探究式學習模式在高中物理教學中的應用探究

摘 要：在教育改革持續推進、學生素養全面發展備受矚目的當下，高中物理教學亟須創新范式以突破傳統教學模式的局限。文章聚焦探究式學習模式在高中物理教學中的實踐應用，深入剖析其應用意義，系統梳理應用原則，并詳細闡述涵蓋情境創設、問題引導、協作學習及實踐強化的多元應用策略，旨在為高中物理教學革新提供一些參考和啟示，助力教學質量與學生能力的同步提升。

關鍵詞：探究式學習；高中；物理

物理學科是自然科學領域的重要組成部分，與生產生活實踐緊密相關，對揭示物質世界運行規律、培育學生科學思維及解決問題能力至關重要。然而，反觀當下高中物理教學，仍存在一些問題，部分教師仍采用傳統講授模式，忽視了學生的主體地位，導致實際教學效果不佳，難以充分發揮高中物理學科的育人價值。探究式學習模式以學生為主體，強調讓學生圍繞問題主動探索，通過實踐驗證、深度反思獲取知識與技能，提升綜合素養。將探究式學習模式融入高中物理教學中，能夠突破物理教學的局限，促進高中物理教學的改革創新。因此，深度探討探究式學習模式在高中物理教學中的應用具有重要意義。

一、探究式學習模式在高中物理教學中的應用意義

（一）激發學生物理學習的興趣

高中物理知識較為抽象且繁雜，加之授課方式與生活實際脫節，學生往往感到學習枯燥乏味。在探究式學習模式下，通過將物理知識融入生動有趣、貼近生活的情境之中，能夠有效地解決這一問題，讓學生能夠切實感受到物理的魅力，從而引發對物理學科的興趣。當學生親身參與到探究過程中，并親自揭開物理現象本質時，所獲得的成就感會進一步轉化為內在的學習動力，形成良性的學習循環。

（二）有助于學生綜合能力的培養

探究式學習要求學生在面對物理問題時自主進行觀察、分析、假設、推理和驗證，旨在鍛煉學生的邏輯思維、批判性思維和創造性思維。通過對現象的深入分析，學生能夠學會從復雜的信息中提取關鍵點，理解事物的本質；在實驗結果不符合預期時，學生通過審視探究過程中的每個環節，能夠提升批判性思維能力；學生通過自主設計實驗方案或提出獨特見解，能夠發展創造性思維能力。此外，探究式學習為學生提供了豐富的動手實踐機會。學生主導完成從選擇實驗設備、規劃實驗步驟到精確測量數據及處理分析的整個流程，不僅能夠提升對各種實驗儀器的操作技巧，也能夠加深對實驗設計的理解，實現理論與實踐的有效結合，提高實際操作能力。另外，學生在合作完成任務的過程中，還能不斷提升團隊合作能力和人際交往能力。

（三）有助于物理教學質量的提升

從知識習得層面看，探究式學習模式革新了學生知識內化路徑，有助于實現對知識的深度理解與記憶。學生在自主操控實驗變量、翔實記錄數據、深度剖析規律的過程中，能夠將抽象知識具象化，洞察其底層邏輯，構建起層次分明、關聯緊密的知識網絡，隨時能夠遷移運用，顯著增強教學知識的傳遞效能[1]。

從教學反饋與調控方面來看，在探究式學習模式下，學生探究的全過程皆為教學反饋素材，教師通過近距離觀察學生實驗操作過程、小組討論過程、探究成果等，可敏銳捕捉學生存在的知識漏洞、思維誤區及技能短板，并迅速回溯關聯的教學環節，精確定位薄弱點，實時優化教學內容與策略，針對性強化輔導，確保教學與學生學習節奏、能力水平高度適配，助力教學成效穩步提升[2]。

二、探究式學習模式在高中物理教學中的應用原則

（一）自主性原則

自主性原則強調學生在學習進程中的主體地位，強調教師賦予學生一定的自主權，讓學生自主學習和合作學習。從學習規劃層面看，教師要讓學生依據自身的知識儲備、興趣偏好及能力層級，自主選定探究主題。在此基礎上，學生能夠利用圖書館、網絡資源等多樣化渠道，自主甄別篩選、提煉相關的資料，學生能夠自主選擇實驗法、案例分析法等探究手段，真正成為學習的主人。

（二）互動性原則

互動性原則強調課堂內外師生之間、學生與學生之間的交流與合作。在探究式學習模式中，教師應該創造開放的環境，促進學生間的思想碰撞，使學生能夠從不同的角度看待問題，學會傾聽他人的觀點，并在此基礎上進行更全面的理解。此外，教師還要動態觀察學生的學習情況，并適時給予指導和引導，幫助學生突破難關，克服學習困難。

（三）開放性原則

開放性原則強調教學內容的多樣性和教學方法的靈活性，鼓勵學生從多個角度、多個層面去認識和理解物理世界。在探究式學習模式下，教師應注重將物理知識與現實生活、科技發展等緊密結合，引入具有時代性和前沿性的教學內容，激發學生的學習興趣和探究欲望。同時，教師還可以采用多樣化的教學方法，如案例分析、模擬實驗等，以適應不同學生的學習風格和能力水平[3]。

