高中物理教學如何培養學生的科學探究能力

摘 要： 與傳統的物理課堂相比，新課程背景下的高中物理課堂將學習的重心由知識積累轉化為能力培養，由學生被動接受知識轉化為主動探究，由教師的一味灌輸轉化為多樣化、現代化教學模式的構建。在具體的教學實踐中，作者積極拓寬自己的知識面，創設有效的教學情境，培養學生的質疑意識；師生合作，開展研究性學習活動；讓網絡技術有效滲透于具體的實驗教學活動中，多措并舉，為培養學生的科學探究能力不遺余力。本文中所述的拙見，希望能夠對推進高中物理課程改革活動，培養德才兼備的高素質人才有所借鑒與教益。

關鍵詞： 高中物理教學 科學探活能力 培養策略

當今社會，隨著經濟的飛速發展，國際間的競爭日趨白熱化，對高素質人才的培養提出了更高的要求。在物理教學過程中，教師要摒棄傳統的、學生被動接受和反復練習的教學模式，注重學生主動參與、科學探究意識與能力的培養，在實現變革學習方式的同時，深化素質教育，推動課程改革。

一、創設教學情境，培養學生質疑意識

物理學科的研究內容涉及萬物的運動之理，融合數學、哲學、美學、邏輯學等學科知識于一體。要使得學生能夠客觀、條理地認知物理世界，我們就要培養學生一定的質疑意識，讓學生在“憤”、“悱”的學習狀態中積極思考、自主探究，讓學生的理性思維在不斷的碰撞中形成與發展。

如在講授閉合電路的歐姆定律這一章的內容時，筆者將一只小燈泡接在電動勢為3V的電路中，小燈泡正常發光。這時，筆者向學生提問：“如果老師把這只小燈泡接在電動勢為9V的電路當中，結果會怎么樣呢？”學生簡單交流后，一致認為小燈泡會被燒毀。于是，筆者把小燈泡接入電動勢為9V的閉合電路中，小燈泡卻只發出微弱的光。學生一頭霧水，開始積極思考其中的原因。這就給這節課“電動勢大的電源，不一定能對同一電器提供更多的能量”這一電路設計問題的理解難點創設了較好的問題情境，順利地導入了教學內容，培養了學生的質疑意識。

這堂課的情境創設，利用學生已有知識的不完備認知、學習過程中的認知矛盾進行創設，達到了較好的課堂教學效果。此外，積極聯系生活實際，引導學生對于日常生活中司空見慣的現象進行積極思考，利用歷史上的“物理悖論”與佯謬，也可以讓學生沉浸在一定的問題情境中，促使他們積極思考，有效質疑。如拔河這一運動，學生普遍認為獲勝一方的拉力大于另一方。我們在講授牛頓第三定律——力的相互性的時候，就可以設置這一情境，深化學生對于課堂內容的理解。還有，課堂上積極引入永動機的問題、光路可逆的問題、力維持物體運動等問題，都能夠促使學生在情感與心理上的大起大落中開始質疑，培養他們的科學探究意識和能力。

二、師生合作，有效開展研究性學習活動

物理教學要培養學生的科學探究能力，開展研究性學習活動是必不可少的一項學習模式。但在具體的教學實踐中，一些教師對于研究性學習活動的參與、指導不足，導致學生摸石頭過河，削弱了學習活動的效果。故而，筆者主張在研究性學習活動中，要充分發揮教師的主導作用，從課題選擇，優化信息渠道，優化研究方法諸方面與學生合作，有效促進學生探究能力與科學素養的提高。

（一）在課題選擇方面，學生限于生活與研究經驗的不足，往往會流于空泛，或者超出高中生的能力范疇，影響學習興趣和效果。這時，教師需要積極主導，多方協調，幫助學生確立與生活實際緊密聯系研究課題。如學習了“運動學”、“動力學”之后，引導學生研究“菜刀上的力學知識”；學習了摩擦力之后，引導學生研究汽車中的剎車防抱死系統的工作原理。當然，這并不意味著教師要包辦課題選擇，而是在學生自主選題的基礎上，加以調整研究范圍的大小，根據學生能力循序漸進，達到最佳的研究效果。

