骆晓玲
山东省蓬莱第一中学 265600
摘要：随着新课改的推行，高中物理课程的教学目标是培养和提高学生的物理综合素养及能力，以此来促进学生的全面发展。受传统应试教育的影响，高中物理实验教学的成果一直不太理想，但是物理实验教学是物理教学的基础内容，因此，高中物理教师必须充分了解物理实验教学的重要性，并对物理实验课程进行优化，从而促进学生对物理知识的掌握，提高物理综合素养。基于此，以下对高中物理学生实验探究素养的构成和培养路径进行了探讨，以供参考。
关键词：高中物理；学生实验探究素养；构成和培养路径
引言
高中阶段的物理实验对学生学习物理具有重要的作用。首先，物理实验可以锻炼学生的动手能力，提高他们的观察能力与解决问题的能力；其次，能激发学生的学习兴趣，让他们更好地学习物理知识，从而提高高中物理教学质量。但是在实际的物理实验教学过程中存在很多的不足，需要引起重视。
一、基本概念
探究性教学模式是一种以学生为主导，而教师作为引导者展开教学工作的一种模式，在应用中因为学生是课堂主导者，所以他们拥有了良好的能动性空间，同时加之教师的引导，学生会发挥出良好的主动性，积极的对问题进行探索，想象知识的应用方法，不断开展各种思维活动，由此通过思维活动学生将会对知识有深刻的认知，面对形式各异的现实问题，知道可以通过哪些知识来处理。由此可见，探究性教学模式与传统教学模式有本质区别，前者能有效避免后者中常见的学生知识应用能力不足的问题，即传统教学模式中，学生普遍只会用知识处理教师讲过的、课本上的题目，接触到其他同类问题就可能无法处理，但在探究性教学模式中这种现象一般不会出现，即使学生不知道要如何解题，也会认真思索，对问题进行分析，力求找到问题解法，可见探究性教学模式更有利于学生知识应用能力提升，相较于传统模式有更高的应用价值，值得在高中物理实验教学中推广。
二、高中物理实验教学的现状
（一）重视程度不足
根据我国当前的物理教学情况来看，主要受传统应试教育的影响，教师往往会将教学的重点放在理论知识上，普遍认为做实验是可有可无的。在这样的教学理念下，对物理实验的教学就会流于形式，严重限制了物理实验的教学。
（二）物理实验条件不能满足需求
物理实验的开展离不开相关条件的支持，创新教育下的实验教学与传统实验教学不同，一方面可以是对实验条件的简化，另一方面是对实验条件的优化，简化的实施需要教师具备一定创新思维和生活经验，而优化的实施则需要借助现代化教育技术和相关网络平台增强其直观性。实际教学中，特色实验课程的开发不够积极，没有重视多媒体网络的应用，像动画模拟实验、物理实验专题网站、物理实验教学互动平台等的搭建。在自主创新方面，像自制教具和学具、鼓励对原实验的改进参与实验室建设、开发各类小实验等方面开展的活动不够丰富。
（三）教学手段单一
在我国当前物理实验教学中，教师的教学方式普遍比较落后、教学手段较为单一，在进行实验教学的讲解时，教师通常会选择让学生按照课本知识和步骤，掌握和理解与实验有关的知识。在对物理实验进行演示教学时，教师也只会按照课本上的内容进行机械式的讲解，导致学生学习物理的兴趣不高。此外，在实验教学的过程中，只注重实验的结果，忽视了实验的过程，不能很好地达到预期的教学目的。
（四）学生能力和心智发展不够全面
实验不仅可以激发学生学习兴趣和求知欲，还能够提升思维能力，促进全面发展。目前高中物理实验教学中由于各种因素的影响，学生创造力、发现问题、解决问题的能力、独立思考能力、观察能力、分析能力、操作能力、科学情感、科学态度、合作和交流能力等发展不够全面。心智发展上，像责任心、自主性、专注、耐心、求实、求新等养成比较薄弱。
三、高中物理学生实验探究素养的构成和培养路径
（一）引导自主探究，激发问题意识
培养高中生良好的实验探究素养，突出学生主体地位是重要的前提条件。那么如何才能激活学生的主观能动性？自然要以“问题”为指引，通过“以问激趣”“以问启思”，让学生在解决问题的过程中运用归纳、整理、探索、推理、实践等一系列手段，掌握物理知识，提升实验探究能力。例如，学习“用打点计时器测速度”时，先让学生阅读使用说明书，基本掌握打点计时器的使用方法，再让大家动手练习，之后引导学生自主探究：1.纸带上的点，怎样对应小车的位移与时间？2.根据这些点的运行轨迹，怎样计算纸带打点的平均速度？3.怎样确定瞬时速度，并绘制ｖ-t图像？通过本节课的自主探究，不仅激活了学生自主学习的问题意识，也锻炼了良好的实验探究能力，为良好的实验探究素养奠定基础。
（二）引入微课，介绍项目基本要求
