基于科学探究能力培养的高中物理实验合作学习探析

【摘 要】高中物理学科具有理论性和实践性强的特点，物理实验教学有助于引导学生全面理解理论知识产生的过程和原理，从而提高学生物理学习效果和水平。在物理实验教学中组织学生合作学习，对培养学生的科学探究能力和问题分析与解决能力有着积极作用。因此，教师需要根据教学内容创新和优化实验合作学习方案，提高实验合作学习的实效性，提升学生的物理核心素养。

【关键词】科学探究能力;高中物理;实验教学;合作学习

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）22-0052-02

在物理教学中，教师应将教学的重点放在实验探究上，引导学生通过实验发现知识间的联系，进而在头脑中构建知识体系，掌握知识运用的基本方法。在此基础上，教师可以根据实验教学的要求，让学生分小组开展合作学习，对重难点进行分析，培养学生的科学探究能力，引导学生真正理解高中物理知识的内涵，提高高中物理教学的实际效果。

1   在实验合作学习中激发学生学习动机

要想使高中物理实验合作学习取得较好的效果，教师应在实验合作学习中激发学生的学习动机。在开展实验合作学习之前，教师要全面分析每个学生的学习能力和特点，根据“组内异质，组间同质”的原则将学生分

成若干学习小组，保证每个小组内的成员的能力各不相同，引导学生在实验中主动学习，推动实验合作学习的顺利进行。在具体操作过程中，教师先要科学设计实验合作教学的基本流程，设计富有趣味性的实验环节，吸引学生的注意力。同时，引导学生利用学过的物理知识和生活中积累的经验，对实验内容展开深入探究，通过小组合作学习共同完成教学任务，提高对重难点知识的

理解[1]。

如在“超重与失重”一课的教学中，在课前预习阶段，教师可以要求学生每人准备一张韧性较好的纸。课上，教师再拿出弹簧测力计和重量较轻的钩码，将钩码挂在纸的一侧，并用手捏住纸使之保持平衡状态，并向学生提问：“如何让钩码运动，将纸条撕断。”之后要求各小组利用教具亲自动手实践，对教师提出的问题进行分析并得出结论。实验过程中，每个小组成员都可以亲自操作实验，组内操作能力较强的学生可对操作能力稍差学生进行指導。实验结束后，每个小组各选一名代表阐述结论，分析研究过程，其他小组可以对该小组的发言进行评价。在实验探究过程中，学生能够更好地理解超重和失重的物理概念，从而培养科学探究能力，提高物理教学的效率和质量。

2   创新实验合作学习方案

为保证实验合作学习的有效性，在教学前，教师必须结合实验合作学习的要求，创新实验合作学习的方案，并要求各小组按照实验学习方案进行操作。在设计实验合作学习方案的过程中，教师需要将教学内容作为实验设计的出发点，实现教学内容与实验设计的有效衔接，结合学生的兴趣，使实验具有趣味性、生动性和活泼性，并让学生通过各环节的探究和讨论得出实验结论，从而在实验合作学习中培养学生的核心素养[2]。一些高中生爱好体育活动，教师可以将学生的这一兴趣爱好与物理实验教学活动有效结合，既锻炼学生的身体素质，又强化学生对物理知识的理解，从而提高物理实验合作学习的效率和质量。

如在“力的合成”一课的教学中，教师可以将学生分为实力均衡的两个小组，先组织两个小组开展拔河比赛。在比赛中，教师需要在地上画出每个学生的站位点，之后让学生站在站位点上共同发力，在比赛结束后，引导学生对力的合成概念和原理进行分析和总结。最后，教师再根据刚刚学生在拔河比赛中共同发力的过程对力的合成原理进行进一步讲解，进而强化学生对概念和原理的理解，培养学生的科学探究能力。

3   构建良好的实验合作学习机制

在高中物理教学中开展实验合作学习，需要教师构建良好的实验合作学习机制，充分发挥小组合作学习的优势，加强小组成员之间的沟通交流，提高物理实验教学的效果。首先，教师需要为学生创造良好的合作学习环境，建立良好的师生关系，激发学生的学习兴趣，引导学生从被动学习转变为主动学习[3]。在正式开展实验合作学习之前，教师需要依据学生的能力和性格特点划分小组，保证每位组员都能发挥自身的长处和优势，各司其职，学习能力、探究能力较强的学生要发挥模范带头作用，带动学习能力较差和学习动机较弱的学生开展探究学习。其次，教师要让每个小组在实验合作学习的过程中共同完成实验报告。相对以往由每个学生单独完成实验报告的形式而言，小组成员共同完成实验报告有利于培养学生的合作意识和探究能力，尤其能激发缺乏主动性的学生的学习动机，使他们参与小组合作，共同完成实验合作学习任务。同时，在实验合作学习中，每个小组成员之间也会形成竞争，学生优势互补，有利于更好地培养学生的物理核心素养。

