開展探究式學習培養物理核心素養

龔秀珍

摘 要：在初中物理教學中，開展探究式學習，讓學生回歸到了主體的學習地位，也為學生提供了充分討論、表達、探究、交流的平臺，是培養學生物理核心素養的一條行之有效的途徑。本文從大膽猜想，激活期待；因勢利導，充分預設；科學操作，注意觀察；分析數據，得出結論四個方面進行了闡述，旨在提高初中物理課堂教學效率。

關鍵詞：初中物理；探究式學習；核心素養

學生物理核心素養的形成離不開教師的幫助與引導，隨著課程改革的推進以及科學技術的發展，“滿堂灌”的傳統教學方式已經無法滿足時代的需求，也難以培養出具有物理核心素養的學生[ 1 ]。而探究式學習，以探究為主，教師主要起到引導誘發的作用，讓學生回歸了主體的學習地位，為學生提供充分討論、表達、探究、交流、體驗科學結論獲取的過程的平臺，使學生養成嚴謹的科學態度和獨特的創新思維。以下是我在推進探究式學習的一點經驗。

1 大膽猜想，激活期待

愛因斯坦曾經說過，“想象比知識更加重要，知識是有界限的，而想象卻能環繞整個世界。”探究式學習中，大膽猜想也是一個能激發學生學習熱情與興趣的重要環節[ 2 ]。物理是一門與日常生活息息相關的科學，因此教師在教學中可以從日常生活中的現象出發，鼓勵學生們大膽猜想，進行期待性探究。

以初二物理上冊第7.3節《二力平衡》的教學為例。在本節中，學生將會學習有關二力平衡和摩擦力的有關知識，二力平衡是非常重要的概念，在以后的物理學習中，它也是關鍵的狀態條件。因此我希望學生通過探究式學習的方式，從本質和原理上掌握二力平衡的條件，為以后學習做好準備。課堂開始，我為學生們提出了一個問題，“為什么人可以穩穩的站在地面上不會晃動，在勻速行駛的汽車上也不會搖晃，但是在公交車上就會來回晃動呢？”對于這種習以為常的現象，學生們平時顯然沒有太多思考，在我的提問下，爭相討論起來。有學生說，“因為有地面托著我們，所以我們站著的時候就不會晃。”又有一位學生進行反駁，“在公交車上的時候也有座椅托著我們啊，但是我們還是會前后晃動。”另一位學生提出了自己的猜想，“上一節課我們學習了重力，重力是往下拉著我們的，我們不動的話，肯定是因為還有一個力托著我們，而且和重力是一個方向，來回晃動是因為我們還受到了別的力。”并在黑板上畫出人的受力分析圖如圖1所示，指出兩個箭頭指向人受力的兩個方向。另有一位學生聯系前面的內容補充道，“我們在勻速行駛的汽車上，也是受到重力和座椅支撐我們的力，因此我們也不會晃動，而是和汽車保持相對靜止。”就在這樣的猜想與討論中，學生們越來越接近問題的本質，雖然在言辭上可能仍不夠嚴謹，但是已經描述出了平衡的條件，理解了平衡的概念。

在這樣的期待式探究學習中，學生們從問題出發，大膽猜想，很好地理解了知識的本質和原理，激發了學習的興趣，為以后的物理學習打下了扎實的基礎。

2 因勢利導，充分預設

在探究式學習的過程中，學生們會有許多的猜想，那到底哪個猜想是正確的呢？教師對學生的猜想給出直接的判斷是不能很好地讓學生掌握問題的原因，只有學生親自檢驗才能使其形成深刻的印象，而且能培養他們的動手能力。因此教師應因勢利導，鼓勵學生通過實驗對猜想進行驗證[ 3 ]。

仍以初二物理上冊第7.3節《二力平衡》的教學為例。我為學生們準備了鉤碼、彈簧測力計等，鼓勵學生設計實驗對他們的猜想進行驗證。有一組學生驗證了靜止狀態下平衡的條件。該組學生非常有創造性的想到了，就靜止狀態下人的平衡而言，有地面托著的靜止的人，可以等價于有一繩吊著的靜止的人。于是他們設計實驗，將小鉤碼模擬人，由彈簧測力計拉著鉤碼，多次測量、讀取彈簧測力計的示數，記下拉力值，利用公式F=（F1+F2+F3）/3，多次測量取平均值得到誤差最小的拉力值。然后利用前面所學的重力計算公式G=mg，即可得到鉤碼所受重力。通過比較拉力與重力的關系，他們得出了靜止的鉤碼所受拉力等于重力這一結論。接下來他們進一步探究二力平衡時的方向問題，發現無論最開始如何設置彈簧測力計的方向，當鉤碼靜止時，彈簧測力計一定是豎直方向的，驗證了他們關于二力等大反向的猜想。由于勻速運動下力的測量，在現有實驗設備下會出現很大的測量誤差甚至錯誤，因此由我通過DIS演示實驗，幫助學生們進行探究。此外，還有學生提出，今天坐公交車回家時，他會坐在比較靠前的位置，注意一下司機的車速，看看在什么情況下，他能在公交車上保持平衡，而什么情況下又會晃動。這使我感到驚喜與欣慰，學生能夠利用生活中的一些工具對自己的猜想、課堂上所收獲的結論進行驗證與探究，這種思維習慣對于學生以后的物理學習是有益的。

