探究式实验教学课例

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1、探究式实验教学课例上海第二工业大学附属龚路中学 朱文摘 要本文主要论述了在物理实验教学中开展探究式学习的研究和实践，突出了学生的主体作用和教师的主导地位，结合案例“阿基米德原理的教学过程”和“ 探究影响滑动摩擦力大小的因素”的学生实验报告，探究教师作为教学的组织者和指导者应该怎么“教”，探究学生作为教学的主体和学习者应该怎么“学”的问题，阐述了“以学生为主体，以活动为主线，以创新为主旨”的教育观念，在动手和动脑实践过程中积极开发学生各方面的潜能。物理学是一门以观察和实验为基础的学科。观察引发学生探究性学习的灵感和情趣；设计实验激发学生探究性学习的创新思维；实验操作培养学生探究性学习的精神。从实

2、验方案的设计到实验仪器的选用，从实验操作到实验结果的分析，都体现着探究性学习的内涵。因此在物理学科实验教学中开展探究式学习的研究和实践突出了学生在实验中的主体性、探究性、自主性、实践性、参与性、过程性和开放性，同时教师的地位和作用不再只是知识的传授者，而将同时成为学习者、组织者、协作者、研究者、参与者、指导者、促进者。 我校在初中物理实验教学中开展探究式学习的研究和实践主要有以下几个方面：1、改验证性实验为学生探究性实验。如阿基米德原理等。2、在原有探究性实验基础上对问题的拓展研究。如串、并联电路实验中的故障研究等。3、变演示实验为学生探究性实验。如影响电功大小的因素等。4、增设课外学生探究性

3、实验。如探究滑动摩擦力与那些因素有关等。一、结合课题、开展课堂探究所谓探究式课堂教学，就是以探究为主的教学。具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。探究式课堂教学特别重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力，力图通过自我探究引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身学习和工作奠定基础。教师作为探究式课堂教学的导师，其任务是调动学生的积极性

4、，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题；与此同时，教师还要为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围，提供探究的仪器，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。学生作为探究式课堂教学的主人，自然是根据教师提供的条件，明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法，敞开探究的思路，交流探究的内容，总结探究的结果。由此可知，探究式课堂教学是教师和学生双方都参与的活动，他们都将以导师和主人的双重身份进人探究式课堂。我们结合区级课题运用“实验探究”学习方式开发学生学习潜能进行的课堂探究，让学生积极主动地参与物理课堂教学的全过程，强化物理规律的形成过程

5、。教师在课堂上只提供实验材料和要研究的问题。告诉学生要完成什么任务，而不告诉学生具体做法，由学生先假说，然后自行设计实验并动手操作得出结论。教师只在学生遇到困难时给予帮助。最后，师生共同对各组研究的结果进行评论和评价。这种教学模式能充分体现学生的主体地位和教师的主导作用与地位，更能体现“以学生为主体，以活动为主线，以创新为主旨。”的教育观念。案例一：阿基米德原理的教学过程 阶段 教学活动 学生行为 教师行为 创设情境、提出假说用ppt显示万吨巨轮在水面上航行的画面创设情景1实验一： 把小铁钉放入盛有水的烧杯中，观察小铁钉入水后的浮沉情况。设问1：为什么水的浮力有时能大到托起万吨巨轮，有时却小到

6、托不起一枚小铁钉？影响浮力大小的因素是什么？ 学生对影响浮力大小的因素讨论、猜想、提出假说：“影响浮力大小的因素可能和物体的质量、体积、密度、形状，以及液体的质量、体积、密度、深度等有关”。进入情境，对学习目标注意和感兴趣。采用录像、实验、问题情景引起学生的兴趣和注意。设计实验、动手操作 浮力产生的原因压强差，而压强跟液体的质量、体积无关，所以浮力跟液体的质量、体积无关。设问2：“浮力的大小跟液体密度是否有关？” 教师点拨、引导、组织。分组讨论、运用控制变量法设计实验实验二：浮力与液体的密度的关系。 设问3：铝柱和铜柱的密度、质量不同，受到的浮力相同吗？表明什么？”当学生得出浮力大小与组成物体

