高中物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

摘 要： 與傳統(tǒng)的物理課堂相比，新課程背景下的高中物理課堂將學(xué)習(xí)的重心由知識(shí)積累轉(zhuǎn)化為能力培養(yǎng)，由學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)探究，由教師的一味灌輸轉(zhuǎn)化為多樣化、現(xiàn)代化教學(xué)模式的構(gòu)建。在具體的教學(xué)實(shí)踐中，作者積極拓寬自己的知識(shí)面，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)；師生合作，開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)；讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效滲透于具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，多措并舉，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力不遺余力。本文中所述的拙見，希望能夠?qū)ν七M(jìn)高中物理課程改革活動(dòng)，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才有所借鑒與教益。

關(guān)鍵詞： 高中物理教學(xué) 科學(xué)探活能力 培養(yǎng)策略

當(dāng)今社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國際間的競爭日趨白熱化，對高素質(zhì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。在物理教學(xué)過程中，教師要摒棄傳統(tǒng)的、學(xué)生被動(dòng)接受和反復(fù)練習(xí)的教學(xué)模式，注重學(xué)生主動(dòng)參與、科學(xué)探究意識(shí)與能力的培養(yǎng)，在實(shí)現(xiàn)變革學(xué)習(xí)方式的同時(shí)，深化素質(zhì)教育，推動(dòng)課程改革。

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑意識(shí)

物理學(xué)科的研究內(nèi)容涉及萬物的運(yùn)動(dòng)之理，融合數(shù)學(xué)、哲學(xué)、美學(xué)、邏輯學(xué)等學(xué)科知識(shí)于一體。要使得學(xué)生能夠客觀、條理地認(rèn)知物理世界，我們就要培養(yǎng)學(xué)生一定的質(zhì)疑意識(shí)，讓學(xué)生在“憤”、“悱”的學(xué)習(xí)狀態(tài)中積極思考、自主探究，讓學(xué)生的理性思維在不斷的碰撞中形成與發(fā)展。

如在講授閉合電路的歐姆定律這一章的內(nèi)容時(shí)，筆者將一只小燈泡接在電動(dòng)勢為3V的電路中，小燈泡正常發(fā)光。這時(shí)，筆者向?qū)W生提問：“如果老師把這只小燈泡接在電動(dòng)勢為9V的電路當(dāng)中，結(jié)果會(huì)怎么樣呢？”學(xué)生簡單交流后，一致認(rèn)為小燈泡會(huì)被燒毀。于是，筆者把小燈泡接入電動(dòng)勢為9V的閉合電路中，小燈泡卻只發(fā)出微弱的光。學(xué)生一頭霧水，開始積極思考其中的原因。這就給這節(jié)課“電動(dòng)勢大的電源，不一定能對同一電器提供更多的能量”這一電路設(shè)計(jì)問題的理解難點(diǎn)創(chuàng)設(shè)了較好的問題情境，順利地導(dǎo)入了教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)。

這堂課的情境創(chuàng)設(shè)，利用學(xué)生已有知識(shí)的不完備認(rèn)知、學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知矛盾進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，達(dá)到了較好的課堂教學(xué)效果。此外，積極聯(lián)系生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生對于日常生活中司空見慣的現(xiàn)象進(jìn)行積極思考，利用歷史上的“物理悖論”與佯謬，也可以讓學(xué)生沉浸在一定的問題情境中，促使他們積極思考，有效質(zhì)疑。如拔河這一運(yùn)動(dòng)，學(xué)生普遍認(rèn)為獲勝一方的拉力大于另一方。我們在講授牛頓第三定律——力的相互性的時(shí)候，就可以設(shè)置這一情境，深化學(xué)生對于課堂內(nèi)容的理解。還有，課堂上積極引入永動(dòng)機(jī)的問題、光路可逆的問題、力維持物體運(yùn)動(dòng)等問題，都能夠促使學(xué)生在情感與心理上的大起大落中開始質(zhì)疑，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究意識(shí)和能力。

二、師生合作，有效開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)

物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)是必不可少的一項(xiàng)學(xué)習(xí)模式。但在具體的教學(xué)實(shí)踐中，一些教師對于研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的參與、指導(dǎo)不足，導(dǎo)致學(xué)生摸石頭過河，削弱了學(xué)習(xí)活動(dòng)的效果。故而，筆者主張?jiān)谘芯啃詫W(xué)習(xí)活動(dòng)中，要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，從課題選擇，優(yōu)化信息渠道，優(yōu)化研究方法諸方面與學(xué)生合作，有效促進(jìn)學(xué)生探究能力與科學(xué)素養(yǎng)的提高。

（一）在課題選擇方面，學(xué)生限于生活與研究經(jīng)驗(yàn)的不足，往往會(huì)流于空泛，或者超出高中生的能力范疇，影響學(xué)習(xí)興趣和效果。這時(shí)，教師需要積極主導(dǎo)，多方協(xié)調(diào)，幫助學(xué)生確立與生活實(shí)際緊密聯(lián)系研究課題。如學(xué)習(xí)了“運(yùn)動(dòng)學(xué)”、“動(dòng)力學(xué)”之后，引導(dǎo)學(xué)生研究“菜刀上的力學(xué)知識(shí)”；學(xué)習(xí)了摩擦力之后，引導(dǎo)學(xué)生研究汽車中的剎車防抱死系統(tǒng)的工作原理。當(dāng)然，這并不意味著教師要包辦課題選擇，而是在學(xué)生自主選題的基礎(chǔ)上，加以調(diào)整研究范圍的大小，根據(jù)學(xué)生能力循序漸進(jìn)，達(dá)到最佳的研究效果。

