高中物理探究實驗教學策略探討

【摘 要】本文論述在高中物理教學中開展探究實驗的策略，認為教師要精選實驗內(nèi)容、組織實驗操作、分析實驗作用、設定實驗對策，以滿足學生探索學習的實際需要，提出借助多種教學輔助手段創(chuàng)設實驗情境、精選實驗內(nèi)容、創(chuàng)新實驗組織、延伸實驗訓練等做法，讓學生在實驗操作和探索過程中建立認知、獲取知識、提高能力。

【關鍵詞】高中物理 探究實驗 教學策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）34-0041-02

探究實驗是物理學科教學的重要內(nèi)容。在高中物理教學中引入探究實驗，既能夠為學生提供更多實踐操作的機會，也能夠很好地啟發(fā)學生的思維，進一步培養(yǎng)學生的實踐操作能力和實驗設計能力。對此，教師要做好探究實驗教學研究，厘清實驗操作原理，明確實驗操作原則，深刻理解實驗操作的重要作用，進而確立對應的實驗教學策略。

教學策略一：創(chuàng)設實驗情境

探究實驗的開展對環(huán)境有特殊要求，如果教師能夠借助生活條件、多媒體手段、問題設計、操作引導、材料整合等媒介做好情境設計，無疑能夠給學生帶來更多感官沖擊，以促進探究實驗過程穩(wěn)步推進。學生對探究實驗有主動參與的意識和需求，因為實驗帶有挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)學生的探究熱情，因此教師要在情境設計方面做出科學合理的設計，對學生形成多點激發(fā)，這對激活學生的探究思維有重要幫助。

在日常教學中，教師有意識地創(chuàng)設靈動的實驗場景，能夠有效調(diào)動學生實驗操作的積極性和主動性，啟動其探索思維。如教學教科版高中物理必修1《摩擦力》時，教師在課堂教學中可以設計“抽書”活動來引導學生探究影響滑動摩擦力大小的因素。整個活動可以從以下兩個環(huán)節(jié)展開：

環(huán)節(jié)1：準備兩摞完全相同的書（如圖1所示），分別在兩摞書的上部和底部夾兩本相同的書，讓學生用左右手同時抽出兩本書，感受哪邊抽出較為容易。

環(huán)節(jié)2：在環(huán)節(jié)1的基礎上，再在兩摞書的同一層（其中一摞中夾放兩張砂紙）夾入相同的書，讓學生再次抽書，感受哪邊用力更大，并猜想其中的原因。

教學中教師通過創(chuàng)設相對簡單可行的實驗情境引導學生親身參與實驗探究，充分體驗、感知實驗過程，合理分析實驗現(xiàn)象，歸納總結實驗結論，從而獲得啟示，進一步鍛煉學生的探究思維，提高學生的實驗能力。

教學策略二：精選實驗內(nèi)容

探究實驗有不同的難度系數(shù)，教師在具體選擇時，要充分考慮多種制約因素，精心選擇實驗內(nèi)容。首先，是不是具備實驗環(huán)境和實驗條件。探究實驗需要特定背景，如果能夠有執(zhí)行的條件，就可以組織學生展開對應研究。其次，實驗材料是否到位。探究實驗對實驗材料有特殊要求，如果實驗材料不能形成強力支持，或者找不到替代材料，這樣的實驗設計就沒有太大的意義。最后，實驗內(nèi)容是不是學生能普遍接受的。探究實驗的主體是學生，如果學生對實驗內(nèi)容沒有主動探究的欲望，那么實驗就沒有執(zhí)行的必要。

教師對實驗內(nèi)容做篩選處理，能夠對學生形成感官調(diào)度，這對提升實驗操作效果也有重要幫助。如在教學“機械能守恒定律”驗證實驗中，教師可以圍繞實驗目的、實驗原理設計實驗方案。引導學生按照圖2所示裝置安裝好鐵架臺和打點計時器，將重錘連接紙帶穿過打點計時器。實驗過程既要注重流程的完整性，也要指導學生關注流程的注意事項，理解其中的實驗原理。

實驗過程分四步逐次開展：第一步，先打開打點計時器，然后釋放紙帶;第二步，在起始點處標注O，每隔時間T各標注1，2，3，4……;第三步，用刻度尺來測量距離;第四步，計算驗證，分析其中的能量轉化是否相等。

