論高中生物理實驗探究能力培養

朱才順

【摘 ?要】針對目前任務更重、教學要求更高的高中物理實驗，物理教師要總結實驗教學經驗，整合教學理念和資源，設計更優的發展環境，培養學生綜合能力。其中，實驗探究能力對學生有非常重要的作用，如提升學生學習效率，提升學生經驗內化效果等，因此探究學生實驗探究能力具有現實而積極的意義。據此，為探究該項能力具體培養措施，結合相關教學經驗和實踐成果，以實驗探索能力培養概念和意義為著力點，探究其具體培養方式，以供參考。

【關鍵詞】高中物理；實驗；探究能力；培養

實驗探索能力作為學生了解高中物理概念、知識的關鍵，能夠提升學生的學習效果，降低學生課堂知識學習難度，提升教師教學效果。尤其在現行更高要求和標準環境下，通過強化學生實驗探究能力，還能有效滲透學科素養，助力學生個性發展、綜合發展和全面發展，甚至優化學生學科學習觀念等。據此，有必要探究高中物理實驗能力培養的路徑。

一、高中物理實驗探索能力培養概念及價值

結合高中物理實驗要求、教學任務等要素看，實驗探索能力培養主要是指教師基于實驗內容，堅持學生中心，以學生思維能力、動手能力、遷移能力為中心，為學生營造適應性強的發展環境，以讓學生形成正確的實驗探索觀念、習慣、行為等。由此，實驗探索能力培養具有適應性、合理性、系統性等特征，其中適應性主要是指教學內容要適應學生和教材教學內容，如適應學生基礎能力、情感需求等。合理性實驗方式內容要合理，既不能超過學生能力，又不能太過簡單，以避免影響學生實驗探究觀念。系統性要求教師在設計實驗培養環境時，要注意知識與技能的銜接，要把控知識、經驗、情感同學生的交互，以讓學生形成的知識更具

體系。

基于高中物理實驗探究能力培養有效經驗，其培養意義非凡。首先，有助于教師的教。一是能夠降低教師課程教學難度。通過培養學生實驗探索能力，能夠讓學生形成物理學科學習思維，即對知識和概念擁有探索意識，繼而更好地配合教師課堂教學，汲取知識經驗。二是能夠加快教師發展速度。由于學生實驗探索能力的培養需要教師深入學生群體，分析實驗有效表現形式，優化實驗過程，創新實驗形式，從而會直接提升教師素養和教學技能。如更加科學地觀察和記錄學生實驗表現，并給予科學的評價等。其次，有助于學生的學。一是有益于學生高中物理知識的汲取和內化。物理實驗探索能力能讓學生深入物理知識要素內涵，并遷移其中關鍵知識，繼而全面提升自身學科素養和能力，促使學生擁有更好的學習效果。例如，學生結合實驗探索方式，解決現實生活問題。二是可實現學生本我思維能力的發展。物理實驗探索能力的本質是學生立足自身對物理知識的理解、認知、邏輯思維，探究高中物理知識脈絡，而這一過程便會逐漸鍛煉和提升學生的物理邏輯思維能力。

二、高中物理實驗課程提升學生探究能力路徑探究

盡管高中學生思維、能力等要素相較于小學和初中有了較大的提升，但是從細化角度看，學生主觀能力較差，加之高中物理難度較大，若教師未重視實驗教學環境的有序建設，必然會影響學生各項實驗能力的提升。據此，結合相關經驗，認為應從實驗的趣味性、創新實驗形式、明確實驗目的、實驗分層等層面出發，架設良性學習環境。

（一）基于趣味性實驗提升學生實驗探究能力

經驗表明，趣味性強實驗能夠激發學生實驗參與興趣，讓其主動、積極地探究實驗線索，繼而更加快速地將實驗知識內化于心，更快地提升實驗探究能力。因此，相關教師要研究哪些元素既符合實驗內容，又能適應學生多元而豐富的興趣需求。首先，教師要改變原教學方式，給出主題讓學生基于學習內容，自主設計實驗內容和方向，這樣不僅能夠提升實驗主題地位，還能讓學生在探究實驗內容、方式、器材過程中，得到成長。其次，要基于學生興趣，設計針對性強的實驗探究內容。教師要深入學生群體，了解不同學生不同的興趣，設計趣味性強、空間強、感受性強的實驗內容，如班級中大部分男生以及部分女生對運動感興趣，此時可設計室外實驗探索方式。

以室外運動實驗為例。在慣性實驗探究中，讓學生嘗試在較快速度下嘗試停下?；蜃寣W生以一個人或多個人推動一個較重的物體，然后拋出探究內容，為什么跑步速度越快，就越難停下來？為什么推動物體剛開始需要花費的力氣更多？在這些具有趣味、探索性強的內容下，學生會主動、積極地探索慣性內容，且獲得探究能力。此外，在開展這類探究實驗時，可聯動班級體育課程進行，這樣不僅能夠保障學生的安全，而且能達到多學科融合的目的。

