关注实验探究 激活物理课堂

(江苏省宜兴第一中学,江苏　宜兴　214200)

高中物理实验教学是物理教学的重要内容、方法以及手段,直接影响学生核心素养的发展,不容忽视。然而在传统教学中,经常会出现“空手”讲实验、“看投影”做实验等问题,看似提高了课堂效率,实则掩耳盗铃,揠苗助长,严重影响了学生操作能力的培养,阻碍其学科能力的提升。我们必须转变观念,重视实验教学,以激发学生兴趣,鼓励其操作、探究,深化对知识的理解,掌握科学方法。

1　“探究性实验”的必要性

首先,加强“探究性实验”教学是由高中物理教学现状决定的。当下学生受到应试的影响，对于学习缺乏兴趣,而高中物理学习难度较大,使得这一问题“雪上加霜”，只有少部分学生喜欢上实验课。学生之所以“抗拒”的主要原因在于没有真正领会“探究”二字,缺乏兴趣驱动,进而产生了抵触心理,最终导致教学效果不理想。

其次,“探究性实验”是由高中物理学科本身的特性决定的。物理学科存在很强的实践性,要以实验为基础,而且新课改强调高中物理教学要以探究为主线,有效落实核心素养提升目标,借助实验探究，可培养学生操作能力、思维能力以及创新能力,帮助其夯实基础,学习科学探究方法。

最后,“探究性实验”是由学生能力发展的趋势决定的。新课改实施后,就教材对于实验部分的编排来看,明显提高了对实验探究的关注,不仅比重增加,而且还将一些验证性实验改成了探究性实验,凸现了探究性实验在高中物理教学中地位。

2　“探究性实验”的具体实施

新课程重视实验教学,关注学生体验,强调对其操作能力、探究能力的培养,那么如何落到实处呢?这就要求教师要反复钻研教材,结合学情精心设计教学,为学生营造良好的探究氛围,给其提供较好的动手实践机会。下面,笔者就围绕实验设计、实验探究以及合作学习等方面简述具体实施策略。

2.1　注重实验设计,激发兴趣,培养探究能力

实验设计是探究性实验教学的重要环节,具有情景新、方法活的特点,对学生学习能力有较高要求,能有效评估其操作技能和思维品质。为了确保设计的有效性,在设计之前做好引导工作，帮助学生透彻理解实验原理,在此基础上选择器材、制定方案,进而具体实施。

在设计“用打点计时器研究运动”的实验中,考虑到实验内容较多,笔者加强引导,帮助学生明确方向,让各个环节落到实处,直击目标。首先,让其练习使用打点计时器,安排好“手拉纸带运动”“小车运动”以及“重锤下落”等环节。然后,借助计算机处理数据,更加便捷地研究这一运动，得出实验规律。最后,在整体上调整把握,注重“测反应时间尺”等细节,确保实验环环相扣,各个部分顺利进行。由此充分激发学生兴趣,由被动学习变为主动探究,积极参与到实验活动中。在研究“摩擦力”的实验设计中,学生发现了一个问题:弹簧秤在运动的过程中不好读数,会影响实验效果。对此,笔者就让其探究解决,结合原理和实际,学生很快就想到了一个方案:将弹簧秤与滑板固定,通过拉动滑块下的长木板来研究,这样可直接观察摩擦力。不仅解决了问题,还大大激发了学生实验兴趣,在之后的探究中,学生能认真地投入到整个实验中,对摩擦力的认知也十分到位,有效达成了学习目标。教材中可供学生设计的活动有很多,像探究“自由落体运动”“研究微小形变”等,对此就要充分利用,积极引导,尽可能地给其提供实验探究的平台,让其充分体验,掌握探究方法。

