高中物理探究式實驗教學策略分析

趙飛

摘 要：在理科教學學習中，實驗一直是一個重要手段，它可以調(diào)動學生們的學習興趣，還可以提高學生們的實驗探究能力，有助于培養(yǎng)學生們的實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，還有助于學生在體驗中領(lǐng)會知識點。過去在高中物理教學中，實驗常常被忽視，隨著教育改革的不斷推進，高中物理的實驗教學產(chǎn)生了新要求。本文在闡釋探究實驗教學這一概念的基礎(chǔ)上，論述其重要性，并對如何在高中物理教學中運用探究式實驗教學進行探索。

關(guān)鍵詞：高中物理;探究式實驗;教學策略

新一輪課改要求教師探索運用新的教學模式。在高中物理課堂上，根據(jù)學生現(xiàn)實需要和教學內(nèi)容要求，探索出一套更新、更好、更有效果的教學方法是十分必要的。實驗探究式教學將學生的實踐學習和教師的啟發(fā)引導作用有機地結(jié)合，既是對教師工作方式的創(chuàng)新，又能將改革中以學生為教學主體的新思想充分體現(xiàn)出來。故而，探究式實驗教學對于高中物理教學具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、探究式實驗教學的概念

探究式實驗教學是一種教學策略，具體指在教學中教師要發(fā)揮指導作用，以學生為探究的主體，在科學實驗的過程中歸納出規(guī)律和概念，從而達到學習物理知識提升科學素質(zhì)的目的。在這種教學策略中，學生是學習過程的主體;進行實驗是重要方式;使學生們將所學知識融會貫通，進一步提升科學素質(zhì)是目的。這種教學方式重視學生實際體驗，能夠更有效地培養(yǎng)學生的動手實踐能力，更生動地展示物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的體現(xiàn)和應(yīng)用[1]。

二、高中物理探究式實驗教學面臨的問題

（一）不能發(fā)揮學生的主體作用

雖然物理教材中實驗探究的內(nèi)容長期存在，并且比重逐年增多，但由于教師的教學觀念沒有進步，不同的學校之間條件存在差異，實驗器材老化損壞等原因，物理實驗教學多以老師演示為主，學生僅僅進行觀察，甚至完全不接觸儀器。并且由于應(yīng)試重視解答題目的特殊需求，導致老師將大部分的精力花費在概念的灌輸，學生將大部分的精力花費在重復練習試題上，在實驗上花費的精力不多。這導致了教學的不深入，探究實驗完全沒有辦法進行[2]。

（二）對探究實驗的認識不夠深入

即使有一部分學校的師生，在新的課程標準的要求下加大了實驗力度，開展了實驗課，這些實驗課也有可能陷入程序化、套路化的錯誤中。有的實驗課甚至在開始前就要求學生應(yīng)該測出什么樣的數(shù)據(jù)，這都是對探究實驗的認識不夠深入造成的。探究實驗不是走個過場就完成了，它還要求學生積極地思考問題，主動設(shè)計實驗，求得最優(yōu)解。在這個過程中鍛煉的是學生的思考能力和創(chuàng)新能力，走過場是無法達到的，而且結(jié)果已經(jīng)確定的情況下，學生們也會輕視過程，把實驗課當作兒戲。

（三）把握不好實驗的深度，做不好實驗內(nèi)容的取舍

在探究實驗中，許多學生不是反應(yīng)過程太長就是反應(yīng)內(nèi)容太難，這就是沒有把握好實驗深度的原因。有時候，非常簡單的內(nèi)容都要求學生通過實驗測定，比如：重力加速度g=9.8，這一直是作為公理運用的，也是在高中前就學習的，沒有必要再通過實驗測定。進行測量重力加速度的實驗，因為誤差等等原因，學生們測定的值還會在9.8上下浮動，老師還要給出現(xiàn)誤差的學生一一講解，花費了更多的時間和精力。有時候，實驗的內(nèi)容又顯得太難，比如：光的雙縫干涉實驗，儀器操作難，現(xiàn)象不明顯，原理難理解，讓學生們自己操作反倒會造成難以理解知識點的情況出現(xiàn)，這時就應(yīng)當做好取舍，由老師在課堂上進行演示就行了[4]。

