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【摘 要】探究性试验是一种锻炼学生思维能力的试验，它可以开发学生思维，培养学生的思维能力，让学生以客观理性的态度去看待问题，同时还可以提升学生的实践能力，让学生深入理解相关知识，更好地提升学生的物理学科素养。本文以“摩擦力”的教学为例，主要探究了在探究性实验中培养物理学科素养的策略。
【关键词】探究性实验;学科素养;初中物理;摩擦力
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）22-0092-02
物理的科学思维要求学生具有构建模型、科学推理、科学论证等能力。为更好地培养学生的学科思维，教师可以结合一定的物理实验，让学生在实验操作中体会物理学科的内涵与特质，逐步培养学生的科学思维能力和物理综合素养。
1 观察演示实验，发现问题
物理演示实验是最基本的实验，它可以帮助学生直观地感受物理知识。教师可以通过物理演示实验来引导学生发现物理问题，这样能够丰富课程教学内容，激发学生的学习兴趣，促使学生更加积极地学习物理[1]。
如摩擦力探究性实验中，教师会发现部分学生对摩擦力的概念及作用没有掌握清楚，他们很难理解摩擦力是如何出现的，是如何起作用的。对此，教师可以引导学生一起观察摩擦力的演示实验。学生通过演示实验最先会发现这样的现象：斜坡上的小木块从一定的高度下滑时会自行停止，但是不同斜坡上小木块停止的位置不一样。有的学生还会发现：相同条件下，不一样的木块停止的位置不一样。细心的同学会提出“木块为什么会停止”这个基本的问题。这样，通过演示实验学生就能将与摩擦力有关的问题梳理出來，同时其好奇心也能被调动起来，能使其全身心投入到物理知识的学习中。通过这样的互动，学生对物理的认知就不在是浅显的，而是结合了具体内容、形象生动的，学生也会更加热爱物理学习，这样的教学方式有利于学生转变学习思维，使学生主动去探寻物理知识，而不是被动接受，进而达到提升学生学科素养和学习效率的目标。
物理演示实验除了激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性外，还可以生动有趣的展示物理知识，让学生切身感受物理知识的魅力，并对这些知识产生疑问，引导学生主动去探索和验证，这样学生的物理实验能力和物理观念都会有很大提升。
2 联系实际生活，提出猜想
生活中处处蕴藏着物理知识，教师可以联系实际生活中的例子来引导学生，让学生主动提出猜想，分析为什么会有这样的现象，这些现象的背后又蕴藏着哪些物理知识。这样，学生对物理的认知会更加深入[2]。
在摩擦力的探究性实验中，教师发现有的学生通过演示实验对摩擦力有了一个较为清晰的认知，但依然不清楚摩擦力跟什么因素有关，更不知道如何验证。对此，教师可以列举生活中的现象，通过解释相关现象的原理来帮助学生理解摩擦力的相关知识。教师可以提示学生关注生活，“同学们喝的饮料塑料瓶盖上有一些竖纹;冬天下雪的时候，汽车会安装防滑链;同学们上学骑的自行车轮胎上有花纹，而轮胎里面安装了滚动轴承”等。学生经过自主探索就能发现：生活中人们多是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力;而体育运动中的冰壶运动则是减少接触面的粗糙程度来减少摩擦力。这样学生自己会形成对摩擦力的认知，从而能提出合理的猜想：摩擦力与物体的接触面有关，接触面越光滑，摩擦力越小。这样学生就会提出相应的假设来进验证自己的猜想。
除了让学生通过联系实际生活加深对物理的认知以外，教师还可以引导学生把物理知识运用于实际生活。同时，这种学习方法也可以提升学生的逻辑思维能力，让学生在扎实的知识基础上学以致用。
3 根据现有器材，设计实验
学生提出合理猜想后，就可以根据现有的实验器材设计实验进行验证，通过分析和讨论写出完整的实验步骤。这样不仅可以让学生学会自主实验，更能培养学生良好的思维习惯和思维方式，培养其严谨的科学态度。
在设计摩擦力的验证实验时，教师会发现一些学生能够进行合理猜想却无法自己设计一个验证摩擦力大小的实验。这是因为初中生的逻辑思维能力不强，且缺乏相关的实验经验。为了强化学生的实验能力，教师可以从演示实验入手，让学生观察演示实验来理清思路，分解实验步骤，学会科学实验的方法。学生通过观察演示实验能明确实验器材、实验过程、实验目标及注意事项，进而能够模仿演示实验设计出自己的验证实验：取三个表面光滑，形状、体积、大小完全相等的小块，在三块除表面光滑程度之外其余条件完全相同的木板上滑行，观察三个小块的滑行情况，记录实验结果并分析讨论。
这样学生不仅能在自主设计物理实验的过程中积累了实验经验，更能在交流、实践、试错中形成缜密的逻辑思维，同时也可以切实感受物理实验的魅力，能够激发物理学习兴趣，更好地学习物理。
