【摘要】本文探討核心素養(yǎng)下高中物理教學(xué)中學(xué)生探究能力的提升策略.通過(guò)分析當(dāng)前物理教學(xué)中的挑戰(zhàn)，提出包括優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開(kāi)展課外探究活動(dòng)、引入信息化教學(xué)手段等具體策略，旨在提高學(xué)生的探究能力和物理核心素養(yǎng).

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；課堂教學(xué)

隨著教育改革的深入，核心素養(yǎng)成為教育教學(xué)的重要導(dǎo)向.在物理教學(xué)中，提升學(xué)生的探究能力不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，還能促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.尤其對(duì)于高中學(xué)生而言，即將面臨大學(xué)生活，步入更高的學(xué)府，有更多機(jī)會(huì)接觸社會(huì)，擁有較強(qiáng)的探究意識(shí)、探究能力，對(duì)其今后的創(chuàng)新發(fā)展意義重大.因此，教師應(yīng)注重研究培養(yǎng)高中學(xué)生物理探究能力的方法，持續(xù)開(kāi)發(fā)新的教學(xué)路徑，為高中學(xué)生的高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的素養(yǎng)基礎(chǔ).

1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的探究興趣

1.1 設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣特點(diǎn)，設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中體驗(yàn)到探究的樂(lè)趣.在設(shè)計(jì)這些挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)任務(wù)的過(guò)程中，教師應(yīng)注意保證任務(wù)與學(xué)生的認(rèn)知水平相匹配，避免過(guò)于簡(jiǎn)單或過(guò)于復(fù)雜，以確保學(xué)生能夠積極參與并有所收獲［1］.任務(wù)應(yīng)具有明確的探究目標(biāo)，以便學(xué)生能夠有針對(duì)性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).

例如 以人教版高一必修第一冊(cè)“牛頓第三定律”教學(xué)為例，教師可以設(shè)計(jì)一系列具有層次性、遞進(jìn)性的挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)任務(wù)，以幫助學(xué)生深入理解牛頓第三定律，并激發(fā)學(xué)生的探究興趣.教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并記錄兩個(gè)物體相互作用時(shí)的力的大小和方向.如引導(dǎo)學(xué)生使用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在相互作用過(guò)程中的力，并比較它們的大小和方向.通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以初步感知牛頓第三定律的基本內(nèi)容，即“作用力和反作用力大小相等、方向相反”.

教師可以再設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)階性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生探究作用力與反作用力之間的關(guān)系.在這個(gè)任務(wù)中，教師可以提供不同的實(shí)驗(yàn)器材，如滑輪、小車(chē)等，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證牛頓第三定律.學(xué)生可以使用滑輪和小車(chē)來(lái)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)測(cè)量小車(chē)在受到不同大小的作用力時(shí)的加速度，探究作用力與反作用力之間的關(guān)系.通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深入理解牛頓第三定律的實(shí)質(zhì)，并學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證物理規(guī)律.

最后，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究牛頓第三定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用.這個(gè)任務(wù)可以給學(xué)生提供更多的自由度和創(chuàng)新空間，引導(dǎo)學(xué)生能夠在實(shí)踐中發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力.如，學(xué)生可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的火箭模型，通過(guò)觀察和測(cè)量火箭發(fā)射過(guò)程中的力的大小和方向，探究牛頓第三定律在火箭發(fā)射中的應(yīng)用.通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以進(jìn)一步加深對(duì)牛頓第三定律的理解，并認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在實(shí)際生活中的重要性和應(yīng)用價(jià)值.

1.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的探究元素

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、分析和解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集和分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力.通過(guò)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的探究元素，學(xué)生可以更加深入地理解物理規(guī)律，掌握科學(xué)的研究方法，形成一定的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.

例如 以人教版高一必修第一冊(cè)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)為例，教師可以通過(guò)情境導(dǎo)入或問(wèn)題引領(lǐng)的方式，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)主題的興趣和探究欲望.教師可以展示一段汽車(chē)加速或減速的視頻，讓學(xué)生觀察并思考加速度與哪些因素有關(guān).接著，教師可以提出探究問(wèn)題：“加速度與力、質(zhì)量之間到底存在怎樣的關(guān)系？”從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié).

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提出自己的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案.教師可以先讓學(xué)生討論并分享自己的想法，再引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn).在這個(gè)過(guò)程中，教師可以提供必要的指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)方案.

