新课标下高中物理实验教学中构建自主探究模式的路径探究

徐辉

摘 要：在物理课程中，实验教学是引导学生进行知识探究的有效方法。新课标对现阶段的高中物理教学提出了更高的要求，而实验教学作为高中物理课程的重要组成部分，自然需要做出相应的调整。其中一项重要的措施，就是要在实验教学中逐步构建起自主探究模式。因此，笔者对高中物理教学实践进行了观察，并在与物理实验教学有关的文献资料中获得了一些理论性认识。在此基础上，本文分析了高中物理自主探究实验的特征，思考了在高中物理实验教学中构建自主探究模式的意义以及具体的方法，以期能够逐步提升教学质量。

关键词：新课标；高中物理；实验教学；自主探究

高中物理课程标准强调要“促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考”。不难理解，课程标准的内容体现出了在高中物理实验教学中构建自主探究模式的要求。顾名思义，自主探究实验是指在一定目标的引领下，以学生为中心，使其通过自主性的思考、观察、操作、探讨逐步完成实验项目，帮助学生提高实验质量，促进学生综合素养发展的教学模式。这种教学模式与课程标准的要求是比较吻合的。从实际情况来看，尽管自主探究实验具有重要的意义，但在实际的实施过程中仍然存在不足之处。因此，高中物理教师应不断探索在实验教学中构建自主探究模式的有效方法，逐步组织高品质的物理实验教学活动，推动学生物理核心素养的发展。

一、高中物理自主探究实验的特征

为了更加高效地组织高中物理实验教学，教师首先需要准确把握自主探究实验的基本特征。

第一，主体性。在物理课程中，实验原本就是一种以学生为中心的操作性活动，所以物理实验教学往往具有主体性特征。尤其是和演示性实验相比，自主探究实验所表现出的主体性特征要更加明显。这一特征意味着在实验教学中要尊重学生的学习主体性，使学生能够在实验活动中发挥出自身的能动性。只有这样，才能使学生在实验活动中对学习内容产生独到的见解，帮助学生取得理想的实验效果。

第二，启发性。物理作为一门自然学科，部分知识往往具有一定的抽象性，所以对学生而言具有学习难度，而实验无疑是物理学习中的难点。因此，尽管高中物理自主探究实验强调要体现出学生的能动性，但教师不能在实验教学中对学生放任自流，而是要为学生提供适当的帮助，在不过多干预的前提下引导学生顺利进行实验探究[1]。只有这样，才能使实验活动的有效性得到充分的保障。

第三，开放性。与常规的物理实验教学相比，开放性是自主探究实验最突出的特点之一。这一特征意味着教师在实验教学中要为学生搭建起更加自由的实验探究平台，对实验活动的空间进行适当的拓展，并且要为学生提供更加丰富的实验材料。在此基础上，教师要鼓励学生结合自己的观察进行大胆的猜想与操作，引导学生经历完整的实验探究环节。这样能够帮助学生深入参与到实验活动中，加深学生的学习感悟。

第四，渐进性。尽管高中物理实验教学中的自主探究模式为学生提供了相对自由与宽松的实验平台，但实验是一项严谨的活动，有一定的实验步骤。所以在高中物理自主探究实验教学中应突出渐进性特征。也就是说，教师指导学生进行实验活动时要避免急于求成，而是要引导学生经历由浅入深的过程。只有这样，才能一定程度上避免产生适得其反的结果。

二、高中物理实验教学构建自主探究模式的意义

实际效果表明，在高中物理实验教学中引导学生进行自主探究具有重要的意义。

第一，有利于激发学生的学习热情。在以往的高中物理教学中，教师往往会通过语言讲授的方式引导学生建构基础知识。这种方法对学生而言相对比较单调，容易使学生感到枯燥。而利用自主探究实验，可以使学生在由浅入深地观察与操作中，逐步体会到物理学习的乐趣，并帮助学生获得良好的学习体验。从长远来看，这有利于激发学生对物理知识的学习热情。

第二，有利于提高学生的物理学习能力。实验作为探究物理知识的重要渠道，是学生需要掌握的重要学习方法[2]。相对于其他的物理教学方式以及常规的物理实验教学，学生在自主探究实验中可以获得自主操作的机会，并由浅入深地参与到实验活动中。利用这种方式，学生能够逐步总结出比较适合自己的实验方法，这无疑可以为学生物理学习能力的提高提供助力。

第三，有利于促进学生物理核心素养的发展。在物理课程中，自主探究实验的有效开展能够巩固学生的物理观念，发展学生的科学思维，锻炼学生的科学探究能力，并且优化学生的科学态度，在整体上促进学生物理核心素养的发展。

