探究性实验教学模式

探究性实验教学模式（精选8篇）

探究性实验教学模式 篇1

摘要: 探究性实验是相对验证性实验而提出的一种新的学习方式,本文就一些实例阐述探究性实验在推行素质教育，培养新世纪创新人才方面所起的重要作用。

关键词: 实验教学 素质教育 探究性实验 创新能力

化学是一门以实验为基础的科学，研究和学习化学理应以实验为基础，化学实验是化学教学的主要内容之一。初中化学是学生学习化学的启蒙，以化学实验为突破口，探究一条化学教学如何适应素质教育的有效途径是非常必要的。现行初中化学教材中的化学实验大多有探究性，但教材中有不少都是验证性实验，启发性、探究性不强。将验证性实验改为探究性实验，不仅能提高学生学习化学的兴趣，更是培养新世纪创新人才的要求。为此我就初中化学教学中将验证性实验改为探究性实验对化学课堂教学的促进以及加强学生创新能力的培养进行初步探讨: 在初中化学教学中将验证性实验改为探究性实验是化学实验教学的重要改革。通过做探究性实验进行教学，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，充分调动学生的积极性，培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力，更有助于学生形成化学概念、理解和巩固化学知识，并且能提高学生的逻辑思维、独立操作和自学能力，使学生获得比较熟练的实验技能，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度，还使学生初步学会用实验手段研究化学问题的方法。加强实验探究性，教师在教学中能消除重概念学习，轻实验操作，重定义结论，轻科学方法，重强化训练，轻兴趣激发，重知识传授，轻能力培养等种种弊端。因此，将验证性实验改为探究性实验是教师在教学中对学生实施素质教育的重要途径。

教育学认为，教学过程中要遵循间接经验与直接经验相结合的规律，学生学习间接经验，必须以学生亲身获得的直接经验为基础，才能把书本知识转化为自己的知识。在化学教学中，将验证性实验改为探究性实验，学生在实验探究中从直观、具体、鲜明、形象的实验现象入手，用眼看、动脑想、亲手做等感观密切配合，使学生更好地从感性认识到理性认识，从形象思维到抽象思维，更好地理解书本知识，将前人认识成果转化为自己的知识财富，从而完成认识的飞跃过程。因此，注重实验的探究性，以此为宗旨进行化学教学，在理论上也是符合唯物论的反映论，符合实践——认识——再实践——再认识的认识规律的。

例如，在学习《氢气的实验室制法》时，课本上只说明实验室常用锌和稀硫酸或盐酸反应来制取氢气，然后用实验进行验证，学生并不知其所以然。我们对实验做了如下改进：给学生介绍几种活泼金属如镁片、锌片、铁片和两种酸（稀硫酸或盐酸），并介绍两种实验装置，让学生分组实验，探讨、选择出药品的最佳组合，并通过实验找出了装置的不足之处。问题呈现后，激发了学生们的创造欲望，各组同学积极配合，经过实验、讨论，再实验再讨论，选择出了最佳的药品组合和装置，成功地完成了探究性实验。在此实验中学生不是被动地接受知识而是主动地选择和获得新知识，教师只起指导、组织、和协助作用，它可以真正体现学生的自主性。而且学生们在改进的实验中完成了设计、创新，学会了竞赛，学会了合作。

又例如初中化学第八章里学习SO4的鉴别方法时,教材中介绍的方法是“向可能含有SO4的溶液中加

2-2-入BaCl2溶液和稀HNO3,观察是否有沉淀生成”,用以来证明SO4的存在。由于学生已学过Cl的检验方法，有了一定的分析问题的能力，有的学生对这一结论提出质疑：“加入BaCl2溶液和稀HNO3,产生了沉淀的溶液不一定含有SO4 ,这里也可能含有Ag”。问题提出后，学生们积极讨论并设计用Ba(NO3)2溶液和稀HNO3 ,来鉴别SO4才不会产生干扰离子的实验方案。然后动手实验，分析现象，得出结论。这种探究性实验方法激发了学生不断改进、完善实验的求异思维的欲望,使学生不受书本限制,带着一种批判性的思维方法去研究学习,使学生形成科学的思维方法和严谨的科学态度。

化学教学中，开放改进演示实验，是渗透探究性教学的良策。从学生的问卷中得到：大多数学生认为，看老师的操作，不太注意操作动作，只注意现象，看同学操作注意每一步的操作，不对马上指出。大多数学生愿意在全班同学面前演示，以显示自己的实力，一旦操作错误，改正后记得特牢。学生们很喜欢用实验进行物质的鉴别，因为各种方法任自己挑选，希望自己的方法与众不同，鉴别出来后有一种成功的喜悦感。因此，教学中大胆地把演示实验向学生开放，除了能引起他们有意注意、增强观察力外，更重要的是培养学生的自信心和创新精神。在“测定空气中氧气含量”的实验时，把书本的实验作为原理自学。然后，出示一些实验仪器：集气瓶、双孔橡皮塞（上有导管、燃烧匙）烧杯、弹簧夹、酒精灯（火柴）等，一些药品：磷、硫、木炭、水等，设计测定氧气含量的方案。学生讨论积极，在老师的鼓励和点拨下，一些同学通过自己的设计开始实验，不同同学的实验结果，水流入集气瓶中的体积也会有所不同，有的是占集气瓶体积的1/5，有的超过，有的不满。不管哪种情况，都能让学生继续探究下去，找出测不准的原因。然后更深层地探究用木炭或硫代替磷行吗？为什么？这时举手要求实验的学生争先恐后。学生在老师引导下的实验设计，激发了探究兴趣。布鲁纳认为 “所谓求知,是过程,不是结果。”在探究性实验中学生是否找到正确的结论并不很重要，重要的是学生是否真正参与整个活动过程，是否在探究过程中具有创新性，这一点很重要。

下面我以初中化学第五章第四节《二氧化碳的实验室制法》一节为例谈谈自己在课堂教学中是如何将验证性实验改为探究性实验进行教学的。

首先需要解决的是从哪几个方面来研究二氧化碳的实验室制法，即探究二氧化碳制法的课题。教师提问：“研究二氧化碳制法，应从哪几个方面来研究？”解决这个问题是让学生回顾制氧气和制氢气的方法,各组同学通过制两种气体方法进行比较、分析，大家交流,讨论分别归纳、总结出本课堂探究的课题： 1．探究制二氧化碳的化学反应原理。

首先要求学生将前面学习过的所有生成物有二氧化碳的化学方程式写出来。学生会写出如下一些方程式：

①Cu2(OH)2CO3 ====2CuO＋H2O＋CO2↑ ②C＋O2 ===== CO2

③H2CO3 === H2O＋CO2↑ ④C＋2CuO ==== 2Cu＋CO2↑

⑤CuO＋CO ==== Cu＋CO2 ↑ ⑥CaCO3 === CaO＋CO2 ↑ 2-2-+

2--然后又要求学生对这些方程式进行逐步探讨判断，它们能否作为实验室制取二氧化碳的反应？为什么？当学生都能判断出不能作为反应的原理后，又指导学生阅读教材，从中找出答案。再创设情景：如果把盐酸与大理石反应改为盐酸与碳酸钠反应能行吗？学生分组实验，往碳酸钠和块状大理石的两只试管中分别滴入稀盐酸，观察反应现象，进行对比。通过现象学生很容易得出：碳酸钠的那只试管反应太剧烈，且碳酸钠是粉末不适宜作为制CO2的药品。再进行探究，如果把稀盐酸改为稀硫酸行吗？学生分组实验，观察现象总结得出稀硫酸与大理石反应太慢也不适宜作制CO2的反应。教师解释为什么稀硫酸与大理石反应慢。最后学生通过对上面的探究总结得出一致的结论：实验室制CO2的反应是用稀盐酸与大理石。2.探究实验装置。

教师先将实验室制氢气和氧气的两种装置投影出来并思考哪一种用于制氧气？哪一种制氢气？为什么？教师提示：从反应的条件和反应物的状态来分析。通过学生的交流和分析不难得出固态与固态反应应用哪种装置，而固态与液态反应用哪种装置。有了这样的结论后教师提问,制二氧化碳应用什么装置？然后要求学生自己动手设计出制二氧化碳的实验装置，并将自己组装出的装置进行交流。最后教师对每组学生设计的装置进行评价总结。

3.收集二氧化碳和验满的探究。

学生首先通过对氧气、氢气的收集和验满方法的回顾后再引导学生思考之所以采用这样的方法是根据它们的什么性质，在复习二氧化碳的有关性质后，学生就不难探究出二氧化碳的收集和验满方法了。

当确定的三个课题探究完成后，要求各组学生用桌上的仪器，设计出一套制取和收集二氧化碳的完整装置，用这套装置制取并收集一瓶二氧化碳气体，并验证是否收集满。

课的最后留给学生一个课后的探究思考题：在实验室制二氧化碳的反应中，如果改稀盐酸为浓盐酸，结果又会怎样呢？这个问题请学生们课后通过实验来回答。

我在本堂课的探究性学习中，尽量作好引导的作用，给学生创设问题的情景，提供相关的学习材料，让学生发挥主体的探究活动，学会研究制取气体的科学方法，亲身体验设计和制取二氧化碳的操作方法，这样学生既掌握了本节课的知识，学会与人合作，又培养了学生的创新精神和创新能力，收到了一定的效果。

探究性实验给学生创造了一个良好的学习氛围和最佳的学习心境，大大提高了课堂效率和学生学习效率，尤其是设计探究性实验，学生获得化学知识的同时，培养了创新能力。使学生素质得到全面提高。

探究性实验教学模式 篇2

探究性实验与验证性实验在实验目的、原理、操作步骤和实验结果等实验诸要素中都有显著的差异。

1. 在实验目的上的差别。

实验目的统领学生在实验过程中的设计思路、步骤, 获取实验结果, 在实验目的引导下开展后续的步骤。验证性实验目的是在一个设计完整的实验框架下重新验证结果是否达到原理所描述, 实验目的重在使实验人员了解这个实验, 以达到熟悉生物固有的现象。探究性实验目的是在假设的指引下获取支持假设或推翻假设的科学实证, 从而达到验证假设的目的, 在这个目的指引下实验者更重视获取对假设有用的实验信息。

