曲艷平

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理課程體系中的重要組成部分。在新課程改革步伐不斷深入的背景下，高中物理實(shí)驗(yàn)課堂中涌現(xiàn)了多樣化的教學(xué)方法。探究性教學(xué)是高中物理實(shí)驗(yàn)課堂的有效教學(xué)策略之一，旨在基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)載體實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力、問(wèn)題分析解決能力以及創(chuàng)新發(fā)展能力的培養(yǎng)。在高中物理實(shí)驗(yàn)課堂中融合探究性教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，繼而實(shí)現(xiàn)課堂的高效教學(xué)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以探究性教學(xué)的內(nèi)涵為切入，簡(jiǎn)要闡述高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的原則與特點(diǎn)，并從創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、進(jìn)行假設(shè)猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程、總結(jié)分析結(jié)論等角度闡述實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的實(shí)施方法。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)課;探究性教學(xué);猜想

隨著我國(guó)教育改革的深入發(fā)展，高中階段物理課程大綱中明確指出，物理課程的教學(xué)過(guò)程應(yīng)凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，教師應(yīng)積極發(fā)揮好引導(dǎo)和啟發(fā)的作用。作為一門(mén)自然科學(xué)學(xué)科，物理課程離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的輔佐，教材中眾多的理論定律都是科學(xué)家反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果。這也充分說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中物理課程中的重要地位。對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以直觀地掌握物理概念、物理現(xiàn)象，對(duì)物理規(guī)律產(chǎn)生更加深刻地理解與記憶。探究性教學(xué)需要有學(xué)生的主動(dòng)參與，這同新課改中發(fā)展學(xué)生主動(dòng)意識(shí)相契合。

一、探究性教學(xué)的內(nèi)涵

所謂探究性教學(xué)，即通過(guò)教師恰當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)與啟發(fā)，在學(xué)生自主獨(dú)立思考或同伴合作討論的方式下，按照設(shè)計(jì)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)結(jié)果等環(huán)節(jié)，利用過(guò)去所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的一種教學(xué)模式。現(xiàn)代教育理念下，倡導(dǎo)的是自主、合作、探究學(xué)習(xí)方式，而探究性教學(xué)也是新課程改革的核心教育理念之一。探究性教學(xué)中高中物理教師應(yīng)當(dāng)從兩個(gè)方面進(jìn)行考量，第一是構(gòu)建學(xué)生“學(xué)”的探究環(huán)境。探究環(huán)境可以包括不同種類(lèi)的學(xué)習(xí)材料、豐富的實(shí)驗(yàn)器材種類(lèi)以及和諧的課堂氛圍等。針對(duì)特定的探究問(wèn)題，環(huán)境中的物品也應(yīng)該是有序的，全面的，可以滿(mǎn)足高中生不同思路下的操作開(kāi)展。課堂氛圍也應(yīng)輕松活潑，能夠讓學(xué)生充滿(mǎn)自由地去驗(yàn)證自己的想法思路;第二是針對(duì)問(wèn)題給予學(xué)生關(guān)鍵點(diǎn)的指導(dǎo)與點(diǎn)撥。針對(duì)問(wèn)題解決，學(xué)生不免會(huì)陷入思維的漩渦，教師的點(diǎn)撥能讓學(xué)生抓住問(wèn)題思考方向，按照正確的路徑去完成問(wèn)題解決。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的原則與特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)是實(shí)驗(yàn)課的一種有效教學(xué)方式，即通過(guò)物理教師的誘導(dǎo)與啟發(fā)，在高中生獨(dú)立思考或同伴合作討論方式下，按照設(shè)立物理問(wèn)題、假設(shè)猜想實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程、總結(jié)分析數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)，總結(jié)尋求實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)概念及原理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)探究能力發(fā)展的過(guò)程。

高中物理實(shí)驗(yàn)的探究性教學(xué)注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、探究方法的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生形成“根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成物理認(rèn)識(shí)”的思維。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)應(yīng)當(dāng)具有如下幾點(diǎn)教學(xué)原則：第一即主體性原則。學(xué)生主體是新時(shí)期素質(zhì)教育的客觀要求，也是學(xué)生自我發(fā)展的主管需要。在探究性教學(xué)中學(xué)生是具有一定知識(shí)儲(chǔ)備和獨(dú)立思考能力的，教師只恰當(dāng)發(fā)揮點(diǎn)撥作用即可;第二即開(kāi)放性原則。在探究性教學(xué)的整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要有更大的獨(dú)立操作空間，可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、途徑的自由發(fā)揮。開(kāi)放性原則是探究性教學(xué)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，也對(duì)學(xué)生發(fā)散思維建立有重要作用;第三即適應(yīng)性原則。探究性教學(xué)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生“墊墊腳可以夠得著”的，難度把控方面符合高中生知識(shí)基礎(chǔ)和思維特點(diǎn);第四即探究性原則。探究性教學(xué)核心是探究，教學(xué)中應(yīng)注意同驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行區(qū)別。引導(dǎo)學(xué)生自己觀察、分析和總結(jié)。

