基于科學猜想的高中物理實驗探究教學能力分析

朱華

【摘要】物理科學等相關研究以及教學，需要把科學引入，并通過教師在課堂上指導，帶給學生獨立思考的空間，使其能夠獲取知識，獲得解題的方法和思路，使學生從實際操作中取得成功和失敗的感受，并感受到學習的魅力，取得綜合的學習知識。該文章主要是將中學物理進行探討，并引入物理教學的改革中，通過對教學方式和學習方式的轉(zhuǎn)變，凸現(xiàn)學生的實踐能力，進而為學科發(fā)展提供可行途徑。

【關鍵詞】高中物理 科學探究 探究式教學 教學模式 素質(zhì)教育

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）32-0165-02

引言

對教學的探討主要通過問題進行探討，并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。該模式主要通過教師設置問題，引導學生進行問題梳理，并選擇有價值的問題進行研究和解決，從而密切關注學生的發(fā)展，實現(xiàn)學生的可持續(xù)發(fā)展。

一、探究教學概念解讀

（一）探究教學的內(nèi)涵

本文通過對課堂教學研究，激發(fā)學生的思維，帶動學生的主動學習過程，并獲取知識體系和教學模式。通過教師為學生提供豐富的教學主題和材料，結(jié)合多種教學方式，解決問題，不斷對產(chǎn)生的問題進行分析，并根據(jù)所收集的信息，通過分析得出結(jié)論，使師生能夠共同參與到各類信息中，根據(jù)結(jié)論進行交流，并對師生共同設計的參與教學活動類型進行探索，使其實現(xiàn)統(tǒng)一的課程改革[1]。

（二）探究教學的意義

根據(jù)國內(nèi)外大量數(shù)據(jù)的研究，并在物理教學中體現(xiàn)實踐和探索，轉(zhuǎn)變對學習的意義。

1.探究教學有利于使學生從依賴學習轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩W習

排除特殊原因，每個學生都有潛在的學習能力，在物理教學的過程中，我們很容易發(fā)現(xiàn)，只有適當?shù)沫h(huán)境才能夠使學生表現(xiàn)出內(nèi)在的學習能力，而傳統(tǒng)的物理教學容易忽略學生的獨立學習能力，而且不能為學生創(chuàng)造適當?shù)膶W習環(huán)境[2]。

2.探究教學有利于使學生從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習

針對每個環(huán)節(jié)，都需要做到“完美”，因為在做的過程中，能夠帶給學生足夠的活動機會，也能夠帶來挑戰(zhàn)和成功，因此觸發(fā)學生的責任感和興趣感，從而使物理與自己生活聯(lián)系起來，能夠主動學習物理知識[3]。

3.探究教學有利于使學生從接受學習轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)學習

傳統(tǒng)的教學方式中，學生只是接受知識的聽眾，而在探索的過程中，要求學生主動收集和發(fā)送知識，并在整個過程中，強調(diào)學生的探索能力，使學生逐漸形成日常學習的一種方式，逐漸改變學生的學習習慣。

4.探究教學有利于使學生從個體學習轉(zhuǎn)變?yōu)楹献鲗W習

在物理教學中，主要是以合作為基礎，使得學生之間互相幫助，使得每個成員的意見都能為集體帶來榮譽[4]。一次你會產(chǎn)生自我價值和成就感，使學生更為積極的加入到學習合作中。

（三）探究教學的本質(zhì)特征

從教育觀念來說。探索教學主要是通過提倡民主平等的教學環(huán)境，最大限度的提升學生的自由度，使每個學生都能得到發(fā)揮和發(fā)展。從教育目標看，對目標和情感有所重視，通過重視學生的創(chuàng)造，培養(yǎng)學生的動手能力[5]。

在整體教學的過程中，通過運用教學模式，進行科學探討，并根據(jù)所提出的“問題”，建立解決問題的方法，并引導學生自己思考。

（四）探究教學的指導思想

通過建立以實驗為基礎，對教學問題進行指導，根據(jù)所提出的問題進行探索，并要求學生根據(jù)實驗進行分組，調(diào)動學生的積極性，并根據(jù)實驗的現(xiàn)象進行物體本質(zhì)內(nèi)容變化規(guī)律的判斷[6]。通過建立以學生為主體，創(chuàng)造更多的機會，讓學生自己動手，進行問題的啟發(fā)引導，積極想象，探索問題。

