基于科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理教學(xué)研究

摘 要：在當前，核心素養(yǎng)的教學(xué)培養(yǎng)已經(jīng)成為教師進行教學(xué)研究的重要方向，教師需要針對學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展進行教學(xué)方法的選擇和構(gòu)建，想辦法開展有效的學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)。本文對高中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的教學(xué)培養(yǎng)方法進行了研究，并聯(lián)系實際提出了幾點教學(xué)調(diào)整方案。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;核心素養(yǎng);教學(xué)研究;命題分析

如今，核心素養(yǎng)已經(jīng)成為一個熱門話題，教育改革的重要目的之一也是實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)培養(yǎng)。為了實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng)，教師需要對其構(gòu)成與價值進行分析，并聯(lián)系自己的教學(xué)設(shè)置分析將核心素養(yǎng)培養(yǎng)融入教學(xué)之中的有效策略手段?？茖W(xué)探究是高中物理核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成，其所指的主要為提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力，對學(xué)生的發(fā)展有著較高的價值。為了實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師在教學(xué)中需要圍繞其構(gòu)成進行設(shè)計，開展相應(yīng)的教學(xué)。

一、核心素養(yǎng)培養(yǎng)價值淺析

核心素養(yǎng)的價值主要體現(xiàn)在三個方面：（一）推動學(xué)生的能力發(fā)展;（二）幫助學(xué)生掌握有效的學(xué)科學(xué)習方法;（三）新高考的命題考查要求。其中在第一個方面，所展現(xiàn)的是核心素養(yǎng)的能力展現(xiàn)，第二個方面所指的則是具體學(xué)科的學(xué)習展現(xiàn)，學(xué)科核心素養(yǎng)對應(yīng)的往往是相關(guān)學(xué)科有效學(xué)習進行所需的能力和方法，第三個方面則是契合當前新高考的改革趨勢。在當前，教育部已經(jīng)頒布了《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》兩份文件，其中明確指出了核心素養(yǎng)的教學(xué)評價考查要求，這預(yù)示著未來的高考命題也會圍繞著核心素養(yǎng)的發(fā)展來進行。反應(yīng)到物理學(xué)科中，高考命題可能更加趨向于探究應(yīng)用型題目。由上述三個方面基本可以明確，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對學(xué)生的發(fā)展有著較高的價值，教師需要想辦法通過教學(xué)的設(shè)計來推動學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

二、實現(xiàn)科學(xué)探究素養(yǎng)培育的高中物理教學(xué)策略分析

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，凸顯學(xué)生作用

學(xué)科探究素養(yǎng)的培養(yǎng)需要學(xué)生親身地進行科學(xué)探究，相應(yīng)的教師在教學(xué)實際中需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，改變以理論講授為主的教學(xué)方法設(shè)計，使用更加可以凸顯學(xué)生作用價值的教學(xué)方法進行教學(xué)。

例如：在進行“力的合成”這一課的教學(xué)時，為了有效地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，給學(xué)生創(chuàng)建進行探究分析的機會，教師就可以對教學(xué)方法進行調(diào)整，使用小組合作教學(xué)方法來進行教學(xué)的設(shè)計。在其中，為確保小組合作教學(xué)可以發(fā)揮出預(yù)期的作用，教師需要對學(xué)生的能力發(fā)展情況進行評測，而后按照其能力的高低差異將其劃分到各個小組之中。這樣劃分而來的小組，其總體學(xué)生發(fā)展情況相似，且能保證各小組都可以達成預(yù)期的探究目標。對于“力的合成”這一課的合作學(xué)習來說，教師可以將學(xué)生劃分為4至6人的小組，并為學(xué)生提出以下的探究任務(wù)：1.找到力的合成的方法;2.對合力和分力的概念進行理解;3.分析何為平行四邊形定則;4.找出利用作圖法求解兩公共點合力的方法，并分析合力與夾角的關(guān)系。為了輔助學(xué)生小組開展有效的探究，確保學(xué)生的能力可以得到有效發(fā)展，教師還可以在學(xué)生進行小組合作時，為其提供一些本科相關(guān)的微課材料，讓學(xué)生作為借鑒參考。像這樣，通過學(xué)生小組合作的學(xué)習，學(xué)生的作用就可以得到凸顯，其科學(xué)探究素養(yǎng)也就能得到有效的發(fā)展。

