焦婧

摘要：實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中核心素養(yǎng)的形成起到關(guān)鍵作用.探究性實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑.在教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)具有探究性的情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理現(xiàn)象提煉概念知識(shí)，并逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng).文章以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，簡(jiǎn)述探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，并多維度探究高中物理課堂中如何開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，旨在提高學(xué)生的思考能力和綜合素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；探究性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2024）12-0089-03

實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中占據(jù)著重要地位，是學(xué)生感知物理抽象概念、驗(yàn)證理論知識(shí)的過(guò)程.重視探究式實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，不僅可以幫助學(xué)生深化知識(shí)理解，還能助力其發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、強(qiáng)化知識(shí)邏輯.高中物理教學(xué)應(yīng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，積極開(kāi)發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)資源，吸引學(xué)生主動(dòng)參與到探究式實(shí)驗(yàn)中，從而突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性.

1 高中物理探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素

1.1 尊重學(xué)生主體地位

學(xué)科核心素養(yǎng)的制定旨在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，但核心素養(yǎng)并非人為“灌輸”中形成的，而是學(xué)生在具體問(wèn)題的探索、感知中，逐步培養(yǎng)和發(fā)展起來(lái)的.學(xué)生是課堂中的主體，在探究性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展中要堅(jiān)持以“學(xué)生”為中心，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，讓其在解決問(wèn)題中逐步培養(yǎng)和發(fā)展核心素養(yǎng)[1].同時(shí)，教師還要充分尊重個(gè)體的多樣性和差異性，從學(xué)生發(fā)展視角出發(fā)來(lái)分析實(shí)際學(xué)情，落實(shí)個(gè)性化培養(yǎng)，充分挖掘其學(xué)習(xí)潛力，提高課堂生活品質(zhì).

1.2 注重聯(lián)系生活實(shí)際

物理學(xué)科源于生活，自然也應(yīng)用于生活.物理教學(xué)應(yīng)緊隨生活、時(shí)代的步伐，選擇與學(xué)生日常生活息息相關(guān)的探究?jī)?nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度適宜的實(shí)驗(yàn)，以保證教學(xué)切實(shí)可行.這樣一來(lái)，具有生活化的物理實(shí)驗(yàn)，不僅可以讓學(xué)生感受到物理的應(yīng)用性，還能從生活現(xiàn)象中總結(jié)出物理規(guī)律，在觀察、思考、探索和實(shí)踐中，深化對(duì)知識(shí)的理解和掌握.

1.3 靈活開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)

探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往包含多個(gè)要素，部分教師教學(xué)中主張“面面俱到”，但其實(shí)并非每次探究中都要涉及所有要素，而是要以核心素養(yǎng)提升為目標(biāo)，圍繞特定要素展開(kāi)探究即可.具體來(lái)說(shuō)，物理課堂時(shí)間有限，且學(xué)生理解知識(shí)也需要循序漸進(jìn)的過(guò)程，在進(jìn)行概念、規(guī)律學(xué)習(xí)時(shí)無(wú)法涵蓋所有知識(shí).對(duì)此，教師要結(jié)合具體情況，靈活選擇是完整探究還是部分探究，不同的探究要素對(duì)學(xué)生能力要求也有所不同，教師要明確梳理側(cè)重點(diǎn)，以便高效開(kāi)展探究式實(shí)驗(yàn)[2].

2 高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

2.1 優(yōu)化：革新理念，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

理念對(duì)行為起到引導(dǎo)和規(guī)范的作用，在核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)下，教學(xué)理念也應(yīng)作出相應(yīng)的變革，通過(guò)革新育人模式突出學(xué)生主動(dòng)性.物理實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體，如何提高學(xué)生課堂參與度，是教師當(dāng)前亟須關(guān)注的問(wèn)題.以往高中物理實(shí)驗(yàn)中，教師多是操作實(shí)驗(yàn)的同時(shí)搭配語(yǔ)言講解，學(xué)生只需要在一旁充當(dāng)“看客”，并未真正參與其中，且演示實(shí)驗(yàn)多是在講臺(tái)之上進(jìn)行，位置靠后的學(xué)生無(wú)法仔細(xì)觀察其中細(xì)節(jié)，影響了整體實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)[3].對(duì)此，教師要結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化，選用學(xué)生感興趣的素材和資源，讓其在實(shí)際操作中，深化對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、感悟，并對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)有更充分的認(rèn)識(shí)，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn).

