優化物理實驗教學策略 提升學生科學探究能力

李 東

（重慶市兼善中學 重慶北碚 400700）

物理核心素養是學生通過物理學習逐步形成適應社會的必備品格和關鍵能力，是學生在物理知識內化之后養成的帶有物理學科特性的品質。物理核心素養主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面構成。而物理實驗既能加深學生對物理概念、規律的理解，又能培養學生的觀察能力、合作探究能力、分析推理能力、數據處理能力、質疑創新的能力，還有利于學生養成嚴謹的科學態度和實事求是的科學精神[1]。

當前，普通高中物理實驗教學形式比較單一，基本上是由教師演示，學生觀看或在教師講解后，在實驗室進行驗證性實驗。在接受學習之后，學生根據自己對實驗的理解，通刷題形成對實驗數據的分析和處理能力。這種形式顯然不利于學生物理核心素養的培養，不利于培養學生的科學探究能力。筆者根據物理核心素養的要求，從以下幾個方面進行物理實驗教學策略的優化[2]。

首先，重視實驗在物理教學中的地位，樹立正確的物理實驗教學觀念，激發學生的科學探究興趣。我們都知道，物理是一門以實驗為基礎的自然科學，2017年頒布的《普通高中物理課程標準》明確把“物理課程應致力于學生物理核心素養的形成與發展”放到了物理實驗教學的重要位置。同時，課程標準中還明確提出，在實驗教學中，學生才是探究的主體，教師應當處于引導地位，在保障學生進行充分探究時間、空間的同時還要注意防止學生進行虛假探究，盡可能地讓學生親身經歷實驗的整個探究過程，進而培養他們的探究意識和創新能力。

所以，物理教師應當挖掘身邊的素材，盡可能將演示實驗改為學生實驗，將驗證實驗改為探究實驗，力求讓學生自己動手“學物理、做物理”。有時候，甚至可以將物理概念和規律通過實驗的方式呈現，通過學生的內化與聯想，讓學生逐步理解物理規律。例如，在探究電荷之間的相互作用時，先將兩根相同材質的吸管都用餐巾紙摩擦，帶上同種電荷，其中一根用大頭釘穿透后放在豎直支架上，另一根靠近它，結果發現排斥作用。由此，學生很容易得出：同性相斥。再用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近吸管，發現相吸，通過分析學生會發現：相吸的絕不是同性（同性已證明相斥），是異性。

其次，教師課前編寫實驗導學案，提高學生科學探究的有效性。由于實驗課的時間有限，如果既想做到在規定課時內完成教學任務，還想讓學生進行科學探究，僅僅利用課上時間是遠遠不夠的。所以，筆者認為可以利用實驗導學案，提前讓學生在課后搜集資料、設計實驗方案，等到上實驗課的時候，再與教材提供的方案進行比較，再完善自己的實驗設計方案。這樣，不僅能夠提高課堂教學效率，使學生更加專注地投入到科學探究中去，還能很好的體現學生的主體地位和教師的主導作用。比如，在探究電磁感應的產生條件的課前，可以事先設計實驗導學案，將實驗探究過程一分為三。探究活動一：導體動，磁場不動，即閉合電路的一部分導體切割磁感線。探究活動二：導體不動，磁場動，即向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出。探究活動三：磁體和導體都不動，即模擬法拉第的實驗。每次探究活動都讓學生自己動手操作，自己觀察和記錄實驗現象，最后，通過小組合作討論，得出感應電流的產生條件。

再次，注重物理實驗的思想方法的總結提煉，促進學生形成科學思維素養。物理實驗的思想方法是科學思維方法在物理實驗中的具體體現，比如等效法、比較法、放大法、模擬法、補償法和控制變量法等等。物理實驗思想方法的學習和運用，對于培養學生的創新能力和科學素質起著不可或缺的作用，并且，學習、掌握這些實驗思想方法的過程也是科學素質和實驗能力不斷積累和提高的過程。例如，控制變量法能培養學生初步的分析問題和研究問題的能力，轉換法有利于培養學生思維的靈活性，替代法有利于培養學生思維的變通性，模擬法有利于培養學生的科學想象力[3]。

最后，充分利用傳感技術精準再現教材實驗，在創新中培養科學態度與責任。在物理教學中利用現代教育技術可以便捷再現平時教學中無法完成的實驗，深挖教材實驗，結合生活中的傳感技術，利用各種傳感器和數字采集器，通過改進實驗方案提高學生的科學素養。比如，在學習牛頓第三定律時，可以利用傳感器和計算機輔助實驗平臺讓學生自己動手探究，教師只需要指導學生操作——把兩個力學傳感器的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現的結果。學生通過觀察分析兩個力傳感器的相互作用隨著時間變化的曲線，從而得出作用力與反作用力同時變大，同時變小。

俗話說，“授人以魚不如授人以漁”。作為物理教師，我們只要做到——搭建好實驗探究的平臺，讓學生通過物理實驗探究發展自己，掌握科學探究技能，形成科學思維，遠比傳統的死記硬背，機械式學習來達到分數上的提高而更加有意義。