新課程標(biāo)準(zhǔn)下的高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略研究

張樹(shù)軍

【摘要】伴隨新課標(biāo)的普及，對(duì)高中物理教學(xué)提出了新的要求，尤其是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生探究能力、實(shí)踐能力為目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生物理綜合能力的提升和核心素養(yǎng)的形成。然而受諸多因素影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)并未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】新課標(biāo)? ?高中物理? ?探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)

前言

在新課標(biāo)大力實(shí)行的今天，物理教學(xué)目標(biāo)發(fā)生轉(zhuǎn)變，要求教師以生為本，注重學(xué)生物理探究能力的提升。這就需要教師摒棄傳統(tǒng)理念，積極探索物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)新模式。在選取教學(xué)方法時(shí)要充分考慮學(xué)生的實(shí)際狀況，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出適宜的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取合理的策略，促進(jìn)學(xué)生探究能力的養(yǎng)成，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，以達(dá)到新課標(biāo)的基本要求。

一、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵

探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生的主體地位，通過(guò)教師的有效指導(dǎo)來(lái)幫助學(xué)生夯實(shí)物理基礎(chǔ)、提升物理能力。在教學(xué)中，教師是引導(dǎo)者，而學(xué)生是探索者，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、評(píng)估結(jié)果。由此可見(jiàn)，學(xué)生是物理教學(xué)的主體，是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察者和分析者，而教師只是輔助學(xué)生完成探究實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，教師需要以問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考，告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，以規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，傳授學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析等方面技能，確保學(xué)生可有效開(kāi)展探究活動(dòng)。

二、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施原則

要想探究實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展，需要教師明確教學(xué)實(shí)施的原則，主要遵從三方面原則：首先，目標(biāo)原則。目標(biāo)就好比燈塔，給學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)指明方向。只有學(xué)生清楚要學(xué)什么，怎么學(xué)才能更好的開(kāi)展探究活動(dòng)。教師要對(duì)學(xué)生現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，并分別給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。其次，合作原則。學(xué)生的探究能力有限，因此需要教師鼓勵(lì)學(xué)生合作，通過(guò)學(xué)生間的互補(bǔ)，讓探究實(shí)驗(yàn)取得應(yīng)有的結(jié)果。在合作過(guò)程中學(xué)生之間分享心得，可幫助學(xué)生彌補(bǔ)自身短板。合作學(xué)習(xí)有助于學(xué)生共同成長(zhǎng)，是一種有效的探究學(xué)習(xí)方法。最后，互動(dòng)原則。在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中師生間、生生間要開(kāi)展有效的互動(dòng)，以確保探究活動(dòng)的有序開(kāi)展。與此同時(shí)，在思維碰撞中實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，以達(dá)到查漏補(bǔ)缺的目的。

三、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施策略

（一）提問(wèn)階段策略

在新課標(biāo)大力推行的今天，高中物理教學(xué)重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，需要教師打破常規(guī)，重視探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一般來(lái)說(shuō)，教師都需要根據(jù)課本內(nèi)容設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生的探索欲，同時(shí)收獲物理知識(shí)。要想切實(shí)提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，需要教師給予正確的指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生提出探究問(wèn)題。這樣提出的問(wèn)題才能有效推動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有序開(kāi)展，從而讓探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)發(fā)揮其應(yīng)有的功效。物理學(xué)習(xí)離不開(kāi)情景的支持，因此需要教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，促進(jìn)學(xué)生提出具有探究性質(zhì)的問(wèn)題。比如在《牛頓第三定律》一課中，教師邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)，師生做擊掌的游戲。這時(shí)教師拋給學(xué)生一個(gè)問(wèn)題：“為何擊掌雙方都會(huì)感到疼痛？”學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷，感受頗深，從而深刻認(rèn)識(shí)到力是相互作用的。學(xué)生心中難免會(huì)出現(xiàn)疑問(wèn)：“兩個(gè)作用力的大小是否相同？”教師要鼓勵(lì)學(xué)生將疑問(wèn)說(shuō)出，以此作為探究實(shí)驗(yàn)的主題。此外，高中生追求新鮮事物，會(huì)投入全部精力，這就要求探究活動(dòng)具有趣味性，以激發(fā)學(xué)生的參與熱情。同時(shí)，讓學(xué)生處在趣味課堂中，學(xué)習(xí)效率會(huì)升高。比如在《通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》一課中，設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)，即在線圈中放入鋁環(huán)，并對(duì)線圈通電，這時(shí)鋁環(huán)會(huì)跳動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為生動(dòng)，在吸引學(xué)生眼球的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生思考。思考后學(xué)生會(huì)提出“鋁環(huán)在受到何種作用力后才能跳出?！苯處煂⒋藛?wèn)題作為探究主題，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生答疑解惑。

