基于科学猜想的高中物理实验探究教学能力分析

朱华

【摘要】物理科学等相关研究以及教学，需要把科学引入，并通过教师在课堂上指导，带给学生独立思考的空间，使其能够获取知识，获得解题的方法和思路，使学生从实际操作中取得成功和失败的感受，并感受到学习的魅力，取得综合的学习知识。该文章主要是将中学物理进行探讨，并引入物理教学的改革中，通过对教学方式和学习方式的转变，凸现学生的实践能力，进而为学科发展提供可行途径。

【关键词】高中物理 科学探究 探究式教学 教学模式 素质教育

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）32-0165-02

引言

对教学的探讨主要通过问题进行探讨，并培养学生的创新能力。该模式主要通过教师设置问题，引导学生进行问题梳理，并选择有价值的问题进行研究和解决，从而密切关注学生的发展，实现学生的可持续发展。

一、探究教学概念解读

（一）探究教学的内涵

本文通过对课堂教学研究，激发学生的思维，带动学生的主动学习过程，并获取知识体系和教学模式。通过教师为学生提供丰富的教学主题和材料，结合多种教学方式，解决问题，不断对产生的问题进行分析，并根据所收集的信息，通过分析得出结论，使师生能够共同参与到各类信息中，根据结论进行交流，并对师生共同设计的参与教学活动类型进行探索，使其实现统一的课程改革[1]。

（二）探究教学的意义

根据国内外大量数据的研究，并在物理教学中体现实践和探索，转变对学习的意义。

1.探究教学有利于使学生从依赖学习转变为独立学习

排除特殊原因，每个学生都有潜在的学习能力，在物理教学的过程中，我们很容易发现，只有适当的环境才能够使学生表现出内在的学习能力，而传统的物理教学容易忽略学生的独立学习能力，而且不能为学生创造适当的学习环境[2]。

2.探究教学有利于使学生从被动学习转变为主动学习

针对每个环节，都需要做到“完美”，因为在做的过程中，能够带给学生足够的活动机会，也能够带来挑战和成功，因此触发学生的责任感和兴趣感，从而使物理与自己生活联系起来，能够主动学习物理知识[3]。

3.探究教学有利于使学生从接受学习转变为发现学习

传统的教学方式中，学生只是接受知识的听众，而在探索的过程中，要求学生主动收集和发送知识，并在整个过程中，强调学生的探索能力，使学生逐渐形成日常学习的一种方式，逐渐改变学生的学习习惯。

4.探究教学有利于使学生从个体学习转变为合作学习

在物理教学中，主要是以合作为基础，使得学生之间互相帮助，使得每个成员的意见都能为集体带来荣誉[4]。一次你会产生自我价值和成就感，使学生更为积极的加入到学习合作中。

（三）探究教学的本质特征

从教育观念来说。探索教学主要是通过提倡民主平等的教学环境，最大限度的提升学生的自由度，使每个学生都能得到发挥和发展。从教育目标看，对目标和情感有所重视，通过重视学生的创造，培养学生的动手能力[5]。

在整体教学的过程中，通过运用教学模式，进行科学探讨，并根据所提出的“问题”，建立解决问题的方法，并引导学生自己思考。

（四）探究教学的指导思想

通过建立以实验为基础，对教学问题进行指导，根据所提出的问题进行探索，并要求学生根据实验进行分组，调动学生的积极性，并根据实验的现象进行物体本质内容变化规律的判断[6]。通过建立以学生为主体，创造更多的机会，让学生自己动手，进行问题的启发引导，积极想象，探索问题。

二、高中物理的现状及评判学生实验探究能力的方式

当前，国际上对学生学科的探索和研究，公认选择是现场观察。但一般需要老师进行一对一的观察，适用范围不大，而当前我国最常使用的便是纸笔检测。但是其成效较低，不能够对学生进行准确的判断。因此，工作单的评价方式开始逐渐应用并大规模使用。改评价体系有五个方面[7]，包括：（1）发现和提出问题；（2）猜想和假设；（3）实验设计；（4）观察与实验；（5）论证和评估.通过设立问卷调查，对结果进行分析，并制定相关分析指标，最后，根据工作单的形式对学生进行实际能力检验。

三、高中物理探究教学的实施

（一）探究教学的准备

1.物质准备

进行“探索活动”前，教师应有相关知识的储备，并教会学生如何进行操作。

通过让学生学会使用互联网进行资料的查询，老师还可以通过互联网将相关信息和资料在网上进行共享，使学生能够随时查阅所需要的资料。老师与学生之间也可以互相交流，学生也可以对老师提出相关意见和指导。学生通过这个平台可以解决问题，对课题共享，充分调动学习的积极性，并能够为学生展示优秀的技能[8]。因此，教师在进行使用的时候，要提前为学生们进行预热，并可以让学生在课后根据兴趣进行整理，再度创新。

2.人文准备

（1）教师是探究的指引者， 要求综合素质的提高

身为学生，要对活动进行促进，引导和示范，教师在教学过程中，不仅需要依靠本门学科进行知识解答，更需要拥有综合的学科储备。在热机课中，需要教师具备多种传动装置的机械知识。

（2）教师是探究的合作者，思想观念要转变

进行传统教学的过程中，往往会忽略了学生的主动能力，因此，教师需要转变自身的观念和思想。首先，要明确学生的学习能力，其次，要明确学生能够在学习中不断成长。

（二）探究教学的一般步骤

1.创设情境，发现问题

课题的展示需要根据学科本身以及学生的实际情况进行结合。在选择时，需要对学生实际的認知水平进行选择，而且需要学生能够通过探究活动进行解决，不能超出范围。

疑是思之始，学之端。学生在学习中，需要有一定的好奇心，而且能够对问题有所意识，同时能够激励学生的探索欲望，尽量满足其好奇心，提高其兴趣爱好。

2.分析起疑，提出假设

通过对课题问题的展示以及讨论，使得学生产生较多的疑问，而且通过教师提供相关素材，帮助学生解决问题。而且通过学生对学科问题的主要讨论，经过分析和比较，对课程进行不断推理，并通过在不同角度的改革，形成一定的分析方案，而且要指导学生明确因果关系。

