基于科學探究能力培養的高中物理實驗合作學習探析

【摘 要】高中物理學科具有理論性和實踐性強的特點，物理實驗教學有助于引導學生全面理解理論知識產生的過程和原理，從而提高學生物理學習效果和水平。在物理實驗教學中組織學生合作學習，對培養學生的科學探究能力和問題分析與解決能力有著積極作用。因此，教師需要根據教學內容創新和優化實驗合作學習方案，提高實驗合作學習的實效性，提升學生的物理核心素養。

【關鍵詞】科學探究能力;高中物理;實驗教學;合作學習

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）22-0052-02

在物理教學中，教師應將教學的重點放在實驗探究上，引導學生通過實驗發現知識間的聯系，進而在頭腦中構建知識體系，掌握知識運用的基本方法。在此基礎上，教師可以根據實驗教學的要求，讓學生分小組開展合作學習，對重難點進行分析，培養學生的科學探究能力，引導學生真正理解高中物理知識的內涵，提高高中物理教學的實際效果。

1? ?在實驗合作學習中激發學生學習動機

要想使高中物理實驗合作學習取得較好的效果，教師應在實驗合作學習中激發學生的學習動機。在開展實驗合作學習之前，教師要全面分析每個學生的學習能力和特點，根據“組內異質，組間同質”的原則將學生分

成若干學習小組，保證每個小組內的成員的能力各不相同，引導學生在實驗中主動學習，推動實驗合作學習的順利進行。在具體操作過程中，教師先要科學設計實驗合作教學的基本流程，設計富有趣味性的實驗環節，吸引學生的注意力。同時，引導學生利用學過的物理知識和生活中積累的經驗，對實驗內容展開深入探究，通過小組合作學習共同完成教學任務，提高對重難點知識的

理解[1]。

如在“超重與失重”一課的教學中，在課前預習階段，教師可以要求學生每人準備一張韌性較好的紙。課上，教師再拿出彈簧測力計和重量較輕的鉤碼，將鉤碼掛在紙的一側，并用手捏住紙使之保持平衡狀態，并向學生提問：“如何讓鉤碼運動，將紙條撕斷。”之后要求各小組利用教具親自動手實踐，對教師提出的問題進行分析并得出結論。實驗過程中，每個小組成員都可以親自操作實驗，組內操作能力較強的學生可對操作能力稍差學生進行指導。實驗結束后，每個小組各選一名代表闡述結論，分析研究過程，其他小組可以對該小組的發言進行評價。在實驗探究過程中，學生能夠更好地理解超重和失重的物理概念，從而培養科學探究能力，提高物理教學的效率和質量。

2? ?創新實驗合作學習方案

為保證實驗合作學習的有效性，在教學前，教師必須結合實驗合作學習的要求，創新實驗合作學習的方案，并要求各小組按照實驗學習方案進行操作。在設計實驗合作學習方案的過程中，教師需要將教學內容作為實驗設計的出發點，實現教學內容與實驗設計的有效銜接，結合學生的興趣，使實驗具有趣味性、生動性和活潑性，并讓學生通過各環節的探究和討論得出實驗結論，從而在實驗合作學習中培養學生的核心素養[2]。一些高中生愛好體育活動，教師可以將學生的這一興趣愛好與物理實驗教學活動有效結合，既鍛煉學生的身體素質，又強化學生對物理知識的理解，從而提高物理實驗合作學習的效率和質量。

如在“力的合成”一課的教學中，教師可以將學生分為實力均衡的兩個小組，先組織兩個小組開展拔河比賽。在比賽中，教師需要在地上畫出每個學生的站位點，之后讓學生站在站位點上共同發力，在比賽結束后，引導學生對力的合成概念和原理進行分析和總結。最后，教師再根據剛剛學生在拔河比賽中共同發力的過程對力的合成原理進行進一步講解，進而強化學生對概念和原理的理解，培養學生的科學探究能力。

3? ?構建良好的實驗合作學習機制

在高中物理教學中開展實驗合作學習，需要教師構建良好的實驗合作學習機制，充分發揮小組合作學習的優勢，加強小組成員之間的溝通交流，提高物理實驗教學的效果。首先，教師需要為學生創造良好的合作學習環境，建立良好的師生關系，激發學生的學習興趣，引導學生從被動學習轉變為主動學習[3]。在正式開展實驗合作學習之前，教師需要依據學生的能力和性格特點劃分小組，保證每位組員都能發揮自身的長處和優勢，各司其職，學習能力、探究能力較強的學生要發揮模范帶頭作用，帶動學習能力較差和學習動機較弱的學生開展探究學習。其次，教師要讓每個小組在實驗合作學習的過程中共同完成實驗報告。相對以往由每個學生單獨完成實驗報告的形式而言，小組成員共同完成實驗報告有利于培養學生的合作意識和探究能力，尤其能激發缺乏主動性的學生的學習動機，使他們參與小組合作，共同完成實驗合作學習任務。同時，在實驗合作學習中，每個小組成員之間也會形成競爭，學生優勢互補，有利于更好地培養學生的物理核心素養。