7、的物质密度、物体质量无关后，继续。设问4：“铝柱和铜柱的体积不相同时，浮力的大小相同吗？怎样研究？” 利用教师准备好的材料进行自主探究学习。提供学习材料教师在学生探究的衔接过程中加以指点，使学生的探究过程得以顺利进行。实验三：浮力与物体排开液体的体积的关系。实验四： 浮力跟浸没在液体里的深度的关系。实验五：浮力跟物体形状的关系。 进行小组辅导分析归纳、得出结论 综上所述，影响浮力大小的因素只有两个：液体的密度和物体排开液体的体积。将各自探究的结果进行交流，协作学习组织学生交流，调动学生参与引导学生推出液体的密度和物体排开液体的体积的乘积就是液体的质量，引出“浮力的大小是否和物体排开液体所受的重

8、力有关，有什么关系，怎样验证。”教师点拨、诱导实验六：浮力的大小和物体排开液体所受的重力的关系。阿基米德原理的内容。理解原理，得出结论归纳总结，适当评价反馈应用、巩固拓展课堂训练一课堂训练二自检自测，达到技能与知识的双提高。提供检测题，并对有共性的问题作适当的评讲1、说明：（1）本案例的探究以“阿基米德原理”为主题创设。（2）教师没有以讲授的方式教学，而是以教学的设计者、组织者、指导者、参与者和学生共同完成活动的。（3）学生为主体，探究和合作的学习方式积极参与科学探究活动。而这种学习方式正是我们国家新一轮基础课程改革所倡导的。2、反思：新课程改革对物理教育提出了新的理念，将培养学生的科学素养放

9、在核心的位置，而科学探究活动是培养学生科学素养的重要途径，所以研究科学探究活动如何在课堂中实施成为物理课程的改革关键，通过近几年的实践我初有感触渐渐认识到：（1）课堂不是教师表演舞台而是师生交往的舞台。（2）课堂不是对学生进行训练的场所而是引导学生发展的场所。（3）课堂不仅是传授知识的场所，而且还是探究的场所。（4）课堂不是教师行为的模式化工作的场所而是学生特长的个性化的展现场所。二、结合教材、增设课外探究我们在物理实验教学中，尝试进行课外拓展探究学习。例如摩擦是生活中常见的物理现象，教材没有涉及摩擦的概念但在解决其它物理问题时又不能回避，我们就采取了课堂只介绍摩擦力的概念，课外让学生自主探究

10、影响滑动摩擦力大小的因素。教师只介绍了实验报告的格式并提供部分实验器材供学生课外选用，还允许个别学生把弹簧秤带回家中进行实验探究。把实验教学的课堂搬到课外去，实地观察研究，使学生更得到实验体验和深刻感知，把研究的空间让给学生。下面是一个学生的实验报告。案例二实验报告：探究影响滑动摩擦力大小的因素每到下雨天乘车去学校上课时，总会在公交车的电子显示屏上看到一行显目的大字：“雨天路滑，小心慢驶！”对于这一现象我一直百思不得其解。最近学了滑动磨擦之后，突然对这个一直困扰我的问题有所感悟，是否是因为下雨路面积水，比较滑，因而摩擦力小了，使车辆不容易刹车？那么是什么在影响滑动摩擦力？于是我做了一个实验。一

11、 、实验目的：找出影响滑动摩擦力大小的因素。二 、实验原理：使物体在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡，得出摩擦力=拉力三、实验类型：探究型四、实验流程：假设 设计 实验 结论。五、实验器材：弹簧秤、带钩的盒子、一个50克的砝码、一块表面光滑的玻璃、表面粗糙的桌子。六、实验步骤：1、通过日常生活中碰到的情况加以分析，假设问题的结论与物体对接触面的压力有关，然后设计实验：1、把盒子分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用弹簧秤钩住盒子分别在玻璃和粗糙的桌子上，拉着盒子缓慢的做匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。2、盒子上再放上砝码，再用弹簧秤钩住盒子分别在玻璃和粗糙的桌子上，拉着盒子和前面同样的速

