探究式實驗教學課例

1、探究式實驗教學課例上海第二工業(yè)大學附屬龔路中學 朱文摘 要本文主要論述了在物理實驗教學中開展探究式學習的研究和實踐，突出了學生的主體作用和教師的主導地位，結(jié)合案例“阿基米德原理的教學過程”和“ 探究影響滑動摩擦力大小的因素”的學生實驗報告，探究教師作為教學的組織者和指導者應該怎么“教”，探究學生作為教學的主體和學習者應該怎么“學”的問題，闡述了“以學生為主體，以活動為主線，以創(chuàng)新為主旨”的教育觀念，在動手和動腦實踐過程中積極開發(fā)學生各方面的潛能。物理學是一門以觀察和實驗為基礎的學科。觀察引發(fā)學生探究性學習的靈感和情趣；設計實驗激發(fā)學生探究性學習的創(chuàng)新思維；實驗操作培養(yǎng)學生探究性學習的精神。從實

2、驗方案的設計到實驗儀器的選用，從實驗操作到實驗結(jié)果的分析，都體現(xiàn)著探究性學習的內(nèi)涵。因此在物理學科實驗教學中開展探究式學習的研究和實踐突出了學生在實驗中的主體性、探究性、自主性、實踐性、參與性、過程性和開放性，同時教師的地位和作用不再只是知識的傳授者，而將同時成為學習者、組織者、協(xié)作者、研究者、參與者、指導者、促進者。 我校在初中物理實驗教學中開展探究式學習的研究和實踐主要有以下幾個方面：1、改驗證性實驗為學生探究性實驗。如阿基米德原理等。2、在原有探究性實驗基礎上對問題的拓展研究。如串、并聯(lián)電路實驗中的故障研究等。3、變演示實驗為學生探究性實驗。如影響電功大小的因素等。4、增設課外學生探究性

3、實驗。如探究滑動摩擦力與那些因素有關(guān)等。一、結(jié)合課題、開展課堂探究所謂探究式課堂教學，就是以探究為主的教學。具體說它是指教學過程是在教師的啟發(fā)誘導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容，以學生周圍世界和生活實際為參照對象，為學生提供充分自由表達、質(zhì)疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學形式。探究式課堂教學特別重視開發(fā)學生的智力，發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)自學能力，力圖通過自我探究引導學生學會學習和掌握科學方法，為終身學習和工作奠定基礎。教師作為探究式課堂教學的導師，其任務是調(diào)動學生的積極性

4、，促使他們自己去獲取知識、發(fā)展能力，做到自己能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題；與此同時，教師還要為學生的學習設置探究的情境，建立探究的氛圍，提供探究的儀器，促進探究的開展，把握探究的深度，評價探究的成敗。學生作為探究式課堂教學的主人，自然是根據(jù)教師提供的條件，明確探究的目標，思考探究的問題，掌握探究的方法，敞開探究的思路，交流探究的內(nèi)容，總結(jié)探究的結(jié)果。由此可知，探究式課堂教學是教師和學生雙方都參與的活動，他們都將以導師和主人的雙重身份進人探究式課堂。我們結(jié)合區(qū)級課題運用“實驗探究”學習方式開發(fā)學生學習潛能進行的課堂探究，讓學生積極主動地參與物理課堂教學的全過程，強化物理規(guī)律的形成過程

5、。教師在課堂上只提供實驗材料和要研究的問題。告訴學生要完成什么任務，而不告訴學生具體做法，由學生先假說，然后自行設計實驗并動手操作得出結(jié)論。教師只在學生遇到困難時給予幫助。最后，師生共同對各組研究的結(jié)果進行評論和評價。這種教學模式能充分體現(xiàn)學生的主體地位和教師的主導作用與地位，更能體現(xiàn)“以學生為主體，以活動為主線，以創(chuàng)新為主旨?！钡慕逃^念。案例一：阿基米德原理的教學過程 階段 教學活動 學生行為 教師行為 創(chuàng)設情境、提出假說用ppt顯示萬噸巨輪在水面上航行的畫面創(chuàng)設情景1實驗一： 把小鐵釘放入盛有水的燒杯中，觀察小鐵釘入水后的浮沉情況。設問1：為什么水的浮力有時能大到托起萬噸巨輪，有時卻小到