第四，有利于促进教师职业素养的提升。教师在教学中发挥着主导作用，所以教师要认真做好实验教学的组织工作。由于自主探究模式对物理实验教学提出了更高的要求，所以教师应及时改变教学观念，并改进实验教学的组织方法。在这一过程中，教师的教学组织能力能够得到有效的锻炼。

三、高中物理实验教学中构建自主探究模式的路径

（一）设置教学目标，明确实验导向

目标是促使教学活动有序推进的必要保障。尤其是在物理实验这样一项系统性的活动中，清晰、合理的目标更是避免教学过程出现混乱的基础。因此，在高中物理自主探究实验活动的组织过程中，教师首先应结合实验内容设置相应的教学目标，以此来为实验活动的进行提供清晰的导向，为教学质量的提升筑牢基础。

在当前的高中物理教学中，促进学生核心素养发展逐渐成为最根本的育人目标之一。所以教师在实验目标的设置中，也应着眼于学生核心素养的发展。比如，在“探究自由落体运动规律”的实验活动中，笔者设置了以下几项目标。第一，物理观念：引导学生了解一些科学家在运动学当中所阐述的基本观点及其相关的实验研究，使学生初步认识自由落体的运动规律，并掌握相应的实验方法。第二，科学思维：引导学生结合实验内容进行假设和猜想，使其自主设计实验方案，让学生对自己的猜想加以验证[3]。第三，科学探究：引导学生自主实施实验方案，经历从猜想到操作再到数据分析的全过程，提高学生的探究能力。第四，科学态度：引导学生在实验中感受物理知识的乐趣，并使学生通过对实验的改进发展自身的创新意识。上述目标可以从核心素养的角度突出本次实验活动的重点，推动后续实验教学的开展。

（二）创设实验情境，激发学生的探究意识

为了有效开展高中物理自主探究实验活动，前提条件之一就是调动学生的主动性，使学生自觉参与物理实验。为此，教师应避免直接让学生进行动手实验，而是要利用恰当的方法创设相关的实验情境，以此来营造良好的实验探究氛围。在这样的学习环境中，学生可以逐步达到活跃的思维状态。这不但可以激发学生的探究意识，而且有利于使学生在后续的实验活动中进行大胆的猜想。

从学科特点来看，物理课程具有比较突出的生活化特征。所以在物理课程中，教师可以尝试引入一些生活元素，以此来进行实验情境的创设。比如，教学《摩擦力》一课时，本课的目标之一是引导学生在实验中探究摩擦力的相关规律。从实际情况来看，摩擦力现象在生活中是比较常见的。因此，在进行实验情境的创设时，可以从生活中选择一些与摩擦力有关的场景，并使学生根据这些现象对摩擦力知识进行初步的判断。利用这样的教学情境，不但可以更加自然地引出实验内容，而且能够帮助学生拉近物理知识和生活之间的距离，使学生体会到物理学习的乐趣。总之，在物理实验教学中，利用恰当的方式创设实验情境是有效的方法。

（三）设计探究问题，启发学生思考

高中物理自主探究实验具有主体性和启发性的特征。这两项特征表明在实验教学中应突出学生的主体地位，使学生获得自主探究的机会。同时，教师需要利用恰当的方式对学生进行指导。为此，教师可以设计实验探究问题，启发学生进行初步的思考与猜想，促进后续实验活动的进行。

比如，为了对弹力大小进行探究，可以设计“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。为了引导学生进行实验内容的思考与猜想，笔者设计了一些探究性问题：1.哪些因素会影响弹簧弹力的大小？这些因素和弹簧弹力大小之间存在怎样的具体定量关系？2.“弹簧越长，那么在拉伸弹簧时所需用的力也会越大”，这种表述是否正确？3.在探究弹簧弹力和形变量之间关系的过程中，弹簧本身重力是否会影响实验结果？学生在问题的引领下进行了初步的思考[4]。使学生有准备地开展实验，并使其对实验内容进行了初步的猜想。从实际效果来看，这一环节对自主探究实验活动质量的提高具有积极影响。

（四）突出学生主体，引导进行自主实验

运用自主探究模式组织高中物理实验教学的过程中，引导学生进行自主实验无疑是关键环节。只有在自主实验活动中，学生的主体作用才能真正得以体现。因此，在实验教学中，教师要预留出比较充足的时间，并且要适当减少对学生的干预，鼓励学生结合自己的想法进行大胆的实验猜想与操作。相对于教师的演示性实验，学生在自主探究实验中可以获得更加深刻的学习体验。同时，从长远来看，自主实验的开展有利于促进学生核心素养的发展。