學生進行自主探究，設計實驗來驗證猜想，相比于模仿教師制定的實驗過程驗證實驗結論，能更好地理解知識，還可以培養學生的創新思維，有利于物理核心素養的培養。

3 科學操作，注意觀察

一個實驗能得出正確的結論，科學的操作與及時的觀察是十分重要的[ 4 ]。我們都知道電磁感應定律E=nΔ？準/Δt是由法拉第提出的，但其實安培也曾經做過探究感應電流的實驗，但因為他只注意線圈通電達到穩定狀態時的情況，而沒有注意電流通、斷瞬間線圈的情況，錯失發現感應電流的良機。由此可見科學操作與注意觀察對于正確結論的得出有多么重要。

比如在初二物理上冊第4.3節《光的折射》教學時，我安排了一次探究性實驗讓學生理解掌握光的折射規律及其全反射。我為學生們提供了激光筆、盛水的密封小圓盒以及半圓形的玻璃磚。在實驗時，我引導學生自主探究入射角與折射角的關系，讓他們比較水和玻璃對光的折射程度是否相同。但在實驗過程中，有一些學生在角度測量時遇見了問題，半圓形玻璃磚十分光滑，量角器難以在其上固定，學生無法測出入射角α和折射角γ的準確值。這是他們實驗操作不夠規范導致的，規范的操作是，在紙上描出半圓形玻璃磚的輪廓，找到半圓形玻璃磚的圓心，每次測量時，將半圓形玻璃磚置于紙上，在描好的輪廓上記下各入射點和折射點，然后直接用量角器測量紙上的這些點，這樣就能得到較為準確的角度了。學生們自己折騰了半天也沒有測出幾組數據，在我介紹完這種操作后，學生們很快就得到了足夠的數據。此外還有學生反映找不到光的全反射時的入射角，不是折射出去就是直接在內部反射了。于是我和他們一起尋找，緩慢移動激光筆并仔細觀察，最終找到了全反射時對應的入射角，他們自己又試了一次，認真觀察使他們獨立地找到了一次入射角。

實驗是物理學習中至關重要的一個環節，實驗的操作以及實驗現象的觀察更是重中之重，教師在引導學生進行探究式學習時，也要注意培養學生科學操作、及時觀察的科學素養。

4 分析數據，得出結論

這是實驗的最后一步，在實驗過程中起著總結以及畫龍點睛的作用。教師一定要趁熱打鐵，讓學生在實驗結束后即對實驗數據進行分析，得出最終的結論，這樣才能有事半功倍的效果，也利于學生養成科學的物理學習習慣[ 5 ]。

比如在初三物理下冊第14.4節《科學探究：串聯、并聯電路的電流》與14.5《測量電壓》教學時，學生們探究了串聯、并聯電路的電壓電流關系，這個探究實驗比較好做，實驗數據分析也十分容易。學生通過對數據的分析，很容易地發現了串聯電路電流處處相等，并聯電路電壓處處相等的規律。但是我們還可以進一步探究，串聯電路的總電阻是多少呢？并聯電路的總電阻呢？能不能給出一個理論上的證明？這樣就把實驗以及學生的思維又推進了一步。在實驗完成后，學生們用歐姆定律U=RI，成功地證明了串聯電路總電阻等于各串聯元件電阻之和R=R1+R2的結論。

實驗結束后，及時分析數據，如果條件允許還可以進一步對結論進行探究，這對于物理學習無疑是十分有益的，既能鍛煉學生的分析能力，又能鍛煉學生運用已學知識的能力。

綜上所述，這四個環節既能有效地培養學生對于問題的探究能力、分析能力以及解決能力，又能鍛煉學生的動手能力、理論與實際相結合的能力以及創新思維，是實踐推進探究性學習的一個思路，也是培養學生物理核心素養的一條行之有效的途徑。

參考文獻：

[1]周忠武. 初中物理探究學習環境的設計與應用研究[D].長春：東北師范大學，2012.

[2]潘桂珍. 初探初中物理探究教學中滲透科學方法的教育[J]. 科教文匯（下旬刊），2013（8）：153-154.

[3]趙元. 初中物理探究式實驗教學的策略分析[J]. 赤子（中旬），2013（11）：84-85.

[4]王福明. 初中物理探究教學對學生思維能力的培養研究[J]. 教育教學論壇，2013（47）：186-187.

[5]劉健智，何杰平，肖曉蘭. 農村初中物理科學探究教學現狀實證分析[J]. 中國教育學刊，2011（8）：64-67.