12、度缓慢的做匀速直线运动，记下弹簧秤上的读数。3、 把记下的读数填入下表：试验次数 接触面材料 压力（N） 摩擦力（N） 1 玻璃 05 011 2 玻璃 123 036 3 木材 049 02 4 木材 147 064、 分析比较数据得出结论：比较试验次数（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，滑动摩擦力的大小和滑动物体对接触面的压力大小有关，物体材质一样的情况下，物体对接触面压力大的摩擦力大。2、假设问题的结论与拉动物体的速度有关，然后设计实验： 1、把盒子分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用弹簧秤钩住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉着盒子以0.5m/s的速度做匀速直线运动，记下弹簧秤的读

13、数。2、把盒子分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用弹簧秤钩住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉着盒子以1m/s的速度做匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。3 、把记下的读数填入下表：试验次数 接触面材料 速度（m/s） 摩擦力（N） 1 玻璃 05 011 2 玻璃 10 011 3 木材 05 02 4 木材 10 024 、分析比较数据得出结论：比较试验次数（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，在压力和物体材质一样的情况下，滑动摩擦力的大小和拉动滑动物体的速度大小没有关系。3、假设问题的结论与物体与接触面的材质有关，然后设计实验： 1、把盒子分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用弹簧秤钩

14、住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉着盒子做匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。2、在盒子上加上一个砝码，再把盒子分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用弹簧秤钩住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉着盒子匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。3、 把记下的读数填入下表：试验次数 接触面材料 压力（N） 摩擦力（N） 1 玻璃 05 011 2 木材 05 02 3 玻璃 147 047 4 木材 147 064、分析比较数据得出结论：比较试验次数（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，物体对接触面的压力一定时，滑动摩擦力的大小和滑动物体与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。4、假设问题的结论与物体与

15、接触面的面积有关，然后设计实验： 1、把盒子面积小的一面（2CM2）分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用弹簧秤钩住盒子在玻璃粗糙的桌子上拉着盒子做匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。2、把盒子面积大的一面（3CM2）分别水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用弹簧秤钩住盒子在玻璃粗糙的桌子上拉着盒子做匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。3、 把记下的读数填入下表：试验次数 接触面材料 接触面积（CM2） 摩擦力（N） 1 木材 20 02 2 木材 30 02 3 玻璃 20 011 4 玻璃 30 0114 、分析比较数据得出结论：比较试验（1）和（2）；（3）和（4）可以得出，在压力和物体与接触

16、面的材质一样的情况下，滑动摩擦力的大小和滑动物体与接触面的接触面积没有关系。七、实验结论：综上所述，最后的结论是：滑动摩擦力的大小和滑动物体对接触面的压力大小有关，还和接触面的材料性质、粗糙程度有关。当物体对接触面间的压力越大，接触面越粗糙时，滑动摩擦力越大。七、实验后记：做这个实验时，要注意几个问题。由于这个实验是控制变量法，是控制几个变量不变，改变其中的一个，来进行比较分析，所以实验器材中两次小车上所选取的砝码重量要一致，以及拉的速度要一致。这次探究型的学习，也使我学到了一种解决问题的新办法，以后碰到了不懂的问题，我就可以同样通过这种方法来解决问题，而且我认为，自己通过实验得出的结论要比老

17、师在上课时说的定义有更深刻的印象，也就不容易忘记。这次探究型的学习，对我有着很大的帮助。1、说明：（1）通过课外探究，让学生体验自己获取知识和感受未知世界的喜悦，树立自信心，提高学生的参与性与兴趣，进一步体现学生的主体地位。（2）通过探究过程，培养了学生自主学习的能力，观察能力，设计实验的能力、分析、归纳实验数据得出物理规律的能力以及分析、解决问题的能力。（3）发展学生个性，培养学生的探究精神和创新意识，使学生的潜在能力得到开发，合作精神得到培养，全面提高学生的科学素质。2、反思：（1）学生后记选： 这次实验我学会了很多很多的东西。如动手能力。还有失败是成功只母，失败了不要垂头丧气。还让我明白

