核心素养下高中物理教学中学生探究能力提升策略分析

【摘要】本文探讨核心素养下高中物理教学中学生探究能力的提升策略.通过分析当前物理教学中的挑战，提出包括优化实验设计、开展课外探究活动、引入信息化教学手段等具体策略，旨在提高学生的探究能力和物理核心素养.

【关键词】核心素养；高中物理；课堂教学

随着教育改革的深入，核心素养成为教育教学的重要导向.在物理教学中，提升学生的探究能力不仅有助于培养学生的科学素养，还能促进学生的全面发展.尤其对于高中学生而言，即将面临大学生活，步入更高的学府，有更多机会接触社会，拥有较强的探究意识、探究能力，对其今后的创新发展意义重大.因此，教师应注重研究培养高中学生物理探究能力的方法，持续开发新的教学路径，为高中学生的高质量发展奠定坚实的素养基础.

1 优化实验设计，提高学生的探究兴趣

1.1 设计具有挑战性的实验任务

教师应根据学生的认知水平和兴趣特点，设计具有挑战性的实验任务，让学生在解决问题的过程中体验到探究的乐趣.在设计这些挑战性实验任务的过程中，教师应注意保证任务与学生的认知水平相匹配，避免过于简单或过于复杂，以确保学生能够积极参与并有所收获［1］.任务应具有明确的探究目标，以便学生能够有针对性地开展实验探究活动.

例如 以人教版高一必修第一册“牛顿第三定律”教学为例，教师可以设计一系列具有层次性、递进性的挑战性实验任务，以帮助学生深入理解牛顿第三定律，并激发学生的探究兴趣.教师可以设计一个基础性的实验任务，引导学生观察并记录两个物体相互作用时的力的大小和方向.如引导学生使用弹簧测力计分别测量两个物体在相互作用过程中的力，并比较它们的大小和方向.通过这个实验，学生可以初步感知牛顿第三定律的基本内容，即“作用力和反作用力大小相等、方向相反”.

教师可以再设计一个进阶性的实验任务，要求学生探究作用力与反作用力之间的关系.在这个任务中，教师可以提供不同的实验器材，如滑轮、小车等，引导学生设计实验方案并验证牛顿第三定律.学生可以使用滑轮和小车来构建一个简单的实验装置，通过测量小车在受到不同大小的作用力时的加速度，探究作用力与反作用力之间的关系.通过这个实验，学生可以深入理解牛顿第三定律的实质，并学会运用实验方法验证物理规律.

最后，教师可以设计一个开放性的实验任务，鼓励学生自主设计实验方案，探究牛顿第三定律在实际生活中的应用.这个任务可以给学生提供更多的自由度和创新空间，引导学生能够在实践中发挥自己的想象力和创造力.如，学生可以设计一个简单的火箭模型，通过观察和测量火箭发射过程中的力的大小和方向，探究牛顿第三定律在火箭发射中的应用.通过这个实验，学生可以进一步加深对牛顿第三定律的理解，并认识到物理学在实际生活中的重要性和应用价值.

1.2 强化实验过程中的探究元素

在实验过程中，教师应注重引导学生观察、思考、分析和解决问题，鼓励学生提出假设、设计实验方案、收集和分析数据，培养学生的探究能力.通过强化实验过程中的探究元素，学生可以更加深入地理解物理规律，掌握科学的研究方法，形成一定的创新精神和实践能力.

例如 以人教版高一必修第一册“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学为例，教师可以通过情境导入或问题引领的方式，激发学生对实验主题的兴趣和探究欲望.教师可以展示一段汽车加速或减速的视频，让学生观察并思考加速度与哪些因素有关.接着，教师可以提出探究问题：“加速度与力、质量之间到底存在怎样的关系？”从而引导学生进入实验探究环节.

在实验设计环节，教师应鼓励学生发挥主动性和创造性，提出自己的假设和实验方案.教师可以先让学生讨论并分享自己的想法，再引导学生分析实验方案的可行性和优缺点.在这个过程中，教师可以提供必要的指导和建议，帮助学生完善实验方案.