2. 在实验步骤上的区别。

实验步骤是实验设计者对实验的过程进行控制的有序过程。验证性实验往往是在已有的实验步骤设计框架上进行操作的过程, 操作者的任务是严格按照设计步骤完成准确的操作要求, 以求得预想中的实验结果。在操作过程中实验者可以掌握操作要领, 实验的一些基本技能;探究性实验的步骤在实验者的设计中占有主要的地位, 什么样的步骤取决于实验者对探究性实验目的理解程度和对实验结果的假想的细致程度。实验者在自己的假设中通过创新思维活动设计出实验步骤并完成操作, 既有对步骤的期望, 也有对操作精确度的自我要求, 目标直指获得假设的成功。

3. 对实验结果的态度上的区别。

实验结果是一个实验的精髓所在, 结果往往表明实验的成败。对待实验结果的态度反映出实验者在实验过程中辛劳、努力和思想品质、科学精神诸多素质。若实验结果容易获得, 实验者往往轻率处置, 敷衍了事;实验结果历经千辛万苦, 实验者会费尽脑汁分析结果, 推理出合乎逻辑的解释, 同时还会得到意外的收获。验证性实验结果一切在预料之中, 现象明显, 唾手可得, 在实验者看来没有新意, 没有悬念, 处理的态度就多有草率, 分析不够, 收获较少。探究性实验结果犹如蚕宝宝, 再生形象尚未知, 一切像谜一样值得探索、猜想, 这样精心操作, 热切期待中产生的实验结果, 实验者的态度仔细认真, 解释入理, 收获丰富。

二、两者教学上的差异

教学因对象的特点和具体情况的不同而异, 探究性实验的探究特点更需要教师在教学策略中采用开放性、合作式的方案, 验证性实验因其封闭性、严谨性的特点, 在培养学生基本技能方面, 作用也不可忽视, 从而采取讲授法、模仿法教学策略比较普遍。

1. 在教学程序上的差别。

不同的教学程序是不同教学策略的反映, 探究性教学程序为:学习者探究科学性问题———学习者针对问题收集事实证据———学习者从证据出发形成解释———学习者使解释与科学知识相联系———学习者阐述和论证自己的解释。这—程序反映的是—个科学结果的获得过程, 类同于科学实验的性质, 经历科学家做实验的体验。对生物学的实验科学地体验是真切、客观的, 学科素质的落实是扎实有效的。验证性实验的教学程序为:已有的实验方案———实验操作———符合方案得出验证结果———分析实验原理———理解方案。因为验证性实验的教学把实验步骤的设计列为已知条件, 学生的任务是理解实验原理、分析操作步骤的合理性, 他不用对实验设计负责, 他的任务是严格按照设定的实验步骤完成操作, 操作的质量决定实验的成败。

2. 教学情境设计上的差别。

作为教师, 必须要知道学生是如何学习科学的, 否则就不可能真正认识到营造学习环境的重要性。学生在心理宽松、气氛民主的学习环境中, 思维和意志是自由的, 这时的学习任务是因其自身学习需求产生的。探究性实验教学是在学生对自身的知识结构失衡而追求新的平衡的不断建构和丰富的最自然的过程中完成的。教师要做的是为他们营造一个宽松、民主、和谐、互动的课堂环境。验证性实验教学的任务在于让学生的操作合乎标准, 教师的作用是督促、纠正偏离正常操作的行为;课堂气氛是凝固的、严厉的, 在规范好了的实验框架下的实验, 一般不会有意外, 但学生的情绪也不能调动起来, 创新思维失去用武之地, 教师对课堂教学情境的设计只能按部就班在方案里游走。

3. 教学评价的指标不同。

《基础教育课程改革纲要》指出, 要建立促进学生全面发展的评价体系。评价不但要关注学生的学业成绩, 更要发现和发展学生多方面的潜能, 了解学生发展中的需求, 帮助学生认识自我, 建立自信。发挥评价的教育功能, 促进学生在原有水平上的发展。教学评价的改革要能促进学生的发展。探究性实验教学评价内容丰富, 教师观察到学生的素质比较全面, 评价言之有据, 结合发展性评价言之有物, 让学生得到实际的帮助。验证性实验中学生的思维、科学素质表现机会很少, 教学评价基本上是根据学生操作要领掌握程度和结果的正误进行, 难以摆脱甄别性评价轨道, 若从发展评价的角度进行鼓励, 则更多地只能从态度上加以表扬, 无助于实际能力上的提高。

总之, 探究性实验教学, 使教学过程尽可能成为一种“首科学, 亚研究”的过程, 通过创设类似科学研究的情境, 让学生通过主动的探索、实践、发现和体验知识的探求过程, 培养学生的科学精神、创新思维和分析解决问题的能力。

摘要：实验教学是生物教学中重要的一部分, 就实验的目的差异而分为探究性实验和验证性实验, 两者在实验目的、步骤、结果上都有所差异, 从而也导致在教学过程中对过程的设计和情景设计不同, 通过比较得到探究性实验教学更注重思维创新, 而验证性实验教学侧重于学生对固有知识的熟悉。

关键词：探究,验证性实验,差异

参考文献

[1]于家洋.浅谈高中生物实验教学中的能力培养.四川.川大出版社.2007

[2]马美荣.怎样在新课程下进行高中生物实验教学.长沙.湖南科学技术出版社, 2009

探究性实验教学设计 篇3

探究学习是《普通高中物理课程标准》所倡导的学习方式，因为这种学习方式能让学生经历类似于科学家探索未知世界而做出创造、发明的历程，让学生在实践的矛盾和问题中去体验、磨砺，使其知识和能力在积极参与、思维碰撞中得到自主建构。

教师以测量重力加速度作为一个平台，充分放手让学生设计出不同的测量方法，进行自我发现，这就是探究过程。让学生提出实验方案、动手操作、总结经验、表达思想、自我评价，通过对知识内容过程的自主建构，使学生的思维得到拓展，学会新的方法，领悟创造技巧，享受劳动成果。

在探究实验教学的过程中，教师具有不可替代的主导作用。教师的主导体现为：设疑——创造情境，引发疑问；引思——激发思考，点拨思路；控制——适当控制时间和进度；提炼——把探究成果提炼出来供全体学生共享；呵护——呵护学生的情感变化，给予关爱。

2 教学目标

2．1 知识与技能

①理解g的物理意义；

②回顾包含g的物理表达式及意义；

③进一步掌握实验仪器的正确使用；

④培养学生的表达能力。

2．2 过程与方法

①通过探究活动，领悟测定性实验的一般设计思想；

②通过设计和创造性活动，学习测定g值的各种方法。

2．3 情感、态度与价值观

①体会创造性思想及方法在探究中的产生；

②知道研究天体的运动规律并不神秘，体验探究自然规律的艰辛与喜悦；

③理解测量在认识自然过程中的价值，强化测量意识。

3 实验仪器

3.1 准备器材

铁架台(铁夹)、铁质摆球、磁铁、秒表、电火花打点计时器、电磁打点计时器、纸带、天平、弹簧秤、钩码、质量不同的重锤、米尺、毫米刻度尺、游标卡尺，长木板等。

3.2 准备器材的思路

(1)尽可能满足更多实验方案的需要；

(2)同种实验器材提供不同的类型，以供学生选择和鉴别。

4 教学程序

4．1 你想知道什么——探究愿望

创设情境：视频展示“阿波罗”号上的宇航员阿姆斯特朗在月球上行走的情景。

问题：同学们想从中知道些什么?其中有什么值得我们去探究的呢?

学生可能会提出以下想知道的问题：(1)月球上有氧气和水吗?人能在上面生存吗?(2)人的重力是否会发生变化？为什么会发生变化?变化了多少?(3)为什么人在月球上跳起来很轻松，人在地球上和月球上能跑一样快吗?……

在学生提出问题时，教师要注意两点，一要适当点拨，用于打开学生思路，以免学生没问题。例如，教师提示：将月球和地球进行类比；二要正确引路，防止学生问题漫无边际，浪费时间。在此基础上，教师提出这节课的研究方向：不同天体的重力加速度g值是不同的，如何测定天体的g值呢?

4．2 你想怎么做——探究思考

教师因势利导，适时指出：在物理学中，有些物理量不是直接用仪器测量出来的，而是通过测量其它物理量后计算出来的，如R=UI。在测量g之前，请学生们思考哪些表达式中含有物理量g，并分组讨论。比一比，在3分钟内哪组写出的表达式最多。

学生写出的表达式可能有：

①G=mg，②h=12gt2， ③T=2πlg，④GMmR2=mg， ⑤Δs=gT2……

教师引导指出：每一个公式原则上都可以作为测量g值的原理。但在实验室中容易操作，并且测量精度较高的是依据Δs=gT2、T=2πlg两式。教师此时可以要求学生以这两个实验为模型，简化实验数据处理，直接从“重力加速度尺”(刻度尺)上读

出g值，从“重力加速度表”(秒表和表格)中读出g值。

课堂生成预测：

(1)“重力加速度尺”的设计

利用打点计时器测定重力加速度。用打点计时器(频率为50Hz)打出物体自由下落的纸带，取0.1秒(每隔5点取一计数点)作为时间单位，根据Δs=gT2可得，g=ΔsT2=Δs0.12=100·Δs。若Δs的单位是cm，则g=Δs，所以用毫米刻度尺测得Δs的值(单位为cm)等于g值。那么将毫米刻度尺的单位cm换成m／s2，毫米刻度尺就成为“重力加速度尺”。

(2)“重力加速度表”的设计

利用单摆测定重力加速度。取摆长为1．01m，用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间t，则g=4π2lT2=4×9.87×1.01(t50)2=105t2。

设计如下表格（图一）：根据上式计算出与每一个t值对应的g值填入表格中，所以在实验中只要从秒表上读出时间t，就可以在表格中查出对应的g值。

图一 重力加速度表

此表可以运用EXCEL软件进行细化处理：A列为时间t值，B列为重力加速度g值。在A1和A2单元格中分别输入不同的t值(根据需要设置数值，若g不能超过100m／s2，则t值可以从30s开始设置，两数字差值越小越精确。)，选中A1、A2单元格，鼠标放在A2单元格的右下角，当出现实心的“+”时按住鼠标左键往下拖。在B1单元格中输入“=100000／(A1*A1)”，按回车键，则在B1单元格中出现 对应A1的g值；鼠标放在B1单元格的右下角，当出现实心的“+”时按住鼠标左键往下拖。这样，B列的一系列g值就对应A列的一系列的t值。根据单摆实验，利用秒表和上述表格就可以直接读出重力加速度的值。

