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摘 要：探究式实验教学是在教师的引导下，让学生独立自主去完成实验，培养学生的科学态度、动手操作和独立思考能力。文章通过对探究式实验教学的论述，教学存在问题的阐述及评析，对培养学生能力有重大促进作用。
关键词：探究式教学；问题分析；物理实验
探究式实验教学的目的是培养学生的创新意识、实践能力和科学素养。但目前的教学中，仍普遍存在“注重形式、忽视实质、缺乏实效”的现象。为了提高教学的有效性，笔者针对目前教学中存在的问题，谈几点个人的看法。
问题1：课堂实验情景不能有效引发学生的问题意识。
问题分析：在探究《大气压强》的实验中，教师常常会通过鸡蛋在烧瓶口缩入与伸出的“缩骨神功”作为实验情景，但学生却很难直接从实验现象的观察中提出与探究气体的压强与温度之间关系相关的问题，并且往往会片面联想到这是一种热胀冷缩现象，这就产生了问题1。
导致问题1出现的原因主要是教师对课堂实验问题情境的设置缺乏有效性。主要表现为所选实验产生的现象与问题情境不匹配，实验情境缺乏趣味性和明显的指向性，导致学生的思考没有目标，由于实验情境的单一，导致提出的问题在针对性和有效性上都存在较大的区别。
解决问题：实验现象的观察和表达要与适时的问题情景相匹配。如上所述的“缩骨神功”实验，教师要求学生解释所看到的现象并提出问题，观察归纳的难度很高，而学生应答的针对程度却很低。在实验中，教师若能适时提出“烧瓶浸入热水（或冷水）时，鸡蛋为什么会在某一瞬间开始向上弹出（或向下滑移）”这一问题，将有利于引导学生关注瓶内气体的压强变化与温度的关系，使观察与思维活动的指向更明确，更能有效地引发学生问题的意识。正如物理学家海森堡说：“提出正确的问题，等于解决了问题的一半。”所以，要求教师在实验教学过程中，要根据实验要求或学生的实际情况提出问题，激发学生学习主动性。
问题2：实验探究过程中对“猜想”环节的忽视。
问题描述：在《探究凸透镜成像规律》的实验课中，教师通过演示书上的实验以及让学生观察课本上用凸透镜观察到正立、放大的像和倒立、放大的像等环节，直接告诉学生由此可以看出凸透镜成的像与物体到透镜的距离有关。然后让学生看课本上已有的实例制定计划并设计实验，再根据课本上给出的实验步骤进行实验，最后分析得出结论。这一教学过程就产生了问题2。
问题分析：由于课堂上教师没有引导学生猜想，导致学生没有搞清楚做这个实验的目的，对得出的结论没有直观认识，只能死记结论。这一环节中学生的猜想能力没有得到培养，经历的探究过程是照课本进行的，创新思维和能力没有得到锻炼。
解决问题：这一内容的教学教师可以通过三个小实验来引导学生猜想，三个实验分别是：①让学生透过同一透镜近距离观察课本上的字；②让学生透过同一透镜观察远处的同学；③让学生把焦距不同的两个凸透镜并排放置并同步移动，分别通过两个凸透镜观察书上的字。
每个实验结束后都请学生说出自己观察到的现象，引导学生进行猜想，然后适时地告诉学生这节课只能探究大家提出的猜想中的两个问题，即像的大小、正立或倒立可能跟物体到凸透镜的距离和凸透镜的焦距有关。这样就将学生引入了确定的问题情境中，然后进行猜想，让学生在前人走过的轨迹上，亲自体验科学探究的过程和方法，促使学生勤于猜想、乐于猜想，增强学生实验的目的性，促进学生探究学习能力的全面提升。
案例1：教师在《探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关》的课中，是这样引导学生猜想的：①先让学生推自己的桌子和凳子，让学生说出感受；②接着又引导学生体验将书包放在桌子上和地面上拉感觉有什么不同，同时还让学生去体验摩擦力的大小与接触面积大小、运动速度是否有关；③最终让学生说出自己的假设与猜想。这样的问题串使学生整节课热情都很高，且教学效果良好。
