核心素養中科學探究在課堂的實施思路

趙偉

物理學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。“科學探究”是物理學科核心素養的一個重要方面。在科學探究中，探究式學習是新課程改革大力提倡的學習方式。在物理課程實施中有效開展科學探究學習，需要教師正確理解科學探究的意義。高中的“科學探究”就是學生通過經歷與科學工作者進行科學研究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。

如何在課堂教學實施科學探究、如何設計課堂、如何獲得好的效果。要實現科學探究的教育教學的目標，培養出核心素養，必須要先對科學探究的實質和特點有一個清楚的認識。教師首先要理解它，根據實際情況制定出課堂實施方案，然后正確地使用它。

一、實施科學探究的準備階段

（一）教師的準備

科學探究對教師的備課要求更加全面，學生探究過程中會出現很多新的情況，甚至出現教師也未曾想到的問題。由此，教師在探究前將要付出更多的時間去考慮探究過程出現的問題和應對方案，用更多的精力去準備課程。

首先，教師備課時更要注重學生的實際情況，要考慮學生實際水平的差異，依據學生探究能力的高低把能力不同的學生分組，有意識地培養學生的分工、合作、交流的能力。不同的團隊可以有不同的探究課題，指導學生完成：1.提出問題（提出假說）;2.查找資料，分析問題，提出探究的可行性方案;3.解決問題，通過探究的過程現象或數據分析發現規律進而通過歸納形成簡潔的、具有普遍意義的結論。能分析實驗中存在的誤差，能判斷實驗中的誤差來源，能寫出完整的科學探究報告。教師的指導讓學生有信心有能力完成。

其次，探究問題的設計。現在我們所用的教材很多地方探究的結果已經顯示在教材中，學生做過預習后，就已經知道了結果。對于已知結果的探究，實際意義已經不大，學生對這樣的探究興趣和參與性都會不足。這種情況下，作為教師，應該在課堂上準備一些與該知識緊密聯系的相關課題探究。要求既要突出知識，又要有探究的價值。這樣的學生參與才有活力。例如，在《自由落體運動》一節中，教師先引導學生首先設計一個探究課題：“空氣密度對物體運動的影響”，由淺入深，循序漸進，便會找到自由落體中的規律，既學習了知識，又探究了知識，得出了結論。又如《滑動摩擦力》一節，引導學生探究物體的接觸面大小與摩擦力的關系課題等。所以教師的引導很重要。教師引導學生根據課堂的需求提出課題。一節課教師的引導不能太直接，不然學生很容易發現問題，不能培養學生提出問題的能力，而過于隱藏學生又發現不了問題，所以教師課堂上的設計尤為重要。

最后，在學生探究的階段教師的指導必不可少。教師從學生選擇問題的提出就開始指導，到學生的學習得到結果，從資料的收集到撰寫探究報告。從合作交流到學生心理素質的指導，學生的每一步都離不開教師的精心指導。教師在指導學生完成探究方面要做好充分準備。

課堂實施科學探究既要學生獲得結論又要學生注重過程;既要學生學生參與又要兼顧進度，既要考慮全體學生又要兼顧個體差異，既要獲得知識又要注重效率，既要突出學生的主體地位又要防止學生顧此失彼，既要獲得知識又要培養核心素養。所以教師的準備要詳細而又要全面，對教師的要求較傳統教學更高，更細致。

（二）學生的準備

1.知識的準備

科學探究的前提是有足夠的基礎知識。沒有從學科學習獲得的知識開展科學探究，只是無源之水無本之木，根本無從談起。科學探究就是發現問題、分析問題、解決問題，這些都要有雄厚的基礎知識作為鋪墊。而提出假設，更是基于客觀事實的基礎上，利用掌握的知識，合理地推斷而絕非主觀臆斷，能對自己提出的問題進行可行性的評估。由此作為學生要進行科學探究的前提就需要把基礎知識學好、學到位、學扎實。

2.能力的準備

由于科學探究需要有更高的能力，要求學生在平時學習中注意自己能力的培養。

第一，收集、整理資料的能力。提出問題后對問題的分析時需要查找的資料很多。查找、收集、整理、分類是對問題全面分析的條件。繁雜的資料只有進行加工處理后，方能用于分析問題，提煉觀點。因此，對所收集的資料，學生們要結合提出的問題，分門別類地進行組織整理。對資料的整理，涉及到材料的去偽存真，去粗取精，剔出糟粕，保留精華，對所加工的資料能分析推理。學生要有收集、整理、分析資料的能力。

第二，試驗能力。基于實驗目的實驗設計一個方案，設計時需要對實驗過程中的問題進行預估分析，需要對實驗器材進行統籌安排。實驗方案設計過程中，把握好主要方面和次要方面，對實驗方案進行不斷改進和創新，能用多種方式解決問題的能力，從而尋找解決問題最佳方案。能準確地記錄數據并能對數據進行處理，并且能用簡潔、直觀的形式表達結果，會分析誤差產生的原因和提出減小誤差的方法。

