高中物理探究性實驗的教學策略

余永旺

摘 要：在新課標背景下，教師需要加強學生核心素養的發展，而在物理學科中，科學探究作為核心素養的核心內容，有助于學生的學習進步。物理學科有著較強的實驗特征，而探究性實驗活動中包含著科學探究元素，可以更好地培養學生的物理學科素養，所以，高中物理探究實驗活動至關重要。文章對當前高中物理探究性實驗教學的重要作用進行了簡單闡述，針對學生的實際學情以及主體地位提出了教師需要注意的事項，并探索了一系列物理探究實驗活動設計的策略，希望可以推動高中物理學科的高質量發展。

關鍵詞：高中物理課堂；探究性實驗；科學探究素養；策略分析

在以往的物理實驗教學活動中，教師過于重視實驗結果，反而對實驗過程重視不夠，這嚴重違背了核心素養教育要求，難以培養學生的科學探究意識，以致學生的物理知識學習能力也很難得到有效提升。因此，高中物理教師需要科學設計探究性實驗活動，將學生核心素養教育作為主要任務，幫助學生深入理解物理課堂知識，實現知識的靈活應用。同時，教師需要構建生活化課堂情境，引導學生通過觀察生活來發現物理元素，豐富其生活經驗的同時，也有助于學生更好地理解物理知識。此外，教師需要發現學生身上的優勢，深入挖掘其潛在能力，通過探究性實驗來推動學生創新思維的發展，促使其進行知識的主動探索，實現知識的學以致用、融會貫通，促進其學科素養的發展。

一、高中物理探究性實驗教學的重要作用

（一）有助于激發學生學習熱情

在高中物理探究性實驗活動中，課堂上原本抽象枯燥的物理知識點以直觀的形象進行展現，可以更好地滿足高中生認知需求。在實驗期間，教師可以適當創設趣味性課堂情境，以激發學生的學習熱情。

（二）有助于加深學生的物理認識

在探究性實驗教學活動中，學生在感官驅使下會主動按照教師要求參與實驗，積極思考理論知識。同時，教師需要根據學生的實驗情況進行及時引導，實現其思維的啟發，幫助學生對物理知識獲取新的感知，并深入理解物理概念，掌握物理規律，快速掌握物理知識內涵[1]。

（三）有助于提升學生的課堂地位

探究性實驗教學需要教師設置課堂問題，帶領學生通過實驗探索解決問題，在此過程中，學生的課堂主體地位將得以有效彰顯。并且，學生在教師的引導下，根據以往所學知識進行實驗思考，主動探索實驗過程，加深對物理實驗的了解，從而掌握物理規律，這對于學生探究意識培養和創新思維的發展都起到了積極作用。

二、高中物理探究性實驗開展的注意事項

（一）注重問題情境的創設

在探究性實驗活動中，問題作為導入基礎，一個良好的問題可以幫助教師構建物理課堂情境。而探究性實驗是否成功與教師所構建的情境以及問題有著直接的關系，因此教師需要在此方面多下功夫。在設計情境和問題時，需要與學生學習能力相匹配，充分掌握學生的實際情況，只有當問題與學生的學習認知產生沖突和矛盾時，才可充分激發學生的探究積極性。

（二）注重探究內容的挑選

探究性實驗教學的開展效果與其探究內容有著直接關系。而具有探究價值的知識點主要包含以下兩個特征。首先，明確的探究目標。在針對某一知識點進行探究時，教師需要明確探究目標。如若希望學生通過探究性實驗活動來提升綜合能力，并且這些能力是學生學習發展所必需的能力，如：自主學習能力、問題發現能力以及問題解決能力等，那么，教師在進行內容挑選時，需要深入分析教學任務是否可以完成。如若目標設置過于簡單，只是一些基礎性知識抑或是一些難度較低的實驗操作，那么最終的探究目標就違背了預期要求。其次，實現新舊知識的有效串聯[2]。若想有效實現這一效果，教師需要確保學生正處于“正在發展區”范圍內，不僅需要學生具備較強的認知能力，還要確保其知識難度超越學生當前的知識水平。所以，教師在挑選探究內容時，可以針對學生現實生活，為課堂知識與學生生活構建互通橋梁，滿足學生的認知需求，尊重其發展規律，充分調動學生的探究能動性。

