高中物理教學中構建自主探究模式的策略研究

在課程體系中，高中物理教學不僅承擔著傳授自然學科基礎知識的任務，更與學生的生活實踐及科學技術能力的培養密切相關，然而，現階段高中物理教學模式在很大程度上仍受限于傳統的教師中心講授法，這與現代物理教學理念所倡導的學習者中心的教學方法相去甚遠[1]。根據現代教學論可知，物理教學應超越單純的知識傳遞，更側重學生能力的全面發展，特別是要培養學生在搜集、處理、應用及交流信息等方面的綜合能力，其中自主探究能力被視為學生在現代社會中生存和發展的關鍵，因此物理教學應著重激發學生的主動參與意識，培養其探究興趣、動手能力，以及在新知識獲取、問題分析解決、交流合作等多方面的技能，同時課堂教學還應致力于整合現代教學理念，以實現學生綜合素質的全面提升，確保其在知識爆炸和技術迅猛發展的時代背景下，能夠具備持續學習和創新的能力。

一、高中物理教學與自主探究模式

（一）自主探究模式的內涵

所謂自主探究式教學，其核心在于強調學生在學習過程中的主動探索與實踐，在此模式中，教師扮演著更為重要的指導角色，需強化與學生之間的互動與溝通，進而圍繞特定主題激發學生的思維活動。學生在此過程中得以提出疑問，充分展現個人觀點，從而在課堂上營造一種和諧且輕松的氛圍，以加深對知識的理解。同時，教師可引導學生組成小組，促進組內成員間的深入討論與交流，使理論知識得以在實踐中得到應用，這不僅有助于提升學生對知識的掌握程度，還能激發他們的開放性思維，進而增強自主學習能力[2]。因此，自主探究式教學旨在通過這種模式，培育學生的批判性思維與問題解決技能，為他們的終身學習奠定堅實基礎。

（二）高中物理教學中構建自主探究模式的價值

首先，構建自主探究模式有助于深化學生對物理概念的理解。自主探究式模式強調通過問題導向學習、實驗操作以及數據解析等手段，深化學習者對物理定律內涵的理解，從而超越傳統的教學模式。在這種框架下，學生不再是被動接受公式與結論，而是通過主動參與科學探究過程，例如，在研究牛頓第二定律的情境中，學生可通過精心設計的斜面實驗，親自測量并分析力與加速度之間的關系，從而深入領會“力是改變物體運動狀態的根本原因”，而非簡單記憶“F=ma”這一數學表達式。此類以實踐為基礎的知識構建方式，有效克服了學生學習過程中對抽象物理概念的認知障礙，為培養具有創新精神和實踐能力的新一代物理人才奠定了堅實基礎。

其次，構建自主探究模式有助于強化學生科學思維與問題解決能力。物理學作為探索自然世界的基礎學科，其教學核心在于引導學生從具體現象中抽象和提煉出普遍規律。自主探究的學習方式要求學生能夠自主提出科學假設、精確控制實驗變量并驗證假說，從而完整地體驗科學研究的過程，以單擺周期的影響因素研究為例，學生需獨立設計并進行對比實驗，有效排除如擺長、擺角等非關鍵因素的干擾，進而總結出周期公式。此類教學策略不僅加深了學生對控制變量法等科學研究方法的理解，更重要的是促進了批判性思維的養成，使學生在面對錯綜復雜的科學問題時，能夠進行獨立而深入的分析。

最后，構建自主探究模式有助于激發學習內驅力與創新意識。構建以學生為中心的自主探究模式，已被廣泛認為是提升學生內在學習動機及創新意識的有效途徑，針對開放性問題的探索，如“利用移動電話傳感器測定重力加速度”等實例，不僅要求學生綜合多學科知識，更激勵他們進行創造性思考，設計具有創新性的問題解決方案。此種基于任務驅動的教學模式，將物理學原理與真實生活情境相融合，不僅讓學生在科學探究中感受到成就，而且有助于激發其長期的學習熱情。

二、高中物理教學中構建自主探究模式的策略

（一）創設教學情境，喚醒學生自主探究興趣

在當代高中物理教育領域，情境教學法已成為一種廣泛采用的教學策略，所以在自主探究模式構建中，教師可以巧妙地運用此法來引導學生的思考過程。通過精心設計教學情境，不僅可以增強學生之間的互動與溝通，還能夠充分發揮教師的指導作用，幫助學生精確識別并確立課堂中需解決的核心問題，加深對物理知識要點的理解和記憶[3]。

