合作探究與初中物理實驗操作素養的培養
——基于中學物理“三步四環五課型”教學模式下的思考

（湛江市坡頭區官渡中學 廣東湛江 524151）

一、中學物理“三步四環五課型”教學模式簡介

中學物理“三步四環節五課型”模式課堂教學模式包括三個步驟：課前預習、課內探究、拓展提升。“四環節”是指課內探究的過程中要體現“自主學習、合作探究、精講點撥、有效訓練”四環節。“五課型”是指：新知探索課、實驗探究課、習題訓練課、知識梳理課、測試講評課等。

實驗探究課的模式如下：

1.課前預習

老師：第一，確定實驗的目的，圍繞本課程的重點和難點進行研究，并準備預習計劃，提前2天發放給學生。預習課程要求：了解實驗的企圖和原理，溫習已學過的相關的實驗或操作，設計實驗方案。二是老師針對這節課的實驗內容，提前預備好實驗儀器、藥品。預測出在實驗中學生會出現的問題及所需時間。

學生：知道實驗的目的，認識實驗的原理。依據實驗原理的相關要求，進一步對實驗所設計的有關基礎知識和基本方法進行有針對性的復習回顧。

2.課內探究

（1）自主學習

老師：修改和設計學生預習計劃的實驗方案；檢驗實驗室設備；解釋實驗目的并分配實驗任務。

學生：學生們之間相互審核以完成溫習的案例，討論、比較和修改實驗探索方案的設計。進一步熟練掌握實驗儀器和對實驗程序的理解。

（2）合作探究

老師：在實驗中指導學生分析實驗原理，闡明實驗原理、步驟和問題，強調安全和需要注意的實驗問題。

學生：a分組探索：學生在獨立思考的基礎上，在學習小組中分享自己的學習體驗和成效，提出各自的方法進行實驗，經過討論達成共識。然后，團隊成員合作完成實驗探索并記錄實驗結果或數據。在小組內討論對方的結論，同時，對實驗研究的結果進行反思，分析其優缺點。b組際交流（班內展示）：小組代表介紹小組的實驗步驟、結果或數據，經過各組代表的分享，激起學生的探討，達成了突出的共識結果，并對問題的結果進行了修訂。

（3）精講點撥

老師：通過對實驗結果的論證，給出了實驗結果，幫助學生理清了實驗不成功的問題所在，同是進行了修正。對于重大問題或有問題的學生，老師應及時引導、點擊、擴展和改變，讓學生在課堂上發散思維，進行探討，使學生能夠從根本上處理問題。

學生：仔細聽老師的解釋，總結實驗，分析誤差。

（4）有效訓練

老師：老師依據實驗的調查結果，準備相似的實驗或練習題進行加強練習。

學生：完成實驗設計及存在的問題，完成實驗強化練習題，加深對實驗探究的理解和鞏固。反思總結、提升實驗探究能力。

3.課后提升

老師：設計適量與本實驗相關實驗練習題或類似實驗，以鞏固實驗探究能力。

學生：根據實驗過程、結果、結論進一步總結實驗，做好反思總結。完成分層次的實驗練習題。做好相關的探究實驗。

二、初中物理學科的核心素養

學生的核心素養不是抽象的，它必須通過各學科課程的學習來落實。因此每個學科都要研究本學科能為學生發展核心素養做什么，所以在此基礎上還必須制定出各學科的核心素養。從學科本質出發，對照學生發展核心素養框架體系的要求，明確本學科對學生發展核心素養的貢獻。聯系初中物理學科，其核心素養應包括以下四個方面：

1.形成物理基本觀念

隨著時間的流逝，我們在學校里學到的很多東西都會褪色，甚至被遺忘。只有知識升華后留存在我們思想意識層面的東西。

當一個學生忘記了所有具體的物理知識時，他腦子里還剩下什么？它應該是學生從物理學的角度，通過物理知識的研究來認識事物和解決問題的思想、方法和觀點，即根植于學生頭腦中的物理學的基本概念。物理學的基本概念包括物質、時間和空間、運動和物理值的概念。

2.掌握科學探究方法

學生的能力和過程方法是不可分割的，必須通過一定的科學的訓練方法來獲得能力。科學探究是學生的學習目標。在物理教學中，學生必須像科學工作者一樣經歷類似的探索過程，以理解科學的探究方法，發展科學的探究能力，并能夠提出問題和形成假設。并通過科學的方法來檢驗、得出結論，體驗科學探索的樂趣，培養科學創新的精神。