6、托不起一枚小鐵釘？影響浮力大小的因素是什么？ 學生對影響浮力大小的因素討論、猜想、提出假說：“影響浮力大小的因素可能和物體的質(zhì)量、體積、密度、形狀，以及液體的質(zhì)量、體積、密度、深度等有關(guān)”。進入情境，對學習目標注意和感興趣。采用錄像、實驗、問題情景引起學生的興趣和注意。設計實驗、動手操作 浮力產(chǎn)生的原因壓強差，而壓強跟液體的質(zhì)量、體積無關(guān)，所以浮力跟液體的質(zhì)量、體積無關(guān)。設問2：“浮力的大小跟液體密度是否有關(guān)？” 教師點撥、引導、組織。分組討論、運用控制變量法設計實驗實驗二：浮力與液體的密度的關(guān)系。 設問3：鋁柱和銅柱的密度、質(zhì)量不同，受到的浮力相同嗎？表明什么？”當學生得出浮力大小與組成物體

7、的物質(zhì)密度、物體質(zhì)量無關(guān)后，繼續(xù)。設問4：“鋁柱和銅柱的體積不相同時，浮力的大小相同嗎？怎樣研究？” 利用教師準備好的材料進行自主探究學習。提供學習材料教師在學生探究的銜接過程中加以指點，使學生的探究過程得以順利進行。實驗三：浮力與物體排開液體的體積的關(guān)系。實驗四： 浮力跟浸沒在液體里的深度的關(guān)系。實驗五：浮力跟物體形狀的關(guān)系。 進行小組輔導分析歸納、得出結(jié)論 綜上所述，影響浮力大小的因素只有兩個：液體的密度和物體排開液體的體積。將各自探究的結(jié)果進行交流，協(xié)作學習組織學生交流，調(diào)動學生參與引導學生推出液體的密度和物體排開液體的體積的乘積就是液體的質(zhì)量，引出“浮力的大小是否和物體排開液體所受的重

8、力有關(guān)，有什么關(guān)系，怎樣驗證。”教師點撥、誘導實驗六：浮力的大小和物體排開液體所受的重力的關(guān)系。阿基米德原理的內(nèi)容。理解原理，得出結(jié)論歸納總結(jié)，適當評價反饋應用、鞏固拓展課堂訓練一課堂訓練二自檢自測，達到技能與知識的雙提高。提供檢測題，并對有共性的問題作適當?shù)脑u講1、說明：（1）本案例的探究以“阿基米德原理”為主題創(chuàng)設。（2）教師沒有以講授的方式教學，而是以教學的設計者、組織者、指導者、參與者和學生共同完成活動的。（3）學生為主體，探究和合作的學習方式積極參與科學探究活動。而這種學習方式正是我們國家新一輪基礎課程改革所倡導的。2、反思：新課程改革對物理教育提出了新的理念，將培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)放

9、在核心的位置，而科學探究活動是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要途徑，所以研究科學探究活動如何在課堂中實施成為物理課程的改革關(guān)鍵，通過近幾年的實踐我初有感觸漸漸認識到：（1）課堂不是教師表演舞臺而是師生交往的舞臺。（2）課堂不是對學生進行訓練的場所而是引導學生發(fā)展的場所。（3）課堂不僅是傳授知識的場所，而且還是探究的場所。（4）課堂不是教師行為的模式化工作的場所而是學生特長的個性化的展現(xiàn)場所。二、結(jié)合教材、增設課外探究我們在物理實驗教學中，嘗試進行課外拓展探究學習。例如摩擦是生活中常見的物理現(xiàn)象，教材沒有涉及摩擦的概念但在解決其它物理問題時又不能回避，我們就采取了課堂只介紹摩擦力的概念，課外讓學生自主探究

