培养高中生物理实验探究素养“三策略”

秦东

【摘 要】在高中物理的课程教学中，引导和培养学生自觉主动提高实验探究素养是教师的首要任务，教师们要结合课程的要求，有针对性、有目标的创新教学的方式方法，通过设计不同的物理实验来提升学生们的探究素养和综合素质。

【关键词】物理；实验；探究；素养；策略

在学习物理的过程中，离不开各种物理实验，实验是学习好物理的基础，这一点在高中物理学习中的体现尤为明显。学生们只有通过不停的进行物理实验，并在这个过程中提升思维能力，才能更好的完成对物理知识的深化学习。所以在高中物理的课程教学中，引导和培养学生自觉主动提高实验探究素养是教师的首要任务。这不仅是《高中物理课程标准》的基本要求，同时也是高中物理课堂中结合“核心素养”开展教学改革的重要环节，本文从以下几方面浅析在高中物理教学中对学生实验探究素养的培养。

一、在演示实验中培养实验探究素养

在物理教学过程中，实验演示是实验教学的开端，在教学过程中占据很大的比重。教师通过应用实验演示教学，引导学生通过实验的情境、过程和结果来进行科学辨析与探讨，并结合理性素材进行推理与思考，从而促使思维得到延伸和拓展，并完成从感性认识到理性认识的转变。

例如，在讲“磁场”时，这个概念既不好直接观察，又十分抽象，学生们在学习过程中要真正掌握其定义有点困难。此时如果教师通过带领学生做好通电磁场的演示实验，就能有效化解该课程的教学难点，引导学生更好的理解和研究磁场。根据通电电流磁场的特征，特别是两根并排带电导线之间的相互吸引和排挤，可以使学生对电流磁场的特征有一个直观的印象，通过对电流磁场实质的揭示，加深学生对磁场和电流之间的关系的相互转化、动量和磁场能量等实质的深刻理解。

学生对物理学习产生思考与推理的出发点就是“发现问题”，因此，教师在除了在教学过程中引入演示实验以外，还要充分调用实验教学的设疑功能。通过设疑来激发学生的求知欲，启发和引导学生将所学内容与实验内容进行情境化、层次化和详细化的有机结合。合理设置和利用实验疑难情境，不但能提升学生的学习兴趣，有效协调学生动脑、动手等实际操作能力，促进学生时刻处于踊跃和主动思考的状态，在解决问题的同时培养了学生的实验探究素养。

二、在设计实验中培养实验探究素养

在教学过程中，教师应要求学生提前主动的掌握基本实验技巧与相关物理基础知识，并以此为依据，结合新课程物理实验教学的目标和要求，根据学生对教学过的实验原理和方式的理解和思维探讨方式，有针对性、目标性的设计和安排一些开放性较强的学生实验课程。在这类课程中，教师应对学生提出明确的、详细的引导性要求，这样既能让学生在实验过程中进行科学的思考和研究，同时也能够培育和拓宽学生的探究性思维与创新思维。

1.引导学生设计探究性实验

例如，在讲“传感器”时，学生们在初步了解了传感器与热敏电阻以后，此时教师可以给学生设计一个探究性的实验课题，即要求学生自行设计一个与自动控制充电的电路有关的实验，并在学生设计电路实验之前提出以下几个问题用来引导学生：（1）传感器有哪些电子元件？当中最重的零部件是哪几个？这些电子元件起到什么重要作用？（2）在设计实验时，如何避免导线的电阻与所形成的电路等其他要素之间的影响？（3）在实验过程中，注意观察热敏电阻的特征，并说出这些特征和其他哪些要素有关系？（4）本实验运用了什么实验原理？在实验的操作过程需要哪些实验器材？（5）在实验过程中有可能出现什么样的用电事故？我们要怎么样来避免事故发生？（6）根据本次实验，了解用热敏电阻和传感器的相关特征，并说说用热敏電阻进行控制有什么好处以及在实验和学习过程中有什么新的发现？学生们在通过对以上问题进行思考后并制订相关实验计划，然后交由教师进行检查和审核，之后各自开展实验探究。当实验完成后，再由教师当堂进行检查归纳，进一步巩固学生的理论知识，提升实验技巧和动手能力。以上过程在培养学生逻辑推理能力的同时，又加强了和拓展了学生探究性思维，可谓一举两得。

