毛鋅

摘要：新課標(biāo)明確提出，高中物理學(xué)科的教學(xué)需要引導(dǎo)學(xué)生積極參與、自主學(xué)習(xí)、樂于探究、勤于思考、勇于實驗，以多元化教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和技能，對學(xué)生的科學(xué)探究能力進(jìn)行培養(yǎng)，以促使學(xué)生形成科學(xué)精神及科學(xué)態(tài)度。因此，在高中物理的實驗教學(xué)中，教師需要積極轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，通過多元化教學(xué)方法提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中物理；科學(xué)探究；實驗教學(xué)；策略

高中物理新課標(biāo)中明確提出，科學(xué)探究不僅是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的目標(biāo)，而且是一種重要的教學(xué)方法。實驗作為物理學(xué)科及教學(xué)的重要組成部分，在物理實驗的教學(xué)中，教師需要積極開展實踐活動，注重物理知識的研究與發(fā)展。大多數(shù)物理問題均是由實驗引發(fā)的，屬于物理教學(xué)過程的重難點。而科學(xué)探究作為物理學(xué)科素養(yǎng)的“核心”，其屬于“物理觀念”“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”“科學(xué)思維”相關(guān)物理學(xué)科培養(yǎng)以及落實的重要手段與實踐基礎(chǔ)，且立足于科學(xué)探究的物理實驗題也屬于高考時考查的重難點。因此，物理教師在開展實驗教學(xué)時，需要積極創(chuàng)設(shè)實驗情境，指導(dǎo)學(xué)生主動思考并提出對于物理問題的見解，溝通交流，運用物理學(xué)科知識、關(guān)鍵能力、觀念方法等解決物理問題，從而使學(xué)生在實驗探究中實現(xiàn)科學(xué)探究，提升核心素養(yǎng)。

1? ?高中物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)探究能力的意義

培養(yǎng)學(xué)生必備的科學(xué)探究能力，主要是經(jīng)過模擬相關(guān)學(xué)者、科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的思路、立意、手段、方法、策略等而開展的學(xué)習(xí)方式，以促使學(xué)生通過該學(xué)習(xí)方式，領(lǐng)悟到科學(xué)化的思想觀念，以提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。物理實驗教學(xué)承擔(dān)著講解物理學(xué)科基礎(chǔ)知識以及培養(yǎng)學(xué)生探究能力，提升科學(xué)素養(yǎng)的重要任務(wù)，特別是對于高中生而言，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力對于學(xué)生的科技素質(zhì)提高有著重要影響。因此，在物理實驗教學(xué)中，需要注重學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，這對學(xué)生的良好發(fā)展是極其重要的。除此之外，物理是實驗為主、理論為輔的一門綜合性課程，雖然有大量的理論知識，但仍需要學(xué)生通過物理實驗對各個知識點加以驗證，這就需要物理教師采用多元化教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生創(chuàng)造相應(yīng)的探究空間，指導(dǎo)學(xué)生積極思考與發(fā)現(xiàn)，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。物理教師通過教材研究、教學(xué)內(nèi)容的精選開展探究性學(xué)習(xí)，能使學(xué)生形成良好的觀察與分析能力，提升學(xué)生觀察、動手、分析與思考物理問題的能力。由此可見，引導(dǎo)學(xué)生在實驗探究中收獲物理知識，通常能夠使學(xué)生經(jīng)過“教學(xué)做合一”的教學(xué)活動，增強自身的實驗意識以及科研創(chuàng)造力，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。

2? ?基于科學(xué)探究的高中物理實驗教學(xué)存在的問題

2.1教師講解代替學(xué)生探究

物理實驗教學(xué)通常是高中物理教學(xué)的重難點，部分物理教師為了實現(xiàn)教學(xué)的高效化，會將大量精力用于理論知識的講解以及試題練習(xí)，不愿花費較多的時間讓學(xué)生進(jìn)行自主探究。

2.2視頻演示替代動手實踐

在高中物理實驗教學(xué)中，演示實驗既是課堂教學(xué)的亮點，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣，其能為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識、規(guī)律、原理提供重要的實證。隨著科技的不斷發(fā)展，信息技術(shù)逐漸在課堂教學(xué)中廣泛運用，教師在教學(xué)時也能在網(wǎng)絡(luò)上找到更多的教學(xué)資源，如實驗視頻、動畫演示實驗等。通過這些方式，學(xué)生對物理實驗形成了真實的實驗情境體會。雖然在物理實驗的教學(xué)中，教師會將成功率比較低或者可視性弱的物理實驗用實驗視頻代替，但是，若演示實驗都通過動畫視頻展現(xiàn)，就會影響學(xué)生對于物理實驗的學(xué)習(xí)興趣，并影響學(xué)生科學(xué)探究能力的提升。

