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在初中階段開展探究性實驗，是全面培養(yǎng)學(xué)生的知識運用能力、收集和處理信息的能力、分析和解決實際問題的能力、語言文字表達能力的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生參與探究性實驗設(shè)計活動還有利于提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。新課程標準要求，開展探究性實驗是學(xué)習(xí)初中物理的重要方法之一。探究性實驗包含提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、實驗分析和得出結(jié)論等步驟。其中設(shè)計實驗時沒有思路是學(xué)生在進行探究性實驗過程中遇到的最大問題。體會探究性實驗設(shè)計的設(shè)計思想，歸納實驗設(shè)計的常見思路，探索如何啟發(fā)學(xué)生開展實驗設(shè)計，必須遵循以下原則：

第一，科學(xué)性原則?？茖W(xué)性是指實驗?zāi)康囊鞔_，實驗原理要正確，要選擇合適的實驗材料和實驗方法，整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能脫離教材。例如，在探究性實驗“壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)”中，所選擇的實驗材料必須是容易發(fā)生形變的物體，如沙土、海綿、泡沫塑料等。

第二，可操作性原則。設(shè)計實驗時，要選擇容易找到的實驗材料，實驗裝置的設(shè)計要盡量簡單，實驗的操作要盡量簡單易懂，實驗步驟不應(yīng)太繁瑣，實驗時間不能太長。

第三，單一變量原則。即控制變量法。不管一個實驗有幾個實驗變量，都應(yīng)保證一個實驗變量的數(shù)值始終不變，對應(yīng)所研究的物理量；即控制其他因素不變，只改變其中的某一變量，觀察其對所研究物理量的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要求前后一致。例如，在探究實驗“壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)”中，研究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系，必須保證壓力的作用面積始終不變，改變壓力的大小，觀察受力物體的形變程度；研究壓力的作用效果與壓力的作用面積的關(guān)系，必須確保壓力的大小不變，改變壓力的作用面積，進而觀察受力物體的形變程度等。

第四，嚴謹性原則。這里包含兩層意思，一是對比實驗，既可以排除無關(guān)變量的影響，又可以增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。二是平行重復(fù)同一實驗，即控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)實驗，分析其對實驗結(jié)果的影響。

在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，要引導(dǎo)學(xué)生進行探究性實驗設(shè)計。首先要對實驗原理進行研究。實驗原理探討，主要是分析學(xué)生在實驗過程中可能遇到的理論問題，并提出相應(yīng)的解決方案。進行相關(guān)原理探究時，要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生明確本節(jié)課的實驗任務(wù)，確定整堂課的學(xué)習(xí)方向。由于探究性實驗本身存在一定的難度，問題的設(shè)計就顯得尤為重要。設(shè)計的問題恰當(dāng)，可以引發(fā)學(xué)生的思考，有助于探究；設(shè)計的問題不恰當(dāng)，探究性實驗的設(shè)計就很難收到應(yīng)有的教學(xué)效果。適當(dāng)設(shè)置情景問題，不但能讓學(xué)生知道怎樣做，還能知道為什么這樣做，真正使學(xué)生在做中學(xué)，在學(xué)中思。然后組織學(xué)生討論，展示本小組的討論成果，并對相關(guān)的原理做出評價，判斷其合理性，為下一步的探究做好準備。其次是設(shè)計出科學(xué)可行的實驗方案。從課本知識入手，聯(lián)系生活實際，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的精神，養(yǎng)成探究的習(xí)慣。人們求知識的過程，其實就是一個不斷破舊立新的過程。因為懷疑，人們才會不斷地去思考，去探求未知的領(lǐng)域。所以根據(jù)學(xué)生實際，設(shè)計富有啟發(fā)性的實驗方案，并巧妙地設(shè)“疑”，是啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的重要手段。善于“疑”，敢于“疑”，才能不斷地接近真理?！耙伞笔撬伎嫉拈_始，學(xué)習(xí)的目的，要鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑。但是，要引導(dǎo)學(xué)生以正確的態(tài)度質(zhì)疑，不可陷入懷疑主義的怪圈。

首先要引導(dǎo)學(xué)生思考實驗步驟設(shè)計中隱含的科學(xué)方法，讓學(xué)生了解實驗的基本思路，提出探究性的問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣。然后讓學(xué)生自行設(shè)計實驗，進行實驗操作，并認真地做好記錄，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果，由結(jié)果推導(dǎo)出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，最終使學(xué)生掌握提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計方案并實驗探究→分析論證→總結(jié)結(jié)論→評價與反思的探究式學(xué)習(xí)方法。

在實驗過程中，教師不僅要提醒學(xué)生注意操作，還要監(jiān)督學(xué)生做好記錄，獲得足夠的信息，對已有的信息進行分析、歸納，以便對實驗設(shè)計進行總體評價，進而得出正確、科學(xué)的結(jié)論。最后，根據(jù)記錄的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析實驗結(jié)果，得出對該方案的評價，并找出方案的不足，提出改進的方案。通過自我反思，交流討論，不斷提升自己的探究能力。

通過前面的探究與實驗，表面上看似乎已經(jīng)完成了任務(wù)，其實，大多數(shù)學(xué)生還停留在一種直觀的感受和零碎的認知上，所以我們要對實驗的原理、器材、步驟、操作等環(huán)節(jié)進行全面的回顧和歸納，還要提出本次探究中出現(xiàn)的問題，歸納出解決該類問題的基本思路，以達到知識與方法技能的統(tǒng)一，實現(xiàn)“學(xué)與用”的雙贏。在組織探究實驗時，教師要在學(xué)生現(xiàn)有的知識水平下，從允許學(xué)生出錯的角度出發(fā)，指導(dǎo)學(xué)生完成實驗設(shè)計。

探究活動是一種新的教學(xué)模式，無章可循。教師要提高自身素質(zhì)，要認真領(lǐng)會課改精神，把握探究活動的要領(lǐng)。在探究的過程中，教師要擺正自己的位置，可以進行指導(dǎo)，可以參與，可以組織，但決不能越俎代庖，代替學(xué)生思考。實驗?zāi)芰κ浅踔形锢碚n程標準規(guī)定學(xué)生要有的一項基本能力，學(xué)生要能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識和技能應(yīng)用到實際生活中，依據(jù)一定的原理進行簡單的實驗設(shè)計，并動手驗證所設(shè)計方案的可行性。實驗教學(xué)要注重對學(xué)生實驗設(shè)計的指導(dǎo)和實驗技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生在了解實驗的設(shè)計方法、設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，進行相關(guān)的實驗設(shè)計，讓學(xué)生在實踐中掌握一些簡單的實驗設(shè)計方法與實驗設(shè)計原則，掌握科學(xué)的實驗操作技能，進一步提高學(xué)生的探究性實驗設(shè)計能力，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

（作者單位：吉林白城市通榆縣

第八中學(xué)校）