高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的研究

王禎澤

摘要：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版2020年修訂》對(duì)實(shí)驗(yàn)課程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力提出了新的要求。新課程標(biāo)準(zhǔn)明確了學(xué)生是實(shí)驗(yàn)探究課堂的主體，教師在實(shí)驗(yàn)探究課堂上屬于引導(dǎo)人，這就要求教師在給學(xué)生探究空間的同時(shí)避免學(xué)生的虛假探究，這就要求實(shí)驗(yàn)課要遵循教育教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理問(wèn)題情景，靈活引導(dǎo)生活實(shí)踐問(wèn)題推廣，以提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面的科學(xué)探究能力。基于此，本文對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)展開(kāi)了研究，并提出了學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)路徑，希望可以為廣大的高中物理教師提供一些參考建議。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);科學(xué)探究能力

眾所周知物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和理論的建立都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂中有時(shí)由于教師時(shí)間有限或?qū)W生自身知識(shí)掌握不透，教師容易直接將結(jié)論告知學(xué)生，沒(méi)有給學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行反思，容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力和思維能力。如果教師不能正確設(shè)計(jì)課程內(nèi)容和時(shí)間表，學(xué)生很容易感反感和厭學(xué)，放棄復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)步驟或強(qiáng)理論實(shí)驗(yàn)，被動(dòng)接受其他學(xué)生或老師的結(jié)論，從而對(duì)物理實(shí)驗(yàn)失去興趣，難于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路，把問(wèn)題、證據(jù)、解釋和交流內(nèi)容嘗試把演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題情景引領(lǐng)學(xué)生探索，并融入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或3D實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞剿髋囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。同時(shí)多問(wèn)題角度啟發(fā)學(xué)生多方法操作實(shí)驗(yàn)，分析驗(yàn)證結(jié)果，在學(xué)生的主動(dòng)參與下可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象和分析物理問(wèn)題的能力，且提升學(xué)生科學(xué)探究能力。在組間評(píng)價(jià)交流互動(dòng)提高學(xué)生自我總結(jié)反思探究的實(shí)驗(yàn)方法的利弊，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的創(chuàng)造思維和批判思維。從而探索出高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的途徑如下：

一、創(chuàng)設(shè)情境提高學(xué)生探究積極性

學(xué)生很容易被“意想不到”的事情吸引，與“意想不到”的事情相比，人們更愿意探索未知的事物，所以教師可以創(chuàng)造一些“意想不到”的場(chǎng)景來(lái)吸引學(xué)生的注意力，提高他們主動(dòng)回答問(wèn)題的積極性。學(xué)生的生活體驗(yàn)在某些特定的情境下只是一種規(guī)律，當(dāng)具體情況發(fā)生變化時(shí)，規(guī)律可能相應(yīng)的也就不復(fù)存在。例如，《牛頓第三定律》這一課的學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以讓學(xué)生演示拔河比賽的場(chǎng)景，兩邊的拉力相等，而這一場(chǎng)景的演示顯然與學(xué)生的認(rèn)知是沖突的。在大多數(shù)學(xué)生心目中，他們認(rèn)為拔河比賽只有強(qiáng)大的牽引力才能贏得，由于這一幕與學(xué)生的生活息息相關(guān)，他們不僅會(huì)在課堂上對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一系列的討論和分析，而且會(huì)在課后繼續(xù)討論他們認(rèn)為“神奇”的東西。如果他們以后參加拔河比賽，他們能夠快速思考，要贏得拔河比賽，需要增加摩擦力。例如，當(dāng)學(xué)習(xí)慣性時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)問(wèn)題情景使用學(xué)生熟悉的乒乓球?qū)嶋H操作。空心乒乓球和充滿沙子的乒乓球可以讓男孩和女孩同時(shí)打乒乓球，學(xué)生們會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，女生很容易打空心乒乓球，而男生卻不容易打?qū)嵭钠古仪颍緦?shí)驗(yàn)可以用來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且最終可以得出影響慣性的因素。