4 抓住实验偏差，深度探究
实验在实际操作过程中可能会出现一些偏差，教师要让学生在实验过程中仔细观察，及时发现其中的异常，然后组织学习小组进行讨论和探究，分析问题并提出解决方案。这样学生对物理实验的认知会更加深入。
如摩擦力的探究性实验会出现各种偏差现象，其中比较常见的有以下几种：同一个木块在同一块木板上多次滑动，停止后滑行的距离差异过大;不同的木块在不同的木板上滑行，停止后滑行的距离相等;同一个木块在不同的木板上滑行，停止后滑行的距离相等。学生进行深度探究后发现，由于实验器材和实验条件的简单，导致木板倾斜的角度每次都会出现一定的偏差，进而导致实验出现各种异常。
通过这样的深度探讨，学生能领会物理实验需要严谨的态度，实验的操作步骤必须严格按照要求进行，同时也可以体会到物理学科的严谨态度和科学素养，提升学科素养。
5 分析数据现象，总结规律
在进行探究性实验之后，教师可以指导学生根据已有知识基础对实验数据进行分析、探究和总结，找出其中蕴藏的物理原理。这样学生的分析能力和逻辑思维能力会得到很好的锻炼，同时也能巩固物理知识，提升学科素养。
在完成摩擦力的探究性实验以后，为了提高学生的归纳总结能力，教师可以让学生以收集到的实验数据和观察到的实验现象为依据，尝试自主归纳摩擦力的相关规律。通过分析讨论，学生会发现：相同的小木块在倾斜角度相同的木板上滑行的距离不同。这是因为木板和木板之间是有差别的：有的木板摸上去比较光滑，而有的木板摸上去比较粗糙。这就表明摩擦力的大小与木板的粗糙程度有关，而这一结果延伸到物理中就是物体之间接触面的粗糙程度能影响摩擦力的大小。物体之间接触面粗糙程度越大的摩擦力越大，反之则小。对实验数据和现象进行分析、归纳进而发现规律的过程是学生锻炼自身的分析能力和逻辑思维的过程。通过分析探究，学生能够掌握推导物理规律的基本方法，对物理知识的认识也会更加深刻，自身的学科素养也会得到提升。
通过探究性实验来培养学生的物理学科素养不仅不会引起学生对物理学习的反感，还可以通过实验给学生带来生动的物理学习体验，激发学生对物理学习的兴趣，让学生通过实验养成理性、严谨的科学思维，有利于提升学生的物理综合素养。
【参考文献】
[1]周新林.基于学生物理学科核心素养的培养——初中物理实验复习的实施方案[J].中学理科园地，2016（4）.
[2]王悦.基于物理学科核心素养下的初中物理实验教学研究[J].中国校外教育，2020（6）.
【作者简介】
谢飞（1983～），男，湖南宁乡人，本科，中学一级教师。研究方向：初中物理。
【关键词】探究性实验;学科素养;初中物理;摩擦力
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）22-0092-02
物理的科学思维要求学生具有构建模型、科学推理、科学论证等能力。为更好地培养学生的学科思维，教师可以结合一定的物理实验，让学生在实验操作中体会物理学科的内涵与特质，逐步培养学生的科学思维能力和物理综合素养。
1 观察演示实验，发现问题
物理演示实验是最基本的实验，它可以帮助学生直观地感受物理知识。教师可以通过物理演示实验来引导学生发现物理问题，这样能够丰富课程教学内容，激发学生的学习兴趣，促使学生更加积极地学习物理[1]。
如摩擦力探究性实验中，教师会发现部分学生对摩擦力的概念及作用没有掌握清楚，他们很难理解摩擦力是如何出现的，是如何起作用的。对此，教师可以引导学生一起观察摩擦力的演示实验。学生通过演示实验最先会发现这样的现象：斜坡上的小木块从一定的高度下滑时会自行停止，但是不同斜坡上小木块停止的位置不一样。有的学生还会发现：相同条件下，不一样的木块停止的位置不一样。细心的同学会提出“木块为什么会停止”这个基本的问题。这样，通过演示实验学生就能将与摩擦力有关的问题梳理出來，同时其好奇心也能被调动起来，能使其全身心投入到物理知识的学习中。通过这样的互动，学生对物理的认知就不在是浅显的，而是结合了具体内容、形象生动的，学生也会更加热爱物理学习，这样的教学方式有利于学生转变学习思维，使学生主动去探寻物理知识，而不是被动接受，进而达到提升学生学科素养和学习效率的目标。
物理演示实验除了激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性外，还可以生动有趣的展示物理知识，让学生切身感受物理知识的魅力，并对这些知识产生疑问，引导学生主动去探索和验证，这样学生的物理实验能力和物理观念都会有很大提升。
2 联系实际生活，提出猜想
生活中处处蕴藏着物理知识，教师可以联系实际生活中的例子来引导学生，让学生主动提出猜想，分析为什么会有这样的现象，这些现象的背后又蕴藏着哪些物理知识。这样，学生对物理的认知会更加深入[2]。
