如何合理的實(shí)驗探究教學(xué)設計提高課堂實(shí)效
一、課題提出的背景及理論依據
九年義務(wù)教育初中《物理課程標準》（實(shí)驗稿）也將“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習方式多樣化”，“提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展”作為自然科學(xué)基礎課程的主要目標。改革不利于人才培養的“應試教育”模式，全面推進(jìn)和實(shí)施探究式教學(xué)已成為當今教學(xué)改革與發(fā)展的主旋律。實(shí)驗探究教學(xué)扎根于啟發(fā)式教學(xué)、發(fā)現式教學(xué)、問(wèn)題解決式教學(xué)的沃土，融合充滿(mǎn)強大生命力的活動(dòng)課教學(xué)之中，符合當前教育改革的時(shí)代潮流，是實(shí)施素質(zhì)教育和創(chuàng )新教育的有效途經(jīng)和方法。因此，在當前開(kāi)展的基礎教育改革大潮中，開(kāi)展物理實(shí)驗探究式教學(xué)有著(zhù)十分重要的現實(shí)意義和深遠的歷史意義。
實(shí)驗探究式教學(xué)繼承和弘揚了啟發(fā)式、發(fā)現式、問(wèn)題解決式以及活動(dòng)課教學(xué)的先進(jìn)教學(xué)思想和主張，形成了自己獨特的教學(xué)原則、教學(xué)模式和教學(xué)策略和方法等，對豐富發(fā)展啟發(fā)式教學(xué)、發(fā)現式教學(xué)、問(wèn)題解決式教學(xué)和活動(dòng)課教學(xué)有著(zhù)重要促進(jìn)作用。開(kāi)展實(shí)驗探究式教學(xué)研究，旨在為當前基礎教育物理學(xué)科乃至其它學(xué)科教學(xué)改革，實(shí)施素質(zhì)教育和創(chuàng )新教育，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展探索一條切實(shí)可行的方法和途徑。
實(shí)驗探究包括“提出問(wèn)題→猜想與假設→制定計劃與設計實(shí)驗→進(jìn)行實(shí)驗與收集證據→分析與論證→評估→合作與交流”七個(gè)要素。根據課程標準精神，每一要素都有其相應的能力要求，它具有提高學(xué)生的科學(xué)素養和人文素養的雙重功能。目前，通過(guò)一系列的學(xué)習筆者對科學(xué)探究的重要性已有了一定的認識，不管是概念課還是專(zhuān)題探究課，大都能較好地體現科學(xué)探究的幾個(gè)要素，但結合課程標準的要求，在實(shí)施探究式教學(xué)時(shí)，出現了要么對其相關(guān)要素的內涵領(lǐng)會(huì )不深刻、要求不能很好把握，要么機械呈現科學(xué)探究的“七個(gè)要素”，學(xué)生的科學(xué)探究流于過(guò)程，難以發(fā)揮其科學(xué)探究應有的功效。為此，提出了本課題
二、課題實(shí)施目標及策略
本課題旨在吸收國內實(shí)驗設計、實(shí)驗拓展、實(shí)驗創(chuàng )新等教學(xué)的優(yōu)勢，結合我校當前城鄉結合部普通初級中學(xué)的實(shí)際，在新課改的形勢下，根據物理的學(xué)科特點(diǎn)，由初中物理課程的課堂教學(xué)入手，探索出不局限于理論上的，而是立足于學(xué)生現實(shí)存在的差異、著(zhù)眼于學(xué)生可持續發(fā)展的可操作性強的分組實(shí)驗課堂教學(xué)模式，開(kāi)展真正的素質(zhì)教育，既為國家輸送高精科技人才的后備軍，又為社會(huì )主義建設輸送具有創(chuàng )新能力的高素質(zhì)的勞動(dòng)者，為推進(jìn)普通初級中學(xué)素質(zhì)教育的開(kāi)展做出應有的貢獻，同時(shí)，通過(guò)課題的開(kāi)展帶動(dòng)我校理、化、生的教科研活動(dòng)，探尋合理的實(shí)驗探究教學(xué)設計，提高課堂實(shí)效，形成獨特的教育教學(xué)模式。
