新高考背景下培养学生实验探究能力的策略与路径
摘要
关键词
新高考;实验探究能力;策略与路径
正文
纵观近年来高考物理题目,实验题的占比逐渐加重,但学生的实验题得分情况不够理想,大部分学生的得分偏低,这与学生实验探究能力缺失密切相关。针对此,教师需要站在适应新高考变化角度,加快推进教学革新,探索出可切实提升学生实验探究能力的物理教学的具体办法,进而满足新高考制度对高中物体提出的新要求,促进物理教学发展。
一、新高考背景下培养学生实验探究能力的原则与价值
(一)原则
首先,适应性原则。新高考背景下培养学生的实验探究能力需要坚持适应性原则,既要保证教学目标、教学内容、教学方法与新高考、新课标相适应,也要与学生基本学情、认知水平、成长规律相适应;其次,合理性原则。实验探究能力是更好地解决新高考下物理实验类题目的关键能力,而实验课程是不断强化学生实验探究能力的重要途径,基于此逻辑关系,教师需要合理设计实验教学任务,保证学生既能够从简单的任务中获得成就感,也能够在复杂的任务引导下实现深度学习,逐步实现学科素养与关键能力提升;最后,系统性原则。实验探究能力的培养无法仅依靠理论教学实现,为此,教师需要遵循系统性原则,将理论与实验教学相统一,以帮助学生实现知识与技能的衔接[1]。
(二)价值
首先,有助于学生物理知识的汲取与内化。具备实验探究能力的学生可实现深度学习,使其可以深入掌握物理知识并对其进行前移应用,以提升学生运用物理知识解决实际问题的能力;其次,有助于促进学生本我思维能力的发展。实验探究能力的本质是学生利用自己所学知识与基本技能来分析、探究物理知识的过程,而在此过程中学生的认知、思维会得到逐步深化;最后,有助于提升学生学习效果。高中物理知识具有复杂、抽象等特点,总体的学习难度较高,而当学生具备较强的实验探究能力后,其能够将物理知识“抽丝剥茧”,让其变得形象化、具体化、直观化,进而降低对物理知识的学习的难度。
二、新高考背景下培养学生实验探究能力的策略与路径
(一)营造问题情境,诱发学生的求知欲望
“学起于思,思源于疑”。问题是激发学生探究兴趣以及驱动学生实现深度学习的重要载体,因此新高考背景下培养学生实验探究能力需要从营造问题情境,诱发学生的求知欲望出发。教师在构建问题情境时需要以“观察现象-发现问题-提出问题-形成课题”这一逻辑顺序为主[2]。
例如,在开展“平抛运动”教学时,可通过以下步骤来营造问题情境,首先引导学生回忆生活现象——玩打口袋游戏时,口袋被扔出时的运动,其次引导学生发现问题——口袋呈曲线运动,在此基础上引导学生提出问题——为什么口袋呈曲线运动,最后引导学生形成课题——研究口袋曲线运动时可以被分解为哪两个方向的运动。在此“问题链”驱动下,学生不仅具有强烈的探究欲望,真正沉浸于课堂学习中,从而获得丰富的学习体验,还能够在层层深入的思考过程中实现深度学习,加深对“平抛运动”相关知识的理解程度。
(二)开展趣味性实验,激发学生主动、积极地探究实验线索
新高考背景下培养学生实验探究能力的先行条件是调动学生探究实验线索的积极性与主动性,使学生能够全身心投入到课堂学习中。在此要求下,教师需要积极探索更加科学有效的物理实验教学方法,经过思考发现,趣味性实验在激发学生主动、积极地探究实验线索方面有着显著作用,且能够活跃课堂氛围,切实提升物理课堂教学实效性[3]。