在摩擦力的探究性实验中，教师发现有的学生通过演示实验对摩擦力有了一个较为清晰的认知，但依然不清楚摩擦力跟什么因素有关，更不知道如何验证。对此，教师可以列举生活中的现象，通过解释相关现象的原理来帮助学生理解摩擦力的相关知识。教师可以提示学生关注生活，“同学们喝的饮料塑料瓶盖上有一些竖纹;冬天下雪的时候，汽车会安装防滑链;同学们上学骑的自行车轮胎上有花纹，而轮胎里面安装了滚动轴承”等。学生经过自主探索就能发现：生活中人们多是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力;而体育运动中的冰壶运动则是减少接触面的粗糙程度来减少摩擦力。这样学生自己会形成对摩擦力的认知，从而能提出合理的猜想：摩擦力与物体的接触面有关，接触面越光滑，摩擦力越小。这样学生就会提出相应的假设来进验证自己的猜想。
除了让学生通过联系实际生活加深对物理的认知以外，教师还可以引导学生把物理知识运用于实际生活。同时，这种学习方法也可以提升学生的逻辑思维能力，让学生在扎实的知识基础上学以致用。
3 根据现有器材，设计实验
学生提出合理猜想后，就可以根据现有的实验器材设计实验进行验证，通过分析和讨论写出完整的实验步骤。这样不仅可以让学生学会自主实验，更能培养学生良好的思维习惯和思维方式，培养其严谨的科学态度。
在设计摩擦力的验证实验时，教师会发现一些学生能够进行合理猜想却无法自己设计一个验证摩擦力大小的实验。这是因为初中生的逻辑思维能力不强，且缺乏相关的实验经验。为了强化学生的实验能力，教师可以从演示实验入手，让学生观察演示实验来理清思路，分解实验步骤，学会科学实验的方法。学生通过观察演示实验能明确实验器材、实验过程、实验目标及注意事项，进而能够模仿演示实验设计出自己的验证实验：取三个表面光滑，形状、体积、大小完全相等的小块，在三块除表面光滑程度之外其余条件完全相同的木板上滑行，观察三个小块的滑行情况，记录实验结果并分析讨论。
这样学生不仅能在自主设计物理实验的过程中积累了实验经验，更能在交流、实践、试错中形成缜密的逻辑思维，同时也可以切实感受物理实验的魅力，能够激发物理学习兴趣，更好地学习物理。
4 抓住实验偏差，深度探究
实验在实际操作过程中可能会出现一些偏差，教师要让学生在实验过程中仔细观察，及时发现其中的异常，然后组织学习小组进行讨论和探究，分析问题并提出解决方案。这样学生对物理实验的认知会更加深入。
如摩擦力的探究性实验会出现各种偏差现象，其中比较常见的有以下几种：同一个木块在同一块木板上多次滑动，停止后滑行的距离差异过大;不同的木块在不同的木板上滑行，停止后滑行的距离相等;同一个木块在不同的木板上滑行，停止后滑行的距离相等。学生进行深度探究后发现，由于实验器材和实验条件的简单，导致木板倾斜的角度每次都会出现一定的偏差，进而导致实验出现各种异常。
通过这样的深度探讨，学生能领会物理实验需要严谨的态度，实验的操作步骤必须严格按照要求进行，同时也可以体会到物理学科的严谨态度和科学素养，提升学科素养。
5 分析数据现象，总结规律
在进行探究性实验之后，教师可以指导学生根据已有知识基础对实验数据进行分析、探究和总结，找出其中蕴藏的物理原理。这样学生的分析能力和逻辑思维能力会得到很好的锻炼，同时也能巩固物理知识，提升学科素养。
在完成摩擦力的探究性实验以后，为了提高学生的归纳总结能力，教师可以让学生以收集到的实验数据和观察到的实验现象为依据，尝试自主归纳摩擦力的相关规律。通过分析讨论，学生会发现：相同的小木块在倾斜角度相同的木板上滑行的距离不同。这是因为木板和木板之间是有差别的：有的木板摸上去比较光滑，而有的木板摸上去比较粗糙。这就表明摩擦力的大小与木板的粗糙程度有关，而这一结果延伸到物理中就是物体之间接触面的粗糙程度能影响摩擦力的大小。物体之间接触面粗糙程度越大的摩擦力越大，反之则小。对实验数据和现象进行分析、归纳进而发现规律的过程是学生锻炼自身的分析能力和逻辑思维的过程。通过分析探究，学生能够掌握推导物理规律的基本方法，对物理知识的认识也会更加深刻，自身的学科素养也会得到提升。
通过探究性实验来培养学生的物理学科素养不仅不会引起学生对物理学习的反感，还可以通过实验给学生带来生动的物理学习体验，激发学生对物理学习的兴趣，让学生通过实验养成理性、严谨的科学思维，有利于提升学生的物理综合素养。
【参考文献】
[1]周新林.基于学生物理学科核心素养的培养——初中物理实验复习的实施方案[J].中学理科园地，2016（4）.
[2]王悦.基于物理学科核心素养下的初中物理实验教学研究[J].中国校外教育，2020（6）.
【作者简介】
谢飞（1983～），男，湖南宁乡人，本科，中学一级教师。研究方向：初中物理。