3.形成良好科學思維

思維是人腦對客觀事物的一種間接而普遍的反映。它是一個基于表象和概念的分析、綜合、判斷和推理的過程。科學思維是形成并應用于科學認知活動和處理感官認知材料的方法和途徑的理論體系。物理課的教學應通過培養學生的科學思維，引導學生尊重事實和證據，具有積極的意識和嚴謹的認識態度；合理而務實，邏輯清晰，能用科學的思維方式去理解事物，解決問題，規范行為。

4.培養正確科學態度

什么是科學態度，是一種符合事物客觀規律的理解，相應地在言行上有相應的表現，即包括正確的理解、健康的情感、科學的行為。隨著物理課程標準的逐步實施，學生科學素養的考試越來越受到重視。作為一線物理老師，為了適應這種變化，必須更加重視學生科學素養的培養。在教學過程中，我們必須堅持傳授必要的科學知識和技能。以培養科學態度、科學情感和科學價值觀為主，以培養學生創新精神為中心，以發展科學方法應用的行為習慣為中心，以理解科學、技術和社會的關系為背景，它滲透科技意識，提高學生的科學素養。

三、我校學生實驗現狀調查

為了準確了解本校九年級物理實驗意識、實驗態度和實驗能力的現狀，更有效地貫徹新課程理念，落實三維課程目標，為了更好地開展新課標教材的物理實驗教學，我對本校九年級學生進行了問卷調查。

1.調查目的

通過調查了解初中階段學生的物理實驗情況，以便更好地開展新課標教材的實驗教學，更有效地貫徹新課程理念，落實三維課程目標，培養學生的實驗操作素養。

2.調查方法

問卷調查法

3.調查對象

為了能與新教材的實施同步進行，調查對象選擇我校九年級215名學生。

4.調查結果

表1：問卷調查結果

5.結果分析

從以上調查數據來看，學生對實驗的看法和愿望是好的，但從新課標對實驗的要求來看，又存在明顯的不足：

（1）學生普遍對物理實驗感興趣，認為物理實驗很重要，而且喜歡實驗結果事先不知道，需要探索的探究性實驗。

（2）學生對實驗過程的重視程度不夠，過分關注結果。這一點從第3項可以看出來，這與長期以來的應試教育有關，只關注學習的結果，不關注學習過程，一考定終身，沒有過程性評價，缺乏這種評價的激勵作用。

（3）缺乏主動探究的意識，動手解決問題的能力，希望在實驗之前老師能詳細講解實驗原理與步驟，自主學習、自主探究的能力有待于進一步提高。從第5、7、9項可以看出來這一點。這與長期以來傳統實驗教學講的過細，方案、步驟都是書上現成的，學生只須按照書上的方案、步驟操作，缺乏創新和主動探究未知事物的意識。

（4）實驗中學生的主體地位沒有得到重視，學生希望在實驗中親自動手，自主實驗。但在實際教學中，老師包辦太多，統一的方案、步驟、結論等，學生對這種教學模式普遍不喜歡。從第9項可以看出。

四、從合作探究對初中物理實驗操作素養的培養談談實驗探究課的教學

1.開展合作學習，讓不同學生都獲得發展

合作學習是一種有效的教學形式。學生分為4至6人一組。在老師的指導下，他們從事學習活動，共同完成老師指派的學習任務。這有利于師生之間的情感交流和信息交流，有利于思想的影響和智慧的迸發，能夠增強學生的主體意識，使學生成為教學活動的積極參與者。合作與交流創造了一種氛圍，學生們在這種氛圍中急切地提出問題，參與解決問題的教學過程。在合作學習中，學生能夠主動思考和表達自己的意見，這不僅使課堂學習氣氛輕松愉快，而且使學生的認知能力得到充分發揮。尤其對于在知識結構、能力水平、學習進度和個性特征上有明顯差異的學生，合作學習通過學生之間的互動、知識和技能，彌補了無法教給每個學生的老師的不足。達到人人教我，我教人人的目的。通過相互提問和討論、合作和交流，解決學生的共同問題。老師沒有必要作全面的解釋。它也避免了課堂上過于枯燥的教學氣氛，同時也讓老師有時間解決個別學生的問題。