（二）在信息查詢方面，教師要根據研究選題，給學生提供科學有效的參考書目，即使是網絡查詢，也要給予一定的搜索指導，以免學生盲目海選，浪費時間與精力，影響學習效果。如在指導學生研究“彈簧振子的振動周期與振子質量的關系”這一課題時，筆者就指導學生關注集成開關型霍爾傳感器的相關資料，測量過程中注意了解相關的誤差理論。由于學生在查詢信息方面極具針對性，大大優化了研究活動的效果。

（三）在具體的研究過程中，學生由于思維的單一性，缺乏一定的創意和活力，在遭遇研究瓶頸時往往不知所措，影響研究興趣與活動效果。這時，教師要及時給予思路點撥，讓他們撥云見日，“柳暗花明又一村”。如研制“水火箭”的活動，學生在完成一級水火箭之后，卻不知道該如何解決一、二級水火箭中的氣密隔離問題。這時，教師進行點撥，要使得密閉玻璃管中中間的一段水銀柱向一方移動，該怎么辦呢？由此及彼，學生終于研究出了，在兩個瓶子連接處，用一個導管內裝一顆滾珠的方法，突破了這一研究活動的關鍵難題。

三、借助網絡，優化物理實驗教學

隨著信息技術的飛速發展，在高中物理教學中合理利用網絡技術，不僅可以彌補傳統實驗課堂的不足，更能夠將物理知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀很好地結合在一起，有效達到物理實驗教學的三維目標，提高學生的科學探究能力。

（一）充分利用網絡虛擬實驗室。實驗教學的初衷在于引導學生驗證、探究既定的物理現象與規律，激發學生探究物理知識奧秘的興趣，培養學生的科學探究能力。但在傳統的班級實驗室里，出于安全或者其他因素的考慮，教師往往會制定方方面面的實驗規則，而正是這些規則使得學生不能夠在實驗過程中心無旁騖，終有所顧忌，影響了學生實驗能力的提高，凸顯了傳統實驗教學的弊端。此時，網絡虛擬實驗室的出現，便成了傳統實驗教學的有效補充，彌補了傳統實驗過程中的一些缺憾。以電學實驗為例，螺旋測微器需要正確使用，但如果不正確使用會出現什么后果呢？傳統實驗教學是沒有答案的。但在網絡虛擬實驗室里，可以形象直觀地呈現不同的錯誤用法所產生的不同后果，而這些極具破壞性的實驗后果或許正是培養學生科學探究能力的沃土。試想，如果沒有了虛擬的實驗室，我們的實驗教學該是多么的遺憾啊。

（二）利用網絡還原實驗過程。傳統的實驗課堂，我們更注重實驗結果，達到既定的驗證目的。在網絡技術悄然滲透于物理實驗課堂后，我們可以利用網絡的強大功能，將或宏觀，或微觀，或瞬間，或漫長的物理運動的具體情況與規律進行形象再現，還原實驗過程。學生在由衷感嘆物理知識的神奇之余，自然會產生強烈的科學探究的欲望，優化我們的物理實驗課堂。如電磁感應中的渦流現象，僅僅使用傳統的實驗方法，用肉眼觀察，我們是難以言述的。但有了網絡技術的輔助，我們便可以將其直觀再現，提高課堂教學效率。類似地，如電磁光譜、分子的熱運動等內容，我們都可以運用網絡，使其在學生心目中留下深刻的印象，為提高學生的科學探究能力奠定基礎。

（三）其他優勢。利用網絡，我們還可以快速處理實驗過程中的智能數據，讓學生實驗過程中的數據記錄更輕松，也更準確。學生在自主設計個性化實驗的時候，還可以充分查詢網絡中的豐富資源，為我所用，優化學生的實驗設計過程，提高學生的理性思維能力。對于教師來講，利用網絡技術與學生進行交流、指導也非常方便，不受時間與空間的限制。

總之，面對新的時代形勢與世界格局，我們的教學活動已然不能再將學生當做盛裝知識的容器，更應當引導學生形成良好的科學素養與探究能力，讓學生乘著課程改革的東風，在神奇、瑰麗的物理領域恣意翱翔，成為未來祖國建設與發展的中流砥柱、人才棟梁。

參考文獻：

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