科学探究素养下高中物理实验教学研究

郭建业

摘 要：物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四方面内容。而重视并落实高中物理实验教学是全面培养学生科学探究物理素养的重要途径。文章探讨科学探究素养下的高中物理实验教学策略，旨在构建高效物理课堂，全面提高学生的物理水平，提升学生的物理学科核心素养。

关键词：科学探究素养;高中物理;实验教学;核心素养

中图分类号：G633.7 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）36-0061-02

物理学科的科学探究素养是学生在接受物理教育的过程中，逐步形成的适应学生终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。而重视并落实高中实验教学是全面培养学生科学探究素养的重要途径。物理实验可以给学生提供多样的思维角度和多样的体验，可以让学生的求异思维、创造灵感、探究意识都得到发展。所以，在高中物理教学中，教师要运用教学机智，让学生多做实验，以提高学生的科学探究素养。

一、在实验教学中引导学生合作学习，培养科学探究素养

一个人的能力是有限的，教师要在实验教学中培养学生的团队合作意识，引导学生学会合作，积极与他人沟通交流，共同合作解决问题，从而逐步提高学生的合作探究能力。对此，教师可以把全班学生按“组内异质、组间同质”的原则，根据性别比例、兴趣倾向、学习水平、交往技能、守纪情况等合理搭配，科学分组，确保每个组员都能发挥自己的积极作用。实践证明，在学习过程中，同龄人之间的互相帮助与促进比教师的严厉督促更加有效。例如，教师在进行物理实验之前，首先将学生平均分组，每组分配一名学习能力较强、成绩较好的学生。在进行实验的过程中，这名学生在动手操作之余，要指导小组其他成员操作。出现疑问时，小组成员可以共同讨论解决策略。这种合作学习的方式，不仅可以增强学生的集体荣誉感，而且能提高学生之间的团结合作能力，真正实现培养学生科学探究素养的目的。

二、在实验教学中运用生活实例，提升科学探究素养

说起实验，很多人觉得一定要在物理实验室里做，其实只要能给学生的认知带来体验，能够给学生的思维带来生长，能促进他们的科学素养提升，在哪儿做实验都可以。所以，在教学中，教师要对实验进行多方面、多维度的思考，尽可能用学生常见的物品进行实验，让物理实验变得更有生活味道，拉近学生和物理实验之间的距离，从而激发学生物理学习的兴趣。例如，在教学“平抛运动”时，教师就可以在课堂教学开始前，引导学生做一个简单的生活实验：让笔帽在课桌上匀速滚下去，然后观察笔帽的运动轨迹。学生通过这样一个小实验，可以清晰地了解平抛运动的性质，这能对之后开展的课堂教学起到一定的铺垫作用。

身边的资源，是物理实验取之不尽的源泉。如做“静摩擦力实验”时，教师可以让学生准备生活中常用的杯子，先让学生捏住杯子，然后逐渐加大捏杯子的力度。教师让学生猜测在这一过程中静摩擦力是如何变化的。学生通过观察发现，杯子没有滑动，还是和手保持平衡，而产生的相对运动趋势的力——重力也没有变化，因此受到的静摩擦力没有变化。接着，教师让学生进一步猜想，如果加大捏杯子的力气，会使什么力发生改变。学生回答说会使压力变大。很明显，压力和滑动摩擦力有关，而滑动摩擦力又近似等于最大静摩擦力，因此用力捏杯子可以增大杯子的最大静摩擦力。通过这个生活化的实验，学生认识到静摩擦力和最大静摩擦力是两个不同的概念。

可见，物理实验可以让学生认识到物理现象的本质，并对其进行全面的、深度的探究。虽然练习也可以让学生对物理知识有深刻的认识，但纯粹的练习，使学生缺少体验、缺少参与，难以生成真正的能力与素养。而一个简单的生活实验却给了学生生动的例子，可以让学生通过实践提升科学探究素养。高中物理需要实验、需要验证，从生活中而来的实验给物理教学注入了新的思想。

三、在实验教学中鼓励自主创新，塑造科学探究素养

创新能力是新时代人才的必备素质，是一个民族不断发展的动力，因此，创新教育是素质教育中非常重要的一部分内容，教师要有意识培养学生的创新意识和能力，从而提高学生的综合素质。而创新物理实验能很好地锻炼学生的创新能力。在物理实验教学中，教师要改变过去由教师进行演示实验的单一教学模式，鼓励学生自主创新实验内容，让学生在亲自操作的过程中，提高自身的观察能力、动手操作能力和创新能力，从而提升自身的科学探究素养。例如，教师在进行“静摩擦力”的教学时发现，因为相对运动趋势无法肉眼直观，所以，学生在理解“趋势”时就出现了困难。于是，教师从实验入手，让学生拿来家里的常用物品，通过实验观察得出相对运动趋势的方向。有的学生拿来一个大毛刷，给毛刷施加一个拉力，这时学生观察到的现象是毛刷处于静止状态，但毛刷上面的毛发生形变，从形变能看出物体的运动趋势。接着学生又反复做实验，然后进行观察，总结。这个简单的创新实验，将抽象的物理概念转变为形象具体的事物，使学生从生活现象中探究到物理知识的奥秘，体会到创新与成功的喜悦。再如，在教学“竖直平面内的圆周运动”时，教师提问：物体能做完整圆周运动的临界条件是什么？通常情况下，教师可以让学生直接套用公式计算结果。但如果通过实验，学生有亲身体验，学习效果会大不一样。教师并没有准备特别的实验器材，而是让学生自主设计实验。于是，有的学生用细绳套住钥匙，在竖直平面内让其做圆周运动。在实验中，学生发现，如果速度较慢，到达最高点时绳子会松开，钥匙会掉下来。教师适当点拨：其实绳子松开的那一瞬间，临界的条件就出来了。教师如果能对学生提出的问题进行适当的引导、帮助和鼓励，就会让学生在有限的课堂教学时间内有所创新，收获更多的知识。科学探究素养是学生健康学习、顺利成长的重要支持，物理实验又是提高物理能力的有效教学手段，因此，基于科学探究素养的物理实验教学，正是培养高中生核心素养的重要途径。

四、结语

總之，物理是一门以实验为基础的自然学科，物理理论无一不是建立在客观严谨的物理实验基础之上的，物理发展的历史可以说是物理实验的发展史。物理实验是物理教学的主要手段，是一个不可缺少的环节，它在揭示物理规律的同时，能激发学生的学习兴趣。教师运用实验教学，能充分调动学生学习的主动性，培养学生的合作交流能力、观察思考能力、创新能力，不断提升学生的科学探究素养。

参考文献：

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