浅议物理实验教学中对学生探究能力的培养

现代社会的发展，要求公民具有良好的科学素养.它包含对科学探索的兴趣、创新意识、独立思考的习惯、勇于有根据地怀疑、尊重事实、大胆想像的科学态度和科学精神等.而中学物理实验教学中探究能力的培养对这些素养的形成可以说有着举足轻重的作用.初中物理新课程标准强调科学探究既是学生学习目标，又是重要的教学方式，这样不仅可以将学习重心从过分强调知识的传承和积累向培养对知识探究的能力过程转化，因此初中物理实验教学对学生科学探究能力的培养是一个非常重要的教学任务.对于学生科学探究能力的培养，笔者认为平时实验教学中一般应注重以下几个方面的能力培养.

1培养学生从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理相关的问题的敏锐洞察力，并形成书面或口头表述的能力

发现问题，不仅是学生探究学习的开端和基础，也是学生进行探究学习的内驱源动力.作为教师平时应在教学中引导和鼓励学生注意捕捉日常生活、自然界或实验中所发现的物理现象，并积极思考其所涉及的物理本质，进而把发现的现象演变为一个有价值的科学问题，并尝试着用口头或书面语言表述出来.

例如：我国首颗探月卫星“嫦娥一号”比较“惹眼”的外观-金色“外衣”.不少同学看到后，都会觉得非常漂亮，但却不会产生任何疑问.这是因为学生对事物的认识仅停留在表象这一层次，缺少对事物深层次探究的意识，也就不可能产生“为什么要用金色外衣或金色外衣的作用是什么？”这种有价值的疑问.这时就要求我们教师引导学生查阅相关资料或观看相关视频讲座，得出“惹眼”外观-金色“外衣”是为了防止卫星局部过冷或过热，并进一步引导生提出“过热或过冷会对卫星的材料产生怎样的影响”或“材料的保温性能与哪些因素有关”等探究性问题.

2培养学生根据已有经验和已有知识对问题的成因提出猜想的能力

我们在探究教学中强调对研究的问题作出猜想与假设，是因为它不仅是制定实验计划与设计实验过程的指南针，而且是发展学生简单逻辑推理思维能力的一种手段.在学生猜想与假设时教师要让生明白猜想与假设不是天马行空而是要有一定的事实依据.可以以生活经验、自然界的物理现象或科学事实为基础提出猜想与假设，同时还应该注意对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设，且提出的猜想必须能够用实验进行检验.

例如：对“材料的保温性能与哪些因素有关？”这一问题的猜想，可引导生根据自身衣着厚度随季节变化这一生活事实猜想材料的保温性能可能与材料的厚度有关；依据真空棉与普通棉保暖效果不一样猜想材料的保温性能可能与材料的种类有关.

3培养学生制定实验计划与设计实验过程的能力

制定缜密的实验计划与设计合理的实验过程是将猜想与假设程序化、具体化的过程，是探究活动能否成功的关键.在教学中首先应引导学生自己根据猜想与假设弄清探究目的以及已有条件，初步制定探究计划，选择科学的探究方法及所需的器材，再按选择的科学探究方法设计好实验操作步骤和记录数据的表格等.

例如：关于探究“材料的保温性能与哪些因素有关”这一问题，可以将学生分组，在组内讨论明确实验探究目的、利用什么原理、需要什么器材、选用什么研究方法、实验步骤怎样实施，再让学生独立完成实验报告的初步撰写.

4培养学生实验操作与收集证据的能力

实验操作与证据收集是培养学生动手能力、观察能力和自学能力的重要环节.平时在实验中遇到未使用过的仪器，可放手让学生自己阅读仪器的使用说明书，从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项，从而按要求正确地操作仪器.同时引导学生在操作前对实验中不安全因素应预先考虑，预测操作不当会给器材本身和实验操作人员带来哪些不良后果，进而制定安全措施，保证在实验中按要求谨慎操作.从而培养学生在实验前评估实验中器材安全和操作人员安全的能力.另外实验过程中要培养学生依据实验目的，自己找准实验中观察的对象和排除干扰因素准确地收集数据的能力，并简单明了地将实验现象和数据记录于表格之中.

例如：对于天平、电流表、电压表等这些测量工具都可以放手让学生自己去阅读它们的使用说明书，找出关键字词，弄清操作流程和操作的要求.读完后，对其中不懂或不清楚的内容可小组讨论或请教老师.

5培养学生处理实验数据，用文字表达或用数学方式表达实验结论的能力

平时实验中应引导生对收集到的现象、数据进行处理，通过整理、列表、画图、数学建模等方法，判断推理物理量相互之间有何关系，尝试进行简单的成因分析，以训练学生以实验数据为依据运用一定数据处理方法归纳科学规律得出科学结论的能力.

例如：列表能使数据呈现简洁明了，便于对比、分析、寻找数据之间的相互关系，教师平时应引导生重视表格设计，告诉学生这些物理量的数据关系通过计算发现有可能是相等、之和、之差、乘积、比值等数学关系.在列表的基础上也可进一步用坐标图依据列表的数据描点连线形成图像，从而借助于直观、形象的图像思考其所包含的物理意义和规律，在此基础上归纳出科学的结论.

6培养学生评估探究过程和探究结果并尝试改进探究方案的能力

实验结束后，要及时引导学生比较各组探究过程的优缺点，思考各组在探究过程中所使用的实验器材、实验方法、以及外部环境对探究结果所造成的具体影响.从而培养学生从评估中发现问题，吸取经验教训，改进实验的器材和方法的能力.

例如：测滑动摩擦力可以有如下两种方案.

如图1所示，方案一和方案二从理论上讲，只要实验中保证匀速拉动都可以测出滑动摩擦力的大小，但比较两种方案，我们会发现按方案一实际操作时要保证匀速拉动是非常困难的，而方案二就巧妙地将木块固定，拉动木块下面的木板读出弹簧测力计的示数就能较准确地得到滑动摩擦力的大小，从而回避了方案一中存在的问题.

7培养学生在探究活动中与他人交流合作的能力

每一次探究实验，都尽可能要布置学生从探究的问题、探究的方法、探究过程和探究的结论等几个方面撰写实验报告，便于与他人交流.鼓励学生积极在组内或跨组表达自己的观点，并提醒学生在与他人交流与合作时既要坚持自己的原则，又要认真思考别人的意见或见解，发现别人建议合理，就应尽可能地吸收采纳.同时让学生在交流与合作中养成团队的合作意识，认识到团队在科学探究中的力量.

总之，学生的科学探究能力不是一朝一夕养成的，更不可能一蹴而就，它的培养必须是贯穿于平时所有的物理实验教学中，让学生在自主实验探究中得出物理规律并在理解该规律的同时获得科学探究的能力.因此在物理教学中，作为教者应尽可能有计划、有步骤地从以上七个方面创造条件加强探究性实验教学，有计划地、系统地培养学生科学探究的能力.