4．3 你来做一做——探究实践

(1)学生制作“重力加速度尺”和“重力加速度表”，并测量地球的重力加速度g值，验证其准确性；

(2)如何构建不同重力加速度的天体模型和测量模拟天体的重力加速度值gx呢?模拟天体构建预测：①小车带动纸带沿光滑斜面向下运动(gx=gsinθ)；②带电摆球，放在竖直方向的电场中；③单摆放在水中；④磁性摆球放在竖直方向的磁场中……讨论实验的可操作性。

学生分组实验：将小组编号，每组交流g值的测量方案和实验过程，教师和学生共同评价。

4．4 你怎样表达——探究结论

学生能熟练而灵活地表达实验结论也是一种能力，表达的方式有：文字、语言、公式、图表、图象等。让每一小组的代表叙述方案的设计思想、操作过程、实验结果，有什么需要改进，还想怎么做，课后还有什么值得探究等等。

4．5 你有何感想——探究评价

经过探究获得成果后，学生的成就感难于言表，这时教师趁热打铁，让学生谈感想、谈心情、谈收获、谈教训、谈遇到的困难、谈学到的方法，充分让学生体会探究的快乐，理解知识的内在逻辑魅力以及产生的美感。最后，教师建议将这一研究成果提供给中华人民共和国国家航天局，并委托“神州n号”飞船的宇航员，到达x星球后，用我们设计的“重力加速度尺”和“重力加速度表”来测定该星球表面的重力加速度。

5 教学反思

中学物理的核心理念是以学生为本，让学生主动参与、体验和感悟科学探究的过程和方法；体会成功的喜悦；激发他们持久的学习兴趣和求知欲望；并在探究实践的过程中培养自主学习的能力，逐步实现学生学习方式的转变；使学生逐步养成敢于质疑、善于交流、乐于合作、勇于实践的科学态度。因此教师在实验教学的过程中，不拘泥于教材上实验的内容，善于设计开放型实验，引导学生进行科学探究。

(栏目编辑邓 磊)

遗传学实验探究性教学的尝试 篇4

肖建富*，吴建国，石春海

浙江大学农业与生物技术学院农学系，杭州 310029

摘要：以创新意识和创新能力培养为导向的新一轮实验教学改革对遗传学的实验教学提出了更高的要求。本文提出了将遗传学实验改造成具有综合性、设计性性质的探究性实验的一些思路，并列举了开展遗传学实验探究性教学的一些方法。

关键词：遗传学实验；探究性教学方法；创新意识；创新能力

Approaches on stimulating methods with teaching of experimental genetics XIAO Jian-Fu,WU Jian-Guo, SHI Chun-Hai Agronomy Department, Zhejiang University,Hangzhou 310029, China

Abstract: Aiming for fostering talents with the sense and ability of creation, the teaching of experimental genetics demands significant improvements during the current wave of educational reformation.This paper proposed a practical approach on a stimulating method with teaching of experimental genetics.Key words:;experimental genetics;stimulating methods;the sense of creation;the ability of creation

遗传学既是一门历史悠久的学科，又是一门发展迅速、实践性很强的学科，研究范围正在不断拓宽和深化，新技术、新方法不断涌现。根据这一特点，在世纪之初我们对遗传学实验内容、实验项目和实验教程进行了及时的调整，取得了一定的效果[1]。目前，着重于培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生创新意识的实验教学改革正在进一步深化，对遗传学实验教学提出了更高的要求。因此，如何在有限的课时中既让学生掌握遗传学实验的基本理论和基本方法，又能了解掌握遗传学学科发展中产生的新技术、新方法，提高学生的创新能力，是摆在遗传学实验教学工作者面前的重要课题。这需要我们加深对新形势下实验教学理念的理解，并对实验教学方法做出新的改革尝试。遗传学实验教学理念的发展

遗传学实验教学在我国已有半个多世纪的历史。不过在上世纪九十年代以前，遗传学实验教学的理念基本上是定位在“验证遗传学基础理论，练习遗传学实验技术和分析遗传学实验结果，从而加深理解和掌握遗传学的内容”[2]，导致开设的实验主要以验证性内容为主。在实验教材上的反映就是从实验课题、实验目的、实验原理、注意事项，到仪器、器材和操作步骤等，都一一罗列得清清楚楚，连记录表格以及实验报告的格式也都准备得非常齐全，实验目的非常单一。学生做起实验来只需依样画葫芦，就可以掌握该实验的基本技术和方法。这样的验证性实验虽能在一定程度上培养学生的有限“动手能力”，但其创新内容少，客观上压抑了学生对实验课程的兴趣，束缚了学生的想象力和创造力，无法激发学生的创新潜能，直接影响了学生创新能力的培养[3]。收稿日期：2009-02-13；修回日期：2009-02-15 *基金项目：国家、浙江省和浙江大学精品课程建设项目资助

作者简介：肖建富（1963－），男，副教授，博士，研究方向：实验室管理和实验教学。Tel：0571-86971993，E-mail：jfxiao@zju.edu.cn 当我国提出要进入创新型国家的行列后，高等教育教学理念有了很大的发展，具体表现在对学生的综合素质和创新能力有了更高的要求。因此必须把提高教学质量放在更加突出的位置，更好更快地培养大批拔尖创新人才。而要培养具有创新意识的高素质人才，就需要改革过去传统的实验教学体系和教学方法，使学生在实验过程中变被动学习为主动学习，逐渐提高发现、分析和解决问题的能力，增强对困难和失败的承受力和培养团队精神和协作能力[4]。这种新理念导致的直接结果就是在实验教学中倡导开设综合性和设计性实验，教育部已经将综合性、设计性实验设为实践教学部分的主要观测点，并且规定实验教学评估成绩达到“优秀”的标准是“有综合性、设计性实验的课程占有实验课程总数的比例≥80%，效果好”，直接推动了各高校把开设综合性、设计性实验作为课堂实验教学改革的重中之重。

但是，由于实验课时和实验室条件的限制，开设大量的综合性、设计性实验存在着较大的难度[5，6]。为了更好地协调两者之间的矛盾，我们的选择是改进实验教学方法，在实验中积极引入科学探究的成分，将原来的验证性实验改造成微型的综合性实验或设计性实验，或者统一称为微型探究性实验（以下简称探究性实验）。探究性实验的内涵和意义

综合性实验和设计性实验具有良好的相容性，综合性实验中可以有设计性的特点，设计性实验也可以带有同一类实验的综合成分。区别于以“验证”为主的验证性实验，综合性实验或设计性实验的本质是“科学探究”，学生在探究过程中可以培养创新意识和创新能力。因此，将综合性实验和设计性实验合称为探究性实验，具有重要的实际意义。

在探究性实验的实施过程中要以问题为核心，让学生在实验过程中思考问题、解决问题，提高创新实践能力。在实验的教学方法上，教师不能通过一种线形和单一的教学过程把不容置疑的实验知识和结论直截了当地灌输给学生；而是应当先发现和提出问题，通过一定的探究过程让学生自己得到问题的正确答案[8]。在实验过程中，所设计的遗传学实验不仅要使学生能够更深入地理解所获得的知识和结论，而且要有利于激发学生的求知欲、培养他们的创新思维习惯和能力。通过教师的引导和巧妙安排，大多技能训练型实验或验证性实验都可以转化为探究型实验。比如，在遗传学实验中，观察植物细胞的有丝分裂时首先要软化和分解细胞壁，通常的做法是将细胞材料放入1 mol/L盐酸在60℃水浴中处理10 min，学生只要照着做就一定能得到较好的实验结果，似乎整个实验过程中不存在什么问题；但实际上仍可以提出许多问题：如用0.5 mol/L 盐酸在60℃水浴中处理20 min是不是可以获得同样的实验结果？用2 mol/L 盐酸在60℃水浴中处理5 min效果会不会更好？等等。围绕这些问题，学生可以分组进行对比试验，最终得出正确的答案。而这些对比试验完全可以在正常实验课时内完成。这样就可以把一个原来纯粹的验证性实验通过教学方法的改变而转变成一个微型且具有多重设计的探究性实验。[7]3 遗传学实验探究性教学的实践

当然，遗传学实验的探究性教学不能仅凭某一环节的问题式教学，而要将探究性贯彻到实验过程的各个环节，包括实验背景的讲解（0.5~1节课）、实验过程的设计和实施（2~3节课）、实验结果的总结（0.5~1节课）、实验理论的考核（期末2h）等，将实验课转变成全方位培养学生创新意识和创新能力的舞台。浙江大学大农类专业的植物类遗传学实验教学有着悠久的历史，通过近年来遗传学国家精品课程的建设以及多轮实验教学改革，已经积累了较为丰富的探究性实验教学经验并取得了较好的教学效果。3.1 启发式、问题式的实验讲解

背景知识对学生深入理解与掌握一个实验是必要的。学生有了较多的相关背景知识，在实验中才会有深入观察的要求、判断推理的基础、准确解释结果的可能。因此，我们在每一个实验开始前都会安排10 min左右的开卷测验和20 min左右的背景知识讲解。这样做的好处主要是可以为下

[9]面的实验讲解做一个铺垫，引起学生对讲解内容的兴趣。测验时多选用一些书本中没有、对理解实验原理很有帮助的简单题目，学生在做测验题时多数会有挫折感，因而会产生希望得到真正结果的期望。背景知识的讲解就围绕测验中的问题采用启发式讲解方式展开，必要时可以以逻辑关系依次对学生进行提问，让学生的思维跟着解决问题的思路走，以最大限度地启迪学生的创新思维。下面列举这方面的两个例子。

在做“植物细胞有丝分裂观察”实验时，会让学生在测验中说说为什么根尖要用秋水仙素处理，而且处理的时间一般都定在常温下4 h。对前一个问题，学生一般能笼统地回答；但对后一个问题，学生就只能用“实验结果证明这是最佳时间”来回答，而几乎没有学生能从细胞周期的角度去分析。因此，教师在实验背景知识讲解中就用多媒体着重讲解细胞周期的概念，并收集大量植物的细胞周期资料来给学生分析，引导学生自己总结出多数植物的细胞周期在十几至几十小时之间，而G2期和分裂前期维持的时间一般在数小时左右，用秋水仙碱处理4 h，理论上可让G2期和分裂前期的细胞都进入中期并停留在中期，从而达到增加中期分裂相之目的；并建议学生进一步尝试在秋水仙碱的处理时间更多的情况下，有丝分裂的中期细胞相数目是否还会有所增加？因为从理论上讲，G1和S期的细胞也可能进入中期并停留在中期而使中期细胞数量进一步增加。通过讲解，学生对实验原理有了更深刻的了解，对许多实验现象都能从本质上进行解释，达到“知其然知其所以然”之目的。比如，有的学生总是质疑为什么在染色体压片中中期分裂相总是那么少呢？通过本实验的操作和进行结果分析，他们就知道了原来多数植物细胞的分裂中期持续时间仅占整个分裂期的1/10左右，而整个分裂期的持续时间仅占整个细胞周期的1/10左右，因而压片中中期相细胞数目就只占全部细胞数目的1/100左右，要在压片中找到正中期的、分散良好的细胞相本来就不是一件容易的事，实验和研究均需要付出辛勤的劳动。