如在合作学习“平抛运动”实验时，教师可以通过实验竞赛的形式引导各小组快速且准确地完成实验学习任务，速度最快并且完成效果最好的小组获得胜利。在此过程中，教师充分激发学生的竞争意识与合作意识，有利于增强各小组的凝聚力，提高实验合作学习的效率和质量。除此之外，在实验合作学习中，教师还可以利用多媒体播放在课堂中无法演示的实验操作过程，让学生通过观看严谨的实验操作流程，提高运用各种实验器材和设备的规范性和标准性，促进学生物理实验能力与核心素养的提升与发展。

4   在实验合作学习中培养学生的实践能力

在物理实验合作学习中，每个学生都有亲自动手操作的机会，动手操作的过程也是学生思考的过程，有利于学生思维能力和实践能力的发展。因此，教师需要创新实验教学过程，锻炼学生的实践能力，以促进学生思维能力的发展[4]。另外，高中物理知识点具有较强的抽象性和复杂性，因此，在实验过程中，教师应该鼓励学生质疑，各小组成员可以针对每个成员提出的问题进行思考与分析，对于共同的疑问，小组可以通过实验进行探究，最终得出正确结论。

如在“探究加速度与力、质量的关系”一课的教学中，主要的實验合作学习任务是让学生理解加速度、力和质量三者之间的关系。在实验过程中，教师将小车、小桶、天平和木板等实验设备、工具分发给每个小组，各小组要根据教师提出的问题和实验操作的要求，分别利用工具称出小车和小桶的质量，并对实验过程中产生的数据进行整理与分析，最终得出加速度与力、质量之间的关系。在实际操作中，教师要观察各组学生的实验操作过程，对学生在实验中存在的不当操作进行纠正。实验后，教师要总结各小组的问题，以提高学生的实验操作能力和科学探究能力。

5   做好实验总结工作，发挥教学评价的功能

教师需要通过实验总结加深学生对物理知识的理解，帮助学生在分享实验总结的过程中积累实验经验，进一步提高学生的实验能力和探究能力。在实验总结的过程中，教师要引导学生总结实验中涉及的知识点，提高学生对知识点的运用能力，多维度培养学生的核心素养。教师要建立与完善教学评价机制，将学生在实验中的具体表现纳入教学评价，如学生是否具有敢于质疑的精神、实验操作是否规范、问题的分析和解决过程是否科学等。教学评价不仅要有教师对每个学生的评价，还应有学生之间的互评以及学生对自身表现的综合性评价。除此之外，教师还可以选拔能力较强且有责任心的学生担任小组长，负责监督和引导小组成员进行实验操作，并在总结阶段对组员做出科学合理的评价。这样既有利于实验的顺利进行和物理实验合作学习效率和质量的提升，还能发挥组长的评价作用，使学生在物理实验合作学习中获得全方位评价，从而帮助学生发现自己在学习中的优势和不足，并在下一阶段的学习中进一步提升。

高中生在学习物理理论知识的过程中往往存在畏难情绪，仅仅靠语言讲解难以使学生真正理解与掌握物理知识。因此，教师需要结合物理教学内容设计实验教学环节，并根据学生的学习特点让学生开展合作学习，引导学生参与各实验教学环节。学生通过实际动手操作，能够理解物理知识产生的过程和原理，提高科学探究能力，对重难点知识产生自己独到的见解，促进学生综合能力的发展。

【参考文献】

[1]翁美玉.基于新课改理念的高中物理实验教学实践[J].教师，2020（16）.

[2]黄菲.合作学习在高中物理实验教学中的应用探索[J].文理导航（中旬），2018（1）.

[3]安小英.合作学习在高中物理实验教学中的应用[J].新课程（下），2017（12）.

[4]许学兵.高中物理实验教学中“合作学习”的组织与实践[J].课程教育研究，2017（51）.

【作者简介】

万忠义（1974～），男，汉族，湖南益阳人，硕士，中学高级教师。研究方向：中学物理教学。