研究性学习在高中物理实验课中的应用

[摘 要] 在高中物理实验课中，研究性学习能有效培育学生核心素养，是促进课程改革的重要途径。高中物理教师需要根据实际学情，选择合适的实验内容，引导学生在课堂中开展研究性学习，主动探究、发现、解决问题。这种教学模式，可以激发学生的学习热情，提高学生的实践能力，促使学生形成创新精神，实现全面发展。

[关键词] 核心素养；高中物理；研究性学习；实验课

实验是物理教学的重要组成部分，它不仅能帮助学生理解和掌握物理知识，还能培养学生的实践能力，提高他们的科学素养。然而，传统的实验教学多以教师为中心，学生只能被动接受知识，缺乏主动探索和发现的机会，束缚了学生的动手能力、创新思维、科学探究精神，不利于学生核心素养的发展。在实验课中运用研究性学习可以改变这一情况，学生的主体地位能受到尊重。在之后的学习活动中，学生可以通过自学、合作、探究的方法，培养科学探究精神。本文对研究性学习在高中物理实验课中的应用进行了探讨，以期为高中物理实验课提供一些有益的参考。

一、建构问题情境，引出实验内容

（一）展示生活现象，启发学生思考

在高中物理实验课中，教师常借助生活现象进行导入，引出物理实验内容。这种方式生动、直观，能够吸引学生注意力，提高教学效率。通过观察和分析日常生活中的物理现象，能够引发学生的好奇心，调动他们的学习积极性，进而促使学生主动参与到实验探究活动中。

比如，在讲解“摩擦力”这一知识点时，我先让学生回想一下，在冬天结冰的路面行走时是不是很容易滑倒。这是因为冰面的摩擦系数很小，导致我们无法获得足够的摩擦力。教师可以利用该生活现象引出摩擦力实验，让学生在实验中探究不同材质表面的摩擦系数大小。

为了增强教学效果，还可以发挥信息技术的辅助作用，借助图片、视频等多媒体资源展示生活中常见的物理现象，用生动的视听启发学生。学生会发现物理知识与生活间的联系，并思考物理知识在生活中的应用，感受物理知识的实用性和趣味性，为实验探究活动的开展打下基础。

此外，还要从社会热点、时政新闻、网络热搜等方面入手，整理生活中的物理问题，了解物理知识在现实生活中的应用，引导学生进行研究性学习。这种教学模式可以拉近物理实验课与生活的距离，改变学生对物理课程的看法，进而激发他们的研究热情。

（二）利用趣味实验，激发学生兴趣

趣味实验具有新奇、有趣的特点，能够吸引学生的注意力，激发他们的好奇心，提高他们对实验课的关注度与参与度。在实验课中，可以选择一些既简单易懂、现象明显又操作方便的趣味实验，做好课堂导入工作，在短时间内吸引学生的注意力，激发学生的探究热情。

在进行趣味实验时，教师要学会放手，让学生自主观察实验现象，并提出问题，思考实验背后的物理原理。

比如，在进行“会跳舞的硬币”实验时，我问学生“为什么硬币会在盘子里跳动”“是什么力量让硬币跳动”等问题，用问题驱动学生对实验现象进行深入思考，实现深入学习。教师要抓住这一时机引出实验内容，引导学生持续探究。

此外，教师要尊重学生的主体地位，让学生自主参与到趣味实验中，通过亲身体验来感受物理实验的乐趣与魅力。

比如，在进行“神奇的乒乓球”实验时，让学生亲自操作实验，感受乒乓球从不同高度落下时的反弹高度。这样学生可以更深入地理解实验原理，提高学习效率。

二、通过多种方式，丰富学习体验

（一）开放性实验

高中生已经具备了一定的思维能力和动手能力。在物理实验课中设计开放性实验，有利于培养学生的科学素养和创新能力。教师可以围绕教学主题和学生的兴趣点，先提出一个具有挑战性和探索性的主题，如探究某种物理现象的本质、验证某个物理定律或研究新的物理问题等，让学生根据主题进行自主探究。

