基于探究能力培養(yǎng)的高中物理實驗教學(xué)研究

摘 要：實踐證明，高中物理實驗教育可以提升學(xué)生的探究能力。筆者結(jié)合自身多年教學(xué)經(jīng)驗，探析高中物理實驗教學(xué)如何促進(jìn)學(xué)生探究能力發(fā)展，并列舉相應(yīng)教學(xué)案例說明培養(yǎng)學(xué)生探究能力的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：高中物理;實驗教學(xué);探究能力;培養(yǎng)策略

中圖分類號：G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2019）32-0046-02

引 ? ?言

在高中物理實驗教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生投入實驗探究，使學(xué)生將教材理論與實踐操作結(jié)合起來，從而在提升實驗教學(xué)質(zhì)量的同時，提升學(xué)生的探究能力，使學(xué)生深入理解物理知識。

一、問題導(dǎo)入，激發(fā)探究意識

世界變化萬千，值得我們學(xué)習(xí)與探究的知識十分豐富，教師要想充分激發(fā)學(xué)生的探究意識，首先要讓學(xué)生產(chǎn)生探究的想法與欲望。問題導(dǎo)入法的特點(diǎn)在于可以讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心與求知欲，并讓學(xué)生主動投入相關(guān)的探究活動，驗證自己的問題與設(shè)想[1]。例如，教學(xué)“運(yùn)動的描述”這部分內(nèi)容時，教師可以先提出一些能夠激發(fā)學(xué)生好奇心的問題，如“運(yùn)動是一種怎樣的概念？”“我們學(xué)習(xí)地理知道地球在不停地運(yùn)動，但為什么我們沒有任何感覺？”這些問題雖然具有一定的抽象性，但可以讓學(xué)生慢慢進(jìn)入思考狀態(tài)，對后續(xù)學(xué)習(xí)具有重要意義。隨后，教師可以將物理知識與生活相聯(lián)系，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生，如“大家坐車來學(xué)校的途中，是不是發(fā)現(xiàn)路邊的樹木在不停地后退？”“大家坐在車上時，有沒有發(fā)現(xiàn)什么物體是完全靜止的？”在這一過程中，教師可以引入“參照物”“運(yùn)動”等概念，使得抽象的概念具體化、形象化，幫助學(xué)生盡快了解相關(guān)知識點(diǎn)。此外，教師還可以利用多媒體信息設(shè)備播放一段與“運(yùn)動”有關(guān)的視頻，通過直觀的運(yùn)動視頻引入“參照物”“速度”“靜止與運(yùn)動”等物理概念，降低學(xué)生理解與思考的難度。由此可見，問題導(dǎo)入法不僅可以幫助學(xué)生盡快打開思維，而且能使學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生主動觀察、思考、探究生活中的物理現(xiàn)象，不斷提高實驗探究能力，形成良好的探究意識。

二、實驗探究，培養(yǎng)動手能力

高中物理教學(xué)不僅要求學(xué)生具備對物理實驗的探究意識，而且要求學(xué)生具備較強(qiáng)的動手能力，需要學(xué)生通過親身體驗來提升對物理知識的理解能力和運(yùn)用能力[2]。而從目前物理教學(xué)現(xiàn)狀來看，大部分學(xué)生的動手能力較差，因此培養(yǎng)學(xué)生的動手能力十分必要。教師可合理利用學(xué)校的相關(guān)資源對學(xué)生開展實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力[3]。例如，在進(jìn)行“力的平行四邊形定則”這一實驗時，教師可先為學(xué)生講解實驗的基本原理、相關(guān)物理知識，然后提供白紙、直尺、圖釘、彈簧、細(xì)線、三角板、橡皮條及方木板等物品讓學(xué)生操作。在學(xué)生自由操作時，教師可進(jìn)行巡堂觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗失敗后應(yīng)引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)錯誤并予以糾正。這一實驗中常見的失敗因素有結(jié)點(diǎn)位置不對或拉動方向不對等。實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地實現(xiàn)學(xué)生實驗探究能力的提升。除此之外，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用自己掌握的物理知識展開課外實驗探究，依據(jù)物理核心素養(yǎng)對作業(yè)形式進(jìn)行創(chuàng)新和活化的教學(xué)要求，將課內(nèi)實驗拓展到課外，將實驗教學(xué)延伸到課外，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，并不斷提升學(xué)生的探究能力。為了讓學(xué)生更深入地開展物理知識探究活動，教師可組織學(xué)生以合作形式進(jìn)行實驗操作。

