核心素養下高中物理教學中學生探究能力提升策略研究

摘 要：隨著課程改革的深入，當前傳統的教學模式難以滿足提升學生核心素養和探究能力的需求。物理教師必須要改變以往單一僵化的教學模式，在教學理念、教學設計以及教學模式上做出創新改變，將物理教學的重點放在提升學生的核心素養和實踐探究能力上。文章中將基于高中物理教學的實際需求，在核心素養和課程改革的指導之下，探索提升學生探究能力的具體策略，通過開展生活化教學、創新實踐探究、開展合作學習以及重視課程評價等途徑去進行深入探索，核心的重點是激發學生對于物理學習的興趣，讓高中物理教學能夠與實驗教學聯系更加密切，并切實提升學生的實踐探究能力。

關鍵詞：核心素養；高中物理；探究能力；提升策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）26-0113-05

在學習物理的過程當中，實驗探究能力是學生必須要具備的能力之一。學生只有具備一定的實驗探究能力，才能更好地去解決物理學習當中遇到的問題，再加上物理本身就與實踐探究聯系密切，所以必須要培養學生的實踐探究能力，提高學生的學習效率。在物理教學中要以學生為主體，發揮教師的指導作用，構建高效的課堂。高中階段是學生學習的關鍵期，對高中生來說，物理無疑是令他們頭痛的一門學科，所以必須要攻克物理這一大難題。而在物理課堂中教師往往不注重培養學生的探究能力，更偏重于理論知識的教學，這難免就會讓學生對枯燥的物理產生厭倦感。若要提升學生的物理探究能力，就要激發學生學習物理的興趣，提高學生分析問題、解決問題的能力。

一、 融入生活元素，提升理解能力

物理是研究自然界中各種物理現象的一門學科，物理教學中的大部分知識都是為解決現實生活中的問題而服務的，都是和社會實際相關聯的。高中物理覆蓋的知識面更加廣闊，理解難度更大，所以學生要具有豐富的邏輯思維能力才能學好物理。但是對于邏輯思維能力差的學生來說，他們很難理解物理知識，自然也就會對學習物理產生恐懼感。所以教師在培養學生實驗探究能力的時候，要以學生身邊熟悉的事物作為切入點。高中物理的學習需要打開學生的抽象思維，從而讓學生將高中物理知識應用于現實生活當中。因此在學習物理的時候，教師要將物理知識和生活的實際應用相結合，采用生活化學習方式讓學生能夠輕而易舉地運用所學進行解釋，為學生提供更加廣闊的思維空間。比如現實生活中的車輛行駛可以和物理學概念當中的速度與加速度結合起來，讓學生真實感受這一物理概念，加深學生的認知，實現物理和現實的交融，從而提高學生學習物理的樂趣和物理分析能力。教師要有意識地引導學生了解生活，激發學生對物理現象的求知欲，打破物理的神秘感，激發學生對物理學習的積極性。

比如自行車作為常見的交通工具，在沒有發動機的情況下如何前行？它的動力來自哪里？這個問題其實就和物理知識相關。自行車有前后兩個輪胎，在行駛過程當中，有凹凸花紋的后輪會和地面產生向前的摩擦力，與此同時，前輪也會產生阻礙車子前進的摩擦力，兩個摩擦力大小相同，方向相反，最終使得自行車勻速前行。再比如在拔河比賽當中，根據牛頓第三定律，我們可以知道拔河比賽中雙方施加的力是相互的，所以說雙方施加的力并不是決定勝負的關鍵，力氣大的一方不一定會獲勝。只有腳面和地面之間的摩擦力要大于拉力的時候，彼方才不會拉動此方，因此腳面和地面產生的摩擦力才是比賽勝負的關鍵。一些比較有經驗的人會穿上有凹凸花紋的鞋，通過增加與地面的摩擦力來提高勝率。再者，參賽選手的體重也會影響取勝，因為體重大的參賽者對地面的壓力更大，摩擦力自然就會增加，所以在拔河比賽中，體重也是影響比賽勝負的因素之一。這些物理現象都和社會生活緊密相連，教師要從生活中去挖掘教學素材作為引入，讓學生能夠真切感受到物理與現實生活之間的距離并不遙遠。通過借助現實生活中一些物理現象的導入來激發學生的求知欲，引導學生走進物理的世界，敢于探索，養成自主學習的好習慣。

