高中物理實驗教學 培養學生科學探究素養

蔣錄元

摘要：實驗是高中物理教學的重要內容，其有利于培養學生的科學探究素養，促進學生全面發展。目前，物理教學中的科學探究素養培養存在以“教師理論講授”替代“學生主動探究”、以“動畫視頻展示”替代“動手實驗演示”、重“教材中實驗”輕“教材外實驗”、重“實驗形式”輕“思維品質”的情況?；诖?，教師在物理實驗教學中，要精心設計實驗，激發學生的探究興趣，利用生活現象，培養學生的物理思維，創新實驗形式，提升學生的創新意識，引導學生思考實驗目的，突出實驗的作用。

關鍵詞：科學探究；高中物理；實驗；興趣；思維

中圖分類號：G633.7文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2022）14-0112-04

基于素質教育培養理念，在物理實驗教學中，教師積極探究培養學生科學探究素養的策略，并取得初步成果。但部分教師仍然堅持傳統的教學理念，忽視學科素養培養，這就導致物理課堂教學效率低下，學生很難真正理解課堂教學內容。另外，受主客觀條件限制，有的教師習慣以理論講解取代實驗教學環節，這不利于學生理解課堂教學內容，也不利于提高學生的實踐能力。本文根據教學實踐，重點探究高中物理實驗教學中培養學生科學探究素養的有效策略，以此促進學生全面發展。

一、高中物理實驗教學科學探究素養培養存在的問題分析

1.以“教師理論講授”替代“學生主動探究”

受“應試教育”影響，部分教師的教學理念陳舊，課堂教學以理論知識講解為主，導致學生的實踐能力和理解能力相對較弱，在課堂上只能被動地跟著教師的腳步進行探究，缺乏主動進行科學探究的意識、能力。另外，在高中物理實驗教學中，為節省教學時間、追趕教學進度，有的教師以知識灌輸的方式代替學生的思考，這就導致學生只知道物理實驗的過程和結論，并不知道“為什么要這樣”。實驗教學一直都是物理教學的重難點內容，其以“科學探究”為核心，但部分學生的科學探究能力較弱，而有的教師也忽視培養學生的科學探究能力，反而將大量的教學時間用在做題和講題上，試圖用題海戰術讓學生記住教學內容，并不斷提高解題能力。這種教學模式是“應試教育”的產物，可讓學生取得高分數，看似高效，但從長遠來看不利于學生的個性化發展、全面發展?；谒刭|教育理念，高考開始注重考查學生的學科素養與能力，這就意味著一味練題、解題的做法已經不符合教育教學發展趨勢。對此，教師要積極更新教學理念，優化教學模式，引導學生主動探究，不斷提高學生的物理學習效率。

2.以“動畫視頻展示”替代“動手實驗演示”

受經費等多方面因素影響，部分高中學校并沒有建設專業性的物理實驗室，甚至部分學校不能為實驗教學提供必要的實驗器材，這就導致物理實驗教學無法正常開展，因此部分教師用動畫演示的方式代替學生的動手實驗。另外，部分教師認為沒有必要進行動手實驗演示，動畫視頻的展示更詳細，能讓學生直觀看到整個實驗流程，還能減少教學過程中的“麻煩”。事實上，這種觀念并不正確，在高中物理教學中，學生必須進行實驗操作，這樣才能明白實驗中每一個環節的原理，這也是物理學科理論教學的基礎。雖然部分教師認為動畫演示的方式效率更高，但事實上，部分學生在觀看動畫演示的時候并不能做到全神貫注，這種走馬觀花的學習過程不能加深學生的印象。即使學生認真看完動畫演示，在后續解題過程中也會遺忘其中的很多關鍵點，這會降低學生的課堂學習質量。當然，有一些物理實驗不方便操作或操作難度較大，教師可以借助多媒體設備進行演示，但其中容易操作的實驗必須讓學生親自動手，以提高學生的實踐能力和探究能力。因此，教師在進行實驗教學的時候要根據學生的學情特點和實驗自身的特點進行綜合考慮，適當運用動畫視頻的方式輔助教學，重點以學生的動手操作為主，促進學生科學探究能力的有效提高。

3.重“教材中實驗”輕“教材外實驗”

