实验探究的教学模式，本文主要内容关键词为：教学模式论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
注重科学探究就是要改变学生被动学习的现状，让学生不仅知道知识的内容，还要经历得到知识的过程，让学生像科学家研究物理一样去学习物理，使学生充分享受到学习的乐趣和成功感。科学探究不仅有利于科学内容的探索与方法的获得，更有利于科学态度、科学精神等意识领域的形成。
所谓实验探究教学就是引导学生像科学家搞科研那样进行知识的学习与获取，这是实现《课程标准》中“过程与方法目标”的主要手段。探究思维程序就是这些探究活动的程序、步骤。这种思维程序主要有以下七个要素构成，即：“提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。”但是，如果整个初中阶段都采取这种程序的探究过程，未免枯燥、乏味，久而久之，学生将失去探究的兴趣。因此，下面主要介绍另外的几种实验探究模式。
一、实验——归纳探究模式
1.思维程序：实验观察→事实知识→排除、分类→归纳→结论
2.对上述思维程序的说明
(1)实验观察：让学生进行分组实验，并观察记录实验现象。
(2)事实知识：通过实验，收集到大量的信息。
(3)排除、分类：对收集到的信息排除次要的因素，抓住主要矛盾，进行分类。
(4)归纳：通过分类，运用归纳方法进行归纳分析。
(5)结论：通过归纳，得出有关的结论或规律。
3.应用案例
下面以探究“蒸发快慢的因素”为例，体会这种探究模式的作用。
(1)实验观察：让学生运用水、玻璃片、酒精灯、碟子、烧杯等器材进行让水快速蒸发的实验。
(2)事实知识：通过实验，学生收集到如下的大量信息：
将水放在碟子中比放在烧杯中干得快、将滴在玻璃片上的酒精摊开干得快，用嘴吹水，将水滴在通风处、用酒精灯烤水、用书本扇水、将带水的玻璃片放在阳光下晒……
(3)排除、分类：抓住上述信息、现象的主要矛盾，排除次要矛盾进行分析，并进行分类如下：
第一类：用酒精灯烤水、将带水的玻璃片放在阳光下晒……主要矛盾是温度的变化，在这些现象中空气的流动、表面积的变化等因素均为次要的。
第二类：将水放在碟子上、摊开滴在玻璃片上的酒精……主要矛盾是表面积的变化，在这些现象中空中的流动、温度的变化等因素均为次要的。
第三类：用嘴吹水，将水滴在通风处……主要矛盾是空气的流动的变化，在这些现象中温度、表面积的变化等因素均为次要的。
(4)归纳：对每一类，运用归纳方法进行归纳。
第一类：液体温度；第二类：液体的表面积；第三类：液体表面上空气流动。
(5)结论：通过归纳分析，学生得出决定蒸发快慢的有关因素及其规律：
通过提高液体温度、增大液体的表面积、加快液体表面上的空气流动，就可以加快液体的蒸发。
二、猜想——反驳探究模式
1.思维程序：问题→猜想→反驳→评判
2.对上述思维程序的说明
(1)问题：根据现象与原有理论、经验的不一致或矛盾之处，提出研究的问题。
(2)猜想：对问题的原因进行直觉性（而不主要是通过归纳）猜测，提出试探性的假说。假说可能有多个。
(3)反驳：对每一个假说进行反驳，通过观察和实验现象力图证明他们是错误的。具体操作如下：
①对每一种假说的反驳：由这种假说得到一些推论，然后寻找这些推论与实际现象的矛盾之处。
②对第二种假说的反驳：由这种假说得到一些推论，然后寻找这些推论与实际现象的矛盾之处。
(4)评判：通过反驳，对这些假说的评判如下：
①某种假说的某一推论与实际现象不符，则该假说立即被“证伪”，淘汰该假说。需提出新的假说。
②某种假说的某一推论与实际部分相符，则进一步研究、修正该假说，使其上升为理论。
③对某种假说找不到与实际不符的推论，无法证伪，则该假说就是理论。
3.应用案例
下面通过“光的直线传播”规律的探索过程，体会猜想与反驳探究模式在单一猜想问题中的作用：
(1)问题：通过介绍光源的种类，提出问题：光是如何传播的？
(2)猜想：几乎所有学生都猜想：光是沿直线传播。
(3)反驳：究竟同学们的猜想是否正确呢？请利用身边的实验器材、回顾日常经验现象，寻找光沿非直线传播的证据。
学生分组评论、进行实验，找到了一些光不沿直线传播的现象：
①在小瓶中盛入部分水，然后激光手电斜射入水中，发现整个光线是一条折线。
②拿一块含有杂质的松香，用激光手电对其照射，发现光线弯曲。
(4)评判：全班同学一起讨论、思考这几种反驳意见，对“猜想”进行评判：
通过反驳证据①，进一步修正猜想为：在同一种介质中，光沿直线传播。
通过反驳证据②，再进一步修正猜想为：在均匀介质中，光沿直线传播。
经这几次反驳，最终得出光的直线传播规律：
在同一种均匀物质中，光是沿直线传播。
三、假说——演绎探究模式
1.思维程序：问题→搜索事实→形成假说→推论→检验推论→结论
