論高中生物理實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)

朱才順

【摘 ?要】針對(duì)目前任務(wù)更重、教學(xué)要求更高的高中物理實(shí)驗(yàn)，物理教師要總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，整合教學(xué)理念和資源，設(shè)計(jì)更優(yōu)的發(fā)展環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。其中，實(shí)驗(yàn)探究能力對(duì)學(xué)生有非常重要的作用，如提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)生經(jīng)驗(yàn)內(nèi)化效果等，因此探究學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力具有現(xiàn)實(shí)而積極的意義。據(jù)此，為探究該項(xiàng)能力具體培養(yǎng)措施，結(jié)合相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐成果，以實(shí)驗(yàn)探索能力培養(yǎng)概念和意義為著力點(diǎn)，探究其具體培養(yǎng)方式，以供參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗(yàn)；探究能力；培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)探索能力作為學(xué)生了解高中物理概念、知識(shí)的關(guān)鍵，能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，降低學(xué)生課堂知識(shí)學(xué)習(xí)難度，提升教師教學(xué)效果。尤其在現(xiàn)行更高要求和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，還能有效滲透學(xué)科素養(yǎng)，助力學(xué)生個(gè)性發(fā)展、綜合發(fā)展和全面發(fā)展，甚至優(yōu)化學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)觀念等。據(jù)此，有必要探究高中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的路徑。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)探索能力培養(yǎng)概念及價(jià)值

結(jié)合高中物理實(shí)驗(yàn)要求、教學(xué)任務(wù)等要素看，實(shí)驗(yàn)探索能力培養(yǎng)主要是指教師基于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，堅(jiān)持學(xué)生中心，以學(xué)生思維能力、動(dòng)手能力、遷移能力為中心，為學(xué)生營(yíng)造適應(yīng)性強(qiáng)的發(fā)展環(huán)境，以讓學(xué)生形成正確的實(shí)驗(yàn)探索觀念、習(xí)慣、行為等。由此，實(shí)驗(yàn)探索能力培養(yǎng)具有適應(yīng)性、合理性、系統(tǒng)性等特征，其中適應(yīng)性主要是指教學(xué)內(nèi)容要適應(yīng)學(xué)生和教材教學(xué)內(nèi)容，如適應(yīng)學(xué)生基礎(chǔ)能力、情感需求等。合理性實(shí)驗(yàn)方式內(nèi)容要合理，既不能超過(guò)學(xué)生能力，又不能太過(guò)簡(jiǎn)單，以避免影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究觀念。系統(tǒng)性要求教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)環(huán)境時(shí)，要注意知識(shí)與技能的銜接，要把控知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、情感同學(xué)生的交互，以讓學(xué)生形成的知識(shí)更具

體系。

基于高中物理實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)有效經(jīng)驗(yàn)，其培養(yǎng)意義非凡。首先，有助于教師的教。一是能夠降低教師課程教學(xué)難度。通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索能力，能夠讓學(xué)生形成物理學(xué)科學(xué)習(xí)思維，即對(duì)知識(shí)和概念擁有探索意識(shí)，繼而更好地配合教師課堂教學(xué)，汲取知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。二是能夠加快教師發(fā)展速度。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索能力的培養(yǎng)需要教師深入學(xué)生群體，分析實(shí)驗(yàn)有效表現(xiàn)形式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式，從而會(huì)直接提升教師素養(yǎng)和教學(xué)技能。如更加科學(xué)地觀察和記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，并給予科學(xué)的評(píng)價(jià)等。其次，有助于學(xué)生的學(xué)。一是有益于學(xué)生高中物理知識(shí)的汲取和內(nèi)化。物理實(shí)驗(yàn)探索能力能讓學(xué)生深入物理知識(shí)要素內(nèi)涵，并遷移其中關(guān)鍵知識(shí)，繼而全面提升自身學(xué)科素養(yǎng)和能力，促使學(xué)生擁有更好的學(xué)習(xí)效果。例如，學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探索方式，解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題。二是可實(shí)現(xiàn)學(xué)生本我思維能力的發(fā)展。物理實(shí)驗(yàn)探索能力的本質(zhì)是學(xué)生立足自身對(duì)物理知識(shí)的理解、認(rèn)知、邏輯思維，探究高中物理知識(shí)脈絡(luò)，而這一過(guò)程便會(huì)逐漸鍛煉和提升學(xué)生的物理邏輯思維能力。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)課程提升學(xué)生探究能力路徑探究

盡管高中學(xué)生思維、能力等要素相較于小學(xué)和初中有了較大的提升，但是從細(xì)化角度看，學(xué)生主觀能力較差，加之高中物理難度較大，若教師未重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的有序建設(shè)，必然會(huì)影響學(xué)生各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?jù)此，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的趣味性、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)分層等層面出發(fā)，架設(shè)良性學(xué)習(xí)環(huán)境。