二、 創新實踐探究，提升學生實驗能力

物理實驗非常考驗學生的操作能力和應變能力，而培養學生操作能力和應變能力的關鍵在于激發學生對于物理探究的欲望。所以教師要想培養學生的探究能力，就需要創新教學實驗方法，讓學生能夠對枯燥乏味的實驗產生探索的欲望，想要去了解物理現象的成因。提高學習物理的興趣，同時也可以提高學生的科學研究能力。因此，教師要高度重視物理實驗在物理教學中的應用，打破傳統僵化的物理教學模式，改變以往由教師示范、學生觀看的教學模式，轉型成教師引導為主、學生親身開展實踐的創新型實驗教學模式。教師在將一些基本的物理知識和實驗要求告訴學生以后，向學生提出問題，讓學生去思考問題并完成實驗計劃的設計，教師需要確保實驗是在安全的環境下進行的。最后再讓學生對自己的實驗進行總結和反思。在整個實驗過程完成以后，能夠有效實現學生科學素養的提高。通過實驗教學讓學生獨立完成教材中的實驗。明確實驗目的，進行實驗記錄，最后分析制訂解決方案，靈活運用所學的物理知識，引導學生自主學習，積極參與，培養學生的科學探究能力，將所學知識應用到整個實驗過程當中。

比如在學習人教版必修三第十一章《電路及其應用》中“導體的電阻”這一內容的時候，為了提高學生物理探究的能力，教師就可以帶領學生去實驗室，根據實驗要求選擇實驗器材，制訂切實可行的方案，連接電路進行測量，通過實驗研究電阻和導體的長度、橫截面積之間究竟有什么樣的關系，然后根據記錄下的數據得出結論。通過創新實驗教學方式培養學生的自主探究能力。再如學習必修一第一章《運動的描述》這一內容的時候，教師就可以利用小車、計時器等工具來幫助學生開展實驗，在實驗的過程中去檢驗學生對運動這部分內容的掌握程度，幫助學生真正了解最基本的物理知識，培養學生的科學研究意識和邏輯思維。比如在進行驗證機械能守恒定律這一實驗的時候，要通過實驗求出做自由落體運動物體的重力勢能減少量，以及相應過程動能的增加量，兩者相同，就可以驗證機械能守恒定律。首先要準備好實驗器材，按照實驗步驟進行實驗，最后得出實驗結論。也即在誤差允許的范圍內，自由落體運動過程機械能守恒。通過具體的實驗就可以讓學生明確這一物理知識，讓學生通過實踐參與構建起實驗研究能力。

三、 應用情景教學，優化物理學習體驗

情景教學就是將抽象的知識給具象化，讓物理知識可以更加生動直接，是現代教學中被廣泛應用的一種方式。教師可以通過多媒體平臺來創設情景，將有關的物理現象以動態的方式呈現出來，激發學生探究相關問題的欲望，以此提高學生進行實驗操作的興趣。學生記憶的有效性需要正確的記憶方式，在運用物理情景進行教學的時候，通過圖文并茂的情景融合方式，可以強化學生對物理知識的理解，明確物理概念的形成過程，充分調動學生學習的主觀能動性。另外就是通過多媒體技術的聲音、文字、圖畫等現代手段創設情景，變無聲為有聲，多角度刺激學生的感官，有效提高所創設情景的質量，強化學生的記憶，提高物理課堂的效率。高中物理各個章節各有其重難點，章節之間還有一定的相關性。通過采用多媒體技術進行教學，可以讓學生清楚地了解到物理規律的變化。借助多媒體信息技術，讓學生對于延伸的物理知識加以學習。因此物理教師作為教學的引導者，通過教學技術創新創設物理情境，讓學生能夠在情景中獲得真實的物理體驗。

