基于探究能力培养的高中物理实验教学研究

摘 要：实践证明，高中物理实验教育可以提升学生的探究能力。笔者结合自身多年教学经验，探析高中物理实验教学如何促进学生探究能力发展，并列举相应教学案例说明培养学生探究能力的相关策略。

关键词：高中物理;实验教学;探究能力;培养策略

中图分类号：G427                       文献标识码：A                    文章编号：2095-624X（2019）32-0046-02

引    言

在高中物理实验教学中，教师要善于引导学生投入实验探究，使学生将教材理论与实践操作结合起来，从而在提升实验教学质量的同时，提升学生的探究能力，使学生深入理解物理知識。

一、问题导入，激发探究意识

世界变化万千，值得我们学习与探究的知识十分丰富，教师要想充分激发学生的探究意识，首先要让学生产生探究的想法与欲望。问题导入法的特点在于可以让学生产生好奇心与求知欲，并让学生主动投入相关的探究活动，验证自己的问题与设想[1]。例如，教学“运动的描述”这部分内容时，教师可以先提出一些能够激发学生好奇心的问题，如“运动是一种怎样的概念？”“我们学习地理知道地球在不停地运动，但为什么我们没有任何感觉？”这些问题虽然具有一定的抽象性，但可以让学生慢慢进入思考状态，对后续学习具有重要意义。随后，教师可以将物理知识与生活相联系，继续引导学生，如“大家坐车来学校的途中，是不是发现路边的树木在不停地后退？”“大家坐在车上时，有没有发现什么物体是完全静止的？”在这一过程中，教师可以引入“参照物”“运动”等概念，使得抽象的概念具体化、形象化，帮助学生尽快了解相关知识点。此外，教师还可以利用多媒体信息设备播放一段与“运动”有关的视频，通过直观的运动视频引入“参照物”“速度”“静止与运动”等物理概念，降低学生理解与思考的难度。由此可见，问题导入法不仅可以帮助学生尽快打开思维，而且能使学生尽快进入学习情境，使学生主动观察、思考、探究生活中的物理现象，不断提高实验探究能力，形成良好的探究意识。

二、实验探究，培养动手能力

高中物理教学不仅要求学生具备对物理实验的探究意识，而且要求学生具备较强的动手能力，需要学生通过亲身体验来提升对物理知识的理解能力和运用能力[2]。而从目前物理教学现状来看，大部分学生的动手能力较差，因此培养学生的动手能力十分必要。教师可合理利用学校的相关资源对学生开展实验教学，培养学生的动手能力[3]。例如，在进行“力的平行四边形定则”这一实验时，教师可先为学生讲解实验的基本原理、相关物理知识，然后提供白纸、直尺、图钉、弹簧、细线、三角板、橡皮条及方木板等物品让学生操作。在学生自由操作时，教师可进行巡堂观察，发现学生实验失败后应引导其发现错误并予以纠正。这一实验中常见的失败因素有结点位置不对或拉动方向不对等。实验可以培养学生的动手能力和科学严谨的态度，能够充分激发学生的学习兴趣，更好地实现学生实验探究能力的提升。除此之外，教师可引导学生利用自己掌握的物理知识展开课外实验探究，依据物理核心素养对作业形式进行创新和活化的教学要求，将课内实验拓展到课外，将实验教学延伸到课外，以更好地培养学生的动手能力，并不断提升学生的探究能力。为了让学生更深入地开展物理知识探究活动，教师可组织学生以合作形式进行实验操作。

三、鼓励假设，自主设计实验

“假设”即学生结合已有的物理理论知识与实际经验，合理猜测教师提出的问题，并表达自己内心想法的过程。同时，“假设”是教师开展物理实验探究教学活动不可或缺的重要环节。因此，教师在教学过程中应灵活应用奖励机制，鼓励学生对实验内容进行猜想、假设，指导学生勇于提出看法和见解。教师应鼓励学生自主设计实验方案，让学生在自主思考及合作探究的过程中对问题进行探究、分析，并寻求解决问题的方案。例如，在研究“向心力的大小与哪些因素有关”这一主题时，教师通过演示实验帮助学生初步了解向心力，紧接着向学生提问：“哪些因素与向心力的大小有关？”学生经过观看演示实验与独立思考后，做出以下几种假设：（1）和小球质量大小有关;（2）和小球的连接线长度有关;（3）和小球的转动速度有关。当学生做出假设后，教师可及时指导学生设计实验方案，进而对假设的正确性进行验证。针对第一个假设，学生设计如下实验方案：选用质量比为2∶1的钢球与铅球，确保两个球在各自运动过程中角速度与半径相同，观察钢球与铅球露出的红白相间方格数的比值，若比值为1∶2，说明向心力比值同样为1∶2，同时也说明质量大小与两个球受到的向心力有一定关系。这种教学方式不仅能够提高学生的开拓创新能力，而且能够培养学生的物理实验探究素养。

四、小组合作，探究多样解法

在实际操作环节，教师可以带领学生开展小组教学，将学生划分为不同的小组，引导学生就问题进行小组讨论。在讨论过程中，教师应启发学生从多角度思考问题，探究多种解决方案，并从中选择最佳方案，来锻炼学生的思维能力，使学生应用发散思维思考问题，感受处理问题的多种解法。例如，在开展实验“测定金属的电阻率”时，有学生提出，电流表不存在电阻，将其引入电路中，无论用何种介入方式都不影响最后结果。教师引导学生进行小组探究，由小组成员合作验证。在实验过程中，部分学生选择在电路中接入定值为5Ω的电阻、电流表，串联连接，随后用电压表检测电池的电压，最后统计总电阻值，并将统计值与5Ω对比，结果发现统计值偏高。这一结果证明，在实际操作中应将电流表的电阻纳入计算范围。部分学生对以上实验方式产生怀疑，表示可通过滑动变阻器提高实验严谨性，应先选取某一位置，并用滑片测量电阻值，随后测量电流表接入后的总电阻，计算差值，并依照这一办法进行多次实验，最后对比差值关系。结果表明，差值大小十分接近，于是得出结论，电流表存在电阻值。教师在开展物理教学时，除为学生讲解基本实验步骤、原理外，应安排实践板块，采用生活中的常见案例作为引导，激发学生对实践探究的兴趣，调动学生对实践的积极性。

结    语

总之，高中物理教师在物理实验教育中要坚持发挥学生学习的主体性，善于导入问题，引领学生展开自主探究。教师应鼓励学生对实验内容进行猜想、假设，指导学生勇于提出看法与见解，引导学生就问题进行小组讨论，并使学生在讨论过程中探究多种解决方案。

[参考文献]

黄洁，张玮.新课程下的高中物理实验创新教学[J].中学物理教学参考，2017（04）：28-29.

曹书安.构建高中物理高效课堂的策略研究[J].好家长，2018（56）：116.

李俊.高中物理题型解析[J].数理化学习（高中版），2018（07）：47-48.

作者简介：高习雷（1984.3—），男，江苏阜宁人，本科学历，中学一级教师，研究方向：高中物理教学。