2.加強以學生為主體的探究性學習

在初中物理中，實驗現象往往是形成興趣的思考基礎，重視實驗教學是初中物理教學的重要組成部分。許多知識點在實驗探索的基礎上顯示物理現象，找出物理規律，學習物理知識。以培養學生的實驗操作素養和學科素養。在教學中，要注重培養學生的探究方法，培養探究精神，提高探究能力，培養學生的核心素質。因為初中生剛剛接觸到物理學，在科學探究中要獲得知識、掌握技能、形成正確的價值觀，是一個長期的過程，它需要長期的訓練和鍛煉，從不確定到熟練。這就要求老師選擇適當的課程內容，采取適當的教學形式組織教學活動。這不僅能激發學生學習物理的興趣，還能鍛煉學生的探索能力。如在教學《平面鏡成像》，根據學生的生活環境和生活經驗，可以安排課外作業：回家看著鏡子，看看和真實的你有什么共同點，什么是不同的。在此基礎上，探索平面鏡成像的特點，學生有了第一手材料，就降低了探究的難度，必將得到很好的效果。在探究活動中，學生應盡量大膽猜測，不設限制，不約束學生根據老師心中的少數答案猜測，不利用老師的思維來控制學生的想象力。老師應該鼓勵學生進行思考，然后有選擇地進行測試。這個探索性實驗學生可以自己做。學生們不會的，老師要找一個做示范實驗的方法，老師不要負責到底，讓學生真正體驗探索的喜悅，享受成功的喜悅，從而增加探索的興趣，開發探索的能力。

3.培養學生良好的實驗習慣，使之形成科學的實驗素養

實驗操作的全過程包括儀器調整、觀測操作和儀器布置。老師要自覺培養學生良好的實驗習慣，使他們形成科學的實驗素養。首先，在實驗之前必須對儀器進行預先調節。根據需要，有些儀器位置應該水平安裝，有些應該垂直安裝。儀器之間的聯系也應符合某些要求。例如，在電氣實驗中，電路連接必須是正確的，并且還必須考慮到觀察、操作和檢查的方便性。所述支架上的儀器應保持同軸。測量儀器必須先作零調整。當某些條件改變到零點時，零點必須重新調整。例如平衡位置的變化、彈簧刻度的張力方向的變化、萬用表的電阻范圍的變化，零點必須重新調整。各種儀器的使用必須按照一定的操作規范進行。禁止任何違反操作規則的行為。

操作必須是合理的。例如，在檢查電路后，應連接另一個電源連接列，并關閉開關。觀察儀器時，視線應垂直于標度面。設備必須按一定的順序分類。進行電氣實驗時，應先切斷電源，然后拆除連接電源的接線柱。儀器整理應有利于儀器的維護。例如，托盤平衡碼是零的，在橡膠環墊上，學生電秤螺旋按鈕旋轉到最小，通用表盤旋鈕被拉離電阻文件，滑動可變電阻滑動臂滑到同一側，并有傳動裝置。儀器會松開傳動帶等。通過教學實踐，對結構體系進行了以下調整：（1）22個學生群體實驗中的10個改為邊學邊實驗；（2）145個示范實驗中的41個改為邊學邊實驗；（3）22個小實驗中的8個和18個實驗中的13個被改為邊學邊做實驗；（4）增加了4個新的邊學邊做實驗。調整后，初中物理實驗的結構體系趨于合理，有利于提高物理教學質量和學生的實驗能力。我們看到以下三個優點：

①學生實踐的機會增加了。使用天平、刻度尺、滑動變阻器、安培表、伏特表、彈簧秤等基本實驗儀器的學生數量普遍增加，增加了學生操作的機會，更有利于培養學生的實驗技能。

②改變了以往的“老師示范、學生聽課”教學格局，推動了初中物理教學方法的改革。提高了實驗在物理教學中的作用和地位，增加了學生進行實驗和探索知識的機會。學習積極性和主動性都有所提高，使學生在實踐中逐漸養成良好的實驗習慣和科學態度，實驗能力不斷提高。

③初中物理教學質量有了很大的提高。學生實驗數量的增加，使初中物理教學更加符合當代初中學生的心理、生理特點和認知規律，從而更好地激發學生學習物理的興趣，而且學生有更多的機會用手、腦、口來積極學習物理。在物理科學和理解方面，它更有利于學生掌握物理知識。這充分反映了物理學科是以實驗為基礎的，也是現代教育思想所提倡的。