二、高中物理的現(xiàn)狀及評判學生實驗探究能力的方式

當前，國際上對學生學科的探索和研究，公認選擇是現(xiàn)場觀察。但一般需要老師進行一對一的觀察，適用范圍不大，而當前我國最常使用的便是紙筆檢測。但是其成效較低，不能夠?qū)W生進行準確的判斷。因此，工作單的評價方式開始逐漸應用并大規(guī)模使用。改評價體系有五個方面[7]，包括：（1）發(fā)現(xiàn)和提出問題；（2）猜想和假設；（3）實驗設計；（4）觀察與實驗；（5）論證和評估.通過設立問卷調(diào)查，對結(jié)果進行分析，并制定相關分析指標，最后，根據(jù)工作單的形式對學生進行實際能力檢驗。

三、高中物理探究教學的實施

（一）探究教學的準備

1.物質(zhì)準備

進行“探索活動”前，教師應有相關知識的儲備，并教會學生如何進行操作。

通過讓學生學會使用互聯(lián)網(wǎng)進行資料的查詢，老師還可以通過互聯(lián)網(wǎng)將相關信息和資料在網(wǎng)上進行共享，使學生能夠隨時查閱所需要的資料。老師與學生之間也可以互相交流，學生也可以對老師提出相關意見和指導。學生通過這個平臺可以解決問題，對課題共享，充分調(diào)動學習的積極性，并能夠為學生展示優(yōu)秀的技能[8]。因此，教師在進行使用的時候，要提前為學生們進行預熱，并可以讓學生在課后根據(jù)興趣進行整理，再度創(chuàng)新。

2.人文準備

（1）教師是探究的指引者， 要求綜合素質(zhì)的提高

身為學生，要對活動進行促進，引導和示范，教師在教學過程中，不僅需要依靠本門學科進行知識解答，更需要擁有綜合的學科儲備。在熱機課中，需要教師具備多種傳動裝置的機械知識。

（2）教師是探究的合作者，思想觀念要轉(zhuǎn)變

進行傳統(tǒng)教學的過程中，往往會忽略了學生的主動能力，因此，教師需要轉(zhuǎn)變自身的觀念和思想。首先，要明確學生的學習能力，其次，要明確學生能夠在學習中不斷成長。

（二）探究教學的一般步驟

1.創(chuàng)設情境，發(fā)現(xiàn)問題

課題的展示需要根據(jù)學科本身以及學生的實際情況進行結(jié)合。在選擇時，需要對學生實際的認知水平進行選擇，而且需要學生能夠通過探究活動進行解決，不能超出范圍。endprint

疑是思之始，學之端。學生在學習中，需要有一定的好奇心，而且能夠?qū)栴}有所意識，同時能夠激勵學生的探索欲望，盡量滿足其好奇心，提高其興趣愛好。

2.分析起疑，提出假設

通過對課題問題的展示以及討論，使得學生產(chǎn)生較多的疑問，而且通過教師提供相關素材，幫助學生解決問題。而且通過學生對學科問題的主要討論，經(jīng)過分析和比較，對課程進行不斷推理，并通過在不同角度的改革，形成一定的分析方案，而且要指導學生明確因果關系。

通過對教學內(nèi)容提出假設，并根據(jù)學生已有的態(tài)度進行鼓勵，并提出問題的設想和方案。在此過程中，讓學生感受到在學習過程中的主動性，讓學生自由提出想法[9]。

3.動手實驗，驗證探究

通過對假設進行驗證，并獲得正確的概念和理論。驗證主要以實施科學為主，并進行假設。如果實驗事實與假設不符，學生可以再次提出疑問，并通過教師引導學生找出失敗的關鍵，增加相關知識儲備，并通過學生以小組方式進行結(jié)合，明確自己的猜想和假設，制定相關研究方案，記錄假設與結(jié)果的關系，并在小組內(nèi)展開討論。

4.收集證據(jù)，得出結(jié)論

通過對多種問題的研究，并搜集相關證據(jù)，其過程就是獲取知識的過程。同時，也能夠鍛煉學生的資料采集、推理和判斷的能力，使得他們能夠?qū)栴}進行綜合處理。根據(jù)學生的解釋，使其掌握的實驗和實證材料一致。