在实验操作环节，教师应注重培养学生的实验技能和观察能力.教师可以让学生分组进行实验，并明确实验步骤和注意事项.在实验过程中，教师应巡回指导，及时纠正学生的错误操作，并鼓励学生认真观察实验现象，记录实验数据.

在数据分析环节，教师可以引导学生运用科学的方法对实验数据进行处理和分析.先让学生学习如何绘制图表和进行数据处理，再让学生根据实验数据得出结论.在这个过程中，教师应注重培养学生的逻辑思维能力和数据分析能力，引导学生从数据中发现问题、提出假设并验证假设.

实验结束后，教师应组织学生进行实验反思与总结，让学生对自己的探究过程进行回顾和评价，更加深入地理解加速度与力、质量之间的关系，并进一步提升自己的探究能力.如提问学生：“在实验中，你是如何设计实验方案的？在操作过程中遇到了哪些困难？你是如何解决的？”引导学生回顾实验过程，思考自己在实验中的表现和不足.教师还应注重培养学生的批判性思维和创新精神.可以鼓励学生质疑实验结果，思考是否存在其他可能的解释或影响因素，也可以引导学生思考如何改进实验方案，提高实验的准确性和可靠性［2］.

2 开展课外探究活动，拓展探究空间

2.1 组织物理科技竞赛

学校可以定期组织物理科技竞赛，鼓励学生积极参与，通过竞赛的形式增强学生的探究能力和创新意识.

例如 以人教版高一必修第二册“生活中的圆周运动”教学为例，课外探究活动作为课堂教学的延伸，能够为学生提供更加广阔的探究空间，进一步提升他们的探究能力.组织物理科技竞赛便是其中一种有效的形式，不仅能激发学生的探究兴趣，还能让他们在竞赛中挑战自我，实现自我提升.教学中，教师可以设计物理竞赛活动，基于“生活中的圆周运动”这一主题，将竞赛主题定为“探索圆周运动在生活中的应用”.明确竞赛形式（如个人或团队赛）、评分标准、提交作品要求等.例如，可以要求学生提交一份关于生活中圆周运动应用的报告或设计一个与圆周运动相关的创新项目.通过学校广播、宣传栏、班级微信群等多种渠道进行宣传，动员学生积极参与.

学生在教师的指导下，学习“生活中的圆周运动”相关知识，理解圆周运动的基本原理和应用场景.学生根据竞赛主题，自主选择探究方向，如自行车轮子的转动、游乐场中的圆周运动设施等.通过查阅资料、观察现象、进行实验等方式，深入探究圆周运动在这些场景中的应用.学生根据探究结果，制作竞赛作品.作品形式可以多样化，如研究报告、PPT展示、视频讲解等.完成后，按照竞赛规则提交作品.

由物理教师或评委团队对提交的作品进行初步评价，筛选出优秀作品进入决赛.在决赛阶段，学生需要现场展示自己的作品，并回答评委的提问［3］.这一环节不仅检验学生的探究成果，还考验他们的表达能力和应变能力.根据决赛表现，评选出优胜者并颁发奖项.同时，对整个竞赛活动进行总结，肯定学生的努力成果，指出存在的问题和不足，为今后的活动提供参考.

2.2 建立物理探究社团

建立物理探究社团，是鼓励学生深入探索物理世界、提升探究能力的有效途径.社团可以为学生提供一个自由交流、合作研究的平台，让学生在探究实践中深化对物理知识的理解，并锻炼他们的团队协作和创新能力［4］.学校应鼓励学生自发组织物理探究社团，开展各种形式的探究活动，如课题研究、实验设计等，让学生在团队合作中提升探究能力.

例如 以人教版高一必修第三册“电磁感应现象及应用”的教学为例，物理探究社团的成立将对学生学习该部分知识产生显著的帮助.社团成员可以通过共同学习和讨论，深入理解电磁感应的基本原理，包括法拉第电磁感应定律、楞次定律等.通过互相解答疑惑、分享学习心得，学生能够更加清晰地掌握电磁感应现象的内在规律.

