問題引導式教學在高中物理實驗教學中的有效應用

摘要：隨著教育理念的不斷更新和深化，傳統的“填鴨式”教學模式已難以滿足當前社會對培養具有創新精神和實踐能力人才的需求，特別是在高中物理這一門理論與實踐緊密結合的學科中，如何激發學生的學習興趣，培養其自主探究和解決問題的能力，成為教育工作者亟待解決的問題.文章旨在探討問題引導式教學在高中物理實驗教學中的有效應用策略，以期為高中物理教學發展提供理論支持和實踐參考.

關鍵詞：問題引導式教學；高中物理實驗教學；應用策略

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）09-0098-03

在教育的廣闊天地里，教學方法的革新始終是推動教學質量提升的重要途徑.問題引導式教學作為一種以學生為中心的教學方法，正日益受到教育工作者的青睞.它強調以問題為核心，通過設計具有啟發性和挑戰性的問題，引導學生主動探究、積極思考、合作交流，從而實現對知識的深入理解和靈活應用.在高中物理實驗教學中引入問題引導式教學，不僅可以改變傳統的實驗教學模式，提高實驗教學的趣味性和有效性，還能夠有效培養學生的科學探究能力、創新思維和解決問題的能力，為學生的終身發展奠定堅實的基礎.

1問題引導式教學在高中物理實驗教學中的設計原則

1.1學生中心原則

學生中心原則強調將學生置于學習過程的中心位置，鼓勵學生積極參與到知識的探索與建構中.為了實踐學生中心原則，教師應轉變觀念，認識到學生不僅是學習的接受者，更是學習過程的主導者.同時，在實驗設計上，教師還應注重讓學生自己動手操作，親身體驗物理現象背后的科學原理，而不是僅僅依賴于教師的演示或講解.此外，教師需要不斷調整和完善實驗方案，確保每個環節都能有效促進學生的主動參與和積極思考，真正實現從“教”為中心向“學”為中心轉變[1].

1.2實踐探究原則

實踐探究原則強調在實驗教學過程中，將實驗操作與理論知識緊密結合，旨在通過實際動手操作來加深學生對抽象物理概念的理解，并在此基礎上培養其實踐能力和科學探究精神.為了貫徹實踐探究原則，首先，教師需在實驗前介紹相關的物理裝置，引導學生思考實驗中可能出現的現象及其背后的原因；其次，在實驗過程中，教師可鼓勵學生根據理論或生活經驗預測實驗結果，并記錄實驗數據，通過對比分析來驗證或修正自己的猜想；最后，實驗結束后，教師還需要組織學生進行總結反思，引導他們歸納實驗結論，并與理論知識相聯系，進一步深化對物理概念的理解[2].

2問題引導式教學在高中物理實驗教學中的實施策略

2.1創設問題情境，激發探究欲望

在高中物理實驗教學中，問題情境的創設，能夠使學生在面對未知或與生活經驗沖突時產生好奇心和求知欲，從而主動投入到實驗探究中去.因此，教師需精心策劃實驗前的導入環節，利用問題引導學生思考物理現象背后的本質，促使他們主動參與到實驗設計與操作中.同時，教師還應營造開放的課堂氛圍，鼓勵學生大膽假設、細心求證，從而在實驗過程中不斷探索和發現，真正實現從疑問到理解的深度學習過程.

以魯科版高中物理實驗“探究小車速度隨時間變化的規律”為例，在進入正式實驗之前，教師可以先通過一段引入性的討論來創設問題情境：同學們，你們有沒有想過，當我們推一輛小車下坡時，它的速度是如何變化的？為什么起初速度較慢，越接近底部速度越快呢？這樣的問題不僅能夠激發學生的好奇心，還能讓他們開始思考引起速度變化的原因.接著，教師可以播放一段視頻，其中展示了一輛小車在不同坡度的斜面上滑下的情景，視頻中清晰地展示了小車加速的過程，教師隨后進一步提出問題：如果我們在小車下面放置不同的重物，或者改變斜面的角度，又會發生什么變化呢？接下來，教師詳細解釋實驗具體步驟：將小車停在靠近打點計時器的位置，啟動計時器后，放開小車，讓其拖著紙帶運動，從而在紙帶上留下一系列的小點，然后，立即關閉電源.為了進一步探究小車速度隨時間的變化規律，教師引導學生通過改變小車的質量（如增減所掛的槽碼或在小車上放置重物），并更換紙帶重復實驗兩次.在每次實驗之后，教師可以要求學生仔細觀察并記錄紙帶上的點跡分布情況，引導他們思考這些點跡是如何反映小車速度變化的.

2.2明確問題導向，規劃實驗方案

在高中物理實驗教學中，教師應圍繞核心問題，引導學生明確實驗目的，通過提問激發學生的思考，幫助他們理解實驗的重要性和目標.同時，教師還需指導學生制定詳細的實驗步驟，包括選擇適當的實驗器材、設計合理的實驗流程以及確保數據記錄的準確性.通過這種方式，學生不僅能學會如何系統地規劃實驗，還能在實際操作中培養嚴謹的科學態度和獨立解決問題的能力[3].

