淺談高一物理實驗教學中學生探究能力的培養

摘 要：本文從高中物理的學習意義入手，通過理念的逐步滲透、品質的逐步養成和培養物理素養等方面來介紹高中學生物理實驗探究能力的培養方法。

關鍵詞：高中物理 探究能力 培養

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：C 文章編號：1672-1578（2016）07-0173-02

當前，高考課程改革已經在全國各省市逐步實施，物理將成為學生的選學科目。然而從高校專業報考的科目要求看，理工科專業甚至經濟專業都要求學生選考物理，可見高中物理的學習對學生的能力培養有著很重要的作用。

高中階段的物理學習有什么意義呢？高中物理教育的目標在于提高學生的科學素養，在學生今后的學習、研究甚至工作、生活中起到至關重要的作用。而培養學生的科學探究能力是實現這一目標的關鍵。在教育部頒布實施的《義務教育物理課程標準》和《普通高中物理課程標準》中均對科學探究能力提出了明確的要求。它對于學生能力的培養有著非常重要的作用。

在實際教學中我們發現，高一的學生在初中物理學習中多采用識記的學習方法，缺乏高中物理所要求的思維能力。物理學又是一門以實驗為基礎的學科，那么如何達到新課標要求的實驗探究能力呢？筆者認為可從以下幾方面入手：

1 理念的逐步滲透

從哲學意義上看，行動受思想支配。培養學生的實驗探究能力，就必須考慮學生主體行為在課堂上的自由再現，而學生主體行為的課堂再現源于學生的科學探究思想，進而延展為科學探究精神。教師方面，以課標為依據，以理念為核心，注重調整自己的教學思想。教學中以實驗探究為契機升華自己的教學思想，注重改變學科本位，注重全體學生的全面發展；以實驗探究為過程改變自己的教學活動方式，引導學生探索物理教學生活化和生活化的物理教學；以實驗探究為起點，改變自己的教學思路，變教為學，探索構建多元化的學習方式的策略和方法。在物理教學中滲透實驗探究理念，在實驗探究中延展知識，在實驗探究中提升物理教學的質量。學生方面，以關注自己的學習能力為前提，以自己的全面發展為目標，積極參與教學過程，參與課堂體驗，在實驗的設計與探究中學習知識，鍛造科學探究精神。教學中，教師注重實驗探究理念的滲透，還物理教學以本來面目。

2 品質的逐步養成

觀念和品質決定學習的質量。教學中，物理教師要把握這一原則，培養學生實驗探究思想品質。一方面，教師在教學中通過言傳身教，過程體驗等方式，轉變學生的思想觀念，構建新型的學習方式。傳統教學重教輕學，重權威輕自主，學生的學習缺乏自主性，參與課堂的積極性不高，久而久之，教師以此為自然，學生以此為習慣。另一方面，學生在學習中因為習慣于長期以來的抄寫記的方式，變得順從和依賴，思維出現了惰性。學生在長期的物理學習中，還形成了知識是老師傳授的，探究是科學家的行為等錯誤觀念。

在高中物理教學中培養學生的實驗探究能力，既要改變學生的學習習慣和思維品質，構建自主探究的學習方式，更要改變學生對物理學習，對物理教學的認識，培養學生的探究意識。因此，改變傳統的學習習慣和思維品質，培養學生的探究意識；改變傳統教學方式構建新型的學習方式迫在眉睫。

例如，在高一物理教材《探究加速度與力、質量的關系》這一節的實驗教學中，課本上參考案例所給出的前提條件是水平板必須光滑，但是在實際的實驗操作過程中，摩擦是不能忽略的，在這種情況下，學生通過實驗，結果用拉力來表示小車受到的合力，實驗不能驗證這三個物理量的關系，學生由此提出疑問，在有摩擦力的情況下，又如何用拉力來表示小車受到的合力呢？此時教師引導學生思考：物體在粗糙斜面上可以勻速下滑嗎？在這個實驗中如何消除摩擦力的影響呢？通過逐漸深入的思考探究，學生找到了利用現有器材進行實驗的正確方法。

