借助科学探究能力培养，建构高中物理高效课堂

贺建锋

【摘要】在高中课程体系中，物理是一门典型的自然科学类学科，知识较为抽象、晦涩、难懂，对学生的做思维能力与认知水平有着较高要求，他们在学习过程中极易产生挫败感，甚至会出现放弃学习物理的想法，究其原因主要在于科学探究能力不够强，以至于整体教学效率不够高.高中物理教师应注重对学生科学探究能力的培养，使学生掌握学习物理的方法，提高学习效率，建构高效课堂.本文据此展开深入探讨，同时分享部分建议.

【关键词】科学探究能力；高中物理；高效课堂

科学探究能力即为通过科研手段与设备，为了解客观事物的内在本质和运动规律而开展的一系列调查、实验与研究等活动，为发明和创造新技术及新产品提供可靠的理论依据.在高中物理教学实践中，科学探究能力属于高中学生学习物理知识过程中需要具备的基本能力之一，教师需给予格外关注与高度重视，结合物理学科知识的特征，运用理论讲授与实验操作有机整合的模式加以培养与训练，帮助他们掌握学习物理知识与技能的窍门，不仅有助于高中物理高效课堂的构建与生成，还为其未来在物理学方面继续深造与成长提供有力支持.

1 借助现代教育技术，激发科学探究兴趣

在高中物理教学过程中，针对学生科学探究能力的培养来说，教师首先需激发他们展开科学探究的兴趣，使其自主、积极地进行科学探究，使其在兴趣驱使下学习效率更高，助推高效课堂的构建.当前，在信息技术飞速发展的时代背景下，借助现代教育技术手段，能够为高中物理教学提供更多新的思路，教师可以利用现代教育技术及时将抽象的物理现象以具体、直观的方式呈现出来，激发学生进行科学探究的兴趣，帮助他們真正理解物理现象.

例如 在进行“质点”教学时，教师先在多媒体技术设备的大屏幕上播放以下画面：河水流动、小鸟展翅高飞、轿车快速行驶、地球转动等，要求学生认真观察与分析这些自然现象，意识到世界万物是在不断运动的，使其获得直观化的印象和认知，快速进入到新课学习中，激起学生对这些自然现象进行科学探究的兴趣与渴望.接着，教师继续播放一只雄鹰在天空中自由飞翔的录像，提问：大家可以说出雄鹰各身体部位的运动情况吗？学生观看、思考以后作答，指出雄鹰在振翅飞翔过程中，身体整体往前运动，翅膀往前运动的同时还进行上下运动，并呈现地球自转和公转的画面，要求学生尝试描述地球是如何运动的，使其结合地理学科知识指出地球公转与自转是同时进行的，发现很难描述物体的运动情况.随后教师指出在科学探究中，为简化研究问题，通常把物体看作是一个只有质量、没有形状与大小的点，也就是质点，引导学生得出质点的定义和条件，使其发觉质点是理想模型的一种，让学生自觉找出部分身边存在的质点，培养科学探究能力.

2 发挥问题导向作用，明确科学探究方向

提问作为课堂上一种比较常见的教学方式，随着新课程改革的不断推进，无论是问题内容还是提问方式均要有所改变，极力发挥出导向作用，不能显得过于随意，答案也不能过于简单，需具有探究性，吸引学生深层次思考，强化他们的科学探究能力.因此，高中物理教师可根据教学内容科学设计一组问题，最好以层次性样式呈现出探究内容，吸引学生积极思考、交流和互动，使其明确学习中的科学探究方向，让学生对科学研究始终保持兴致.