3? ?基于科學(xué)探究的高中物理實驗教學(xué)策略

3.1制訂實驗計劃，增強探究意識

在高中物理實驗教學(xué)過程中，教師可指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)已掌握的知識和經(jīng)驗進(jìn)行操作，結(jié)合探究課題，設(shè)置多個小問題，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，立足于實驗的原理、數(shù)據(jù)處理、器材等各個方面解決實驗問題，并制訂相應(yīng)的實驗計劃，以促使學(xué)生形成探究意識。例如，在對“牛頓第二定律”進(jìn)行驗證時，學(xué)生需要解決“通過什么方法開展探究”“怎樣測量加速度”“怎樣測量質(zhì)量”等相關(guān)問題。在科學(xué)探究活動中研究一個與多個物理量之間的關(guān)系時，學(xué)生通常會以控制變量法實施探究，對于質(zhì)量測量而言，學(xué)生也會聯(lián)想到通過天平進(jìn)行測量；對于加速度測量而言，學(xué)生已經(jīng)對勻變速的直線運動規(guī)律進(jìn)行了研究，對其中用到的小車、軌道、紙帶、打點計時器等用品已經(jīng)學(xué)會了使用方法。此時，學(xué)生可通過知識類比遷移，考慮運用哪種器材進(jìn)行牛頓第二定律的驗證。其中，最困難的就是對合外力進(jìn)行測量，因為摩擦因素（?）是未知的，所以進(jìn)行摩擦力測量是最困難的。這個時候，就是考查學(xué)生能否依據(jù)力的合成和分解相關(guān)知識點聯(lián)想到通過重力分力進(jìn)行摩擦力平衡。拉力能夠通過鉤碼的重力進(jìn)行測量，但這種情況所造成的實驗誤差應(yīng)該怎樣解決呢？雖然學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中無法解決全部問題，但是，在實驗計劃的制訂中，可指導(dǎo)學(xué)生對探究的問題進(jìn)行深度思考，并提出相應(yīng)的猜測與假設(shè)，并在物理實驗課堂教學(xué)中加以驗證。

3.2開展合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

個體的能力通常是有限的，物理教師在開展實驗教學(xué)時，需要注重培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過小組合作，積極主動地與他人交流溝通，合作解決相關(guān)物理問題，以提升學(xué)生的合作探究能力。因此，物理教師可將班級的學(xué)生依據(jù)“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”的分組原則，按照興趣傾向、性別比例、守紀(jì)狀況、交往技能等進(jìn)行合理搭配，科學(xué)分組，促使每個組員都能充分發(fā)揮其作用。實踐表明，學(xué)生在具體學(xué)習(xí)中彼此間的互相幫助相較于教師監(jiān)督更為有效。

開展小組合作學(xué)習(xí)，不僅能促進(jìn)學(xué)生自身的集體榮譽感增強，而且能提升學(xué)生的合作能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

3.3引入生活實例，提升科學(xué)探究素養(yǎng)