（一）基于趣味性實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

經(jīng)驗(yàn)表明，趣味性強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與興趣，讓其主動(dòng)、積極地探究實(shí)驗(yàn)線索，繼而更加快速地將實(shí)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)化于心，更快地提升實(shí)驗(yàn)探究能力。因此，相關(guān)教師要研究哪些元素既符合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又能適應(yīng)學(xué)生多元而豐富的興趣需求。首先，教師要改變?cè)虒W(xué)方式，給出主題讓學(xué)生基于學(xué)習(xí)內(nèi)容，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方向，這樣不僅能夠提升實(shí)驗(yàn)主題地位，還能讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方式、器材過(guò)程中，得到成長(zhǎng)。其次，要基于學(xué)生興趣，設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容。教師要深入學(xué)生群體，了解不同學(xué)生不同的興趣，設(shè)計(jì)趣味性強(qiáng)、空間強(qiáng)、感受性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如班級(jí)中大部分男生以及部分女生對(duì)運(yùn)動(dòng)感興趣，此時(shí)可設(shè)計(jì)室外實(shí)驗(yàn)探索方式。

以室外運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)為例。在慣性實(shí)驗(yàn)探究中，讓學(xué)生嘗試在較快速度下嘗試停下。或讓學(xué)生以一個(gè)人或多個(gè)人推動(dòng)一個(gè)較重的物體，然后拋出探究?jī)?nèi)容，為什么跑步速度越快，就越難停下來(lái)？為什么推動(dòng)物體剛開(kāi)始需要花費(fèi)的力氣更多？在這些具有趣味、探索性強(qiáng)的內(nèi)容下，學(xué)生會(huì)主動(dòng)、積極地探索慣性?xún)?nèi)容，且獲得探究能力。此外，在開(kāi)展這類(lèi)探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，可聯(lián)動(dòng)班級(jí)體育課程進(jìn)行，這樣不僅能夠保障學(xué)生的安全，而且能達(dá)到多學(xué)科融合的目的。

（二）基于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式

現(xiàn)代高中物理的探索能力，不是簡(jiǎn)單地模仿教師實(shí)驗(yàn)步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而是要求學(xué)生結(jié)合自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和能力，探索實(shí)驗(yàn)的其他不同表現(xiàn)形式，即創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式。究其原因，若不基于實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生遷移探索思維，那么可能導(dǎo)致其在遇到難度較大的實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)掌握難、理解難、探究難等問(wèn)題。因此，為避免這一情況，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或方式過(guò)程中，要重視實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重構(gòu)、完善，并優(yōu)化和創(chuàng)新，如在學(xué)生能力基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程，改變實(shí)驗(yàn)方向等，以在搭建直觀、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境時(shí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

以電流表改裝電壓表為例，在探究該實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，基于學(xué)生理解和認(rèn)知能力，可簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，可讓學(xué)生嘗試將其改裝為歐姆表等。這樣不僅能鞏固知識(shí)技能，而且能有效引導(dǎo)學(xué)生形成正確的物理學(xué)習(xí)思維，即靈活運(yùn)動(dòng)相關(guān)能力，進(jìn)行知識(shí)和技能遷移等。同時(shí)，改裝也更具挑戰(zhàn)性，能夠滿(mǎn)足學(xué)生更深、更遠(yuǎn)的發(fā)展需求。再如，在頻率概念探究實(shí)驗(yàn)中，教師可讓學(xué)生用一張硬紙板，將其伸入自行車(chē)后輪中，然后慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪，讓學(xué)生感受不同速度下聲調(diào)的變化情況，這樣不僅能夠讓聲調(diào)實(shí)驗(yàn)更加直觀，而且能活躍實(shí)驗(yàn)氣氛，繼而讓學(xué)生更積極和主動(dòng)地探究相關(guān)內(nèi)容。

（三）基于學(xué)生需求強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)

目前，提升學(xué)生實(shí)踐能力，讓學(xué)生在探索能力基礎(chǔ)上形成經(jīng)驗(yàn)、技能構(gòu)架，最關(guān)鍵的是讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方向、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)形式或?qū)嶒?yàn)中相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)合使用等?；诖耍谔嵘龑W(xué)生探究能力時(shí)，教師要重視實(shí)驗(yàn)前置工作的設(shè)計(jì)，既要更加系統(tǒng)、全面地展示實(shí)驗(yàn)相關(guān)信息，避免學(xué)生偏離實(shí)驗(yàn)方向，以更好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力。第一，要搭建直觀體驗(yàn)環(huán)境。教師在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)利用現(xiàn)代教育教具，用圖片、思維導(dǎo)圖、動(dòng)圖、實(shí)驗(yàn)視頻、相關(guān)趣味補(bǔ)充資料等，引導(dǎo)學(xué)生自主分析實(shí)驗(yàn)需要探究的問(wèn)題，然后教師再加以指正，以提升學(xué)生課堂地位，培養(yǎng)其探索素養(yǎng)。例如，向心力大小表達(dá)式探索實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生觀看餐桌上圓形轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)成，然后展示其運(yùn)動(dòng)效果。并在此基礎(chǔ)上，展示向心力演示器，讓學(xué)生思考探究方向和內(nèi)容，這樣除了能夠展示實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程、相關(guān)設(shè)備，還能讓學(xué)生結(jié)合以往實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，了解本實(shí)驗(yàn)的探究方向，繼而提升本實(shí)驗(yàn)最終教學(xué)效果。第二，要走出傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為學(xué)生架設(shè)更加鮮明的實(shí)驗(yàn)感受環(huán)境。仍以向心力實(shí)驗(yàn)探究為例，為讓學(xué)生感受本實(shí)驗(yàn)的魅力，在學(xué)生完成基本實(shí)驗(yàn)后，可讓學(xué)生將課本置于光滑的實(shí)驗(yàn)桌，用手指給課本動(dòng)力，讓課本轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，讓學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)擁有更佳的感受。再如，可讓學(xué)生用小球和繩子做一個(gè)單擺，感受向心力作用下小球的變化情況，這樣不僅能夠改變學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究觀念，而且能發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究思維。