在设计实验时还要给予学生充分的自由，减少教师干预，让学生利用自己掌握的知识设计实验方案，包括实验器材的选择、实验步骤的设计、数据的采集和处理等。与此同时，教师要引导学生思考多种可能性，并进行比较和优化，确定最佳的实验方案。

为了确保实验的可行性和安全性，教师可以提供一些指导与建议，帮助学生修正实验设计中的不足之处。还可以组织学生进行讨论，分享各自的设计思路，相互交流和启发。另外，教师要为学生提供丰富的实验器材，使他们能够根据自己的实验方案进行选择，以此保证实验活动的正常开展。

在实验过程中，学生需要仔细观察实验现象，记录实验数据，并运用统计学方法、图表绘制等手段分析数据。学生还要考虑实验结果的可重复性和可控性，对实验条件进行控制和改变，用多次实验来验证自己的假设，并观察不同条件下的实验结果。通过对实验结果的对比、分析与讨论，学生自主深入理解物理原理，发现其中的规律，自主构建知识，由知识的接受者变为知识的研究者。

在实验探究结束后，教师还可以顺势而为，鼓励学生进行拓展研究，探索不同的物理问题，尝试设计新的实验，培养创新精神，促进综合发展。

（二）项目式学习

项目式学习是一种以学生为中心的教学方法，是发展学生核心素养的重要途径。它强调学生应该在真实情境中主动探索，以此激发学生的学习主动性，提高学生的实验设计水平和实践操作能力。

在实验课中，教师可以为学生提供一个与实际生活相关的项目主题，并让学生自行组队，共同完成实验项目。这种活动，既能锻炼学生的实践操作能力，又能提高他们的团队协作意识。

在实验之前，先让学生查阅资料，再组织课堂讨论，合作制定实验方案，鼓励学生积极发表自己的观点，倾听他人的意见，并进行批判性思考，真正参与到实验设计当中。然后，各小组可以自主讨论确定组长，由组长根据组员的特点，对小组成员进行合理的分工安排，保证学生各司其职。经过实验操作、实验观察、数据分析等步骤合作完成项目，学生的实践能力和合作精神得到锻炼。

此外，教师在项目式学习中应当发挥引导作用。在学生遇到困难时，要给予适当的指导和建议，帮助学生顺利完成任务。同时，还要关注学生团队协作能力、沟通能力等综合素质的培养，使学生在研究性学习中收获的不只有知识，还有多种能力和各种素养，突出物理实验课的育人功能。

（三）案例研究

案例教学作为一种生动、直观的教学方法，在高中物理实验课中被广泛应用。在研究性学习中，选择合适的案例至关重要。一个好的案例，不仅能够激发学生的学习兴趣，还能帮助他们更好地理解和运用物理知识。

教师在选择案例时需要考虑以下几点：首先，选择的案例与正在学习的物理内容紧密联系，这样可以实现理论知识与实际应用相结合，深化学生对概念的理解，提高学习效率；其次，要选择具有实际应用价值的案例，让学生看到物理知识在日常生活中的应用，为学生之后的学习提供动力；再次，要根据学生的实际情况，选择难度适中的案例，避免案例过于简单，让学生觉得无趣，也要避免过于复杂，让学生有挫败感；最后，在选择案例时要遵循多样性原则，要选择不同的类型，如实验视频、与物理实验相关的新闻报道、蕴含物理原理的生活现象等，引导学生从不同角度理解物理知识，培养学生的综合分析能力。

另外，还要选择具有时代特色的案例，让学生了解物理学的最新发展和应用，引导学生关注科学技术的前沿动态。此外，还要注重案例的可操作性，要确保所选案例可以在实验课上进行实际操作，使学生能够亲眼观察或亲身体验，提高实践能力。