對于物理實驗，許多人都認(rèn)為需要在實驗室中進(jìn)行，但只要能促使學(xué)生形成認(rèn)知體驗，促進(jìn)學(xué)生自身的思維激活，促使其科學(xué)探究素養(yǎng)提升，不論在哪做實驗都是一樣的。因此，在物理實驗的課堂教學(xué)中，物理教師可多維度、多方面地思考實驗，盡量通過學(xué)生較為常見到的物理現(xiàn)象開展物理實驗，以促使物理實驗實現(xiàn)生活化，并縮短學(xué)生和實驗的距離，以激發(fā)學(xué)生對于物理知識與實驗的探究興趣。例如，在開展“平拋運動”的實驗教學(xué)時，教師可在教學(xué)前指導(dǎo)學(xué)生做個相對簡單的生活化實驗：讓筆帽由課桌上面勻速滾落，對筆帽的實際運動軌跡進(jìn)行觀察。學(xué)生經(jīng)過該實驗，能清晰準(zhǔn)確地了解平拋運動的性質(zhì)，以此為后面的教學(xué)開展奠定基礎(chǔ)。例如，在對“靜摩擦力的實驗”開展教學(xué)時，物理教師可先給學(xué)生準(zhǔn)備日常生活當(dāng)中常見的杯子，讓學(xué)生捏住杯子，之后不斷加大力度，用力捏杯子，引導(dǎo)學(xué)生思考與猜測該過程中靜摩擦力是怎樣變化的。學(xué)生經(jīng)過觀察會發(fā)現(xiàn)，杯子沒有被滑動，還會與手保持平衡狀態(tài)，并形成相應(yīng)的運動趨勢力，即重力也沒發(fā)生任何變化，因此，其靜摩擦力沒有發(fā)生變化。然后，物理教師可引導(dǎo)學(xué)生猜想，若加大了捏杯子的力度，會造成哪種力的改變。學(xué)生的回答是壓力變大，很明顯，壓力與滑動摩擦力具有直接關(guān)聯(lián)，且滑動摩擦力幾乎與最大的靜摩擦力相等，因此，在用力捏杯子的時候，能夠使杯子的靜摩擦力相應(yīng)增大。由此可知，生活化實驗的開展，能夠使學(xué)生充分認(rèn)識到最大靜摩擦力與靜摩擦力是兩個不同的概念。

3.4創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)科學(xué)探究欲望

在高中物理實驗教學(xué)中，教師有意識、有目的地創(chuàng)設(shè)相關(guān)問題情境，不僅能夠使學(xué)生積極地發(fā)現(xiàn)問題，而且能從中找到問題的答案。在物理學(xué)科的具體教學(xué)中，物理教師需要將學(xué)生的學(xué)情與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，仔細(xì)斟酌，多加思考，以充分激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究欲。相關(guān)實踐表明，和學(xué)生實際生活相關(guān)的問題情境創(chuàng)設(shè)，通常是學(xué)生自身探究欲得以提高的有效途徑。例如，在對“超重與失重”的實驗開展教學(xué)時，教師可以讓學(xué)生站到電子秤上下蹲后再立刻站起來，引導(dǎo)學(xué)生觀察在這一過程中，秤的讀數(shù)發(fā)生了怎樣的變化？又如，在對“機械能及其守恒定律”當(dāng)中的“能量守恒定律與能源”的相關(guān)內(nèi)容開展教學(xué)時，教師可結(jié)合當(dāng)前能源危機的實際性問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：“能量既然是守恒的，為何各國都要節(jié)約能源呢？究竟有沒有必要進(jìn)行能源節(jié)約？”與現(xiàn)實生活相聯(lián)系進(jìn)行問題情境創(chuàng)設(shè)，往往能充分激發(fā)學(xué)生對物理問題的探究欲望。

3.5運用信息技術(shù)，激發(fā)科學(xué)探究熱情

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，相關(guān)信息技術(shù)已經(jīng)在課堂教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，同時網(wǎng)絡(luò)能給課堂教學(xué)提供海量的信息。因此，物理教師在課堂教學(xué)時需要注重信息技術(shù)的運用，做到充分了解物理相關(guān)知識的前沿，并將物理學(xué)科的發(fā)展前景呈現(xiàn)給學(xué)生。除此之外，物理教師可通過多媒體技術(shù)，以聲像并茂、動靜結(jié)合的教學(xué)課件，使難懂、抽象的物理知識形象生動地展現(xiàn)在學(xué)生眼前，以促使學(xué)生更好地理解相關(guān)物理知識并調(diào)動其在物理課堂的參與積極性。例如，在開展“萬有引力和航天”的教學(xué)時，物理教師可播放電影《地心引力》的片段，從當(dāng)中找出相關(guān)物理問題，以調(diào)動學(xué)生對于物理知識的探索欲與積極性。除此之外，物理教師還可以播放飛船發(fā)射的場景及“嫦娥”“玉兔”“懷抱”奔月的相關(guān)視頻給學(xué)生觀看，在增強學(xué)生對物理知識科學(xué)探究熱情的同時，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，從而使學(xué)生的民族自信心與自豪感得到有效提升。

綜上所述，立足于科學(xué)探究的高中物理實驗教學(xué)，不僅能促使學(xué)生深刻地體會物理學(xué)科的魅力，而且能使每個學(xué)生積極參與到實驗探究中，并通過科學(xué)探究提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，進(jìn)而提升學(xué)生在日后發(fā)展中的競爭力，促進(jìn)其自身價值的實現(xiàn)。

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