試論中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)

趙斌

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是深化物理理論知識(shí)、提升物理課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)更新教學(xué)理念，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，借助問題情境，在探究中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)，組建科技活動(dòng)興趣小組，促進(jìn)科技創(chuàng)新活動(dòng)開展，開展探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和探究能力。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);探究能力;能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G421;G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2021）16-0062-02

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，單純的知識(shí)傳輸并非學(xué)生獲得知識(shí)的唯一途徑。在教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在特定的環(huán)境中通過親身體驗(yàn)探究知識(shí)、獲得知識(shí)，并建立認(rèn)知模型。而在物理課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，獲得物理知識(shí)，提高動(dòng)手能力，促進(jìn)創(chuàng)新能力的發(fā)展。本文立足物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對學(xué)生探究能力培養(yǎng)策略進(jìn)行分析。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

科學(xué)探究是物理課堂教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途經(jīng)。具體來說，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。第一，有助于激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。物理知識(shí)具有極強(qiáng)的抽象性、理論性和邏輯性，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中面臨較大的困難，極容易產(chǎn)生厭煩情緒。而在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師給學(xué)生提供了動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)和空間，使物理學(xué)習(xí)更加直觀、形象和生動(dòng)，符合初中階段學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，可以有效激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。第二，有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。新課標(biāo)下，教師在開展物理教學(xué)時(shí)，必須緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)這一目標(biāo)進(jìn)行。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能夠提升觀察能力、動(dòng)手實(shí)踐能力等，同時(shí)知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力也能得到提升，有利于綜合素養(yǎng)的提高。

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

受到多種因素的影響，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在諸多弊端，集中體現(xiàn)在以下兩方面。第一，重視程度不夠。受“應(yīng)試教育”理念的影響，教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠，并未在課堂上給予學(xué)生足夠的時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，甚至部分教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用口述的方式進(jìn)行，僅僅要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果進(jìn)行識(shí)記，無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師嚴(yán)格按照教材上所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下，沒有真正實(shí)現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)，制約了創(chuàng)新能力的發(fā)展。

三、物理實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)策略

1.更新教學(xué)理念，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

核心素養(yǎng)背景下，教師要改變傳統(tǒng)的教育觀念，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。一方面要徹底改變“理論至上”“成績至上”的傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)觀念，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予足夠的重視，進(jìn)而不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重。另一方面要注重實(shí)驗(yàn)的教育效果和價(jià)值，以學(xué)生探索物理知識(shí)為主，并給予正確的引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)探究中，讓學(xué)生在探究過程中發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題，進(jìn)而達(dá)到學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.借助問題情境，在探究中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)問題情境，能夠增強(qiáng)學(xué)生探究現(xiàn)象背后原理的動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。因此，物理教師要以實(shí)驗(yàn)為載體，以問題為引導(dǎo)，讓學(xué)生在問題情境中進(jìn)行思考和探索，分析實(shí)驗(yàn)的思路和步驟，猜想實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及成因，形成積極主動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效性。這樣，學(xué)生在問題情境中，能夠激發(fā)探究動(dòng)力，在思維的碰撞和實(shí)驗(yàn)的探索中培養(yǎng)善于質(zhì)疑的精神，進(jìn)而達(dá)到激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)的目的。例如，在“沸騰”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可在大燒杯中放入一個(gè)盛水的大試管，并用酒精燈進(jìn)行加熱，用兩只相同的溫度計(jì)對燒杯、試管中的水溫進(jìn)行測量。之后，教師提出問題“當(dāng)燒杯和試管中的水溫均達(dá)到100 ℃之后，哪一個(gè)會(huì)先沸騰起來”，并引導(dǎo)學(xué)生在這一問題情境中積極開展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、思考。學(xué)生在特定的問題情境刺激下，能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入思考和分析，從而發(fā)現(xiàn)沸騰的本質(zhì)特征，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

3.自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)

在物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作是新課標(biāo)提倡的方式。這能夠凸現(xiàn)學(xué)生的主體地位，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值充分發(fā)揮出來，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＝處煈?yīng)與時(shí)俱進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生在完成相應(yīng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后，通過討論、分析等途徑，選出最優(yōu)的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和步驟，并開展實(shí)驗(yàn)。例如，在“液體的密度”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不是引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格按照書本上的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，而是給學(xué)生準(zhǔn)備了一個(gè)彈簧測力計(jì)、一根細(xì)線、一個(gè)小石塊、兩個(gè)燒杯、足量的水，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟，并據(jù)此開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中推導(dǎo)出液體密度公式。

4.借助分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

分組實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常采用的形式，能夠發(fā)揮學(xué)生的集體智慧，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。因此，教師應(yīng)該將小組合作學(xué)習(xí)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生在互相交流和合作中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，觀察物理現(xiàn)象，推測和驗(yàn)證物理結(jié)論，在分組實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如，在“用天平測量固體和液體的質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、個(gè)性特點(diǎn)等，將學(xué)生分為幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，引導(dǎo)小組成員分別準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、記錄測量數(shù)據(jù)、計(jì)算等，使小組成員都參與到物理實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)探究能力和創(chuàng)新能力。

5.組建科技活動(dòng)興趣小組，促進(jìn)科技創(chuàng)新活動(dòng)開展

教師可結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，借助科技節(jié)、科技活動(dòng)周、科技活動(dòng)日等，積極開展多種多樣的科技創(chuàng)新活動(dòng)，使學(xué)生在活動(dòng)過程中提升物理核心素養(yǎng)。具體來說，教師可對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，也可引導(dǎo)學(xué)生自愿進(jìn)行組合，確保每一個(gè)小組的學(xué)生人數(shù)不超過5個(gè)人。教師應(yīng)結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及物理實(shí)驗(yàn)中所涉及的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)立問題再現(xiàn)室、制作室、探究室等，滿足物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。教師在活動(dòng)過程中必須充分相信學(xué)生的動(dòng)手能力，放開雙手讓學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)?，F(xiàn)有的器材往往無法滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的需求，教師可指導(dǎo)學(xué)生因地制宜、就地取材，還可以科學(xué)利用廢舊材料，完成物理實(shí)驗(yàn)。在物理實(shí)驗(yàn)科技創(chuàng)新過程中，教師應(yīng)對物理知識(shí)進(jìn)行拓展，并遵循適度的原則，不能無休止加深。

6.開展探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和探究能力

為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、創(chuàng)新能力，教師必須要改變傳統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，充分借助探究?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，引?dǎo)學(xué)生在主動(dòng)探究的過程中完成探究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。例如，在“聲音的傳播”的探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前隨機(jī)抽出兩名學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生各說一句話，讓其他學(xué)生猜測是誰說的。這可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。教師可給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，大膽猜想實(shí)驗(yàn)方案，并將其設(shè)計(jì)出來，然后引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)之后，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，借助交流的途徑，對其進(jìn)行分析。學(xué)生在交流的過程中，應(yīng)不斷修正自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)諸多新的觀點(diǎn)和想法等，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極開拓自己的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

綜上所述，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要更新教學(xué)理念，借助問題情境、轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)和小制作、科技活動(dòng)興趣小組、探究實(shí)驗(yàn)等形式，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)探究中，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊小蓓.基于科技創(chuàng)新大賽的初中物理實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)[J].當(dāng)代教研論叢，2017（09）.

[2]曾華南.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)策略探究[J].數(shù)理化解題研究，2019（23）.

[3]李紅泉.基于科技創(chuàng)新的初中物理實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)[J].天津教育，2019（15）.

[4]潘睿.重視實(shí)驗(yàn) ?夯實(shí)雙基 ?提升能力——初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018（32）.