高中物理实验探究教学法探析

覃炜

【摘 要】本文阐明高中物理实验探究教学法的内涵，论述实验探究教学法的作用和实施步骤，认为其切合物理是以实验为基础的科学的基本特征，能够培养学生的基本实验技能，能够提升学生的物理核心素养。

【关键词】高中物理 实验探究教学法 实验技能 实施步骤

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）10B-0114-02

物理是一门以实验为基础的科学，实验对发现物理规律和验证物理规律起着决定性的作用。高中物理新课程标准十分重视实验，其在课程具体目标中提出：“认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。”但是，在高中物理教学中出现了大量轻视实验的现象，有些教师产生“做实验不如讲实验”的错误观点，完全不顾实验对学生发展的促进作用。笔者认为，高中物理教学应该回归其本质，建立起以实验为核心的探究教学模式，即实验探究教学法。

一、高中物理实验探究教学法简述

（一）实验探究教学法的内涵。实验探究教学法是指在高中物理教学过程中，以实验为基础，引导学生建立概念和发现规律的一种教学模式，也是和高中物理新课程标准要求相符合的一种教学模式。其切合物理是以实验为基础的科学的基本特征，能够培养学生的基本实验技能，能够提升学生的物理核心素养。比如，进行《牛顿第三定律》一课教学时，利用 DIS 中的力传感器进行实验，通过计算机所作的作用力与反作用力的图象，让学生自主发现作用力与反作用力之间的关系。实验教学法尊重了物理学科的实验性质，是符合高中物理教学特点的优质教学方法，在日常教学活动中应该积极地践行。

（二）实验探究教学法的作用。实验探究教学法在高中物理教学中有着重要作用，可以从三个方面进行阐述。

1.有助于学生深刻认识物理内涵。高中物理中包含大量的物理概念和物理规律，学生只有在深刻理解这些概念和规律之后，才能够真正学好物理。许多学生感觉物理难学的主要原因便是对物理概念和规律的内涵和外延的理解不深入。偏重于解题技巧的应试教育课堂基本忽略了物理内涵对学生的促进作用，因而需要进行改革。实验探究教学法让学生动手做探究性实验，体验物理概念的抽象过程，体会物理规律的归纳过程，以形成对物理概念和规律的深刻理解。比如，通过实验的方法让学生掌握平行板电容器的公式，能够让学生产生长期的记忆。

2.有助于培养学生基本实验技能。实验是高中物理的基础，也是高考的必考内容，因而需要加强物理实验教学。仅仅依靠教学大纲指定的几个实验是不能够有效培养学生实验技能的，需要对高中物理中的实验进行拓展。实验探究教学法以实验为基础，引入了大量的物理实验。学生在进行实验探究过程中，训练了各种基本的实验技能。比如，利用实验探究电容器的充放电可以训练学生连接电路和使用双向电流表的能力。因而，高中物理实验探究教学法是培养学生基本实验技能的有效手段。

3.有助于提升学生科学探究能力。探究能力是基本科学能力的一种，对学生的未来学习和工作有着重要的支撑作用。在“教师讲，学生听”的传统教学模式中，学生被动接受知识，这种教学模式无法更好地培养学生的探究能力。在实验探究教学法中，让学生自己发现问题、探究问题、解决问题，经历科学探究的一系列过程，更有效地提升他们的科学探究能力。比如，让学生通过实验探究全反射的现象和规律，可以培养学生研究光学问题的基本实验思想方法。

二、高中物理实验探究教学法实施步骤

科学研究的一般步骤为：发现问题—进行猜想—设计实验—实验验证—归纳总结。高中物理教学中的实验探究教学法和科学研究过程基本相似。下面以《自由落体运动》一课教学为例，从四个方面，即猜想环节、设计环节、实验环节、总结环节，来探讨实验探究法在高中物理教学中的实施步骤。

（一）猜想环节。猜想是实验探究教学法的第一个环节。在这个环节中，教师通过构建物理情境，引导学生发现问题，再通过合作讨论提出自己的对物理现象的猜想。猜想环节主要培养学生观察物理现象和发现问题的能力，本环节是提升学生物理核心素养的基础。

