如何合理的实验探究教学设计提高课堂实效
一、课题提出的背景及理论依据
九年义务教育初中《物理课程标准》（实验稿）也将“注重科学探究，提倡学习方式多样化”，“提高全体学生的科学素质，促进学生全面发展”作为自然科学基础课程的主要目标。改革不利于人才培养的“应试教育”模式，全面推进和实施探究式教学已成为当今教学改革与发展的主旋律。实验探究教学扎根于启发式教学、发现式教学、问题解决式教学的沃土，融合充满强大生命力的活动课教学之中，符合当前教育改革的时代潮流，是实施素质教育和创新教育的有效途经和方法。因此，在当前开展的基础教育改革大潮中，开展物理实验探究式教学有着十分重要的现实意义和深远的历史意义。
实验探究式教学继承和弘扬了启发式、发现式、问题解决式以及活动课教学的先进教学思想和主张，形成了自己独特的教学原则、教学模式和教学策略和方法等，对丰富发展启发式教学、发现式教学、问题解决式教学和活动课教学有着重要促进作用。开展实验探究式教学研究，旨在为当前基础教育物理学科乃至其它学科教学改革，实施素质教育和创新教育，促进学生全面发展探索一条切实可行的方法和途径。
实验探究包括“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→合作与交流”七个要素。根据课程标准精神，每一要素都有其相应的能力要求，它具有提高学生的科学素养和人文素养的双重功能。目前，通过一系列的学习笔者对科学探究的重要性已有了一定的认识，不管是概念课还是专题探究课，大都能较好地体现科学探究的几个要素，但结合课程标准的要求，在实施探究式教学时，出现了要么对其相关要素的内涵领会不深刻、要求不能很好把握，要么机械呈现科学探究的“七个要素”，学生的科学探究流于过程，难以发挥其科学探究应有的功效。为此，提出了本课题
二、课题实施目标及策略
本课题旨在吸收国内实验设计、实验拓展、实验创新等教学的优势，结合我校当前城乡结合部普通初级中学的实际，在新课改的形势下，根据物理的学科特点，由初中物理课程的课堂教学入手，探索出不局限于理论上的，而是立足于学生现实存在的差异、着眼于学生可持续发展的可操作性强的分组实验课堂教学模式，开展真正的素质教育，既为国家输送高精科技人才的后备军，又为社会主义建设输送具有创新能力的高素质的劳动者，为推进普通初级中学素质教育的开展做出应有的贡献，同时，通过课题的开展带动我校理、化、生的教科研活动，探寻合理的实验探究教学设计，提高课堂实效，形成独特的教育教学模式。
在探究实验前，教师首先需要选择合适的研究课题，确定研究的步骤以及所需要采用的科学方法。在探究过程中，通过合理的探究设计，培养学生的设计能力和理解能力以及讲解能力，在实验中也培养了学生的合作精神。而且在实验中也培养了学生对于未知知识的质疑能力。
与传统的物理实验教学相比较，实验探究式教学通过学生的自主实验达到活动目的，学生的主动性得到了更充分的发挥：自主选择实验，自主设计实验，在教师指导下独立完成实验的操作和讲解。它分三个阶段培训，在三个学期内完成，力争使学生在不同的阶段达到不同层次的能力。
第一阶段：教师首先提出实验要求：包括实验内容，实验准备，实验报告、实验展示、实验评价等环节。其次，逐步训练实验操作能力、实验演示能力及实验讲解能力。这一阶段大约在第一个循环内进行，时间为半个学期。
第二阶段：在原实验要求的基础上，提高对实验准备的要求：包括实验用具的选择．完善和实验所涉及知识内容的拓展。
第三阶段：在以上要求的基础上，从定性分析转到定量分析，提出后续继续进行进一步研究的要求。这一阶段从第二个循环开始要求，到第三个循环完成。
通过学生的探究实验活动，使学生做到：（1）提出问题。学生通过查找资料并结合生活的经历，明确了自己的研究对象。（2）制定计划。学生通过对搜集的资料的整理以及自己的多次实验，不断地完善自己的实验计划，充实自己的实验步骤，完善实验器材。（3）处理数据和解释问题。学生运用自己了解的科学方法，以及已有的知识和所收集的资料，对实验数据和实验中出现的现象和问题进行解释和补充。（4）合作和交流。实验活动本身就是一个交流沟通的过程，在实验中，学生习惯于互相的配合，共同完成实验。（5）质疑能力。由于所涉及的知识有些是学生没有学过的，因此，学生对于许多知识不甚了解，因此就提出自己的疑惑希望做实验的同学帮助解决。