2.引导学生设计操作性实验

在高中物理教学内容中，并不是所有的教学内容都有对应现成的实验操作，而新课程的标准是要求培养学生能自主探究，有动手操作的实践能力。这就要求老师要根据学生个体差异和对所学知识的掌握情况进行实验引导教学，在这里教师充当了指导者的角色，要在指明实验目的的基础上，指导学生制定实验方案、步骤等安排，并分析和指导实验的过程，记录实验结果和结论、讨论实验的成败之处等。在教师组织学生共同探讨完具体适宜可行的实验方案后，由学生细化整个实验过程，包括实验器具的选取、实验方案的设计、实验器具的正确使用、实验信息的收集、数据的整理、结论的总结等等都要让学生独立自主的完成。例如在学生设计加速度实验过程中，学生们设计的实验方法有纸带法、单摆法、落球法和跨过定滑轮悬挂的两物体的运动方法等，但是各组在最后得到的结论中最终数据相差过大，此时教师对学生进行正确引导、讨论，带领学生们找出原因，通过师生互动、生生互动共同得出理想的实验方案。以上引导学生自主设计性实验，既培养了学生的思维能力、动手能力，又提高了学生的注意观察和创新的精神。

三、在课外实验中培养实验探究素养

新课程物理标准要求我们除了要注重在课堂教学中引导学生进行思路练习以外，还要引导学生在灵活运用所学物理知识的基础上，将社会生活中的各个方面如日常生活与生产工作等结合物理情境来开展物理实验，利用实验来增加其他学科与物理学科的横向联系，以此来扩大学生的思维空间，同时巩固所学的物理基础知识，增强学生的逆向思维能力，进一步提高教学的效果。

作为物理常实验教学的必要补充——课外实验活动，也是教师所提倡的，有许多家庭日常用品都能用来做小实验。例如，“离心运动”、“超重、失重、完全失重现象”、“水流星表演”、“光的色散、干涉、衍射”等。对于学生来说，像这类课外家庭小实验取材方便，亲和力强，容易吸引学生参与，对培养学习兴趣有极大的好处。经常组织在课外活动课，通过学生自行创设生动而真实的物理情境来设计实验，可以使学生对众多物理现象有一个直观的认识。

通过组织课外实验活动，能够提高学生处理情境、剖析情境的能力，有助于学生在巩固和学习物理原理和知识的基础上养成逆向思考的习惯，同时拓宽思路，进一步促进并形成创新思维，有效的提高探究素养。

开展课外实验活动对学生的实践能力起到很好的锻炼作用，也符合教学课题的研究目标。例如，在讲解“光的色散”一课时，教师让学生们在上课前自行设计并完成一个色散实验。这个时候学生们面临一个问题：没有三棱镜。教师让同学们积极探讨，学生们给出的方案也是五花八门，有的说：“找一个透明的杯子，然后放点水，再把这个杯子拿到阳光下面，在一张纸上左右横移来观察不同的光的现象。”有的说：“在一个装有水的水盆中放一块平面镜，然后让阳光照射平面镜，再反射到墙上观察光的现象，也可以在水面滴点油来观察光的干涉”等；又如“给你一把刻度尺你能完成什么实验？”学生回答：“可测定玩具手枪子弹出膛的速度”、“可测定人的反应时间快慢”等等。教师通过这些实验，引导学生要弄清一个问题或探究一种现象是有很多种途径和方法的，只要学生们肯动脑筋多实践，知识的大门必定要向学生们敞开。

综上所述，物理实验教学在培育学生探究素养等方面起着重大的作用，教师们要结合课程的要求，有针对性、有目标的创新教学的方式方法，通过设计不同的物理实验来提升学生们的探究素养和综合素质。这样，学生才能产生物理实验学习的积极性，才能在这个过程中主动进行高效化的物理实验探究。