在做“果蝇的伴性遗传和三点测验”综合实验时，会先给学生们介绍染色体遗传学说建立过程[10][11]的传奇故事，以培养学生的科学精神，增强学习遗传学的兴趣，提高学生的智力水平。通常都认为连锁交换规律是摩尔根(Morgan)发现的，但真正的实验背景学生了解得并不多。实际上，摩尔根的学生斯特蒂文特（Sturtevant）在连锁交换规律的发现过程中发挥了重要作用。斯特蒂文特当年还是一名哥伦比亚大学的大学生，接受摩尔根的指导。1911年末在同摩尔根的一次交谈中，他突然认识到，已被摩尔根归因于基因空间间隔差异的连锁紧密程度的不同，提供了在染色体上确定基因线性顺序的可能性。他回家后用了大半夜的时间（不做他的大学生家庭作业）制造出第一张染色体图。他在1913年的一篇论文中第一次提出了“双交换”的概念，并用三重杂合子与三隐性突变体回交，证明了“双交换”的存在，这就是有名的“三点测验”。把这样一个本科生创造发明的背景故事放到实验前的讲解中，学生会有耳目一新的感觉，它会使学生认识到只要在实验中肯动脑筋、尽情发挥自己的主观能动性，即使是一个处于学习阶段的学生，也可以有所发现、有所发明，从而促进学生实验的自觉性和主动性。3.2 探究性实验的设计和实施

探究性实验需以问题为核心。课程实验设计就是要学生通过一系列的置疑、判断、比较、选择以及相应的分析、综合、概括等多样化的过程，由发散到收敛，由求异到求同[8]；通过自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验，激发学生创新思维和创新意识，让学生逐渐掌握思考问题、解决问题的方法、提高其创新实践能力。因此，探究性实验的目标并不是让学生在实验中去攀登科技高峰、产出具有高水平应用价值的实验成果，而是让学生通过主动学习去掌握科学研究的方法、培养创新的意识和提高创新能力。这也就决定了课程实验并不需要设计高深的实验项目，而只需要在教学设计和实施方法上适当做一些改进和创造。

例如，“植物细胞有丝分裂观察”是一个典型的验证性实验。过去一般用洋葱根尖为材料，一个球茎放在盛水的烧杯上几天后就可得到几十条根尖，操作简单；固定和解离的方法和时间都是预先设定好的，结果很容易得到。但通常细胞壁没有解离，学生只能区分有丝分裂各个时期的细胞相，但很难看到正中期染色体的完整结构，做核型分析则更难。近年来我们对该实验进行了改进，采用不同的材料（田间植株获取的根尖和种子发芽获取的根尖等），针对关键环节由学生自己设计和试验得出最佳的处理方法。主要做法是抓住“解离时间”这一关键问题，让学生自行分组使用不同解离处理的时间。如试验分为6个小组，解离时间可分别设为5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min等。实验结束后小组间比较实验结果，得出不同材料的最佳处理时间。这样做的好处是：① 让学生分组设计，各个组必须协调一致才能得出最佳的结果，有利于培养学生的主动性、积极性和创造性，并增进协调能力和团队精神；② 学生通过探究可以得出不同材料所需的实验条件大不相同的结果，有利于促进学生科研素质的提高；③ 所用材料可使学生看到正中期染色体的完整结构，增加学生的实验兴趣。

又如，“植物染色体的加倍技术”是一个经典的遗传学实验。过去一般挑选做起来比较方便的材料（如洋葱根尖），由教师做好所有前期实验准备，学生只要上课时看一下形态、做一下根尖细胞学鉴定就可以了，实验一般能在3个学时内完成。而在我们目前的教学中，则以学生感兴趣的西瓜为实验材料，具体做法是：以5人为一个实验小组，每小组发20粒二倍体西瓜种子，去壳后在适当温度下生根发芽，2 d后移栽到装有营养土的一次性纸杯中，经过48 h再用秋水仙碱溶液进行染色体加倍试验，各小组可尝试不同的加倍方法；等长出3片以上真叶（约过20 d）时移栽到大田，在开花前（约过40 d）取植株顶端幼嫩叶片用细胞流线仪鉴定植株染色体倍数；各小组比较实验方法和结果，评选出最佳实验结果，最后上交完整的实验报告。

这种实验设计方法有着许多优点：① 实验综合性强：实验将种子学（发芽技术和播种）、遗传学（染色体加倍、减数分裂观察）、育种学（移栽）等有关知识串成了一线，大部分操作需在课外进行，时间跨度大，从3月份开始一直持续到6月底。② 学生自主探究：每个小组的秋水仙碱加倍方法都可以不同，如有的小组直接将西瓜种子放在不同浓度的秋水仙碱溶液中发芽；大多数小组采用在茎尖处滴加秋水仙碱溶液的方法，但采用的处理浓度和处理时间的组合不同，甚至滴加的方法都不同，如有的组尝试用挂盐水的方法给茎尖加液，使茎尖始终保持在秋水仙碱溶液的作用之下，取得了很好的加倍效果。③ 鉴定技术性强：除了可用植株外观、叶片气孔大小结合染色体压片技术鉴定西瓜的染色体倍数之外，本试验主要采用细胞流线仪进行倍性鉴定，结果既快又好，可让学生体验尖端仪器和技术的魅力，增进创新意识的培养。④ 知识与产品双丰收：实验结束时可收获不少西瓜，学生参与实验的积极性很高。3.3 举一反三的实验总结和讨论

实验结果存在多重性：有的是符合预期目标的，有的是部分符合预期目标的，有的是与预期相差较远的。但探究性实验在形成关于某一问题的结论后，学生还需要与他人进行相互交流、总结和讨论，以达到求同之目的。通过交流、讨论和总结，学生可以获得多种可能的解释，有助于将实验证据、科学知识和结果解释这三者更紧密地联系起来，最终找到实验结果差异的原因，并获得同一的科学结论，取得画龙点睛、举一反三的效果。

实践中需要非常重视实验后的总结和讨论，这是训练学生创新思维的重要一环，学生也很感兴趣。如上述提到的“植物细胞有丝分裂观察”实验，分组实验的结果很不一样，解离时间少于5 min或多于10 min的，细胞染色较浅或不染色，而解离时间在7―10 min的，细胞染色的效果就很好。为什么会出现这种情况呢？我们就引导学生进行深入的分析。首先，解离的目的是什么？是软化和分解细胞壁。其次，解离时间的长短为什么会产生完全不同的结果？原来是因为时间短了，软化和分解不彻底，细胞的分散性就不好，染色剂就不能进入细胞核中与染色体结合，染色效果就不好；但如果时间太长，盐酸就会破坏染色体的结构，使染色体不能与染色剂的基团结合，使染色体不能着色。通过分析和讨论，学生既明白了产生所有实验现象的原因，又掌握了染色剂的染色机理，还对细胞、染色体和染色剂的化学结构有了一定的了解。

更典型的是“果蝇的伴性遗传和三点测验”综合实验。要测定果蝇上三个连锁基因间的距离，需要用三隐性母本与野生雄蝇做一次杂交，杂种雌蝇再与三隐性雄蝇做一次测交，然后统计测交后代8种表现型的数量。由于每个小组的测交群体不可能很大，难免有的小组中8种表现型的分布不符合理论分布，或者各个小组的实验结果出现较大的偏差。因此，这类实验的总结就显得尤为重要。我们现在的做法是将每组的实验结果汇总在黑板上，然后将每组的数据相加后得出一个三点测验的结果，并把这个结果与历年的实验结果相比较。这样全班学生就可以看到小群体（小组）与大群体（全班）的实验结果差异，对统计分析的本质有一个直观的了解。另外，在每次实验后还需要学生讨论一个问题：每本实验指导书上都写着要用三隐性母本与野生雄蝇杂交来做三点测验，如果我们倒一倒，用野生母本与三隐性雄蝇来做组合行不行？对这个问题，开始时课堂上几乎所有学生都不置可否。这时我们就让学生到黑板上来演示实验过程，在教师的引导下渐渐明白原来用野生母本与三隐性雄蝇来做组合也是可以的，但在F1必须取处女蝇用于测交；而用三隐性母本与野生雄蝇杂交来做三点测验就不用在F1取处女蝇了，可以节省大量的实验工作量，所以一般的实验指导书中都提倡用三隐性果蝇做母本。通过这样的分析、演示和讨论，学生经历了一次较全面的遗传分析的洗礼，对遗传学的基本原理有了更深刻的理解，同时学生的创新思维也得到了一次很好的训练，获益匪浅。3.4 全面灵活的实验理论考核

单独的实验理论考核是近年来我们在遗传学实验教学上的一项重要举措。因为任何一项实验技术及其原理都有其产生和发展的过程，学生只有在了解技术及其原理的发展过程的基础上，才有可能在今后的研究中对技术进行改进和完善。因此，我们在实验背景讲解中一般都要阐述实验技术及其原理发展的脉络。但单纯的实验操作和实验报告并不能完全反映学生掌握实验技术和原理的全貌及探究能力的好坏，而通过闭卷考试可以有效的探知这方面的教学效果。

闭卷考试主要考核学生已做实验所涉及的原理、基本概念和技术方法，以及学生分析问题、解决问题的能力，在实验总成绩中占有30%的份额。考试题型主要有是非题、简答题和分析设计题，其分值比重分别为20%:50%:30%。为了防止学生死记硬背而不求甚解，考题一般都出得比较灵活，主要是要求学生根据自己掌握的实验原理去分析实验中遇到的一些现象和得到的实验结果，在教材或实验指导书中一般都找不到现成的答案。如在简答题中，有一题是关于10幅有关减数分裂、有丝分裂和分子电泳的图片，在没有任何提示的情况下，要求写出这些图片所包含的遗传学信息，学生如果光死记原理而不注意在实验课上进行仔细的观察和思考，写出正确的答案就有一定难度。这样的考试无形中增加了学生的学习压力，学生在实验课时的提问量明显增多，对于培养学生分析问题解决问题的能力、提高实验教学质量起到了较大的推动作用。

