基于探究能力培養的高中物理實驗教學研究

摘 要：實踐證明，高中物理實驗教育可以提升學生的探究能力。筆者結合自身多年教學經驗，探析高中物理實驗教學如何促進學生探究能力發展，并列舉相應教學案例說明培養學生探究能力的相關策略。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;探究能力;培養策略

中圖分類號：G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2019）32-0046-02

引 ? ?言

在高中物理實驗教學中，教師要善于引導學生投入實驗探究，使學生將教材理論與實踐操作結合起來，從而在提升實驗教學質量的同時，提升學生的探究能力，使學生深入理解物理知識。

一、問題導入，激發探究意識

世界變化萬千，值得我們學習與探究的知識十分豐富，教師要想充分激發學生的探究意識，首先要讓學生產生探究的想法與欲望。問題導入法的特點在于可以讓學生產生好奇心與求知欲，并讓學生主動投入相關的探究活動，驗證自己的問題與設想[1]。例如，教學“運動的描述”這部分內容時，教師可以先提出一些能夠激發學生好奇心的問題，如“運動是一種怎樣的概念？”“我們學習地理知道地球在不停地運動，但為什么我們沒有任何感覺？”這些問題雖然具有一定的抽象性，但可以讓學生慢慢進入思考狀態，對后續學習具有重要意義。隨后，教師可以將物理知識與生活相聯系，繼續引導學生，如“大家坐車來學校的途中，是不是發現路邊的樹木在不停地后退？”“大家坐在車上時，有沒有發現什么物體是完全靜止的？”在這一過程中，教師可以引入“參照物”“運動”等概念，使得抽象的概念具體化、形象化，幫助學生盡快了解相關知識點。此外，教師還可以利用多媒體信息設備播放一段與“運動”有關的視頻，通過直觀的運動視頻引入“參照物”“速度”“靜止與運動”等物理概念，降低學生理解與思考的難度。由此可見，問題導入法不僅可以幫助學生盡快打開思維，而且能使學生盡快進入學習情境，使學生主動觀察、思考、探究生活中的物理現象，不斷提高實驗探究能力，形成良好的探究意識。

二、實驗探究，培養動手能力

高中物理教學不僅要求學生具備對物理實驗的探究意識，而且要求學生具備較強的動手能力，需要學生通過親身體驗來提升對物理知識的理解能力和運用能力[2]。而從目前物理教學現狀來看，大部分學生的動手能力較差，因此培養學生的動手能力十分必要。教師可合理利用學校的相關資源對學生開展實驗教學，培養學生的動手能力[3]。例如，在進行“力的平行四邊形定則”這一實驗時，教師可先為學生講解實驗的基本原理、相關物理知識，然后提供白紙、直尺、圖釘、彈簧、細線、三角板、橡皮條及方木板等物品讓學生操作。在學生自由操作時，教師可進行巡堂觀察，發現學生實驗失敗后應引導其發現錯誤并予以糾正。這一實驗中常見的失敗因素有結點位置不對或拉動方向不對等。實驗可以培養學生的動手能力和科學嚴謹的態度，能夠充分激發學生的學習興趣，更好地實現學生實驗探究能力的提升。除此之外，教師可引導學生利用自己掌握的物理知識展開課外實驗探究，依據物理核心素養對作業形式進行創新和活化的教學要求，將課內實驗拓展到課外，將實驗教學延伸到課外，以更好地培養學生的動手能力，并不斷提升學生的探究能力。為了讓學生更深入地開展物理知識探究活動，教師可組織學生以合作形式進行實驗操作。

三、鼓勵假設，自主設計實驗

“假設”即學生結合已有的物理理論知識與實際經驗，合理猜測教師提出的問題，并表達自己內心想法的過程。同時，“假設”是教師開展物理實驗探究教學活動不可或缺的重要環節。因此，教師在教學過程中應靈活應用獎勵機制，鼓勵學生對實驗內容進行猜想、假設，指導學生勇于提出看法和見解。教師應鼓勵學生自主設計實驗方案，讓學生在自主思考及合作探究的過程中對問題進行探究、分析，并尋求解決問題的方案。例如，在研究“向心力的大小與哪些因素有關”這一主題時，教師通過演示實驗幫助學生初步了解向心力，緊接著向學生提問：“哪些因素與向心力的大小有關？”學生經過觀看演示實驗與獨立思考后，做出以下幾種假設：（1）和小球質量大小有關;（2）和小球的連接線長度有關;（3）和小球的轉動速度有關。當學生做出假設后，教師可及時指導學生設計實驗方案，進而對假設的正確性進行驗證。針對第一個假設，學生設計如下實驗方案：選用質量比為2∶1的鋼球與鉛球，確保兩個球在各自運動過程中角速度與半徑相同，觀察鋼球與鉛球露出的紅白相間方格數的比值，若比值為1∶2，說明向心力比值同樣為1∶2，同時也說明質量大小與兩個球受到的向心力有一定關系。這種教學方式不僅能夠提高學生的開拓創新能力，而且能夠培養學生的物理實驗探究素養。

四、小組合作，探究多樣解法

在實際操作環節，教師可以帶領學生開展小組教學，將學生劃分為不同的小組，引導學生就問題進行小組討論。在討論過程中，教師應啟發學生從多角度思考問題，探究多種解決方案，并從中選擇最佳方案，來鍛煉學生的思維能力，使學生應用發散思維思考問題，感受處理問題的多種解法。例如，在開展實驗“測定金屬的電阻率”時，有學生提出，電流表不存在電阻，將其引入電路中，無論用何種介入方式都不影響最后結果。教師引導學生進行小組探究，由小組成員合作驗證。在實驗過程中，部分學生選擇在電路中接入定值為5Ω的電阻、電流表，串聯連接，隨后用電壓表檢測電池的電壓，最后統計總電阻值，并將統計值與5Ω對比，結果發現統計值偏高。這一結果證明，在實際操作中應將電流表的電阻納入計算范圍。部分學生對以上實驗方式產生懷疑，表示可通過滑動變阻器提高實驗嚴謹性，應先選取某一位置，并用滑片測量電阻值，隨后測量電流表接入后的總電阻，計算差值，并依照這一辦法進行多次實驗，最后對比差值關系。結果表明，差值大小十分接近，于是得出結論，電流表存在電阻值。教師在開展物理教學時，除為學生講解基本實驗步驟、原理外，應安排實踐板塊，采用生活中的常見案例作為引導，激發學生對實踐探究的興趣，調動學生對實踐的積極性。

結 ? ?語

總之，高中物理教師在物理實驗教育中要堅持發揮學生學習的主體性，善于導入問題，引領學生展開自主探究。教師應鼓勵學生對實驗內容進行猜想、假設，指導學生勇于提出看法與見解，引導學生就問題進行小組討論，并使學生在討論過程中探究多種解決方案。

[參考文獻]

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作者簡介：高習雷（1984.3—），男，江蘇阜寧人，本科學歷，中學一級教師，研究方向：高中物理教學。