高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)具有多重特點(diǎn)，教育目標(biāo)也是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的敏銳觀察能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的靈活動(dòng)手能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的良好處理能力等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教育開(kāi)展，探究性教學(xué)具有如下特點(diǎn)：第一即靈活多變。探究性教學(xué)沒(méi)有固定的問(wèn)題解決思路，需要高中生分析面對(duì)的問(wèn)題，多重途徑和角度進(jìn)行靈活思考，最終目的都是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二即注重過(guò)程方法。通常的高中物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生大多會(huì)追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論的正確性，探究性教學(xué)則是在關(guān)注結(jié)論的基礎(chǔ)上強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是否合理、科學(xué)進(jìn)行評(píng)判，更關(guān)注學(xué)生分析問(wèn)題的能力是否有提升。第三即學(xué)生自我總結(jié)結(jié)論。高中生在實(shí)驗(yàn)完成后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和已學(xué)內(nèi)容形成自己的結(jié)論解釋?zhuān)谛〗M討論或同學(xué)交流之后同教師的結(jié)果進(jìn)行比較，繼而實(shí)現(xiàn)更完善的結(jié)論表達(dá)。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的實(shí)踐策略

（一）基于物理問(wèn)題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

探究性教學(xué)不單是一種解決問(wèn)題的方法和途徑，也是一種思維過(guò)程。思維的開(kāi)端就是問(wèn)題的設(shè)立。高中物理教師在教學(xué)中設(shè)立靈活恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境，可以充分吸引高中生的學(xué)習(xí)注意力，讓學(xué)生從情感、態(tài)度及思想方面產(chǎn)生火花，激起學(xué)生探索求知的好奇心。根據(jù)課程內(nèi)容，教師可以把需要探究的內(nèi)容變換為學(xué)生主動(dòng)探究的問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程應(yīng)當(dāng)注意，探究的問(wèn)題提出應(yīng)該描述清楚，不可出現(xiàn)問(wèn)題表述含糊不清的情況，同時(shí)難度在高中生接受范圍之內(nèi)，避免問(wèn)題太過(guò)抽象而影響學(xué)生探究積極性。

（二）基于物理問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)猜想

在高中生面對(duì)物理問(wèn)題的時(shí)候，基于問(wèn)題描述把問(wèn)題可能延伸或發(fā)展的方向進(jìn)行合理推測(cè)、科學(xué)假想，即結(jié)論猜想。高中生思維活躍，想法天馬行空，但是實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)中的猜想是基于事實(shí)根據(jù)的，必須有科學(xué)的手段去進(jìn)行驗(yàn)證，否則偏離實(shí)際的猜想只能是增加探究難度、浪費(fèi)探究時(shí)間。比如在“不同質(zhì)量物體自由落體實(shí)驗(yàn)的快慢對(duì)比”實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)一張紙和一個(gè)黑板擦同時(shí)下落情況對(duì)比，讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)定理的認(rèn)識(shí)沖突;再第二次通過(guò)把紙張揉成紙團(tuán)和同一個(gè)黑板擦同時(shí)下落對(duì)比，比較下落的快慢。在這兩個(gè)物理現(xiàn)象中引導(dǎo)學(xué)生探究影響不同物體下落快慢的因素是什么？有沒(méi)有可能兩個(gè)不同質(zhì)量的物體下落速度一樣快呢？學(xué)生猜想跟兩個(gè)不同物體的空氣阻力有關(guān)系，最后通過(guò)播放真空管實(shí)驗(yàn)的視頻讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)論，繼而進(jìn)行正確規(guī)律的記憶。

（三）基于物理問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

在實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)當(dāng)中，最關(guān)鍵的就是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)。作為實(shí)驗(yàn)探究的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)當(dāng)遵循科學(xué)順序開(kāi)展規(guī)劃。高中生應(yīng)當(dāng)從物理問(wèn)題整體層面考慮，確定是獨(dú)立完成或者小組合作共同完成。若是小組完成，那么小組內(nèi)各成員的操作任務(wù)和職責(zé)也要細(xì)致安排。實(shí)驗(yàn)方案大致包括探究的主題、實(shí)驗(yàn)器械材料的準(zhǔn)備、探究過(guò)程的操作和順序、如何進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果的分析總結(jié)等。實(shí)驗(yàn)方案可以由每個(gè)學(xué)生自己設(shè)計(jì)，之后同學(xué)之間討論交流，對(duì)于關(guān)鍵操作內(nèi)容則教師應(yīng)做好審核和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)方案可以是多種，但必須保證操作的安全性要求。

（四）基于實(shí)驗(yàn)操作觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)中高中生根據(jù)需要探究的問(wèn)題及自己提出的猜想結(jié)論，按照方案步驟獨(dú)立自主或小組合作完成實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察，對(duì)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行有效收集記錄，對(duì)需要測(cè)量的準(zhǔn)備內(nèi)容也應(yīng)提前完成。高中生實(shí)驗(yàn)操作中要注意好實(shí)驗(yàn)器材的保護(hù)，避免器材使用不正確導(dǎo)致結(jié)果差異。

