探究和接受是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的兩種基本方式。正像玻亞利所說：“學(xué)習(xí)任何知識的最佳途徑是由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，因為這種發(fā)現(xiàn)，理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系”。在科學(xué)探究過程中，學(xué)生處于主要地位，教師可以是參與者、組織者、指導(dǎo)者和評價者。物理教學(xué)中的探究性實驗為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一種再發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)情境，需要學(xué)生用腦子去思考，用身體去感受，用心去體驗，能使學(xué)生的身心與探究過程充分交融，因而有利于學(xué)生對知識生成過程的再發(fā)現(xiàn)。由于學(xué)生對知識的再發(fā)現(xiàn)建立在對探索過程的親身體驗和心靈感悟上，所以能將探究行為轉(zhuǎn)化為技能和方法，并轉(zhuǎn)化為解決問題的能力，從而在根本上提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。在目前的物理教學(xué)中，普遍存在著重講解輕實驗的現(xiàn)象，即便進(jìn)行實驗，也多作驗證之用，致使實驗的探究性、創(chuàng)造性成分白白流失，造成學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的嚴(yán)重不足。為此，筆者以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力為出發(fā)點(diǎn)，對物理實驗教學(xué)進(jìn)行改革，盡可能將演示實驗改為學(xué)生實驗，將驗證實驗改為探究實驗，力求讓學(xué)生自己動手“學(xué)科學(xué)、做科學(xué)”。一、改進(jìn)和優(yōu)化演示實驗，突出科學(xué)探究教學(xué)實踐中，我將光的反射定律、歐姆定律等演示實驗都設(shè)計成了探索性的學(xué)生實驗。例如：在“大氣壓的測定”這節(jié)課的教學(xué)中，如果教師按教材依葫蘆畫瓢，直接運(yùn)用托里拆利實驗獲得結(jié)論，雖然能測得大氣壓值，但這種生硬的灌輸式的教學(xué)，學(xué)生只知其然，達(dá)不到知其所以然的目的，我設(shè)計成探究式教學(xué)，教學(xué)效果則有很大不同：（1）將裝滿水的瓶子，安上一個帶玻璃管的塞子，分析為什么吸不到水？（2）讓學(xué)生自己設(shè)計實驗測定大氣壓的值。（3）將兩端開口的玻璃管插入水槽中，分析為什么管內(nèi)外水面相平？（4）把玻璃管中安上活塞，排出管內(nèi)空氣，向上拉動活塞，分析為什么水柱能上升？（5）分析若玻璃管足夠長時，水柱是否會一直隨著上升？（6）在水柱不隨活塞上升而上升時，你能從中悟出什么？（7）設(shè)想一下，怎樣使管內(nèi)水面以上部分達(dá)到真空狀態(tài)，從而精確地測出大氣壓的值？（8）這個實驗?zāi)芊駬Q用酒精或水銀等其它液體來完成？選用哪種液體最合適？按此“質(zhì)疑、實驗、探索、解疑”的探索方式進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生像科學(xué)家一樣親自參與科學(xué)探究與發(fā)現(xiàn)，這不僅有利于調(diào)動學(xué)習(xí)思維的積極性，激發(fā)靈感、產(chǎn)生頓悟，而且還可以使他們的創(chuàng)造性思維得到培養(yǎng)。又如：將阿基米德原理的演示實驗改為學(xué)生實驗，進(jìn)行科學(xué)探究：【提出問題】一艘滿載貨物的萬噸巨輪正在大海中航行，海水對它的浮力有多大呢？很顯然，這個問題已經(jīng)無法用前面學(xué)過的用彈簧秤測量浮力的方法來解決，問題的提出在學(xué)生心中激起了求知的欲望。為了解決輪船在海中航行時所受浮力大小的問題，必須先研究和浮力大小有關(guān)的因素。【猜想與假設(shè)】浮力大小究竟和哪些因素有關(guān)，大家可以猜想，發(fā)表自己的見解，并說出理由。這時課堂氣氛頓時活躍，同學(xué)們根據(jù)以往學(xué)過的知識、生活經(jīng)驗進(jìn)行猜測、討論。教師將學(xué)生提出的各種猜測進(jìn)行歸納：浮力大小可能與物體的密度、物體的體積、物體的形狀、浸入液體深度、液體密度大小有關(guān)。【制定計劃與設(shè)計實驗】猜想是否正確，還需要動手實驗去驗證。