在学生对实验项目产生了探究欲望之后，即可让学生着手开始进行实验操作，这时就需要让学生知道实验项目的基本要求，明确实验目标、条件、基本流程等，对此建议教师引入微课来介绍实验项目的基本要求。微课是一种通过简短视频来讲解核心教学内容的一种先进教学方法，在高中物理实验教学上可以融入到探究性教学模式中，教师要通过微课视频告诉学生实验项目的目标与基本条件等，整个过程大约保持在10分钟以内即可，不宜过长。值得注意的是，微课只能用于讲解实验的基本要求，不能用于讲解知识，即不应当通过微课告诉学生具体要怎么做，只传递要求等相关内容，由此教师可以向学生提供实验器材，让学生开始实验。同样以“探究弹力和弹簧长度的关系”实验为例，教师通过微课可以介绍该实验的基本要求，类如要使用列表法、图像法、函数法去处理实验数据，确认弹力和弹簧长度的关系，明确实验原理，过程中要使用到弹簧、钩码、刻度尺、重垂线等器材（不要在微课中告诉学生这些器材要怎么使用），同时讲解实验基本流程，让学生逐步探究实验方法即可。
（三）立足生活实际，增添学习乐趣
生活中的物理知识无处不在，为了让学生感受学习物理的趣味性与重要性，教师不妨从生活中探寻物理实验素材，以生活中的物理现象为教学资源，让物理教学回归生活本质，潜移默化中渗透实验探究素养。例如，学习“机械功”时，为了让学生感受“功”的存在，并能把握两个做功的必要因素，新课导入时提出一个趣味性的生活场景：“超市的顾客购买了一袋50kg的大米，提着大米走向小区共步行了500米，这位顾客对手中的大米是否做功？到小区之后提着大米从1楼乘电梯到16楼，这一过程他对手中的大米是否做功？”就此引出本节课的实验。为了降低实验的难度，让每个学生都能参与实验过程，要准备一些简单易操作、生活中常见的工具材料，如石块、木板、钉子、锤子、锯条等，邀请学生上台，动手举石块、推木板、锤钉子、拉木锯条，通过举、推、锤、拉等一系列的动作，由此总结出做功的两个必要元素，一个是“作用在物体上的力”，另一个就是“物体在力的方向上移动距离”，两个条件共同存在、缺一不可。
（四）优化教学的评价模式
在实验教学过程中，教学评价模式是其重点环节，能够直观地反映教学成果。在新课改的实施下，教师不仅要优化教学模式，还需要改变传统的教学评价模式，构建多元化的评价模式，从而提升教学质量。
首先，教师不应只关注学生的实验成果，还应对学生在实验中的态度、方法、能力等进行多元化的评价。其次，在对实验教学进行评价时，不但要让教师对实验教学进行评价，还要让学生进行互评、自我评价等，从而全面提升教学的质量。
（五）促进多种实验教学模式的结合
想要提高高中物理实验教学质量，教师在教学过程中需要促进多种实验教学模式的结合，告别传统单一的物理实验教学模式，完善实验教学体系。比如在学习“自由落体运动”的时候，教师可以先让学生观看一段关于这个实验的视频，观察一下不同重量的物体从同一高度落下的时间是否存在差别。通过观看视频，学生发现不同重量的物体从同一高度落下来的时间是一样的。接下来，教师就带领学生进行简单的实验。首先准备一张纸，分成同样的两份，一个橡皮擦。然后让两位学生将其中的半张纸与橡皮擦放置在同样的高度做自由落体运动。通过这个简单的实验，学生会发现实验结果和视频中的结果是一致的。当然，这个实验还不够完整，再继续做第二个实验，将另一半纸对折，然后和橡皮擦从同样的高度自由落下。第三个实验是将第一次实验用的半张纸和第二次实验用的半张纸从同样的高度自由落下。通过这个实验，学生对自由落体运动有了更加深刻的认识。
（六）小组合作交流，丰富物理实践
教师要鼓励学生多合作、多交流，通过小组探究交流想法、碰撞思维，这样既能掌握有效学习方法、丰富物理实践，也能有效培养学生的物理实验探究素养。例如，学习“验证共点力的平衡条件”时，先用多媒体课件展示趣味场景：一根绳子拴着气球固定在桌腿上，随着风的方向倾斜。由此引出问题：“观察气球，随风飘动的过程中受到哪些力的作用？气球是什么样的状态？”在“二力平衡的条件是合外力为零，即F=0”的基础上，进一步猜想：“那么三力平衡时，需要满足什么条件才能达到平衡状态呢？是否为F=0？”为了验证这一猜想，将学生分成几个小组开展合作实验，在合作探究中，各组使用三个弹簧秤分别沿着三个不同的方向用力拉住物体，分别记录弹簧秤的作用力方向以及示数。对于实验中的细节问题，小组成员自由地讨论，包括如何正确地放置弹簧秤、如何准确地读数等等。经过观察、对比实验结果，联系已有的知识，发现在三力平衡状态下，其中任意两个力的合力都与第三个力的大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。最终得出结论：三力平衡可以简化为二力平衡，在共点力的作用下物体的平衡条件是F=0。整个实验过程中，学生通过分组合作，利用各种实验器材设计实验方案，遇到问题一起讨论、一起解决。在小组合作与师生配合下，丰富了学生的物理实践体验，也锻炼了物理思维，有利于夯实实验探究素养。