评析：猜想和假设是进行探究的重要环节，学生提出的“猜想和假设”是其他环节的基础及整个探究活动的主线。在本次实验过程中教师要求学生能根据已有知识、经验，通过思考对所提出的问题作出大胆猜想，能较快集中学生的注意力，激发学生的学习热情。猜想与假设就是尝试将已有的科学知识与问题相联系，从而对探究问题的方向和可能出现的实验结果进行推测和假设。在科学探究的过程中，猜想和假设不仅能够指明探究的方向，而且能够培养学生的创造思维和创新精神。
问题3：设计的实验过程不能充分体现学生的自主性。
问题描述：教师在一堂《光的反射》课上，直接展示给学生装配好的光反射演示仪，并介绍白纸板、激光笔、平面镜、刻度盘等各个部件的功能，然后就开始实验，得出结论。
问题分析：上面教学过程中教师向学生展示的演示仪器虽可以解决该实验设计中将要遇到的一切问题，但学生需要的不是一件已装配好的仪器和现成的解决方案，而是要学会遇到困难时如何动脑思考、动手解决问题的方法。教师在学生开展实验之前就装配好的实验器材并制订好方案，代替了学生的探究与猜想，并提出了解决方案，学生只能是一知半解地跟在老师后面依葫芦画瓢。
解决问题：教师引导学生自主设计实验，会经历以下过程：①发现困难1：“不能看到光路”——激发思考“使用激光笔和白纸板”；②发现困难2：“光路断断续续”——激发思考“改装激光笔头，使激光束变粗”；③发现困难3：“测量角度不便”——激发思考：“在白纸上事先画好角度”；④“无法探究共面”——激发思考“将白纸板沿法线对折，使之能以法线为轴缓慢旋转”。在实验过程中让学生遭遇困难，并在自主解决问题的过程中提高能力。
问题4：实验探究过程中教师指导不到位。
问题描述：在《凸透镜成像规律》教学片段中，教师把实验目的、原理、器材、步骤等给学生讲清楚之后，就让学生自己动手去找形成实像的条件。结果许多学生在光屏上呈现出像之后，没有移动蜡烛也没有移动凸透镜，仅仅移动光屏，就再次记录实验现象（如像的大小、正倒）和数据（像距、物距）。在看似热闹的气氛中，学生认真地完成了多次实验。而到分析数据时，学生才发现同样的物距可以对应几个不同的像距，自然也就得不出实质性的结论。
问题分析：学生虽动手做实验，但也只是动手而已。由于缺少教师的有效指导，这种探究动手与动脑脱节、目标性差，是一种散乱状态下的低效活动。
解决问题：教师都很清楚学生常会把凡是出现在光屏上的烛焰当作蜡烛的像，所以，教师应在学生在动手之前强调像应是最清晰、最明亮的那一个。由于初中学生年龄普遍较小，在学生实验的过程中，教师在探究方法上要做一些指导。实验过程中，教师要来回走动，观察学生动手操作的情况。
案例2：在《平面镜成像的特点》实验课中，一位教师引导学生的步骤是：①教师分别对玻璃板、蜡烛、刻度尺等器材的作用做了分析与解释；②教师逐步引导学生设置实验；③教师对实验的各个步骤及目的都解释得很清楚。在这一过程中，教师还引导学生对每次现象进行了分析讨论，及时解决学生所遇到的问题。因此，学生在探究过程中条理清晰、兴趣浓厚，能够很成功地完成探究。
评析：探究式实验教学提倡教师放手让学生自主学习、自主探究，但这种放手不是“放羊式”教学。教学是教师和学生的共同活动过程，虽然学生是学习的主体，但学生获得知识离不开教师的正确引导。由此可见，教师不仅应该提供学生活动的时间、空间和必要条件，而且应该注意观察学生活动及给予指导和帮助。
综上所述，探究式实验教学的要求和目标的深远性需要每位教师去探究。教师要注重问题情景的创设，同时从有效地假设与猜想，学生对实验的精心设计，课堂的灵活引导、积极设问到实验数据的合理分析与归纳这一系列活动，教师都要亲临其中，指导学生进行实验探究，从而提高探究式实验教学的实效性。
参考文献
[1] 刘力.新课程理念下的物理教学论.科学出版社，2007.