（四）基于學(xué)生差異進(jìn)行分層目標(biāo)探索

高中物理本身具有一定難度，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。而在學(xué)生認(rèn)知、學(xué)習(xí)能力等基礎(chǔ)上，其發(fā)展必然會(huì)出現(xiàn)差異化，為確保所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索能力均有所提升，均對(duì)物理學(xué)習(xí)擁有動(dòng)力，一方面教師要鼓勵(lì)學(xué)生，另一方面教師要基于實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行科學(xué)分層。首先，教師要總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，圍繞教學(xué)目標(biāo)，立足學(xué)生差異化發(fā)展情況，結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索中的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)分層教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)，結(jié)合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中的表現(xiàn)情況，微調(diào)學(xué)生探索目標(biāo)，如基于實(shí)驗(yàn)難度、學(xué)生實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)等，強(qiáng)化、弱化不同層次學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索目標(biāo)，以讓實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)能夠適應(yīng)學(xué)生發(fā)展情況。其次，教師除了要結(jié)合實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)滲透要素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方式，還應(yīng)結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索能力各項(xiàng)需求，完善教學(xué)目標(biāo)，如探索素養(yǎng)、個(gè)性探索能力等。最后，教師要全面了解各個(gè)層次學(xué)生對(duì)自身的期許、不足，并以實(shí)驗(yàn)方式予以回應(yīng)，以提升學(xué)生發(fā)展效果，如通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、直接談話(huà)等方式，了解學(xué)生發(fā)展情況，以保障分層實(shí)驗(yàn)探索環(huán)境營(yíng)造的科學(xué)性。

以高中“牛頓第一定律”探索實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握物體運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維系，在外力的作用下物體的方向或速度會(huì)有所改變。據(jù)此，為讓不同層次學(xué)生在探索中均有所發(fā)展，教師要結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢W(xué)生分為基礎(chǔ)層、中間層、拔高層等，其中基礎(chǔ)層主要是探究目標(biāo)為依據(jù)實(shí)驗(yàn)流程，鞏固牛頓第一定律概念等；中間層，要基于教師拋出的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題串，在實(shí)驗(yàn)中討論物體運(yùn)動(dòng)不需要力作用的特殊情況，如推動(dòng)滑塊和彈開(kāi)滑塊時(shí)小球的變化情況等；拔高層，除了要讓其結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)探索本實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，還應(yīng)讓其結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)該定律在日常生活中的應(yīng)用。此外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要密切觀察、記錄、分析學(xué)生表現(xiàn)，并適當(dāng)強(qiáng)化不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索目標(biāo)。這樣，不僅能讓學(xué)生擁有明確的發(fā)展方向，還能讓其在探索中形成更優(yōu)的探索觀念和思想。

綜上所述，在現(xiàn)代高中物理教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的深化發(fā)展和教師知識(shí)滲透而言有非凡的價(jià)值和意義，相關(guān)教師要對(duì)其予以高度重視，并不斷依據(jù)學(xué)生成長(zhǎng)規(guī)律，調(diào)整自身教學(xué)內(nèi)容和方向，填補(bǔ)自身教育教學(xué)技能和素養(yǎng)空白，以為學(xué)生發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。同時(shí)，也要結(jié)合各項(xiàng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探究適應(yīng)性更強(qiáng)的培養(yǎng)方式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]譚程.立足教材基礎(chǔ)創(chuàng)新 凸顯科學(xué)探究能力——對(duì)2021年部分高考物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新題的賞析[J].物理教學(xué)，2022，44（1）：57-62.

[2]夏雪芬.核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高中物理實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)策略[J].名師在線，2021（35）：66-67.

[3]趙永才，茍愛(ài)菊.提升物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ嘤龑W(xué)生核心素養(yǎng)——核心素養(yǎng)背景下高中生物理課堂實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘剿鱗J].新課程，2021（41）：27.

[4]賴(lài)佳穎.基于物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的高中測(cè)定性實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考——以“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J].物理教學(xué)，2021，43（8）：37-40.

[5]萬(wàn)忠義.基于科學(xué)探究能力培養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)探析[J].理科愛(ài)好者（教育教學(xué)），2021（4）：52-53.

[6]逯俊洲.淺談高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中合作探究與應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師教育），2021（15）：68.