3.5 综合完善的实验成绩评价

一个好的实验教学评价体系是激励学生进行探究性学习的重要保证。近年来本着“客观反映学生的实验态度、客观评价学生掌握实验技能的程度和实验素质、客观反映学生的认知能力和创新能力”的指导思想，我们建立了遗传学实验成绩综合考评体系[3]，考核内容包括：预习、实验设计、实验过程、实验报告以及平时和期末的每一个环节，形式多样，面试、笔试和实验操作等相结合。其最大的亮点是从平时的小测验、提问、实验的设计、实验过程中的动手能力、实验报告等各种实验活动中去发现学生的创新意识，并及时记录，在最终评价中予以体现。如在下列情况下，实验成绩都可以给予不同程度的加分：学生做测验时，答案正确，而且能够进行详细的遗传分析；实验设计时能够别出心裁，提出不同于教材但基本合理的实验方法；实验获得特别好的结果，其结果可以作为教学的标本或素材；讨论时能提出独到见解或对实验问题能做出精辟分析等。在这些激励措施引导下，学生做实验的积极性和主动性有很大提高，许多学生能在课前钻研实验原理和方法，通过各种途径认真查寻资料，做出自己独树一帜的实验设计。我们目前在课堂上采用的许多实验方法，如永久制片的二步脱水法、西瓜染色体加倍的“吊针”法等，都是前几届学生创新的结晶。结 语

当然，探究性实验的形式是多种多样的，针对不同实验，人们所经历的探究过程、采取的探究方式都有所不同，不会存在一种绝对的、固定化的模式或统一化的模式。探究性实验的宗旨是让学生更好地发挥学习自主性，通过探究的过程，掌握科学研究的方法并培养他们创新思维的习惯和能力。随着实验教学改革的进一步深入，一定会涌现出更多更新更好的探究性实验教学方法，进一步促进遗传学实验教学效果的提高。

探究性实验教学模式 篇5

北京东城区教师研修中心 周业虹

摘要:

“引导——发现”教学模式是指在教师的带领下，学生通过积极主动的思维活动，以发现、发明的心理动机和探索的精神自主地参与学习过程，通过尝试发现、实践体验、独立探究、合作讨论等形式探索知识，去发现、探索、掌握知识，培养学生的观察能力，提高发现问题和解决问题的能力，培养学生的创新精神和实践能力的一种教学模式。它包括设疑、探究、归纳、应用等环节，而探究性实验是“引导——发现”教学的重要教学方式。

关键词:

探究性实验

引导

发现

高中课程改革的实施，对教师传统的教学模式的转变及观念的更新提出了更高的要求。提高课堂教学质量，是每一位教师首要解决的问题。在这种情况下，必须改变知识的传输方式，以教师的“引导”为手段，以学生的“发现”为目的，这样才能充分发挥学生在学习过程中的主体地位。根据化学学课的特点，我提出了“引导——发现”教学模式。

一、关于“引导——发现”教学模式

（一）“引导——发现”教学模式的内涵

“引导——发现”教学模式是指在教学活动中，以教材为内容，以问题为中心，以教师的引导为手段，以学生的发现为目的，在教师的带领下，学生通过积极主动的思维活动，以发现、发明的心理动机和探索的精神自主地参与学习过程，通过尝试发现、实践体验、独立探究、合作讨论等形式探索知识，去发现、探索、掌握知识，培养学生的观察能力，提高发现问题和解决问题的能力，培养学生的创新精神和实践能力的一种教学模式。

（二）“引导---发现”教学模式的理论依据

1．发现学习理论

发现学习理论是美国著名教育家布鲁纳于二十世纪六十年代提出的。布鲁纳认为，“认知是一个过程，而不是一个结果。”他强调，教一个人某门学科，不是要使他把一些结果记录下来，而是要使他参与知识建构的过程。他认为教学的目标不仅在于使学生掌握知识，而且更要发展学生智力。布鲁纳主张引导学生通过自己的主动发现来学习，要把学习知识的过程和探索知识的过程统一起来。

2．建构主义学习理论

瑞士的皮亚杰(J.Piaget)的建构主义学习理论强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识的主动建构者，而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构的帮助者、促进者。这就意味着教师应当在教学过程中要摒弃那种“以教师为中心，强调知识传授，把学生当作知识灌输对象”的传统教学模式。

（三）“引导——发现”教学模式的主要教学方式

高中化学新课程倡导探究式教学方式。中学化学探究性实验应具备以下特征：

1.创设问题情景的特征：探究性实验教学必须努力创设问题情景，让学生在情景中不断发现问题、提出问题，并引导学生对问题进行深入思考。

2.突出主体性的特征：探究性实验教学注重学生共同合作，通过自己动手、动脑来设计实验、分析结果、讨论验证等，所以必须发挥学生的主动性和积极性，在实验过程中认真观察思考，大胆质疑，做、看、想结合，创造性地完成任务。

3.明确教师的主导性的特征：实验过程中，教师作为学生的指导者、引导者、咨询者和促进者，要注意对学生进行仔细观察，看他们在做些什么，听他们在谈些什么，并不断地对其学习状况进行评价。

4.以小组为主要组织形式的特征：探究性实验通常以小组为单位展开，这有利于学生之间相互研讨、相互启发、相互学习、相互帮助，从而产生1+1＞2的效果。

不难发现，探究性实验教学的特征恰恰与“引导——发现”教学模式的内涵相一致，因此探究性实验是该模式实施中的重要教学方式。

二、运用探究性实验进行“引导——发现”教学的尝试

（一）化学教学中“引导——发现”教学模式的环节

引导——发现教学模式的实施在高中化学教学中可分为以四个环节：

环节 意图

1．设疑——创设情境，发现问题

教师应依据教材内容设置相应的问题或创设相应的情景，激发学生的求知欲望和学习兴趣，进而引发学生的积极思维。

2．探究——设计实验，体验探究

此环节是“引导——发现”教学过程中的核心部分，教师把发现的问题、思维的空间留给学生，充分发挥学生在学习中的主动性，让学生围绕探究目标进行设计、实验、分析等一系列活动，让学生在思维和操作中产生灵感，体验“发现”的乐趣。在这个过程中，学生主要采取探究性实验的方式，而教师的主要任务是有针对性地指导学生围绕目标探究，组织由学生构成的活动情境，促进学生彼此间的交往、沟通和合作，创设一种发现问题的氛围，使学生能够在这种情景中主动积极地参与探究。

3．归纳——交流总结，解决问题

此环节是组织学生相互交流，对探究的结论进行归纳总结，从而使教师预设的问题得以解决。这一环节可以通过学生自己的汇报，将探究的“成果”展示给全体，完成知识结构的重新组合，将内化了的知识或者技能纳入已有的知识系统中。教师对学生展示的成果要进行适当的评价，对学生的学习成果表示肯定，对不足提出改进意见。

4．应用——拓展延伸，问题迁移

这一环节注重了知识的迁移、形成和发展，是探究性学习的目标所在。教师在这一环节中要精心设计问题，使之具有层次性、典型性、启发性和创造性。

（二）案例分析

案例1.铝及其化合物

铝及其化合物属于元素化合物的知识。铝单质、铝的化合物的教学内容分别在人教版《化学1》第三章第一节、第二节中，为便于更好地开展“引导——发现”教学，发展学生的探究能力，教师对这两部分内容进行了有机的整合，将其合并为一课时。为突破教学重点，教师对教材上的实验进行了改进，增强了探究性。

（1）氧化铝的两性

设疑1：铝制餐具在五、六十年代非常盛行，但人们发现它们不能用来蒸煮或长时间存放酸性和碱性食物。这是为什么呢？

探究1：为了突破铝制餐具不可蒸煮或长时间存放碱性食物这个重点，教师带领学生设计了一组对比实验：打磨过的铝条和未打磨的铝条分别与氢氧化钠溶液混合，学生发现打磨过的铝条迅速与氢氧化钠溶液反应，而未打磨的则一段时间后才产生气泡。

归纳1：铝能与氢氧化钠溶液反应。

设疑2：未去膜的氧化铝与氢氧化钠溶液反应慢，已知铝表面的膜是氧化铝，那么是氧化铝溶于水了，还是它与氢氧化钠溶液反应了？设计实验进行探究。

探究2：向Al2O3粉末中加入少量水，振荡，发现未溶，继续加入氢氧化钠溶液，振荡后发现氧化铝溶解了。

归纳2：氧化铝能与氢氧化钠溶液反应。

（2）氢氧化铝的两性

设疑1：氧化铝能与氢氧化钠溶液反应，氢氧化铝是否也具有类似的性质呢？

探究1：制备氢氧化铝。为引导学生更好地发现问题，教师把学生分成两组，一组用氯化铝和氨水反应，另一组用氯化铝和氢氧化钠溶液反应，同时让他们展开竞赛，看谁制备的氢氧化铝多。学生误以为加的药品多，产生的氢氧化铝就越多。

设疑2：实验中，加氢氧化钠溶液的那组学生发现，氢氧化钠多了，反而沉淀没了，这是怎么回事？

探究2：教师让加氨水的一组学生向所得沉淀中加入氢氧化钠，结果发现沉淀溶解了。

归纳：氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应，要制备氢氧化铝就要用氨水和铝盐溶液。

在学生对铝及其化合物的性质有了全面认识后，教师进行了下一个环节：

应用：教师展示了一种管导通的说明书：泡沫型清洁剂；含铝粉、氢氧化钠；对铁质、不锈钢排水管不会造成损伤。让学生分析该说明书，并用所学到的知识解释相关问题。

案例评析：从该案例中，我们可以看出，在铝及其化合物的性质学习中，教师创造性的改进了教材实验，在设计和完成探究性实验的过程中，通过对实验现象的观察学生不断发现问题，通过对问题的解决、对实验现象的分析不断深化对铝及其化合物性质的认识，通过解决生活中的实际问题使得学生掌握的知识得以升华。

案例2.化学反应速率的因素

影响化学反应速率的因素属于化学基本理论的范畴。这部分内容在人教版《化学2》第二章第三节“化学反应的速率和限度”中。为使学生了解影响化学反应速率的因素，教师从学生已有的知识和经验出发，对教材上的实验进行了改进，充分关注到了实验的探究性，在这些探究性实验中，应用“引导——发现”教学模式。具体环节如下：