比如，當針對魯科版高一物理必修（第二冊）《平拋運動》進行講授的過程中，教師可采納一種促進學生自主探究的教學策略，即構建自主學習情境，這種模式強調利用現代信息技術手段，緊密聯系課程內容，廣泛搜集教學資源，進而融入電子教學課件中。在課堂互動環節，通過融合多媒體展示與實物實驗演示，對自由落體與平拋運動進行對比分析，借助動態模擬與實證數據，深化學生對物理現象的理解。具體實踐中，教師可向學生展示一幅平拋運動的頻閃圖像，并附上各關鍵點的水平及垂直位移數據，以數據驅動學生進行自主探究。立足于上述情境，教師可以向學生提出專業化問題，即“關于自由落體方面的知識，以前我們已經學習過，請同學們講一講該運動的具體特點。結合自由落體方面的知識，再參照所給出的這張頻閃照片，能否對平拋運動的特點進行總結呢？”通過對這兩種運動形式的深入分析發現在動態教學情境中，學生能夠在教師的精心引導下，將先前掌握的自由落體運動知識，成功遷移至平拋運動特性的理解上[4]。一些學者指出，盡管兩種運動的軌跡存在顯著差異，但平拋運動在豎直方向上的運動特點與自由落體運動保持一致，而在水平方向上則表現為勻速直線運動。這種教學方法不僅有效喚醒了學生的自主探究興趣，還提升了學生的自主思考能力和問題解決技巧。

（二）基于分層練習實現知識遷移內化，啟發學生自主探究思維

在自主探究模式建構的過程中，課堂練習環節至關重要，它不僅致力于學生對于新知識的鞏固，更重要的是幫助學生將所學理論知識應用于解決實際問題，從而促進知識的遷移與深層次的內化，所以教師需依據學生的學習狀況，精心挑選與設計練習題目，學生的練習活動才能更具目標性，進而促進對知識要點的系統性歸納、拓展與補充，確保教學質量與成效的全面提升[5]。

比如，當針對魯科版高二物理選擇性必修（第二冊）“科學探究：感應電流的方向”進行講授的過程中，教師需設計具有啟發性的課堂練習，深化學生對這一物理法則的理解，以具體的實驗設置為例，考慮一個由兩根垂直跨在平行導軌上的導體構成的“口”字形回路，當一根條形磁鐵垂直穿過該回路時，引導學生分析感應電流的方向及其受到的安培力。通過觀察兩根導體棒的受力情況和運動反應，學生能夠洞察到感應電流在安培力作用下，不僅表現出對磁鐵運動的抗拒，同時也呈現出對磁通量變化的有效阻礙，通過這一過程學生認識到，感應電流在安培力的作用下，通過調節其強度，有效地對抗外部磁場的變化，進而驗證了感應電流的本質作用，即始終傾向于阻止外磁通量的變化。基于前期觀察到的感應電流在電磁鐵電流變化時呈現的增縮減擴現象，可以提出一個假設：感應電流是否可能呈現出增擴減縮的動態？為驗證這一假設，可以引導學生構建一個實驗模型，將線圈繞在電磁鐵外部，并指導學生運用已掌握的流程和方法，對電磁鐵電流變化時線圈內感應電流的方向及安培力方向進行系統分析，此舉旨在考查學生能否將理論知識有效遷移至實際操作中，實現對知識的應用和掌握，同時加深對先前教學內容的理解和記憶。結果表明，在特定條件下，線圈確實呈現出增擴減縮的現象。通過這一系列問題的提出與探討，學生能夠認識到感應電流在安培力作用下的多樣化表現，并理解其共同目標在于抵抗外部磁通量的變化，這一發現不僅豐富了電磁感應的理論體系，也為深化學生對電磁現象的理解提供了有力的實驗支持。在該學習過程中，學生不但深化了關于感應電流方向的認知，實現了知識的遷移，而且還有效啟發了學生自主探究思維，使教學效果進一步提高。

（三）全面實施小組合作學習，引導學生自主探究學習

在新課改大背景下，合作學習作為一種教學策略被賦予了新的內涵，其核心在于依托小組合作機制，促進學習任務的協同達成，這一模式已成為未來教育發展的主流方向。針對高中物理教學領域，教師在實施自主學習教學策略時，應充分考慮學生的實際學情，對學生進行合理分組。通過設計開放性和探究性的學習任務，不僅可以促進小組成員間的深入交流與討論，更有助于學生在互動交流與知識互補的過程中，深化對物理知識的理解，培育其團隊協作意識，同時提高其表達能力和應對突發問