关键词：探究式教学；问题分析；物理实验
探究式实验教学的目的是培养学生的创新意识、实践能力和科学素养。但目前的教学中，仍普遍存在“注重形式、忽视实质、缺乏实效”的现象。为了提高教学的有效性，笔者针对目前教学中存在的问题，谈几点个人的看法。
问题1：课堂实验情景不能有效引发学生的问题意识。
问题分析：在探究《大气压强》的实验中，教师常常会通过鸡蛋在烧瓶口缩入与伸出的“缩骨神功”作为实验情景，但学生却很难直接从实验现象的观察中提出与探究气体的压强与温度之间关系相关的问题，并且往往会片面联想到这是一种热胀冷缩现象，这就产生了问题1。
导致问题1出现的原因主要是教师对课堂实验问题情境的设置缺乏有效性。主要表现为所选实验产生的现象与问题情境不匹配，实验情境缺乏趣味性和明显的指向性，导致学生的思考没有目标，由于实验情境的单一，导致提出的问题在针对性和有效性上都存在较大的区别。
解决问题：实验现象的观察和表达要与适时的问题情景相匹配。如上所述的“缩骨神功”实验，教师要求学生解释所看到的现象并提出问题，观察归纳的难度很高，而学生应答的针对程度却很低。在实验中，教师若能适时提出“烧瓶浸入热水（或冷水）时，鸡蛋为什么会在某一瞬间开始向上弹出（或向下滑移）”这一问题，将有利于引导学生关注瓶内气体的压强变化与温度的关系，使观察与思维活动的指向更明确，更能有效地引发学生问题的意识。正如物理学家海森堡说：“提出正确的问题，等于解决了问题的一半。”所以，要求教师在实验教学过程中，要根据实验要求或学生的实际情况提出问题，激发学生学习主动性。
问题2：实验探究过程中对“猜想”环节的忽视。
问题描述：在《探究凸透镜成像规律》的实验课中，教师通过演示书上的实验以及让学生观察课本上用凸透镜观察到正立、放大的像和倒立、放大的像等环节，直接告诉学生由此可以看出凸透镜成的像与物体到透镜的距离有关。然后让学生看课本上已有的实例制定计划并设计实验，再根据课本上给出的实验步骤进行实验，最后分析得出结论。这一教学过程就产生了问题2。
问题分析：由于课堂上教师没有引导学生猜想，导致学生没有搞清楚做这个实验的目的，对得出的结论没有直观认识，只能死记结论。这一环节中学生的猜想能力没有得到培养，经历的探究过程是照课本进行的，创新思维和能力没有得到锻炼。
解决问题：这一内容的教学教师可以通过三个小实验来引导学生猜想，三个实验分别是：①让学生透过同一透镜近距离观察课本上的字；②让学生透过同一透镜观察远处的同学；③让学生把焦距不同的两个凸透镜并排放置并同步移动，分别通过两个凸透镜观察书上的字。
每个实验结束后都请学生说出自己观察到的现象，引导学生进行猜想，然后适时地告诉学生这节课只能探究大家提出的猜想中的两个问题，即像的大小、正立或倒立可能跟物体到凸透镜的距离和凸透镜的焦距有关。这样就将学生引入了确定的问题情境中，然后进行猜想，让学生在前人走过的轨迹上，亲自体验科学探究的过程和方法，促使学生勤于猜想、乐于猜想，增强学生实验的目的性，促进学生探究学习能力的全面提升。
案例1：教师在《探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关》的课中，是这样引导学生猜想的：①先让学生推自己的桌子和凳子，让学生说出感受；②接着又引导学生体验将书包放在桌子上和地面上拉感觉有什么不同，同时还让学生去体验摩擦力的大小与接触面积大小、运动速度是否有关；③最终让学生说出自己的假设与猜想。这样的问题串使学生整节课热情都很高，且教学效果良好。