在探究實(shí)驗前，教師首先需要選擇合適的研究課題，確定研究的步驟以及所需要采用的科學(xué)方法。在探究過(guò)程中，通過(guò)合理的探究設計，培養學(xué)生的設計能力和理解能力以及講解能力，在實(shí)驗中也培養了學(xué)生的合作精神。而且在實(shí)驗中也培養了學(xué)生對于未知知識的質(zhì)疑能力。
與傳統的物理實(shí)驗教學(xué)相比較，實(shí)驗探究式教學(xué)通過(guò)學(xué)生的自主實(shí)驗達到活動(dòng)目的，學(xué)生的主動(dòng)性得到了更充分的發(fā)揮：自主選擇實(shí)驗，自主設計實(shí)驗，在教師指導下獨立完成實(shí)驗的操作和講解。它分三個(gè)階段培訓，在三個(gè)學(xué)期內完成，力爭使學(xué)生在不同的階段達到不同層次的能力。
第一階段：教師首先提出實(shí)驗要求：包括實(shí)驗內容，實(shí)驗準備，實(shí)驗報告、實(shí)驗展示、實(shí)驗評價(jià)等環(huán)節。其次，逐步訓練實(shí)驗操作能力、實(shí)驗演示能力及實(shí)驗講解能力。這一階段大約在第一個(gè)循環(huán)內進(jìn)行，時(shí)間為半個(gè)學(xué)期。
第二階段：在原實(shí)驗要求的基礎上，提高對實(shí)驗準備的要求：包括實(shí)驗用具的選擇．完善和實(shí)驗所涉及知識內容的拓展。
第三階段：在以上要求的基礎上，從定性分析轉到定量分析，提出后續繼續進(jìn)行進(jìn)一步研究的要求。這一階段從第二個(gè)循環(huán)開(kāi)始要求，到第三個(gè)循環(huán)完成。
通過(guò)學(xué)生的探究實(shí)驗活動(dòng)，使學(xué)生做到：（1）提出問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)查找資料并結合生活的經(jīng)歷，明確了自己的研究對象。（2）制定計劃。學(xué)生通過(guò)對搜集的資料的整理以及自己的多次實(shí)驗，不斷地完善自己的實(shí)驗計劃，充實(shí)自己的實(shí)驗步驟，完善實(shí)驗器材。（3）處理數據和解釋問(wèn)題。學(xué)生運用自己了解的科學(xué)方法，以及已有的知識和所收集的資料，對實(shí)驗數據和實(shí)驗中出現的現象和問(wèn)題進(jìn)行解釋和補充。（4）合作和交流。實(shí)驗活動(dòng)本身就是一個(gè)交流溝通的過(guò)程，在實(shí)驗中，學(xué)生習慣于互相的配合，共同完成實(shí)驗。（5）質(zhì)疑能力。由于所涉及的知識有些是學(xué)生沒(méi)有學(xué)過(guò)的，因此，學(xué)生對于許多知識不甚了解，因此就提出自己的疑惑希望做實(shí)驗的同學(xué)幫助解決。
三、初中物理課堂實(shí)驗探究教學(xué)設計的實(shí)施過(guò)程
3.1實(shí)驗對象：
被試對象的選擇：本校初級中學(xué)初二年級其中兩個(gè)普通班，具有可比性。
3．2 實(shí)驗內容
實(shí)驗內容：人教版初中物理八年級和九年級教材中的探究實(shí)驗教學(xué)。
3.3初中物理課堂實(shí)驗探究教學(xué)的示例
3．3．1．“探究并聯(lián)電路的電流規律”的教學(xué)
建構主義理論認為：任何學(xué)習都是在已有的知識、經(jīng)驗的基礎上，通過(guò)主體客體不斷的相互作用，學(xué)生主動(dòng)地探索、主動(dòng)地構建新知識。