设疑1：展示某牛奶包装袋上的保质期：10天（0℃～4℃），5天（7℃），3天（10℃）。这说明牛奶变质的速率跟什么因素有关呢？

设疑2：爆炸瞬间完成，牛奶变质较快，铁制品生锈较慢，溶洞形成很慢，这些化学反应速率到底和哪些因素有关？只有了解这些影响因素，我们才可以控制化学反应速率。

探究：在实验室制取 O2、CO2 和 H2 的过程中，哪些因素会影响到气体制取的速率？教师给出不同浓度的H2O2溶液、不同浓度的HCl溶液等液体试剂，不同状态的CaCO3固体、MnO2粉末、Mg粉、F粉等，让学生选择不同的药品设计实验方案并进行实验，探究影响化学反应速率的各种因素。

归纳：在学生实验完成后，各组学生交流汇报实验结果并分析结论。学生们有的从同一种气体的制备实验中得出了不同的影响因素，如制备氧气，浓度、温度、催化剂等均会影响速率；有的学生从不同气体的制备方法中等到了相同的影响因素，如制取氧气和制取氢气两个实验均证明反应物的浓度会影响速率。最终得出了影响化学反应速率的因素。在这个过程中，既培养了学生分析、归纳问题的能力，又让学生感受到了科学研究的方法，同时锻炼了表达能力。

应用：已知氮气和氢气在一定条件下反应可生成氨气，但是在500 ℃和1.5×10Pa的压强下，即使经过几百万年，生成的氨也不会超过几纳克（1 ng ＝10 g），请你说出为加快反应速率可采取哪些措施？在解决这个工业生产问题的过程中，学生所学的影响化学反应速率因素的知识得到升华。

案例评析：在该案例中，教师较好地利用了学生的前概念，利用初中所学的氢气、氧气和二氧化碳气体的制备引导学生进行探究性实验设计，运用了科学归纳法，一方面可以对同一个反应采取的不同的条件，另一方面，可以对不同的反应采取同一个条件，在实验中学生发现速率的变化等问题，教师再引导学生通过对实验现象的分析归纳出影响化学反应速率的因素。应用环节的设计更是锦上添花，它使学生深切感受到研究本课题的意义在于控制化学反应速率，更好地为人类社会服务。

三、运用探究性实验进行“引导——发现”教学的反思

教学实践和课堂观察表明，运用探究性实验进行“引导——发现”教学中各个环节都具有非常重要的作用：设疑——好的教学情景能在较短的时间里使学生进入学习状态，激发学生的学习兴趣。探究——在发现问题、产生疑问后，探究性实验是解决问题的关键所在。教师要结合学生的认知水平，围绕产生的问题，引导学生设计实验，在此过程中学生体验发现的快乐，体验科学研究的过程。教师在适时的加以引导，帮助学生顺利完成实验探究。归纳——学生通过探究性实验，讨论总结后，要把自己发现获取的知识，通过语言交流质疑问难，达成共识，可以培养合作精神、表达能力，同时在与同伴产生的思维碰撞中提高解决问题的能力。应用——学生可以将所学到的知识应用到解决问题中，既可以使所学知识得到升华，又可以培养解决实际问题的能力。

教学实践表明，“引导——发现”教学模式在实施过程中也存在一定问题，如设计的问题有时脱离学生的实际，无法吸引学生的兴趣；有些教师对教材内容的深广度把握不够，还需要进一步钻研教材；在探究性实验中，有时学生的合作学习流于形式，不能很好的控制，－9学生差异性大，参与探究活动的积极性低，难以收到实效。这些都需要在模式实施过程中不断加以完善。

主要参考文献

探究性实验教学模式 篇6

我国新颁布的《普通高中物理课程标准》，减少了一些验证性实验,增加了较多探究性实验，提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时提倡学生在教师的指导下进行探索性实验,强调要突出培养学生的创新精神和实验能力，提倡“引导学生质疑、调查、探究、在实践中学习”。

所谓探究性实验是在假设的指引下获取支持或推翻假设的科学实证，是以实验为载体探究科学结论形成和发展的过程，是在教师的指导下，学生运用已学过的知识、技能，把自己当做新知识的探索者和发现者，通过实验亲自发现问题.探究性实验由于其重视过程和方法，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养，已成为当前实验教学改革的主要方向。

在新课改的物理实验教学改革中，对传统实验教学进行了新一轮的反思，在新课程背景下开展了高中物理探究性实验教学的研究并获得了一些体会。

一、研究背景

目前在应试教育的影响下，物理实验教学难以发挥它应有的作用。许多教师认为“做实验不如看实验（录像），看实验（录像）不如讲实验”,很少做实验，不愿花时间从事实验教学，实验只被作为收集数据，验证理论，应付考试的工具。学生实验形成了教师讲，学生做，教师示范，学生模仿的教学，学生成为被动的接受者，以至于学生很少提出问题。大多数学生重结果而轻过程，为了得到期望的结果，甚至修改实验数据。没有养成实事求是的科学态度，没有学会解决问题的科学方法，学生的主体地位远没有得到重视，学生缺乏主动探究的欲望和热情，忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。

新课程指出高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识和技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神，因此，高中物理实验教学迫切需要改革。

二、探究性实验教学的心理教育理论依据

1.中学生的心理特点

高中生心理发展正处于从幼稚向成熟的过渡阶段，其心理特点表现为：精力充沛、热情高涨；想象力较丰富，开始有独立思考能力；求知欲强，具有质疑思想；抽象逻辑思维开始发展，有一定的发散思维，迫切希望能有证明自己价值的途径；自我意识觉醒，主动性、自尊心增强，渴望与人交往；有积极向上进取的精神。由于高中生身体正开始走向成熟，而心智发展明显滞后，所以容易表现出消极的一面：如滥用精力与蛮干，急于求成、缺乏耐心，过分凭借想象力或凭空想象，不善于将精力集中，容易气馁等等。

2.高中物理的特点

物理学是整个自然科学的基础，除了具有丰富的物理知识外，还包含丰富的社会科学知识和科研方法，它是一门以实验为基础的严密的理论科学和定量的精密科学。高中物理又有以下几个特征：

基础性：高中物理不但是其他自然科学的理论基础，而且是一切技术科学的理论基础，所采用的科学研究方法也是其他自然科学进行科学研究普遍使用的方法。

实践性：高中物理特别重视与实践相联系，重视用实验去验证相关理论，重视与生活实际相结合。

前沿性：新版高中物理现在也要求扣紧物理前沿知识，如激光、超导、电磁流、反物质等。

探索性：探索的目的是使学生灵活有机主动地学习物理知识，使学生初步掌握主动获取知识的能力，更重要的是培养学生运用物理知识解决问题的能力。

3.探究性物理实验与传统物理实验的不同

传统的物理实验大多是验证性的，学生很少积极主动思考，而教师也很少留给学生独立思考的余地，试验操作也是学生按照课本事先写好的实验器材、实验步骤直接操作,学生的情绪调动不充分，没有新意、没有悬念，学生很难成为知识的创新者。

探究性物理实验作为学生的一种积极主动的认识建构手段，作为物理实验的一种形式，它既有别于测定性实验，又有别于一般的验证实验。探究性实验的目的在于使学生获得物理实验研究方法的训练，让学生接触探索、发明、发现的过程和方法。在探索发现的过程中，发展学生理性的、批判的思想方法，体验学者研究的苦衷和愉悦，培养他们的发现、探究能力。要达到这种目的，就要使学生在进行探究性实验时发生认知冲突,这要求探究性实验设计首先要足够“新颖”。正是这种“新颖”的刺激，才会激发学生对探索 的兴趣，才能引起学生探索的欲望，才使得它与主体原有的“定势”相矛盾、相对立，才能产生认识上的不协调和冲突。比如，我们设计的“测定没有系统误差存在时干电池的电动势和内电阻”实验，要求学生自己设计电路、得出数据，并求出没有系统误差存在时电池的电动势与内电阻，这体现高中新课程探究性实验的“新颖”。

三、探究性实验教学的几点探索

在教学中，我们立足教材，以高中物理的教学内容为出发点，将演示实验转化为学生探究科学的实验，将学生验证性实验转化为探究性实验，将教材中出现的实验问题设计为探究性实验，将教材中的“阅读材料”、“思考讨论”、“做一做”、“小实验”等设计为探究性实验。对探究性实验进行初步探索，旨在激发学生学习物理的兴趣，使学生了解科学探究的基本过程、方法与艺术，拓展学生的想象力、知识视野、创新思维能力，增强科学协作精神和学术研讨气氛，有效培养学生的科学素养。1.将演示实验转化为探究性实验

在演示实验中，利用新的教学理念、“演示实验”的教育功能，创造性地使用教材：对于必须由教师亲自做的演示实验，使用探究法的叙述代替结论性的解释；运用科学家的思维方式分析和处理资料；将易操作、易成功，没有破坏性和危害性的实验改为学生的探究实验。

比如:在学“超重和失重”时，将可乐瓶底部及瓶盖戳有小孔的可乐瓶装满水,让它从高处自由下落,演示水的完全失重现象。演示这个实验时,教师往往只演示了装满水的可乐瓶静止在手中时,水从小孔中喷出；再让它从高处自由下落时水不会流出,从而说明物体处于完全失重状态,这时a=g。

这样做的后遗症是,学生不能真正理解失重的本质,往往还认为水不能流出是因为水失去了重力,这样不仅起不到巩固知识反而起反作用。因此将此演示实验改成学生探究性实验: 1.将底部四周戳上小孔,可以让各个方向的学生看清楚现象。

2.装满水的可乐瓶静止在手中时,反复几次用手指堵住,放开瓶盖上的小孔使学生清楚水的流动情形,理解水不能流出不是由于没有重力,而是压力不够(大气压)。

3.装满水的可乐瓶静止在手中时,将手指堵住瓶盖上的小孔,用另外一只手挤压瓶身,看到水流出,说明了水的流出是由于水的压力作用, 并不是由于水的重力作用。

4.通过实验让学生亲身领会,物体的超重(失重)是由于物体对支持面的压力大于(小于)物体的重力.2.将学生验证性实验转化为探究性实验

建构主义理论认为，学习不是教师向学生传递知识信息、学生被动吸收的过程，而是学习者主动建构知识意义的过程，这一过程是不能由他人所代替的。原教材基于安全、规范等因素考虑，所安排的“学生实验”大多数是根据课本设计好的方案，由教师提供实验方案与仪器，再让学生动手操作，最后填写“实验报告”。这种程序限制了学生的创新思维与分析、解决问题能力的建构。为此，根据客观条件和学生认知结构的特点，有选择地将一部分验证性的学生实验改为探究性实验。