（三）探究教學的常用模式

實施探究教學的兩種常用模式：

1.模式 I：這種模式的基本思路是：問題—實驗事實—討論—結(jié)論—應用。

2.模式 II ：實驗探究教學模式 II 可以概括為：問題—實驗事實—推斷—論證—結(jié)論—應用。

這類方式通過實驗的實際情況進行結(jié)合，并在教學過程中，為學生創(chuàng)造生動活潑的實驗探究分為，并為此充分利用生活中的各類素材，此外，還需要采取多種形式和手段，達到激發(fā)學生探究 目的的狀態(tài)，使學生能夠達到發(fā)展的精神[10]。

四、高中物理探究教學的方法

（一）研究教學方法分析

1.自主探究法

學生在學習的過程中，需要不斷探尋解決問題的方式，并通過教師有效的指導和互動，幫助學生領悟和探究，以達到能夠獨立解決問題的真正目的。

2.合作探究法

想要對問題進行全面認識，必須使學生之間互相影響和啟發(fā)，并通過多人的解決方式和問題，找出解決方案，培養(yǎng)學生的思維，提升層次。逐漸找出與他人交往的經(jīng)驗與合作的策略。

3.比較探究法

比較的過程有利于培養(yǎng)學生分析的能力，通過比較，讓學生掌握規(guī)律，從而啟發(fā)智慧。

4.辯論探究法

古希臘哲學家通過使用辯論的方法，使學生不自覺地接受了其思想，這樣不僅能培養(yǎng)學生的自主學習能力，又能調(diào)動其積極性，發(fā)揮學生的主體性，使其得到全面的發(fā)展。

5.實驗探究法

實驗的最終目的能夠使學生激發(fā)求知的積極性，培養(yǎng)學生探尋的能力，發(fā)揮實驗中物理的作用，讓學生在各方面都能得到創(chuàng)新。

（二）實驗設計——探究單擺的周期影響因素

提供物理情景，讓學生提出一個可以探究的問題，考察學生的發(fā)現(xiàn)與提出問題能力。這里從鐘表引入，切近學生生活，八卦鐘的介紹激發(fā)了學生探究興趣。在實驗前高速學生：在桌面上，有下列器材：1 個鐵架臺、一個個質(zhì)量為 25g 的小球，一枚質(zhì)量為 10g 的小磁石，1 段約1m長的細繩、1 把刻度尺、1 個計時器。請核實，如不夠請舉手。

提出問題：在一個鐘表店里，有各種各樣的八卦鐘，這些八卦鐘的鐘擺長度、擺錘質(zhì)量都一一不同，而且一些鐘擺擺動時的擺動周期較快，一些擺鐘周期較慢。請你根據(jù)上述現(xiàn)象，提出一個可以用桌面現(xiàn)有的器材來探究的問題。

不考慮學生在以上所提出問題如何，直接給出所需要探究的問題讓學生根據(jù)該問題提出合理的假設，并設計一個能夠驗證此假設的方案，考察學生的猜想與假設能力和實驗設計能力。

現(xiàn)在你所需要探究的問題是：單擺（或鐘擺）的周期與單擺的擺球質(zhì)量、擺線長度有什么關系。 請你利用 5 分鐘的時間，針對這個問題預先操作一下桌面的器材，然后根據(jù)操作時的體驗和平時的經(jīng)驗，提出一個可用桌面現(xiàn)有的器材來檢驗的假設。

讓學生動手進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，包括實驗次數(shù)、細線長度（cm）、小球質(zhì)量（g）、測量時間（s）、擺動次數(shù)（次）、單擺周期（s），根據(jù)數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)果，并做出誤差分析以及實驗反思，考察學生的觀察與實驗操作能力、分析與論證能力、評估與反思能力。

參考文獻：

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[8]姚宗兵.新課改背景下高中物理實驗教學現(xiàn)狀的調(diào)查分析與對策研究[D].山東師范大學，2015.

[9]楊曼.高中物理教科書科學探究的比較研究[D].陜西師范大學，2014.

[10]焦欣欣. 基于思維導圖的高中物理問題解決研究[D].東北師范大學，2013.endprint