（七）教师介入探讨，进行针对性指导
探究性教学模式中分工协作虽然是以学生为主导的，但因为学生尚处于学习阶段，他们的知识认知可能不足以让他们完成实验方案设计，过程中可能会遇到阻碍，同时学生提出的方法有可能存在偏差，所以教师必须介入学生探讨，针对学生遇到的问题与方法偏差进行指导，确保学生能完成实验方案设计。值得注意的是，教师在向学生提供指导帮助时不能直白的告诉学生正确的方法，否则指导就会变成干预，导致学生丧失探究意识，正确的指导方法应当是提出相关思路，让学生通过个人思考发现问题所在，并从教材中获取正确答案。以“探究两个互成角度的力的合成规律”实验为例，假设某小组学生在方案探讨中忽略了弹簧测力计的读数必须相同这一要点，错误的选择了读数不相同的弹簧测力计，则教师就要介入探讨，提出“在弹簧测力计读数不相同的情况下继续实验，所得出的实验结果是怎样的”问题，这一问题会让学生反思，发现读数上的错误，随后在教材中寻找让弹簧测力计读数相同的方法，即将两只弹簧测力计调零后互勾进行水平对拉，观察对拉过程中测力计读数是否相同，若不相同则要另选测力计，直至两测力计读数完全相同。
（八）借助开放性的实践教学，提高教学效率
在新课改的实施中，教师不但要提升对演示实验、探究实验的重视度，还应该将开放性实验教学重视起来，并将其作为进行实验教学的有效补充。因此教师在进行物理实验教学时可以通过以几点进行教学：（1）引导学生自己设计物理实验，教师根据教学内容，引导学生通过分析探讨等方式，对实验的方案、步骤自主设计，促进学生在设计实验的过程中提高综合素质。比如，在进行“惯性和惯性定律”的实验时，教师可以根据课本内容给学生提供实验所需的材料，引导学生以小组形式进行探讨分析，并自行设计实验方案、步骤，提升学生学习物理实验的积极性。（2）教师可以对物理实验的教学内容做进一步的拓展，根据学生学到的知识，引导学生开拓思维进行小发明、小制作等，通过开放性的实验教学，不断地增强学生在实验中的操作能力、创新精神等。（3）在进行实验教学时，还应指导学生通过所学的知识参与到社会实践中，让学生能更深入地了解物理知识，提高学生的物理综合素养
（九）组织学生进行实验总结，探究现有问题
学生在物理实验当中会逐渐发现自身不足，了解自身在实验操作时遭遇了什么阻碍，这些问题会给学生留下深刻影响，是学生在后续学习中需要攻克的难关，同时不同小组学生得出的实验结果也存在差异，教师通过这些差异能发现一些学生自己尚未意识到的问题，这时就有必要组织学生进行实验总结，对自身发现的问题与教师发现的问题进行探究，明确后续学习方向。例如某教师在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验完成后，就组织学生进行了实验总结，先要求学生提出个人意识到的问题，如某学生认为自己在实验中无法很好的完成误差分析，需要其他学生帮助才能完成实验，随后教师提出自己发现的问题，如根据某小组实验结果，教师发现实验中每次合力、分力的效果不同，说明该小组学生均忽略了实验中要将橡皮条拉倒相同位置上的要点，由此在课堂上指出，告诉学生为何会得出不正确结果，正确的做法是什么。
（十）强化课外实验，培养学生创新能力
课外实验是物理实验不可或缺的重要组成部分，然而一直起来所起到的实际作用相对有限，究其原因在于高中生学习负担较重，难以有充足的时间精力完成较为耗时的课外实验活动。我们可以精选一些高质量的课外实验活动，在开放、创造性的课外环境下交由学生去主动探究，例如组织学习小组研究生活中的物理现象，让学生以小论文的方式提交研究成果，还可以鼓励学生尝试家庭小实验，进行小发明、小制作，如利用身边材料制作指南针等，还可以将教材中的实验改进为适合课外探究的实验方案，培养其创新思维。
结束语
在进行高中物理实验教学过程中，教师应充分意识到实验教学的重要性，通过改变教学理念、优化课堂教学模式、借助开放性教学、优化评价模式等手段，有效提升物理实验教学的质量，从而全面提升学生的物理综合素养及能力，达到素质教育下人才的培养目的。
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