新課標下高中物理實驗教學中構建自主探究模式的路徑探究

徐輝

摘 要：在物理課程中，實驗教學是引導學生進行知識探究的有效方法。新課標對現階段的高中物理教學提出了更高的要求，而實驗教學作為高中物理課程的重要組成部分，自然需要做出相應的調整。其中一項重要的措施，就是要在實驗教學中逐步構建起自主探究模式。因此，筆者對高中物理教學實踐進行了觀察，并在與物理實驗教學有關的文獻資料中獲得了一些理論性認識。在此基礎上，本文分析了高中物理自主探究實驗的特征，思考了在高中物理實驗教學中構建自主探究模式的意義以及具體的方法，以期能夠逐步提升教學質量。

關鍵詞：新課標；高中物理；實驗教學；自主探究

高中物理課程標準強調要“促進學生自主學習，讓學生積極參與，樂于探究，勇于實驗，勤于思考”。不難理解，課程標準的內容體現出了在高中物理實驗教學中構建自主探究模式的要求。顧名思義，自主探究實驗是指在一定目標的引領下，以學生為中心，使其通過自主性的思考、觀察、操作、探討逐步完成實驗項目，幫助學生提高實驗質量，促進學生綜合素養發展的教學模式。這種教學模式與課程標準的要求是比較吻合的。從實際情況來看，盡管自主探究實驗具有重要的意義，但在實際的實施過程中仍然存在不足之處。因此，高中物理教師應不斷探索在實驗教學中構建自主探究模式的有效方法，逐步組織高品質的物理實驗教學活動，推動學生物理核心素養的發展。

一、高中物理自主探究實驗的特征

為了更加高效地組織高中物理實驗教學，教師首先需要準確把握自主探究實驗的基本特征。

第一，主體性。在物理課程中，實驗原本就是一種以學生為中心的操作性活動，所以物理實驗教學往往具有主體性特征。尤其是和演示性實驗相比，自主探究實驗所表現出的主體性特征要更加明顯。這一特征意味著在實驗教學中要尊重學生的學習主體性，使學生能夠在實驗活動中發揮出自身的能動性。只有這樣，才能使學生在實驗活動中對學習內容產生獨到的見解，幫助學生取得理想的實驗效果。

第二，啟發性。物理作為一門自然學科，部分知識往往具有一定的抽象性，所以對學生而言具有學習難度，而實驗無疑是物理學習中的難點。因此，盡管高中物理自主探究實驗強調要體現出學生的能動性，但教師不能在實驗教學中對學生放任自流，而是要為學生提供適當的幫助，在不過多干預的前提下引導學生順利進行實驗探究[1]。只有這樣，才能使實驗活動的有效性得到充分的保障。

第三，開放性。與常規的物理實驗教學相比，開放性是自主探究實驗最突出的特點之一。這一特征意味著教師在實驗教學中要為學生搭建起更加自由的實驗探究平臺，對實驗活動的空間進行適當的拓展，并且要為學生提供更加豐富的實驗材料。在此基礎上，教師要鼓勵學生結合自己的觀察進行大膽的猜想與操作，引導學生經歷完整的實驗探究環節。這樣能夠幫助學生深入參與到實驗活動中，加深學生的學習感悟。

第四，漸進性。盡管高中物理實驗教學中的自主探究模式為學生提供了相對自由與寬松的實驗平臺，但實驗是一項嚴謹的活動，有一定的實驗步驟。所以在高中物理自主探究實驗教學中應突出漸進性特征。也就是說，教師指導學生進行實驗活動時要避免急于求成，而是要引導學生經歷由淺入深的過程。只有這樣，才能一定程度上避免產生適得其反的結果。

二、高中物理實驗教學構建自主探究模式的意義

實際效果表明，在高中物理實驗教學中引導學生進行自主探究具有重要的意義。

第一，有利于激發學生的學習熱情。在以往的高中物理教學中，教師往往會通過語言講授的方式引導學生建構基礎知識。這種方法對學生而言相對比較單調，容易使學生感到枯燥。而利用自主探究實驗，可以使學生在由淺入深地觀察與操作中，逐步體會到物理學習的樂趣，并幫助學生獲得良好的學習體驗。從長遠來看，這有利于激發學生對物理知識的學習熱情。

第二，有利于提高學生的物理學習能力。實驗作為探究物理知識的重要渠道，是學生需要掌握的重要學習方法[2]。相對于其他的物理教學方式以及常規的物理實驗教學，學生在自主探究實驗中可以獲得自主操作的機會，并由淺入深地參與到實驗活動中。利用這種方式，學生能夠逐步總結出比較適合自己的實驗方法，這無疑可以為學生物理學習能力的提高提供助力。

第三，有利于促進學生物理核心素養的發展。在物理課程中，自主探究實驗的有效開展能夠鞏固學生的物理觀念，發展學生的科學思維，鍛煉學生的科學探究能力，并且優化學生的科學態度，在整體上促進學生物理核心素養的發展。