以人教版高中物理必修第一冊(cè)《超重和失重》教學(xué)為例，為了提高課堂教學(xué)效果，教師應(yīng)利用不同環(huán)境下的情境，引導(dǎo)學(xué)生理解超重和失重現(xiàn)象，并從中探究科學(xué)原理.首先，教師在講解“超重和失重”現(xiàn)象時(shí)，可以將原本的演示實(shí)驗(yàn)或微課視頻改為探究實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生動(dòng)手參與其中：①準(zhǔn)備玻璃杯、溫水、塑料袋、紙帶、秤等實(shí)驗(yàn)材料；②將玻璃杯放置在平坦的桌面上，確保杯子底部與桌面平行，再將塑料袋張開(kāi)，將其按照玻璃杯口徑大小進(jìn)行修剪，保證其能完全覆蓋玻璃杯口部；③超重實(shí)驗(yàn)：將塑料袋完全覆蓋在玻璃杯的口部，保證其密封性，再將玻璃杯倒置在溫水中，輕輕按壓讓玻璃杯浸沒(méi)在水中，觀察玻璃杯內(nèi)的現(xiàn)象；④失重實(shí)驗(yàn)：將塑料袋拿掉，保持玻璃杯干燥，再將玻璃杯倒置放在桌面上，在杯子下面放置一些紙帶，快速將手掌覆蓋在玻璃杯上，并快速翻轉(zhuǎn)杯子，將紙帶從杯子下面移走，觀察玻璃杯的現(xiàn)象.隨后，學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)超重實(shí)驗(yàn)中玻璃杯被溫水中的壓強(qiáng)推動(dòng)而產(chǎn)生額外的重量，失重實(shí)驗(yàn)中玻璃杯倒置后使用手掌迅速覆蓋并翻轉(zhuǎn)，玻璃杯會(huì)懸浮在手掌上，造成失重現(xiàn)象.由此，學(xué)生的好奇心會(huì)被實(shí)驗(yàn)充分激發(fā)，教師因勢(shì)利導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)背后的物理規(guī)律，借助實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析背后蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)原理，從而深化對(duì)失重和超重的認(rèn)識(shí).

2.2 設(shè)計(jì)：自主創(chuàng)新，提高實(shí)驗(yàn)的參與度

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師要始終堅(jiān)持以“學(xué)生發(fā)展”為中心，充分利用教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)為素材，因勢(shì)利導(dǎo)，結(jié)合學(xué)生的物理素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γe極設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)造更充裕的自主空間，保證其真正參與到實(shí)驗(yàn)中.這樣一來(lái)，能為學(xué)生獨(dú)立探究提供契機(jī).此外，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，教師還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在理解教材演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作方案、形式進(jìn)行創(chuàng)新和拓展，通過(guò)獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)的方式，體現(xiàn)自身的個(gè)性化思路與想法，滿足學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)需求[4].

以人教版高中物理必修第二冊(cè)《實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)》教學(xué)為例，實(shí)驗(yàn)中多是讓小球從一定高度滾下來(lái)，讓其做平拋運(yùn)動(dòng)，并將小球的軌跡描述出來(lái)，通過(guò)反復(fù)滾動(dòng)小球逐步得出完整運(yùn)動(dòng)軌跡，其中的弊端在于無(wú)法一次性記住小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，教師可以據(jù)此培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生在自主設(shè)計(jì)中優(yōu)化實(shí)驗(yàn).首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的目的和原理，充分調(diào)動(dòng)其思維想象力，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新.如對(duì)于小球軌跡記錄問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，思考如何快速、準(zhǔn)確記錄其運(yùn)動(dòng)軌跡.學(xué)生則嘗試運(yùn)用不同的方法，如“是否可以利用手機(jī)的延時(shí)拍攝功能記錄小球軌跡”“距離拋出點(diǎn)一定距離，放置硬木板，上面鋪一張白紙、一張復(fù)寫紙，小球打在復(fù)寫紙上后在白紙上留下痕跡”等.隨后，教師為學(xué)生發(fā)放實(shí)驗(yàn)材料，要求學(xué)生根據(jù)自身的推測(cè)進(jìn)行實(shí)踐，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證方法的可行性.同時(shí)，針對(duì)學(xué)生的操作過(guò)程，教師給予針對(duì)性的指導(dǎo)和啟發(fā)，進(jìn)一步完善學(xué)生的科學(xué)思維.

基于此，在正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的真實(shí)想法，并在實(shí)踐中驗(yàn)證想法是否正確，提高學(xué)生知識(shí)理解程度的同時(shí)培養(yǎng)其創(chuàng)新能力.

2.3 指導(dǎo)：科學(xué)啟思，培養(yǎng)問(wèn)題解決能力

在課堂教學(xué)中穿插實(shí)驗(yàn)，可以利用直觀物理現(xiàn)象輔助驗(yàn)證理論知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí).這一過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用已掌握的知識(shí)去探索未知的物理規(guī)律，以強(qiáng)化自身解決問(wèn)題的能力.對(duì)此，教師要以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展中給予學(xué)生科學(xué)指導(dǎo)，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)開(kāi)展思路.這樣一來(lái)，學(xué)生在面對(duì)更多同類型實(shí)驗(yàn)時(shí)，才能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題.另外，一項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)中往往會(huì)用到多種實(shí)驗(yàn)儀器，單純通過(guò)口述向?qū)W生傳授操作方法，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤認(rèn)知，自然會(huì)影響教學(xué)效果.而通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)指導(dǎo)，則能為學(xué)生思維發(fā)展提供充足的空間，讓課堂中的難題迎刃而解.

