借助科學探究能力培養(yǎng)，建構高中物理高效課堂

賀建鋒

【摘要】在高中課程體系中，物理是一門典型的自然科學類學科，知識較為抽象、晦澀、難懂，對學生的做思維能力與認知水平有著較高要求，他們在學習過程中極易產生挫敗感，甚至會出現(xiàn)放棄學習物理的想法，究其原因主要在于科學探究能力不夠強，以至于整體教學效率不夠高.高中物理教師應注重對學生科學探究能力的培養(yǎng)，使學生掌握學習物理的方法，提高學習效率，建構高效課堂.本文據(jù)此展開深入探討，同時分享部分建議.

【關鍵詞】科學探究能力；高中物理；高效課堂

科學探究能力即為通過科研手段與設備，為了解客觀事物的內在本質和運動規(guī)律而開展的一系列調查、實驗與研究等活動，為發(fā)明和創(chuàng)造新技術及新產品提供可靠的理論依據(jù).在高中物理教學實踐中，科學探究能力屬于高中學生學習物理知識過程中需要具備的基本能力之一，教師需給予格外關注與高度重視，結合物理學科知識的特征，運用理論講授與實驗操作有機整合的模式加以培養(yǎng)與訓練，幫助他們掌握學習物理知識與技能的竅門，不僅有助于高中物理高效課堂的構建與生成，還為其未來在物理學方面繼續(xù)深造與成長提供有力支持.

1 借助現(xiàn)代教育技術，激發(fā)科學探究興趣

在高中物理教學過程中，針對學生科學探究能力的培養(yǎng)來說，教師首先需激發(fā)他們展開科學探究的興趣，使其自主、積極地進行科學探究，使其在興趣驅使下學習效率更高，助推高效課堂的構建.當前，在信息技術飛速發(fā)展的時代背景下，借助現(xiàn)代教育技術手段，能夠為高中物理教學提供更多新的思路，教師可以利用現(xiàn)代教育技術及時將抽象的物理現(xiàn)象以具體、直觀的方式呈現(xiàn)出來，激發(fā)學生進行科學探究的興趣，幫助他們真正理解物理現(xiàn)象.

例如 在進行“質點”教學時，教師先在多媒體技術設備的大屏幕上播放以下畫面：河水流動、小鳥展翅高飛、轎車快速行駛、地球轉動等，要求學生認真觀察與分析這些自然現(xiàn)象，意識到世界萬物是在不斷運動的，使其獲得直觀化的印象和認知，快速進入到新課學習中，激起學生對這些自然現(xiàn)象進行科學探究的興趣與渴望.接著，教師繼續(xù)播放一只雄鷹在天空中自由飛翔的錄像，提問：大家可以說出雄鷹各身體部位的運動情況嗎？學生觀看、思考以后作答，指出雄鷹在振翅飛翔過程中，身體整體往前運動，翅膀往前運動的同時還進行上下運動，并呈現(xiàn)地球自轉和公轉的畫面，要求學生嘗試描述地球是如何運動的，使其結合地理學科知識指出地球公轉與自轉是同時進行的，發(fā)現(xiàn)很難描述物體的運動情況.隨后教師指出在科學探究中，為簡化研究問題，通常把物體看作是一個只有質量、沒有形狀與大小的點，也就是質點，引導學生得出質點的定義和條件，使其發(fā)覺質點是理想模型的一種，讓學生自覺找出部分身邊存在的質點，培養(yǎng)科學探究能力.

2 發(fā)揮問題導向作用，明確科學探究方向

提問作為課堂上一種比較常見的教學方式，隨著新課程改革的不斷推進，無論是問題內容還是提問方式均要有所改變，極力發(fā)揮出導向作用，不能顯得過于隨意，答案也不能過于簡單，需具有探究性，吸引學生深層次思考，強化他們的科學探究能力.因此，高中物理教師可根據(jù)教學內容科學設計一組問題，最好以層次性樣式呈現(xiàn)出探究內容，吸引學生積極思考、交流和互動，使其明確學習中的科學探究方向，讓學生對科學研究始終保持興致.