三、進行探究式實驗教學的具體做法

（一）嚴格按照教材要求設(shè)置實驗課

進行探究式實驗教學，首先就應(yīng)當在課堂上樹立對實驗課的重視，按照教材要求設(shè)置實驗課就是重要的手段。要想讓學生們牢記某一知識點，就應(yīng)當在課堂上經(jīng)?？疾橹R點的記憶情況，要想讓學生們學會某個解題方法，就應(yīng)當布置相關(guān)的作業(yè)題，讓學生們反復地練習這種方法。同理，要想讓學生們重視實驗探究，就應(yīng)當設(shè)置實驗課，只有具體的任務(wù)發(fā)布下去，學生們才會認真地對待它。所以設(shè)置實驗課是探究實驗教學的基礎(chǔ)，必須重視。好在，新課標要求下的高中物理教材，已經(jīng)設(shè)置了許多實驗內(nèi)容。從力學的勻變速直線運動，到電學的測定電池內(nèi)阻，再到光的干涉、衍射實驗，高中物理的每一冊每一課都有相關(guān)實驗材料，我們只需要照章安排即可。既然已有相關(guān)材料存在，學生在學習過程中就不應(yīng)該浪費過多時間在材料上。

（二）把學生當作探究實驗教學的主體

傳統(tǒng)高中物理教學太過側(cè)重于老師的講解，即使是實驗課也以教師演示為主，學生只是被動地接受知識點或進行很少的操作，而新的教學方式，就應(yīng)當把學生的被動化作主動，把學生當作物理教學學習的主體。教師要根據(jù)學生的具體情況組織實驗，發(fā)揮“導演”的作用，幫助學生操作儀器和分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果中的規(guī)律，把大部分的操作流程交給學生，從而達到鍛煉學生動手能力，培養(yǎng)學生探究能力和提升學生科學素養(yǎng)的目的。

比如：高中物理必修一第二章《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》，這個實驗器材容易準備，操作流程簡單，就可以由學生自主實驗，教師從旁輔助指導即可，比如：注意學生打點計時器的使用有無困難;在實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差時，要及時作出解析，避免學生糊涂，讓他們大膽測量小心處理;最后，教師還要啟發(fā)學生總結(jié)出物理規(guī)律，達到實驗課的最終目的。這樣的實驗課結(jié)束后，學生們既通過實踐操作鍛煉了動手的能力，又通過對數(shù)據(jù)的測量處理領(lǐng)會了科學精神，還通過實際體驗對課本上的物理規(guī)律加深了理解。鍛煉動手能力，領(lǐng)會科學精神，學習物理規(guī)律，這三點正是我們進行實驗課的目的，也是探究式實驗教學精神的體現(xiàn)。

（三）結(jié)合實際生活設(shè)計情境

素質(zhì)教育的改革目標，要求各學科從照本宣科的灌輸教學和應(yīng)付考試的學習方法中解放出來，把課程內(nèi)容與現(xiàn)實生活盡可能多的結(jié)合，達到開闊眼界、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。而在物理實驗探究課堂上，我們也應(yīng)當根據(jù)這一原則，在設(shè)計實驗時多聯(lián)系現(xiàn)實生活場景，把物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用展示出來。我們可以通過把現(xiàn)實生活中工具當作實驗儀器，把實驗中的情境當作某些現(xiàn)實情境的模擬，甚至走出課堂觀測數(shù)據(jù)等等教學手段，來達到教學目的。

比如：在學習高中物理選修一的內(nèi)容時，就可以利用這樣的方法，選修一的內(nèi)容全部都是與電磁學相關(guān)，且在現(xiàn)實生活中，電磁的利用恰恰是無處不在的。在講解電磁感應(yīng)時，我們講解了電磁感應(yīng)的基本原理后，還可以演示使用手搖發(fā)電機時機械能與電能是如何相互轉(zhuǎn)化的，當發(fā)電機的兩邊與小燈泡相連并搖動手柄時，燈泡發(fā)亮，說明線圈導線切割磁感線的過程中產(chǎn)生了電流，機械能轉(zhuǎn)化成了電能;當發(fā)電機兩邊與電源相連并閉合開關(guān)時，發(fā)電機線圈在電磁感應(yīng)的作用下開始轉(zhuǎn)動，發(fā)電機變成了電動機，電能轉(zhuǎn)化成了機械能。我們還可以進一步地拓展思路，展示更多的現(xiàn)實情境，比如：生活中的電能多由大型發(fā)電機產(chǎn)生，這些地方?jīng)]有辦法用人手來轉(zhuǎn)動線圈，電能是如何產(chǎn)生的呢？這時我們就可以通過實地參觀或課件演示的方法告訴學生，發(fā)電廠是利用了燃燒化石燃料產(chǎn)生的熱能推動汽輪機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機械能，再通過線圈轉(zhuǎn)化成電能的。

在結(jié)合實際的學習過程中，冷冰冰的物理概念變成了生動地生活場景，在提升了課堂趣味的同時，學生對知識點的理解也能加深，在對情境進行思考的過程中，學生們的探究能力也會得到鍛煉，我們進行探究實驗的目的因此達成。