（二）基于實驗內容創新實驗形式

現代高中物理的探索能力，不是簡單地模仿教師實驗步驟重復實驗過程，而是要求學生結合自身學習經驗和能力，探索實驗的其他不同表現形式，即創新實驗形式。究其原因，若不基于實驗培養學生遷移探索思維，那么可能導致其在遇到難度較大的實驗時，會出現掌握難、理解難、探究難等問題。因此，為避免這一情況，教師在設計實驗內容或方式過程中，要重視實驗內容的重構、完善，并優化和創新，如在學生能力基礎上簡化實驗流程，改變實驗方向等，以在搭建直觀、系統實驗環境時，提升學生學習質量和效率。

以電流表改裝電壓表為例，在探究該實驗經驗時，基于學生理解和認知能力，可簡化實驗流程，在學生完成實驗后，可讓學生嘗試將其改裝為歐姆表等。這樣不僅能鞏固知識技能，而且能有效引導學生形成正確的物理學習思維，即靈活運動相關能力，進行知識和技能遷移等。同時，改裝也更具挑戰性，能夠滿足學生更深、更遠的發展需求。再如，在頻率概念探究實驗中，教師可讓學生用一張硬紙板，將其伸入自行車后輪中，然后慢慢轉動車輪，讓學生感受不同速度下聲調的變化情況，這樣不僅能夠讓聲調實驗更加直觀，而且能活躍實驗氣氛，繼而讓學生更積極和主動地探究相關內容。

（三）基于學生需求強化實驗表現

目前，提升學生實踐能力，讓學生在探索能力基礎上形成經驗、技能構架，最關鍵的是讓學生了解實驗方向、實驗目的、實驗形式或實驗中相關經驗的聯合使用等?；诖?，在提升學生探究能力時，教師要重視實驗前置工作的設計，既要更加系統、全面地展示實驗相關信息，避免學生偏離實驗方向，以更好地培養學生實驗探究能力。第一，要搭建直觀體驗環境。教師在實驗前應利用現代教育教具，用圖片、思維導圖、動圖、實驗視頻、相關趣味補充資料等，引導學生自主分析實驗需要探究的問題，然后教師再加以指正，以提升學生課堂地位，培養其探索素養。例如，向心力大小表達式探索實驗中，讓學生觀看餐桌上圓形轉盤構成，然后展示其運動效果。并在此基礎上，展示向心力演示器，讓學生思考探究方向和內容，這樣除了能夠展示實驗探究過程、相關設備，還能讓學生結合以往實驗經驗，了解本實驗的探究方向，繼而提升本實驗最終教學效果。第二，要走出傳統實驗設備，為學生架設更加鮮明的實驗感受環境。仍以向心力實驗探究為例，為讓學生感受本實驗的魅力，在學生完成基本實驗后，可讓學生將課本置于光滑的實驗桌，用手指給課本動力，讓課本轉動起來，讓學生對本實驗擁有更佳的感受。再如，可讓學生用小球和繩子做一個單擺，感受向心力作用下小球的變化情況，這樣不僅能夠改變學生實驗探究觀念，而且能發展學生的實驗探究思維。

（四）基于學生差異進行分層目標探索

高中物理本身具有一定難度，學生學習難度較大。而在學生認知、學習能力等基礎上，其發展必然會出現差異化，為確保所有學生的實驗探索能力均有所提升，均對物理學習擁有動力，一方面教師要鼓勵學生，另一方面教師要基于實驗情況進行科學分層。首先，教師要總結教學經驗，圍繞教學目標，立足學生差異化發展情況，結合學生實驗探索中的實際情況，設計分層教學目標。同時，結合學生在實驗探索中的表現情況，微調學生探索目標，如基于實驗難度、學生實驗表現等，強化、弱化不同層次學生實驗探索目標，以讓實驗目標能夠適應學生發展情況。其次，教師除了要結合實驗經驗滲透要素設計實驗方式，還應結合學生實驗探索能力各項需求，完善教學目標，如探索素養、個性探索能力等。最后，教師要全面了解各個層次學生對自身的期許、不足，并以實驗方式予以回應，以提升學生發展效果，如通過問卷調查、直接談話等方式，了解學生發展情況，以保障分層實驗探索環境營造的科學性。

以高中“牛頓第一定律”探索實驗為例，該實驗要求學生掌握物體運動不需要力來維系，在外力的作用下物體的方向或速度會有所改變。據此，為讓不同層次學生在探索中均有所發展，教師要結合實驗目的和要求，將學生分為基礎層、中間層、拔高層等，其中基礎層主要是探究目標為依據實驗流程，鞏固牛頓第一定律概念等；中間層，要基于教師拋出的實驗問題串，在實驗中討論物體運動不需要力作用的特殊情況，如推動滑塊和彈開滑塊時小球的變化情況等；拔高層，除了要讓其結合相關實驗探索本實驗要點，還應讓其結合生活經驗，試驗該定律在日常生活中的應用。此外，在實驗過程中，教師要密切觀察、記錄、分析學生表現，并適當強化不同層次學生的實驗探索目標。這樣，不僅能讓學生擁有明確的發展方向，還能讓其在探索中形成更優的探索觀念和思想。

綜上所述，在現代高中物理教學過程中，實驗探究能力的培養對學生的深化發展和教師知識滲透而言有非凡的價值和意義，相關教師要對其予以高度重視，并不斷依據學生成長規律，調整自身教學內容和方向，填補自身教育教學技能和素養空白，以為學生發展奠定良好基礎。同時，也要結合各項教學經驗，探究適應性更強的培養方式。

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