三、初中物理课堂实验探究教学设计的实施过程
3.1实验对象：
被试对象的选择：本校初级中学初二年级其中两个普通班，具有可比性。
3．2 实验内容
实验内容：人教版初中物理八年级和九年级教材中的探究实验教学。
3.3初中物理课堂实验探究教学的示例
3．3．1．“探究并联电路的电流规律”的教学
建构主义理论认为：任何学习都是在已有的知识、经验的基础上，通过主体客体不断的相互作用，学生主动地探索、主动地构建新知识。
本试教的实验对象基础知识掌握较扎实，已经学习了有关电流的基础知识，刚学过串联电路的电流规律。有强烈的好奇心和探索欲望，学习习惯较好，自学能力较强，在此之前通过各种小实验已培养了半年多的实验探究能力和展示能力，同时也培养搜集资料归纳总结能力。
实施如下：“探究并联电路中的电流的规律”教学设计
知识与技能目标：1．知道如何去探究并联电路中电流的规律；
2．会正确连接电路；
3．会正确使用电流表测量电流。
过程与方法：1．通过探究并联电路中电流的规律切身体验科学探究的过程；
2．领会科学研究的方法。
思想情操目标：1．激发主动进行探究的意识；
2．培养严谨的科学态度和协作精神。
改进前方案
流程图 内容
提出问题 1．在并联电路中干路电流和支路电流之间有什么关系？
2．你认为以上同学们的讨论可以归纳为一个什么问题来探究？
猜想与假设 你认为你上述问题有哪些可能的答案？
方案设计（设计实验） 1．实验器材的名称和数量。
2．画出测量电流的电路图。
方案实施（进行实验） 1．连接电路。
2．测量并记录数据。
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p; 3．换用两个不同的灯泡重复上面的实验。
4．扼要记录操作中出现的问题。
分析与论证 1．测量结果说明什么？
2．跟你的猜想或假设有何差异？
3．你得出的结论是什么？
结论 评估：
对你的实验设计的合理性，操作过程，以及测量结果进行评估。
交流：
1．让学生把自己的探究过程和同学们进行交流。
2．改正错误和不足，并为自己的正确观点进行答辩。
发现并提出新的问题 1．你在实验中是否发现了新的问题？
2．你想不想进行探究？
3．你认为这个新的问题可能有哪些答案？
3．3．2 “探究并联电路的电流规律”的教学反思
课堂的问题：学生探究实验时较为混乱，电路连接不出来，电流表不知测的`是哪的电流，最后请四个小组汇报时，出现了四种实验结论。
学生的反馈：串联电路好连接，电流表连入电路中方便，很好观察，所以很快就能测出各点电流来，并联电路线一下子增多了，不知哪根接哪根了，好不容易接好了，电流表又不知怎么接在电路里了，总之，一到实物连接全乱了，测的也不知是哪的电流了。
评价：教研员老师对该课进行了评价：教学目标明确，教学内容安排紧密紧凑。她认为：本课设计体现了新课标新理念，随后在每个教学环节中都充分体现了学生的个性发展。探究实验更成了本课的高潮，培养了学生主动探究和解决简单科学问题的能力。但本节课过于模式化，完全按照探究程序按部就班的操作，着对于部分智优的学生来说能出色完成，但前期掌握不牢固的同学来说就手忙脚乱以至于最终实验结果没有总结出来，学生出现的上述汇报情况。
解决方案：调整探究环节，将合作交流安插到学生的实验进行当中，边探究，边交流使学生能及时找到解决问题的方法。改进如下：
改进后的方案
流程图 内容
提出问题 1．在并联电路中干路电流和支路电流之间有什么关系？
2．你认为以上同学们的讨论可以归纳为一个什么问题来探究？
猜想与假设 你认为你上述问题有哪些可能的答案？
方案设计（设计实验） 1．实验器材的名称和数量。
2．画出测量电流的电路图。
方案实施（进行实验） 1．连接电路。对并联电路连接的方法进行比较、总结、比赛、交流
2．连接电流表测电流的方法进行比较、比赛、交流
2．测量并记录数据。
3．换用两个不同的灯泡重复上面的实验。
交流合作 4．扼要记录操作中出现的问题。