评析：猜想和假设是进行探究的重要环节，学生提出的“猜想和假设”是其他环节的基础及整个探究活动的主线。在本次实验过程中教师要求学生能根据已有知识、经验，通过思考对所提出的问题作出大胆猜想，能较快集中学生的注意力，激发学生的学习热情。猜想与假设就是尝试将已有的科学知识与问题相联系，从而对探究问题的方向和可能出现的实验结果进行推测和假设。在科学探究的过程中，猜想和假设不仅能够指明探究的方向，而且能够培养学生的创造思维和创新精神。
问题3：设计的实验过程不能充分体现学生的自主性。
问题描述：教师在一堂《光的反射》课上，直接展示给学生装配好的光反射演示仪，并介绍白纸板、激光笔、平面镜、刻度盘等各个部件的功能，然后就开始实验，得出结论。
问题分析：上面教学过程中教师向学生展示的演示仪器虽可以解决该实验设计中将要遇到的一切问题，但学生需要的不是一件已装配好的仪器和现成的解决方案，而是要学会遇到困难时如何动脑思考、动手解决问题的方法。教师在学生开展实验之前就装配好的实验器材并制订好方案，代替了学生的探究与猜想，并提出了解决方案，学生只能是一知半解地跟在老师后面依葫芦画瓢。
解决问题：教师引导学生自主设计实验，会经历以下过程：①发现困难1：“不能看到光路”——激发思考“使用激光笔和白纸板”；②发现困难2：“光路断断续续”——激发思考“改装激光笔头，使激光束变粗”；③发现困难3：“测量角度不便”——激发思考：“在白纸上事先画好角度”；④“无法探究共面”——激发思考“将白纸板沿法线对折，使之能以法线为轴缓慢旋转”。在实验过程中让学生遭遇困难，并在自主解决问题的过程中提高能力。
问题4：实验探究过程中教师指导不到位。
问题描述：在《凸透镜成像规律》教学片段中，教师把实验目的、原理、器材、步骤等给学生讲清楚之后，就让学生自己动手去找形成实像的条件。结果许多学生在光屏上呈现出像之后，没有移动蜡烛也没有移动凸透镜，仅仅移动光屏，就再次记录实验现象（如像的大小、正倒）和数据（像距、物距）。在看似热闹的气氛中，学生认真地完成了多次实验。而到分析数据时，学生才发现同样的物距可以对应几个不同的像距，自然也就得不出实质性的结论。
问题分析：学生虽动手做实验，但也只是动手而已。由于缺少教师的有效指导，这种探究动手与动脑脱节、目标性差，是一种散乱状态下的低效活动。
解决问题：教师都很清楚学生常会把凡是出现在光屏上的烛焰当作蜡烛的像，所以，教师应在学生在动手之前强调像应是最清晰、最明亮的那一个。由于初中学生年龄普遍较小，在学生实验的过程中，教师在探究方法上要做一些指导。实验过程中，教师要来回走动，观察学生动手操作的情况。
案例2：在《平面镜成像的特点》实验课中，一位教师引导学生的步骤是：①教师分别对玻璃板、蜡烛、刻度尺等器材的作用做了分析与解释；②教师逐步引导学生设置实验；③教师对实验的各个步骤及目的都解释得很清楚。在这一过程中，教师还引导学生对每次现象进行了分析讨论，及时解决学生所遇到的问题。因此，学生在探究过程中条理清晰、兴趣浓厚，能够很成功地完成探究。
评析：探究式实验教学提倡教师放手让学生自主学习、自主探究，但这种放手不是“放羊式”教学。教学是教师和学生的共同活动过程，虽然学生是学习的主体，但学生获得知识离不开教师的正确引导。由此可见，教师不仅应该提供学生活动的时间、空间和必要条件，而且应该注意观察学生活动及给予指导和帮助。
综上所述，探究式实验教学的要求和目标的深远性需要每位教师去探究。教师要注重问题情景的创设，同时从有效地假设与猜想，学生对实验的精心设计，课堂的灵活引导、积极设问到实验数据的合理分析与归纳这一系列活动，教师都要亲临其中，指导学生进行实验探究，从而提高探究式实验教学的实效性。
参考文献
[1] 刘力.新课程理念下的物理教学论.科学出版社，2007.