高中物理探究性实验的教学策略

余永旺

摘 要：在新课标背景下，教师需要加强学生核心素养的发展，而在物理学科中，科学探究作为核心素养的核心内容，有助于学生的学习进步。物理学科有着较强的实验特征，而探究性实验活动中包含着科学探究元素，可以更好地培养学生的物理学科素养，所以，高中物理探究实验活动至关重要。文章对当前高中物理探究性实验教学的重要作用进行了简单阐述，针对学生的实际学情以及主体地位提出了教师需要注意的事项，并探索了一系列物理探究实验活动设计的策略，希望可以推動高中物理学科的高质量发展。

关键词：高中物理课堂；探究性实验；科学探究素养；策略分析

在以往的物理实验教学活动中，教师过于重视实验结果，反而对实验过程重视不够，这严重违背了核心素养教育要求，难以培养学生的科学探究意识，以致学生的物理知识学习能力也很难得到有效提升。因此，高中物理教师需要科学设计探究性实验活动，将学生核心素养教育作为主要任务，帮助学生深入理解物理课堂知识，实现知识的灵活应用。同时，教师需要构建生活化课堂情境，引导学生通过观察生活来发现物理元素，丰富其生活经验的同时，也有助于学生更好地理解物理知识。此外，教师需要发现学生身上的优势，深入挖掘其潜在能力，通过探究性实验来推动学生创新思维的发展，促使其进行知识的主动探索，实现知识的学以致用、融会贯通，促进其学科素养的发展。

一、高中物理探究性实验教学的重要作用

（一）有助于激发学生学习热情

在高中物理探究性实验活动中，课堂上原本抽象枯燥的物理知识点以直观的形象进行展现，可以更好地满足高中生认知需求。在实验期间，教师可以适当创设趣味性课堂情境，以激发学生的学习热情。

（二）有助于加深学生的物理认识

在探究性实验教学活动中，学生在感官驱使下会主动按照教师要求参与实验，积极思考理论知识。同时，教师需要根据学生的实验情况进行及时引导，实现其思维的启发，帮助学生对物理知识获取新的感知，并深入理解物理概念，掌握物理规律，快速掌握物理知识内涵[1]。

（三）有助于提升学生的课堂地位

探究性实验教学需要教师设置课堂问题，带领学生通过实验探索解决问题，在此过程中，学生的课堂主体地位将得以有效彰显。并且，学生在教师的引导下，根据以往所学知识进行实验思考，主动探索实验过程，加深对物理实验的了解，从而掌握物理规律，这对于学生探究意识培养和创新思维的发展都起到了积极作用。

二、高中物理探究性实验开展的注意事项

（一）注重问题情境的创设

在探究性实验活动中，问题作为导入基础，一个良好的问题可以帮助教师构建物理课堂情境。而探究性实验是否成功与教师所构建的情境以及问题有着直接的关系，因此教师需要在此方面多下功夫。在设计情境和问题时，需要与学生学习能力相匹配，充分掌握学生的实际情况，只有当问题与学生的学习认知产生冲突和矛盾时，才可充分激发学生的探究积极性。

（二）注重探究内容的挑选

探究性实验教学的开展效果与其探究内容有着直接关系。而具有探究价值的知识点主要包含以下两个特征。首先，明确的探究目标。在针对某一知识点进行探究时，教师需要明确探究目标。如若希望学生通过探究性实验活动来提升综合能力，并且这些能力是学生学习发展所必需的能力，如：自主学习能力、问题发现能力以及问题解决能力等，那么，教师在进行内容挑选时，需要深入分析教学任务是否可以完成。如若目标设置过于简单，只是一些基础性知识抑或是一些难度较低的实验操作，那么最终的探究目标就违背了预期要求。其次，实现新旧知识的有效串联[2]。若想有效实现这一效果，教师需要确保学生正处于“正在发展区”范围内，不仅需要学生具备较强的认知能力，还要确保其知识难度超越学生当前的知识水平。所以，教师在挑选探究内容时，可以针对学生现实生活，为课堂知识与学生生活构建互通桥梁，满足学生的认知需求，尊重其发展规律，充分调动学生的探究能动性。