（二）猜想與假設(shè)階段策略

在實(shí)驗(yàn)主題確定后，需要學(xué)生具備猜想能力與假設(shè)能力。猜想是指對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)，將一些錯(cuò)誤結(jié)論排除出去，以此提升假設(shè)的準(zhǔn)確性。要想提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，需要教師采取必要措施。根?jù)猜想依據(jù)不同，教學(xué)策略也會(huì)有所區(qū)別。首先，教師要教會(huì)學(xué)生如何利用直覺(jué)、生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展猜想。教師需借助問(wèn)題幫學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)喚醒，當(dāng)學(xué)生看到問(wèn)題時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)想法即為直覺(jué)感受，教師要鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言。比如在學(xué)習(xí)《牛頓第一定律》時(shí)，教師可展示小車對(duì)比實(shí)驗(yàn)：從實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以看到小車在玻璃面上可滑行較長(zhǎng)距離，在桌布面上滑行的距離較短。這時(shí)教師讓學(xué)生提出猜想，有學(xué)生會(huì)提出假設(shè)：如果水平接觸面光滑且很長(zhǎng)，那么小車會(huì)保持勻速運(yùn)動(dòng)。通過(guò)此舉培養(yǎng)學(xué)生猜想能力。其次，傳授學(xué)生歸納法，讓其運(yùn)用歸納法提出猜想。比如在探究感應(yīng)電流的形成條件時(shí)，教師設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)，將磁鐵插入或拔出或靜置于閉合線圈中，以此觀察電流有無(wú)及變化，并歸納出統(tǒng)一結(jié)論。教師利用不同實(shí)驗(yàn)工具做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)磁通量發(fā)生變化就有電流，這時(shí)難免會(huì)提出這樣的假設(shè)：“磁通量變化導(dǎo)致感應(yīng)電流的產(chǎn)生?！?/p>

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段策略

在探究實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前需要制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，以確保實(shí)驗(yàn)有效、有序開(kāi)展。在制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)，學(xué)生準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，同時(shí)積極開(kāi)展思考，有助于學(xué)生創(chuàng)新力的培養(yǎng)。當(dāng)前不少學(xué)生的物理基礎(chǔ)較為薄弱，探究力缺失，導(dǎo)致無(wú)法制定出合理的實(shí)驗(yàn)方案。這就需要教師培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，以此推動(dòng)探究活動(dòng)的順利進(jìn)行。比如在研究彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系時(shí)，教師可以逐步引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生設(shè)計(jì)出探究方案。教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)，即彈力與伸長(zhǎng)量保持正比例關(guān)系。這時(shí)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案還存在這幾點(diǎn)疑慮：應(yīng)當(dāng)如何給彈簧加力？如何得知彈力大??？如何測(cè)量、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？伸長(zhǎng)量如何測(cè)量？教師通過(guò)引導(dǎo)，幫助學(xué)生找出答案。將問(wèn)題解決后，學(xué)生就可設(shè)計(jì)出探究活動(dòng)計(jì)劃。利用表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行整理。

