著眼于教學原點的物理探究式教學探究

丘珺

【摘 要】本文闡明物理教學原點及回歸教學原點的探究式教學方式，將回歸教學原點的探究式物理課型分為概念和規律課、習題課、實驗課三種類型，并以此為例介紹回歸教學原點的物理探究式教學方法，以培養學生的核心素養。

【關鍵詞】物理 教學原點 探究式教學 核心素養

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）05B-0121-02

黨的十九大提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，推進教育公平，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。”2017 年版新課標進一步明確：“普通高中的培養目標是進一步提高學生綜合素質，著力發展核心素養，使學生具有理想信念和社會責任感，具有科學文化素養和終身學習能力，具有自主發展能力和溝通合作能力。”物理教學如何有效地實現這個目標？筆者經過自己的探索，認為著眼于教學原點的物理探究式教學能更有效地實現這個目標。

物理教學原點是什么？原點，即出發點。這個原點，就是不涉及技巧、方法的那個核心，就是“把學校學到的知識忘掉，剩下的那一部分”。教師有什么樣的教學原點，就會有什么樣的教學理念，就會衍生出什么樣的教學方法。物理教學原點不應該是具體的物理概念、規律，更不應該是物理題的解題結論，而應該是如何提升學生的物理學科核心素養。“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”。也就是說，物理教學原點應該是使學生通過物理概念、規律等物理知識的學習，提升科學觀念、科學思維、科學探究以及科學態度與責任。著眼于教學原點的物理探究式教學，是從學情出發、緊緊圍繞核心素養的探究式教學。

筆者認為，物理探究式教學是指在物理教學過程中，借助物理概念、規律等物理知識，引導學生經歷科學探究的部分或全部環節，培養和提升學生進行科學探究所需的能力和素養的一種教學方式。國家對科學探究的重視程度不斷加強，這從中學的課程標準中對科學探究的要求的演變即可看出。2001 年版的課標提出，教師在教學中應注重科學探究;2003 年頒布的高中課程方案提出，要“培養學生的科學探究能力”;2011 年版課程標準，將科學探究和內容學習放在同等重要的地位;2017 年版物理學科的普通高中課程標準在凝練學科核心素養時，直接把科學探究列為物理學科核心素養的四個方面之一。

目前，對物理探究式教學的研究和成果已有相當規模，筆者 2020 年 3 月 17 日在知網上搜索“物理探究式教學”，就得到包括碩士論文在內的 1449 條結果。從研究中也看到了課堂中確實存在一些物理探究式教學的誤區，比如，存在教條化現象，一節課總是一定要學生“經歷”完整的科學探究步驟，而且把這當作是否是探究式教學的標準，認為沒有實驗就不是科學探究;也存在形式化現象，認為探究式教學就一定要讓學生多回答問題，一定要走多問答這個形式;等等。如何能更好地達到普通高中的培養目標，實現教學的有效性，避免走進誤區呢？筆者結合個人教學思考和實踐，把物理課型分為概念和規律課、習題課、實驗課，談談如何進行回歸教學原點的物理探究式教學。

一、概念和規律課

概念、規律只是觀念的基礎，但物理觀念、科學態度與責任的形成絕不是背一些概念、規律就可以形成。“所謂的物理觀念，通俗地講即是物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華”，“科學態度與責任是指在理解科學、技術、社會、環境 （STSE）的關系的基礎上形成對科學和技術應有的正確態度以及責任心”。如果學生不知道為什么要引入這個概念，那么就很容易陷入為做出題目而死記硬背的誤區。這樣哪怕把題目做對了心里也茫然，更談不上提煉和升華。著眼于教學原點，緊緊抓住如何能讓物理概念和規律在學生頭腦中得以提煉、升華，了解學生學習之前對概念、規律的認識，創設相應的物理情景和物理問題，循著學生有疑問—— 猜想—— 實驗—— 結論—— 驗證的步驟進行物理探究式教學，就可以讓學生明晰物理概念，形成清晰、系統的物理觀念，并且能比較正確地描述和解釋自然現象。

以“動量”概念教學為例。學生初接觸“動量”時，最大的疑惑是，動能和動量這兩個概念都涉及質量和速度，為什么要有兩個不同的概念呢？如果能借助核心素養導向下的新版人教社教材的思路，著眼于教學原點，以學定教，那么就能凸顯物理探究式教學的優點，較好地解答學生的疑惑—— 為什么要引入“動量”這個概念？為此，在課堂上先讓學生看一個實驗——基于學情，抓住學生的疑惑啟動課堂。用兩根長度相同的線繩分別懸掛兩個完全相同的鋼球 A、B，拉起 A 球到一定高度然后放手，讓它碰撞 B 球，B 球被撞后擺到與 A 球原來相同的高度，為什么會發生這樣的現象呢？—— 基于觀察和實驗提出問題。這個臺階不高的問題引起學生進行初步思考，似乎是速度之和不變？—— 形成猜想和假設。換質量不同的 C 球，發現與質量有關—— 設計實驗、基于證據得出結論并解釋結論。學生在這樣的一步一步思考、學習中，物理概念在頭腦中得以提煉和升華。甚至，在學生對動能和動量仍有疑問或有興趣的時候，還可以引導學生進行更加深入的思考。歷史上，物理學家是怎么定義的呢？—— 介紹這兩個概念的形成所經歷的漫長的學術爭論歷史故事，這種滲透物理學史的教育能讓學生更好地領悟嚴謹求真的科學態度。