（三）注重学生主体性的彰显

高中物理教师在开展实验探究活动时，需要将学生放在主体位置，但很多教师在教学期间未能意识到这一点，直接将自己作为课堂主导，在上课之前提前制订探究方案，要求学生按照自己的路线进行探索，从而达到最终的教育目的。但这样一来与核心素养教育理念南辕北辙，学生只能作为学习机器按照教师所制订的思路进行知识探究，未能在其中融入自己见解，以致学生的参与热情较差。甚至有些教师为了加快教学进程，未能对实验过程中对其中的原理进行解释，也没有与学生进行知识交流，导致以生为本的教育理念无法得到充分落实，学生的探究积极性也相对较差。因此，教师只有在课堂中注重学生主体性的彰显，才能促使学生更加积极地进行实验探索，从而收获更为丰富的知识，实现思维能力的深入发展[3]。

（四）把握科学探究环节

科学探究的本质就是提出问题，并对其进行猜想和假设，通过制订实验方案，设计实验内容，收集相关数据资料，进行最终结果的论证和分析。从此过程中可以看出，问题作为科学探究的核心内容，重点是论证和分析。因此，教师需要在日常教学过程中掌握探究核心，但这并不代表着教师需要按部就班地进行，而是需要根据实际情况进行其内容的科学调整，以防探究过程千篇一律，久而久之学生会出现厌烦心理。同时，教师需要把握科学探究重点，实现知识的灵活应用。

（五）合理设置科学探索时间

科学探究涉及环节众多，与验证实验、测量实验和演示实验相比，探究实验包括的内容更加多元，如若将其放在一节课中进行，那么学生的学习压力较大，教师也无法对其探究时间进行科学把控，甚至会出现放弃探究实验的情况，抑或将探究实验转变为其他类型实验，将最终的实验结果直接告知学生，从而在有限的课堂时间内完成教学方案。但是这样一来，直接违背了核心素养教育要求。新课标强调了物理探究性实验的重要性，并要求教师根据课堂内容将验证实验转变为探究性实验，注重学生推理验证的过程，不用过于强调实验结果。所以说，教师在开展探究性实验时，需要合理安排时间，在学生完成最终论证后，需要进行沟通交流，进一步增强知识印象。

三、高中物理探究性实验开展的有效策略

（一）科学创设问题情境，激发学生学习兴趣

物理探究性实验是教师构建课堂教学情境的主要方式，通过探究性实验进行情境创设，可以将枯燥抽象的知识转变为生动直观的实验现象，充分激发学生的学习热情，同时还促使学生自主探究实验过程。另外，物理探究需要将问题作为基础，因此教师在开展物理课堂教学活动时，需要根据探究内容创设情境，并抛出探究问题，充分激发学生的探究积极性，促使学生自主参与到实验探究中，提升其物理思維能力，实现核心素养发展[4]。比如：教师在讲解“摩擦力”相关知识时，可以在课堂导入期间，让学生分别拿出两本书，对齐两本书的开口处，像平常打乱扑克顺序一样，将两本书交叉放置，用力按压。在操作期间，学生的注意力会高度集中，按照教师的要求和流程完成操作。随后，教师可以结合学生的操作结果提出课堂问题：“如果大家双手将这两本书分别朝着反方向拉，最终书会被拉开吗？会出现什么情况呢？”学生会在自我认知的作用下，认为两本书会被轻松拉开。而对于学生所给出的答案，教师不可直接进行否定，而是引导他们自行拉书。学生在好奇心的驱使下，主动参与实践，却发现无法轻松地将两本书拉开。而这时，学生的认知受到了现象的冲击，从而会好奇为什么会产生这样的结果。随后，教师需要充分利用学生此时的学习状态，顺利引入即将讲述的课堂知识，带领学生进一步探讨摩擦力的原理。从以上所述可以看出，在课堂中通过实验构建教学情境，不仅充分激发学生的探究热情，培养其科学探究素养，还促使学生真实感受到摩擦力的作用，为之后的知识学习奠定基础。