二、利用生活情境激發(fā)學(xué)生興趣

物理的很多知識(shí)點(diǎn)都來(lái)源于生活，可以說(shuō)物理源于生活，但是現(xiàn)階段的物理教學(xué)卻脫離了生活場(chǎng)景，學(xué)生對(duì)生活場(chǎng)景的熱愛(ài)超出了單純的理論知識(shí)。因此教師在創(chuàng)作物理情境時(shí)，教師應(yīng)與學(xué)生的日常生活緊密聯(lián)系，在了解學(xué)生的日常生活后，教師應(yīng)能根據(jù)學(xué)生的生活場(chǎng)景和熱點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與物理知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的現(xiàn)象，創(chuàng)造與自己生活和最關(guān)心的熱點(diǎn)相關(guān)的場(chǎng)景，大大提高他們?cè)谌粘Ｉ罨驅(qū)W習(xí)中提問(wèn)的能力。例如，在慣性的學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師可以用生雞蛋和熟雞蛋作為實(shí)驗(yàn)，在不打爛雞蛋，有什么方法可以直接判斷哪個(gè)是生雞蛋，哪個(gè)是熟雞蛋，肉眼觀察不出來(lái)，可以用慣性來(lái)判斷，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)不僅能引起學(xué)生的注意，而且在生活中也能靈活運(yùn)用。通過(guò)這個(gè)例子，教師可以引導(dǎo)學(xué)生知道常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上提出更多的問(wèn)題并結(jié)合物理知識(shí)，就可以探索更多的自然奧秘。

三、巧用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提高小組實(shí)驗(yàn)效率

對(duì)物理小組實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取主要依賴于學(xué)習(xí)小組的獨(dú)立性，所以在實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)中的小組劃分和教師指導(dǎo)就顯得極其重要，實(shí)驗(yàn)前所設(shè)計(jì)情景問(wèn)題的解答可以讓學(xué)生借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作做好預(yù)習(xí)，并對(duì)問(wèn)題拓展思考實(shí)驗(yàn)操作橫向比較分析。同時(shí)教師合理配置小組，明確小組成員分工，誰(shuí)來(lái)安裝設(shè)備，誰(shuí)來(lái)記錄處理數(shù)據(jù)，誰(shuí)來(lái)管理實(shí)驗(yàn)等等，以避免少數(shù)學(xué)生出現(xiàn)不參與的情況。以《探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)為例，當(dāng)學(xué)生第一次做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能準(zhǔn)確掌握平衡摩擦的方法，不能解決平衡摩擦不到位的問(wèn)題。如果教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并幫助糾正，學(xué)生的后續(xù)實(shí)驗(yàn)就無(wú)法進(jìn)行，教師要控制小組劃分和學(xué)生參與的情況，以此可以大大提高學(xué)生的信息獲取能力。

四、培養(yǎng)溝通交流習(xí)慣

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)一直與旁邊的同學(xué)溝通、交流，但是這種溝通、交流只局限于小范圍內(nèi)，而且只有當(dāng)他們的問(wèn)題無(wú)法解決時(shí)，他們才會(huì)與其他學(xué)生交流和討論，但是這種小范圍的交流并不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的交流和分享的需要。因此，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后教師必須給學(xué)生一些時(shí)間進(jìn)行小組間對(duì)比交流，促進(jìn)學(xué)生思考總結(jié)評(píng)價(jià)本組實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)論分享，同時(shí)交流出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法或有待其他小組幫助分析解決的問(wèn)題，讓學(xué)生在總結(jié)分享進(jìn)步，提升科學(xué)探究能力的批判思維。

結(jié)論：

本文通過(guò)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的研究，發(fā)現(xiàn)目前我國(guó)的教育越來(lái)越重視科學(xué)探究能力。科學(xué)探究能力不僅可以提高學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)能力，而且可以幫助學(xué)生處理更復(fù)雜的問(wèn)題，為成為綜合性人才打下良好的基礎(chǔ)。但是在高考的影響之下，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是高考的重要組成部分，越來(lái)越多的教師把重點(diǎn)放在知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)上，強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)練習(xí)，雖然教師也認(rèn)識(shí)到了科學(xué)素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的重要性，開(kāi)始重視學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展，但是這種程度的重視顯然是不夠的。作為高中物理教師，應(yīng)該更重視提高學(xué)生在課堂上的主體地位，以更好的提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積欲望。

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