以魯科版高中物理“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”這一實驗為例，在實驗開始前，教師首先提出核心問題：彈簧彈力與其形變量之間存在怎樣的關系？這一問題直接指向實驗的核心目標，即通過實驗數據來探究彈簧彈力與形變量之間的定量關系.為了讓學生更好地理解實驗目的，教師可以進一步闡述實驗的重要性，指出通過實驗不僅可以驗證胡克定律，還可以了解彈力與形變量之間的線性關系.明確實驗目的后，教師可以引導學生圍繞如何測量彈簧彈力與形變量這一關鍵問題展開討論，在這一過程中，提出一系列引導性問題：我們如何才能準確測量彈簧受到的拉力？如何確保測量形變量時數據的精確性？這些問題促使學生思考實驗的具體操作細節.同時，教師還要進一步指導學生思考實驗所需的基本器材，如彈簧測力計、刻度尺、掛鉤和質量已知的砝碼等，并討論這些器材在實驗中的具體作用.在確定實驗所需器材后，教師需要繼續引導學生規劃實驗步驟：第一，選擇合適的彈簧并將其固定在支架上；第二，使用彈簧測力計測量彈簧不受外力作用時的原始長度，并記錄下來作為基準值；第三，依次添加不同重量的砝碼，每次增加一定量的重量，并記錄下此時彈簧的伸長量；第四，重復上述步驟，獲取多組數據如圖1所示.在整個過程中，教師應強調實驗操作的規范性和數據記錄的準確性，確保每一步驟都能夠被學生理解和執行.

2.3實施合作探究，促進思維交流

在高中物理實驗教學中，實施合作探究是提升教學質量、促進學生全面發展的重要方式，合作探究不僅有助于學生在實踐中深化對物理概念的理解，還能通過團隊協作培養學生的溝通能力和創新思維.為此，教師需明確實驗目標，指導學生分工協作，確保每位成員都能積極參與.同時，在實驗過程中，教師應促進學生之間的互動，鼓勵他們分享觀察結果和思考過程，通過思維碰撞加深對物理現象的理解[4].

以魯科版高中物理教材中的“科學探究：平拋運動的特點”為例，在實驗準備階段，教師首先需明確告知學生，實驗的目標是探究平拋運動的特點，并要求他們通過實驗記錄物體在相等時間間隔內所到達的位置，從而獲得水平方向和豎直方向的位移隨時間變化的具體數據.在實驗開始前，為了確保實驗的有效性，教師可以指導學生討論并選擇合適的方法來記錄物體在不同時刻的位置，一種可行的方法是采用頻閃照相技術，通過設置頻閃燈的頻率，使得相機可以在固定的相等時間間隔內拍攝物體的位置.另一種方法則是錄制視頻，通過慢動作回放來記錄物體在不同時間點的位置變化.教師鼓勵學生在小組內部討論這兩種方法的優缺點，并根據實際情況選擇最適合的一種進行實驗.在實驗過程中，教師要求各小組成員分工合作，確保每個人都有明確的任務，讓一部分學生負責操作頻閃設備或攝像機，另一部分學生則負責記錄數據.實驗完成后，教師組織學生進行小組內的數據分析和討論，要求他們分享各自觀察到的現象，并嘗試解釋這些現象背后的原因.通過小組討論，學生可以相互啟發，共同探討平拋運動的規律.

2.4反思問題過程，深化知識理解

反思問題過程不僅能夠鞏固實驗操作技能，還能促使學生從理論層面審視實驗現象背后的物理原理.因此，教師應在實驗后引導學生回顧整個實驗過程，分析實驗結果，討論實驗中遇到的問題及其解決方案.同時，通過提問和討論，教師幫助學生梳理實驗步驟，檢驗實驗假設，糾正可能的誤解，并強化對物理概念的掌握.

在教學魯科版高中物理“科學探究：加速度與力、質量的關系”內容時，實驗結束后，教師首先組織學生回顧實驗目的，即探究加速度與力、質量之間的關系，并引導學生思考實驗設計是否合理，實驗操作是否規范，以及數據記錄是否準確.隨后，針對加速度與力的關系實驗部分，教師可以提出問題：我們是如何保持小車質量不變的？改變槽碼的數量是如何影響小車所受拉力的？通過實驗數據，我們發現加速度與拉力之間存在什么樣的關系？接著，對于加速度與質量的關系實驗部分，教師同樣提出反思問題：我們是如何保持小車所受的拉力不變的？通過在小車上增加重物改變小車的質量，我們觀察到了什么現象？實驗數據揭示了加速度與質量之間有何種關系？在反思過程中，教師還應引導學生討論實驗中可能遇到的問題及解決方案，例如如何減少實驗誤差、如何確保實驗條件的一致性等.通過這種系統的反思和討論，學生不僅能夠鞏固對加速度與力、質量之間關系的理解，還能培養批判性思維和問題解決能力，從而在今后的學習中更加自信和主動.

3結束語

綜上所述，問題引導式教學在高中物理實驗教學中的應用，不僅能夠激發學生的學習興趣和探究欲望，還能有效提升其實踐能力和問題解決能力.通過創設問題情境、明確問題導向、實施合作探究以及反思問題過程等方式，學生能夠在主動參與中深入理解物理概念，培養科學思維和實驗技能.未來，教師應繼續深化這一教學模式的應用，結合現代教育技術，進一步優化教學流程，以期在高中物理教學中取得更加豐碩的成果.

參考文獻：

［1］藍賢偉.核心素養視角下高中物理實驗教學優化策略[J].求知導刊，2024（5）：35-37.

[2]李美霖.基于“問題鏈”教學法優化高中物理實驗教學的探索與實踐[D].銀川：寧夏大學，2023.

[3]徐婕.高中物理實驗教學中問題設計的研究[D].上海：上海師范大學，2022.

[4]杭周強.問題驅動在高中物理實驗教學中的應用[J].內蒙古教育，2020（18）：31-32.

［責任編輯：李璟］

收稿日期：2024-12-25

作者簡介：吳水平，本科，一級教師，從事高中物理教學研究.