第四，有利于促進教師職業素養的提升。教師在教學中發揮著主導作用，所以教師要認真做好實驗教學的組織工作。由于自主探究模式對物理實驗教學提出了更高的要求，所以教師應及時改變教學觀念，并改進實驗教學的組織方法。在這一過程中，教師的教學組織能力能夠得到有效的鍛煉。

三、高中物理實驗教學中構建自主探究模式的路徑

（一）設置教學目標，明確實驗導向

目標是促使教學活動有序推進的必要保障。尤其是在物理實驗這樣一項系統性的活動中，清晰、合理的目標更是避免教學過程出現混亂的基礎。因此，在高中物理自主探究實驗活動的組織過程中，教師首先應結合實驗內容設置相應的教學目標，以此來為實驗活動的進行提供清晰的導向，為教學質量的提升筑牢基礎。

在當前的高中物理教學中，促進學生核心素養發展逐漸成為最根本的育人目標之一。所以教師在實驗目標的設置中，也應著眼于學生核心素養的發展。比如，在“探究自由落體運動規律”的實驗活動中，筆者設置了以下幾項目標。第一，物理觀念：引導學生了解一些科學家在運動學當中所闡述的基本觀點及其相關的實驗研究，使學生初步認識自由落體的運動規律，并掌握相應的實驗方法。第二，科學思維：引導學生結合實驗內容進行假設和猜想，使其自主設計實驗方案，讓學生對自己的猜想加以驗證[3]。第三，科學探究：引導學生自主實施實驗方案，經歷從猜想到操作再到數據分析的全過程，提高學生的探究能力。第四，科學態度：引導學生在實驗中感受物理知識的樂趣，并使學生通過對實驗的改進發展自身的創新意識。上述目標可以從核心素養的角度突出本次實驗活動的重點，推動后續實驗教學的開展。

（二）創設實驗情境，激發學生的探究意識

為了有效開展高中物理自主探究實驗活動，前提條件之一就是調動學生的主動性，使學生自覺參與物理實驗。為此，教師應避免直接讓學生進行動手實驗，而是要利用恰當的方法創設相關的實驗情境，以此來營造良好的實驗探究氛圍。在這樣的學習環境中，學生可以逐步達到活躍的思維狀態。這不但可以激發學生的探究意識，而且有利于使學生在后續的實驗活動中進行大膽的猜想。

從學科特點來看，物理課程具有比較突出的生活化特征。所以在物理課程中，教師可以嘗試引入一些生活元素，以此來進行實驗情境的創設。比如，教學《摩擦力》一課時，本課的目標之一是引導學生在實驗中探究摩擦力的相關規律。從實際情況來看，摩擦力現象在生活中是比較常見的。因此，在進行實驗情境的創設時，可以從生活中選擇一些與摩擦力有關的場景，并使學生根據這些現象對摩擦力知識進行初步的判斷。利用這樣的教學情境，不但可以更加自然地引出實驗內容，而且能夠幫助學生拉近物理知識和生活之間的距離，使學生體會到物理學習的樂趣。總之，在物理實驗教學中，利用恰當的方式創設實驗情境是有效的方法。

（三）設計探究問題，啟發學生思考

高中物理自主探究實驗具有主體性和啟發性的特征。這兩項特征表明在實驗教學中應突出學生的主體地位，使學生獲得自主探究的機會。同時，教師需要利用恰當的方式對學生進行指導。為此，教師可以設計實驗探究問題，啟發學生進行初步的思考與猜想，促進后續實驗活動的進行。

比如，為了對彈力大小進行探究，可以設計“探究彈簧彈力與形變量的關系”的實驗。為了引導學生進行實驗內容的思考與猜想，筆者設計了一些探究性問題：1.哪些因素會影響彈簧彈力的大小？這些因素和彈簧彈力大小之間存在怎樣的具體定量關系？2.“彈簧越長，那么在拉伸彈簧時所需用的力也會越大”，這種表述是否正確？3.在探究彈簧彈力和形變量之間關系的過程中，彈簧本身重力是否會影響實驗結果？學生在問題的引領下進行了初步的思考[4]。使學生有準備地開展實驗，并使其對實驗內容進行了初步的猜想。從實際效果來看，這一環節對自主探究實驗活動質量的提高具有積極影響。

（四）突出學生主體，引導進行自主實驗

運用自主探究模式組織高中物理實驗教學的過程中，引導學生進行自主實驗無疑是關鍵環節。只有在自主實驗活動中，學生的主體作用才能真正得以體現。因此，在實驗教學中，教師要預留出比較充足的時間，并且要適當減少對學生的干預，鼓勵學生結合自己的想法進行大膽的實驗猜想與操作。相對于教師的演示性實驗，學生在自主探究實驗中可以獲得更加深刻的學習體驗。同時，從長遠來看，自主實驗的開展有利于促進學生核心素養的發展。

