一、课题研究背景与意义

高中物理新课程目标明确聚焦于全面提升全体学生的科学素养，不仅要求学生扎实掌握物理核心概念与基本技能，更着重培养他们科学探究、自主学习、实践操作以及问题解决的综合能力。同时，注重培育学生实事求是、敢于创新的科学态度与精神，为其未来成为具有科学素养的公民奠定坚实基础。物理学科核心素养具体涵盖“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个核心维度。其中，实验教学作为高中物理教学的关键环节，不仅是学生将理论知识转化为实践技能的重要桥梁，更是落实科学探究素养培养、激发学生科学兴趣、锻炼其动手与思维能力的重要途径，对学生科学素养的形成与发展具有深远意义。

二、核心概念界定

1. 科学素养：具备并运用科学、数学和技术知识，做出有关个人和社会重要决策的能力（美国2061计划定义）。高中物理课程中，科学素养涵盖物理知识与技能、物理方法、物理能力、物理思想和物理科学品质。

2. 实验探究：在物理教学中，学生模仿和经历科学家科学研究过程，通过提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析数据、得出结论等环节，领悟科学家探究自然规律的思想与方法，培养自主学习与探索能力。

三、研究目标与内容

（一）研究目标

在高中物理教学体系里，实验探究占据着关键地位。本研究旨在深度探究实验探究对学生科学素养多方面的影响，涵盖科学知识掌握、科学思维发展、科学态度与价值观塑造等维度。通过剖析实验探究过程，明确其在培养学生科学素养中的具体作用机制，如如何激发学生兴趣、促进知识迁移运用等。基于研究结果，针对性地提出优化实验探究教学的策略，如创新实验设计、改进教学方法等，从而切实提升学生科学素养，为高中物理教学质量的提高提供有力支撑。

（二）研究内容

1. 实验探究对学生物理知识与技能掌握的影响：分析实验探究如何助力学生理解物理概念、规律，掌握物理实验操作技能。例如在《力与相互作用》教学中，通过重力、弹力、摩擦力相关实验，如借助传感器开展重力数字化信息系统实验、微小形变展示实验、自行车模型模拟摩擦力实验等，让学生观察现象，加深对力学知识的理解，掌握实验操作技能。

2. 实验探究对学生科学思维能力培养的影响：研究实验探究怎样促进学生逻辑思维、创新思维、批判性思维等发展。如“研究匀速圆周运动”实验，教师提前录制实验过程，课堂上展示小车直线与曲线运动，引导学生思考小车做曲线运动情形及钟表与小车圆周运动实验现象特点，之后让学生自主实验探索，锻炼思维能力。

3. 实验探究对学生科学探究能力提升的影响：探讨实验探究对学生提出问题、猜想假设、设计实验、分析论证等科学探究能力的培养作用。以“平抛运动”教学为例，教师引导学生做笔帽在课桌上匀速滚动的简单生活实验，观察笔帽运动轨迹，了解平抛运动性质，为后续课堂教学铺垫，培养学生科学探究能力。

4. 实验探究对学生科学态度与责任塑造的影响：分析实验探究如何培养学生实事求是、勇于探索、敢于质疑、善于合作、具有社会责任感等科学态度与责任。如在实验教学中引导学生合作学习，按“组内异质、组间同质”原则分组，每组安排学习能力较强的学生指导其他成员操作，共同讨论解决疑问，增强集体荣誉感和团结合作能力，培养科学态度与责任。

四、研究方法

1. 文献研究法：系统梳理国内外权威期刊、学术著作及研究报告，深入挖掘与课题相关的理论框架与实践经验。通过文献计量分析与内容归纳，精准把握研究领域的发展脉络、前沿动态与研究空白，为课题提供坚实的理论基础与创新方向。特别关注近五年核心期刊的高被引文献，确保研究站在学术前沿。

2. 调查研究法：采用混合研究方法设计，定量方面运用分层抽样技术发放标准化问卷，覆盖不同年级、性别、学业水平的学生群体；定性方面通过深度访谈、焦点小组等方式，多维度采集师生对实验探究教学的真实反馈。运用SPSS等工具进行数据交叉分析，绘制科学素养现状图谱，精准识别教学痛点与需求热点。

