指向?qū)W生物理科學(xué)思維能力培養(yǎng)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

張春雷

【摘 要】 在高中物理教學(xué)過程中，探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生分析能力、思維能力、探究能力及創(chuàng)新能力的最佳途徑，滿足新課程標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)高中物理教學(xué)提出的要求.基于此，本文以高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，分析了物理科學(xué)思維能力培養(yǎng)的重要性及當(dāng)前物理點(diǎn)血實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，并以培養(yǎng)學(xué)生物理科學(xué)思維能力為目標(biāo)提出了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效對(duì)策，推動(dòng)高中物理教學(xué)深入改革與發(fā)展.

【關(guān)鍵詞】 高中物理;探究性實(shí)驗(yàn);思維能力培養(yǎng)

新課程改革背景下，提倡高中物理課堂以學(xué)生為主體，關(guān)注對(duì)學(xué)生物理科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的物理思維方式與學(xué)習(xí)習(xí)慣，深化對(duì)物理知識(shí)的理解與認(rèn)知，高中物理教師在教學(xué)的過程中要以此為方向，組織開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在探究性物理實(shí)驗(yàn)操作過程中具備動(dòng)手實(shí)踐能力，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中的地位與作用，養(yǎng)成通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究獲取物理知識(shí)的良好習(xí)慣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生物理科學(xué)思維能力的培養(yǎng)[1].

1 以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)涉及大量的知識(shí)內(nèi)容，在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要明確具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本原理，并據(jù)此選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案，在做好以上準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行探究性物理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中需要記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.由于物理課堂時(shí)間寶貴，以上內(nèi)容難以在一堂物理探究實(shí)驗(yàn)課上完成.為了不影響教學(xué)進(jìn)度，提升物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率，教師可以通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)法組織開展探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng).

例如 在進(jìn)行《描繪小燈泡的伏安特性曲線》這部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)，先通過布置課堂任務(wù)的方式，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)原理：第一，讓學(xué)生畫出電路圖;第二，讓學(xué)生在實(shí)物圖上進(jìn)行電路連接，教師可以通過多媒體設(shè)備為學(xué)生展示正確的連接方式，以此讓學(xué)生掌握分壓式連接法.然后在組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中記錄好相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，便于完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析探究.在此過程中，教師可以讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)入到以下圖表中，在方便實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的同時(shí)，避免數(shù)據(jù)混淆.

然后再讓學(xué)生根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)內(nèi)容，繪制I-U圖像，最后讓學(xué)生對(duì)小燈泡付安特性曲線的特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié).通過這樣的方式讓學(xué)生清晰地了解實(shí)驗(yàn)探究的目的與具體流程，有利于提高物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的效率.值得注意的是，教師在運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法組織學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究的過程中，要避免對(duì)學(xué)生思維的限制與局限，要留給學(xué)生一定的時(shí)間與空間，讓學(xué)生進(jìn)行充分的思考與分析，盡最大努力按自身想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維能力[2].

2 通過類比分析的方式解決學(xué)生的問題

電學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)相似的問題，學(xué)生在難以分辨的情況下容易將問題混淆.

例如 在《描繪小燈泡伏安特性曲線》的實(shí)驗(yàn)中，通常會(huì)采用分壓式的方法連接滑動(dòng)變阻器;但在《測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》的實(shí)驗(yàn)中，通常會(huì)采用限流式方法連接滑動(dòng)變阻器.大多數(shù)學(xué)生難以分清何時(shí)應(yīng)用分壓式連接法，何時(shí)用限流式連接法.對(duì)此，教師可以嘗試應(yīng)用類比分析方式進(jìn)行教學(xué).在教學(xué)過程中，提醒學(xué)生留意限流式與分壓式鏈接發(fā)，并完成以下表格內(nèi)容.

通過完成表格內(nèi)容，學(xué)生發(fā)現(xiàn)限流式鏈接法更加節(jié)能，但是分壓式連接法的電流與電壓力調(diào)整范圍要更大一些.然后讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)分析兩種連接方式的不同之處，加深學(xué)生的理解與認(rèn)識(shí).在高中物理教學(xué)過程中，教師都可以應(yīng)用類比的方式解決教學(xué)難度問題，如：電流表內(nèi)接和外接、純電阻電路與非純電阻電路比較等，通過類比的方式鍛煉學(xué)生的物理科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中主導(dǎo)思考與分析對(duì)比[3].

3 培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生嘗試自主實(shí)驗(yàn)探究操作，以此提升學(xué)生的物理科學(xué)思維能力與實(shí)驗(yàn)探究能力.在具體實(shí)踐過程中，教師要重視每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂中的參與情況，并調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)探究.

例如 在進(jìn)行《測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)能和內(nèi)阻》內(nèi)容教學(xué)時(shí)，教師可以嘗試用土豆代替干電池，將燈泡與土豆電池相連接，觀察小燈泡的發(fā)光情況.經(jīng)過觀察后多數(shù)學(xué)生反映土豆電池沒有電壓，小燈泡沒有發(fā)光.在學(xué)生提出這樣的問題后，教師通過測(cè)量土豆電池的電壓發(fā)現(xiàn)土豆電池是有電壓的[4].在這樣的情況下，學(xué)生的認(rèn)知出現(xiàn)了矛盾，激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的探究興趣.此時(shí)，教師要以學(xué)生已掌握的知識(shí)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)通過不同方式對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)能與內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，有的學(xué)生會(huì)選擇應(yīng)用安阻法、還有的學(xué)生選擇應(yīng)用伏安法.在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，學(xué)生可以應(yīng)用方程式進(jìn)行求解，也可以通過繪圖的方式解答.在學(xué)生完成探究性實(shí)驗(yàn)后，為學(xué)生留出一部分時(shí)間進(jìn)行交流討論，在整堂物理實(shí)驗(yàn)課中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維.在這樣的教學(xué)模式下有效激發(fā)學(xué)生對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的興趣，在深化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)理解與記憶的同時(shí)，幫助學(xué)生更好的內(nèi)化吸收物理知識(shí)內(nèi)容，高效培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維能力，同時(shí)提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究操作能力.

4 結(jié)語

綜上所述，實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，也是學(xué)生掌握物理知識(shí)的最佳途徑，通過探究性物理實(shí)驗(yàn)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)的參與到物理課堂實(shí)驗(yàn)探究中，讓學(xué)生以主動(dòng)參與的方式獲取物理知識(shí)內(nèi)容，應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要堅(jiān)持以學(xué)生為核心，及時(shí)更新教學(xué)理念與教學(xué)方法，嘗試應(yīng)用不同的教學(xué)方式，組織開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力、問題分析能力與思維能力等，滿足新課程標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)高中物理教學(xué)的要求.

參考文獻(xiàn)：

[1]姚恒美.新課程高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐分析——基于學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)研究[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)：教師通訊（19）：2.

[2]費(fèi)良軍.深度學(xué)習(xí)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生——探究能力的有效性策略研究[J].課程教育研究：外語學(xué)法教法研究，2019，000（021）：P.117-117.

[3]戴艷.基于問題為中心的高中學(xué)生物理思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2019.

[4]徐學(xué).高中物理生態(tài)課堂理念下培養(yǎng)科學(xué)思維能力的探索——以彈簧連接體仿真實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)為例[J].物理教師，2020（6）：20-23.