基于科學探究素養培養的高中物理教學研究

摘 要：在當前，核心素養的教學培養已經成為教師進行教學研究的重要方向，教師需要針對學生核心素養的發展進行教學方法的選擇和構建，想辦法開展有效的學生核心素養培養教學。本文對高中物理教學中學生科學探究素養的教學培養方法進行了研究，并聯系實際提出了幾點教學調整方案。

關鍵詞：科學探究;核心素養;教學研究;命題分析

如今，核心素養已經成為一個熱門話題，教育改革的重要目的之一也是實現學生核心素養的教學培養。為了實現學生核心素養的有效培養，教師需要對其構成與價值進行分析，并聯系自己的教學設置分析將核心素養培養融入教學之中的有效策略手段?？茖W探究是高中物理核心素養的重要構成，其所指的主要為提出物理問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，基于證據得出結論并作出解釋，以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力，對學生的發展有著較高的價值。為了實現學生科學探究核心素養的培養，教師在教學中需要圍繞其構成進行設計，開展相應的教學。

一、核心素養培養價值淺析

核心素養的價值主要體現在三個方面：（一）推動學生的能力發展;（二）幫助學生掌握有效的學科學習方法;（三）新高考的命題考查要求。其中在第一個方面，所展現的是核心素養的能力展現，第二個方面所指的則是具體學科的學習展現，學科核心素養對應的往往是相關學科有效學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的教學評價考查要求，這預示著未來的高考命題也會圍繞著核心素養的發展來進行。反應到物理學科中，高考命題可能更加趨向于探究應用型題目。由上述三個方面基本可以明確，核心素養的培養對學生的發展有著較高的價值，教師需要想辦法通過教學的設計來推動學生核心素養的發展。

二、實現科學探究素養培育的高中物理教學策略分析

（一）轉變教學理念，凸顯學生作用

學科探究素養的培養需要學生親身地進行科學探究，相應的教師在教學實際中需要轉變傳統的教學理念，改變以理論講授為主的教學方法設計，使用更加可以凸顯學生作用價值的教學方法進行教學。

例如：在進行“力的合成”這一課的教學時，為了有效地發展學生的科學探究能力，給學生創建進行探究分析的機會，教師就可以對教學方法進行調整，使用小組合作教學方法來進行教學的設計。在其中，為確保小組合作教學可以發揮出預期的作用，教師需要對學生的能力發展情況進行評測，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，其總體學生發展情況相似，且能保證各小組都可以達成預期的探究目標。對于“力的合成”這一課的合作學習來說，教師可以將學生劃分為4至6人的小組，并為學生提出以下的探究任務：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系。為了輔助學生小組開展有效的探究，確保學生的能力可以得到有效發展，教師還可以在學生進行小組合作時，為其提供一些本科相關的微課材料，讓學生作為借鑒參考。像這樣，通過學生小組合作的學習，學生的作用就可以得到凸顯，其科學探究素養也就能得到有效的發展。

（二）設置有效問題，開展研究性學習

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

例如：在進行“超重與失重”這一課的教學時，教師就可以結合本課的教學內容進行設計，構建研究性學習。在本課中，為了達成研究性學習的開展，教師可以使用小組合作教學法進行教學，也可以使用問題導學的方式來進行教學設計。接下來，筆者就利用問題導學法開展研究性學習的方式進行淺析。為了實現問題導學法的有效使用，教師需要在課下進行相關問題的設計，并根據學生可能的回答，預設一些回饋的追問。筆者在本課的教學中所設計的主要問題如下：“超重是什么？失重又是什么？”“同學們坐過電梯嗎？電梯加速或減速時你身體的感覺有什么不同呢？”“這一現象發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象么？”“宇航員在太空中存在失重現象，這種失重現象又有什么表現呢？”在追問回饋的預設方面，筆者采用了如下的方法：如對問題“同學們坐過電梯嗎？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，筆者預設的追問是“為什么會出現這種感覺呢？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，學生就可以圍繞著問題的思考進行研究性學習，其能力也能逐漸地得到發展。