三、探究式學習模式在高中物理教學中的應用策略

（一）巧設情境，引燃探究熱情

蘇霍姆林斯基曾言：“如果教師不想方設法使學生進入情緒高昂和智力振奮的內心狀態，就急于傳授知識，那么，這種知識只能使人產生冷漠的態度，而不懂感情的腦力勞動就會帶來疲倦。” 因此，在探究式物理學習模式下，教師應巧妙設置情境，迅速拉近學生與物理知識的距離，點燃學生的探究熱情。一方面，教師可以從日常生活的細微之處挖掘奇趣物理元素，將其精心包裝后引入課堂，喚醒學生熟悉而又新奇的感覺，讓他們意識到物理與實際生活的聯系。另一方面，緊密追蹤前沿科技熱點。從浩瀚宇宙里衛星的變軌操控、引力波探測，到微觀世界中量子通信的加密、芯片制程工藝背后的光刻物理原理，這些科技前沿動態蘊含著豐富的物理知識。教師及時將其融入教學情境，不僅能拓寬學生的視野，更能激發學生對未知領域的向往，使其迫不及待地進入物理世界。

以魯科版高中物理必修第二冊第3章《圓周運動》為例，課堂伊始，教師可以播放一段驚險刺激的F1方程式賽車比賽視頻片段，然后以多媒體課件呈現一些關于F1方程式賽車的輪胎配方、輪胎壓力檢測與調整、主動懸掛技術、懸掛幾何結構、扭矩矢量分配、鼻翼和尾翼設計等知識。在此之后，教師可以適時拋出問題：“賽車在如此高速過彎時為何不會側翻？車身傾斜角度與哪些因素相關？上述F1方程式賽車用到的技術有哪些與賽車過彎有關？這背后隱藏著怎樣的物理規律？” 瞬間將學生注意力聚焦于圓周運動向心力這一核心知識點上。緊接著，教師可以拿出一個自制的簡易圓錐擺裝置，現場演示小球在水平面內做勻速圓周運動的奇妙景象，邀請學生近距離觀察小球運動軌跡、懸線拉力方向變化，并感受旋轉小球所需拉力大小，引導他們思考：“若增大旋轉角速度，小球運動狀態、懸線拉力會如何改變？與我們剛剛看到的賽車過彎現象有何異同？”借由生活實例與簡易實驗構建的雙重情境，教師能夠成功激發學生對圓周運動知識的探究熱情，促使他們主動進入探究狀態，為后續深入學習奠定基礎。

（二）問題引領，激活學生思維活力

亞里士多德曾說：“思維從疑問和驚奇開始?！痹谔骄渴轿锢韺W習模式下，教師不僅要傳授基本知識和技能，更要引導學生思考，培養他們提出問題和解決問題的能力。為了實現這一目標，教師應該圍繞核心知識設計遞進的問題鏈，幫助學生理解概念。在此基礎上，教師還應該設置開放性的問題，鼓勵學生突破常規思維的限制，促使學生從感性思維向理性思維轉變[4]。

以魯科版高中物理必修第一冊第3章《相互作用》為例，在引入“摩擦力” 這一關鍵概念時，教師可先拋出基礎性問題：“同學們，在日常生活中，當我們推動靜止在地面上的箱子，初始時是不是感覺有些費力，這是為什么呢？”借此激活學生的生活經驗，讓學生聚焦摩擦力現象。緊接著，遞進式追問：“那隨著我們逐漸加大推力，箱子開始滑動，此時感覺用力大小又有了變化，這背后反映出滑動摩擦力與哪些因素相關呢？是箱子的重量、接觸面的粗糙程度，還是其他因素在起作用？”引導學生從現象深入原理，著手設計簡單的驗證實驗，如選用不同材質的接觸面、改變物體壓力去探究摩擦力的變化規律，在實踐操作與數據記錄分析中，逐步厘清滑動摩擦力與正壓力、動摩擦因數間的定量關系。待學生掌握滑動摩擦力后，教師繼續拋出問題：“倘若箱子在一個勻速轉動的傳送帶上相對靜止，此時箱子所受摩擦力又該如何分析？方向怎樣？它與之前我們探究的靜止或滑動狀態下的摩擦力有何本質區別與聯系？”促使學生將摩擦力知識靈活遷移至相對復雜的動態情境，深度理解摩擦力作為一種被動力，其產生條件與方向判定的精妙之處，從而幫助學生完善知識體系。

在章節學習結束后，教師可繼續提出開放性問題：“現今城市建設中，高樓大廈鱗次櫛比，大型建筑機械在吊運重物時，吊索與重物間的相互作用復雜多變。假設你是一名工程師，要設計一套更為安全高效的吊運系統，從力學相互作用原理出發，你會考慮哪些因素？又會采用何種創新性設計方案來優化現有吊運結構，最大限度確保吊運安全？”鼓勵學生充分調用所學彈力、摩擦力、力的合成與分解等知識，大膽設想、各抒己見。學生或是從新型材料的角度切入，提升吊索的彈力和韌性，或是聚焦于吊運掛鉤處的摩擦力控制。在這一過程中，學生能夠逐漸實現思維的躍遷，更加高效地吸收知識。