10、影響滑動摩擦力大小的因素。教師只介紹了實驗報告的格式并提供部分實驗器材供學生課外選用，還允許個別學生把彈簧秤帶回家中進行實驗探究。把實驗教學的課堂搬到課外去，實地觀察研究，使學生更得到實驗體驗和深刻感知，把研究的空間讓給學生。下面是一個學生的實驗報告。案例二實驗報告：探究影響滑動摩擦力大小的因素每到下雨天乘車去學校上課時，總會在公交車的電子顯示屏上看到一行顯目的大字：“雨天路滑，小心慢駛！”對于這一現(xiàn)象我一直百思不得其解。最近學了滑動磨擦之后，突然對這個一直困擾我的問題有所感悟，是否是因為下雨路面積水，比較滑，因而摩擦力小了，使車輛不容易剎車？那么是什么在影響滑動摩擦力？于是我做了一個實驗。一

11、 、實驗目的：找出影響滑動摩擦力大小的因素。二 、實驗原理：使物體在水平面上做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，得出摩擦力=拉力三、實驗類型：探究型四、實驗流程：假設 設計 實驗 結(jié)論。五、實驗器材：彈簧秤、帶鉤的盒子、一個50克的砝碼、一塊表面光滑的玻璃、表面粗糙的桌子。六、實驗步驟：1、通過日常生活中碰到的情況加以分析，假設問題的結(jié)論與物體對接觸面的壓力有關(guān)，然后設計實驗：1、把盒子分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用彈簧秤鉤住盒子分別在玻璃和粗糙的桌子上，拉著盒子緩慢的做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。2、盒子上再放上砝碼，再用彈簧秤鉤住盒子分別在玻璃和粗糙的桌子上，拉著盒子和前面同樣的速

12、度緩慢的做勻速直線運動，記下彈簧秤上的讀數(shù)。3、 把記下的讀數(shù)填入下表：試驗次數(shù) 接觸面材料 壓力（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、 分析比較數(shù)據(jù)得出結(jié)論：比較試驗次數(shù)（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，滑動摩擦力的大小和滑動物體對接觸面的壓力大小有關(guān)，物體材質(zhì)一樣的情況下，物體對接觸面壓力大的摩擦力大。2、假設問題的結(jié)論與拉動物體的速度有關(guān)，然后設計實驗： 1、把盒子分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用彈簧秤鉤住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉著盒子以0.5m/s的速度做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀

13、數(shù)。2、把盒子分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用彈簧秤鉤住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉著盒子以1m/s的速度做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。3 、把記下的讀數(shù)填入下表：試驗次數(shù) 接觸面材料 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 、分析比較數(shù)據(jù)得出結(jié)論：比較試驗次數(shù)（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，在壓力和物體材質(zhì)一樣的情況下，滑動摩擦力的大小和拉動滑動物體的速度大小沒有關(guān)系。3、假設問題的結(jié)論與物體與接觸面的材質(zhì)有關(guān)，然后設計實驗： 1、把盒子分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用彈簧秤鉤

14、住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉著盒子做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。2、在盒子上加上一個砝碼，再把盒子分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用彈簧秤鉤住盒子在玻璃和粗糙的桌子上拉著盒子勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。3、 把記下的讀數(shù)填入下表：試驗次數(shù) 接觸面材料 壓力（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、分析比較數(shù)據(jù)得出結(jié)論：比較試驗次數(shù)（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，物體對接觸面的壓力一定時，滑動摩擦力的大小和滑動物體與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力就越大。4、假設問題的結(jié)論與物體與

15、接觸面的面積有關(guān)，然后設計實驗： 1、把盒子面積小的一面（2cm2）分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，再用彈簧秤鉤住盒子在玻璃粗糙的桌子上拉著盒子做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。2、把盒子面積大的一面（3cm2）分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的桌子上，用彈簧秤鉤住盒子在玻璃粗糙的桌子上拉著盒子做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數(shù)。3、 把記下的讀數(shù)填入下表：試驗次數(shù) 接觸面材料 接觸面積（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 、分析比較數(shù)據(jù)得出結(jié)論：比較試驗（1）和（2）；（3）和（4）可以得出，在壓力和物體與接觸

