优化物理实验教学策略 提升学生科学探究能力

李 东

（重庆市兼善中学 重庆北碚 400700）

物理核心素养是学生通过物理学习逐步形成适应社会的必备品格和关键能力，是学生在物理知识内化之后养成的带有物理学科特性的品质。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。而物理实验既能加深学生对物理概念、规律的理解，又能培养学生的观察能力、合作探究能力、分析推理能力、数据处理能力、质疑创新的能力，还有利于学生养成严谨的科学态度和实事求是的科学精神[1]。

当前，普通高中物理实验教学形式比较单一，基本上是由教师演示，学生观看或在教师讲解后，在实验室进行验证性实验。在接受学习之后，学生根据自己对实验的理解，通刷题形成对实验数据的分析和处理能力。这种形式显然不利于学生物理核心素养的培养，不利于培养学生的科学探究能力。笔者根据物理核心素养的要求，从以下几个方面进行物理实验教学策略的优化[2]。

首先，重视实验在物理教学中的地位，树立正确的物理实验教学观念，激发学生的科学探究兴趣。我们都知道，物理是一门以实验为基础的自然科学，2017年颁布的《普通高中物理课程标准》明确把“物理课程应致力于学生物理核心素养的形成与发展”放到了物理实验教学的重要位置。同时，课程标准中还明确提出，在实验教学中，学生才是探究的主体，教师应当处于引导地位，在保障学生进行充分探究时间、空间的同时还要注意防止学生进行虚假探究，尽可能地让学生亲身经历实验的整个探究过程，进而培养他们的探究意识和创新能力。

所以，物理教师应当挖掘身边的素材，尽可能将演示实验改为学生实验，将验证实验改为探究实验，力求让学生自己动手“学物理、做物理”。有时候，甚至可以将物理概念和规律通过实验的方式呈现，通过学生的内化与联想，让学生逐步理解物理规律。例如，在探究电荷之间的相互作用时，先将两根相同材质的吸管都用餐巾纸摩擦，带上同种电荷，其中一根用大头钉穿透后放在竖直支架上，另一根靠近它，结果发现排斥作用。由此，学生很容易得出：同性相斥。再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管，发现相吸，通过分析学生会发现：相吸的绝不是同性（同性已证明相斥），是异性。

其次，教师课前编写实验导学案，提高学生科学探究的有效性。由于实验课的时间有限，如果既想做到在规定课时内完成教学任务，还想让学生进行科学探究，仅仅利用课上时间是远远不够的。所以，笔者认为可以利用实验导学案，提前让学生在课后搜集资料、设计实验方案，等到上实验课的时候，再与教材提供的方案进行比较，再完善自己的实验设计方案。这样，不仅能够提高课堂教学效率，使学生更加专注地投入到科学探究中去，还能很好的体现学生的主体地位和教师的主导作用。比如，在探究电磁感应的产生条件的课前，可以事先设计实验导学案，将实验探究过程一分为三。探究活动一：导体动，磁场不动，即闭合电路的一部分导体切割磁感线。探究活动二：导体不动，磁场动，即向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出。探究活动三：磁体和导体都不动，即模拟法拉第的实验。每次探究活动都让学生自己动手操作，自己观察和记录实验现象，最后，通过小组合作讨论，得出感应电流的产生条件。

再次，注重物理实验的思想方法的总结提炼，促进学生形成科学思维素养。物理实验的思想方法是科学思维方法在物理实验中的具体体现，比如等效法、比较法、放大法、模拟法、补偿法和控制变量法等等。物理实验思想方法的学习和运用，对于培养学生的创新能力和科学素质起着不可或缺的作用，并且，学习、掌握这些实验思想方法的过程也是科学素质和实验能力不断积累和提高的过程。例如，控制变量法能培养学生初步的分析问题和研究问题的能力，转换法有利于培养学生思维的灵活性，替代法有利于培养学生思维的变通性，模拟法有利于培养学生的科学想象力[3]。

最后，充分利用传感技术精准再现教材实验，在创新中培养科学态度与责任。在物理教学中利用现代教育技术可以便捷再现平时教学中无法完成的实验，深挖教材实验，结合生活中的传感技术，利用各种传感器和数字采集器，通过改进实验方案提高学生的科学素养。比如，在学习牛顿第三定律时，可以利用传感器和计算机辅助实验平台让学生自己动手探究，教师只需要指导学生操作——把两个力学传感器的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果。学生通过观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，从而得出作用力与反作用力同时变大，同时变小。

俗话说，“授人以鱼不如授人以渔”。作为物理教师，我们只要做到——搭建好实验探究的平台，让学生通过物理实验探究发展自己，掌握科学探究技能，形成科学思维，远比传统的死记硬背，机械式学习来达到分数上的提高而更加有意义。