2.2　加强实验探究,提升学科能力

探究是实验教学的关键,也是物理课堂的重头戏,需要学生在实验设计的基础上进一步思考,充分结合理论与实践,对物理问题展开全方位、多层次的研究。在这一过程中,要充分发挥学生主体作用,提供自主学习的平台,鼓励其深入思考,大胆假设,反复验证,最终得出正确的结论,并且能尝试运用,举一反三。

在“探究求合力”的实验教学中,鉴于是新课内容,要充分渗透物理思维方法的教育,笔者精心设计引导,鼓励学生积极参与,在兴趣的驱动下主动探究,经历完整的实验过程。首先,让学生测量合力、分力,然后引导猜想,之后展开交流,对实验结果进行评估,最后验证,得出重要结论。由此,学生便很自然地得出“平行四边形定则”,完成了实验探究目标。可见,注重探究体验,将其作为教学设计的重点导入课堂,落到实处,就能促进学生探究,使其亲历物理规律形成的过程,实现思维与能力的同步提升。在“探究加速度与力、质量的关系”实验活动中,考虑到涉及新概念,学生缺乏相关认知经验,就加强引导,先让其对“加速度与力、质量关系”展开定性分析,在理解的基础上设计方案,其中包含实验目的、原理、器材、安装简图、简要步骤、数据记录表格等。为了确保实验可行,笔者组织学生交流,特别针对要点和细节部分展开讨论,然后让学生实验。在亲身参与的过程中,学生深刻领会到实验在物理学中的地位,由此转变态度,积极投入其中,无形中促进了思维能力的提升,养成规范严谨的科学态度,为后续深入的学习奠定基础。需要注意的是,在操作实验的过程中,学生不可避免会出现错误,对此要客观、理性地看待,抓住这一机会点拨指导,促进其反思解决。

2.3　鼓励实验猜想,分组开展探究,落实课程目标

进入高中阶段后学生的自主意识增强,对于未知的事物更感兴趣,抓住这一点可以设计分组实验,通过增加实验的未知性,激发学生探究的欲望。具体实施时,可以抓住一些符合学生认知水平、思维水平的问题鼓励其大胆猜想,然后根据猜想，分组实验,让其亲身检验,深化对知识的理解,以达到预期的目标。

在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的探究活动中,就围绕问题“哪些因素可能影响导体的电阻?”引导学生猜想,鼓励大胆假设。对此学生积极回应,联系学习经验,提出假设:导体的长度与横截面积等因素有关,电阻与长度成正比等。在此基础上,进一步提问:“怎样才能确定导体的电阻与导体的长度成正比呢？”以此引导学生展开探究。考虑到该问题难度较大,笔者让学生开展合作学习,以小组为单位布置任务,进行探究,提高课堂效率。在确定导体的电阻与导体长度的关系时,学生将导体的长度作为自变量,导体的电阻作为因变量,进行测量,再对数据展开分析,绘制图像。对于这一研究过程,整体逻辑是没有问题的,但是学生忽略了一个问题:借助仅有的几组数据，并不能得出“导体电阻与导体长度的关系”,那么如何解决呢?对此,学生提出“多次实验获得多组数据”的解决方案。笔者没有直接回答,而是将这个问题留给学生,让其自主思考,从不同的角度进行考虑,尝试得到合适的方法。通过这样的设计,不仅优化了教学,落实了实验探究的目标,还激发了学生探究兴趣,无形中促进其创新能力的培养,打破课堂空间局限,将问题延伸,实现了学科拓展。

总之,探究性实验的开展是促进高中物理教学的有效途径,可激发学生兴趣,活跃课堂,还能充分发挥其主体作用,改变被动学习的状态,让学生积极投入到活动中,主动思考、探究,落实能力培养目标,在深化知识理解的同时，掌握科学方法,促进核心素养的发展。

参考文献：

[1] 杨娟,张正仁,夏川茴,周平.普通高中物理探究实验教学研究[J].物理实验,2017,(8).

[2] 周玉欣,贾强.浅谈生本教育理念下高中物理探究式实验教学[J].学周刊,2014,(16).