以惯性实验探究教学为例,教师带领学生走出教室,到操场上开展实验,即将学生划分为四个小组,要求每个小组自主设计实验内容,最终通过实验现象与实验结果分析得出“惯性与速度无关,那为何跑步速度越快,就越难停下来?”。在此学习任务驱动下,小组1开展了不同跑步速度下完全停止所需时间实验,即组内3名学生分别开展慢跑、正常跑与快速跑,剩余1名学生记录3名学生在冲过终点后一直到完全停止下来的时间。该小组经过实验探究,发现跑步速度越快,完全停止下来的所需时间越长,而这一现象的发生源于一个人不管跑多快,其受到的摩擦力是恒定的,所以人水平方向的加速度恒定,为此当速度越大时,速度减为零所需时间越长,因此“跑步速度越快,就越难停下来”这一惯性现象的发生与速度无关。
(三)由已知推理未知,引导学生进行猜想假设
新高考侧重考查学生的综合素养水平,为此在新高考背景下的高中物理教学需要注重引导学生进行猜想假设,源于猜想假设是发现与探索物理规律、锻炼与培养学生科学探究能力以及引导学生树立正确物理价值观的关键,有助于促进学生物理学科核心素养发展。基于此,教师在讲授新的物理知识时可着重引导学生运用已知的物理规律来开展实验,以验证未知的物理规律[4]。
以“磁场对运动电荷的作用力”教学为例,教师引导学生提出猜想——“磁场对运动电荷是否具有作用力”,并要求学生围绕此猜想进行思考,提出自己的看法。随之教师立足此猜想,要求学生利用所学知识分析写作电流的微观表达方式、求出导体中含有的总电荷数、写出安培力的表达式,在此基础上推导出每个电荷受的力,最终对“磁场对运动电荷是否具有作用力”这一猜想给出正确答案。
(四)基于学生差异明确不同层次学生的实验探索目标
学生之间的基本学情不同,教师在培养学生实验探究能力时需要基于学生差异明确不同层次学生的实验探索目标,以满足学生的个性化学习需求,促使所有学生均能够在实验探究能力方面有所提升。
以“探究加速度与力、质量的关系”为例,教师在课前通过小测的方式掌握学生的基本学情,随之将学生划分为甲、乙、丙三个层级,其中甲层级学生在第一学习阶段的实验探索目标为“探索影响加速度的因素”,乙层级学生的探究目标为“立足教材提示通过实验得出物体的加速度与物理质量、所受力的关系”,而丙层级学生的探究目标为“自主设计实验方案得出物体的加速度与物理质量、所受力的关系”。在第二学习阶段再次根据学生学情重新确定学习目标,使学生能够在明确的且符合其自身学情的目标指引下逐步深入学习,取得理想的学习效果,最终真正实现实验探究能力提升。
结束语:
综上所述,基于研究可知要想在新高考背景下培养学生的实验探究能力需要坚持适应性原则、合理性原则、系统性原则,这将有助于学生物理知识的汲取与内化、有助于促进学生本我思维能力的发展以及有助于提升学生学习效果。此外,通过研究还发现,通过营造问题情境,诱发学生的求知欲望、开展趣味性实验,激发学生主动、积极地探究实验线索、由已知推理未知,引导学生进行猜想假设、基于学生差异明确不同层次学生的实验探索目标等路径能够切实强化新高考背景下培养学生实验探究能力的有效性,促进学生物理学科核心素养发展。
本文系江苏省教育科学“十四五”规划2021年度立项课题“新实验体系下物理课堂开展深度学习的实践研究”(课题编号:C-c/2021/02/158)的阶段性成果。
参考文献:
[1]李燕.立足核心素养,优化实验设计,开展深度教学——高中物理实验教学再思考[J].学周刊,2024,(02):100-103.
[2]闫寒,童大振.立足教材重视基础注重探究——2023年高考物理实验试题分析[J].中学物理,2023,41(21):62-65.
[3]林宗英.新高考形势下高中物理教学模式的转变与策略[J].数理天地(高中版),2023,(18):38-40.
[4]左定凡.新高考背景下高中物理教学的核心能力培养策略探究[J].高考,2023,(23):156-158.
...