在高中物理教學中，部分教師過度關注教材中的實驗，甚至完全照本宣科，這并不利于高中物理學科教學的健康發展。教師要學會“反思”，在實驗教學中從教材的束縛中解脫出來，用教材外的實驗補充教材中的實驗，以此提升學生的思維能力?；谒刭|教育的要求，高中物理教師不僅要關注學生基礎實驗的掌握程度，還要關注學生的實驗思路、實踐能力。實驗教學是高中物理教學的重要內容，是提升學生實踐能力的重要途徑，而并不是僅讓學生掌握教材中的幾個實驗流程。受“應試教育”影響，部分教師以高考為風向標，側重教材內實驗的考查，而不注重以教材外的實驗補充課堂教學內容，提高學生的綜合能力，培養學生的實驗思維，促進學生綜合素養的提高。高中學生的思維比較活躍，如果教師只注重教材內容，會導致學生對高中物理實驗教學失去興趣，而這不利于學生的長遠發展。對此，教師要轉變傳統教學理念，以提高學生的實踐能力為教學目標，適當補充教材外的實驗，或圍繞實際生活開發物理實驗素材，拉近學生的課堂學習環節與實際生活之間的距離，實現學生科學探究素養的有效提高，促進學生全面發展。

4.重“實驗形式”輕“思維品質”

部分高中物理教師的實驗教學只停留在表面，并沒有嘗試借助實驗活動提高學生的思維品質，這就導致實驗教學環節效率低下。在物理實驗教學中，為減少實踐環節可能出現的問題，提高實驗教學效率，部分教師習慣性地讓學生以小組為單位按照標準流程按部就班地進行科學探究活動。這種實驗教學雖然能夠提高課堂教學效率，但是機械性地按照教師的引導進行操作，會在一定程度上打擊學生的課堂學習積極性。另外，按部就班的實驗流程還會導致整個實驗環節很少出現或不出現與預期不同的變數，學生就缺乏對實驗環節進行深度思考的機會，這會導致學生的課堂學習能力無法滿足實際實驗要求，不利于后續教學活動的順利開展。

在這種重“實驗形式”輕“思維品質”的物理實驗教學中，有的學生在實驗操作前并沒有完全弄懂整個實驗的原理和流程，也沒有根據實驗目的和原理制訂實驗計劃，教師則用自身的引導取代了學生的思考，這會導致學生的思維能力得不到有效鍛煉。在進行實驗設計的時候，學生要進行積極主動的思考，充分考慮實驗中的每一個環節，對實驗進行整體性的統籌安排。而教師的過度引導會讓學生產生思維依賴，進而導致思維能力的退化。這樣，在真正的實驗過程中，有的學生就不知道如何進行實驗設計，也無法根據實驗內容進行積極主動的思考，這就失去了物理實驗本身的價值和意義。

二、基于科學探究素養提升的高中物理實驗教學意義

1.提高學生的實踐能力

基于科學探究素養提升的高中物理實驗教學對學生的實踐能力提出了較高要求，要求學生在整個實驗過程中進行相應的實踐操作。對此，教師要改變傳統的教學觀念，將學生擺在課堂主體地位上，引導學生積極參與實驗操作，充分發揮學生的主觀能動性，著重培養學生的實踐能力。受“應試”思維限制，部分教師認為學生實踐能力的提升對其后續學習并無作用，事實上，這種思想是錯誤的，物理是一門側重實踐的學科，學生實踐能力的提升可為其理論知識的學習奠定基礎，促進其實現全面發展。因此，教師要重視學生實踐能力的培養，引導學生積極參與物理實驗，讓學生在積極主動的探究中獲得成長、進步。

2.提高學生的思維能力

實踐能力與思維能力的提高是相輔相成的，在高中物理實驗教學中，要想順利完成整個實驗環節，學生必須同時具備良好的思維能力與實踐能力，以思維能力構建整個實驗環節，用實踐能力將設計好的實驗內容落實下去。高中物理實驗教學能為學生提供更多的思考機會，這對學生思維能力的提升具有積極意義。實驗教學強調學生的自主操作，從實驗設計到實驗落實的各個環節都由學生自主完成，在這個過程中，學生的思維能力能夠得到有效鍛煉。教師可在課堂上為學生提供必要的思路引導。

三、基于科學探究素養提升的高中物理實驗教學開展策略

1.精心設計實驗，激發探究興趣

為提高實驗教學質量，教師要引導學生精心設計整個實驗流程，激發學生的探究興趣，促進學生全面發展。受“應試教育”理念影響，部分教師只關注學生物理成績的提升和理論知識的掌握，忽視對學生進行實踐能力的培養，導致學生的科學探究素養不高?；谒刭|教育的要求，教師要對傳統的實驗教學環節進行優化、調整，著重培養學生的科學探究素養，讓學生通過物理實驗獲得思維能力與實踐能力的同步提高。教材中的每個實驗都有一份實驗方案，教師可鼓勵學生在此基礎上自主設計不同的實驗方案，讓其按照自己的方案進行實驗。學生的學習經驗有限，在設計實驗方案時，難免會出現一些問題，對此，教師要認真檢查學生實驗方案的可行性、安全性，引導學生反思出現的問題，以實現學生綜合素養的有效提高。