同样在“探究自由落体运动规律”的实验中，可以引导学生明确本次实验探究的目标以及实验活动的重、难点，简单介绍了实验中涉及的实验方法，并提供了本次实验所需的器材。同时，学生也需要在课前预习环节收集相关的资料，初步了解自由落体运动的特点，准备好本次实验探究活动所需的基本知识。在前期的实验准备和问题思考中，多数学生猜想自由落体运动为匀加速直线运动。在此基础上，学生分组进行了实验方案的设计，认真思考了实验仪器的安装、实验操作的步骤、实验数据的收集以及处理等环节。此外，初步完成实验活动后，各小组分别进行了实验成果的展示以及实验困惑的交流。通过自主实验环节，学生的观察能力、操作能力、表达能力等各项物理素养均得到了一定的

锻炼。

（五）尊重学生的差异，进行分层指导

无论利用任何教学模式组织高中物理实验教学，最根本的目的都是促进学生物理素养的发展。所以一切教学活动的开展都应围绕学生的实际特点。不难发现，学生在物理学习中会逐渐产生较为明显的差异。所以在自主探究实验的组织过程中，教师应有意识地对学生进行分层指导，通过针对性的实验活动满足不同学生的物理学习需要。

首先，学生物理学习水平的差异是多种因素共同作用形成的。如物理知识积累、物理学习方法、物理学习态度等。因此，教师应全面了解学生在上述不同方面的表现。其次，教师在自主探究实验的实施中要兼顾不同特点的学生。比如，在组建实验小组时，要将不同特点的学生进行搭配，使不同水平的学生均可以在实验中发挥出自身的优势。教师在启发学生进行实验猜想的过程中，要提供一些层次性的问题，使实验活动契合每名学生的“最近发展区”。最后，学生的物理素养处于动态发展的过程中，所以教师要认真观察学生的实验情况，并及时对实验活动的实施方法做出针对性的调整，保障实验教学的有效开展。

（六）鼓励生活实践，拓展实验空间

前文提到物理学科具有突出的生活化特征。基于这一特征，教师除了在高中物理自主探究实验教学中引入生活元素之外，还应鼓励学生在生活实践中进行物理实验活动。这样能够拓展物理实验的空间，为学生的自主实验提供更加广阔的平台。同时，这种方法有利于使学生进一步感受到物理学习的乐趣。

例如，在生活实践活动中，可以鼓励学生进行一些家庭小实验。这类实验具有比较明显的开放性特征，融合了丰富的物理知识，并且能够使学生的探究能力得到有效的锻炼。如在力学知识的学习中，教师可以组织学生在课后进行“结构承重”的小实验活动[5]。这个实验需要学生对力学知识进行综合应用，所以能够使学生对所学知识进行系统性的分析，并使学生的动手能力得到充分锻炼。

（七）完善实验评价，提升教学实效

评价环节是实验活动中必不可少的。在自主探究模式的构建中，对物理实验教学提出了更高的要求，所以教师也要对评价环节做出改进。只有这样，教师才能通过有效的评价判断实验活动的效果，并从评价中获得改进后续实验教学的依据，在良性循环中逐步提高实验教学的质量。

首先，教师要将评价环节融入实验全过程中。为此，教师除了对学生的实验活动进行认真观察之外，还要鼓励学生做好自我记录和反思，以便使学生能够在完成实验活动后进行自我评价。其次，教师在评价中要避免仅仅关注实验结果的准确性，而是要更加重视学生在实验过程中的表现，将学生自主探究能力的发展情况作为评价的重点。最后，教师要及时将评价中获得的反馈信息进行总结，梳理出有益的教学经验以及仍然存在的不足之处，以便促进后续实验教学的调整。

结束语

综上所述，在当前的高中物理实验教学中，构建自主探究教学模式是必要和可行的。因此，高中物理教师应准确把握自主探究实验活动的基本特点，并围绕学生的实际情况不断探索组织自主探究实验活动的具体方法，逐步优化实验过程，促进学生物理核心素养的发展与提高。只有这样，才能真正使新课标的育人要求落到实处。

参考文献

[1]张金劳.高中物理自主探究课堂的思考[J].中学课程辅导（教师教育），2020（24）：124-125.

[2]李丹.高中物理实验教学中学生自主探究的研究[J].文理导航（中旬），2020（9）：44.

[3]唐为民.自主探究模式在高中物理实验教学中的应用[J].读写算，2020（19）：102，104.

[4]余仕涛.高中物理实验教学中学生自主探究的研究[J].中学课程辅导（教师通讯），2020（13）：113-114.

[5]王震.新课程下高中物理实验教学自主探究模式的构想与实施[J].新课程，2020（24）：98-99.