（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集策略

當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案確定后即可開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諸多數(shù)據(jù)，需要學(xué)生掌握數(shù)據(jù)收集能力。（下轉(zhuǎn)第49頁(yè)）（上接第47頁(yè)）在學(xué)生開(kāi)展探究活動(dòng)時(shí)教師要及時(shí)提醒，以保證探究活動(dòng)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)過(guò)程要根據(jù)相關(guān)步驟來(lái)執(zhí)行，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要盡可能培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)收集習(xí)慣，只有詳細(xì)記錄，才能以此探究物理規(guī)律。運(yùn)用表格記錄數(shù)據(jù)是最為常用的方法，教師要規(guī)范學(xué)生做表，確保記錄清晰。另外，教師要告知學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，充分挖掘數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，讓學(xué)生具備透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。在探究活動(dòng)中學(xué)生要不斷提出假設(shè)，對(duì)假設(shè)進(jìn)行論證，因此需要學(xué)生隨時(shí)檢查數(shù)據(jù)的實(shí)效性。由于學(xué)生的判斷能力不足，無(wú)法分辨數(shù)據(jù)是否有效，這就需要教師進(jìn)行指導(dǎo)，告訴學(xué)生分辨數(shù)據(jù)的技巧。比如在做靜摩擦力實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師就要告訴學(xué)生時(shí)刻注意傳感器的數(shù)值變化，并且做好記錄工作。為了提升學(xué)生數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性，教師讓學(xué)生將各階段的摩擦力數(shù)值記錄在表格中，以便學(xué)生可以看到更加直觀的數(shù)值變化情況。

（五）論證階段策略

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集后需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，這樣才能剖析物理規(guī)律，進(jìn)而獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)前學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力有所欠缺，以至于探究實(shí)驗(yàn)效果大打折扣，因此需要教師重視學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的提升，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。比如在《探究功和速度變化的關(guān)系》一課中，教師讓學(xué)生動(dòng)手操作，利用橡皮筋讓小車運(yùn)動(dòng)，并讓學(xué)生觀察做功情況和速度變化。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)當(dāng)橡皮筋距離縮短時(shí)，小車的動(dòng)能不斷增加。教師幫助學(xué)生回憶已學(xué)知識(shí)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)生探索出功和速度變化的關(guān)系。通過(guò)此舉，不僅讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)理解更為透徹，同時(shí)提升了學(xué)生論證能力，可謂是一舉兩得。

（六）評(píng)估階段策略

評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果是探究實(shí)驗(yàn)的重要一環(huán)，以往都會(huì)被教師所忽視，導(dǎo)致探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。因此，需要教師重視實(shí)驗(yàn)評(píng)估，采取必要的指導(dǎo)策略。評(píng)估內(nèi)容主要包括三方面：首先，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。物理實(shí)驗(yàn)干擾因素較多，如若無(wú)法有效控制會(huì)讓數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。教師要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)評(píng)估能力。通過(guò)回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，看其是否符合操作規(guī)范，如果符合則數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，如果不符合則數(shù)據(jù)有誤，再將有誤的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行剔除，從而確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題進(jìn)行分析。學(xué)生在開(kāi)展探究活動(dòng)時(shí)會(huì)遇到諸多問(wèn)題，必須對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度分析。如若分析不出，需要學(xué)生搜集相關(guān)資料，以便找出問(wèn)題的根源所在。最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行總結(jié)。因素變化必然會(huì)引起方案的變化，因此需要學(xué)生回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，一方面可提升學(xué)生的總結(jié)能力，另一方面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，以此提升探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

四、總結(jié)

新課標(biāo)要求物理教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為核心，調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性。這就需要教師充分認(rèn)識(shí)到探究實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，嚴(yán)格遵從探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)原則，并采取必要措施提升學(xué)生的提問(wèn)能力、假設(shè)能力、設(shè)計(jì)能力、收集能力、論證能力、評(píng)估能力，要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、 探究能力、 創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、 科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)，助推學(xué)生物理綜合能力的提升和物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫子彪.新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究初探[J].學(xué)周刊，2018.