（二）設(shè)置有效問題，開展研究性學(xué)習

研究性學(xué)習又稱為專題研習、探究式學(xué)習或疑難為本學(xué)習，是一種以學(xué)生為主的學(xué)習模式。在教師的輔助下，由學(xué)生策劃、執(zhí)行及自我評估的學(xué)習方法。在研究性學(xué)習中，學(xué)生可以對相關(guān)的物理知識進行分析探究，這對其科學(xué)探究核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著較強的推動力[1]。為了引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習，教師就可以采用問題導(dǎo)學(xué)的方式去設(shè)計提出相應(yīng)的物理問題。

例如：在進行“超重與失重”這一課的教學(xué)時，教師就可以結(jié)合本課的教學(xué)內(nèi)容進行設(shè)計，構(gòu)建研究性學(xué)習。在本課中，為了達成研究性學(xué)習的開展，教師可以使用小組合作教學(xué)法進行教學(xué)，也可以使用問題導(dǎo)學(xué)的方式來進行教學(xué)設(shè)計。接下來，筆者就利用問題導(dǎo)學(xué)法開展研究性學(xué)習的方式進行淺析。為了實現(xiàn)問題導(dǎo)學(xué)法的有效使用，教師需要在課下進行相關(guān)問題的設(shè)計，并根據(jù)學(xué)生可能的回答，預(yù)設(shè)一些回饋的追問。筆者在本課的教學(xué)中所設(shè)計的主要問題如下：“超重是什么？失重又是什么？”“同學(xué)們坐過電梯嗎？電梯加速或減速時你身體的感覺有什么不同呢？”“這一現(xiàn)象發(fā)生的原因又是什么呢？”“除了電梯之外，還有其他方面存在超重失重的現(xiàn)象么？”“宇航員在太空中存在失重現(xiàn)象，這種失重現(xiàn)象又有什么表現(xiàn)呢？”在追問回饋的預(yù)設(shè)方面，筆者采用了如下的方法：如對問題“同學(xué)們坐過電梯嗎？電梯加速或減速時你身體的感覺有什么不同呢？”筆者認為學(xué)生可能做出的回答是“坐過，電梯向上加速時感覺電梯在推自己，在向上減速時感覺自己的身體向上竄”，針對這一回答，筆者預(yù)設(shè)的追問是“為什么會出現(xiàn)這種感覺呢？電梯向下時又會有什么不同嗎？請大家進行討論分析”。像這樣，通過問題的提出和引導(dǎo)，學(xué)生就可以圍繞著問題的思考進行研究性學(xué)習，其能力也能逐漸地得到發(fā)展。

（三）聯(lián)系學(xué)生發(fā)展，構(gòu)建學(xué)生小組

在實際的教學(xué)過程中，為了推動學(xué)生進行科學(xué)合理的探究學(xué)習，教師除了設(shè)計有效的問題外，還可以針對學(xué)生的學(xué)習方式做出調(diào)整。小組合作教學(xué)是現(xiàn)階段一種有效的學(xué)生學(xué)習模式，在其中學(xué)生可以通過小組合作的方式來進行相關(guān)物理知識的探究。為了有效地推動這一學(xué)習的進行，教師在實際的教學(xué)中需要就學(xué)生小組的有效構(gòu)建進行分析。

例如：在進行“萬有引力定律”相關(guān)知識的學(xué)習時，為了讓學(xué)生體會科學(xué)探究的過程，教師就可以結(jié)合實際來構(gòu)建學(xué)生小組，引導(dǎo)學(xué)生來做出分析探究。其中，為了確保構(gòu)建的學(xué)生小組合理有效，教師需要先就學(xué)生的能力發(fā)展情況進行分析，研究學(xué)生所處的發(fā)展階段。在這一環(huán)節(jié)中，教師可以采用實際調(diào)研和大數(shù)據(jù)分析的方法來定位學(xué)生的能力發(fā)展層次，進而完成學(xué)生小組設(shè)計。在學(xué)生發(fā)展界定完成后，教師可以將發(fā)展最為突出的幾名學(xué)生設(shè)定為各個小組的組長，而后按照學(xué)生的能力發(fā)展層次將其依次編入各個小組中。在小組設(shè)計完成后，教師在本課中就可以將“萬有引力定律的實際應(yīng)用探究”作為學(xué)生小組的研究主題，并給予引導(dǎo)和幫助，讓學(xué)生在小組合作學(xué)習中做出研究和探討。在學(xué)生小組學(xué)習完成后，教師還需要幫助學(xué)生做出整理，將得出的結(jié)論進行內(nèi)化吸收。通過這一過程，學(xué)生的發(fā)展就可以得到推動。