浮力大小可能與其中一個還是幾個因素有關(guān)？如何進(jìn)行實驗研究？于是學(xué)生自己設(shè)計實驗，選擇器材，并自覺地運(yùn)用了控制變量法進(jìn)行實驗。【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】學(xué)生進(jìn)行了如下的實驗操作：a.用彈簧秤測出體積相同而密度不同的銅塊和鋁塊浸入水中時所受的浮力大小，并比較。b.用彈簧秤測質(zhì)量相同而形狀不同的橡皮泥浸沒水中時所受的浮力大小，并比較。c.觀察橡皮泥分別浸沒在酒精和水中相同深度處彈簧秤的示數(shù)。d.觀察橡皮逐漸進(jìn)入水中彈簧秤的示數(shù)和浸沒水中后，在不同深度處彈簧秤的示數(shù)。【分析與論證】通過上述實驗，學(xué)生分析得出浮力的大小與物體密度、形狀和深度都無關(guān)，與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)。【提出新問題】我們已經(jīng)探究出浮力大小和液體密度、排開液體的體積有關(guān)，那么它們之間有沒有確定的數(shù)量關(guān)系呢？【設(shè)計并進(jìn)行實驗】請同學(xué)們設(shè)計方案，怎樣使物體放入水中后，既能測出浮力的大小，又能收集起物體排出的水。學(xué)生選用了自制的溢水杯進(jìn)行實驗，進(jìn)一步收集證據(jù)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)體積小的金屬塊浸沒在水中時，彈簧秤讀數(shù)變化小（浮力小），排開的水也少；體積大的金屬塊浸沒在水中時，彈簧秤讀數(shù)變化大（浮力大），排開的水也多。既然浮力大排開的水多，浮力小排開的水少，那么浮力的大小和排開水的多少是否有著必然的聯(lián)系？從而引導(dǎo)學(xué)生去秤一秤排開液體所受重力有多大？看它和浮力大小究竟是什么關(guān)系？【分析與論證】學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)，浸在液體里的物體所受的浮力，竟和排開的水所受重力正好相等。從而進(jìn)一步通過實驗（浸沒、部分浸入、漂浮）得出了阿基米德原理。這在阿基米德是靈感思維，對學(xué)生則是在老師指導(dǎo)下，經(jīng)過探究活動后發(fā)現(xiàn)的。二、以探究的思想改進(jìn)學(xué)生分組實驗教學(xué)中我把部分學(xué)生實驗改成探索性實驗，并增加了一些探索實驗內(nèi)容，以拓展學(xué)生的思維領(lǐng)域。通常采用以全班討論或小組討論的形式進(jìn)行。由于學(xué)生思考問題的方式和角度不同，討論中可能出現(xiàn)多種實驗方案，這些方案只要合理有效，就及時肯定，并讓學(xué)生去做，不必要求設(shè)計的實驗和書上給出的實驗相同。例如：在“測小燈泡功率”的實驗中教師沒有給出具體的步驟，一切由學(xué)生自行完成，結(jié)果我在巡視實驗的時候發(fā)現(xiàn)，各小組都有明確的實驗步驟，并設(shè)計出了開放性的記錄表格，記錄了燈絲在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流和功率。實驗后學(xué)生多方向、多角度的分析觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，從而開放性地歸納出實驗結(jié)論。分組實驗時強(qiáng)調(diào)小組成員要有明確分工，加強(qiáng)小組間的合作與討論。實驗結(jié)束后，各小組將自己的探究過程，收集的證據(jù)和作出的結(jié)論，包括沒有解決的問題向全班報告，然后經(jīng)過質(zhì)疑答辨和討論，作出結(jié)論，達(dá)成共識，使大家都分享到探究成果。三、加強(qiáng)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，讓學(xué)生根據(jù)物理原理設(shè)計實驗。我按學(xué)生不同程度確定實驗設(shè)計的內(nèi)容。采用的方法一是寫出實驗報告或提出實驗方案，組織學(xué)生討論比較，選擇最佳的可行性方案，統(tǒng)一進(jìn)行實驗。二是師生自編或精選一些探索性、綜合性強(qiáng)的實驗問題，讓學(xué)生自己去設(shè)計和操作實驗。例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)了通電導(dǎo)體在磁場中會受力運(yùn)動，通電線圈在磁場里會受力轉(zhuǎn)動，這是電動機(jī)的原理后。有的同學(xué)提出：如果把通電的液體放入磁場中，結(jié)果會怎樣？學(xué)生猜想之后自行設(shè)計實驗進(jìn)行探究，結(jié)果設(shè)計了多種實驗，可以使通電液體在磁場中運(yùn)動。