（四）發(fā)揚創(chuàng)新精神，讓學生自己設(shè)計實驗

高中物理的課程改革中，為了改變“學習為了應(yīng)付考試”的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生們的探究能力，實驗課的比重毫無疑問是應(yīng)當增加的。但在教學實踐中，物理課的課時是有限的，還有可能因為學校的各種臨時安排、突發(fā)情況等造成課時減少。這個時候如果我們貿(mào)然增加實驗課的課時，就可能會擠占打基礎(chǔ)的概念講解課和鞏固知識的習題課的空間。緊張的課時會使實驗只能走個過場，對概念的理解不完整則會造成學生在實驗中不知從何下手，甚至不理解實驗的目的?；A(chǔ)打不好，通過實驗培養(yǎng)探究精神就無從談起。

要在緊張的課時中為實驗課爭取到時間，我們可以進行大膽的創(chuàng)新，讓學生們在課下自己設(shè)計實驗進行操作。物理教材中有大量的概念性內(nèi)容，再將這些概念講解清楚后，我們可以讓學生自己設(shè)計一些簡單的實驗進行驗證。這種任務(wù)可以作為課后作業(yè)布置，操作不宜太難，原理也不宜太過復雜。例如：在講解加速度的相關(guān)規(guī)律時，筆者自己就布置了實驗作業(yè)，要求學生們重現(xiàn)伽利略對勻加速直線運動的探究實驗。由于相關(guān)概念已經(jīng)在課堂上進行了講解，學生們理解比較透徹，他們呈現(xiàn)出了百花齊放的實驗方法，有的只進行了自由落體的相關(guān)實驗，有的嚴謹?shù)貜驮速だ缘你~球和軌道;有的學生實驗數(shù)據(jù)整齊嚴謹，好像有人正襟危坐地給你講解知識。

完成這些任務(wù)全都靠學生的自主行動，不光是實驗的操作靠學生自己，連實驗的設(shè)計都是。在這樣的過程中，學生的實踐能力毫無疑問得到了巨大的提升，也體會到了主動探究的樂趣，筆者也得以把實驗從課時中解放出來。一石三鳥，大膽創(chuàng)新的結(jié)果遠遠超出了預期，今后還會得到進一步的推進。

（五）利用多媒體，豐富演示材料的內(nèi)容

隨著時代的發(fā)展和教育改革的推進，我們的教學手段也在不斷豐富，過去一些看不到的材料現(xiàn)在可以輕松地獲得，過去只是聽說過的教學手段現(xiàn)在也可以很容易地利用起來。在教學中，我們也要大膽地在課堂上使用這些新手段、新材料來輔助我們講解[3]。

比如：在高中物理選修三中，有許多關(guān)于現(xiàn)代物理學的內(nèi)容，相關(guān)概念艱深晦澀不說，絕大部分中學校園根本沒有條件進行實驗。過去在講課時往往選擇一筆帶過。而現(xiàn)在，大部分課堂上都配備了多媒體器材，我們可以利用這些設(shè)備，播放相關(guān)的視頻，展示現(xiàn)代物理學的發(fā)展過程。通過幻燈片演示或播放有條件進行實驗的學校錄制的演示視頻，我們可以在一定程度上填補空白。物理學家牛頓曾經(jīng)說：“站在巨人的肩膀上看東西。”在教學中運用新技術(shù)，就是對這句話最好的體現(xiàn)。

結(jié)束語

物理實驗是一個探索的過程，將探究式實驗教學方法運用到實踐當中，有利于使課堂不再枯燥，調(diào)動學生的積極性;有利于提高學生的動手能力和科學素養(yǎng)，培養(yǎng)科學精神;有利于配合教育改革的大方向，化應(yīng)試教育為素質(zhì)教育。本文根據(jù)教學實踐經(jīng)驗，對進行探究式實驗教學主要挑戰(zhàn)和應(yīng)對的方式方法進行了總結(jié)，目的是探索教學方法，提高學生能力，以及為廣大同仁提供借鑒。

參考文獻

[1]李小軍.高中物理探究性實驗教學的設(shè)計與實踐[J].試題與研究，2020（15）.

[2]安延.新課程標準下高中物理探究式實驗教學研究[J].考試周刊，2020（14）.

[3]鄒鵬.信息技術(shù)環(huán)境下高中物理探究式實驗教學分析[J].中學課程輔導（教學研究），2020，014（5）：14-15.

[4]錢雪.高中物理探究式實驗教學現(xiàn)狀調(diào)查及優(yōu)化策略研究[D].伊犁師范大學，2020.

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