例如 在開展“曲線運動”教學時，教師先播放幾個物體做曲線運動的視頻，包括：籃球投籃、汽車拐彎與過山車的運行等，搭配問題：以上物體在運動過程中軌跡有何特點？由學生觀察、思考和討論后發(fā)現(xiàn)都是曲線，順勢導入曲線運動的定義，然后追問：曲線運動同直線運動有什么不同？學生指出這些物體的運動軌跡均為曲線，使其在實例輔助下初步了解曲線運動.接著，教師提升問題層次：做曲線運動的物體其速度方向有什么特點？學生思考和討論后指出速度方向時時刻刻在變化，借此設置疑問：如何確定做曲線運動的物體每時每刻的速度方向？引導學生猜測：當鋼球從彎曲的玻璃管中滾出來時，運動方向是什么？使其順勢進行推測、驗證和探究.之后，教師播放“鋼球滾落”的實驗視頻，對學生提出的猜想和推理過程進行分析，他們能夠直觀看到曲線運動速度方向始終沿著曲線某一點的切線方向.隨后教師繼續(xù)提升問題層次：曲線運動每時每刻的速度方向都在變化，屬于變速還是勻速運動？引領學生進行深層次的科學探究，提高他們的學習效率.

3 結合優(yōu)質生活資源，訓練科學探究能力

物理同生活之間有著比較密切的關系，在高中物理教材中編排有大量的生活元素，物理現(xiàn)象在生活中可謂是隨處可見，這為高效課堂的建構提供了諸多優(yōu)質資源.在高中物理教學實踐中，對于科學探究能力的培養(yǎng)來說，教師需結合實際教學內容有的放矢地引入生活資源，確定課堂與生活之間的結合，以此豐富物理教學資源，帶領學生在比較熟悉的生活化氛圍中主動展開分析與研究，使學生感悟物理和生活之間的聯(lián)系，訓練學生的科學探究能力.

例如 在實施“時間”教學時，教師可先設計生活化話題：你們早上是在什么時間離開家的？走到學?；ㄙM多長時間？又是什么時間到達學校的？要求學生結合個人實際情況進行作答，分別說出離開家和到達學校的時間，以及在路上花費的時間，使學生體會到只是依靠固有知識難以解釋出來，從而激發(fā)學生強烈的科學探究欲望.接著，教師給出問題：在上述事件中出現(xiàn)多個“時間”，它們在本質上有哪些區(qū)別？提示學生根據(jù)生活嘗試展開科學探究，發(fā)現(xiàn)有時間點與時間段之分，借此說明離開家和到達學校都是時間點，也就是時刻，在路上則是兩個時刻之間的時間間隔，可在表示時間的數(shù)軸上用“線段”來表示.并要求學生利用數(shù)軸畫出一個時間軸，從原點0開始，沿著正方向依次標出1、2、3等，使其結合時間軸上找到第1s初，第2s末，前3s，第4s內等，讓學生分辨是時刻、還是時間間隔，使學生在練習中深入理解時刻和時間間隔的具體含義與區(qū)別.之后，教師仍然結合生活資源指導學生學習時間的相關知識，使學生在實際案例中正確認識時間，培養(yǎng)與發(fā)展他們的科學探究能力.

4 借助實驗教學契機，拓展科學探究深度

眾所周知，物理是一門以實驗為基礎的自然科學類科目，實驗既屬于高中物理課程體系的重要構成，還是學生展開科學探究的常用手段，培養(yǎng)學生的科學探究能力時，需要實驗提供更多的助力.具體來說，高中物理教師在課堂教學中可借助實驗教學的功效，通過演示實驗拋磚引玉，激起學生主動參與科學探究的積極性，盡量為學生安排更多的獨立實驗與分組實驗活動，使學生通過實驗深入探索物理，由此拓展科學探究深度，學習效果更佳.

例如 以“向心力”教學為例，教師先要求學生回憶同圓周運動有關的知識點，再現(xiàn)場演示一個有趣的小實驗：在木板上用圖釘把細線的一端固定，另外一端則系上一個小球，給小球施加一個初速度使其做圓周運動，片刻后引出問題：小球為什么會緩緩地停下來？在何種情況下，小球轉動可看作是勻速圓周運動？使學生認真觀察、思考和探究后指出小球緩緩停下來是因為受到木板之間的摩擦力作用，如果它受到的重力、拉力、支持力、摩擦力均較小，就能忽視掉，線速度減小將非常慢，可看作是勻速圓周運動.之后，教師指導學生一起分析在上述實驗中小球的具體受力情況，使學生在科學探究中揭示向心力，然后組織他們親自動手操作實驗，讓兩個人手拉手一起轉動，或者一個人繞著另外一個人轉動，分析和交流手的感覺，切實感受向心力的確存在.隨后教師帶領學生進行分組實驗，深入探究向心力大小會受到哪些因素的影響，使其通過實驗展開科學探究，知道向心力是效果力的一種，讓學生加大科學探究的力度.

