新課標(biāo)下初中生實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)的實(shí)施策略

摘" 要：《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將“實(shí)驗(yàn)探究”作為一級(jí)主題呈現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。本文以八年級(jí)第一學(xué)期作為一個(gè)培養(yǎng)周期，將第一章至第五章的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)整合成一套系統(tǒng)的培養(yǎng)方案，通過(guò)循序漸進(jìn)的方式，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的效果，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)驗(yàn)探究；核心素養(yǎng)基金項(xiàng)目：本文系2023年度廣州市黃埔區(qū)教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年一般課題“‘雙減’背景下，初中物理與小學(xué)科學(xué)銜接的校本課程開(kāi)發(fā)與實(shí)踐”（課題編號(hào)：2023136）的研究成果之一。1" 引言

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的課程目標(biāo)突出核心素養(yǎng)，即物理觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，充分反映了課程對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。［1］課程內(nèi)容方面首次將“實(shí)驗(yàn)探究”作為一級(jí)主題［2］，大大提高了“實(shí)驗(yàn)探究”培養(yǎng)在物理教育教學(xué)過(guò)程中的重要性。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的效果方面并不理想。“菜譜式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)致了學(xué)生機(jī)械操作，只是“動(dòng)手”，沒(méi)有“動(dòng)腦”，根本無(wú)法達(dá)到真正的培養(yǎng)目的。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無(wú)法明確實(shí)驗(yàn)意圖、無(wú)法從實(shí)驗(yàn)中學(xué)到東西；在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于受其他物理現(xiàn)象干擾，學(xué)生無(wú)法準(zhǔn)確觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到教師預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。［3］為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，Gunstone R F 和 White R T提出了“預(yù)測(cè)（Predict）－觀(guān)察（Observe）－解釋?zhuān)‥xplain）”（簡(jiǎn)稱(chēng)POE）策略［4］；Keys C W提出啟發(fā)式科學(xué)寫(xiě)作策略［5］；Yasin M等人提出了“搜索－解決－創(chuàng)新－展示”策略，以提高學(xué)生的反思和解決問(wèn)題的能力［6］；張偉提出了“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的概念［7］；李春密建構(gòu)了“物理實(shí)驗(yàn)操作能力的結(jié)構(gòu)模型”［8］，以及“中學(xué)生科學(xué)探究能力結(jié)構(gòu)模型”［9］；2021年，趙蕓赫等人構(gòu)建了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及實(shí)施框架。［10］

筆者在前人的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)義務(wù)教育階段學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)進(jìn)行了初步研究，將人教版初中物理教材八年級(jí)上冊(cè)第一章至第五章的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)整合成一套系統(tǒng)的培養(yǎng)方案，構(gòu)建出關(guān)于義務(wù)教育階段學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)的實(shí)施策略。2" 實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)策略

本研究將八年級(jí)第一學(xué)期作為一個(gè)培養(yǎng)周期，根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體貢獻(xiàn)，確定其在本培養(yǎng)周期中承擔(dān)的功能并進(jìn)行分類(lèi)，將所有實(shí)驗(yàn)分為觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)、探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用類(lèi)實(shí)驗(yàn)。在觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生一般不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果抱有預(yù)期，只需要觀(guān)察并收集數(shù)據(jù)、分析并找到相關(guān)規(guī)律即可；在探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要明確實(shí)驗(yàn)中需要探究的規(guī)律，同時(shí)通過(guò)理論知識(shí)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，并結(jié)合理論知識(shí)來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)的是否一致；在應(yīng)用類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往在已經(jīng)掌握了規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而解決新的問(wèn)題或者獲得新的結(jié)果。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)整合分類(lèi)，提前安排好相應(yīng)的任務(wù)和完成時(shí)間。學(xué)生在對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)并獲得的結(jié)論。這些結(jié)論將成為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理或者基礎(chǔ)，從而使實(shí)驗(yàn)之間環(huán)環(huán)相扣、逐步推進(jìn)。學(xué)生在此過(guò)程中逐步提高實(shí)驗(yàn)探究能力。比如，觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)無(wú)法直接培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，但學(xué)生在完成這個(gè)觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)所觀(guān)察到的現(xiàn)象，可能會(huì)對(duì)他們接下來(lái)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)產(chǎn)生積極影響。所以，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合分類(lèi)，能夠幫助學(xué)生更好地觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而提升實(shí)驗(yàn)的成功率。2.1" 實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)內(nèi)容分類(lèi)

