基于科学探究培养的高中物理实验教学策略研究

摘要：实验是物理教学体系中不可缺少的重要组成部分，通过实验活动的进行，可以让学生更深刻地探究物理知识原理与性质，对学生物理素养的提高有着积极意义。在高中物理课堂中，教师应该合理利用实验，借助实验培育学生科学探究能力，以此保障学生综合素养不断进步，为学生全面发展保驾护航。

关键词：科学研究；高中物理；实验教学

引言

新课程改革对高中物理课堂提出了全新要求，作为物理教师，应该顺应课改方向，优化教学理念，借助物理实验培育学生的科学探究能力，让学生提高物理素养与学科思维，促使学生在物理学习的过程中不断进步。下文笔者将对科学探究基础上培育学生物理思维的措施展开分析，希望可以为相关教育人员提供建议。

一、引进课外实验，培育科学思维

通过笔者研究发现，在部分高中物理课堂中，教师在带领学生进行实验时大多会依据课本中的内容按部就班地进行操作，这种教学方式会限制学生的思维，使得学生无法发挥出创新意识，无法提高学生科学素养[1]。新课程改革要求高中物理课堂锻炼学生的能力，让学生全面进步，不断提升，作为物理教师，应该结合学生特点与学习需要，打破陈旧落后的教学框架，在传统的课堂模式中跳脱出来，为学生构建一个新颖、生动的学习环境，将物理实验引向课外，以此鼓动学生深入思考，让学生形成物理思维。

例如，在讲解关于超重与失重的相关知识时，课本中引用的实验案例为电梯中人们站在台秤上，经由观察电梯升降时台秤数字变化情况，来验证超重与失重情况。这一实验无法在课堂中进行操作，学生在面对这一实验时也将无法理解，更无法深入掌握知识要点。对此，教师就可以让学生开动脑筋，尝试着优化实验方式，改进实验流程，使用更加符合实际的方式探索超重与失重的知识。在教师的鼓励下，学生们纷纷进行思考，也设计出了新实验：准备出一个底部具有孔洞的塑料瓶，再准备出一桶水，在实验过程中，将塑料瓶装满水，让塑料瓶在空中处于直立状态，之后记录水流动情况，再将装满水的塑料瓶下方摆放一个水桶，让塑料瓶在空中以一种直立的状态自由落体，记录实验现象。之后教师可以向学生提出探究问题：“请大家结合所观察到的现象进行分析，为什么塑料瓶中装满水在空中处于直立状态时，水会在底部孔洞中流出？当塑料瓶装满水自由落体时，瓶子和水分别处于哪一种运动状态？此时加速度是什么？依据物体运动状况分析塑料瓶的受力情况，想一想瓶子和水之间存在挤压关系吗？”提出问题让学生深入探索，这样一来学生即可归纳总结出失重的概念，之后教师可以指引学生利用逆向思维探索超重，以此提高学生的探索素养。

二、借助问题导向，培育探究素养

俗话说：“学起于思，思源于疑。”学生们探索能力的提高都是由问题与疑惑引申得出的，而学习知识的过程也就是帮助学生答疑解惑的必经之路，学习的最终成果是让学生突破疑难障碍，掌握物理知识与技能[2]。在高中物理实验课堂中，教师要想实现学生探索能力的进步，就需要结合知识点与教学内容设计一系列问题，以此来全方位发挥出问题引导作用，为学生指明观察、分析、实践的方向，使得学生思维得到碰撞，提高学生科学素养与探索能力。

例如，在讲解关于机械能守恒定律相关知识时，教师可以先为学生展示一个具有趣味性的碰鼻试验：将一个悬挂的塑料球拉倒鼻子前，之后放手，参与实验的人员站在原地不动，小球持续摆动，却不会碰到鼻子。在实验展示完毕后，教师可以向学生提出问题：“请大家思考一下这是为什么？”根据学生已经掌握的知识探索研究，学生发现只凭借原有认知，将无法深度解释这一情况，教师明确提出需要利用机械能守恒的知识来进行解释。之后，教师可以借助多媒体技术，为学生播放运动员称杆跳高的视频，并让学生根据已有知识点分析运动员升降过程中动能以及重力势能的变化情况，两者之和会符合哪些规律？在此基础上引出全新的知识内容：“请同学们分析一下，当一个重量为一千克的物体，在二十米高空下落时，在五米、十米、十五米以及二十米处的速度、动力势能、动能分别是多少？和是多少？”问题提出以后，教师可以将班级中的学生划分成为四个小组，通过数字化实验设施分别探究不同高度的量，之后由教师归纳结果，指引学生探究其中蕴含的规律，在学生探索分析下，最终得出成果：物体运动进程中如若只有重力做功，那么机械能总量处于不变状态。

三、进行实验创新，培育物理素养

创新能力是新时代人才必须具备的品质之一，创新也是民族进步的不竭动力，在高中物理课堂中，教师也应该秉持创新原则，让学生在物理实验的进程中形成创新意识，实现学生物理思维与学科素养不断提高。对于物理实验教学而言，为了提高学生创新能力，教师应该借助实验带领学生改进创新，让学生在实践操作的进程中认识到创新的意义与必要性，从而在潜移默化中形成创新探究的能力[3]。

例如，在讲解关于竖直平面内圆周运动相关知识时，教师可以先向学生提出问题：“一个物体完成圆周运动需要满足哪些临界条件？”在面对这一问题时，部分学生会选择直接套用公式计算，此时教师就应该提醒学生，让学生试着自主设计实验，以此展开探索研究，提高学生体验感与参与热情。在教师的点拨下，部分学生想到可以利用一根线，将一块石子绑住，之后让其在竖直平面中进行圆周运动，在实验进行过程中，学生发现如若在速度较慢的情况下，石子运动到最高位置时线会松开，之后石头掉落。此时教师可以进行提醒：当细线松开的一瞬间，也就是物体圆周运动的临界条件。经由对学生的点拨与提示，可以让学生在物理实验进程中自主创新，加深更多知识的记忆。这样一来，教师借助实验契机，一边锻炼学生实操能力，一边培育学生科学素养，让学生全面成长进步。

四、结束语

综上所述，在高中物理实验教学中，教师应该有意识地培育学生探究能力，在此基础上对各个教学环节展开创新优化，调整教学流程，让学生深入实验、观察实验，提高学生物理素养。本文也对物理实验教学中提高学生探索意识的措施进行了分析，希望可以为相关人员提供建议。

参考文献：

[1]尹开慧，朱洪强，罗磊，等.利用高考物理实验题培养学生的科学素养——以2023年重庆高考物理卷第11题为例[J].物理教学探讨，2024，42（09）：53-56.

[2]廖美杰，熊露霖.基于5E教学模式与DISLab的高中物理实验的教学研究——以人教版“实验：探究加速度与力、质量的关系”为例[J].物理教学探讨，2024，42（09）：60-65.

[3]张慧钦，陈剑峰.核心素养导向下高中物理实验教学的创新与探索——以“生活中的振动”教学为例[J].中学理科园地，2024，20（05）：61-63.