如在合作學習“平拋運動”實驗時，教師可以通過實驗競賽的形式引導各小組快速且準確地完成實驗學習任務，速度最快并且完成效果最好的小組獲得勝利。在此過程中，教師充分激發學生的競爭意識與合作意識，有利于增強各小組的凝聚力，提高實驗合作學習的效率和質量。除此之外，在實驗合作學習中，教師還可以利用多媒體播放在課堂中無法演示的實驗操作過程，讓學生通過觀看嚴謹的實驗操作流程，提高運用各種實驗器材和設備的規范性和標準性，促進學生物理實驗能力與核心素養的提升與發展。

4? ?在實驗合作學習中培養學生的實踐能力

在物理實驗合作學習中，每個學生都有親自動手操作的機會，動手操作的過程也是學生思考的過程，有利于學生思維能力和實踐能力的發展。因此，教師需要創新實驗教學過程，鍛煉學生的實踐能力，以促進學生思維能力的發展[4]。另外，高中物理知識點具有較強的抽象性和復雜性，因此，在實驗過程中，教師應該鼓勵學生質疑，各小組成員可以針對每個成員提出的問題進行思考與分析，對于共同的疑問，小組可以通過實驗進行探究，最終得出正確結論。

如在“探究加速度與力、質量的關系”一課的教學中，主要的實驗合作學習任務是讓學生理解加速度、力和質量三者之間的關系。在實驗過程中，教師將小車、小桶、天平和木板等實驗設備、工具分發給每個小組，各小組要根據教師提出的問題和實驗操作的要求，分別利用工具稱出小車和小桶的質量，并對實驗過程中產生的數據進行整理與分析，最終得出加速度與力、質量之間的關系。在實際操作中，教師要觀察各組學生的實驗操作過程，對學生在實驗中存在的不當操作進行糾正。實驗后，教師要總結各小組的問題，以提高學生的實驗操作能力和科學探究能力。

5? ?做好實驗總結工作，發揮教學評價的功能

教師需要通過實驗總結加深學生對物理知識的理解，幫助學生在分享實驗總結的過程中積累實驗經驗，進一步提高學生的實驗能力和探究能力。在實驗總結的過程中，教師要引導學生總結實驗中涉及的知識點，提高學生對知識點的運用能力，多維度培養學生的核心素養。教師要建立與完善教學評價機制，將學生在實驗中的具體表現納入教學評價，如學生是否具有敢于質疑的精神、實驗操作是否規范、問題的分析和解決過程是否科學等。教學評價不僅要有教師對每個學生的評價，還應有學生之間的互評以及學生對自身表現的綜合性評價。除此之外，教師還可以選拔能力較強且有責任心的學生擔任小組長，負責監督和引導小組成員進行實驗操作，并在總結階段對組員做出科學合理的評價。這樣既有利于實驗的順利進行和物理實驗合作學習效率和質量的提升，還能發揮組長的評價作用，使學生在物理實驗合作學習中獲得全方位評價，從而幫助學生發現自己在學習中的優勢和不足，并在下一階段的學習中進一步提升。

高中生在學習物理理論知識的過程中往往存在畏難情緒，僅僅靠語言講解難以使學生真正理解與掌握物理知識。因此，教師需要結合物理教學內容設計實驗教學環節，并根據學生的學習特點讓學生開展合作學習，引導學生參與各實驗教學環節。學生通過實際動手操作，能夠理解物理知識產生的過程和原理，提高科學探究能力，對重難點知識產生自己獨到的見解，促進學生綜合能力的發展。

【參考文獻】

[1]翁美玉.基于新課改理念的高中物理實驗教學實踐[J].教師，2020（16）.

[2]黃菲.合作學習在高中物理實驗教學中的應用探索[J].文理導航（中旬），2018（1）.

[3]安小英.合作學習在高中物理實驗教學中的應用[J].新課程（下），2017（12）.

[4]許學兵.高中物理實驗教學中“合作學習”的組織與實踐[J].課程教育研究，2017（51）.

【作者簡介】

萬忠義（1974～），男，漢族，湖南益陽人，碩士，中學高級教師。研究方向：中學物理教學。