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)實(shí)驗(yàn)探究主題的要求及筆者具體的教學(xué)實(shí)踐，本文整合了八年級(jí)第一學(xué)期（從第一章至第五章）實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)（見(jiàn)表1）。觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)以建立前設(shè)物理觀(guān)念為主，不要求復(fù)雜的操作步驟，也不需要撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生只需學(xué)會(huì)利用身邊事物正確觀(guān)察現(xiàn)象即可。由于學(xué)生正處于剛剛接觸物理實(shí)驗(yàn)的階段，探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)在初期并不要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。過(guò)早地要求撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告可能會(huì)打消學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此，即使是探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)，教材前兩章的實(shí)驗(yàn)也是以觀(guān)察和體驗(yàn)為主，從第三章的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)始才逐漸引入實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。就實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)過(guò)程而言，從一開(kāi)始的補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)報(bào)告，到第四章的模仿教材編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，再到第五章的自主設(shè)計(jì)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，該過(guò)程層層遞進(jìn)、逐漸深入，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的培養(yǎng)，學(xué)生最終能夠自主設(shè)計(jì)并撰寫(xiě)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。應(yīng)用類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要是在探究物理規(guī)律的基礎(chǔ)上，應(yīng)用這些物理規(guī)律探索或驗(yàn)證新的物理現(xiàn)象和知識(shí)，同時(shí)注重將物理學(xué)與日常生活、工程實(shí)踐和社會(huì)發(fā)展相結(jié)合，以此培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐能力。除此之外，我們將實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)進(jìn)行外延拓展，打破時(shí)間和空間的枷鎖，將空間由“室內(nèi)”拓展到“室外”，時(shí)間由“課內(nèi)”拓展到“課外”，隨時(shí)、隨處創(chuàng)設(shè)培養(yǎng)條件，同時(shí)，我們可以借助現(xiàn)代化信息技術(shù)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)交流，讓學(xué)生不僅操作實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也“操作”思維，真正做到“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”，徹底擺脫“菜譜式”機(jī)械操作。2.2" 實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)實(shí)施

實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)之間的關(guān)系圖如圖1所示（“”中的內(nèi)容表示《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)）。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)之間并不是相互獨(dú)立、毫不相關(guān)的，而是相互關(guān)聯(lián)，具有承上啟下作用的。活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，從簡(jiǎn)單的觀(guān)察體驗(yàn)到最后的撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和錄制實(shí)驗(yàn)視頻，由簡(jiǎn)至繁、由易至難、由體驗(yàn)至設(shè)計(jì)、由觀(guān)察至描述，層層遞進(jìn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，最終達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。教師以“大單元”進(jìn)行備課，統(tǒng)籌規(guī)劃好每個(gè)實(shí)驗(yàn)的作用和時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度適時(shí)布置相應(yīng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)或進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果。3" 學(xué)業(yè)質(zhì)量與評(píng)價(jià)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了“學(xué)業(yè)質(zhì)量”的要求，在實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)方面，要求學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)并提出要探究的物理問(wèn)題；能針對(duì)問(wèn)題制訂合理的科學(xué)探究方案；會(huì)進(jìn)行規(guī)范、安全的實(shí)驗(yàn)操作；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼硇畔ⅲ瑫?huì)用簡(jiǎn)單的圖像或表格描述信息并形成結(jié)論和作出解釋?zhuān)荒苊枋鎏骄窟^(guò)程和說(shuō)明探究結(jié)果，撰寫(xiě)簡(jiǎn)單的科學(xué)探究報(bào)告。［11］因此，教師應(yīng)該通過(guò)循序漸進(jìn)的方式培養(yǎng)學(xué)生，最終引導(dǎo)學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，避免學(xué)生按照“菜譜式”的實(shí)驗(yàn)步驟尋找答案，出現(xiàn)只會(huì)操作實(shí)驗(yàn)儀器，不會(huì)“操作”思維的情況。因此，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)依據(jù)是學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)的完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)情況和實(shí)驗(yàn)視頻錄制的效果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中的成果表現(xiàn)形式是拍攝的實(shí)驗(yàn)視頻和撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師通過(guò)對(duì)學(xué)生拍攝的實(shí)驗(yàn)視頻和撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行及時(shí)的反饋和指導(dǎo)，從而不斷完善和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。除了落實(shí)到學(xué)業(yè)水平考試之外，在學(xué)期末的時(shí)候，教師通過(guò)評(píng)價(jià)和展示，認(rèn)可學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。4" 結(jié)論

《課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒布與實(shí)施，將促進(jìn)每一位義務(wù)教育階段的物理教師從提高學(xué)生核心素養(yǎng)的角度重新認(rèn)識(shí)“實(shí)驗(yàn)探究”的價(jià)值，并重新審視傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分立的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)不應(yīng)該僅僅依賴(lài)于單個(gè)實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，將知識(shí)內(nèi)容融入真實(shí)情境之中，與學(xué)生的日常生活緊密相連。通過(guò)充分整合各個(gè)實(shí)驗(yàn)，形成一套完整的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案。在此基礎(chǔ)上，采用循序漸進(jìn)、遞進(jìn)式地教學(xué)方式，才能真正提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。參考文獻(xiàn)

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