二、習題課

學生在解答物理習題的過程中，在一定程度上運用了科學思維當中的抽象模型、科學推理方法。但我們要注意，科學思維卻不能簡單等同于解題方法和解題思路，科學思維“包括了模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素”。如果僅僅是關注了題目如何解答，那么學生只能習得碎片式的結論，甚至只是知道一道題目如何解而已。因此，要著眼于教學原點，緊緊抓住科學思維的要素，利用物理探究式教學，以學生疑惑為出發點，創設平臺和情景，讓學生交流、歸納，得出初步觀點，然后對觀點進行交流、反思，最后總結歸納出更普適的方法。經歷了這樣的教學，學生更容易獲得真正的解決問題能力。比如，把問題抽象出物理模型，在新的情景中進行科學推理、論證，并有自己的創見，這不是達到了拿高分并超越了拿分數的境界了嗎？下面以筆者講評的一道高考真題為例。

2014 年全國高考理綜課標Ⅱ卷第 21 題的 D 選項，涉及了含有二極管電路的有效值問題。如圖，學生做到這題的時候，疑惑非常大，為什么參考答案里說“將二極管短路，電流表的讀數加倍”是對的？

筆者看出了學生的疑惑，馬上按物理探究式教學的思想，設計了一系列的活動：（1）上課前，老師引導學生思考，能不能把問題從高考真題中抽離出來，—— 抽象模型，聚焦問題。（2）小組討論，形成小組觀點，并給出證據，可以是推導，可以是實驗，甚至可以搜集同類型題目—— 科學推理、論證。（3）上課時小組匯報，分組進行學生互評，得出新的結論，旁引同類題—— 質疑中碰撞出火花。讓老師非常有成就感的是，因為回歸了物理教學原點，把握住了學生的疑惑，所以筆者所帶的兩個層次的班的學生都積極參與探究。最后，學生還非常自然地想到并簡單設計了驗證的實驗方案。這已經遠遠超出了普通習題課的范疇，學生在習題課里一樣經歷了科學探究的過程，而且收獲滿滿。

三、實驗課

物理是以實驗為基礎的學科，物理教學一向離不開實驗教學。但并非是說逢課必須有實驗，也不是做了實驗就是有效的教學。但是如果能著眼于教學原點，緊緊抓住學生對某個物理規律的淺層理解，充分利用學生的認知沖突、學生探索的好奇心，層層推進物理實驗課的探究式教學，那么課堂不但能異彩紛呈，而且能讓學生在較真實的情景中體驗科學研究。

以筆者的一節參賽課《自由落體運動》為例。高一學生雖然以前接觸過落體運動，對落體運動有一定的感性認識，但很多學生甚至只是記得“兩個鐵球同時落地”的結論而已，理解不夠深入，對影響落體運動的因素還比較模糊，對落體運動的運動性質還不能確定。筆者按探究問題將課分成了三個階段：（1）物體下落的快慢與質量有關嗎？—— 設置懸念，促使學生回憶、組織并開始審視已有的知識和生活經驗，激發學生學習興趣和求知欲，從生活走向物理。影響物體下落快慢的主要因素是什么？—— 對問題進行科學分析和推理。是否可以設計一個實驗證明你的觀點？自由落體運動是一種什么運動？—— 銜接勻變速直線運動規律課中的科學探究能力培養進行教學，基于觀察和實驗提出問題、形成猜想和假設，鞏固和發展學生的科學探究能力。

整節課的設計，把《自由落體運動》的重難點，即運動的本質和特點的教學，設計成物理探究式教學，使學生基本上經歷了科學探究的所有環節，讓新知識很自然地融入學生頭腦中的原有知識結構中。

綜上所述，無論是物理學科的概念、規律課，還是習題課、實驗課，也不管教學課題、教學形式如何變換、學生的層次如何，就算是疫情中的空中課堂，只要能著眼于教學原點—— 核心素養，以物理探究式教學為手段，那么就能設計出提升學生核心素養的好課，讓學生通過學科學習逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。

【參考文獻】

[1]趙 亮，徐 波.探究式教學存在的誤區[J].中國教育技術裝備，2009（10）.

[2]姚 彬.高中物理概念的“五特征”和“三類型”[J].物理教學·探討，2019（4）.

[3]葉海娟，褚云杰.基于核心素養的物理教學設計——以“生活中的圓周運動”為例[J].物理通報，2018（12）.

（責編 盧建龍）