（三）注重學生主體性的彰顯

高中物理教師在開展實驗探究活動時，需要將學生放在主體位置，但很多教師在教學期間未能意識到這一點，直接將自己作為課堂主導，在上課之前提前制訂探究方案，要求學生按照自己的路線進行探索，從而達到最終的教育目的。但這樣一來與核心素養教育理念南轅北轍，學生只能作為學習機器按照教師所制訂的思路進行知識探究，未能在其中融入自己見解，以致學生的參與熱情較差。甚至有些教師為了加快教學進程，未能對實驗過程中對其中的原理進行解釋，也沒有與學生進行知識交流，導致以生為本的教育理念無法得到充分落實，學生的探究積極性也相對較差。因此，教師只有在課堂中注重學生主體性的彰顯，才能促使學生更加積極地進行實驗探索，從而收獲更為豐富的知識，實現思維能力的深入發展[3]。

（四）把握科學探究環節

科學探究的本質就是提出問題，并對其進行猜想和假設，通過制訂實驗方案，設計實驗內容，收集相關數據資料，進行最終結果的論證和分析。從此過程中可以看出，問題作為科學探究的核心內容，重點是論證和分析。因此，教師需要在日常教學過程中掌握探究核心，但這并不代表著教師需要按部就班地進行，而是需要根據實際情況進行其內容的科學調整，以防探究過程千篇一律，久而久之學生會出現厭煩心理。同時，教師需要把握科學探究重點，實現知識的靈活應用。

（五）合理設置科學探索時間

科學探究涉及環節眾多，與驗證實驗、測量實驗和演示實驗相比，探究實驗包括的內容更加多元，如若將其放在一節課中進行，那么學生的學習壓力較大，教師也無法對其探究時間進行科學把控，甚至會出現放棄探究實驗的情況，抑或將探究實驗轉變為其他類型實驗，將最終的實驗結果直接告知學生，從而在有限的課堂時間內完成教學方案。但是這樣一來，直接違背了核心素養教育要求。新課標強調了物理探究性實驗的重要性，并要求教師根據課堂內容將驗證實驗轉變為探究性實驗，注重學生推理驗證的過程，不用過于強調實驗結果。所以說，教師在開展探究性實驗時，需要合理安排時間，在學生完成最終論證后，需要進行溝通交流，進一步增強知識印象。

三、高中物理探究性實驗開展的有效策略

（一）科學創設問題情境，激發學生學習興趣

物理探究性實驗是教師構建課堂教學情境的主要方式，通過探究性實驗進行情境創設，可以將枯燥抽象的知識轉變為生動直觀的實驗現象，充分激發學生的學習熱情，同時還促使學生自主探究實驗過程。另外，物理探究需要將問題作為基礎，因此教師在開展物理課堂教學活動時，需要根據探究內容創設情境，并拋出探究問題，充分激發學生的探究積極性，促使學生自主參與到實驗探究中，提升其物理思維能力，實現核心素養發展[4]。比如：教師在講解“摩擦力”相關知識時，可以在課堂導入期間，讓學生分別拿出兩本書，對齊兩本書的開口處，像平常打亂撲克順序一樣，將兩本書交叉放置，用力按壓。在操作期間，學生的注意力會高度集中，按照教師的要求和流程完成操作。隨后，教師可以結合學生的操作結果提出課堂問題：“如果大家雙手將這兩本書分別朝著反方向拉，最終書會被拉開嗎？會出現什么情況呢？”學生會在自我認知的作用下，認為兩本書會被輕松拉開。而對于學生所給出的答案，教師不可直接進行否定，而是引導他們自行拉書。學生在好奇心的驅使下，主動參與實踐，卻發現無法輕松地將兩本書拉開。而這時，學生的認知受到了現象的沖擊，從而會好奇為什么會產生這樣的結果。隨后，教師需要充分利用學生此時的學習狀態，順利引入即將講述的課堂知識，帶領學生進一步探討摩擦力的原理。從以上所述可以看出，在課堂中通過實驗構建教學情境，不僅充分激發學生的探究熱情，培養其科學探究素養，還促使學生真實感受到摩擦力的作用，為之后的知識學習奠定基礎。