三、鼓勵假設(shè)，自主設(shè)計實驗

“假設(shè)”即學(xué)生結(jié)合已有的物理理論知識與實際經(jīng)驗，合理猜測教師提出的問題，并表達(dá)自己內(nèi)心想法的過程。同時，“假設(shè)”是教師開展物理實驗探究教學(xué)活動不可或缺的重要環(huán)節(jié)。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)靈活應(yīng)用獎勵機(jī)制，鼓勵學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行猜想、假設(shè)，指導(dǎo)學(xué)生勇于提出看法和見解。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，讓學(xué)生在自主思考及合作探究的過程中對問題進(jìn)行探究、分析，并尋求解決問題的方案。例如，在研究“向心力的大小與哪些因素有關(guān)”這一主題時，教師通過演示實驗幫助學(xué)生初步了解向心力，緊接著向?qū)W生提問：“哪些因素與向心力的大小有關(guān)？”學(xué)生經(jīng)過觀看演示實驗與獨(dú)立思考后，做出以下幾種假設(shè)：（1）和小球質(zhì)量大小有關(guān);（2）和小球的連接線長度有關(guān);（3）和小球的轉(zhuǎn)動速度有關(guān)。當(dāng)學(xué)生做出假設(shè)后，教師可及時指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，進(jìn)而對假設(shè)的正確性進(jìn)行驗證。針對第一個假設(shè)，學(xué)生設(shè)計如下實驗方案：選用質(zhì)量比為2∶1的鋼球與鉛球，確保兩個球在各自運(yùn)動過程中角速度與半徑相同，觀察鋼球與鉛球露出的紅白相間方格數(shù)的比值，若比值為1∶2，說明向心力比值同樣為1∶2，同時也說明質(zhì)量大小與兩個球受到的向心力有一定關(guān)系。這種教學(xué)方式不僅能夠提高學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的物理實驗探究素養(yǎng)。

四、小組合作，探究多樣解法

在實際操作環(huán)節(jié)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生開展小組教學(xué)，將學(xué)生劃分為不同的小組，引導(dǎo)學(xué)生就問題進(jìn)行小組討論。在討論過程中，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生從多角度思考問題，探究多種解決方案，并從中選擇最佳方案，來鍛煉學(xué)生的思維能力，使學(xué)生應(yīng)用發(fā)散思維思考問題，感受處理問題的多種解法。例如，在開展實驗“測定金屬的電阻率”時，有學(xué)生提出，電流表不存在電阻，將其引入電路中，無論用何種介入方式都不影響最后結(jié)果。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組探究，由小組成員合作驗證。在實驗過程中，部分學(xué)生選擇在電路中接入定值為5Ω的電阻、電流表，串聯(lián)連接，隨后用電壓表檢測電池的電壓，最后統(tǒng)計總電阻值，并將統(tǒng)計值與5Ω對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計值偏高。這一結(jié)果證明，在實際操作中應(yīng)將電流表的電阻納入計算范圍。部分學(xué)生對以上實驗方式產(chǎn)生懷疑，表示可通過滑動變阻器提高實驗嚴(yán)謹(jǐn)性，應(yīng)先選取某一位置，并用滑片測量電阻值，隨后測量電流表接入后的總電阻，計算差值，并依照這一辦法進(jìn)行多次實驗，最后對比差值關(guān)系。結(jié)果表明，差值大小十分接近，于是得出結(jié)論，電流表存在電阻值。教師在開展物理教學(xué)時，除為學(xué)生講解基本實驗步驟、原理外，應(yīng)安排實踐板塊，采用生活中的常見案例作為引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生對實踐探究的興趣，調(diào)動學(xué)生對實踐的積極性。

結(jié) ? ?語

總之，高中物理教師在物理實驗教育中要堅持發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，善于導(dǎo)入問題，引領(lǐng)學(xué)生展開自主探究。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行猜想、假設(shè)，指導(dǎo)學(xué)生勇于提出看法與見解，引導(dǎo)學(xué)生就問題進(jìn)行小組討論，并使學(xué)生在討論過程中探究多種解決方案。

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作者簡介：高習(xí)雷（1984.3—），男，江蘇阜寧人，本科學(xué)歷，中學(xué)一級教師，研究方向：高中物理教學(xué)。