3 培養物理素養

從教學過程層面看，實驗探究能力是在實驗探究過程的關注與體驗中習得的。實驗探究過程包括：提出問題，大膽猜想，實驗設計，收集處理數據，過程反思。

提出問題是在物理教學實踐中培養探究能力的基礎條件。愛因斯坦說過：“提出問題有時比解決問題更重要。”物理教學生活化和生活化的物理教學是新課程改革的一個重要理念。對生活的分析和提煉是物理教學的最終目標，教師要引導學生對日常生活中的現象進行分析，并提出相應的問題。其次是點撥啟發，引導學生的思路。教師此時的課堂主導表現在于引導學生提出假設，引導學生驗證自己的猜想，從而引導學生實驗探究。實驗設計是在物理教學實踐中培養探究能力的創造思辨階段。實驗方案的設計就是根據探究的目的制定具體計劃，包括實驗原理的確定，儀器裝置的選擇，實驗步驟的確定，實驗需要注意的事項，科學探究方法的選擇等，這一步驟是充分尊重學生主體，展示學生個性，體現探究能力培養的重要步驟；收集處理數據是在物理教學中培養實驗探究能力的行動準備階段。在實驗探究過程中，不僅要培養學生收集、獲取有用的數據的能力，更要培養學生處理實驗數據的能力，即運用表格、圖表、坐標等形式對數據進行分析、比較、歸納和概括。培養學生能通過觀察實驗現象，對實驗信息進行收集，并能運用簡單歸納原理的方法對數據進行分析并得出結論。這是培養學生具有獨立的分析、總結能力和處理實際問題能力的重要環節；過程反思是在物理教學中培養實驗探究能力總結成果、驗證收獲階段。實驗過程需要反思，實驗思想需要反思，實驗結果需要反思，實驗中出現的偏差與失誤更需要反思，教師要引導學生尋找可能出現問題的關鍵環節，總結實驗探究過程中的經驗和教訓。

在《平拋運動》的教學中，筆者在上課之初，簡單復習了豎直方向的拋體運動，然后提出問題：（1）如果拋出物體的初速度不在豎直方向上，而是在水平方向上的話，物體又會做何種運動？（2）軌跡又是怎樣的呢？

讓學生利用平拋運動軌跡演示儀器，請同學們自己設計實驗，預想實驗現象，并且分析如何用實驗證明預想是否正確。為了加強同學們的積極參與和集體感，在做實驗之前，我把同學們分為幾組，并且都安排具體任務。第一組主要任務是把實驗中發現的問題提出來，第二組不但要做好實驗而且還要負責找出第一組的問題的原因，第三組同樣在做好實驗的前提條件下提出解決方案。這樣的安排既體現了同學們的合作又可以增強學生的競爭意識。

總結學生在實驗中提出的問題及分析原因和解決方案如下：

發現的問題：從軌道上滾下的光滑鋼球離開軌道末端初速度不是水平的；鋼球每次離開軌道的飛行軌跡不同，無法描述。

原因分析：所用的平拋運動演示儀器鋁合金軌道末端不水平；每次鋼球離開軌道水平部分的速度大小不同。

解決方案：調整軌道下面支桿的旋鈕高度使軌道末端切線水平，把小球放在水平部分小球可以平衡，說明軌道末端是水平的。從而保證鋼球離開軌道時鋼球的初速度方向是水平的。利用軌道上的固定擋板，每次讓鋼球從擋板處無初速度的下滑。

以上過程充分地調動了學生學習積極性、競爭意識和成功解決問題的喜悅。從而達到了培養學生科學探究能力目的。

總之，培養學生的科學探究能力，是新理念下物理教學的重要環節，是素質教育的發展要求。因此，在新課標下，針對高中學生，要多方設計，層層深入，循序漸進，在尊重學生，關注過程中培養學生的實驗探究能力，提高學生的物理素養。

作者簡介：周建中，江西景德鎮人，景德鎮一中，高級教師。