（三）聯系學生發展，構建學生小組

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

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

（四）構建探究實驗，發展學生能力

實驗教學是物理教學的重要構成，也是學生進行科學探究與實驗探究的重要途徑。為了達成學生科學探究核心素養的培養，教師在教學實際中需要對自己的教學設計進行調整，構建有效的物理實驗。而為了更加有效地發展學生的能力，教師需要探究實驗作為實驗教學的主要模式進行研究。

例如：在進行“平拋運動”這一課的教學時，為了讓學生體驗科學探究的過程，實現學生科學探究素養的發展，教師需要對自己的實驗教學設計進行調整，盡可能構建探究式物理實驗。探究式物理實驗與傳統物理實驗的區別在于探究式物理實驗模仿了科學家進行科學探究的過程，學生在實驗探究之前并不了解實驗的最終結果，其所探究的內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，學生才可以得出結論。而在“平拋運動”這一課的教學中，教師就可以先不告知學生影響平拋運動軌跡的因素，而是讓學生通過合作討論的方式提出自己小組的實驗猜想，再結合實際情況選擇相關的實驗儀器設計物理實驗，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，教師最好要將學生帶到操場主席臺，讓學生站在高處進行實驗的探究分析。在學生實驗探究的設計和實際實施過程中，為了確保學生探究的獨立性，教師需要盡可能避免直接參與，而是應該通過問題引導。如當學生實驗設計出錯后，教師就可以使用以下的話語進行提問“請同學們再想想，是不是還可以進一步完善實驗呢？這一實驗設計能不能達成預期探究設計呢？”

（五）研究高考趨向，調整解題練習

為了實現學生科學探究素養的發展，教師還可以對解題練習的開展進行調整。過去很多教師迷信題海戰術，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，應用題型的數量明顯提升，而面向應用題型，學生最需要的是針對性訓練而非大量的解題。相應地為了做出調整，教師在教學實際中就可以調整解題練習的策略，開展以應用題型為目標的精講精練教學活動。

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

（六）開展探究活動，實現學生鉆研

活動教學是一種有效的教學方式，在實際活動的參與中，學生也可以更好地享受探究的過程，這對學生探究能力和素養的發展是非常有利的。為了實現探究活動的有效構建，教師需要對當前的教學內容進行研究，分析適宜選擇的活動主題，并聯系學生的發展進行學生小組的構建。

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

（七）引入實際案例，培養學生興趣

物理是一門與現實生活存在密切聯系的學科，通過生活化內容的展現可以幫助學生有效地認識到物理學科的實際應用價值。在此基礎上，學生就會對物理知識的現實應用產生興趣，并更加主動地進行分析探究。

例如：在進行“電磁感應”相關知識的教學時，為了有效調動學生的學習興趣，提升學生的科學探究動力，教師就可以引入“法拉第籠”和“EMP”兩個概念。在實際的教學中，教師就可以先從法拉第的生平入手，引導學生認識他的卓越貢獻，而后教師再為學生展示“法拉第籠”和“EMP”兩個較為新穎的概念，讓學生思考現實生活中這兩種概念可能存在的應用。為了進一步提升學生的學習興趣，教師還可以構建一個興趣小組，讓對相關內容感興趣的學生加入其中，通過網絡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活動的開展，學生的學習興趣就可以得到培養，其科學探究素養也能得到逐步發展。

（八）有效評價進行，助力學生提升

教學評價是學科教學的重要構成部分，有效的教學評價設計對學生的發展有著重要的推動作用，學生可以通過教師的教學評價對自己現階段的發展情況做出反思和評定。在科學探究核心素養的培養過程中，教師需要結合學生的實際素養發展來設計相應的教學評價，推動學生發展。

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

結束語

核心素養的培養對學生的發展有著重要的意義。教師需要對自己的教學設計進行調整，分析科學探究素養的體現與具體培養方法，進而采取相應的教學優化策略。

參考文獻

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

[2]姜明姬，羅翀.基于培養核心素養的高中物理科學探究中的問題設計策略[J].中學理科園地，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，中學一級，本科。研究方向：中學物理教學。