比如:新教材第三个学生实验《研究匀变速直线运动》，传统的教学往往是给出实验目的、实验器材、实验原理，让学生完成已设计好的表格，计算得出结论。这样重在结论的得出和操作技能的培养，而忽视了实验设计思想，学生只是单纯的模仿、重复教师的演示，他们自身的思维活动被严重压制，不会考虑如何使用实验所给的器材去做实验，更不会自己设计一个实验方案、寻找其它方法。所以，我们在教学中尝试将探究性实验渗入课堂教学中，我们给学生如下的实验器材：打点计时器，纸带，小车，砝码，滑板，刻度尺。利用所给器材设计测加速度的实验。

教学设计如下：

（1）提出问题：本实验的目的是测加速度，它是个间接测量值，那么根据什么原理可以间接测量呢？（2）学生讨论：

甲：根据Vt2=2as，可以测出a 乙：根据S=V0t+1/2at2

丙：根据Vt=V0+at，可以测出a 丁：如果让物体从静止开始运动，测S=1/2at2可以测出a 戊：用V-t图线的斜率可以测出a（3）方案论证

学生实验原则上要求器材简单，便于操作。学生们在讨论中发现甲、乙、丙这三个方案的关键在于测出速度，实验器材需要测速计，而由于实验器材

的限制，无法直接测出速度。教师提出问题：如何测速度？学生讨论后回答：

利用上次学生实验测速度的实验结论：物体做匀变速直线运动时，中间时刻的速度等于该段时间的平均速度，即可求出某时刻的速度。所以，甲、乙、丙、戊这四个方案也是可行的，而对丁的方案都觉得很好，用打点计时器测量就可以知道S、t，测a比课本中方法简单多了。

（4）教师提示

小车水平拖动纸带从静止开始运动，因为是先接通电源，后释放小车，第1个点速度为零，但纸带上的第1、2点间的时间间隔不一定是0.02s，而原理中取t的平方，误差相对太大。所以用ΔS= at2，测a还是比较科学、合理的。学生至此也就理解了课本中为什么采用这个原理来测a。

（5）学生实验操作完毕后，得到点迹清晰的纸带（6）数据分析与处理（7）得出结论.由此可见，我们学生做实验的目的不仅在于实验的结论，更在于实验本身。学生们的积极讨论、奇思妙想，无不闪烁着创新的火花，这样的学习过程是人类了解自然规律的一般思维过程，对学生来说，一次探究性实验的成功体验将印象深刻。

3.将教材中出现的实验问题设计为探究性实验

针对教材中出现的实验问题，不是直接告知学生问题在何处，而是引导学生思考讨论可能造成实验失败的原因并自行设计实验方案和学术讨论加以解决。教材中安排学生实验，方法都只有一种，从器材到实验步骤及表格设计都由教材按一定的模式制定，学生只需按部就班完成实验操作，这样不利于学生创新思维的培养，对于学生的分组实验，我们在帮助学生掌握原理的基础上，允许学生用不同的器材，不同的实验步骤都进行一下实验，也许这样会造成一些“混乱”，学生得到的实验数据也许有的不够准确，但只要学生在追求既定目标的过程中，有全局的观点，懂得取舍，在不同情况下善于分析、综合，这样的实验有效地培养了学生的创新精神和独立思考的品质。

例如：在做“伏安法测电源电动势和内阻”的实验时，课本上要求同时利用伏特表和安培表的测量值来算出电源的电动势和内阻，能不能只用一个电流表或一个电压表来测量呢？如果能，还需要哪些辅助器 材？怎样测量？请说出你设计的方案，画出电路图，并实际操作，分析比较这几种实验结果有何异同？为什么？如果你的实验失败找出可能造成实验失败的原因并自行设计实验方案和学术讨论加以解决。

这样，通过多种方法进行实验，使学生能加深理解实验原理和相关知识，掌握多种实验方法，同时学会处理一些实验问题，使学生的“方法和知识”的迁移能力得到提高，使学生的创新精神和创新能力得到有效培养。

4.将教材中的“阅读材料”、“思考讨论”、“做一做”、“小实验”等设计为探究性实验

学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中的有些“超重”与物理学上的“超重”混为一谈，把物理学上的“失重”误认为是物体“失去重力”。容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。在教学时进行学生探究实验：开始让学生利用弹簧秤和钩码自主探究如何测量物体的重力，并让学生明白弹簧秤的读数直接反映的是物体对弹簧秤的拉力。然后让学生“玩一玩”来发现弹簧秤的读数有时不等于物体的重力，鼓励学生设计实验探究物体超重、失重现象的运动学特征。最后引导学生将超重失重规律学以致用：如何将夹在两块砖之间的餐巾纸完好无损地抽出来？

又比如:在学摩擦力（第一课时）时, 摩擦力是教学重点和难点,有些学生对此仍含糊不清,因此,给学生以下器材：小车,细线, 砝码,平板弹簧秤，软毛刷。

（学生探究实验一）将一软毛刷放在水平桌面上,对软毛刷施加一水平拉力但软毛刷始终静止,通过改变水平拉力的大小和方向,观察软毛刷的毛的倾斜方向和倾斜程度,轻而易举得出静摩擦力的方向和大小变化规律。（学生探究实验三）首先用弹簧秤测量空车的重量，一个砝码的重量.按照下表条件进行如下操作：将物理书放在水平桌面上，用弹簧秤拉动小车匀速运动，稳定时候记录读数。改变小车重量，重复操作，将数据填入下表。

（学生探究实验二）将物理书放在水平桌面上，将装有四个砝码的小车放在书上。用平板弹簧秤对小车施加从零逐渐增大的拉力，观察物理书随小车运动状态变化、弹簧秤拉力大小变化。

探究性实验为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排 和具体课堂教学进展，必要时教师以学生身份发表自己的实验设计（或拿出事先准备好的仪器设备，或让学生阅读教材中的有关部分），之后再开始具体的实验操作。

四、开展探究性实验教学的意义

1.使学生体验富于乐趣的挑战：探究性物理实验因为学生必须亲自去做，才 能够体会到该“如何做”。自己走进实验室核实一下，并用自己的眼睛看一看，用自己的手做一做，这要比在牛顿的著作中或在一本教科书中搜寻答案死记硬背更有意义。正如学习游泳，看再多的书，记再多的要领，都无济于事，必须亲自下水，在学的过程中感悟、总结，才能掌握游泳技术。如同在游泳池中学游泳一样，探究性物理实验就是给学生一个自主探究、亲身实践的机会。通过这种实验，学生将得到“如何去获得知识”的体验，学生的各项技能和能力将得到最大程度的发展。

2.培养学生发现问题和解决问题的能力：探究性物理实验通常围绕一个需要 解决的实际问题展开。在实验的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料。调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，以培养发现问题和解决问题的能力。

3.培养学生收集、分析和利用信息的能力：通过探究性物理实验，能帮助学 生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息，并恰当地利用信息,以培养收集、分析和利用信息的能力。

4.培养学生学会分享与合作的能力：合作的意识和能力，是现代人所应具备 的基本素质。探究性物理实验一般以小组合作实验为主开展实验,学生将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境。使学生学会交流和分析研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。

5.培养学生的科学态度和科学道德：在探究性物理实验的过程中，学生要认 真、踏实地探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨炼不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。6.培养学生对社会的责任心和使命感：在探究性物理实验的过程中，通过社 会实践和调查研究，学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值，形成积极的人生态度。

7.激发教师继续学习的热情：探究性物理实验教学使教师失去了决定学生学习内容的权威性和垄断性，学生研究的很多问题超出了课堂教学、学科教材、教学参考资料的范围，超出了教师的专业范围；学生吸纳知识的途径由单一转向多 元，教师不再是学生唯一的知识来源，教师指导学生时，心中可能没底，有一种紧张感。教师如果自身知识结构失衡，如知识结构单

一、知识面窄、漠视学科知识与生活实际的联系、科研能力缺乏等，就难以胜任。为了能指导学生，教师就必须利用业余时间继续学习。

武汉市第十七中学物理组

高中物理探究性实验教学 篇7

一、利用演示实验, 培养学生观察问题分析问题的能力

演示实验中进行探究教学不仅可以增加学生的感性认识, 也可为学生提供创造性思维的机会, 还有助于理解科学的哲学基础。

(一) 演示实验中探究教学的特点

1. 归纳性

归纳性指教师在演示过程中提出一些有关问题, 要求学生自己寻找答案。首先它能引起学生的探究, 激发学生在自己已有的知识基础上开展分析, 作出假设。在演示过程中充满着“谜”, 这些“谜”引起学生强烈动机, 为学生主动探究提供良好机会。其次学生对教师提问的回答是一种有效的反馈活动。由此, 能良好理解学生对演示的理解程度, 进而提出更合适的问题, 引导学生发现演示中所包含的概念或原理。

例如:演示磁体周围存在磁场的实验。首先, 拿出一个小磁针 (固定在绝缘座上能自由转动) , 然后拿出一根铁棒靠近小磁针会发生什么现象? (不会转动) , 再拿出一根磁棒靠近小磁针会发生什么现象? (小磁针发生转动) , 问学生为什么小磁针会转动呢?

磁棒与磁针未接触, 为什么有力的作用呢? (学生答:是因为磁棒周围产生磁场对小磁针有力的作用)

又问:那么小磁针自由悬挂时为什么总是指向南北方向呢? (学生答:不知道或者说地球可能存在磁场, 对小磁针有力的作用)

通过上述提问, 使学生逐渐理解磁体周围存在磁场。地球就是一个巨大的磁体。

2. 实验性

演示是指教师向学生展示实物, 直观教具等感性材料, 使学生获取知识的一种教学方法。演示不仅能使学生获得丰富、典型的感性材料, 把间接知识与直接知识联系起来, 从而加深对知识的理解。但是如果演示所涉及到的问题的答案在演示之前不是显而易见的, 那么演示就成为实验, 称为实验性演示。

(二) 演示实验中探究教学的实例

例如:高中物理“自由落体运动”的实验教学。

本节教材是通过演示实验讨论物体的下落情况, 现在我们把此节内容运用探究教学进行研究。

(1) 实验设疑:首先让一个小铁球和一张纸片相同高度落下, 结果小铁球下落得快。

(2) 学生分析:让学生分析现象产生的原因, 不少学生错误地认为小球质量大, 下落快, 得出下落加速度由其质量决定。

(3) 再实验设疑:两张相同纸片, 一张揉成小纸团, 再从同一高度落下, 结果纸团下落快;一张质量小的纸揉成团, 另一张质量大的纸片从同一高效落下, 结果质量小的纸团下落快。

提出新问题:纸团下落与质量无关, 到底与什么有关系?