2.对上述思维程序的有关说明
(1)问题：提出要研究的课题。
(2)收集事实：通过实验、观察、日常经验收集有关实例。
(3)形成假说：运用归纳法形成假说。
(4)推论：从假说出发，得到对某些问题的推断或预测。
(5)检验推论：设计实验并进行检验，对推断或预测进行检验。
(6)结论：通过检验，若实验事实与推论一致，则说明假说正确，假说上升为结论；若实验事实与推论不一致，则说明假说错误或有不完善之处，需要根据实验现象进行调整。
3.应用案例
下面以探究“压力的效果”为例，体会这种方法的运用过程：
(1)问题：通过情景，提出问题：压力产生的效果与哪些因素有关？
(2)收集事实：让学生用铅笔、橡皮泥等器材做实验，回忆日常提重物、背书包等现象。
(3)形成假说：对收集到的上述现象进行分析、归纳，形成假说：压力越大，受力面积越小，压力的效果越大。
(4)推论：由上述假说，推断出可能有如下的现象发生：
①将木桌倒过来面朝下放在沙子上，木桌下陷的深度将变小。
②装订本子时，锥子要用力才能扎透厚纸。
③盖高楼时，必须要有宽大的地基，否则将使楼体下陷。
(5)检验推论：利用实验室的器材进行实验或进行模拟实验，检验推论的正确性：
①在小木块上钉四个长钉做腿充当木桌，进行模拟实验。
②用图钉代替锥子进行实验。
③用砖头做高楼、木板做地基、沙子做地面进行模拟实验。
(6)通过实验，发现实验所见到的现象与推论预测的现象完全一致。从而说明了假说的正确性。最终，得出结论：压力产生的效果与压力大小、受力面积大小有关。压力越大、受力面积越小，压力的效果越明显。
四、问题——解决探究模式
将探究教学变为解决问题教学的过程，具体操作：创设生活中遇到的实际问题（这往往不是科学问题），在解决这一实际问题时，将这一非科学问题转化为一个物理问题，然后通过对物理问题的讨论得出结论。
1.思维程序：实际问题→收集方法→分类归纳→形成假说→实验检验
2.对上述思维程序的有关说明
(1)实际问题：是指现实生活中遇到的非物理问题，可能是一个技术问题。
(2)解决问题：通过实验或讨论，找到多种解决的具体办法或做法。
(3)分类归纳：将这些办法从某个角度（特别是物理上的某个角度）进行分类，将每一类进行归纳。并把采取这些办法的目的，归为一个物理问题。
(4)形成假说：将分类归纳的结果整理形成该物理问题的假说。
(5)实验检验：对假说进行实验检验，最终形成该物理问题的结论。
3.应用案例
下面用这种模式来进行“摩擦力的决定因素”的探究：
(1)实际问题：教师提出如下几个亟待完成的任务：
①刚买的油，瓶塞紧紧的，怎样将瓶塞拧开？
②家中的塑钢拉窗长时间没拉动过，开窗困难怎么办？
③用锉刀锉断一根木棍，看看谁用的时间少？
④在家中打扫卫生，现在有一箱子书，如何较容易的移动它？
(2)解决问题：各小组自由地挑选其中一个问题作为解决的重点，然后通过实验、讨论找解决方案。学生找到许多具体办法。
①用力捏住瓶塞拧、垫上棉布拧、点上油拧……
②将滑槽中的灰尘擦干净、点上润滑油、向上抬着拉动……
③用花纹更粗糙的锉刀、用力压着木头锉……
④将一部分书从箱子中取出来、在箱子下面垫一些圆木棍……
(3)分类归纳：对上述不同问题的众多办法进行分类：
第一类：用力捏住瓶塞拧、向上抬着拉动、用力压着木头锉、将一部分书从箱子中取出来……
第二类：垫上棉布拧、点上油拧、将滑槽中的灰尘擦干净、点上润滑油、用花纹更粗糙的锉刀……
第三类：在箱子下面垫一些圆木棍……
进行归纳：
第一类都与压力有关，第二类都与接触面的粗糙程度有关，第三类与运动方式有关。
将采取这三类做法的目的进行物理解释：都是为了改变摩擦。
第三类暂时搁置，先研究第一类和第二类做法，这样，这由实际的非物理问题（拉窗、拧瓶塞等）转变为一个物理问题（摩擦），研究摩擦力与哪些因素有关？
(4)形成假说：由上述前两类做法，学生形成该物理问题的假说：摩擦力与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
(5)实验检验：学生设计用弹簧测力计拉着木块在水平面上匀速运动的实验，分别让小车在毛巾表面、棉布表面、桌面上运动，观察弹簧测力计的示数；然后让小车加载重物做相同的实验。根据二力平衡的条件可知，测力计的示数就是木块与水平面之间的摩擦力大小。
由此可以看出，摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度的关系。将弹簧测力的示数填在如下的表格中：
物体表面情况 木块 木块+1只砝码 木块+2只砝码
从第三类办法中引出“滚动摩擦”的概念，从而引出第二个物理问题：滚动摩擦与滑动摩擦的比较，由上面的归纳形成假说：在相同的情下，滚动摩擦远小于滑动摩擦。随后设计木块下加垫铅笔的实验进行检验。