比如在學習人教版必修一第三章《相互作用——力》中的彈力相關內容的時候，在進行木塊靜止時是否會受到桌面彈力作用這一實驗的時候，我們根據彈力產生的條件可以知道，木塊和桌面之間，一旦接觸就會產生彈性形變，但是這個形變并不明顯，學生用肉眼很難觀測到，使得學生對這一部分知識的理解存在難度。所以教師在進行這個實驗的時候，要將這樣的彈性形變的程度放大，讓學生能夠直觀地感受到彈力的存在。如此一來，才能更好地明白彈力產生的條件。教師可以將桌面換成平薄的木片，把木塊放到木片上，此時木片就會因為彈性形變而彎曲，學生也就能用肉眼清楚地觀察到這種變化，進而在學生的記憶中打下烙印，等日后再遇到相關內容的時候，腦海中就會自動生出有關的情景。此外，教師也可以借助多媒體創設物理情景，因為物理這一學科需要做的實驗太多，有一些實驗用平面示意圖是很難進行講解的，學生無法形成畫面感。而借助多媒體可以構建動態的畫面，將學生難以捕捉到的物理瞬間通過多媒體展示出來。與此同時，物理規律又很難用語言表述清楚，學生如果理解不透徹的話，對于物理知識就會發生混淆，而多媒體技術可以對物理規律進行演示，比如在學習電磁相關內容的時候，多媒體可以將電磁振蕩的物理過程展現出來，讓學生直觀觀察到電磁振蕩的變化規律，提高物理教學的效率，增強教學的實效性。將物理教學中抽象的知識轉化為多媒體上有形的演示，化抽象為具體，激發起學生進行實驗探究的興趣。

四、 應用問題探索教學，開展深度學習

物理問題的提出要具有深度探索的價值，這樣才能夠引發學生的認知沖突，讓學生對問題產生求知欲，進而積極地進行探究，不能讓問題研究教學流于形式。因為問題設計的最終目標還是讓學生能夠真正地掌握物理知識，所以問題的設計要與教學內容密切相關，具有明確的指向性。另外，學生才是學習的主體，所以設計問題的時候要契合學生的學習實際，能夠有效促進學生的發展。在提出問題以后，要讓學生有獨立思考的時間，讓學生能夠積極地發散自己的思維，多方面進行思考，最后給學生發表自己想法的機會，讓學生主動表達，改變傳統的傾聽式教學方法。教師通過提出問題引發學生的思考，然后進行實驗去驗證學生的猜想。學生在實驗過程中也可以向教師進行提問，由師生共同探究并進行解答。以問題串聯起課堂物理教學，通過一步步提問的方式，讓學生產生繼續探究下去的欲望，培養學生對于物理學習的興趣，促進學生綜合素養的提升。

比如，在學習人教版必修二第五章《拋體運動》中“探究平拋運動的特點”這一內容的時候，教師就可以將這一物理知識以提問的方式拋給學生，讓他們自行探索。教師可以讓學生選擇身邊的一個物體進行平拋運動實驗，然后在實驗進行的時候，計算一下物體落地瞬間的位移和速度，也可以讓學生分工合作，有的學生測量，有的學生進行記錄，之后再分析實驗數據，得出相應的計算結果。通過親自探究這些物理知識，學生可以加深對這一部分內容的印象，所以說教師要設計有探究價值的問題。再比如學習必修一摩擦力相關內容的時候，教師可以在水平位置的傳送帶上放一個物體，然后讓傳送帶運動，當傳送帶和物體做勻速運動的時候，提問學生：物體是否會受到摩擦力作用的影響？在教師提出這個問題以后，給學生一定的時間進行思考，有的學生可能會回答沒有受到摩擦力，然后教師可以進一步詢問原因是什么？學生可能就會回答：在物體和傳送帶進行勻速運動的時候，它們的速度和方向都是一樣的。那我們就可以知道，在同一速度和方向的條件之下，物體和傳送帶之間沒有相對運動的趨勢，所以學生才會判斷物體和傳送帶在共同運動時沒有受到摩擦力的影響。由此可見，這個回答就充分利用到了所學的摩擦力這一內容。教師還可以繼續深入提問：如果這個物體在靜止的時候放在地面上，沒有給物體施加任何的力，那么該物體是否會受到摩擦力的影響？通過不斷地深入探索，學生可以更深入地了解摩擦力內容，讓學生對物理知識有更深入的了解。