（二）在信息查詢方面，教師要根據(jù)研究選題，給學(xué)生提供科學(xué)有效的參考書目，即使是網(wǎng)絡(luò)查詢，也要給予一定的搜索指導(dǎo)，以免學(xué)生盲目海選，浪費(fèi)時(shí)間與精力，影響學(xué)習(xí)效果。如在指導(dǎo)學(xué)生研究“彈簧振子的振動(dòng)周期與振子質(zhì)量的關(guān)系”這一課題時(shí)，筆者就指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注集成開關(guān)型霍爾傳感器的相關(guān)資料，測量過程中注意了解相關(guān)的誤差理論。由于學(xué)生在查詢信息方面極具針對性，大大優(yōu)化了研究活動(dòng)的效果。

（三）在具體的研究過程中，學(xué)生由于思維的單一性，缺乏一定的創(chuàng)意和活力，在遭遇研究瓶頸時(shí)往往不知所措，影響研究興趣與活動(dòng)效果。這時(shí)，教師要及時(shí)給予思路點(diǎn)撥，讓他們撥云見日，“柳暗花明又一村”。如研制“水火箭”的活動(dòng)，學(xué)生在完成一級(jí)水火箭之后，卻不知道該如何解決一、二級(jí)水火箭中的氣密隔離問題。這時(shí)，教師進(jìn)行點(diǎn)撥，要使得密閉玻璃管中中間的一段水銀柱向一方移動(dòng)，該怎么辦呢？由此及彼，學(xué)生終于研究出了，在兩個(gè)瓶子連接處，用一個(gè)導(dǎo)管內(nèi)裝一顆滾珠的方法，突破了這一研究活動(dòng)的關(guān)鍵難題。

三、借助網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在高中物理教學(xué)中合理利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂的不足，更能夠?qū)⑽锢碇R(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀很好地結(jié)合在一起，有效達(dá)到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三維目標(biāo)，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

（一）充分利用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷在于引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證、探究既定的物理現(xiàn)象與規(guī)律，激發(fā)學(xué)生探究物理知識(shí)奧秘的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。但在傳統(tǒng)的班級(jí)實(shí)驗(yàn)室里，出于安全或者其他因素的考慮，教師往往會(huì)制定方方面面的實(shí)驗(yàn)規(guī)則，而正是這些規(guī)則使得學(xué)生不能夠在實(shí)驗(yàn)過程中心無旁騖，終有所顧忌，影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣撸癸@了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)，便成了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中的一些缺憾。以電學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，螺旋測微器需要正確使用，但如果不正確使用會(huì)出現(xiàn)什么后果呢？傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是沒有答案的。但在網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室里，可以形象直觀地呈現(xiàn)不同的錯(cuò)誤用法所產(chǎn)生的不同后果，而這些極具破壞性的實(shí)驗(yàn)后果或許正是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的沃土。試想，如果沒有了虛擬的實(shí)驗(yàn)室，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)該是多么的遺憾啊。

（二）利用網(wǎng)絡(luò)還原實(shí)驗(yàn)過程。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂，我們更注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到既定的驗(yàn)證目的。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)悄然滲透于物理實(shí)驗(yàn)課堂后，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能，將或宏觀，或微觀，或瞬間，或漫長的物理運(yùn)動(dòng)的具體情況與規(guī)律進(jìn)行形象再現(xiàn)，還原實(shí)驗(yàn)過程。學(xué)生在由衷感嘆物理知識(shí)的神奇之余，自然會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的科學(xué)探究的欲望，優(yōu)化我們的物理實(shí)驗(yàn)課堂。如電磁感應(yīng)中的渦流現(xiàn)象，僅僅使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，用肉眼觀察，我們是難以言述的。但有了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助，我們便可以將其直觀再現(xiàn)，提高課堂教學(xué)效率。類似地，如電磁光譜、分子的熱運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容，我們都可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，使其在學(xué)生心目中留下深刻的印象，為提高學(xué)生的科學(xué)探究能力奠定基礎(chǔ)。

（三）其他優(yōu)勢。利用網(wǎng)絡(luò)，我們還可以快速處理實(shí)驗(yàn)過程中的智能數(shù)據(jù)，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)記錄更輕松，也更準(zhǔn)確。學(xué)生在自主設(shè)計(jì)個(gè)性化實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，還可以充分查詢網(wǎng)絡(luò)中的豐富資源，為我所用，優(yōu)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，提高學(xué)生的理性思維能力。對于教師來講，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與學(xué)生進(jìn)行交流、指導(dǎo)也非常方便，不受時(shí)間與空間的限制。

總之，面對新的時(shí)代形勢與世界格局，我們的教學(xué)活動(dòng)已然不能再將學(xué)生當(dāng)做盛裝知識(shí)的容器，更應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)與探究能力，讓學(xué)生乘著課程改革的東風(fēng)，在神奇、瑰麗的物理領(lǐng)域恣意翱翔，成為未來祖國建設(shè)與發(fā)展的中流砥柱、人才棟梁。

參考文獻(xiàn)：

[1]王小濤.論新課程理念下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)[J].科學(xué)咨詢，2012（6）.

[2]劉憲忠.淺談初中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)[J].新課程，2012（04）.