秦東

【摘 要】在高中物理的課程教學(xué)中，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生自覺主動提高實驗探究素養(yǎng)是教師的首要任務(wù)，教師們要結(jié)合課程的要求，有針對性、有目標的創(chuàng)新教學(xué)的方式方法，通過設(shè)計不同的物理實驗來提升學(xué)生們的探究素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】物理；實驗；探究；素養(yǎng)；策略

在學(xué)習(xí)物理的過程中，離不開各種物理實驗，實驗是學(xué)習(xí)好物理的基礎(chǔ)，這一點在高中物理學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)尤為明顯。學(xué)生們只有通過不停的進行物理實驗，并在這個過程中提升思維能力，才能更好的完成對物理知識的深化學(xué)習(xí)。所以在高中物理的課程教學(xué)中，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生自覺主動提高實驗探究素養(yǎng)是教師的首要任務(wù)。這不僅是《高中物理課程標準》的基本要求，同時也是高中物理課堂中結(jié)合“核心素養(yǎng)”開展教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，本文從以下幾方面淺析在高中物理教學(xué)中對學(xué)生實驗探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、在演示實驗中培養(yǎng)實驗探究素養(yǎng)

在物理教學(xué)過程中，實驗演示是實驗教學(xué)的開端，在教學(xué)過程中占據(jù)很大的比重。教師通過應(yīng)用實驗演示教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗的情境、過程和結(jié)果來進行科學(xué)辨析與探討，并結(jié)合理性素材進行推理與思考，從而促使思維得到延伸和拓展，并完成從感性認識到理性認識的轉(zhuǎn)變。

例如，在講“磁場”時，這個概念既不好直接觀察，又十分抽象，學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中要真正掌握其定義有點困難。此時如果教師通過帶領(lǐng)學(xué)生做好通電磁場的演示實驗，就能有效化解該課程的教學(xué)難點，引導(dǎo)學(xué)生更好的理解和研究磁場。根據(jù)通電電流磁場的特征，特別是兩根并排帶電導(dǎo)線之間的相互吸引和排擠，可以使學(xué)生對電流磁場的特征有一個直觀的印象，通過對電流磁場實質(zhì)的揭示，加深學(xué)生對磁場和電流之間的關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化、動量和磁場能量等實質(zhì)的深刻理解。

學(xué)生對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生思考與推理的出發(fā)點就是“發(fā)現(xiàn)問題”，因此，教師在除了在教學(xué)過程中引入演示實驗以外，還要充分調(diào)用實驗教學(xué)的設(shè)疑功能。通過設(shè)疑來激發(fā)學(xué)生的求知欲，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容與實驗內(nèi)容進行情境化、層次化和詳細化的有機結(jié)合。合理設(shè)置和利用實驗疑難情境，不但能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效協(xié)調(diào)學(xué)生動腦、動手等實際操作能力，促進學(xué)生時刻處于踴躍和主動思考的狀態(tài)，在解決問題的同時培養(yǎng)了學(xué)生的實驗探究素養(yǎng)。

二、在設(shè)計實驗中培養(yǎng)實驗探究素養(yǎng)

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生提前主動的掌握基本實驗技巧與相關(guān)物理基礎(chǔ)知識，并以此為依據(jù)，結(jié)合新課程物理實驗教學(xué)的目標和要求，根據(jù)學(xué)生對教學(xué)過的實驗原理和方式的理解和思維探討方式，有針對性、目標性的設(shè)計和安排一些開放性較強的學(xué)生實驗課程。在這類課程中，教師應(yīng)對學(xué)生提出明確的、詳細的引導(dǎo)性要求，這樣既能讓學(xué)生在實驗過程中進行科學(xué)的思考和研究，同時也能夠培育和拓寬學(xué)生的探究性思維與創(chuàng)新思維。

1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究性實驗

例如，在講“傳感器”時，學(xué)生們在初步了解了傳感器與熱敏電阻以后，此時教師可以給學(xué)生設(shè)計一個探究性的實驗課題，即要求學(xué)生自行設(shè)計一個與自動控制充電的電路有關(guān)的實驗，并在學(xué)生設(shè)計電路實驗之前提出以下幾個問題用來引導(dǎo)學(xué)生：（1）傳感器有哪些電子元件？當中最重的零部件是哪幾個？這些電子元件起到什么重要作用？（2）在設(shè)計實驗時，如何避免導(dǎo)線的電阻與所形成的電路等其他要素之間的影響？（3）在實驗過程中，注意觀察熱敏電阻的特征，并說出這些特征和其他哪些要素有關(guān)系？（4）本實驗運用了什么實驗原理？在實驗的操作過程需要哪些實驗器材？（5）在實驗過程中有可能出現(xiàn)什么樣的用電事故？我們要怎么樣來避免事故發(fā)生？（6）根據(jù)本次實驗，了解用熱敏電阻和傳感器的相關(guān)特征，并說說用熱敏電阻進行控制有什么好處以及在實驗和學(xué)習(xí)過程中有什么新的發(fā)現(xiàn)？學(xué)生們在通過對以上問題進行思考后并制訂相關(guān)實驗計劃，然后交由教師進行檢查和審核，之后各自開展實驗探究。當實驗完成后，再由教師當堂進行檢查歸納，進一步鞏固學(xué)生的理論知識，提升實驗技巧和動手能力。以上過程在培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的同時，又加強了和拓展了學(xué)生探究性思維，可謂一舉兩得。