这两个实验展示新现象、新知识, 跟学生原有认知矛盾, 从而引发学生学习的兴趣, 急切想弄清这个问题, 很自然就开始主动思考探究。

(4) 再分析:教师引导学生思考纸团下落快是因为受到空气阻力小的缘故。那么如果没有空气的阻力影响, 会出现什么现象?让学生想办法, 过渡到解决问题的对比实验:真空中和空气中物体下落的实验。

(5) 对比实验: (1) 让金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球从抽出空气的管中下落, 结果下落快慢相同; (2) 让管中进入空气再做一次实验, 发现下落快慢不同。从 (1) 中学生理解:一切物体在无阻力作用时下落加速度相同, 从 (2) 中进一步分析, 空气对下落物体的快慢有影响, 学生完全信服这个道理。

(6) 结论:引导学生进一步分析认识事物的本质, 形成了“重力加速度与质量无关”的正确概念。

(7) 反思:通过本次实验研究使学生知道平时看到的现象都是由于受到空气阻力的影响造成的, 从而消除了长期认为, “重的物体下落快”的错误观念。

二、利用课题研究培养学生综合能力

在高中物理实验中开展课题研究可以全面培养学生综合运用所学知识的能力, 即收集和处理信息的能力, 分析和解决问题的能力, 语言表达能力, 以及团结协作能力。这项活动有利于培养学生独立思考的习惯, 激发学生的创新意识。在进行课题研究中, 要引导学生选好课题, 注重开放性及研究的过程性, 使学生通过课题的研究, 培养创新精神和创新能力。

课题研究的设计:

(1) 引导学生认真选好课题

教师应引导学生, 鼓励他们自己选择课题, 因为选题的过程就是一个研究问题、探索问题的过程。选择课题的内容包括三个方面:

(1) 学科知识型选题:收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点, 可改进演示实验、学生实验等, 这要求教师和学生在平时的教学及学习中善于思考, 善于创新, 善于发现问题, 如学习坚硬物体的形变, 如何才能比较清晰、明显地显示出来?可以鼓励学生利用多种器材, 各种方法进行设计和探索, 又如学习欧姆定律时, 可以鼓励学生独立去研究各种灯炮、灯丝的伏安特性, 鼓励学生自制欧姆表等仪器, 再如学习光的折射及全反射之后, 可以鼓励学生去测定各种液体的折射率等。

(2) 热点型课题:当今人们关注的热点问题“温室效应”。对于此类问题有两种观点, 一种认为气温上升的原因, 主要是人类活动造成的, 另一种认为源于地球本身的周期性变化情景。可引导学生查阅资料调查, 讨论大气中CO2的主要来源, 各种波长的电磁波对CO2的穿透性, 太阳辐射使大气升温对环境的影响, 通过以上各方面的分析, 写出小论文, 这种方式有利于开拓阔眼界。

(3) 社会生活型选题:从科学技术对社会的影响或日常生活中选取与物理有关的课题是探究教学中较好的素材。如汽车刹车防抱死系统 (ABS) , 可运用物理知识进行较深入地进行研究。如调查研究:灯具的演变——柴灶、煤球炉、蜂窝煤炉煤油炉、液化气灶、焦炉煤灶、天然气灶、电炉、电磁炉微波炉等燃烧的加热原理以及方便性、经济性、安全性等。

(2) 探究过程中注重开放性

探究教学强调以学生自主性、探究性学习为基础, 学生按照自己的兴趣选择和确定来自生活、学习中的现象, 教师在整个研究过程中只扮演参与者, 指导者的角色, 充分体现学生的主体性, 自主性, 在开放主动、多元, 合作的学习环境中进行探究, 这样有利于培养学生主动思考、探索, 发现问题解决问题和交流合作的能力。在实验中向学生开放实验室、图书室, 让学生自主设计、操作完成实验。

(3) 探究教学中注重探究的过程。

传统的教学中只重视结果不重过程, 对过程没有进行量化, 对结果评价只重视考试分数。而探究教学中学习过程比学习结果更加重要, 因为学生学习的过程即是探究的过程。

“探究性”实验教学方法窥探 篇8

【关键词】探究性学习 教学方法 高中生物

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.03.125

如今，大部分高中生物实验的教学内容都对实验的器材、实验步骤或是实验注意事项进行了详细的说明，学生在实验开展的过程中无法有效进一步激发自己的创造能力，因此，其探究热情和创新能力受到很大的限制。比起教材上枯燥的理论知识，作为辅助教学重要组成部分的生物实验通常更能激起学生的学习兴趣，但是，由于教材内容的限制和教师教学方法的束缚，部分学生在实验的过程中无法感受到验证科学理论的乐趣，甚至有些学生出现厌恶实验的情绪，认为实验只是按照课本的步骤机械地进行操作，是一种应付性学习，由此失去实验和探究的兴趣。针对这种情况，教师应该及时改进教学方法，将实验内容依据学生的学习能力、动手能力和组织能力设计成自我探究型实验，以此激发学生的实验操作兴趣。那么，教师在生物实验教学中如何推进“探究性学习”的有效开展呢？

一、教师自主设计“探究性”教学实验

高中生物教师在长期的教学实践中对学生实验操作能力和实验操作中经常出现的问题一般都会有着比较清晰的认识。故在设计实验计划和模式时，教师可以结合学生实验学习的具体状况，充分发挥自己的主观能动性。比如说，针对教材中学生操作难度系数小的且往年学生操作起来基本无差错的实验，教师就可以变换实验的内容和方式，以此引导学生进行“探究性”学习。当然，教师自主制定的实验应该与教材的实验是紧密联系在一起的，其对学生知识的考查方向是一致的，只是知识内容和形式发生了变化。此外，教师在日常的教学活动中，针对学生掌握不扎实且又能通过实验进一步帮助学生加深对知识理解的教学内容，教师也可以发挥自己的主观能动性，帮助学生设计相关实验内容，要求学生依据自己所学习的知识进行实验步骤的补充，然后让学生针对实验方案进行实验操作验证。这样一种实验教学模式能更具针对性地对学生的学习进行辅助教学，充分发挥实验的功效。

新课改实施以后，新的教学理念特别强调在教学过程中将教师的主导作用和学生的主体地位结合起来，充分调动学生参与教学的积极性。面对新的教学理念和教学培养目标，高中教师在积极探索教学模式和教学方法中针对生物实验教学也应该充分发挥学生的主体地位，具体体现在重视学生对实验内容的自主选择性。高中生物实验内容除了教材中规定的部分，教师还应该听取学生的意见，关注学生比较感兴趣的实验内容，针对学生的提议适当地组织学生进行探究。教师面对学生的实验要求，可以要求学生首先制定自己的实验方案，然后教师对实验方案进行评估，如果学生的实验方案具有可行性，那么，教师应该积极给予相关指导并鼓励学生进行实验探究，从而进一步激发学生的学习兴趣，提高学生教学参与度，让学生在实验中收获更多理论之外的知识。

二、完善“探究性学习”教学方法

高中生物教材中 “探究性学习”的内容是对教材知识和教材实验的进一步完善和补充，因此，高中教师应该重视教材“探究性学习”的教学方法，并引导学生主动进行其相关实验的探究和验证。“探究性学习”内容的实验开展需要学生将理论知识掌握扎实，将前部分实验进行熟练操作，只有这样，学生在进行探究性实验时才能够得心应手，取得较为理想的实验结果，真正获得实验锻炼。由此要求高中生物教师加强对学生理论知识的教学，帮助学生扎实掌握基础知识，为实验探究奠定良好的知识基础。此外，“探究性学习”实验的操作不同于教材中其他实验操作，其对实验步骤和实验器材等没有明确的说明，因此，需要学生按照教材所提供的生物实验主题，根据多种思路和方案自行设计、组织和展开实验。由此要求教师在平日的教学过程中注意对学生发散思维的训练。以往的实验都是学生根据教材的实验步骤和实验操作寻找理论依据，其思维受到很大的限制，而教师在为“探究性”实验做准备的教学过程中就需要鼓励学生打破教材的束缚，积极动脑，寻求另外多种实验步骤，以此训练学生对知识的拓展迁移运用能力，训练其思维的发散性，为以后探究学习奠定良好的思维和习惯基础。那么，教师在学生已经掌握了扎实的理论知识并具有发散性思维后如何进一步引导学生进行探究性學习呢？

教师应该积极指导学生进行探究性实验的设计。教学的过程中，教师对学生理论知识的传授和对学生发散思维的培养已经让学生拥有了设计探究性实验的基础和能力，因此，鼓励学生运用所学知识，大胆尝试实验设计。在这一环节中，教师应该帮助学生从细小的研究方面进行实验的设计。一个探究性实验主题可以有多种实验操作设计，因此，教师不应该在课前指导中限制学生研究的内容，在学生设计完实验方案后，教师应该组织小组进行实验方案可行性的讨论，让学生在沟通交流中首先认识实验的可取之处以及应该改进的地方，这样能进一步提高学生的自我创新能力。小组交流之后教师可以对实验设计方案进行指导。教师在指导的过程中要善于采用启发式教学模式，不能将学生实验存在的问题一一指出并给出解决方案，而是应该通过询问学生设计思路引导学生进一步思考，让学生明白为什么设计的思路不可行或是哪些方面存在知识性的错误，只有这样，学生才能更深层次地调动自己所学知识，充分将所学的知识运用到探究性学习中，在探究中进一步提高自己的综合学习能力。

此外，教师对于学生的实验结果也应该积极地给予反馈。教师针对学生的设计方案可以挑选几个比较有实验价值的组织学生进行操作实验。实验的操作中会遇到各种各样的问题，因此，实验结果有时候会与实验结果的预测有着较大的不同，因此，教师在对学生进行实验探究中应该对实验结果进行反馈，让学生从实验结果进一步思考整个实验，从而让学生认识到探究实验的丰富性，激发学生探究兴趣，为教学奠定基础。