試論中學生物理實驗探究能力的培養

趙斌

摘 要：實驗教學是物理教學的重要組成部分，是深化物理理論知識、提升物理課堂教學質量的關鍵。在物理實驗教學中，教師應更新教學理念，重視實驗教學，借助問題情境，在探究中激發學生的創新意識，自主設計實驗，實施開放性實驗，組建科技活動興趣小組，促進科技創新活動開展，開展探究實驗，培養學生創新能力和探究能力。

關鍵詞：物理教學;實驗教學;探究能力;能力培養

中圖分類號：G421;G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）16-0062-02

建構主義理論認為，單純的知識傳輸并非學生獲得知識的唯一途徑。在教學中，教師應引導學生在特定的環境中通過親身體驗探究知識、獲得知識，并建立認知模型。而在物理課堂教學中，教師應該充分發揮物理實驗的價值，給學生良好的學習體驗，讓學生在實驗中發現物理規律，獲得物理知識，提高動手能力，促進創新能力的發展。本文立足物理實驗教學，對學生探究能力培養策略進行分析。

一、物理實驗教學的重要性

科學探究是物理課堂教學的重要組成部分，也是培養學生物理核心素養的重要途經。具體來說，物理實驗教學的重要性主要體現在以下兩個方面。第一，有助于激發學生的物理學習興趣。物理知識具有極強的抽象性、理論性和邏輯性，學生在學習的過程中面臨較大的困難，極容易產生厭煩情緒。而在物理實驗教學中，教師給學生提供了動手實踐的機會和空間，使物理學習更加直觀、形象和生動，符合初中階段學生的學習規律，可以有效激發學生的物理學習興趣。第二，有助于培養學生的物理核心素養。新課標下，教師在開展物理教學時，必須緊緊圍繞培養學生核心素養這一目標進行。在物理實驗教學中，學生能夠提升觀察能力、動手實踐能力等，同時知識應用能力、創新能力也能得到提升，有利于綜合素養的提高。

二、物理實驗教學存在的問題

受到多種因素的影響，物理實驗教學仍存在諸多弊端，集中體現在以下兩方面。第一，重視程度不夠。受“應試教育”理念的影響，教師對實驗教學重視程度不夠，并未在課堂上給予學生足夠的時間開展實驗教學，甚至部分教師在實驗教學中采用口述的方式進行，僅僅要求學生對實驗步驟、結果進行識記，無法達到實驗教學目的。第二，實驗教學方法單一。在物理實驗教學中，教師嚴格按照教材上所規定的實驗步驟，引導學生進行驗證實驗。在這種實驗教學模式下，學生學習興趣低下，沒有真正實現探究性學習，制約了創新能力的發展。

三、物理實驗探究能力培養策略

1.更新教學理念，重視實驗教學

核心素養背景下，教師要改變傳統的教育觀念，認識到實驗教學的重要性。一方面要徹底改變“理論至上”“成績至上”的傳統物理課堂教學觀念，對實驗教學給予足夠的重視，進而不斷提高實驗教學的比重。另一方面要注重實驗的教育效果和價值，以學生探索物理知識為主，并給予正確的引導，鼓勵學生積極主動地參與到實驗探究中，讓學生在探究過程中發現、思考和解決問題，進而達到學生創新能力的培養目標。

2.借助問題情境，在探究中激發學生的創新意識

在物理實驗教學中設計問題情境，能夠增強學生探究現象背后原理的動機，激發學生學習興趣，培養學生的創新意識。因此，物理教師要以實驗為載體，以問題為引導，讓學生在問題情境中進行思考和探索，分析實驗的思路和步驟，猜想實驗的現象及成因，形成積極主動的實驗探究意識，體現實驗教學的高效性。這樣，學生在問題情境中，能夠激發探究動力，在思維的碰撞和實驗的探索中培養善于質疑的精神，進而達到激發創新意識的目的。例如，在“沸騰”的實驗教學中，教師可在大燒杯中放入一個盛水的大試管，并用酒精燈進行加熱，用兩只相同的溫度計對燒杯、試管中的水溫進行測量。之后，教師提出問題“當燒杯和試管中的水溫均達到100 ℃之后，哪一個會先沸騰起來”，并引導學生在這一問題情境中積極開展相應實驗，讓學生對實驗現象進行觀察、思考。學生在特定的問題情境刺激下，能夠對實驗現象進行深入思考和分析，從而發現沸騰的本質特征，培養創新意識。