（五）基于實(shí)驗(yàn)操作總結(jié)分析結(jié)論

高中生在完成了實(shí)驗(yàn)探究之后，可以依據(jù)物理課教材中對(duì)定理概念的表述，運(yùn)用分析、歸類(lèi)、推測(cè)等方法總結(jié)出自己對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果解釋。這個(gè)解釋的形成是基于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的真實(shí)觀察，基于學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效分析，繼而達(dá)到超過(guò)學(xué)生已學(xué)知識(shí)的新認(rèn)識(shí)?？偨Y(jié)分析結(jié)論的過(guò)程可以在班級(jí)內(nèi)同學(xué)進(jìn)行交流討論，使得實(shí)驗(yàn)操作中各個(gè)現(xiàn)象都有考慮到位，避免出現(xiàn)某個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題的遺漏。高中物理教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出探究性實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)是否能支持所得結(jié)論，在推理的過(guò)程中是否存在論據(jù)不足的情況，保證好探究結(jié)果的嚴(yán)密性和科學(xué)性。

四、高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的案例展示

（一）自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)

引入問(wèn)題：質(zhì)量不同的物理誰(shuí)下落的更快。

教師演示：一張紙和一個(gè)黑板擦同時(shí)從同一高度下落，質(zhì)量大的黑板擦下落的快;一個(gè)粉筆頭和一整張報(bào)紙同時(shí)從同一高度下落，質(zhì)量小的粉筆頭下落的快。

針對(duì)討論的物理問(wèn)題及教師的演示實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究性教學(xué)：

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：質(zhì)量大的物體和質(zhì)量輕的物體到底哪個(gè)會(huì)下落更快？影響下落快慢的因素是什么？

進(jìn)行假設(shè)猜想：不同物體下落的快慢同空氣的阻力有關(guān)，如果沒(méi)有阻力那么就應(yīng)該一樣快。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：取兩張相同的紙張，一張揉成團(tuán)，一張平展，同時(shí)下落。準(zhǔn)備好真空管實(shí)驗(yàn)器材及硬幣、羽毛等。

觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程：兩張紙，平展的空氣阻力大，揉成團(tuán)的阻力小下落的快。真空管實(shí)驗(yàn)中硬幣和羽毛幾乎速度一致。

總結(jié)分析結(jié)論：真空中物體降落的快慢同質(zhì)量大小無(wú)關(guān);空氣中因?yàn)樽枇?wèn)題影響物體下落速度。

（二）彈性勢(shì)能實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)

引入問(wèn)題：彈性勢(shì)能表達(dá)式的探討。

教師演示：同一個(gè)懸掛小球的彈簧，在不同壓縮、拉伸程度下彈力幅度變化不一。

彈性勢(shì)能表達(dá)式的探究相對(duì)簡(jiǎn)單，在高中物理重力勢(shì)能的教學(xué)中是從重力做功進(jìn)行切入討論的。故而彈性勢(shì)能的學(xué)習(xí)也可以從彈力做功的角度來(lái)開(kāi)展。根據(jù)常理，彈簧拉伸或壓縮越多，那么對(duì)外做功就越多，勢(shì)能也就越大。開(kāi)展探究性教學(xué)的目的是測(cè)量彈簧對(duì)外做功的大小。

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：彈性勢(shì)能表達(dá)式。

進(jìn)行假設(shè)猜想：彈性勢(shì)能應(yīng)該是克服重力做的功。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：利用實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)演示彈簧被壓縮后再次提升小球的高度進(jìn)行計(jì)算。

觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖1所示，彈簧一端固定，另一端通過(guò)細(xì)線(xiàn)連接小球。記錄好彈簧不掛小球，且靜止?fàn)顟B(tài)下下端位置。掛上小球并下拉彈簧到某位置，標(biāo)記為x的彈簧伸長(zhǎng)量及小球此時(shí)的初始位置。松開(kāi)小球，觀察小球的移動(dòng)情況，記錄好小球上升后的最高位，得到最到位—初始位置=上升高度h.重復(fù)幾次，觀察不同x情況下h的值并填入表1。

總結(jié)分析結(jié)論：小球上升是克服重力做功，拉伸后松開(kāi)時(shí)刻小球無(wú)初速度，升到最高位也是速度為0，故彈力做功等于小球克服重力做的功。彈簧在x形變量狀態(tài)下的彈性勢(shì)能應(yīng)等于小球重力勢(shì)能變化量mgh，繼而得出結(jié)論mgh=ΔpE。

綜上所述，通過(guò)高中生的實(shí)驗(yàn)探究，掌握科學(xué)的探究方法，實(shí)現(xiàn)自學(xué)能力、思考能力及合作能力的提升，讓自身分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得以鍛煉，形成正確處理問(wèn)題的良好科學(xué)態(tài)度。因此，高中物理實(shí)驗(yàn)課堂的探究性教學(xué)值得廣大教師深入探討，以實(shí)現(xiàn)高中生物理知識(shí)的牢固掌握。

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