以人教版高中物理必修第三冊(cè)《串聯(lián)電路和并聯(lián)電路》教學(xué)為例，實(shí)際電路連接中，可能存在多個(gè)用電器，如何將其合理連入電路，需要教師給予學(xué)生科學(xué)的指導(dǎo).首先，教師先利用投影儀展示電路中的各個(gè)元件，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)電路元件的各種符號(hào)，并展示含有錯(cuò)誤的線路圖，要求學(xué)生觀察后指出其中不合要求的地方.隨后，教師布置實(shí)踐任務(wù)，給予學(xué)生一個(gè)電池組、兩個(gè)燈泡L1和L2，一個(gè)開(kāi)關(guān)和幾根導(dǎo)線，要求學(xué)生動(dòng)腦思考“如何連接電路，才能保證閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，兩燈都亮起，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，兩燈都熄滅”.由此，學(xué)生可以結(jié)合已掌握的知識(shí)畫出電路，盡量多設(shè)計(jì)幾種連接方式，并畫在玻璃紙上，方便后續(xù)分析和訂正.最后，教師利用投影儀展示學(xué)生繪制的電路圖，對(duì)連接思路、方式展開(kāi)分析，糾正其中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)而引出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的正確方式.同時(shí)，教師展示教材中的操作實(shí)驗(yàn)圖片，并展示更多的實(shí)驗(yàn)方法，諸如“調(diào)換開(kāi)關(guān)位置對(duì)串聯(lián)電路是否有影響”“如何避免短路現(xiàn)象發(fā)生”等，以拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)思路.

2.4 聯(lián)結(jié)：實(shí)際素材，感知生活物理現(xiàn)象

物理學(xué)科中理論與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系緊密，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握理論知識(shí)，還能鍛煉自身的綜合能力.對(duì)于高中物理學(xué)科而言，實(shí)驗(yàn)的操作場(chǎng)所并非一定要局限在實(shí)驗(yàn)室中，部分對(duì)環(huán)境、材料不嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)也可以在家庭、教室等環(huán)境開(kāi)展.生活中有著豐富的物理資源，探究實(shí)驗(yàn)中合理選用素材，突出物理與生活之間的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生探究熱情[5].同時(shí)，生活化材料在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用，借助實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，以提高實(shí)踐能力.

以人教版高中物理必修第一冊(cè)《摩擦力》教學(xué)為例，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)摩擦力的感知，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生探究生活現(xiàn)象中蘊(yùn)含的物理知識(shí).首先，教師利用教室中現(xiàn)有的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用平行于地面的力去推動(dòng)桌子，讓桌子對(duì)地面有運(yùn)動(dòng)的距離，雖然桌子發(fā)生了移動(dòng)，但學(xué)生在推移中也明顯感受到了阻礙，認(rèn)識(shí)到推力大于阻礙桌子運(yùn)動(dòng)的力，且兩個(gè)力的方向相反，這個(gè)力就是桌子與地面之間的滑動(dòng)摩擦力.隨后，教師再鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用平行于地面的力去推動(dòng)“電子講臺(tái)”，桌子雖然有移動(dòng)趨勢(shì)，卻沒(méi)有被推動(dòng)，“電子講臺(tái)”與地面保持相對(duì)靜止.引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“二力平衡”知識(shí)展開(kāi)探究，認(rèn)識(shí)到一定有一個(gè)力與推力平衡，這個(gè)力與人推動(dòng)“電子講臺(tái)”的推力大小相等、方向相反，這個(gè)力就是“電子講臺(tái)”與地面之間的摩擦力，即靜摩擦力.最后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的異同，直觀呈現(xiàn)影響摩擦力大小的因素，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，以便提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力.同時(shí)，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，選擇生活中的其他物品來(lái)代替專業(yè)實(shí)驗(yàn)材料，在分析、探究中深化知識(shí)理解，提高動(dòng)手操作的能力，構(gòu)建高效物理課堂.

3 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的引領(lǐng)下，高中物理教學(xué)中教師要注重挖掘物理實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值，基于教材和實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性，吸引學(xué)生主動(dòng)去探索物理知識(shí).這樣一來(lái)，學(xué)生在具有探究性、個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，能充分認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與生活之間的聯(lián)系，從而發(fā)展觀察能力、操作能力和探究能力，達(dá)到核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo).

參考文獻(xiàn)：

[1]李蔚.高中物理電磁學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究舉例[J].中學(xué)課程資源，2022，18（12）：33-36，39.

[2] 袁小娟，楊利勇.核心素養(yǎng)背景下高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)：以“熱敏電阻阻值特征實(shí)驗(yàn)”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2022，51（36）：68-70.

[3] 廖燕麒.新課改背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略探究[J].高考，2022（36）：108-110.

[4] 劉莉敏.提升高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效的策略探析[J].高考，2022（36）：114-116.

[5] 李祺.多元智能理論在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].數(shù)理天地（高中版），2022（24）：81-83.

［責(zé)任編輯：李璟］