例如 在开展“曲线运动”教学时，教师先播放几个物体做曲线运动的视频，包括：篮球投篮、汽车拐弯与过山车的运行等，搭配问题：以上物体在运动过程中轨迹有何特点？由学生观察、思考和讨论后发现都是曲线，顺势导入曲线运动的定义，然后追问：曲线运动同直线运动有什么不同？学生指出这些物体的运动轨迹均为曲线，使其在实例辅助下初步了解曲线运动.接着，教师提升问题层次：做曲线运动的物体其速度方向有什么特点？学生思考和讨论后指出速度方向时时刻刻在变化，借此设置疑问：如何确定做曲线运动的物体每时每刻的速度方向？引导学生猜测：当钢球从弯曲的玻璃管中滚出来时，运动方向是什么？使其顺势进行推测、验证和探究.之后，教师播放“钢球滚落”的实验视频，对学生提出的猜想和推理过程进行分析，他们能够直观看到曲线运动速度方向始终沿着曲线某一点的切线方向.随后教师继续提升问题层次：曲线运动每时每刻的速度方向都在变化，属于变速还是匀速运动？引领学生进行深层次的科学探究，提高他们的学习效率.

3 结合优质生活资源，训练科学探究能力

物理同生活之间有着比较密切的关系，在高中物理教材中编排有大量的生活元素，物理现象在生活中可谓是随处可见，这为高效课堂的建构提供了诸多优质资源.在高中物理教学实践中，对于科学探究能力的培养来说，教师需结合实际教学内容有的放矢地引入生活资源，确定课堂与生活之间的结合，以此丰富物理教学资源，带领学生在比较熟悉的生活化氛围中主动展开分析与研究，使学生感悟物理和生活之间的联系，训练学生的科学探究能力.

例如 在实施“时间”教学时，教师可先设计生活化话题：你们早上是在什么时间离开家的？走到学校花费多长时间？又是什么时间到达学校的？要求学生结合个人实际情况进行作答，分别说出离开家和到达学校的时间，以及在路上花费的时间，使学生体会到只是依靠固有知识难以解释出来，从而激发学生强烈的科学探究欲望.接着，教师给出问题：在上述事件中出现多个“时间”，它们在本质上有哪些区别？提示学生根据生活尝试展开科学探究，发现有时间点与时间段之分，借此说明离开家和到达学校都是时间点，也就是时刻，在路上则是两个时刻之间的时间间隔，可在表示时间的数轴上用“线段”来表示.并要求学生利用数轴画出一个时间轴，从原点0开始，沿着正方向依次标出1、2、3等，使其结合时间轴上找到第1s初，第2s末，前3s，第4s内等，让学生分辨是时刻、还是时间间隔，使学生在练习中深入理解时刻和时间间隔的具体含义与区别.之后，教师仍然结合生活资源指导学生学习时间的相关知识，使学生在实际案例中正确认识时间，培养与发展他们的科学探究能力.

4 借助实验教学契机，拓展科学探究深度

众所周知，物理是一门以实验为基础的自然科学类科目，实验既属于高中物理课程体系的重要构成，还是学生展开科学探究的常用手段，培养学生的科学探究能力时，需要实验提供更多的助力.具体来说，高中物理教师在课堂教学中可借助实验教学的功效，通过演示实验抛砖引玉，激起学生主动参与科学探究的积极性，尽量为学生安排更多的独立实验与分组实验活动，使学生通过实验深入探索物理，由此拓展科学探究深度，学习效果更佳.

例如 以“向心力”教学为例，教师先要求学生回忆同圆周运动有关的知识点，再现场演示一个有趣的小实验：在木板上用图钉把细线的一端固定，另外一端则系上一个小球，给小球施加一个初速度使其做圆周运动，片刻后引出问题：小球为什么会缓缓地停下来？在何种情况下，小球转动可看作是匀速圆周运动？使学生认真观察、思考和探究后指出小球缓缓停下来是因为受到木板之间的摩擦力作用，如果它受到的重力、拉力、支持力、摩擦力均较小，就能忽视掉，线速度减小将非常慢，可看作是匀速圆周运动.之后，教师指导学生一起分析在上述实验中小球的具体受力情况，使学生在科学探究中揭示向心力，然后组织他们亲自动手操作实验，让两个人手拉手一起转动，或者一个人绕着另外一个人转动，分析和交流手的感觉，切实感受向心力的确存在.随后教师带领学生进行分组实验，深入探究向心力大小会受到哪些因素的影响，使其通过实验展开科学探究，知道向心力是效果力的一种，让学生加大科学探究的力度.