題的應變能力。

例如，在進行魯科版高一物理必修（第二冊）《運動的合成與分解》講授的過程中，學生往往面臨分運動獨立性的理解難點。針對此問題，教師可以采用一種基于協作學習的教學方法，旨在通過精心設計的實驗活動，促進學生的深入理解和自主學習能力，具體來說，通過小組合作的形式，學生在經歷特定物理實驗過程的基礎上，針對一系列預置問題進行集體探討，進而實現對知識內涵的自主構建。在此教學活動中，教師首先在方形木板上固定一張白紙，并將其水平置于桌面上，隨后引入一個附有繩子的球體，置于試管中，確保繩子與試管壁保持平行，整個實驗裝置緊貼白紙，實際操作過程中，一位學生負責水平移動試管，另一位學生則在試管外部沿繩子方向施力，在保持繩子與試管壁平行的前提下，將球體拉至管口，操作完成后，學生被引導思考以下問題：

第一，從水平方面平穩拉動試管，直到小球順利到達試管口位置，同時對小球運動的起始位置、達到管口時的位置進行詳細記錄，并在此基礎之上對小球運動軌跡進行繪制；

第二，小球運動可以細分為哪些運動；

第三，合運動、分運動在同時進行的過程中，在運動時間上分別具有何種特點？

第四，上述兩個分運動是否會彼此產生影響？

在通過遞進式問題引導和深層次思考的過程中，學生能夠繪制并解析小球從起點A至終點C的位移矢量圖，進而深入探討兩個獨立分運動的物理表現及其內在關聯，在此過程中，學生能夠直觀地感知合運動與分運動的等時性特征，并在此基礎上領悟到兩個分運動的成因，不存在相互影響的現象。

（四）注重物理實驗教學，強化學生自主探究能力

在高中物理教育領域，培育學生的自主探究能力至關重要，這種技能的培育不僅能使學生在課外自主地探索未知領域，而且對于其自主學習能力的整體提升具有顯著影響。特別是在實驗教學環節，實施自主探究教學模式，引導學生完整參與探究流程，進而獨立構建物理知識體系，不僅為學生提供了深刻的學習經歷，同時也對其學術素養的培養產生了深遠的影響。

比如，當對魯科版高二物理選擇性必修（第二冊）《安培力》進行講授的過程中，教師可以引入自制的實驗裝置，探究安培力與電流、導體長度及磁場強度之間的相互關系，具體操作過程中，設計并制作可變電流的線圈，將其置于蹄形磁鐵中，運用數字化信息系統（DIS）電流與力傳感器精準測量電流與安培力數據，同時利用DIS軟件的作圖功能，學生能夠直觀地構建出安培力與電流之間的定量關系圖像。此外，在考察安培力與磁場中導體長度的依賴性時，通過調整線圈周圍磁鐵的數量以改變導體長度，再次利用DIS進行測量，進而繪制出安培力與導體長度的關系圖像，使學生能夠深刻理解并掌握安培力的影響因素及其規律。最后，為了進一步分析通電導體在磁場強度變化下安培力變化規律，可以采用一對磁力線圈裝置來生成可調節的磁場環境。通過運用DIS，學生能夠精確記錄實驗數據并繪制圖像，進而獨立推導出導體所受安培力與周邊磁場強度之間的量化關系。在教學實踐中，教師僅需在實驗初始階段對實驗裝置進行基本介紹，隨后的實驗環節則完全由學生自主操作，通過自我總結實驗結果，實現了知識的自主構建，強化了學生的自主探究能力。

結束語

總之，在教育改革工作持續深化的背景下，摒棄單一的教師主導講授范式，轉而采取以學生為中心的自主探究模式，不僅可以為學生提供自我表達的空間，而且有助于學生全面能力的培養，這與教育改革發展的總體趨勢高度契合。據此，高中物理教育實踐應圍繞課程目標、教學內容及教學方法進行深化改革，強化學生的主導地位，賦予其學習過程的主動權，有效加強學生的獨立學習能力，喚醒其對學習角色的認知，促使他們主動投身于課堂學習與探索中，從而在知識的獲取與技能的提升中，不斷提高其自主探究能力。

參考文獻

[1]昌春香.陶行知“三力論”視域下高中物理教學中培養學生核心素養的策略探究Ⅲ].名師在線(中英文)，2025，11(15):13-15.

[2]張紅洋，陳澤寅.MCM數學建模競賽融入高中物理教與學的研究：以計算火箭升空加速度為例[J].中學物理，2024，42(1):33-36.

[3]艾丹.核心素養引領下高中物理實驗教學實施策略：以《摩擦力》為例[J].高考，2025(7):131-133.

[4]甄營.核心素養背景下高中物理課堂問題驅動式教學策略分析[J].高考，2025(2):124-126.

[5]袁世維．自主、合作、探究：高中物理教學中高效課堂構建研究[Ⅲ].考試周刊，2025(2):127-129.

本文系福建省教育科學“十四五”規劃2023年度“協同創新”專項課題“基于不同課型的高中物理自主探究模式研究”（課題立項批準號：Fjxczx23-189）的研究成果。