3.自主設計實驗，實施開放性實驗

在物理實驗課堂教學中，學生參與實驗設計和操作是新課標提倡的方式。這能夠凸現學生的主體地位，將實驗教學的價值充分發揮出來，提高學生的實驗能力。教師應與時俱進，引導學生在完成相應理論知識學習之后，通過討論、分析等途徑，選出最優的物理實驗設計和步驟，并開展實驗。例如，在“液體的密度”的實驗教學中，教師不是引導學生嚴格按照書本上的實驗方案和實驗步驟開展實驗學習，而是給學生準備了一個彈簧測力計、一根細線、一個小石塊、兩個燒杯、足量的水，引導學生自行設計實驗方案和實驗步驟，并據此開展實驗探究活動，讓學生在實驗中推導出液體密度公式。

4.借助分組實驗，培養學生創新能力

分組實驗是物理實驗教學常常采用的形式，能夠發揮學生的集體智慧，提高實驗教學效率。因此，教師應該將小組合作學習應用到物理實驗中，讓學生在互相交流和合作中發現物理規律，觀察物理現象，推測和驗證物理結論，在分組實驗中培養創新能力。例如，在“用天平測量固體和液體的質量”的實驗教學中，教師可結合學生的學習能力、個性特點等，將學生分為幾個實驗小組，引導小組成員分別準備實驗器材、記錄測量數據、計算等，使小組成員都參與到物理實驗中，培養探究能力和創新能力。

5.組建科技活動興趣小組，促進科技創新活動開展

教師可結合學校的實際情況，借助科技節、科技活動周、科技活動日等，積極開展多種多樣的科技創新活動，使學生在活動過程中提升物理核心素養。具體來說，教師可對學生進行科學分組，也可引導學生自愿進行組合，確保每一個小組的學生人數不超過5個人。教師應結合物理實驗教學內容以及物理實驗中所涉及的知識點，設立問題再現室、制作室、探究室等，滿足物理實驗教學的需要。教師在活動過程中必須充分相信學生的動手能力，放開雙手讓學生自主開展實驗活動。在指導學生進行科技創新實驗的時候，學校現有的器材往往無法滿足學生實驗活動的需求，教師可指導學生因地制宜、就地取材，還可以科學利用廢舊材料，完成物理實驗。在物理實驗科技創新過程中，教師應對物理知識進行拓展，并遵循適度的原則，不能無休止加深。

6.開展探究實驗，培養學生創新和探究能力

為了培養學生的實驗探究能力、創新能力，教師必須要改變傳統的驗證實驗模式，充分借助探究實驗模式，引導學生在主動探究的過程中完成探究能力、創新能力的培養，實現物理實驗教學目標。例如，在“聲音的傳播”的探究實驗教學中，教師可在開展實驗教學之前隨機抽出兩名學生，引導學生各說一句話，讓其他學生猜測是誰說的。這可以激發學生的求知欲望，使學生積極主動地參與到物理實驗教學中。教師可給學生提供實驗材料、實驗設備，引導學生結合所學的知識，大膽猜想實驗方案，并將其設計出來，然后引導學生結合設計的實驗方案進行實驗驗證。學生在完成實驗之后，應結合實驗數據，借助交流的途徑，對其進行分析。學生在交流的過程中，應不斷修正自己的實驗結果，最終完善自身的知識結構。學生在實驗過程中會出現諸多新的觀點和想法等，教師應鼓勵學生積極開拓自己的思維，培養學生的創新能力。

綜上所述，在物理實驗教學中，教師要更新教學理念，借助問題情境、轉化演示實驗、自主設計實驗、分組實驗、小實驗和小制作、科技活動興趣小組、探究實驗等形式，引導學生積極主動地參與到實驗探究中，培養學生的探究能力和創新能力。

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