（四）構(gòu)建探究實驗，發(fā)展學(xué)生能力

實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要構(gòu)成，也是學(xué)生進行科學(xué)探究與實驗探究的重要途徑。為了達成學(xué)生科學(xué)探究核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師在教學(xué)實際中需要對自己的教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整，構(gòu)建有效的物理實驗。而為了更加有效地發(fā)展學(xué)生的能力，教師需要探究實驗作為實驗教學(xué)的主要模式進行研究。

例如：在進行“平拋運動”這一課的教學(xué)時，為了讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的發(fā)展，教師需要對自己的實驗教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整，盡可能構(gòu)建探究式物理實驗。探究式物理實驗與傳統(tǒng)物理實驗的區(qū)別在于探究式物理實驗?zāi)７铝丝茖W(xué)家進行科學(xué)探究的過程，學(xué)生在實驗探究之前并不了解實驗的最終結(jié)果，其所探究的內(nèi)容是自己通過思想提出的猜想，而通過實驗驗證猜想的過程，學(xué)生才可以得出結(jié)論。而在“平拋運動”這一課的教學(xué)中，教師就可以先不告知學(xué)生影響平拋運動軌跡的因素，而是讓學(xué)生通過合作討論的方式提出自己小組的實驗猜想，再結(jié)合實際情況選擇相關(guān)的實驗儀器設(shè)計物理實驗，進而通過物理實驗探究地進行找出影響平拋運動的因素。在實驗場所的選擇上，若條件允許的話，教師最好要將學(xué)生帶到操場主席臺，讓學(xué)生站在高處進行實驗的探究分析。在學(xué)生實驗探究的設(shè)計和實際實施過程中，為了確保學(xué)生探究的獨立性，教師需要盡可能避免直接參與，而是應(yīng)該通過問題引導(dǎo)。如當學(xué)生實驗設(shè)計出錯后，教師就可以使用以下的話語進行提問“請同學(xué)們再想想，是不是還可以進一步完善實驗?zāi)?？這一實驗設(shè)計能不能達成預(yù)期探究設(shè)計呢？”

（五）研究高考趨向，調(diào)整解題練習

為了實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的發(fā)展，教師還可以對解題練習的開展進行調(diào)整。過去很多教師迷信題海戰(zhàn)術(shù)，所開展的解題練習缺乏針對性。在當前，隨著高考命題方向的變革，應(yīng)用題型的數(shù)量明顯提升，而面向應(yīng)用題型，學(xué)生最需要的是針對性訓(xùn)練而非大量的解題。相應(yīng)地為了做出調(diào)整，教師在教學(xué)實際中就可以調(diào)整解題練習的策略，開展以應(yīng)用題型為目標的精講精練教學(xué)活動。

例如：在教學(xué)實際中，教師就可以結(jié)合高考的命題變化趨向進行研究，選擇一些實際應(yīng)用性的題目，引導(dǎo)學(xué)生進行解題練習。在其中，教師可以對歷年的高考試卷進行分析，將其中涉及實際應(yīng)用的題目摘錄出來，并針對這些題目設(shè)計學(xué)生探究方案。在實際的教學(xué)過程中，教師可以先讓學(xué)生嘗試著去完成對應(yīng)的題目，在學(xué)生思考完成后，教師再從這些題目的有效解法展示入手進行教學(xué)，讓學(xué)生分析解決應(yīng)用型題目的基本解題模型。通過這樣的解題教學(xué)設(shè)置，學(xué)生的解題能力就可以得到發(fā)展。

（六）開展探究活動，實現(xiàn)學(xué)生鉆研

活動教學(xué)是一種有效的教學(xué)方式，在實際活動的參與中，學(xué)生也可以更好地享受探究的過程，這對學(xué)生探究能力和素養(yǎng)的發(fā)展是非常有利的。為了實現(xiàn)探究活動的有效構(gòu)建，教師需要對當前的教學(xué)內(nèi)容進行研究，分析適宜選擇的活動主題，并聯(lián)系學(xué)生的發(fā)展進行學(xué)生小組的構(gòu)建。

