基于科學(xué)探究能力培養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)探析

【摘 要】高中物理學(xué)科具有理論性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于引導(dǎo)學(xué)生全面理解理論知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程和原理，從而提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果和水平。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中組織學(xué)生合作學(xué)習(xí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和問(wèn)題分析與解決能力有著積極作用。因此，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)方案，提高實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的實(shí)效性，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究能力;高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);合作學(xué)習(xí)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）22-0052-02

在物理教學(xué)中，教師應(yīng)將教學(xué)的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)探究上，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)知識(shí)間的聯(lián)系，進(jìn)而在頭腦中構(gòu)建知識(shí)體系，掌握知識(shí)運(yùn)用的基本方法。在此基礎(chǔ)上，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，讓學(xué)生分小組開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，引導(dǎo)學(xué)生真正理解高中物理知識(shí)的內(nèi)涵，提高高中物理教學(xué)的實(shí)際效果。

1? ?在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

要想使高中物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)取得較好的效果，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)之前，教師要全面分析每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和特點(diǎn)，根據(jù)“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則將學(xué)生分

成若干學(xué)習(xí)小組，保證每個(gè)小組內(nèi)的成員的能力各不相同，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)學(xué)習(xí)，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行。在具體操作過(guò)程中，教師先要科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)合作教學(xué)的基本流程，設(shè)計(jì)富有趣味性的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，吸引學(xué)生的注意力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)和生活中積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展開(kāi)深入探究，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)共同完成教學(xué)任務(wù)，提高對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的

理解[1]。

如在“超重與失重”一課的教學(xué)中，在課前預(yù)習(xí)階段，教師可以要求學(xué)生每人準(zhǔn)備一張韌性較好的紙。課上，教師再拿出彈簧測(cè)力計(jì)和重量較輕的鉤碼，將鉤碼掛在紙的一側(cè)，并用手捏住紙使之保持平衡狀態(tài)，并向?qū)W生提問(wèn)：“如何讓鉤碼運(yùn)動(dòng)，將紙條撕斷?！敝笠蟾餍〗M利用教具親自動(dòng)手實(shí)踐，對(duì)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行分析并得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)小組成員都可以親自操作實(shí)驗(yàn)，組內(nèi)操作能力較強(qiáng)的學(xué)生可對(duì)操作能力稍差學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小組各選一名代表闡述結(jié)論，分析研究過(guò)程，其他小組可以對(duì)該小組的發(fā)言進(jìn)行評(píng)價(jià)。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生能夠更好地理解超重和失重的物理概念，從而培養(yǎng)科學(xué)探究能力，提高物理教學(xué)的效率和質(zhì)量。

2? ?創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)方案

為保證實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的有效性，在教學(xué)前，教師必須結(jié)合實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的要求，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的方案，并要求各小組按照實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方案進(jìn)行操作。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)方案的過(guò)程中，教師需要將教學(xué)內(nèi)容作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效銜接，結(jié)合學(xué)生的興趣，使實(shí)驗(yàn)具有趣味性、生動(dòng)性和活潑性，并讓學(xué)生通過(guò)各環(huán)節(jié)的探究和討論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)[2]。一些高中生愛(ài)好體育活動(dòng)，教師可以將學(xué)生的這一興趣愛(ài)好與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)有效結(jié)合，既鍛煉學(xué)生的身體素質(zhì)，又強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，從而提高物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量。

如在“力的合成”一課的教學(xué)中，教師可以將學(xué)生分為實(shí)力均衡的兩個(gè)小組，先組織兩個(gè)小組開(kāi)展拔河比賽。在比賽中，教師需要在地上畫(huà)出每個(gè)學(xué)生的站位點(diǎn)，之后讓學(xué)生站在站位點(diǎn)上共同發(fā)力，在比賽結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)力的合成概念和原理進(jìn)行分析和總結(jié)。最后，教師再根據(jù)剛剛學(xué)生在拔河比賽中共同發(fā)力的過(guò)程對(duì)力的合成原理進(jìn)行進(jìn)一步講解，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)概念和原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

