指向學生物理科學思維能力培養的探究性實驗教學

張春雷

【摘 要】 在高中物理教學過程中，探究性實驗培養學生分析能力、思維能力、探究能力及創新能力的最佳途徑，滿足新課程標準下對高中物理教學提出的要求.基于此，本文以高中物理電學實驗為例，分析了物理科學思維能力培養的重要性及當前物理點血實驗教學現狀，并以培養學生物理科學思維能力為目標提出了探究性實驗教學的有效對策，推動高中物理教學深入改革與發展.

【關鍵詞】 高中物理;探究性實驗;思維能力培養

新課程改革背景下，提倡高中物理課堂以學生為主體，關注對學生物理科學思維能力的培養，引導學生養成科學的物理思維方式與學習習慣，深化對物理知識的理解與認知，高中物理教師在教學的過程中要以此為方向，組織開展探究性實驗教學，讓學生在探究性物理實驗操作過程中具備動手實踐能力，認識到實驗在物理學習中的地位與作用，養成通過動手實驗探究獲取物理知識的良好習慣，同時實現對學生物理科學思維能力的培養[1].

1 以任務為驅動開展探究性實驗教學

高中物理電學實驗往往會涉及大量的知識內容，在進行探究性實驗教學過程中，教師要明確具體的實驗目標，掌握物理實驗的基本原理，并據此選擇相應的實驗器材，設計具體的實驗方案，在做好以上準備工作后，進行探究性物理實驗，在實驗的過程中需要記錄好實驗數據，以此為基礎推導出實驗結論.由于物理課堂時間寶貴，以上內容難以在一堂物理探究實驗課上完成.為了不影響教學進度，提升物理實驗課堂教學效率，教師可以通過任務驅動法組織開展探究性實驗活動.

例如 在進行《描繪小燈泡的伏安特性曲線》這部分內容教學時，先通過布置課堂任務的方式，讓學生明確實驗原理：第一，讓學生畫出電路圖;第二，讓學生在實物圖上進行電路連接，教師可以通過多媒體設備為學生展示正確的連接方式，以此讓學生掌握分壓式連接法.然后在組織學生進行分組實驗探究，要求學生在實驗過程中記錄好相關實驗數據與實驗過程中遇到的問題，便于完成實驗后對實驗內容進行分析探究.在此過程中，教師可以讓學生將實驗數據計入到以下圖表中，在方便實驗進行的同時，避免數據混淆.

然后再讓學生根據記錄的數據內容，繪制I-U圖像，最后讓學生對小燈泡付安特性曲線的特點進行分析總結.通過這樣的方式讓學生清晰地了解實驗探究的目的與具體流程，有利于提高物理實驗探究教學的效率.值得注意的是，教師在運用任務驅動法組織學生進行物理實驗探究的過程中，要避免對學生思維的限制與局限，要留給學生一定的時間與空間，讓學生進行充分的思考與分析，盡最大努力按自身想法進行實驗，以此培養學生的物理科學思維能力[2].

2 通過類比分析的方式解決學生的問題

電學實驗中經常會出現兩個相似的問題，學生在難以分辨的情況下容易將問題混淆.

例如 在《描繪小燈泡伏安特性曲線》的實驗中，通常會采用分壓式的方法連接滑動變阻器;但在《測電源的電動勢和內阻》的實驗中，通常會采用限流式方法連接滑動變阻器.大多數學生難以分清何時應用分壓式連接法，何時用限流式連接法.對此，教師可以嘗試應用類比分析方式進行教學.在教學過程中，提醒學生留意限流式與分壓式鏈接發，并完成以下表格內容.

通過完成表格內容，學生發現限流式鏈接法更加節能，但是分壓式連接法的電流與電壓力調整范圍要更大一些.然后讓學生通過實驗分析兩種連接方式的不同之處，加深學生的理解與認識.在高中物理教學過程中，教師都可以應用類比的方式解決教學難度問題，如：電流表內接和外接、純電阻電路與非純電阻電路比較等，通過類比的方式鍛煉學生的物理科學思維能力，引導學生在物理學習過程中主導思考與分析對比[3].

3 培養學生的自主探究能力

高中物理實驗教學過程中，教師要引導學生嘗試自主實驗探究操作，以此提升學生的物理科學思維能力與實驗探究能力.在具體實踐過程中，教師要重視每個學生在實驗課堂中的參與情況，并調動學生的學習熱情，引導學生進行自主實驗探究.

例如 在進行《測電池電動勢能和內阻》內容教學時，教師可以嘗試用土豆代替干電池，將燈泡與土豆電池相連接，觀察小燈泡的發光情況.經過觀察后多數學生反映土豆電池沒有電壓，小燈泡沒有發光.在學生提出這樣的問題后，教師通過測量土豆電池的電壓發現土豆電池是有電壓的[4].在這樣的情況下，學生的認知出現了矛盾，激發了學生對物理實驗的探究興趣.此時，教師要以學生已掌握的知識為基礎，引導學生利用已有知識通過不同方式對電池電動勢能與內阻進行測量，有的學生會選擇應用安阻法、還有的學生選擇應用伏安法.在對實驗數據進行處理時，學生可以應用方程式進行求解，也可以通過繪圖的方式解答.在學生完成探究性實驗后，為學生留出一部分時間進行交流討論，在整堂物理實驗課中充分調動學生的思維.在這樣的教學模式下有效激發學生對探究性實驗的興趣，在深化學生對物理知識理解與記憶的同時，幫助學生更好的內化吸收物理知識內容，高效培養學生的物理科學思維能力，同時提升學生的物理實驗探究操作能力.

4 結語

綜上所述，實驗是高中物理教學的重要組成部分，也是學生掌握物理知識的最佳途徑，通過探究性物理實驗，可以有效培養學生的物理科學思維能力，引導學生積極主動的參與到物理課堂實驗探究中，讓學生以主動參與的方式獲取物理知識內容，應用所學物理知識進行實驗探究.高中物理教師在實驗教學過程中，要堅持以學生為核心，及時更新教學理念與教學方法，嘗試應用不同的教學方式，組織開展探究性實驗教學，以此有效培養學生的動手實驗能力、觀察能力、問題分析能力與思維能力等，滿足新課程標準下對高中物理教學的要求.

參考文獻：

[1]姚恒美.新課程高中物理探究性實驗教學實踐分析——基于學生科學思維能力培養研究[J].中學課程輔導：教師通訊（19）：2.

[2]費良軍.深度學習下高中物理實驗教學中培養學生——探究能力的有效性策略研究[J].課程教育研究：外語學法教法研究，2019，000（021）：P.117-117.

[3]戴艷.基于問題為中心的高中學生物理思維能力培養的實踐研究[D].揚州大學，2019.

[4]徐學.高中物理生態課堂理念下培養科學思維能力的探索——以彈簧連接體仿真實驗培養為例[J].物理教師，2020（6）：20-23.