例如，在講解“摩擦力”這一章節的內容時，為讓學生更好地理解摩擦力的存在，教師可引導學生圍繞摩擦力設計實驗內容。當然，在實驗教學之前，教師要讓學生清楚什么是摩擦力，分析摩擦力影響下物體的受力情況。在這個環節，教師可讓學生拿出兩本書，然后將兩本書的每一頁都互相夾在一起，用力壓實，再讓兩名學生將這兩本書拉開。這個時候，學生會發現兩本書之間的摩擦力非常大，即使力氣較大的學生也很難將這兩本書拉開。在這個小實驗結束以后，教師可引導學生將自己的感悟講出來，再讓學生圍繞教材中的概念對摩擦力的存在進行簡要敘述。在確保學生對摩擦力的概念形成初步認知后，教師可以讓學生瀏覽教材中有關摩擦力的實驗內容，然后根據自己的理解設計一個不同的實驗方案。由于初次接觸摩擦力，部分學生設計的實驗并不具備可行性，教師可進行適當調整。例如，有的學生為進行對照實驗，設計出一個“沒有摩擦力的平面”，而學校的物理實驗室無法提供足夠光滑的平面，因此，教師可引導學生對這部分內容進行調整。在整個實驗過程中，學生按照自己設計的實驗方案進行操作，學習興趣濃厚，這對學生科學探究素養的提高具有積極促進作用。

2.利用生活現象，培養物理思維

高中階段的許多物理知識都與學生的實際生活有密切聯系，教師可在實驗教學中引用生活現象，拉近課堂教學與學生實際生活之間的距離，讓學生感受到物理知識的應用價值，激發學生的物理學習興趣，培養學生的物理思維。在高中物理實驗教學中，部分教師只注重教材知識的講解，不注重對教材中的內容進行發散，也很少引導學生進行生活化的思考。而要對學生的思維能力進行培養，教師就有必要引入生活中的物理知識拓展學生的思維，并引導學生將學習到的知識應用到實際生活中，以此提高學生的知識運用能力，促進學生科學探究素養的提高。好奇是人的天性，對于生活中常見的物理現象，學生的學習興趣濃厚，對此，教師可抓住學生的心理特點，用生活化的教學內容激發學生的學習興趣，培養學生的物理思維，促進學生實現全面發展。

例如，在講解“研究平拋運動”相關實驗的時候，教師可以“生活中的平拋運動”主題激發學生的課堂學習興趣，在課堂引導環節，展示柯受良飛躍壺口瀑布的視頻，與學生一起分析柯受良飛躍過程中的受力情況。力在學生的實際生活中普遍存在，教師用這樣的課堂導入內容可讓學生對力產生清晰的認知，隨后再與學生一起設計“研究平拋運動”的實驗。為讓學生更好地理解平拋運動的過程，教師可以用一些學生熟悉的物品進行實驗操作，如用粉筆和紙片等質量不同的物體進行課堂展示，讓學生對不同物體的飛行軌跡進行觀察，并判斷其是否在做平拋運動。在觀察幾個物體的平拋運動以后，教師可以讓學生自主歸納平拋運動的概念，并隨機點名，讓幾名學生分享自己的答案，之后，引導學生將自己的答案與教材中的概念進行對照，找出其中的不同之處。教師還可以讓學生發揮想象，從生活中尋找一些做平拋運動的例子，即用生活化的事例提高學生的思維能力，促進學生科學探究素養的有效提高。

3.創新實驗形式，提升創新意識

在高中物理實驗教學中，教師的課堂實驗環節不能一成不變，而要根據學生的學情特點調整課堂教學策略，以此激發學生的課堂學習興趣，提升學生的創新意識，促進學生科學探究素養的提高。高中學生的思維活躍，他們對一成不變的事物很容易失去興趣，因此，教師可及時對現有的實驗教學過程進行調整，讓學生積極參與實驗操作，并在實驗過程中提升創新意識，對物理學科產生學習興趣。

