新課標(biāo)背景下如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

費(fèi)良軍

物理核心素養(yǎng)是當(dāng)下熱門的物理教學(xué)研究問題，也是物理教學(xué)的重要綱領(lǐng)，探究能力是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是學(xué)生想要學(xué)好物理的重要保障。物理是一門典型的理工學(xué)科，需要學(xué)生具備良好的邏輯思維，能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理，找到準(zhǔn)確的知識點(diǎn)，在運(yùn)用良好的數(shù)學(xué)計算能力，對物理數(shù)據(jù)、公式進(jìn)行演算，進(jìn)而得出答案。筆者針對目前高中物理教學(xué)現(xiàn)狀，提出了培養(yǎng)學(xué)生探究能力的策略，教師有意識設(shè)計具有探究性的物理實(shí)驗，在實(shí)驗中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力；教師結(jié)合經(jīng)典例題，啟發(fā)學(xué)生的探究興趣；結(jié)合生活實(shí)際，做好探究拓展教學(xué)。

一、巧設(shè)探究性實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

筆者在教學(xué)過程中巧妙設(shè)計一些探究性實(shí)驗，盡可能多地開展實(shí)驗教學(xué)，用充滿未知的物理實(shí)驗，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。例如筆者在講解“機(jī)械能守恒定律”這一章節(jié)時，設(shè)計了探究性實(shí)驗，一組是常規(guī)的自由落體式實(shí)驗，另一組是斜坡滾落式實(shí)驗，讓學(xué)生自主去研究重力勢能對能量守恒定律的影響。筆者提前錄制了實(shí)驗演示的微課視頻，筆者講解了實(shí)驗注意事項，剩下的時間由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗探究，學(xué)生參照微課視頻和教材資料，自主組裝實(shí)驗裝置，重點(diǎn)是打點(diǎn)計時器和紙帶的組裝，講砝碼提升至一定的高度然后放手，選取幾個特殊位置計算重力勢能和動能的變化，實(shí)驗難點(diǎn)在于紙帶末狀態(tài)的瞬時速度的計算，學(xué)生要自主探究出運(yùn)用勻變速運(yùn)用的平均速度等于中間時間的瞬時速度。然后再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行斜坡式實(shí)驗，學(xué)生設(shè)計60°斜坡，讓砝碼自由滾落，計算紙帶上末位置的瞬時速度，比較兩個實(shí)驗的數(shù)據(jù)。學(xué)生在探究性實(shí)驗中，驗證了影響能量守恒定律的因素，對能量守恒公式的推導(dǎo)有了進(jìn)一步了解，學(xué)生的探究能力得到了進(jìn)一步培養(yǎng)。

二、巧妙結(jié)合經(jīng)典物理題目，啟發(fā)學(xué)生探究興趣

很多物理教師在教學(xué)時存在著一個誤區(qū)，教學(xué)圍繞考試內(nèi)容來開展，搜集歷年考試真題進(jìn)行“題?！睉?zhàn)術(shù)，不僅讓學(xué)生感到身心俱疲，教師的教學(xué)效果也很不理想。筆者認(rèn)為物理題目的講解是必須的，但是在選擇題目時要做到濃縮與提煉，選取經(jīng)典例題進(jìn)行講解，對題目進(jìn)行深入講解，上升到這類題目解題技巧的講解。筆者在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容會選擇歷年高考相關(guān)題目。例如2019年高考全國卷2理綜物理題目，題目如下某同學(xué)用繩子拉動木箱，從靜止沿粗糙路面運(yùn)用至具有某一速度，木箱獲得的動能一定：A小于拉力做的功B等于拉力做的功C等于摩擦力做的功D大于克服摩擦力做的功。本題目屬于基礎(chǔ)題目，筆者讓學(xué)生自主探究答案，有的學(xué)生選擇畫出木箱受力圖，教師讓學(xué)生互相評價對方所畫的受力圖，并讓學(xué)生講解自己探究答案的過程。筆者在最后進(jìn)行總結(jié)，下圖是木箱受力圖分析，根據(jù)題意木箱在運(yùn)用過程中有兩個力在做功，拉力做的是正功，摩擦力做的是負(fù)功，根據(jù)動能定理WF-Wf=可知，正確選項為A。

三、授以方法，為培養(yǎng)科學(xué)探究能力尋找路徑

能力與方法是密切相關(guān)的，教師要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，就意味著要幫助他們掌握完成某種科學(xué)任務(wù)的方法。物理學(xué)方法是指人們在學(xué)習(xí)或研究物理問題的過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、搜集事實(shí)、作出解釋論證等所遵循的途徑和使用的手段，實(shí)際上是思維的方法和程序。物理學(xué)研究方法，主要是以觀察和實(shí)驗為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，概括總結(jié)出實(shí)驗規(guī)律，然后經(jīng)過實(shí)踐的檢驗，發(fā)展為物理理論。物理學(xué)方法是物理學(xué)發(fā)展的靈魂，是以知識學(xué)習(xí)到能力發(fā)展的橋梁。物理學(xué)方法是指物理學(xué)的具體科學(xué)方法，通常認(rèn)為有：觀察法、實(shí)驗法、理想化方法、類比方法、假設(shè)方法和數(shù)學(xué)方法六種。教師如果能以物理學(xué)方法為線索組織教學(xué)過程，實(shí)施知識教學(xué)與物理學(xué)方法教育的良好結(jié)合，必然使教學(xué)過程更符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，也更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

四、引入生活中的物理問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究與拓展能力

物理學(xué)科和尖端的航空航天是密不可分的。筆者在教學(xué)中結(jié)合學(xué)生感興趣的生活中的物理問題，開展探究式教學(xué)，把物理教學(xué)延伸到課堂之外，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，培養(yǎng)學(xué)生的知識拓展能力和探究能力。例如筆者結(jié)合近兩年大火的影片《流浪地球》，講述了中國航天員的犧牲與奉獻(xiàn)精神，影片中涉及到了很多的航空航天知識，例如萬有引力定律、三個宇宙速度、牛頓定律等。筆者結(jié)合影片中的相關(guān)片段進(jìn)行了講解，講解行星發(fā)動機(jī)的設(shè)計原理，影片中是利用燒石頭的核聚變來推動發(fā)動機(jī)，學(xué)生們根據(jù)影片中提到的“洛希極限”，進(jìn)行了自主探究，探究了木星和地球之間的關(guān)系，利用萬有引力，加速航天器的運(yùn)轉(zhuǎn)，探究木星和地球距離縮小帶來的影響。筆者運(yùn)用有關(guān)物理知識的影片激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行天體物理知識的搜索，提升學(xué)生的探究能力。

總之，探究能力是高中物理教學(xué)的重要推力，也是啟發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的重要動力。物理教師要積極開展探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，在學(xué)生內(nèi)心播種下科學(xué)求真、勇敢探究的種子。