决问题的能力。使学生获得一定的科学研究经验，增进兴趣，培养科学的态度与价值观。

（3）提高学生的学习积极性

在探究性随堂实验教学中，教师创设条件，让学生从“做”中“学”，同时教给学生有效的学习策略，使知识网络化，既可以使那些在教学中出现的问题迎刃而解，又有利于发挥学生的主动性，通过让学生自己动手来学习知识，提高了他们的积极性，克服了课堂教学“满堂灌”的观点。

（4）体现学科特色

探究性随堂实验教学增加了学生动手、探究的机会，采取边教边实践的方式进行，以利于学生仔细观察，提高观察、实验和探究能力，以及用所学的物理知识分析、解决问题的能力。促进学生动手（自己动手做）、动脑（通过自己观察、思考、分析、得出结论）、动口（将自己的认识用口头表达出来）学习物理。这样做体现以人为本，以学生为主体，与实践相结合的新的教学理念，体现物理课的特色，使物理课显得生动活泼，提高学生学习物理的兴趣和积极性。

（5）不追求探究的完整

随堂探究性实验不同于演示实验或分组实验，它可以只是一个猜想，一个动作或只是探究步骤的一部分。比如探究“摩擦生热”的随堂实验，只需一个猜想、加一个搓手的动作，就使学生感受到成功探索带来的喜悦；再如探究“固体传声”的随堂实验，也只需一个小小的动作就行了。

2、案例——“科学探究：摩擦力”（附录四）

（1）随堂探究性教学设计原则

① 主体性原则

随堂探究性实验教学的理论依据之一就是它能够发挥学生自主思考、自主创新的能力，因此充分发挥学生的主体性既是随堂探究性实验教学的主要特色，又是探究活动得以进行的前提。发挥学生主体性原则要求在进行教学设计时，要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和探究动机，要保证整个探究过程对学生的开放性，给学生提供自主探索、自主创造的机会。在评价标准的设计上，要考虑到如何设计一些标准对学生的参与程度、学习态度进行评估。教师在随堂探究性实验教学中要注意学生对掌握的信息进行分析、比较、归纳、综合等加工能力的培养，使学生具备自主学习的能力和较强的思维能力。^[23]

②基于人们如何探究的原则

    和主体性原则相适应，随堂探究性实验教学必须考察学生是如何进行探究的，根据探究发生的条件、过程来设计教学内容、教学事件、教学环境。这就要求教师在教学设计中，不能根据自己教的需求，而是根据学生探究的需求来对教学过程进行设计。

③以方法为主线，在探究过程中掌握科学研究方法，培养科学态度

全面的物理教育包括物理知识和能力的教育，而且还包括科学方法和科学态度的培养，而科学方法是人们从事科学所采取的方式或手段，它是在科学认识活动中逐渐形成和发展起来的；科学态度是人们对科学的过程、结果、作用等产生的较为持久的内部心理反应。在随堂探究性实验教学中，我们应该结合物理学科的特点，以“提出问题——提出假设——实验验证——得出结论”为主线，这样让学生参与整个探究的过程，不仅有利于学生科学方法的掌握，同时也培养了学生认真实验，正确对待实验结果的严谨科学态度。

④情感为动力，在探究过程中注重情感教育

（2）教学内容选择

义务教育物理课程标准实验教科书编写组编著的《物理》（8年级），上海科学技术出版社，2001年8月第1版，2002年7月修订的第五章第五节《科学探究：摩擦力》中探究摩擦力的大小跟哪些因素有关部分。教学目标是：1) 知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关；2) 培养学生实验探究的能力和做对比实验的能力和归纳概括能力;c) 培养学生科学的态度、树立严谨的学风，既用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。

（3）设计思路

①以实验为手段，挖掘教材蕴涵的探究因素

物理是以实验为基础的科学，在教学中物理实验也是学生进行探究活动的重要手段。探究性学习教学模式的核心是让学生自主地参与获得知识，重视的是探究过程。在物理教学中不应仅仅满足于创造条件让学生动手实验，还应创设问题情景让学生设计实验，在通过实验进行探究的活动中发展学生的发散性思维和批评性思维。

②在实验之前让学生大胆猜想

这过程是学生思维极其活跃的过程，它容易突破传统思维的框框，并时而迸发出创造思维的火花。牛顿说：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”学生对未知领域产生好奇并急欲获得正确的认识，将会产生强烈的求知欲望和饱满的学习热情，这种非智力因素的情感作用，将反过来促进思维的活力和思维的定向能力。传统的课堂教学缺乏猜想，使得教学过程变成非常简单的知识输入过程，能力的发展和科学素质的培养无处落实。