（二）开展分层教学法，落实因材施教教育理念

高中物理教师在开展物理探究性实验活动时，需要贯彻因材施教教育理念，尊重学生的个性化差异，有意识地带领学生开展探究实验，促使学生通过实验探究来得到不同程度的发展。比如：教师在讲解“平抛运动特点”相关知识时，可以采用分层教学法，在开展探究性实验活动时，充分考虑学生的实际情况，将学生按照不同层次划分。将物理学习能力较强的学生划分为一个等级，可以自主完成知识探索；将一些物理学习能力一般或较弱的学生划分为一个等级，在进行物理知识学习时，常常会碰到很多问题。随后，教师可以引导第一个层次的学生进行合作交流，充分发挥其学习潜力，通过合作的方式制订实验计划，进行动手操作。这样一来，此阶段的学生会得到自主探究物理实验的平台，充分发挥自身的物理思维，实现知识的迁移，在提出实验计划后，探讨操作要点，实现不同思维的碰撞，制订出可行性的实验方案，并按照其中步骤进行实践，对最终的实验现象进行总结，从而对物理知识产生更深层次理解，物理学习效果也得到明显的提升，综合学习能力也实现了极大程度地增强。对于第二个层次的学生，教师需要积极发挥自身的引领作用，按照流程带领他们完成平抛运动的基本特点。学生在操作期间，教师可以结合实验情况抛出论证问题，促使学生根据问题进行深度学习，实现思维能力的强化。这样一来，通过分层教学，学生的学习主动性可以得到充分激发，借助不同的方式进行实验探究，可以切实增强学生的物理探究能力，从而掌握多元化的物理学习方式，有助于之后的知识学习。

（三）积极开发教学资源，拓展教学方式

教学资源作为学生探索物理知识的重要基础，在新课标中就已经明确要求教师在教学期间结合课堂内容深入发掘多元化的教学资源，并将其呈现给学生，促使学生在资源的影响下，拓展学习范围，实现学习视野的延伸，大大提升物理学习效果。由于物理探究性实验需要足够的时间作为支撑，可物理课堂时间十分有限，如若一味地引导学生完成探究实验，那么其他知识的讲解时间便会大大缩短，最终的课堂教学效果也不尽如人意。在当今信息技术背景下，探究性实验资源十分丰富，教师在开展物理教学活动时，可以发掘一些探究性实验资料，带领学生通过不同的实验方式进行知识探索，在增强学生课堂体验的同时，物理思维能力也将得到充分激发。比如：教师在讲解“万有引力定律及其应用”知识点时，可以通过网络的方式进行微课资源收集，并在课堂中为学生呈现。学生在观看期间，教师可以制订相应任务，促使学生通过观看视频来实现思维的发展，在思维的影响下，掌握实验规律。随后，教师可以开展小组合作学习活动，引导学生分享自己的发现，从而实现思维的深化发展，加深对课堂知识的理解和掌握[5]。

（四）重视学生能力与知识的一同培养

物理探究性实验作为推动学生学科素养发展的重要基础，教师在开展探究性实验教学时，需要结合学生的实际学习情况科学采用引导手段，促使学生在教师的带领下，将物理实验作为载体，加深对物理知识的认识和理解，实现学习能力的提升。而以上提到的分层教学法，则是结合学生的学习特征选择不同的教学手段。除此之外，教师在教学期间还可以将实验活动作为着力点，科学选择教学手段。比如：物理知识是以现实生活为基础的，而物理实验则需要借助实验器材完成，因此教师可以带领学生从生活中寻找实验器材，引导学生与生活事物进行互动，在发掘实验器材的过程中实现知识的灵活应用，引导学生主动利用生活实验器材开展实验探索，在获取实验结果的同时也加深了对其内容的认知。其间，学生的实验探究能力和动手操作能力将得到有效激发，从而进一步感受到物理知识与现实生活之间的联系，实现学生能力与知识一同培养，促进学生核心素养深入发展。

结束语

总之，探究性实验的开展符合新课程标准对物理教学的要求，高中物理教师必须要发现学生身上的优势，深入挖掘其潜在能力，通过探究性实验来推动学生创新思维的发展，促使其进行知识的主动探索，实现知识的学以致用、融会贯通，进而促进学科素养发展。

参考文献

[1]马富强.借助探究实验发展思维特质：略论高中物理探究式实验教学的优化策略[J].新课程，2020（52）：107.

[2]刘玲.指向深度学习的高中物理实验教学策略：以“探究影响感应电动势大小的因素”教学为例[J].物理通报，2021（11）：35-37.

[3]陈允怡.STEM理念下高中物理探究性实验教学：以智能手机传感器的应用为例[J].中学物理教学参考，2020，49（20）：1-2.

[4]朱涟漪.以观察促思维用实验构认知：以“薄膜干涉”为例谈高中物理的规律探究[J].中学物理教学参考，2020，49（15）：23-24.

[5]郑康，韩学廷.依托研究性学习开展高中物理综合实践活动课程的思考与实践：以“一种基于楞次定律实验装置的创新设计”为例[J].物理通报，2020（9）：48-51.

本文系福建省教育科学“十四五”规划2021年度教改专项课题“‘新课程、新教材、新高考”背景下农村高中物理校本作业的设计与实践研究（课题立项批准号：Fjjgzx21-282）阶段性研究成果之一。