五、 小組合作學習，培養學生的探究能力

物理學習要講究科學嚴謹，高中物理的范圍更加廣闊，內容更加復雜多樣，學習難度呈線性提升。所以大部分學生在學習物理的時候就會受到很大的阻力，缺乏學習物理的信心，在缺乏學習的興趣和信心的情況之下，自然也就很難學好物理。教師通過采用小組合作的學習模式，可以在合作中激發學生對物理學習的興趣，而同齡人之間又更容易相互交流，有助于學生提高自己學習的效率。另外，在物理教學過程當中，教師要以學生為主體，將自己從領導者轉變為引導者，提升學生物理學習的內驅動力，讓學生自主進行物理探究實驗。在進行實驗的過程當中，優勢互補，以優帶劣，讓學生自主參與實驗，提高物理學習的參與感，通過自己的探索為小組實驗做出自己的貢獻，提高學習的獲得感。但另外也要注意小組學習內容的選擇，內容選擇是否合適等因素也會影響到小組合作的積極性。所以小組合作學習一定要在教師的指導下完成，否則就會導致實驗探究的方向偏離軌道，另外教師要及時解決小組實驗合作學習中出現的問題，規范學生的紀律問題，使得實驗合作能夠順利進行。

比如，在學習人教版必修三第十章《靜電場中的能量》這一相關內容的時候，這一章的知識點涵蓋的范圍比較廣，教師就可以讓學生自行組成小組，對相關問題進行探索，教師在其中充當組織引導者的角色，小組成員要控制在合理范圍內，既要有能力強的學生，也要有基礎弱的學生。然后針對不同的小組給出不同的探索的目標，可以讓其中一個小組探索電勢能和電勢之間的聯系，另外一個小組探究電場的強度和電勢差之間的關系，讓學生有一個明確的探索目標。讓小組成員要根據組內成員的情況自行分配任務，基礎一般的同學可以去查閱相關的物理名詞進行解釋，基礎好的同學可以根據實際的例子進行實驗探究，通過小組探究學習，發揮每個學生的優勢，帶動提升小組合作探究的能力。比如在進行摩擦力這一教學實驗的時候，首先要確定合作學習的方向，明確實驗目標。具體的問題主要包括哪些因素會影響到滑動摩擦力的大小？這些影響因素發揮作用有哪些方法？最后小組進行實驗討論。在此過程中，教師要進行實驗觀察，了解學生的合作動態，及時給出指導意見。在反饋階段由小組進行展示，給予客觀全面的綜合評價。在總結階段，由各個小組分享討論，實現合作探究的價值。

六、 開展指導實驗教學，保障物理實驗質量

指導型教學有明確的針對性，能夠讓學生明確具體的學習任務，以學生為中心，然后在教師的指導下進行實驗研究，自主探索解決難題。指導教學可以培養學生的發散思維，然后讓學生掌握科學的研究方法。通過提出研究課題，提出假設猜想，據此通過實驗進行記錄總結。在整個探索過程中，可以幫助學生增強自我學習意識，在師生之間建立良好的平等交流關系，提高學生解決問題的能力。所以在課堂教學中，教師要強化物理和現實生活的聯系，幫助學生認識到學習物理的重要性。在學習動力的驅使之下主動學習物理。教師可以利用現實生活中的事物，引導學生分析其中蘊含的物理知識，讓學生體驗到學習物理的樂趣，培養學生對物理的探究興趣，讓物理的學習不再枯燥乏味。