在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和觀察能力.教師可以讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并明確實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng).在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，并鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析.先讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何繪制圖表和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，再讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.在這個(gè)過(guò)程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和數(shù)據(jù)分析能力，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)并驗(yàn)證假設(shè).

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思與總結(jié)，讓學(xué)生對(duì)自己的探究過(guò)程進(jìn)行回顧和評(píng)價(jià)，更加深入地理解加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，并進(jìn)一步提升自己的探究能力.如提問(wèn)學(xué)生：“在實(shí)驗(yàn)中，你是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的？在操作過(guò)程中遇到了哪些困難？你是如何解決的？”引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，思考自己在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)和不足.教師還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新精神.可以鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考是否存在其他可能的解釋或影響因素，也可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性［2］.

2 開(kāi)展課外探究活動(dòng)，拓展探究空間

2.1 組織物理科技競(jìng)賽

學(xué)?？梢远ㄆ诮M織物理科技競(jìng)賽，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，通過(guò)競(jìng)賽的形式增強(qiáng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新意識(shí).

例如 以人教版高一必修第二冊(cè)“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例，課外探究活動(dòng)作為課堂教學(xué)的延伸，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加廣闊的探究空間，進(jìn)一步提升他們的探究能力.組織物理科技競(jìng)賽便是其中一種有效的形式，不僅能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還能讓他們?cè)诟?jìng)賽中挑戰(zhàn)自我，實(shí)現(xiàn)自我提升.教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)物理競(jìng)賽活動(dòng)，基于“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”這一主題，將競(jìng)賽主題定為“探索圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用”.明確競(jìng)賽形式（如個(gè)人或團(tuán)隊(duì)賽）、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、提交作品要求等.例如，可以要求學(xué)生提交一份關(guān)于生活中圓周運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的報(bào)告或設(shè)計(jì)一個(gè)與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目.通過(guò)學(xué)校廣播、宣傳欄、班級(jí)微信群等多種渠道進(jìn)行宣傳，動(dòng)員學(xué)生積極參與.

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)，理解圓周運(yùn)動(dòng)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景.學(xué)生根據(jù)競(jìng)賽主題，自主選擇探究方向，如自行車(chē)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)、游樂(lè)場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)施等.通過(guò)查閱資料、觀察現(xiàn)象、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等方式，深入探究圓周運(yùn)動(dòng)在這些場(chǎng)景中的應(yīng)用.學(xué)生根據(jù)探究結(jié)果，制作競(jìng)賽作品.作品形式可以多樣化，如研究報(bào)告、PPT展示、視頻講解等.完成后，按照競(jìng)賽規(guī)則提交作品.

由物理教師或評(píng)委團(tuán)隊(duì)對(duì)提交的作品進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，篩選出優(yōu)秀作品進(jìn)入決賽.在決賽階段，學(xué)生需要現(xiàn)場(chǎng)展示自己的作品，并回答評(píng)委的提問(wèn)［3］.這一環(huán)節(jié)不僅檢驗(yàn)學(xué)生的探究成果，還考驗(yàn)他們的表達(dá)能力和應(yīng)變能力.根據(jù)決賽表現(xiàn)，評(píng)選出優(yōu)勝者并頒發(fā)獎(jiǎng)項(xiàng).同時(shí)，對(duì)整個(gè)競(jìng)賽活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)，肯定學(xué)生的努力成果，指出存在的問(wèn)題和不足，為今后的活動(dòng)提供參考.

2.2 建立物理探究社團(tuán)

建立物理探究社團(tuán)，是鼓勵(lì)學(xué)生深入探索物理世界、提升探究能力的有效途徑.社團(tuán)可以為學(xué)生提供一個(gè)自由交流、合作研究的平臺(tái)，讓學(xué)生在探究實(shí)踐中深化對(duì)物理知識(shí)的理解，并鍛煉他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力［4］.學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自發(fā)組織物理探究社團(tuán)，開(kāi)展各種形式的探究活動(dòng)，如課題研究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中提升探究能力.

例如 以人教版高一必修第三冊(cè)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”的教學(xué)為例，物理探究社團(tuán)的成立將對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該部分知識(shí)產(chǎn)生顯著的幫助.社團(tuán)成員可以通過(guò)共同學(xué)習(xí)和討論，深入理解電磁感應(yīng)的基本原理，包括法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律等.通過(guò)互相解答疑惑、分享學(xué)習(xí)心得，學(xué)生能夠更加清晰地掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律.

