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基于科学探究的高中物理实验分析

发表时间：2021/7/23 来源：《文化研究》2021年8月下作者：黄昌林

[导读] 近年来科学探究已逐渐成为全世界科学教育的一种趋势．包括美国、日本、英国在内的许多国家都将培养学生科学探究能力，发展学生科学素养作为科学教育改革的主要目标。

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摘要：近年来科学探究已逐渐成为全世界科学教育的一种趋势．包括美国、日本、英国在内的许多国家都将培养学生科学探究能力，发展学生科学素养作为科学教育改革的主要目标。2017年由教育部制定的《普通高中物理课程标准》中明确指出高中物理课程目标要培养学生具有科学探究的意识。要求学生能通过提出物理问题、猜想与假设、设计实验与制定方案、收集和处理数据、分析并得出结论、合作交流、评估反思这７个科学探究要素提升科学探究能力。
关键词：科学探究；高中物理；实验分析
        引言
        教育教学需要根据时代和社会的发展要求进行相应地调整和完善，需要为学生的终身发展考虑，探究性教学作为一种教学方式，能够加强学生对学科知识的认知理解和运用学科知识解决问题的能力，不仅如此，还能培养学生的自主合作意识及独立思考和创新等方面的能力，而这些意识及能力有助于学生今后更好地成长和发展。
        一、高中物理教学中实验教学的重要性
        高中物理是一门知识结构复杂、抽象性强、学生理解难度大的学科，对学生的思维能力、学习能力、知识储备等方面都有着较高的要求。实验教学是将原本枯燥的文字描述以生动直观的实验现象的形式呈现给学生，给学生带来强烈的感官体验，增强了物理知识学习的趣味性，化抽象为具象，使学生理解起来更简单、更客观。俗话说，“授人以鱼不如授人以渔”，物理实验教学能够促使学生在老师的引导下亲自经历物理规律的探究过程，通过对实验现象、实验过程、实验数据的分析，学生结合所学知识推导出其中蕴含的物理原理、物理规律，使学生掌握了科学的探究方法，学会了自己去发现问题、提出问题，并利用物理去验证自己的猜想和假设，进而总结归纳出物理规律，使学生形成了物理思维和科学意识，将所学知识逐渐转化为物理技能，从而使学生在实验教学的辅助下高效完成知识学习，大大提高了学生的物理学习效率和质量。
        二、高中物理实验探究教学有效策略
       （一）重视实验情境创设，激发学生参与实验学习兴趣
        在高中物理教学中，相当一部分物理实验的内容比较抽象，实验的难度也比较大，这使得相当一部分学生，尤其是物理知识基础薄弱的学生会觉得物理实验枯燥乏味，很难真实有效地参与到物理实验中来，甚至会让学生对物理学习产生厌学情绪。因此，在教学中，教师要重视实验情境创设，让学生走进实验情境中，调动学生参与实验学习活动的兴趣。在实验教学中，教师要结合具体的实验教学目标，可以通过演示实验、指导学生动手操作实验等不同形式来创设符合高中学生身心发展特点和认知规律的实验教学情境，引导学生走进物理实验中不断探究，充分发挥物理实验直观、可视的优点，让抽象的物理知识变得直观形象，提高学生物理实验学习的效率，培养训练学生的物理实验技能，促进物理实验教学实际效果的不断提升。
        例如在教学“自由落体运动”这一内容时，教师可以结合学生的实际生活来创设如下问题情境:“从同一个高度把面积相同的纸和硬币释放下来，哪一个物体下落的速度更快?纸和硬币在空中下落的方式是否相同呢?”相当一部分学生会认为硬币下落的速度更快一些。

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然后，再向学生提出问题:“两张面积材质完全相同的纸，一张纸揉成一个纸团，一张纸仍然按照原样，同时从同一个高度下落，哪个下落的速度更快一些?”，这样通过创设问题情境启发学生思考，并且指导学生使用实际物体进行简单的实验操作，这样让学生产生认知冲突，激发学生更好地投入到探究物体自由落体运动规律的学习活动中去，提高了学生物理实验学习的实效性。
        （二）合理运用信息技术
        基于现代信息技术的便捷性与综合性，在实验教学中引入信息技术元素，是高中实验教学迈向现代化的主要标志，也是其提升自身教学效果的高效途径。在传统物理教学中，部分实验教学内容受实验器材与实验条件限制，无法在课程教学中进行展示。而基于信息技术的新型物理实验教学内容，可利用多媒体或微视频等信息技术，突破该教学局限，进而针对部分相对抽象的知识板块，运用信息技术向学生展示其模拟出的物理模型及实验演示过程。学生在信息化物理实验学习模式中，可通过反复观察或是对比分析实验演示内容，消化理解其蕴含的物理模型。同时，基于信息技术的实验教学，可将部分不易直观观察的物理现象或事物的内在变化过程具象化，在降低实验学习难度的同时，也便于教师渗透抽象化思维与转化思维培养内容，以此培养学生物理学科素养。相较于传统物理实验教学模式，引入信息技术无疑可令该教学环节更具灵活性，便于教师适时采用实验教学丰富课堂教学内容，提升整体物理教学的全面性与趣味性，并与学科素养培养工作相契合，强化实验教学效用。
        （三）鼓励自主设计实验，培养学生创新思维
        在高中物理实验教学过程中不仅要帮助学生高效完成物理知识的理解和内化，同时也要发挥出实验教学优势，培养学生的创新意识和创新思维能力，挖掘出学生的思维潜能，使学生得到全面的素质发展。老师可以鼓励学生结合教材内的传统实验内容，充分发挥想象力和创造力，借助身边常见的物品来自主设计创新实验，既能够促使学生将所学知识学以致用，同时也发展了学生的创新思维。
        比如学习“电磁感应”的知识内容时，老师鼓励学生结合电磁感应原理来进行创新自主实验设计，深化学生对电磁感知知识的理解。学生以组为单位通过交流讨论思维碰撞后打破了思维壁垒，有个小组利用线圈、MP3、录音机等实验器材设计出了一个充满神奇的实验。学生将一组线圈两端接在MP3的音频输出端口，形成一个闭合电路，将另一组线圈的两端连在录音机的输入端口，构成了另一个闭合电路。然后直接用音频线连接MP3和录音机，录音机播放出了MP3中的声音，说明第二个线圈中有电信号，并在两捆线圈间发生了电磁感应现象，当MP3和线圈连成闭合电路，且不断靠近录音机的闭合电路时，随着两个线圈位置的靠近，声音发生了高度变化，说明电信号也发生了变化，磁场也随之有了明显的变化。在自主设计实验的过程中，学生的思维持续处于活跃状态，积极的结合所学知识去挖掘思维潜能，实现了知识与创新思维的协同发展。
        结束语
        总之，探究性教学作为一种有助于提升教学质量和学生综合能力的教学方式，需要各位高中物理教师在教学中积极地进行实践运用，不断地完善，以帮助高中生在物理实验学习中收获更多学习的价值和快乐!
参考文献
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