2.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計操作性實驗

在高中物理教學(xué)內(nèi)容中，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都有對應(yīng)現(xiàn)成的實驗操作，而新課程的標準是要求培養(yǎng)學(xué)生能自主探究，有動手操作的實踐能力。這就要求老師要根據(jù)學(xué)生個體差異和對所學(xué)知識的掌握情況進行實驗引導(dǎo)教學(xué)，在這里教師充當了指導(dǎo)者的角色，要在指明實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生制定實驗方案、步驟等安排，并分析和指導(dǎo)實驗的過程，記錄實驗結(jié)果和結(jié)論、討論實驗的成敗之處等。在教師組織學(xué)生共同探討完具體適宜可行的實驗方案后，由學(xué)生細化整個實驗過程，包括實驗器具的選取、實驗方案的設(shè)計、實驗器具的正確使用、實驗信息的收集、數(shù)據(jù)的整理、結(jié)論的總結(jié)等等都要讓學(xué)生獨立自主的完成。例如在學(xué)生設(shè)計加速度實驗過程中，學(xué)生們設(shè)計的實驗方法有紙帶法、單擺法、落球法和跨過定滑輪懸掛的兩物體的運動方法等，但是各組在最后得到的結(jié)論中最終數(shù)據(jù)相差過大，此時教師對學(xué)生進行正確引導(dǎo)、討論，帶領(lǐng)學(xué)生們找出原因，通過師生互動、生生互動共同得出理想的實驗方案。以上引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計性實驗，既培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力、動手能力，又提高了學(xué)生的注意觀察和創(chuàng)新的精神。

三、在課外實驗中培養(yǎng)實驗探究素養(yǎng)

新課程物理標準要求我們除了要注重在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進行思路練習(xí)以外，還要引導(dǎo)學(xué)生在靈活運用所學(xué)物理知識的基礎(chǔ)上，將社會生活中的各個方面如日常生活與生產(chǎn)工作等結(jié)合物理情境來開展物理實驗，利用實驗來增加其他學(xué)科與物理學(xué)科的橫向聯(lián)系，以此來擴大學(xué)生的思維空間，同時鞏固所學(xué)的物理基礎(chǔ)知識，增強學(xué)生的逆向思維能力，進一步提高教學(xué)的效果。

作為物理常實驗教學(xué)的必要補充——課外實驗活動，也是教師所提倡的，有許多家庭日常用品都能用來做小實驗。例如，“離心運動”、“超重、失重、完全失重現(xiàn)象”、“水流星表演”、“光的色散、干涉、衍射”等。對于學(xué)生來說，像這類課外家庭小實驗取材方便，親和力強，容易吸引學(xué)生參與，對培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣有極大的好處。經(jīng)常組織在課外活動課，通過學(xué)生自行創(chuàng)設(shè)生動而真實的物理情境來設(shè)計實驗，可以使學(xué)生對眾多物理現(xiàn)象有一個直觀的認識。

通過組織課外實驗活動，能夠提高學(xué)生處理情境、剖析情境的能力，有助于學(xué)生在鞏固和學(xué)習(xí)物理原理和知識的基礎(chǔ)上養(yǎng)成逆向思考的習(xí)慣，同時拓寬思路，進一步促進并形成創(chuàng)新思維，有效的提高探究素養(yǎng)。

開展課外實驗活動對學(xué)生的實踐能力起到很好的鍛煉作用，也符合教學(xué)課題的研究目標。例如，在講解“光的色散”一課時，教師讓學(xué)生們在上課前自行設(shè)計并完成一個色散實驗。這個時候?qū)W生們面臨一個問題：沒有三棱鏡。教師讓同學(xué)們積極探討，學(xué)生們給出的方案也是五花八門，有的說：“找一個透明的杯子，然后放點水，再把這個杯子拿到陽光下面，在一張紙上左右橫移來觀察不同的光的現(xiàn)象?！庇械恼f：“在一個裝有水的水盆中放一塊平面鏡，然后讓陽光照射平面鏡，再反射到墻上觀察光的現(xiàn)象，也可以在水面滴點油來觀察光的干涉”等；又如“給你一把刻度尺你能完成什么實驗？”學(xué)生回答：“可測定玩具手槍子彈出膛的速度”、“可測定人的反應(yīng)時間快慢”等等。教師通過這些實驗，引導(dǎo)學(xué)生要弄清一個問題或探究一種現(xiàn)象是有很多種途徑和方法的，只要學(xué)生們肯動腦筋多實踐，知識的大門必定要向?qū)W生們敞開。

綜上所述，物理實驗教學(xué)在培育學(xué)生探究素養(yǎng)等方面起著重大的作用，教師們要結(jié)合課程的要求，有針對性、有目標的創(chuàng)新教學(xué)的方式方法，通過設(shè)計不同的物理實驗來提升學(xué)生們的探究素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。這樣，學(xué)生才能產(chǎn)生物理實驗學(xué)習(xí)的積極性，才能在這個過程中主動進行高效化的物理實驗探究。