例如將裸銅絲彎成封閉的圓環(huán)嵌入玻璃器的邊沿作為一個電極、把一小段碳棒放入玻璃器的中央作為另一個電極，向玻璃器內(nèi)倒入電解質(zhì)（食鹽水），再把玻璃器的一半圓面“卡”在馬蹄形的磁場中，用導(dǎo)線把學(xué)生電源、變阻器、裸銅環(huán)、碳棒串聯(lián)起來。接通電源，閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，使其電阻逐漸減小，電流隨之逐漸增大，會觀察到鹽水由慢到快的旋轉(zhuǎn)起來，現(xiàn)象很明顯。問題可以由學(xué)生自己提出，也可以由教師提出。例如：在做完瓶吞雞蛋的實驗后，提問：如何把吞進(jìn)瓶中的雞蛋完整地取出來？引導(dǎo)學(xué)生分析壓進(jìn)瓶內(nèi)，靠的是瓶內(nèi)外的壓力差，反過來也可再用瓶內(nèi)外的壓力差，將雞蛋壓出來，學(xué)生討論得出一些切實可行的辦法：①把瓶倒過來讓雞蛋堵住瓶口后，放入一個密封容器中減小容器內(nèi)的氣壓，瓶內(nèi)外的壓力差使雞蛋從瓶內(nèi)吐出來。②把瓶子倒過來，讓雞蛋堵住瓶口，再給瓶子加熱，使瓶內(nèi)的氣壓高于瓶外氣壓，雞蛋也會被吐出來。我發(fā)動學(xué)生課后進(jìn)行實驗探究，學(xué)生在實驗中遇到很多的問題，他們不斷地克服困難改進(jìn)實驗，結(jié)果學(xué)生把廣口瓶換成150ml平底燒瓶，把去殼的熟雞蛋換成去殼的熟鵪鶉蛋，實驗時把一端浸過酒精棉的鐵絲點(diǎn)燃后，迅速插入燒瓶中，待燃燒片刻后抽出鐵絲，再迅速將鵪鶉蛋放在瓶口上，過一會即可看到鵪鶉蛋沿著燒瓶頸慢慢下滑到瓶底，這樣改進(jìn)可見度增大，生動形象地證明了大氣壓的存在。把燒瓶倒立，使鵪鶉蛋堵住瓶口（小頭向下），然后把燒瓶固定在鐵架臺上，用毛巾包住瓶底，并不斷把熱水慢慢注到毛巾上，一會燒瓶就會吐出鵪鶉蛋。教材中的演示實驗和學(xué)生實驗的設(shè)計及操作方法雖然都是經(jīng)過反復(fù)證明了的，但實驗操作方法仍然存在著這樣或那樣的不足，而且方法都只有一種，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。為此教師可以有意識地創(chuàng)造一種探索氛圍，比如提出“應(yīng)該進(jìn)行怎樣的設(shè)計”、“為什么要這么做”、“換一種方法能不能做”等問題并運(yùn)用多角度思考法、缺點(diǎn)列舉法、逆向思維法等方法，引導(dǎo)學(xué)生探索，對其不足加以改進(jìn)。四、在實驗習(xí)題的教學(xué)中融入科學(xué)探究對一些較復(fù)雜的練習(xí)題，筆者設(shè)計了一些隨堂實驗，以點(diǎn)撥學(xué)生的解題思路。例如：用重30牛的鐵桶到井中提水，待桶內(nèi)裝滿水后，用力提桶使它直立于井水中，既不露出水面，又不與井底接觸，如果桶內(nèi)水重100牛，那么，提桶的力量將小于30牛。但不少同學(xué)有疑問，提桶的力為什么不包括水重？我布置學(xué)生課后自己設(shè)計實驗去探究，并讓學(xué)生在課堂上將探究結(jié)果加以演示：取一小鐵桶，將它直立于水中，記錄下彈簧秤提桶的力的大小，然后再將小桶的口朝下，會發(fā)現(xiàn)彈簧秤提桶的力大小不變，說明了將桶直立于水中，提桶的力不包括水重。這個小實驗很有說服力，加深了學(xué)生對阿基米德原理的理解。五、開展課外活動，體驗科學(xué)探究課外活動是物理課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，是學(xué)生將物理知識應(yīng)用于實踐的重要途徑。當(dāng)學(xué)生完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)后，教師更應(yīng)鼓勵學(xué)生自己選擇課題進(jìn)行探究，以滿足學(xué)生的個性發(fā)展需要。在課外活動中，我校開放了實驗室、圖書館、校園網(wǎng)等探究性場所，使學(xué)生能根據(jù)探究需要進(jìn)行實驗操作、資料收集和信息處理。初中物理課本中有32個小實驗，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生在實驗室利用自制儀器，自制潛水艇、針孔照相機(jī)、潛望鏡、完成了紙鍋燒水等小實驗。有的小組自制儀器非常巧妙，指出書本上實驗的不足，并加以改進(jìn)，如改進(jìn)了磁極間的相互作用規(guī)律、焦耳定律等。對那些富有創(chuàng)造精神的作品，我及時向?qū)W生推薦，讓作者為老師同學(xué)表演，并將實驗情況寫出報告，組織評比，引導(dǎo)他們不斷推陳出新。曾經(jīng)有學(xué)生用可樂塑料瓶做“浮沉子”，實驗效果很好，其他