例如，“加速度”這一章節的知識涉及“探究加速度與物體質量的關系”的實驗，目的是讓學生掌握影響物體加速度的因素。在課堂導入環節，教師可用多媒體設備模擬不同質量的汽車啟動時的情境，讓學生思考“加速度是否與物體的質量有直接關系”，并以小組為單位交流意見。針對每個小組的答案，教師可引導學生設計實驗方案進行驗證。在這個過程中，教師要觀察每個小組的實驗方案，對其中不完善的地方指導學生改進，以此提升學生的創新意識，發展學生的科學探究素養。

4.思考實驗目的，突出實驗作用

在高中物理實驗教學中，部分教師忽視實驗反思環節的重要性。反思是提高實驗教學效率的重要環節。在實驗反思的過程中，教師可引導學生將實驗目的與教學目標結合起來，并對實驗中出現的問題進行反思，以此挖掘學生的潛力，提高整個實驗教學效率。

例如，“能量守恒定律”這一章節涉及機械能守恒定律的探究實驗，在實驗過程中，教師可引導學生積極思考實驗的目的，讓學生在目標的引導下進行自主學習。有的學生不理解小車下滑過程中勢能與動能之間的轉化關系，這個時候教師就可以出示教學目標，讓學生了解機械能守恒定律的內容，提高學生的知識理解能力。在實驗過程中，有的學生發現小車的勢能與動能之間的轉化并不完全守恒，會有一部分損耗，這個時候教師就可以引導學生思考出現損耗的原因。經過思考，學生發現，排除實驗出錯的情況，小車在下滑的時候，勢能轉化的動能會被摩擦力消耗一部分?？梢?，教師以實驗反思可讓學生更好地理解機械能守恒定律。

四、結語

在高中物理實驗教學中，教師要注重培養學生的科學探究素養，并以此為出發點，優化課堂教學環節，讓學生進行積極主動的思考。在具體教學中，教師要精心設計實驗，融入生活現象，創新實驗形式，并引導學生思考實驗目的，以此激發學生的探究興趣，培養學生的物理思維，提升學生的創新意識，突出實驗的作用，給學生提供更多思考的機會，促進學生全面發展。

參考文獻：

[1]陳洪松.核心素養導向下的高中物理實驗教學探究———以“超重、失重”為例[J].高中數理化，2020（S1）.

[2]張瑯鈺.高中物理實驗教學視域下創新思維的生成路徑[J].天津教育，2020（20）.

[3]郭建業.科學探究素養下高中物理實驗教學研究[J].成才之路， 2020（36）.

[4]韓世峰.新課程背景下高中物理實驗教學改進策略[J].數理化解題研究，2020（36）.

[5]李平.學科核心素養在高中物理實驗教學中落實的有效途徑[J].中學理科園地，2020（06）.

[6]張小云.高中物理實驗教學方法的探究與創新[J].中學生數理化， 2021（01）.

[7]丁立萍.基于核心素養的高中物理實驗教學探究———以“平拋運動”為例[J].中學物理教學參考，2020（14）.

[8]費秀紅.基于核心素養的高中物理實驗教學分析[J].數理化學習， 2020（11）.

[9]虞琴.核心素養視域下高中物理實驗教學中的科學思維培養分析[J].中學課程輔導，2020（21）.

[10]何宗羅.基于核心素養的高中物理實驗教學理念與舉措[J].湖南教育，2020（10）.

[11]林蕓，曾弦，李韻.智能手機傳感器APP在高中物理實驗教學中的應用現狀調查研究[J].中學物理教學參考，2020（23）.

[12]彭明河.新課標下高中物理實驗教學創新與思考[J].中學理科園地，2020（04）.

[13]宋四興.淺析高中物理實驗教學中的問題與對策研究[J].高考， 2020（25）.

Cultivating Students Scientific Inquiry Literacy in Physics Experiment Teaching in Senior Middle School

Jiang Luyuan

（Wuwei No.18 Middle School， Gansu Province， Wuwei 733000， China）

Abstract： Experiment is an important content of physics teaching in senior middle school. It is conducive to cultivating students scientific inquiry literacy and promoting students all-round development. At present， the cultivation of scientific inquiry literacy in physics teaching has the situation of replacing "students active inquiry" with "teacher theory teaching"， replacing"hands-on experimental demonstration" with "animation video display"， emphasizing "experiment in teaching materials" over"experiment outside teaching materials"， emphasizing "experimental form" over "thinking quality". Based on this， in physics experiment teaching， teachers should carefully design experiments， stimulate students interest in exploration， make use of life phenomena， cultivate students physical thinking， innovate experimental forms， enhance students innovative consciousness， guide students to think about the purpose of experiments and highlight the role of experiments.

Key words： scientificinquiry；seniormiddleschoolphysics；experiment；interest；thinking