5 创设适宜的教学情境，积极参与科学探究

针对高中物理知识的学习，教师需注重对学生的引导，使其可以极力展现出个人思维能力，如果缺乏特定情境下的引导，就很难确保学生可以进入良好的思维状态之中，自然会影响到学习效率，不利于高效课堂的建构.对此，高中物理教师在平常的教学中应注重对学生科学探究能力的培养，根据具体教学需求灵活利用实物教具、实验现象或以图文并茂的方式创设适宜的情境，使学生思维被激活，吸引学生积极踊跃地参与到课下探究活动中.

例如 在讲授“自由落体运动”过程中，教师先展示一些物体的自由下落现象，如屋檐滴水、树叶飘落、果实落地、雪花纷飞等，据此创设教学情境，要求学生认真观察自然界中存在的下落现象，比较不同物体下落速度的快慢，思考：轻重不同的物体，下落的快慢是否相同？使学生结合个人认知自由讨论和交流，让学生不知不觉地进入科学探究状态.接着，教师演示实验：等质量硬纸片和铁片等高释放，等质量纸团和纸片等高释放，轻纸团和重纸片等高释放，进一步创设适宜的教学情境，引导学生积极踊跃地参与到科学探究活动中去，根据对实验现象的分析与探究得出结论——重的物体不一定下落得快，让学生意识到物体下落的快慢同质量无关，随后教师设疑：在刚才实验中到底是什么因素影响物体下落的快慢？学生知道是空气阻力，由此引出牛顿管实验，让学生进一步认识自由落体运动，使学生的树立科学意识，助推高效课堂的生成.

6 设计任务驱动教学，强化科学探究欲望

在高中物理教学过程中，科学探究活动往往目的性较强，在学生正式进行科学探究之前，教师需为他们明确科学探究的目标，以免出现无效或者低效的学习与思考行为，使学生整体学习效果更好，促进高效课堂的建构.为此，高中物理教师可以围绕具体教材内容精心设计一系列任务，依托任务驱动教学法的优势，让学生找到明确的物理学习目标，使学生在任务驱动下积极自主思考与合作探讨，进一步强化学生的科学探究欲望，深入探究物理科学的奥秘.

例如 在“电势能和电势”教学实践中，教师先布置一项复习任务，要求学生回顾物体做自由落体运动和平抛运动时速度改变的原因，物体动能改变的原因，动能的形成原理，重力做功的特点，带电体在静电场中受力方向的判断与大小计算，这是学生学习本课内容的基础，为学生科学探究能力的发展奠定基础.接着，教师要求学生阅读教材内容，安排任务：哪种能量减少会导致电荷能量增加，介绍能量变化的量度是什么，引出科学探究内容，使学生从多个视角思考问题，培养学生的科学探究能力.之后，教师布置任务：探究电场力做功特点，引导学生结合所学知识及物理学习经验自主获取研究思考，通过研究静电力做功来研究电场中的能量，促使学生借助类比思维设计合理的科学探究思路，提升科学探究能力.如此，教师通过设计任务驱动学生主动探究物理科学的奥秘，强化学生进行科学探究的欲望，使学生在任务驱使下深入研究和探索电势能及电势相关知识，最终通过科学探究能力培养促进高中物理高效课堂的构建.

7 结语

总的来说，在新时期教育背景下的高中物理教学活动中，教师应及时更新教育观念与转变教学思路，既要关注理论知识的讲授、物理技能的训练，还需把科学探究能力的培养放在重要位置，极力发挥出物理学科特征的优势.基于现代教育技术、问题导向、生活资源、实验操作、创设情境、任务驱动与课下实践等多个途径大力培养学生的科学探究能力，为学生提供更多参与科学探究的机会，全力增强学生的科学探究能力，真正建构起高效课堂.

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