研究性教学在物理实验教学中的运用
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作者: 杨春和
摘 要： 将研究性教学应用于物理实验教学可以很好地培养学生的创新精神，激发学生的学习兴趣，是符合新教改精神的新型教学模式，值得教育工作者深入研究。
关键词： 研究性教学 物理实验教学 探究性实验 实施过程
物理学是一门以实验为基础的自然科学，在物理学的发展中，实验起了重要作用。传统的物理实验不过是学生按课本设计好的思路和方法照着做，许多是验证性的实验。这种做法能使学生掌握某些概念、规律，但束缚了学生的思维空间，更谈不上有新的发现或创造了，不利于培养学生的创新能力。因此在教学改革中把研究性教学引入物理的实验教学中就显得十分必要。
一
研究性教学是一种新的教学理念，以促进学生的个性发展为宗旨，改变学生被动地接受知识的学习方式，构建一种开放的学习环境。同时研究性教学又是一种全新的教学模式，它是以探索和研究为基础的教学，注重培养学生的创新能力。
研究性教学的基本模式主要有三种：一是问题解决模式，即教师创设问题情境→学生提出问题→探求解题方法→得出科学结论→运用新知识。二是自主研究模式［１］，即学生发现问题→确定题目→制定研究计划→实施研究计划→撰写研究报告。三是课题参与模式，即学生参与教师的课题研究，从中进行科学学习、科学探索和科学实践的一种模式。依据不同年龄学生的特点和知识水平，后两种模式主要应用于大学的教学，中学一般采用第一种模式。
研究性教学常用的方法有三种［2］，分别是活动体验法、实验探究法和案例分析法。物理实验教学主要采用实验探究法。主要是教师和学生在共同设置实验目的，讨论实验要求，分析实验对象、条件，预测实验结果的基础上，让学生广泛参与实验操作，在动手动脑的过程中培养探索精神和创新精神。
二
那么，如何让学生进行探究性实验呢？下面就此讨论探究性实验的实施过程。
（一）创设问题情境，激发学生的实验欲望。
情境创设要贴近学生已有的经验，根据学生已有的认知结构和思维水平提出问题，最好有具体的情境展现出来，使学生印象深刻。问题情境创设要有明确的指向性，能引导学生进一步思考，要选择那些出乎学生意料的现象或问题。在整个问题情境的创设过程中，还要有一个自由活跃的课堂氛围，这有利于激发学生的思维火花。比如在进行阿基米德浮力原理的实验前我创设了如下问题情境：准备好烧杯、水、木块、薄铝片，提问：把木块和铝片投入水中，谁会下沉？学生一般都会认为木块漂浮而铝片下沉，当他们看到铝片也能漂在水面时，起初觉得新奇，进而想到铁盆、瓷碗也能漂浮时就产生了疑惑。我不失时机地提出问题：是什么决定了浮力的大小呢？我们用实验来解答。到此，明确了实验目的，问题情境创设成功，为下一步实验做好了准备。
（二）与学生共同设计、实施实验。
明确了实验目的，教师只需要引导学生来策划、设计实验，并选择器材。课本上关于阿基米德原理的实验给出了具体的实验方法和器材，我认为这个实验虽然突出了“排开的水”的多少，但是却禁锢了学生的思想。按照探究性教学的基本原理，我大胆突破了课本的束缚，和学生一起重新设计这个实验。同学们各抒己见，设计出了五种以上可行的获得“物体排开的水”的方法。接下来同学们按自己的方法进行试验，与课本上的方法相比有的还减小了误差。学生的积极性和创造性得到了很好的发挥。
在实验的过程中教师要注意引导学生观察记录，如果不加以正确引导，有的学生只会这里碰碰，那里摸摸，在实验过程中不知道要观察什么、记录什么，以至于做完实验也没有什么收获。教师要引导学生知道实验的每一步的目的是什么，需要记录那些数据，全面了解现象的特征，其发生、发展的条件，以及条件与结果之间的依赖关系，等等。告诉学生操作时要胆大细心，不能因为担心学生把仪器弄坏，而限制他们的一些操作，只要操作规范，以及正确使用仪器，就应允许他们的操作有别于课本，这有利于培养学生的积极性和主动性。
（三）分析结果，归纳结论。
同学们通过计划的实施，实验现象的观察，数据的测量、处理，然后讨论、分析、推理、判断，得出正确结论。此时学生表达自己成果的冲动是可想而知的，同时同学间过程、方法、体验的差异又会为大家带来新收获。
（四）总结评价。
教师对每组提交的报告进行总结评价，以鼓励为主，同时指出实验过程中和报告本身的优点与不足。探究性实验教学注重对学生参与学习的全过程的评价，并顾及学生的个别差异；对小组的评价与对个体的评价相结合，强调对小组的评价，并在此基础上根据个人的表现给出成绩。由于学生的学习经验、水平、理解能力等的限制，对某些问题的认识可能出现疏忽和理解偏差等情况，教师必须进行总结性的纠正、补充、阐发、归纳等工作，帮助学生形成明确、系统、深刻的认识，从而形成合理的教育观念。教师在整个过程中扮演指导者和辅助者的角色，帮助学生解决实验过程中遇到的问题，使学生的实验过程顺利进行。
（五）注重探究性实验教学的迁移、应用。
学习的迁移是一种学习对另外一种学习的影响［3］。探究性试验有利于学生学习的迁移。比如在做研究匀变速直线运动规律的实验中，学生知道打点计时器是一种计时仪器，通过实验可测定物体运动的加速度。这时可引导学生去思考：由打点计时器可想到什么？学生经过积极思考深入探究，便会联想到位移，通过加速度及牛顿第二定律又会联想到力，进而想到动量、冲量、功、能等一系列物理概念和规律，还可激发他们产生利用这一仪器来研究类似动量定理等一系列实验的兴趣。
应用是学生对知识的生活化的过程，能使学生在实践中体验科学的巨大力量，同时在实践中还会遇到新的有价值的问题，产生新的疑问，使学生不盲从，认识到科学的条件性、发展性，并为以后的探究提供新的素材。
参考文献：
［1］黄亚平.研究性教学――理论与实践［J］.浙江工业大学学报，2006，12.
［2］李剑萍.大学教学论［M］.济南：山东大学出版社，2008：146.
［3］张文新.高等教育心理学［M］.济南：山东大学出版社，2008：138.
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