18、了遇到难题要积极动脑思考，不能一味依赖书本和老师。还让我知道到了物理学中的很多很多知识。通过这次的实践使我受益非浅，是一次很好的经验积累。在做实验的过程中，有许多的困难，比如，无法精确地量得数据，为了克服这一困难，需要有同学协助，毕竟两个人比一个人强多了；又如，无法获得理想材料，这些材料需要亲手制作，真是煞费苦心哪！还有平时没有时间做这些事情，又是雪上加霜。这次实验运用了许多课本上学过的知识，比如，测量的方法、数据的记录与处理等。整体来说，这次实验还算顺利，我也乐在其中，实验后，经过阅读有关滑动摩擦力大小因素的书籍以后，发现我做的实验与书中的理论相符合，证明了我的实验是成功的。希望以后还有更多

19、这样的机会。物理学习不仅需要多观察，多思考，还需要做有意义的实验来帮助学习。通过这份实验报告，我懂得了做任何事都得有坚忍不拔的毅力和勇于创新的探索精神，只有这样才能在学习工作中攀登高峰！这次的物理实验报告作得挺有意义的。不仅给了我们一次自己独立思考，亲手做实验的机会，还锻炼了我们总结处理实验得出的数据的能力。这次实验我所用的实验方法为控制变量法。这是第一次自己设计并完成的实验报告，第一次自己动手做探究性实验，不免遇到许多困难与疑惑，但在动手的过程中都已一一克服，身体力行使我培养了自主性的能力、动手能力和探究事物、问题的能力，受益非浅。虽然不知道实验的准确性有多高，可毕竟有了一次实践的机会。物理

20、是一门和生活息息相关的学科，所以实验也可以用日常生活中的东西来完成。作完了这份实验报告才知道，其实并没有想象中的那么难。虽与我作出的实验数据说明的因素有所偏差，我想可能是在实验过程中弹簧秤没调零或其它的问题使实验结果发生了误差，我会在今后的实验过程中避免类似问题的出现。这次的研究使我对滑动摩擦力有了更全面、更生动的认识和了解，也对物理逐渐有了兴趣。这次的实验报告不可能是完美的，一定存在着问题，但我相信，今后再研究问题做报告时，我一定会比这次有所进步（2）虽然初中学生探究能力不高，实验报告也较为稚嫩，但他们精力旺盛、兴趣广泛，好奇、好动，迫切希望提高自己的探究能力。因此，在教师适当的导学下，是能

21、完成探究学习的任务的，同时在不断的探究中提高自己的综合能力。当然与高中学生相比，教师的导学作用要相对强一些，既要敢于放手让学生自己探究，相信学生的能力，也不能放任自流。（3）增设课外探究，实现教学形式的转变，一要最大限度地减少教师的讲授；二要最大限度地满足学生自主发展的需要；三要尽可能做到让学生在“活动”中学习，在“主动”中发展，在“合作”中增知，在“探究”中创新。要充分体现学生学习的自主性：规律让学生自主发现，方法让学生自主寻找，思路让学生自主探究，问题让学生自主解决。课外探究，就可以让学生在自主学习中探究，在质疑问难中探究，在观察比较中探究，在矛盾冲突中探究，在问题解决中探究，在实践活动中

22、探究。现在谈论教学改革，人们最关注的两大问题是：教师怎么“教”和学生怎么“学”。探究式教学自然应该把探究的重点放在这两大问题上：即一要探究教师作为教学的组织者和指导者应该怎么“教”，二要探究学生作为教学的主体和学习者应该怎么“学”，教师对自己怎么“教”的探究，是为学生怎么“学”的探究服务的，教师探究得如何直接关系到学生“学”的探究是否有成效。如果教师对自己怎么“教”的探究能朝着现代教学的要求去努力，那么，学生“学”的探究就可以敞开大门。天高任鸟飞，由此，逐渐步入“教”与“学”互促互动的良性循环轨道。我们相信“每个学生都是一轮初升的太阳，有的尽管现在还暗淡无光，只是一时被云雾遮住了，一旦冲出云雾，就会光芒四射。”8