比如，在學習人教版必修三第十一章《電路及其應用》相關內容的時候，這一章的內容主要是研究電路中通穩恒電流時電學量的計算方式。針對本章內容，教師可以分層指導教學，幫助學生明確解題的基本方法。首先要確定研究的電路，然后將不規范的串并聯電路變成規范的串聯電路，再根據已知量進行分析，當然要讓學生注意到電阻改變時，各部分電流、電壓、功率都要改變。通過實驗中老師的一步步指導，讓學生明確自己的問題，確保實驗的完成度。在進行演示實驗的時候可以師生協同實驗，增強實驗教學中師生的互動性。學生親身參與實驗會更加投入，無論是操作觀察還是分析，都能充分激發學生的興趣，有利于培養學生的實驗探究能力。將師生互動混合在一起，既保證了學生參與實驗的主動性，又能夠讓教師從旁協助，確保實驗的準確性。

七、 重視課堂評價，解決學生的學習困難

在高中物理教學中，教師可以對學生就某一問題的答案進行評價，充分調動學生探索的欲望。所以教師要高度重視課堂評價的教學設計，通過學生的知識點反饋讓學生明確自身不足，溫故而知新，引導學生主動就物理知識進行探究。通過課堂評價可以及時發現并解決學生的問題。對于問題回答較好的學生給予鼓勵，也可以提升他們學習物理的積極性。教學評價不單單可以著眼于學生個人，也可以對學生合作學習的效果進行評價，考查學生在實驗過程當中合作探究的表現。當然，相應的評價機制要從合作前、合作中、合作后三個階段展開，合作前的評價重點在學生自主學習的表現上，合作中的評價要關注學生能否運用物理知識解決相應的問題，得出相應結論，最后合作后的評價重點就在于學生對整個實驗過程的歸納總結。引導學生對評價進行反思調整，改善小組合作學習問題，促進學生綜合素養的提升。

比如，在學習人教版必修二第五章《拋體運動》這一部分知識的時候，教師可以先對章節中的重點知識進行講解。對于拋物運動的運動曲線的速度、方向、大小以及與水平面所成的夾角進行具體的講解，并將這一部分知識進行總結。在歸納總結階段，教師就可以聽取學生的反饋，了解學生對哪方面知識掌握得還不夠充分，最后再給學生講解一些平拋運動中特殊的知識點，學生可以自行去探索。根據已經學習到的知識去獲取新的知識，能夠提高學生的探究能力。

八、 設計教學拓展環節，建立學習自信心

高中物理知識的難度相較于初中物理要大很多，學生不能很快地適應物理的學習，對物理的學習熱情就會大幅度降低，影響學生學習的信心，學生自然會對實驗探究缺乏興趣。學生的物理學習能力、學習習慣等各方面的差異都會影響學生學習的效率。教師作為物理教學的關鍵引導者，要充分明確學生個體之間的差異，對學生的優點進行肯定，引導學生要正視自己的不足，而不是產生逃避的心理。教師除了要對教材中的實驗進行研究，還要積極地組織學生進行課外實踐，將實驗室對學生開放，保證學生在安全的情況下能夠自主進行實驗設計，研究自己感興趣的領域，拓展學生的課外知識。這樣不僅可以培養學生的探究能力，鞏固所學，還能夠提高學生知識遷移與運用的能力，培養團隊合作意識。此外，教師要盡可能地幫助學生進行實驗設計指導，讓學生參與到實驗當中來，接觸更多的實驗器材，深入學習物理知識。根據學生的學習情況制訂教學研究計劃，對于學生難以獨立完成的實驗，允許同學之間互助合作。綜合學生在課堂中的學習情況，在物理教學實驗上要給予學生更多的參與感，不要讓學生成為物理實驗的邊緣人物，消除學生對物理的恐懼，增強學生學習的信心。

九、 結論

綜上所述，物理對于高中學生來說是一門具有特殊性的學科，在物理教學中培養學生的實驗探究能力，對于高中階段的物理學習有著關鍵性的作用，所以教師要結合學生的實際情況，在物理教學中不斷地完善教學策略。對于目前的物理教學來說，要想提高學生的探究能力，教師就必須要根據學生的學習特點進行合理的教學設計，提高學生學習物理的興趣，讓學生積極主動地參與到物理實驗中，提升學生學習的內驅動力，借助實驗思考探索物理現象，實現物理課堂的高效性。

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作者簡介：熊益（1968～），男，漢族，湖南長沙人，新疆昌吉州第二中學，研究方向：高中物理。