笔者首先做了铁球自由下落的实验，让学生观察铁球下落的现象。提出问题：“观察可知，铁球下落得越来越快，那么铁球的自由落体运动应该是什么性质的运动呢？”让学生分组讨论，不少学生认为铁球的自由落体运动是匀加速直线运动，有一部分学生则认为铁球做自由落体运动时的加速度可能有变化，估计是变加速直线运动。

（二）設计环节。进行猜想之后，学生就要验证自己的猜想。验证猜想的方法可以是理论推导，也可以是实验验证。在实验探究教学法中，验证猜想的基本方法是实验。学生的首要任务是设计实验方案。如果盲目地进行实验那么是无法达到教学目标的。教师可以将学生分成若干个学习小组，让每个学习小组通过合作讨论设计实验方案。在这个过程中，教师可以对学生的实验方案进行点评，以帮助学生设计出合理的实验方案。

学生通过讨论之后，认为自由落体运动可能是匀加速直线运动或者变加速直线运动。笔者由此提出：“你们能不能结合前面所学的实验知识来设计实验验证自己的猜想？”然后要求各个学习小组根据猜想设计实验。有的学习小组设计利用打点计时器进行实验的方案，有的学习小组设计利用光电门进行实验的方案，有的学习小组设计利用数码摄像机进行实验的方案。各学习小组在设计过程中，笔者对他们的方案进行指导，使他们设计的实验方案尽量合理。

（三）实验环节。实验环节是实验探究教学法的核心部分。实验环节一般安排在实验室进行，教师可以按照各个学习小组的设计方案，尽可能提供所需的实验器材。教师应该留下足够的时间给学生进行实验，尽量不干预学生实验，让学生自己在实验过程中体验概念和规律，让学生在实验过程中掌握实验技巧。

学生设计好了探究自由落体运动规律的实验方案后，笔者预先到实验室安排好学生所需的实验器材，比如打点计时器、铁架台、数码摄像机、计算机、光电门等。然后，带领学生到实验室进行分组实验。在学生实验的过程中，笔者来回巡视，对学生在实验过程中遇到的问题进行指导解决，比如，学生的实验步骤有不妥当，就指出来，并让学生思考和找到错误的原因，然后纠正错误。学生实验之后，笔者要求学生对数据进行处理。许多学生通过对打点纸带的处理，发现自由落体运动的加速度是不变，因而得出其是初速度为零的匀加速直线运动。

（四）总结环节。实验探究教学法的最后一个步骤是总结。总结可以从两个方面入手：（1）总结实验探究方案。此过程和学生一起反思实验方案的设计是否存在问题，有没有改进的空间，以提升学生的探究能力。（2）总结实验操作过程。此过程和学生一起反思实验操作中存在的问题，以帮助学生掌握正确的实验操作方法。

探究自由落体运动的规律实验完成之后，笔者带领学生进行反思，比较各个学习小组设计的实验方案的优劣。比如，比较利用打点计时器和利用光电门实验。利用打点计时器进行实验可以采集更多的数据，但是物体所受阻力较大，实验误差较大；利用光电门进行实验，采集的数据比较少，但是物体所受阻力较小，实验误差较小。最后，分别对学生在实验中的操作进行点评。比如，利用打点计时器进行实验，要求打点计时器的两个限位孔竖直对齐，有的实验小组没有注意到这个问题，导致实验误差比较大。

综上所述，高中物理使用实验探究教学法是符合新课程标准理念的，能够帮助学生自主建构知识，能够提升学生的物理核心素养。在实际教学中，教师要相信学生的能力，给予学生充分的时间和空间进行自主探究和实验。

【参考文献】

[1]董朝阳.高中物理“双主互动”探究式课堂教学方式的探索与思考[J].上海教育科研，2005（1）

[2]殷汉卿.试论高中物理探究性教学中探究点的选择[J].教育理论与实践，2015（14）

[3]刘宏伟.高中物理实验教学中的问题及其策略探析[J].中学物理教学参考，2015（1）

（责编 卢建龙）endprint