5 創(chuàng)設適宜的教學情境，積極參與科學探究

針對高中物理知識的學習，教師需注重對學生的引導，使其可以極力展現(xiàn)出個人思維能力，如果缺乏特定情境下的引導，就很難確保學生可以進入良好的思維狀態(tài)之中，自然會影響到學習效率，不利于高效課堂的建構.對此，高中物理教師在平常的教學中應注重對學生科學探究能力的培養(yǎng)，根據(jù)具體教學需求靈活利用實物教具、實驗現(xiàn)象或以圖文并茂的方式創(chuàng)設適宜的情境，使學生思維被激活，吸引學生積極踴躍地參與到課下探究活動中.

例如 在講授“自由落體運動”過程中，教師先展示一些物體的自由下落現(xiàn)象，如屋檐滴水、樹葉飄落、果實落地、雪花紛飛等，據(jù)此創(chuàng)設教學情境，要求學生認真觀察自然界中存在的下落現(xiàn)象，比較不同物體下落速度的快慢，思考：輕重不同的物體，下落的快慢是否相同？使學生結合個人認知自由討論和交流，讓學生不知不覺地進入科學探究狀態(tài).接著，教師演示實驗：等質量硬紙片和鐵片等高釋放，等質量紙團和紙片等高釋放，輕紙團和重紙片等高釋放，進一步創(chuàng)設適宜的教學情境，引導學生積極踴躍地參與到科學探究活動中去，根據(jù)對實驗現(xiàn)象的分析與探究得出結論——重的物體不一定下落得快，讓學生意識到物體下落的快慢同質量無關，隨后教師設疑：在剛才實驗中到底是什么因素影響物體下落的快慢？學生知道是空氣阻力，由此引出牛頓管實驗，讓學生進一步認識自由落體運動，使學生的樹立科學意識，助推高效課堂的生成.

6 設計任務驅動教學，強化科學探究欲望

在高中物理教學過程中，科學探究活動往往目的性較強，在學生正式進行科學探究之前，教師需為他們明確科學探究的目標，以免出現(xiàn)無效或者低效的學習與思考行為，使學生整體學習效果更好，促進高效課堂的建構.為此，高中物理教師可以圍繞具體教材內容精心設計一系列任務，依托任務驅動教學法的優(yōu)勢，讓學生找到明確的物理學習目標，使學生在任務驅動下積極自主思考與合作探討，進一步強化學生的科學探究欲望，深入探究物理科學的奧秘.

例如 在“電勢能和電勢”教學實踐中，教師先布置一項復習任務，要求學生回顧物體做自由落體運動和平拋運動時速度改變的原因，物體動能改變的原因，動能的形成原理，重力做功的特點，帶電體在靜電場中受力方向的判斷與大小計算，這是學生學習本課內容的基礎，為學生科學探究能力的發(fā)展奠定基礎.接著，教師要求學生閱讀教材內容，安排任務：哪種能量減少會導致電荷能量增加，介紹能量變化的量度是什么，引出科學探究內容，使學生從多個視角思考問題，培養(yǎng)學生的科學探究能力.之后，教師布置任務：探究電場力做功特點，引導學生結合所學知識及物理學習經驗自主獲取研究思考，通過研究靜電力做功來研究電場中的能量，促使學生借助類比思維設計合理的科學探究思路，提升科學探究能力.如此，教師通過設計任務驅動學生主動探究物理科學的奧秘，強化學生進行科學探究的欲望，使學生在任務驅使下深入研究和探索電勢能及電勢相關知識，最終通過科學探究能力培養(yǎng)促進高中物理高效課堂的構建.

7 結語

總的來說，在新時期教育背景下的高中物理教學活動中，教師應及時更新教育觀念與轉變教學思路，既要關注理論知識的講授、物理技能的訓練，還需把科學探究能力的培養(yǎng)放在重要位置，極力發(fā)揮出物理學科特征的優(yōu)勢.基于現(xiàn)代教育技術、問題導向、生活資源、實驗操作、創(chuàng)設情境、任務驅動與課下實踐等多個途徑大力培養(yǎng)學生的科學探究能力，為學生提供更多參與科學探究的機會，全力增強學生的科學探究能力，真正建構起高效課堂.

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