案例确定后，教师要引导学生从实验原理、实验方法、实验结果等不同的角度进行分析，或是组织学生进行小组讨论，在互动沟通中分享自己的观点，促进学生之间的思想碰撞与交流。

实验操作结束后，可以指导学生撰写案例分析报告，对案例背景、分析过程、结论等进行详细描述，培养学生的文献研究和报告撰写能力，提高学生的综合素质。

三、展示实验结果，促进学习交流

在研究性学习中，学习成果的展示是非常重要的环节，不仅有助于增进学生对知识的理解，还能让学生自由地与他人分享自己的想法，从中获得满满的成就感，增强自信心，产生更大的研究动力。

学习成果的展示方法多种多样，可以让学生撰写详细的实验报告，用文字加图表的方式描述自己的实验目的、实验步骤、实验结果、数据分析和结论等，系统地总结研究性学习的全过程，锻炼学生的科学写作能力；还可以让学生制作海报，用更为直观的方式展示实验结果；如果条件允许，还可以让学生在课堂上用演示实验的方式进行展示，让其他学生看到自己或自己小组的实验过程，增加实验课的趣味性和互动性。

此外，教师还要发挥现代信息技术的作用，让学生制作实验视频，记录实验过程和结果，并在其中加入解说和分析，更加生动地呈现实验结果。教师要根据实验课程的特点科学、灵活地运用这些展示方式，在实验课中搭建展示平台，促进学生间的相互交流、相互学习。

四、引导学生反思，总结经验教训

（一）分析讨论，深化学生学习层次

学习成果展示完毕后，教师可以组织学生分析与讨论，培养学生的科学思维。从学生的展示成果中，筛选出一些典型的、具有代表性的成果，并根据其中的内容提出引导性问题，如“实验结果与预期相符吗？如果不符，可能的原因是什么”“对于实验过程，其他学生还有什么改进建议”等，引发学生对实验结果、实验过程进行更深层次的思考和钻研。学生可以从中发现问题，结合自己所学的知识找到解决问题的方法，并对原有实验设计进行创新性改进。

作为研究性学习的主体，学生在实验课中最有发言权。教师要鼓励学生提出自己的疑惑，通过课堂答疑、合作探究、课堂讨论、辩论等方式，增加学生在课堂中的思维碰撞，促进深入讨论，拓展研究性学习的深度与广度。

讨论结束后，教师要及时总结讨论内容，强调重要观点和结论，让学生加深实验理解，体现物理实验的实效性，进一步巩固研究性学习成果。

（二）多元评价，促进学生自我发展

在高中物理实验研究性学习中，实施多元评价是培育学生核心素养、促进学生全面发展的重要手段。通过多元的评价方式，教师可以更全面地了解学生的学习情况，也可以给学生提出一些好的改进建议。

在评价时，教师要了解学生在实验中的表现，分析他们撰写的实验报告，了解实验成果内容，以此对学生的知识掌握情况、动手能力、创新思维等进行评价。还可以与学生面谈，了解他们在实验中的思考过程，总结遇到的困难，构建总结性评价与过程性评价相结合的评价体系。

学生的主体作用不容忽视，教师还要让学生参与到评价中，鼓励学生进行自我评价，反思自己的学习过程，想一想自己是否真正理解了物理实验的意义和背后的科学道理、实验是否存在不足、应当如何改进等，培养学生的自我意识和学习自主性。

此外，教师可以鼓励学生互相评价，引导学生从不同的角度看待问题，在相互赏识中发展物理思维，总结实验经验和教训，不断提高自身的实践能力，为未来的学习发展打下坚实基础。

总之，研究性学习在高中物理实验课中发挥了十分重要的作用，提高了学生参与实验探究的积极性与主动性，也让学生的物理核心素养得到了全面发展。在核心素养视域下，教师要探索更多适合学生特点的研究性学习活动，引导学生在物理课堂中主动探索、实践和创新，激发学生对物理学科的热爱，使之成为学习的真正主人。

参考文献

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