制定计划与设计实验环节初探

　　内容摘要：探究环节中主要有七个步骤，但是在实际的教学中教师不可能在一节课中完成一个完整的探究过程，只能突出其中一个或几个环节，而制定计划与设计实验其中的重要一环，本文主要对教师在次环节的引导作用进行分析，期望能更好的发挥教师的能动性，提高学生制定计划和设计实验的能力，帮助学生学会把探究的课题分解成若干个相对独立的小问题，学会独立思考解决每个问题的不同方法。

　　传统的教学方式基本是“老师讲，学生听，学生练”。我们对过去不能全盘否定，今后老师还要讲，学生还要听、还要练，但是在讲、听、练的过程中更加注重“独立思考，同伴交流，师生互动”。波利亚曾经说过“在教一个科学的分支（或一个理论，一个概念）时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子”，我们不能把探究式学习与接受式学习看作两种绝对对立的学习方式。从接受学习到完全独立的探究学习，其中还存在着接受中有探究、探究中有接受的混合学习。学生探究能力的形成与发展是渐进式的、而不是突发式的。学生不可能一开始就能独立从事探究学习，而是仍需要教师的大量指导，它的开展必须由“扶”到“放”的过程。

　　要提高学生制定计划和设计实验的能力，就要帮助学生学会把探究的课题分解成若干个相对独立的小问题，学会独立思考解决每个问题的不同方法，根据现有条件选择、优化有关方法，从而形成探究的方案；学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法、操作程序等多方面来构思整个探究的计划；学会在制定探究计划时查询相关资料；学会在相互交流中完善探究计划。教师要在教学中尽量为学生提供学习制定探究计划的机会。在此环节中努力帮助学生实现以下几个转化：

　　1.把看似不同而实质相同的几个分散的问题转化为一个核心问题

　　2.把不易观察的问题转化为形象而易于观察的问题

　　3.把难以操作的问题转化为现有条件下能完成的问题

　　4.把一个多因素的问题转化为多个单因素的问题

　　5.把复杂的实际问题转化为理想化、模型化的问题

　　6.把一个难以直接研究的问题等效替代为另一个可以直接研究的问题

　　在这个探究环节中，教师可以从多方面引导学生：

　　1.组织并指导学生明确实验目的，掌握实验探究的原理和方法

　　例如测定小灯泡的功率，其目的是测定小灯泡的额定功率和不在额定功率下的实际功率。实验之前要有意识地启发学生朝着这一方向去思考。在做一些实验前，可以设计一些问题，让学生通过查阅课本或相关资料去寻找答案，有些问题还可以让学生通过讨论、实验探究得到答案。通过抛出一系列能力可及的问题，让学生去讨论、分析，教师适当的引导，从而逐步弄清实验目的和原理，学生就能形成好习惯。

　　根据实验目的，找出理论依据，确定待测物理量和合适的器材。小灯泡的功率计算式为P=UI，因而要测量U和I；测量电路中除电源、开关、导线外，还要选用电压表和电流表，同时利用滑动变阻器改电路中电阻以达到改变电压和电流的目的。因此，教师的“教”更应重视对探究的原理和方法上进行指导，培养学生探究学习的能力；学生的“学”要积极主动地进行探究性学习，体验知识的形成过程、掌握科学的学习方法和探究策略。

　　同时教师本身首先要对物理概念的本质涵义有全面深刻的认识，对物理规律成立的条件及规律本身的物理意义和定量关系的认识要非常明确。

　　2.设计探究方案

　　有了假设和猜想作为铺垫，有了前面筛选出来的问题，学生便跃跃欲试，他们想知道自己的猜想是否正确，于是自然就想到了必须通过实验的途径来解决问题。此时教师如果立刻让学生去设计实验的话，学生往往会对眼前的器材感到茫然，也可能会感觉到思维的断层，有的学生此时就会草率地应付过去，到时人云亦云，课堂效率低下。那么，设计什么样的实验呢？这时教师又要发挥“导”的作用，点拨一下，并把实验设计的思想潜移默化地渗透给学生，切记是“导”而不是“灌”。教师决不能把实验过程从头到尾地讲述一遍，然后让学生模仿地操作，这样就剥夺了学生自行设计的权利，泯灭了学生的创造性思维活动。

　　3.在实验中，教师可以不拘泥于教材或教参的安排进行一些创新设计

　　物理教育将科学探究引入到学生的学习过程中，将学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，使其在自主学习、自主探索中能够获得全新的知识。至于提出要研究的是什么的问题，用何种方法去探究，去揭示，正是训练学生科学创新的重要环节。通过教师创设条件，让学生充分地动脑、动手、动口，能够发挥学生学习的主动性，从而培养学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。