本試教的實(shí)驗對象基礎知識掌握較扎實(shí)，已經(jīng)學(xué)習了有關(guān)電流的基礎知識，剛學(xué)過(guò)串聯(lián)電路的電流規律。有強烈的好奇心和探索欲望，學(xué)習習慣較好，自學(xué)能力較強，在此之前通過(guò)各種小實(shí)驗已培養了半年多的實(shí)驗探究能力和展示能力，同時(shí)也培養搜集資料歸納總結能力。
實(shí)施如下：“探究并聯(lián)電路中的電流的規律”教學(xué)設計
知識與技能目標：1．知道如何去探究并聯(lián)電路中電流的規律；
2．會(huì )正確連接電路；
3．會(huì )正確使用電流表測量電流。
過(guò)程與方法：1．通過(guò)探究并聯(lián)電路中電流的規律切身體驗科學(xué)探究的過(guò)程；
2．領(lǐng)會(huì )科學(xué)研究的方法。
思想情操目標：1．激發(fā)主動(dòng)進(jìn)行探究的意識；
2．培養嚴謹的科學(xué)態(tài)度和協(xié)作精神。
改進(jìn)前方案
流程圖 內容
提出問(wèn)題 1．在并聯(lián)電路中干路電流和支路電流之間有什么關(guān)系？
2．你認為以上同學(xué)們的討論可以歸納為一個(gè)什么問(wèn)題來(lái)探究？
猜想與假設 你認為你上述問(wèn)題有哪些可能的答案？
方案設計（設計實(shí)驗） 1．實(shí)驗器材的名稱(chēng)和數量。
2．畫(huà)出測量電流的電路圖。
方案實(shí)施（進(jìn)行實(shí)驗） 1．連接電路。
2．測量并記錄數據。
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p; 3．換用兩個(gè)不同的燈泡重復上面的實(shí)驗。
4．扼要記錄操作中出現的問(wèn)題。
分析與論證 1．測量結果說(shuō)明什么？
2．跟你的猜想或假設有何差異？
3．你得出的結論是什么？
結論 評估：
對你的實(shí)驗設計的合理性，操作過(guò)程，以及測量結果進(jìn)行評估。
交流：
1．讓學(xué)生把自己的探究過(guò)程和同學(xué)們進(jìn)行交流。
2．改正錯誤和不足，并為自己的正確觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行答辯。
發(fā)現并提出新的問(wèn)題 1．你在實(shí)驗中是否發(fā)現了新的問(wèn)題？
2．你想不想進(jìn)行探究？
3．你認為這個(gè)新的問(wèn)題可能有哪些答案？
3．3．2 “探究并聯(lián)電路的電流規律”的教學(xué)反思
課堂的問(wèn)題：學(xué)生探究實(shí)驗時(shí)較為混亂，電路連接不出來(lái)，電流表不知測的是哪的電流，最后請四個(gè)小組匯報時(shí)，出現了四種實(shí)驗結論。
學(xué)生的反饋：串聯(lián)電路好連接，電流表連入電路中方便，很好觀(guān)察，所以很快就能測出各點(diǎn)電流來(lái)，并聯(lián)電路線(xiàn)一下子增多了，不知哪根接哪根了，好不容易接好了，電流表又不知怎么接在電路里了，總之，一到實(shí)物連接全亂了，測的也不知是哪的電流了。
評價(jià)：教研員老師對該課進(jìn)行了評價(jià)：教學(xué)目標明確，教學(xué)內容安排緊密緊湊。她認為：本課設計體現了新課標新理念，隨后在每個(gè)教學(xué)環(huán)節中都充分體現了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。探究實(shí)驗更成了本課的高潮，培養了學(xué)生主動(dòng)探究和解決簡(jiǎn)單科學(xué)問(wèn)題的能力。但本節課過(guò)于模式化，完全按照探究程序按部就班的操作，著(zhù)對于部分智優(yōu)的學(xué)生來(lái)說(shuō)能出色完成，但前期掌握不牢固的同學(xué)來(lái)說(shuō)就手忙腳亂以至于最終實(shí)驗結果沒(méi)有總結出來(lái)，學(xué)生出現的上述匯報情況。