社团可以组织学生进行课题研究，如“电磁感应在发电机中的应用”“电磁感应与无线充电技术”等.在课题研究过程中，学生需要查阅资料、设计实验方案、进行实验探究，并撰写研究报告.这一过程不仅能够帮助学生巩固所学知识，还能培养学生的科学探究能力和实践能力.社团成员还可以共同设计并开展与电磁感应相关的实验，如探究感应电流的方向与磁场变化的关系等.通过实验操作，学生能够直观地感受到电磁感应现象，加深对原理的理解.同时，实验设计过程也能锻炼学生的创新思维和动手能力.

社团可以定期举办分享会或交流会，让成员展示自己的研究成果或实验作品.这不仅能够增强学生的自信心和表达能力，还能促进成员之间的相互学习和启发.通过分享与交流，学生能够不断拓宽视野，提升对电磁感应现象及应用的认识.社团同样可以引导学生关注电磁感应在日常生活和科技领域中的应用，如电磁炉、电动车等.通过了解这些应用案例，学生能够更加直观地感受到电磁感应现象的实际价值，激发学生对物理学习的兴趣和热情.

3 引入信息化技术，提升探究效果

教师可以通过多媒体教学资源展示物理现象、实验过程等，使抽象的概念变得直观易懂，激发学生的学习兴趣和探究欲望.

例如 以人教版高二选择性必修第一册“反冲现象 火箭”教学为例，在导入新课环节，教师可以利用多媒体播放一段火箭发射的视频，让学生感受火箭升空的壮观景象.通过视频，学生可以直观地了解火箭发射的过程，对反冲现象有初步的认识.教师可以提出问题：“火箭是如何升空的？其中涉及了哪些物理原理？”以激发学生的好奇心和探究欲望.

为了让学生更好地理解反冲现象，教师可以利用多媒体教学资源展示一些典型的反冲现象实例，如喷水枪、气球等.通过动画或视频的形式，学生可以清晰地观察到这些物体在受到外力作用时产生的反冲运动.教师可以引导学生分析这些现象的共同点，从而总结出反冲现象的基本规律.

在探究火箭原理时，教师可以利用多媒体教学资源展示火箭的结构和工作原理.通过三维动画或模拟实验，学生可以清晰地了解火箭内部燃料燃烧产生的推力如何推动火箭升空.此外，教师还可以引导学生分析火箭升空过程中受到的各种力，如重力、空气阻力等，从而加深对火箭工作原理的理解.

为了培养学生的创新思维和实践能力，教师可以利用多媒体教学资源展示一些与反冲现象和火箭相关的创新应用，如太空探索、卫星发射等.通过了解这些应用，学生可以认识到反冲现象和火箭技术在现代科技领域中的重要地位，进一步激发他们对物理学习的兴趣和热情.

4 结语

综上所述，核心素养下高中物理教学中学生探究能力的提升需要从多个方面入手.通过优化实验设计、开展课外科学探究活动、引入信息化教学手段等策略，可以有效地提高学生的探究能力和物理核心素养.同时，教师还应关注学生的个体差异，因材施教，让每个学生都能在物理学习中找到自己的兴趣点和获得成长空间.

参考文献：

［1］陈尚都.高中物理教学中核心素养能力培养模式探究［J］.文理导航·教育研究与实践，2021（06）：141+143.

［2］陈国雄.核心素养导向下高中物理实验探究能力的培养策略［J］.中学生数理化（学习研究），2022（01）：54-55.

［3］姚景虎，苏善花.基于核心素养的高中物理电学实验课堂完善策略［J］.数理天地（高中版），2023（06）：71-73.

［4］周忠明.基于物理核心素养培养学生探究能力——以“超重和失重”教学为例［J］.数理化解题研究，2022（30）：89-91.