同樣在“探究自由落體運動規律”的實驗中，可以引導學生明確本次實驗探究的目標以及實驗活動的重、難點，簡單介紹了實驗中涉及的實驗方法，并提供了本次實驗所需的器材。同時，學生也需要在課前預習環節收集相關的資料，初步了解自由落體運動的特點，準備好本次實驗探究活動所需的基本知識。在前期的實驗準備和問題思考中，多數學生猜想自由落體運動為勻加速直線運動。在此基礎上，學生分組進行了實驗方案的設計，認真思考了實驗儀器的安裝、實驗操作的步驟、實驗數據的收集以及處理等環節。此外，初步完成實驗活動后，各小組分別進行了實驗成果的展示以及實驗困惑的交流。通過自主實驗環節，學生的觀察能力、操作能力、表達能力等各項物理素養均得到了一定的

鍛煉。

（五）尊重學生的差異，進行分層指導

無論利用任何教學模式組織高中物理實驗教學，最根本的目的都是促進學生物理素養的發展。所以一切教學活動的開展都應圍繞學生的實際特點。不難發現，學生在物理學習中會逐漸產生較為明顯的差異。所以在自主探究實驗的組織過程中，教師應有意識地對學生進行分層指導，通過針對性的實驗活動滿足不同學生的物理學習需要。

首先，學生物理學習水平的差異是多種因素共同作用形成的。如物理知識積累、物理學習方法、物理學習態度等。因此，教師應全面了解學生在上述不同方面的表現。其次，教師在自主探究實驗的實施中要兼顧不同特點的學生。比如，在組建實驗小組時，要將不同特點的學生進行搭配，使不同水平的學生均可以在實驗中發揮出自身的優勢。教師在啟發學生進行實驗猜想的過程中，要提供一些層次性的問題，使實驗活動契合每名學生的“最近發展區”。最后，學生的物理素養處于動態發展的過程中，所以教師要認真觀察學生的實驗情況，并及時對實驗活動的實施方法做出針對性的調整，保障實驗教學的有效開展。

（六）鼓勵生活實踐，拓展實驗空間

前文提到物理學科具有突出的生活化特征。基于這一特征，教師除了在高中物理自主探究實驗教學中引入生活元素之外，還應鼓勵學生在生活實踐中進行物理實驗活動。這樣能夠拓展物理實驗的空間，為學生的自主實驗提供更加廣闊的平臺。同時，這種方法有利于使學生進一步感受到物理學習的樂趣。

例如，在生活實踐活動中，可以鼓勵學生進行一些家庭小實驗。這類實驗具有比較明顯的開放性特征，融合了豐富的物理知識，并且能夠使學生的探究能力得到有效的鍛煉。如在力學知識的學習中，教師可以組織學生在課后進行“結構承重”的小實驗活動[5]。這個實驗需要學生對力學知識進行綜合應用，所以能夠使學生對所學知識進行系統性的分析，并使學生的動手能力得到充分鍛煉。

（七）完善實驗評價，提升教學實效

評價環節是實驗活動中必不可少的。在自主探究模式的構建中，對物理實驗教學提出了更高的要求，所以教師也要對評價環節做出改進。只有這樣，教師才能通過有效的評價判斷實驗活動的效果，并從評價中獲得改進后續實驗教學的依據，在良性循環中逐步提高實驗教學的質量。

首先，教師要將評價環節融入實驗全過程中。為此，教師除了對學生的實驗活動進行認真觀察之外，還要鼓勵學生做好自我記錄和反思，以便使學生能夠在完成實驗活動后進行自我評價。其次，教師在評價中要避免僅僅關注實驗結果的準確性，而是要更加重視學生在實驗過程中的表現，將學生自主探究能力的發展情況作為評價的重點。最后，教師要及時將評價中獲得的反饋信息進行總結，梳理出有益的教學經驗以及仍然存在的不足之處，以便促進后續實驗教學的調整。

結束語

綜上所述，在當前的高中物理實驗教學中，構建自主探究教學模式是必要和可行的。因此，高中物理教師應準確把握自主探究實驗活動的基本特點，并圍繞學生的實際情況不斷探索組織自主探究實驗活動的具體方法，逐步優化實驗過程，促進學生物理核心素養的發展與提高。只有這樣，才能真正使新課標的育人要求落到實處。

參考文獻

[1]張金勞.高中物理自主探究課堂的思考[J].中學課程輔導（教師教育），2020（24）：124-125.

[2]李丹.高中物理實驗教學中學生自主探究的研究[J].文理導航（中旬），2020（9）：44.

[3]唐為民.自主探究模式在高中物理實驗教學中的應用[J].讀寫算，2020（19）：102，104.

[4]余仕濤.高中物理實驗教學中學生自主探究的研究[J].中學課程輔導（教師通訊），2020（13）：113-114.

[5]王震.新課程下高中物理實驗教學自主探究模式的構想與實施[J].新課程，2020（24）：98-99.