解決方案：調整探究環(huán)節，將合作交流安插到學(xué)生的實(shí)驗進(jìn)行當中，邊探究，邊交流使學(xué)生能及時(shí)找到解決問(wèn)題的方法。改進(jìn)如下：
改進(jìn)后的方案
流程圖 內容
提出問(wèn)題 1．在并聯(lián)電路中干路電流和支路電流之間有什么關(guān)系？
2．你認為以上同學(xué)們的討論可以歸納為一個(gè)什么問(wèn)題來(lái)探究？
猜想與假設 你認為你上述問(wèn)題有哪些可能的答案？
方案設計（設計實(shí)驗） 1．實(shí)驗器材的名稱(chēng)和數量。
2．畫(huà)出測量電流的電路圖。
方案實(shí)施（進(jìn)行實(shí)驗） 1．連接電路。對并聯(lián)電路連接的方法進(jìn)行比較、總結、比賽、交流
2．連接電流表測電流的方法進(jìn)行比較、比賽、交流
2．測量并記錄數據。
3．換用兩個(gè)不同的燈泡重復上面的實(shí)驗。
交流合作 4．扼要記錄操作中出現的問(wèn)題。
分析與論證 1．測量結果說(shuō)明什么？
2．跟你的猜想或假設有何差異？
3．你得出的結論是什么？
交流評估 對你的實(shí)驗設計的合理性，操作過(guò)程，以及測量結果進(jìn)行評估。
1．讓學(xué)生把自
己的探究過(guò)程和同學(xué)們進(jìn)行交流。
2．改正錯誤和不足，并為自己的正確觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行答辯。
發(fā)現并提出新的問(wèn)題 1．你在實(shí)驗中是否發(fā)現了新的問(wèn)題？
2．你想不想進(jìn)行探究？
3．你認為這個(gè)新的問(wèn)題可能有哪些答案？
3．3．3 “探究并聯(lián)電路的電流規律”修改后的反思
學(xué)生交流：很喜歡這種比賽交流的實(shí)驗模式，它促使你積極的想辦法，不甘落后，并且能有機會(huì )把自己的經(jīng)驗與大家交流，特有成就感，感覺(jué)自己就是一個(gè)小老師。
課后反思：第二次調整的理念就是鼓勵學(xué)生通過(guò)合作交流途徑，培養在信息化環(huán)境下合作學(xué)習的意識和能力。這節課根據物理教學(xué)大綱提出的教學(xué)要求和物理教材本節內容的重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵、疑點(diǎn)，及學(xué)生的認識規律，心理特點(diǎn)，學(xué)習基礎，教學(xué)內容的容量較大，深淺程度和內容順序、教學(xué)內容都體現了新課程標準的要求：（1）．加強實(shí)驗，拓寬知識面，增加現代物理知識內容的意圖。（2）．讓學(xué)生合作進(jìn)行實(shí)驗，選擇器材，給學(xué)生的探究發(fā)展提供了機會(huì )，體現了課改“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理解。3．教、學(xué)和諧統一 4．教學(xué)手段合理運用
四．結論與建議
4.1 結論
本實(shí)驗通過(guò)對實(shí)驗探究教學(xué)設計的教學(xué)研究，依據實(shí)驗探究教學(xué)的理論進(jìn)行了教學(xué),初步構建了本節課實(shí)驗探究教學(xué)的模式,并在初中物理課堂教學(xué)中實(shí)施.