3. 行动研究法：构建"计划-行动-观察-反思"的螺旋式研究循环，在实际教学场景中实施对照实验。通过课堂观察记录、教学日志、学生作品分析等手段收集过程性数据，运用教育叙事研究方法，动态优化探究式教学设计。每轮行动研究后召开教研研讨会，形成可复制的教学改进方案。

4. 案例分析法：建立严格的案例筛选标准，从校本资源库中选取具有代表性的实验探究教学案例。采用SWOT分析法解剖案例背景、实施过程与成效数据，通过课堂录像微格分析、师生访谈文本编码等方法，提炼出可迁移的教学策略。特别关注失败案例的归因分析，形成教学预警机制。

五、研究步骤与计划

（一）准备阶段（第1—4个月）

1. 全面且深入地开展文献研究工作，通过多种学术数据库及权威渠道广泛收集相关资料，对所获资料进行系统梳理分析，进而撰写出高质量、有深度的文献综述。

2. 精心设计涵盖科学知识、探究能力等多维度的调查问卷，同步拟定聚焦教学理念、方法运用等方面的访谈提纲，全面开展调研，洞察学生素养与教师教学实况。

（二）实施阶段（第5—16个月）

1. 在深入剖析调查研究所得数据与结论后，紧密结合教学目标与学生特点，精心制定科学合理、切实可行的实验探究教学策略与详细方案。

2. 在教学实践里积极推行实验探究式教学模式，同步开展行动研究，每隔一段时间就深入反思，依据反馈灵活调整优化教学策略。

3. 精心挑选具有代表性的实验探究教学案例展开深入剖析，细致总结其中的成功经验与失败教训，据此撰写一份详实且具指导性的案例分析报告。

4. 精心组织一场课题研究交流盛会，各研究团队齐聚一堂，深度分享研究成果，交流研究经验，在思维碰撞中携手实现共同提升。

（三）总结阶段（第17—19个月）

1. 在科研工作中，我负责对研究数据进行系统性的整理与深入分析，运用专业统计工具挖掘数据背后的价值与规律。基于严谨的数据分析结果，我能够撰写出结构清晰、论证充分的研究报告，确保研究成果的科学性与可信度。

2. 同时，我积极参与组织课题研究成果的鉴定与验收工作，协调各方专家开展专业评估，确保研究质量达到预期目标。在成果推广方面，我擅长通过学术会议、期刊发表、技术培训等多种渠道，将研究成果转化为实际应用价值，推动科研成果的社会化应用与产业化落地。

六、预期成果

1. 研究报告：撰写《高中物理教学中实验探究对学生科学素养的影响研究报告》，总结研究成果与结论。

2. 教学案例集：收集、整理典型实验探究教学案例，形成《高中物理实验探究教学案例集》，为教学提供参考。

3. 教学论文：撰写并发表相关教学论文，如《高中物理实验探究教学对学生科学思维能力培养的研究》《高中物理实验探究教学对学生科学探究能力培养的实践探索》等，分享研究成果与经验。

七、保障措施

1. 制度保障：建立健全课题研究管理制度，如课题研究例会制度、课题研究资料管理制度、课题研究经费使用管理制度等，规范课题研究行为，提高课题研究质量。

2. 经费保障：学校安排专项课题研究经费，用于课题研究资料购买、调查研究、课题研究交流活动开展、研究成果鉴定与验收等，确保课题研究工作顺利开展。

3. 时间保障：合理安排课题研究时间，确保课题研究团队成员有足够时间开展课题研究工作。同时，要求课题研究团队成员严格按照课题研究计划进度开展研究工作，确保课题研究按时完成。

八、结论

通过对高中物理教学现状以及科学素养相关理论的深入剖析，本研究得出如下结论：科学素养是当代学生适应社会发展、进行科学决策与创新的关键能力，高中物理教学承担着培养学生科学素养的重要使命。实验探究作为高中物理教学的关键环节，为学生提供了亲身参与、主动探索科学的平台。学生在实验探究过程中，能锻炼观察、分析、解决问题等能力，培养科学思维与态度。本研究聚焦实验探究对学生科学素养的影响，旨在明确其作用机制与影响程度，为优化高中物理实验教学、提升学生科学素养提供理论支撑与实践指导，具有重要研究价值与可行性。