分析与论证 1．测量结果说明什么？
2．跟你的猜想或假设有何差异？
3．你得出的结论是什么？
交流评估 对你的实验设计的合理性，操作过程，以及测量结果进行评估。
1．让学生把自
己的探究过程和同学们进行交流。
2．改正错误和不足，并为自己的正确观点进行答辩。
发现并提出新的问题 1．你在实验中是否发现了新的问题？
2．你想不想进行探究？
3．你认为这个新的问题可能有哪些答案？
3．3．3 “探究并联电路的电流规律”修改后的反思
学生交流：很喜欢这种比赛交流的实验模式，它促使你积极的想办法，不甘落后，并且能有机会把自己的经验与大家交流，特有成就感，感觉自己就是一个小老师。
课后反思：第二次调整的理念就是鼓励学生通过合作交流途径，培养在信息化环境下合作学习的意识和能力。这节课根据物理教学大纲提出的教学要求和物理教材本节内容的重点、难点、关键、疑点，及学生的认识规律，心理特点，学习基础，教学内容的容量较大，深浅程度和内容顺序、教学内容都体现了新课程标准的要求：（1）．加强实验，拓宽知识面，增加现代物理知识内容的意图。（2）．让学生合作进行实验，选择器材，给学生的探究发展提供了机会，体现了课改“以学生发展为本”的教学理解。3．教、学和谐统一 4．教学手段合理运用
四．结论与建议
4.1 结论
本实验通过对实验探究教学设计的教学研究，依据实验探究教学的理论进行了教学,初步构建了本节课实验探究教学的模式,并在初中物理课堂教学中实施.
从以上的实验成果中可以看出，本课题的实验是成功的，实现了开始提出的预期目标。并可从中得出以下几点结论：
1、本方案所提出的教学方法符合初中生的学习心理过程，能使教师运用心理学的知识引导学生按阶段完成各项教学任务。
2、本方案所提出的教学方法能使学生逐渐掌握自我学习的方法，有效的调控自己的学习过程。也即达到了“授人以渔”的目的，为学生今后的学习打下良好的基础。
3、本方案所提出的教学方法体现了认识来自实践的哲学思想，让学生通过自身的实践活动掌握需要了解的知识，印象深刻。
4、本方案所提出的教学方法印证了认识是一个螺旋上升的过程。学生通过认识、实践、再认识、再实践，多次循环往复调节目标之后再达到最终目标。
5、本方案所提出的教学方法通过探究、逐段达标，让每位同学都能获得成功的感觉，激发学习的兴趣，从而达到了快乐教学的目的。
4.2 实施建议
在实验探究教学实施过程中，我认为要注意以下几个方面：
a.应克服学生的浮燥情绪。有许多初二学生，由于平时动手实践的机会比较多，而且有些学生看的书也较多，见识较广，但其物理知识是一知半解，又不重视物理学习，教师在教学中要经常与这些同学进行沟通，使他们认识到在这些简单现象中所蕴含的深刻道理。
b.实验中要注意改变传统教学对学生的学习观念、学习方式的影响。学生由于多年的应试教育习惯作祟，认为上课就应该是教师讲，学生听，教师将现成的知识传授于学生，使学生通过记忆、理解才学会，而活动教学使学生动脑机会增多，学生自己动手的机会多了，因此教师更重要的是要改变这些学生的观念、方式。
c. 应试制定与实验相适应的评价体系，来激发学生的学习兴趣。由于初中知识物理知识所包含的内容较为肤浅，另外教学难度又递增很快，学生渐渐地兴趣在减小，教师要相应采取一些其他评价方法以调动学生学习的积极性。使得学生成绩与学习过程相结合，，教师不必把分数看得很死，重在鼓励。
d. 学生的管理问题。活动教学中学生管理方面相对传统物理教学难度增大，需要教师加强学生的控制。在教学中我采用的方法是：提高教师的个人魅力，提高学生的选材能力和表演能力，鼓励学生增加对讲演的吸引度。
4.3 需要进一步研究的问题
本课题研究刚刚开始，主要是在初二上学期教学班进行实验，这些学生的学习习惯较差，不能够很好地领会教师的意图。致使教学活动不能很好地进行。另外，在课改中，以课程标准为依据，教材是开放的，因此，结合实验教学的特点，能否编出适合学生的教材来。还有，学生的个体实验活动与课堂思维活动如何整合的问题，以及物理探究教学课堂活动教学的评价，这些都有待于进一步研究。
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