16、面的材質(zhì)一樣的情況下，滑動摩擦力的大小和滑動物體與接觸面的接觸面積沒有關(guān)系。七、實驗結(jié)論：綜上所述，最后的結(jié)論是：滑動摩擦力的大小和滑動物體對接觸面的壓力大小有關(guān)，還和接觸面的材料性質(zhì)、粗糙程度有關(guān)。當物體對接觸面間的壓力越大，接觸面越粗糙時，滑動摩擦力越大。七、實驗后記：做這個實驗時，要注意幾個問題。由于這個實驗是控制變量法，是控制幾個變量不變，改變其中的一個，來進行比較分析，所以實驗器材中兩次小車上所選取的砝碼重量要一致，以及拉的速度要一致。這次探究型的學習，也使我學到了一種解決問題的新辦法，以后碰到了不懂的問題，我就可以同樣通過這種方法來解決問題，而且我認為，自己通過實驗得出的結(jié)論要比老

17、師在上課時說的定義有更深刻的印象，也就不容易忘記。這次探究型的學習，對我有著很大的幫助。1、說明：（1）通過課外探究，讓學生體驗自己獲取知識和感受未知世界的喜悅，樹立自信心，提高學生的參與性與興趣，進一步體現(xiàn)學生的主體地位。（2）通過探究過程，培養(yǎng)了學生自主學習的能力，觀察能力，設計實驗的能力、分析、歸納實驗數(shù)據(jù)得出物理規(guī)律的能力以及分析、解決問題的能力。（3）發(fā)展學生個性，培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新意識，使學生的潛在能力得到開發(fā)，合作精神得到培養(yǎng)，全面提高學生的科學素質(zhì)。2、反思：（1）學生后記選： 這次實驗我學會了很多很多的東西。如動手能力。還有失敗是成功只母，失敗了不要垂頭喪氣。還讓我明白

18、了遇到難題要積極動腦思考，不能一味依賴書本和老師。還讓我知道到了物理學中的很多很多知識。通過這次的實踐使我受益非淺，是一次很好的經(jīng)驗積累。在做實驗的過程中，有許多的困難，比如，無法精確地量得數(shù)據(jù)，為了克服這一困難，需要有同學協(xié)助，畢竟兩個人比一個人強多了；又如，無法獲得理想材料，這些材料需要親手制作，真是煞費苦心哪！還有平時沒有時間做這些事情，又是雪上加霜。這次實驗運用了許多課本上學過的知識，比如，測量的方法、數(shù)據(jù)的記錄與處理等。整體來說，這次實驗還算順利，我也樂在其中，實驗后，經(jīng)過閱讀有關(guān)滑動摩擦力大小因素的書籍以后，發(fā)現(xiàn)我做的實驗與書中的理論相符合，證明了我的實驗是成功的。希望以后還有更多

19、這樣的機會。物理學習不僅需要多觀察，多思考，還需要做有意義的實驗來幫助學習。通過這份實驗報告，我懂得了做任何事都得有堅忍不拔的毅力和勇于創(chuàng)新的探索精神，只有這樣才能在學習工作中攀登高峰！這次的物理實驗報告作得挺有意義的。不僅給了我們一次自己獨立思考，親手做實驗的機會，還鍛煉了我們總結(jié)處理實驗得出的數(shù)據(jù)的能力。這次實驗我所用的實驗方法為控制變量法。這是第一次自己設計并完成的實驗報告，第一次自己動手做探究性實驗，不免遇到許多困難與疑惑，但在動手的過程中都已一一克服，身體力行使我培養(yǎng)了自主性的能力、動手能力和探究事物、問題的能力，受益非淺。雖然不知道實驗的準確性有多高，可畢竟有了一次實踐的機會。物理是一門和生活息息相關(guān)的學科，所以實驗也可以用日常生活中的東西來完成。作完了這份實驗報告才知道，其實并沒有想象中的那么難。雖與我作出的實驗數(shù)據(jù)說明的因素有所偏差，我想可能是在實驗過程中彈簧秤沒調(diào)零或其它的問題使實驗結(jié)果發(fā)生了誤差，我會在今后的實驗過程中避免類似問題的出現(xiàn)。這次的研究使我對滑動摩擦力有了更全面、更生動的認識和了解，也對物理逐漸有了興趣。這次的實驗報告不可能是完美的，一定存在著問題，但我相信，今后再研究問題做報告時，我一定會比這次有所進步（2）雖然初中學生探究能力不高，實驗報告也較為