第三，與人合作交流的能力。探究需要小組成員的共同協作完成，需要大家分工合作。探究活動是小組集體的事情，而不是某個人的事情，必須根據小組成員各自的特長，將組內任務職責分工到個人，使學生明確自己活動中的責任，做到小組內“人人有事做，事事有人做”的活動有序開展。加強溝通，相互交流，能準確表達自己的觀點。有時觀點不一致時，還要學會避免沖突。也不能因為工作的多少，付出的多少產生矛盾，小組合作要有調解糾紛協調工作的能力。

第四，書寫表達能力。雖然經過探究活動后，學生已經有了關于本次研究的結論，但還需要對研究的整個情況做一總結，已達到交流的目的，這只是科學研究中一項重要工作。研究成果總結主要以探究報告的形式出現，通過這個報告說明課題組做了什么工作，提出了什么問題，研究步驟是怎樣的，研究的結論是什么，引用的參考文獻有哪些。學生要以比較正規的書寫方式寫出自己小組的探究報告，報告要詳細而準確、條理清晰、過程準確、結論清楚。

二、科學探究的實施階段

（一）提出問題

提出問題就是提出探究的課題。根據課堂老師提出的問題或在課堂學習中遇到的問題，提出要探究的問題，課堂上實施科學探究的要考慮兩點：一是課題要為課堂教學的需要;二是選取的課題應滿足學生自身發展和提高的需要。課題過大，花費時間過多，困難過多，不易完成也不一定滿足課堂需要;課題太小是也沒必要探究。學生選題時，教師可做適當的指導。

（二）對提出的探究問題進行研究分析，提出結論假設

圍繞選題，查找相關資料，對資料、分析整理，對于問題進行全面的綜合分析，討論交流，提出科學的預判結論。同時對探究過程的可行性、探究條件的要求、探究過程中可能遇到的困難以及解決困難的方法，做出科學的評估。教師可做適當的指導。

（三）寫出探究報告申請

對提出問題的解決，如果探究課題比較小，容易解決且不需要實驗條件的限制的話，可以直接進行探究;如果需要實驗的，則可申請實驗室的幫助，需要寫出探究報告申請。探究報告一般分為：問題提出、對結果科學的假設、制定實驗方案、對實驗器材要求、數據的記錄與處理。對結果的科學研判、實驗中的困難，做出詳細準確的論述，申請實驗室做實驗。指導教師根據報告申請做出指導修改建議或批準申請。

（四）精確實驗得出結論

進入實驗室后，按照實驗的既定方案，科學、高效實驗，得到實驗數據。對實驗進行檢查，認真地核對實驗數據，數據處理、分析誤差、反復論證得到實驗的結論。通過實驗，獲得探究的成果。

（五）撰寫探究結題報告，總結提升

探究結束，要寫出探究結題報告，由指導教師和學生代表組成評審團。評審團提出的問題由課題組成員答辯，最后評審團進行評審，作出該項研究是否合格的決定。不合格的項目要重新進行研究;合格的項目需要把探究的結論告知所有同學，使同學們學習、領悟探究的結果，并應用在平時的學習中。探究的小組的勞動獲得認可。評審團還要對整體探究進行評價并且評判該課題是否有繼續深挖的價值;鼓勵學生繼續努力探究，總結提升自己的知識和能力水平，培養核心素養。

三、探究的反思提高

學生的研究工作結束以后，還有最后一步重要的工作，那就是反思提高。這一階段就是讓學生回過頭來，對自己的整個研究過程，自己的表現、所用的方法作一回顧總結，從而豐富自己的經驗，學會探究學習。課堂實施科學探究的真正目的不在于完成一項研究，更重要的是要讓學生學會方法。反思這一步特別有助于知識技能的遷移，有助于個人能力的提高。

總之，探究學習十分強調學生獨立和主體作用的發揮，但學生畢竟不是已具備了獨立研究能力的專家，教師的指導是十分重要的。可以說學生研究水平如何，取決于教師的指導質量和指導藝術，在探究學習中，教師的主導作用不是削弱了，而是要求更高了，大大加強了。在物理的教育教學中改變課堂教學模式，提高課堂的效率，調動學生積極性，培養探究精神，培養學生終生學習的習慣，都不是一蹴而就的，需要教師付出更大的努力去研究、對比、論證和推廣。

參考文獻：

[1]普通高中物理課程標準（2017年版）人民教育出版社.

[2]張慶林、楊東?高效率教學?人民教育出版社.

[3]趙才欣、韓艷梅等?如何備課?華東師范出版社.

★ [課題]：本文系2019年度河南省基礎教育教學研究項目《核心素養中科學探究的課堂教學研究》（JCJYC19061042）研究成果