　　4.指导学生挑选合适的实验器材

　　教师要根据学生的实际情况设计引导方案，在学生刚刚开始接触探究实验或者学生能力不太强的情况下，教师可以考虑给出仪器设备、实验要求，不限定实验方法，完成某一物理量的测量任务。在学生能力得到提高以后，教师可以只提出测量要求，不限定实验方法和仪器，完成某一物理量的测量任务。教程在介绍实验器材不要像“抓方”一样罗列在学生的面前，让学生机械地搬用；而是应该用“开方”的方法引导学生根据实验目的和实验原理来选取实验器材。使学生明白为什么要选用这些器材进行实验以及除了老师提供的器材外还可以选用哪些器材来代替。同时可以用例子来鼓励学生自制仪器进行实验，可以让学生收集日常生活中常见的物品，来替代原有的器材做各种实验。在实验课上，老师还应抽适当时间，讲清仪器的使用方法和容易发生的故障，点出实验操作的关键所在，引导学生学会自己排除故障。这样既能减少盲目操作造成仪器的损坏，又能使教师不陷于被动地解答学生的问题之中。这样引导，学生反映收获大，远远不止学到一点知识，更重要的是锻炼了自己独立工作的能力和分析、解决问题的能力。同时老师也解脱了因排除故障而所致的忙乱，有了指导学生的主动权。

　　5.教师要注意突出新知的可探性，避免学生超前自学

　　学生自学是好习惯，但易打破探究的悬念和探究过程中的发散思维，造成创造性活动过程的中断。为了使课堂主要问题的探究更顺利，教师可以提前让学生自学有关的预备知识，或根据需要提出一系列相关问题让学生自学或查阅资料，但不要让学生直接接触到探究问题的实质或结论。比如在探究：“声音是怎样产生的及传播”的教学中，由于学生对声学的一些名词不够了解，学生可以通过课前自学或上网查阅“振动”、“摩擦”及“打击”有何不同，自然界中的声音和人固体、液体及气体中的声音现象，但不要涉及声音是由振动产生的和声音在不同介质中传播这个主要问题。这样就给课堂探究铺平了道路，也避免了日常生活中的声音是由打击产生的或摩擦产生的错误结论干扰科学探究活动的进行。

　　6.营造良好的探究氛围

　　在教学中，要以“学生为主体，教师为主导”。在课后，教师也应与学生多接触，多辅导，关心学生的学习和生活，帮助学生解决生活中遇到的困难，建立起良好的师生关系，为课堂上实施探究教学奠定良好的氛围。对学生及时鼓励和表扬，让学生充分体验探究的乐趣，激发学生继续探究验证猜想正确与否的激情。

　　心理学家认为，每个学生都有成功的欲望和需要。学生每解决一个问题时，都能从中体验到一种成就感，这是一种强有力和令人愉快的情绪体验。学生经历过成功的体验，他就会产生再次体验这种情感的愿望。因此，学生在探究中即使只获得了微小的成功，教师也应及时表扬或鼓励。

　　7.引导学生运用迁移

　　这个环节包含新知识的运用和知识的迁移两个内容。在制定计划和设计实验环节中，学生需要充分利用现有的知识经验进行设计，这就要求学生学会利用以往的知识进行迁移，找到解决问题的方法。学生在主动探究过程中虽然对知识进行了意义建构，也对新知识有了一定程度的理解认识，但这种理解还十分偏面，而且也是不牢固的，对于知识的运用，学生还有很多运用方面的要求要搞清楚，因此需要教师对知识进行第二次加工，即“新知识的点评”，再引导学生应用知识。这个环节，教师特别要注意引导学生对知识的创新。

　　“教学有法，教无定法。”在实验教学过程中，教师应恰当选择和创造性地运用实验教学方法，表现出自己的教学艺术，形成自己的教学风格和特色，并在教学实践中不断总结和完善，提高自己的教学水平，丰富自己的教学能力。

　　参考书目：

　　1、黄晓琴。初中物理教材中探究实验的比较研究[D]：[硕士学位论文].江苏：南京师范大学，2013

　　2、周微。浅谈物理课堂教学中探究性实验的展开[J].理科天地，2010

　　3、陈铁杭。对初中物理探究性实验教学的研究[J].中山大学学报，2013

　　4、林建强。试论物理探究性实验教学[J].中教园地，2014