整個實驗過程要讓學生關注以下幾點：一是實驗中通電源與松紙帶的先后順序;二是挑選實驗紙帶上點的原則。引導學生把握實驗原理，深刻理解實驗要求。在實驗操作環(huán)節(jié)，教師鼓勵學生以學習小組為單位開展具體探究行動，并對實驗數(shù)據(jù)進行處理，教師與學生一起行動，確保實驗順利進行。

教學策略三：創(chuàng)新實驗組織

探究實驗執(zhí)行階段，教師不僅要對實驗環(huán)節(jié)進行科學設計，還要對實驗操作過程做好管理，讓學生順利進入到實驗探究情境之中。實驗方案設計、實驗環(huán)節(jié)轉換、實驗團隊組織、實驗材料準備、實驗效果評估等，都是教師應重點關注的內(nèi)容，只有將這些內(nèi)容都理順，才能確保實驗效果。因此，教師要創(chuàng)新實驗組織過程，對整個實驗過程跟進觀察和掌握，適時做出教學調(diào)整，并對學生的實驗操作給予技術指導，促進探究實驗順利完成。

創(chuàng)新實驗組織，能夠成功激發(fā)學生的探究興趣。如在探究“滑動摩擦力的大小與外界因素”實驗中，教師開展創(chuàng)新實驗設計，準備好木板、木塊、彈簧測力計、砝碼和棉布等儀器。按照壓力大小——接觸面的粗糙程度，分環(huán)節(jié)設計實驗方案。

在環(huán)節(jié)1的“壓力大小”因素探究中，在同一木板上，按照圖3所示流程開展實驗，通過比較彈簧測力器的示數(shù)來得出結論。

而環(huán)節(jié)2的“接觸面的粗糙程度”探究中，控制變量壓力，在木板和棉布上分別拉木塊，再次引導學生觀察、比較彈簧測力器的示數(shù)，進而得出結論。

整個實驗過程，教師鼓勵學生自主設計方案，讓學生在嘗試中感受創(chuàng)新實驗的快樂，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，促使學生的能力得到大幅度的提高。

教學策略四：延伸實驗訓練

物理學科與生活有廣泛對接，特別是物理實驗內(nèi)容，常?？梢栽谌粘Ｉ钪羞M行選擇，教師要做好整合處理，鼓勵學生積極探索，延伸訓練廣度。信息技術的廣泛應用，為實驗操作帶來了更多選擇，教師借助網(wǎng)絡信息手段推出電子模擬實驗程序，讓學生在網(wǎng)絡條件下開展實驗操作，同樣能夠獲得生活實踐體驗，這無疑是最有價值的設計。高中生對網(wǎng)絡技術應用興趣頗高，教師要做好對接處理。

教師有意識地推出一些在日常生活條件下可以開展的探究實驗，能夠激發(fā)學生的探究欲望。學生借助生活條件完成實驗任務，從操作中獲得的學習認知更為鮮活。以“超重與失重”實驗為例，教師要引導學生充分理解實驗的原理，指導學生利用彈簧測力計和鉤碼演示超重與失重的過程（具體連接如圖4所示）。

在實驗過程中，教師用手提彈簧測力計的掛鉤，做加速上升和下降運動，讓學生觀察彈簧測力計的示數(shù)變化，引導學生分析其中的產(chǎn)生的超重與失重情況。同時，教師也可以引導學生思考生活中的超重與失重現(xiàn)象，如坐電梯或過山車，讓學生感知超重與失重就在我們身邊。引導學生深刻理解知識，培養(yǎng)學生的觀察與思考能力。

物理學科有豐富的實驗資源，教師推出探究實驗內(nèi)容，能夠給學生帶來豐富的學習動能，促使學生在實踐操作中提升綜合能力。厘清實驗操作原理、明確實驗助學作用、設定實驗應對策略，都能夠對實驗順利開展創(chuàng)造條件，教師要做好對接設計和處理。探究實驗設計需要遵循基本原則，探究實驗執(zhí)行也需要更多方法支持，教師要從不同維度出發(fā)，積極組織學生展開實驗操作，確保實驗順利推進。

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【作者簡介】朱忠勝（1969— ），男，四川三臺人，大學本科學歷，高級教師，現(xiàn)就職于四川省綿陽實驗高級中學，主要從事高中物理教學與研究。

（責編 卓 怡）