社團(tuán)可以組織學(xué)生進(jìn)行課題研究，如“電磁感應(yīng)在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用”“電磁感應(yīng)與無(wú)線充電技術(shù)”等.在課題研究過(guò)程中，學(xué)生需要查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并撰寫(xiě)研究報(bào)告.這一過(guò)程不僅能夠幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐能力.社團(tuán)成員還可以共同設(shè)計(jì)并開(kāi)展與電磁感應(yīng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，如探究感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)變化的關(guān)系等.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生能夠直觀地感受到電磁感應(yīng)現(xiàn)象，加深對(duì)原理的理解.同時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程也能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力.

社團(tuán)可以定期舉辦分享會(huì)或交流會(huì)，讓成員展示自己的研究成果或?qū)嶒?yàn)作品.這不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生的自信心和表達(dá)能力，還能促進(jìn)成員之間的相互學(xué)習(xí)和啟發(fā).通過(guò)分享與交流，學(xué)生能夠不斷拓寬視野，提升對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用的認(rèn)識(shí).社團(tuán)同樣可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電磁感應(yīng)在日常生活和科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，如電磁爐、電動(dòng)車(chē)等.通過(guò)了解這些應(yīng)用案例，學(xué)生能夠更加直觀地感受到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)際價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情.

3 引入信息化技術(shù)，提升探究效果

教師可以通過(guò)多媒體教學(xué)資源展示物理現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等，使抽象的概念變得直觀易懂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望.

例如 以人教版高二選擇性必修第一冊(cè)“反沖現(xiàn)象 火箭”教學(xué)為例，在導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)，教師可以利用多媒體播放一段火箭發(fā)射的視頻，讓學(xué)生感受火箭升空的壯觀景象.通過(guò)視頻，學(xué)生可以直觀地了解火箭發(fā)射的過(guò)程，對(duì)反沖現(xiàn)象有初步的認(rèn)識(shí).教師可以提出問(wèn)題：“火箭是如何升空的？其中涉及了哪些物理原理？”以激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望.

為了讓學(xué)生更好地理解反沖現(xiàn)象，教師可以利用多媒體教學(xué)資源展示一些典型的反沖現(xiàn)象實(shí)例，如噴水槍、氣球等.通過(guò)動(dòng)畫(huà)或視頻的形式，學(xué)生可以清晰地觀察到這些物體在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生的反沖運(yùn)動(dòng).教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析這些現(xiàn)象的共同點(diǎn)，從而總結(jié)出反沖現(xiàn)象的基本規(guī)律.

在探究火箭原理時(shí)，教師可以利用多媒體教學(xué)資源展示火箭的結(jié)構(gòu)和工作原理.通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)或模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以清晰地了解火箭內(nèi)部燃料燃燒產(chǎn)生的推力如何推動(dòng)火箭升空.此外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生分析火箭升空過(guò)程中受到的各種力，如重力、空氣阻力等，從而加深對(duì)火箭工作原理的理解.

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，教師可以利用多媒體教學(xué)資源展示一些與反沖現(xiàn)象和火箭相關(guān)的創(chuàng)新應(yīng)用，如太空探索、衛(wèi)星發(fā)射等.通過(guò)了解這些應(yīng)用，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到反沖現(xiàn)象和火箭技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的重要地位，進(jìn)一步激發(fā)他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，核心素養(yǎng)下高中物理教學(xué)中學(xué)生探究能力的提升需要從多個(gè)方面入手.通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開(kāi)展課外科學(xué)探究活動(dòng)、引入信息化教學(xué)手段等策略，可以有效地提高學(xué)生的探究能力和物理核心素養(yǎng).同時(shí)，教師還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，因材施教，讓每個(gè)學(xué)生都能在物理學(xué)習(xí)中找到自己的興趣點(diǎn)和獲得成長(zhǎng)空間.

參考文獻(xiàn)：

［1］陳尚都.高中物理教學(xué)中核心素養(yǎng)能力培養(yǎng)模式探究［J］.文理導(dǎo)航·教育研究與實(shí)踐，2021（06）：141+143.

［2］陳國(guó)雄.核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高中物理實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)策略［J］.中學(xué)生數(shù)理化（學(xué)習(xí)研究），2022（01）：54-55.

［3］姚景虎，蘇善花.基于核心素養(yǎng)的高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂完善策略［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（06）：71-73.

［4］周忠明.基于物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生探究能力——以“超重和失重”教學(xué)為例［J］.數(shù)理化解題研究，2022（30）：89-91.