從以上的實(shí)驗成果中可以看出，本課題的實(shí)驗是成功的，實(shí)現了開(kāi)始提出的預期目標。并可從中得出以下幾點(diǎn)結論：
1、本方案所提出的教學(xué)方法符合初中生的學(xué)習心理過(guò)程，能使教師運用心理學(xué)的知識引導學(xué)生按階段完成各項教學(xué)任務(wù)。
2、本方案所提出的教學(xué)方法能使學(xué)生逐漸掌握自我學(xué)習的方法，有效的調控自己的學(xué)習過(guò)程。也即達到了“授人以漁”的目的，為學(xué)生今后的學(xué)習打下良好的基礎。
3、本方案所提出的教學(xué)方法體現了認識來(lái)自實(shí)踐的哲學(xué)思想，讓學(xué)生通過(guò)自身的實(shí)踐活動(dòng)掌握需要了解的知識，印象深刻。
4、本方案所提出的教學(xué)方法印證了認識是一個(gè)螺旋上升的過(guò)程。學(xué)生通過(guò)認識、實(shí)踐、再認識、再實(shí)踐，多次循環(huán)往復調節目標之后再達到最終目標。
5、本方案所提出的教學(xué)方法通過(guò)探究、逐段達標，讓每位同學(xué)都能獲得成功的感覺(jué)，激發(fā)學(xué)習的興趣，從而達到了快樂(lè )教學(xué)的目的。
4.2 實(shí)施建議
在實(shí)驗探究教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，我認為要注意以下幾個(gè)方面：
a.應克服學(xué)生的浮燥情緒。有許多初二學(xué)生，由于平時(shí)動(dòng)手實(shí)踐的機會(huì )比較多，而且有些學(xué)生看的書(shū)也較多，見(jiàn)識較廣，但其物理知識是一知半解，又不重視物理學(xué)習，教師在教學(xué)中要經(jīng)常與這些同學(xué)進(jìn)行溝通，使他們認識到在這些簡(jiǎn)單現象中所蘊含的深刻道理。
b.實(shí)驗中要注意改變傳統教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習觀(guān)念、學(xué)習方式的影響。學(xué)生由于多年的應試教育習慣作祟，認為上課就應該是教師講，學(xué)生聽(tīng)，教師將現成的知識傳授于學(xué)生，使學(xué)生通過(guò)記憶、理解才學(xué)會(huì )，而活動(dòng)教學(xué)使學(xué)生動(dòng)腦機會(huì )增多，學(xué)生自己動(dòng)手的機會(huì )多了，因此教師更重要的是要改變這些學(xué)生的觀(guān)念、方式。
c. 應試制定與實(shí)驗相適應的評價(jià)體系，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。由于初中知識物理知識所包含的內容較為膚淺，另外教學(xué)難度又遞增很快，學(xué)生漸漸地興趣在減小，教師要相應采取一些其他評價(jià)方法以調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性。使得學(xué)生成績(jì)與學(xué)習過(guò)程相結合，，教師不必把分數看得很死，重在鼓勵。
d. 學(xué)生的管理問(wèn)題�；顒�(dòng)教學(xué)中學(xué)生管理方面相對傳統物理教學(xué)難度增大，需要教師加強學(xué)生的控制。在教學(xué)中我采用的方法是：提高教師的個(gè)人魅力，提高學(xué)生的選材能力和表演能力，鼓勵學(xué)生增加對講演的吸引度。
4.3 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題
本課題研究剛剛開(kāi)始，主要是在初二上學(xué)期教學(xué)班進(jìn)行實(shí)驗，這些學(xué)生的學(xué)習習慣較差，不能夠很好地領(lǐng)會(huì )教師的意圖。致使教學(xué)活動(dòng)不能很好地進(jìn)行。另外，在課改中，以課程標準為依據，教材是開(kāi)放的，因此，結合實(shí)驗教學(xué)的特點(diǎn)，能否編出適合學(xué)生的教材來(lái)。還有，學(xué)生的個(gè)體實(shí)驗活動(dòng)與課堂思維活動(dòng)如何整合的問(wèn)題，以及物理探究教學(xué)課堂活動(dòng)教學(xué)的評價(jià)，這些都有待于進(jìn)一步研究。
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