3? ?構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)機(jī)制

在高中物理教學(xué)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)，需要教師構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)機(jī)制，充分發(fā)揮小組合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)小組成員之間的溝通交流，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。首先，教師需要為學(xué)生創(chuàng)造良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，建立良好的師生關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)[3]。在正式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)之前，教師需要依據(jù)學(xué)生的能力和性格特點(diǎn)劃分小組，保證每位組員都能發(fā)揮自身的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)，各司其職，學(xué)習(xí)能力、探究能力較強(qiáng)的學(xué)生要發(fā)揮模范帶頭作用，帶動(dòng)學(xué)習(xí)能力較差和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)較弱的學(xué)生開(kāi)展探究學(xué)習(xí)。其次，教師要讓每個(gè)小組在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的過(guò)程中共同完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。相對(duì)以往由每個(gè)學(xué)生單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式而言，小組成員共同完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和探究能力，尤其能激發(fā)缺乏主動(dòng)性的學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使他們參與小組合作，共同完成實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)任務(wù)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中，每個(gè)小組成員之間也會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)，學(xué)生優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有利于更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

如在合作學(xué)習(xí)“平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的形式引導(dǎo)各小組快速且準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)，速度最快并且完成效果最好的小組獲得勝利。在此過(guò)程中，教師充分激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)與合作意識(shí)，有利于增強(qiáng)各小組的凝聚力，提高實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量。除此之外，在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中，教師還可以利用多媒體播放在課堂中無(wú)法演示的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)觀(guān)看嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作流程，提高運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc核心素養(yǎng)的提升與發(fā)展。

4? ?在實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

在物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中，每個(gè)學(xué)生都有親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，動(dòng)手操作的過(guò)程也是學(xué)生思考的過(guò)程，有利于學(xué)生思維能力和實(shí)踐能力的發(fā)展。因此，教師需要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，以促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展[4]。另外，高中物理知識(shí)點(diǎn)具有較強(qiáng)的抽象性和復(fù)雜性，因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，各小組成員可以針對(duì)每個(gè)成員提出的問(wèn)題進(jìn)行思考與分析，對(duì)于共同的疑問(wèn)，小組可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，最終得出正確結(jié)論。

如在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”一課的教學(xué)中，主要的實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)任務(wù)是讓學(xué)生理解加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師將小車(chē)、小桶、天平和木板等實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工具分發(fā)給每個(gè)小組，各小組要根據(jù)教師提出的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)操作的要求，分別利用工具稱(chēng)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，最終得出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系。在實(shí)際操作中，教師要觀(guān)察各組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在的不當(dāng)操作進(jìn)行糾正。實(shí)驗(yàn)后，教師要總結(jié)各小組的問(wèn)題，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

5? ?做好實(shí)驗(yàn)總結(jié)工作，發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)的功能

教師需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，幫助學(xué)生在分享實(shí)驗(yàn)總結(jié)的過(guò)程中積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰ΑＴ趯?shí)驗(yàn)總結(jié)的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)中涉及的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用能力，多維度培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。教師要建立與完善教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的具體表現(xiàn)納入教學(xué)評(píng)價(jià)，如學(xué)生是否具有敢于質(zhì)疑的精神、實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、問(wèn)題的分析和解決過(guò)程是否科學(xué)等。教學(xué)評(píng)價(jià)不僅要有教師對(duì)每個(gè)學(xué)生的評(píng)價(jià)，還應(yīng)有學(xué)生之間的互評(píng)以及學(xué)生對(duì)自身表現(xiàn)的綜合性評(píng)價(jià)。除此之外，教師還可以選拔能力較強(qiáng)且有責(zé)任心的學(xué)生擔(dān)任小組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)監(jiān)督和引導(dǎo)小組成員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并在總結(jié)階段對(duì)組員做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。這樣既有利于實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量的提升，還能發(fā)揮組長(zhǎng)的評(píng)價(jià)作用，使學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)中獲得全方位評(píng)價(jià)，從而幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢(shì)和不足，并在下一階段的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提升。

高中生在學(xué)習(xí)物理理論知識(shí)的過(guò)程中往往存在畏難情緒，僅僅靠語(yǔ)言講解難以使學(xué)生真正理解與掌握物理知識(shí)。因此，教師需要結(jié)合物理教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)讓學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生參與各實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作，能夠理解物理知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程和原理，提高科學(xué)探究能力，對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)生自己獨(dú)到的見(jiàn)解，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。

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【作者簡(jiǎn)介】

萬(wàn)忠義（1974～），男，漢族，湖南益陽(yáng)人，碩士，中學(xué)高級(jí)教師。研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。