（二）開展分層教學法，落實因材施教教育理念

高中物理教師在開展物理探究性實驗活動時，需要貫徹因材施教教育理念，尊重學生的個性化差異，有意識地帶領學生開展探究實驗，促使學生通過實驗探究來得到不同程度的發展。比如：教師在講解“平拋運動特點”相關知識時，可以采用分層教學法，在開展探究性實驗活動時，充分考慮學生的實際情況，將學生按照不同層次劃分。將物理學習能力較強的學生劃分為一個等級，可以自主完成知識探索；將一些物理學習能力一般或較弱的學生劃分為一個等級，在進行物理知識學習時，常常會碰到很多問題。隨后，教師可以引導第一個層次的學生進行合作交流，充分發揮其學習潛力，通過合作的方式制訂實驗計劃，進行動手操作。這樣一來，此階段的學生會得到自主探究物理實驗的平臺，充分發揮自身的物理思維，實現知識的遷移，在提出實驗計劃后，探討操作要點，實現不同思維的碰撞，制訂出可行性的實驗方案，并按照其中步驟進行實踐，對最終的實驗現象進行總結，從而對物理知識產生更深層次理解，物理學習效果也得到明顯的提升，綜合學習能力也實現了極大程度地增強。對于第二個層次的學生，教師需要積極發揮自身的引領作用，按照流程帶領他們完成平拋運動的基本特點。學生在操作期間，教師可以結合實驗情況拋出論證問題，促使學生根據問題進行深度學習，實現思維能力的強化。這樣一來，通過分層教學，學生的學習主動性可以得到充分激發，借助不同的方式進行實驗探究，可以切實增強學生的物理探究能力，從而掌握多元化的物理學習方式，有助于之后的知識學習。

（三）積極開發教學資源，拓展教學方式

教學資源作為學生探索物理知識的重要基礎，在新課標中就已經明確要求教師在教學期間結合課堂內容深入發掘多元化的教學資源，并將其呈現給學生，促使學生在資源的影響下，拓展學習范圍，實現學習視野的延伸，大大提升物理學習效果。由于物理探究性實驗需要足夠的時間作為支撐，可物理課堂時間十分有限，如若一味地引導學生完成探究實驗，那么其他知識的講解時間便會大大縮短，最終的課堂教學效果也不盡如人意。在當今信息技術背景下，探究性實驗資源十分豐富，教師在開展物理教學活動時，可以發掘一些探究性實驗資料，帶領學生通過不同的實驗方式進行知識探索，在增強學生課堂體驗的同時，物理思維能力也將得到充分激發。比如：教師在講解“萬有引力定律及其應用”知識點時，可以通過網絡的方式進行微課資源收集，并在課堂中為學生呈現。學生在觀看期間，教師可以制訂相應任務，促使學生通過觀看視頻來實現思維的發展，在思維的影響下，掌握實驗規律。隨后，教師可以開展小組合作學習活動，引導學生分享自己的發現，從而實現思維的深化發展，加深對課堂知識的理解和掌握[5]。

（四）重視學生能力與知識的一同培養

物理探究性實驗作為推動學生學科素養發展的重要基礎，教師在開展探究性實驗教學時，需要結合學生的實際學習情況科學采用引導手段，促使學生在教師的帶領下，將物理實驗作為載體，加深對物理知識的認識和理解，實現學習能力的提升。而以上提到的分層教學法，則是結合學生的學習特征選擇不同的教學手段。除此之外，教師在教學期間還可以將實驗活動作為著力點，科學選擇教學手段。比如：物理知識是以現實生活為基礎的，而物理實驗則需要借助實驗器材完成，因此教師可以帶領學生從生活中尋找實驗器材，引導學生與生活事物進行互動，在發掘實驗器材的過程中實現知識的靈活應用，引導學生主動利用生活實驗器材開展實驗探索，在獲取實驗結果的同時也加深了對其內容的認知。其間，學生的實驗探究能力和動手操作能力將得到有效激發，從而進一步感受到物理知識與現實生活之間的聯系，實現學生能力與知識一同培養，促進學生核心素養深入發展。

結束語

總之，探究性實驗的開展符合新課程標準對物理教學的要求，高中物理教師必須要發現學生身上的優勢，深入挖掘其潛在能力，通過探究性實驗來推動學生創新思維的發展，促使其進行知識的主動探索，實現知識的學以致用、融會貫通，進而促進學科素養發展。

參考文獻

[1]馬富強.借助探究實驗發展思維特質：略論高中物理探究式實驗教學的優化策略[J].新課程，2020（52）：107.

[2]劉玲.指向深度學習的高中物理實驗教學策略：以“探究影響感應電動勢大小的因素”教學為例[J].物理通報，2021（11）：35-37.

[3]陳允怡.STEM理念下高中物理探究性實驗教學：以智能手機傳感器的應用為例[J].中學物理教學參考，2020，49（20）：1-2.

[4]朱漣漪.以觀察促思維用實驗構認知：以“薄膜干涉”為例談高中物理的規律探究[J].中學物理教學參考，2020，49（15）：23-24.

[5]鄭康，韓學廷.依托研究性學習開展高中物理綜合實踐活動課程的思考與實踐：以“一種基于楞次定律實驗裝置的創新設計”為例[J].物理通報，2020（9）：48-51.

本文系福建省教育科學“十四五”規劃2021年度教改專項課題“‘新課程、新教材、新高考”背景下農村高中物理校本作業的設計與實踐研究（課題立項批準號：Fjjgzx21-282）階段性研究成果之一。