（三）協作深耕，匯聚探究合力

“孤舉者難起，眾行者易趨”深刻揭示了合作的重要性。高中物理知識本就復雜且抽象，在探究式物理學習模式下，學生會經常遇到個人無法解決的任務，教師作為教學活動的組織者與引導者，需精心搭建協作平臺，讓學生在交流和互助中共同完成探究任務。

以魯科版高中物理選擇性必修第一冊第4章《光的折射和全反射》而言，教師應依據學生的學業水平、性格特點等差異，遵循“組間同質、組內異質”原則，劃分學習小組，確保在探究光的折射定律實驗時，小組內既有擅長實驗操作、能精準調整光線入射角度并仔細記錄數據的學生，也有理論基礎扎實、能迅速依據折射現象推導數學關系的學生，還要有思維活躍、善于提出新奇想法的學生。然后，教師要引導各小組選擇具體的探究任務，并要求各小組展開探究。針對“全反射現象在生活中的應用”這一主題，小組內成員要列舉光纖通信、海市蜃樓等常見實例，從光的傳播原理層面深度剖析全反射發生的條件及優勢。在學生協作探究過程中，教師應適時點撥，當小組對光導纖維的原理理解陷入僵局，誤將光的直線傳播套用于光纖內光的傳輸路徑時，教師及時介入，借助簡易的光纖模型教具，直觀演示光在纖芯與包層界面多次全反射前進的動態過程，讓學生重新審視折射角與臨界角的關聯。在此基礎上，教師應設定固定時段，讓各小組展示探究成果，鼓勵其他小組質疑、補充，促進思維碰撞，促使各小組重新審視實驗細節，合力完善關于光的折射的認知體系，讓學生在協作探究中把光的折射與全反射的相關知識“吃透嚼爛”。

（四）實踐賦能，強化探究成效

在現代社會，“行是知之始，知是行之成”這句話依然具有重要的應用價值。在科技日新月異的今天，知識的更新速度非?？欤藗儽仨毑粩鄬W習新知識、新技能才能適應社會的發展。然而，單純的知識積累并不能保證個人的成長和成功，關鍵在于如何將這些知識應用于實踐中，解決實際問題。因此，知行合一理念在現代社會顯得尤為重要。教師在探究性物理學習模式下，同樣要注重實踐環節，讓學生通過親身實踐，不斷質疑和反思所學知識的真實性和有效性，通過實踐來檢驗和完善自己的知識體系[5]。

以魯科版高中物理必修第一冊第1章《運動的描述》為例，鑒于本章節的重點是刻畫物體運動的基礎特征，在完成教材基礎實驗后，教師可以讓學生利用手機慢動作拍攝功能與標尺相結合的方式，探究生活中各類落體運動細節。學生手持手機，以慢動作模式拍攝小球自由下落、羽毛在真空與非真空環境下落等過程，隨后借助標尺比對視頻畫面，精確測量不同時刻物體下落的位移數據，進而手繪位移—時間圖像，直觀感受落體運動規律，深刻領悟自由落體加速度的恒定特性。針對物體的勻速直線運動，教師引導學生自主設計實驗，學生利用電動小車、打點計時器、軌道等器材，自行規劃軌道鋪設路徑、設置小車運行速度擋位、確定打點計時器打點頻率等實驗細節。從小車啟動加速、勻速再到減速階段，學生詳細記錄打點紙帶數據，深入分析速度變化過程，緊密聯系加速度、速度、位移等概念，在親自動手操作、反復調試、深度思考的過程中，能夠扎實掌握運動描述的物理量關系，強化探究學習成效。

結束語

綜上所述，探究式學習模式在高中物理教學中的應用，不僅能夠激發學生對物理學科的興趣，而且有助于培養學生的物理綜合素質，同時促進物理教學質量的提升。在實際教學中，教師應該積極應用探究性學習模式，創造開放、互動的學習氛圍，在教學過程中鼓勵學生自主思考和動手實踐，并不斷評估實際的應用效果，以便充分發揮探究式學習模式的作用，助力高中物理教學的改革創新，為學生的學習和發展提供有力的保障。

參考文獻

[1]毛文海.探究性學習模式在高中物理教學中的應用[J].理科愛好者，2024（2）：55-57.

[2]劉曉玲.探究性學習模式在高中物理教學中的應用[J].廣西物理，2023，44（4）：157-159.

[3]馬懷美.探究性學習模式在高中物理教學中的應用[J].數理化解題研究，2023（30）：104-106.

[4]鄒靜.淺析探究性學習模式在高中物理教學中的核心應用[J].中學生數理化（教與學），2020（8）：53.

[5]郭庚年.探究性學習模式在高中物理教學中的應用[J].當代教研論叢，2020（7）：71.