③学生通过自己的思考和学生之间的讨论设计实验装置

这蕴含着重要的思想方法，是物理知识应用的重要表现。当方案设计出时，既培养了学生的思维能力，又产生一种成就感、自信心。接下来的实验验证，学生是带着急于知道方案是否可行，猜想是否正确的心态去探究的，就会以严谨、认真、科学的态度去实验，不断发现问题、解决问题，活跃了思维，培养了学生正确的学习态度和实验能力。而传统的教学中老师只是把现成的实验装置、方法简单地交给学生，学生听老师讲完实验后按部就班去完成，并记录下相关数据。这种情形下的学生是带着一种完成任务的心态去实验的。他们没有了自己的思维，完全是按照老师设计好的思路，为了实验而实验，忽略了实验能力培养这一意义，实验能力不会有多少提高。

④得出结论时采用学生分析、讨论、归纳、总结的方式

结论出自“学生之口，印象深刻，不易忘记。而传统教学中是老师对实验现象进行分析、讲解，最后给出一个所谓的“标准答案”，学生的任务是只要记住最后结论就行了。这样学生往往会认为实验只是一种形式，结论才是最终目的，甚至认为实验完全没有存在的意义，只要老师或书本给个结论就行了。长期这样学生就会缺乏发现问题、解决问题的能力和对新问题的应变能力，实验探究思维能力更是不能得到提高。

⑤探究过程中注重情感教育

设计教师与学生、学生与学生共同探究的教学环境时，重视师生交往中的情感因素，用自己对学生的深厚情感去引发学生积极的情感交融，营造融洽、宽松、平等、合作的气氛。激发学生学习物理的浓厚兴趣，使学生在进行物理学习时乐于探究。

探究性实验模拟物理知识发现的原始过程，让学生受到物理思想方法教育，体验人类探索知识的艰辛历程，培养同学们崇尚科学的高贵品质和实事求是的科学态度；传统的教学与思维能力的培养往往是脱钩的，学生对实验的最初兴趣，随着两者脱钩的延续，也将逐渐平淡下来，实验地探索功能最终被淹没，实验现象与结论之间地桥梁因缺少思维而被切断。

四、探究性实验教学存在一些问题及解决方法

以下是对一些常出现的问题给其解决方法的讨论。

1、教学要求是实验设计的出发点和归宿点。由于国家教育发展很不平衡，地域辽阔、人口众多、经济发展很不平衡，城市与乡村差异极大，因此设计的实验内容应当是多样化的。

2、事实上，要想学生在课堂上完成自学探究，达到能与同伴和老师进行实质性交流和探讨的层次，并进一步完成课堂探讨、尝试实践等环节，这在一堂课的时间内根本不可能完成。因此，对于适合进行探究性实验教学的课题，教师在课时上应作适当的调整，最好是连续两个课时进行。

3、在目前普通一个班的人数是不下50人的，这使一个老师无法照顾到每个学生，即使是大部分学生，所以，大班制不利于探究性实验教学的开展。学校应逐步缩小班级人数以适应新课程教学的开展。

4、学校领导和教师观念的转变，甚至是学生思想观念的转变对探究性教学的开展极其重要。即使初二学生都是刚接触物理的，但很多学生都表示对于新教材的学习不知如何下手。

5、实验探究教学需要大量的实验仪器，这点在省重点中学尚未能做到应用自如，更加难以在普通学校进行推广。所以为了更好地进行探究性教学，教师必须学会善于利用身边的物品，尽量用一些普通的物品来进行实验。

6、进行探究性实验教学较传统教学费时，故在学校课时压缩的情况下，还要花更多的时间来搞实验探究，对于学校来说是较难承担的，但探究性实验教学的开展势在必行，学校应尽快制定相应对策，处理好两者相互之间的矛盾，使本校的实验教学能够更好地体现探究精神。

7、在考试制度及升学制度未能作出相应的调整前，学校的教学不可能花大力气来搞实验探究教学。因此各种制度应和教学同步进行改革。

8、让学生进行探究性实验并不是说让学生把科学家在长时间内得出的规律在一两个课时内通过实验探究去获得。因而要想取得预先的教学效果，适当的思路引导还是必要的，关键在于对引导的程度的把握。如果过于简单的话，学生可能会无从下手，对着仪器摸了半天还不知道要干什么；如果过于详细的话，就与传统的实验没什么差别了，学生变成了看一步做一步，而不是自己思考，自己动手，自己解决出现的问题了。

从探究过程中学会学习，学会思考，学会合作，学会探究，这正是现代教育的目标。素质教育是一项系统工程，应当全方位地推进，才能奏效。转变教育思想，更新教育观念，推动教学改革，坚持教改方向，努力学习和研究探究性教学。在正确的教育观、质量观、人才观的前提；加强课程教材建设，改革教育教学内容；提高师资水平；完善考试、评价制度必能将我国的教育事业推向另一个新的高峰。