通过对教学内容提出假设，并根据学生已有的态度进行鼓励，并提出问题的设想和方案。在此过程中，让学生感受到在学习过程中的主动性，让学生自由提出想法[9]。

3.动手实验，验证探究

通过对假设进行验证，并获得正确的概念和理论。验证主要以实施科学为主，并进行假设。如果實验事实与假设不符，学生可以再次提出疑问，并通过教师引导学生找出失败的关键，增加相关知识储备，并通过学生以小组方式进行结合，明确自己的猜想和假设，制定相关研究方案，记录假设与结果的关系，并在小组内展开讨论。

4.收集证据，得出结论

通过对多种问题的研究，并搜集相关证据，其过程就是获取知识的过程。同时，也能够锻炼学生的资料采集、推理和判断的能力，使得他们能够对问题进行综合处理。根据学生的解释，使其掌握的实验和实证材料一致。

（三）探究教学的常用模式

实施探究教学的两种常用模式：

1.模式 I：这种模式的基本思路是：问题—实验事实—讨论—结论—应用。

2.模式 II ：实验探究教学模式 II 可以概括为：问题—实验事实—推断—论证—结论—应用。

这类方式通过实验的实际情况进行结合，并在教学过程中，为学生创造生动活泼的实验探究分为，并为此充分利用生活中的各类素材，此外，还需要采取多种形式和手段，达到激发学生探究 目的的状态，使学生能够达到发展的精神[10]。

四、高中物理探究教学的方法

（一）研究教学方法分析

1.自主探究法

学生在学习的过程中，需要不断探寻解决问题的方式，并通过教师有效的指导和互动，帮助学生领悟和探究，以达到能够独立解决问题的真正目的。

2.合作探究法

想要对问题进行全面认识，必须使学生之间互相影响和启发，并通过多人的解决方式和问题，找出解决方案，培养学生的思维，提升层次。逐渐找出与他人交往的经验与合作的策略。

3.比较探究法

比较的过程有利于培养学生分析的能力，通过比较，让学生掌握规律，从而启发智慧。

4.辩论探究法

古希腊哲学家通过使用辩论的方法，使学生不自觉地接受了其思想，这样不仅能培养学生的自主学习能力，又能调动其积极性，发挥学生的主体性，使其得到全面的发展。

5.实验探究法

实验的最终目的能够使学生激发求知的积极性，培养学生探寻的能力，发挥实验中物理的作用，让学生在各方面都能得到创新。

（二）实验设计——探究单摆的周期影响因素

提供物理情景，让学生提出一个可以探究的问题，考察学生的发现与提出问题能力。这里从钟表引入，切近学生生活，八卦钟的介绍激发了学生探究兴趣。在实验前高速学生：在桌面上，有下列器材：1 个铁架台、一个个质量为 25g 的小球，一枚质量为 10g 的小磁石，1 段约1m长的细绳、1 把刻度尺、1 个计时器。请核实，如不够请举手。

提出问题：在一个钟表店里，有各种各样的八卦钟，这些八卦钟的钟摆长度、摆锤质量都一一不同，而且一些钟摆摆动时的摆动周期较快，一些摆钟周期较慢。请你根据上述现象，提出一个可以用桌面现有的器材来探究的问题。

不考虑学生在以上所提出问题如何，直接给出所需要探究的问题让学生根据该问题提出合理的假设，并设计一个能够验证此假设的方案，考察学生的猜想与假设能力和实验设计能力。

现在你所需要探究的问题是：单摆（或钟摆）的周期与单摆的摆球质量、摆线长度有什么关系。 请你利用 5 分钟的时间，针对这个问题预先操作一下桌面的器材，然后根据操作时的体验和平时的经验，提出一个可用桌面现有的器材来检验的假设。

让学生动手进行实验，记录实验数据，包括实验次数、细线长度（cm）、小球质量（g）、测量时间（s）、摆动次数（次）、单摆周期（s），根据数据得出实验结果，并做出误差分析以及实验反思，考察学生的观察与实验操作能力、分析与论证能力、评估与反思能力。

参考文献：

[1]盛学良.科学探究教育在高中物理教学中的应用——基于“牛顿万有引力定律”分析[J]. 学周刊，2017，（01）：49-50.

[2]侯昌会.高中物理探究教学模式及应用研究[D].西华师范大学，2016.

[3]马志刚.物理学对学生能力的培养探析[J].求知导刊，2015，（18）：146.

[4]侯丹，尹航宇.高中物理探究实验活动类型及思路[J]. 教学与管理，2015，（21）：111-114.

[5]陈俊.中学物理教学中科学方法教育的研究[D].江西师范大学，2015.

[6]李中原.高中物理电磁学部分探究式教学设计的研究[D].广西师范学院，2015.

[7]孙福喜.髙中物理探究性实验教学现状调查研究[D].西北师范大学，2015.

[8]姚宗兵.新课改背景下高中物理实验教学现状的调查分析与对策研究[D].山东师范大学，2015.

[9]杨曼.高中物理教科书科学探究的比较研究[D].陕西师范大学，2014.

[10]焦欣欣. 基于思维导图的高中物理问题解决研究[D].东北师范大学，2013.