例如：在進行“測量電源的電動勢和內(nèi)電阻”這一課的教學(xué)中，教師就可以構(gòu)建一次探究性實驗活動，讓學(xué)生探究減少該實驗誤差的方法。在其中，教師就能引導(dǎo)學(xué)生對本實驗的全過程進行分析，探究可能導(dǎo)致實驗存在誤差的操作，進而讓學(xué)生探尋調(diào)整實驗方案，減少實驗誤差的方法。為了讓學(xué)生充分感受探究的過程，教師需要把實驗室開放給學(xué)生，讓學(xué)生自由選用一些材料去調(diào)整實驗的架構(gòu)。又比如：在進行“電動機”相關(guān)知識的學(xué)習時，教師就可以開展一次模型制作活動，讓學(xué)生思考制作電動小木船、電動小汽車的方法，在其中引導(dǎo)學(xué)生使用自己所學(xué)的知識制作簡易的小型電動機。通過這樣的活動構(gòu)建，學(xué)生的思維就可以得到開辟，創(chuàng)新意識和科學(xué)探究素養(yǎng)也能得到有效的發(fā)展[2]。

（七）引入實際案例，培養(yǎng)學(xué)生興趣

物理是一門與現(xiàn)實生活存在密切聯(lián)系的學(xué)科，通過生活化內(nèi)容的展現(xiàn)可以幫助學(xué)生有效地認識到物理學(xué)科的實際應(yīng)用價值。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生就會對物理知識的現(xiàn)實應(yīng)用產(chǎn)生興趣，并更加主動地進行分析探究。

例如：在進行“電磁感應(yīng)”相關(guān)知識的教學(xué)時，為了有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣，提升學(xué)生的科學(xué)探究動力，教師就可以引入“法拉第籠”和“EMP”兩個概念。在實際的教學(xué)中，教師就可以先從法拉第的生平入手，引導(dǎo)學(xué)生認識他的卓越貢獻，而后教師再為學(xué)生展示“法拉第籠”和“EMP”兩個較為新穎的概念，讓學(xué)生思考現(xiàn)實生活中這兩種概念可能存在的應(yīng)用。為了進一步提升學(xué)生的學(xué)習興趣，教師還可以構(gòu)建一個興趣小組，讓對相關(guān)內(nèi)容感興趣的學(xué)生加入其中，通過網(wǎng)絡(luò)資源的檢索和身邊素材的利用，嘗試著制作一個小型的EMP裝置。通過這一案例的引入和后續(xù)活動的開展，學(xué)生的學(xué)習興趣就可以得到培養(yǎng)，其科學(xué)探究素養(yǎng)也能得到逐步發(fā)展。

（八）有效評價進行，助力學(xué)生提升

教學(xué)評價是學(xué)科教學(xué)的重要構(gòu)成部分，有效的教學(xué)評價設(shè)計對學(xué)生的發(fā)展有著重要的推動作用，學(xué)生可以通過教師的教學(xué)評價對自己現(xiàn)階段的發(fā)展情況做出反思和評定。在科學(xué)探究核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，教師需要結(jié)合學(xué)生的實際素養(yǎng)發(fā)展來設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)評價，推動學(xué)生發(fā)展。

例如：在一段時間的教學(xué)結(jié)束后，教師就可以結(jié)合這段時間內(nèi)學(xué)生的總體表現(xiàn)對其作出發(fā)展評定。其中，為確保進行的教學(xué)評價以學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展為主，教師需要就核心素養(yǎng)進行主要設(shè)計，分析學(xué)生的各核心素養(yǎng)發(fā)展情況。對科學(xué)探究素養(yǎng)而言，教師所進行的評價可以圍繞著一次學(xué)生探究活動來進行，評價的指標可以集中在學(xué)生得出結(jié)論的速度、學(xué)生探究的過程展現(xiàn)、學(xué)生的總體發(fā)展等。在完成了基本的評價后，教師就可以圍繞學(xué)生的實際發(fā)展情況再對其做出能力發(fā)展上的建議。如對那些發(fā)展存在缺陷的學(xué)生，教師需要幫助其轉(zhuǎn)換思路，讓其學(xué)生主動進行探究，并為其提供表現(xiàn)發(fā)展自己的機會，促進其自身學(xué)科探究素養(yǎng)的有效化發(fā)展。

結(jié)束語

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對學(xué)生的發(fā)展有著重要的意義。教師需要對自己的教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整，分析科學(xué)探究素養(yǎng)的體現(xiàn)與具體培養(yǎng)方法，進而采取相應(yīng)的教學(xué)優(yōu)化策略。

參考文獻

[1]鐘浩鵬.基于問題教學(xué)法的高中生物理科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究[D].揚州大學(xué)，2019.

[2]姜明姬，羅翀.基于培養(yǎng)核心素養(yǎng)的高中物理科學(xué)探究中的問題設(shè)計策略[J].中學(xué)理科園地，2019，15（3）：7-8-11.

作者簡介：張志文（1980— ），男，漢族，湖北武穴人，福建省福州市福清三山中學(xué)，中學(xué)一級，本科。研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。