探究式學習法對初中物理學科核心素養培養的影響

摘 要：初中物理學習的挑戰不僅源于課程難度的提升，增加了學生的認知負擔，還因為激烈的學業競爭容易使學生感到挫敗。探究式學習法通過激發學生的主動探索精神，有效提升了他們對物理知識的深入理解，并增強了解決復雜問題的能力。因此，在初中物理教學中實施探究式學習法對培養學生的物理學科核心素養，如科學思維方式、創新能力及團隊協作精神等方面具有重要作用。本文旨在探討探究式學習法在初中物理教學中的應用及其對學生核心素養培養的影響，以期為教學實踐提供一些參考。

關鍵詞：探究式學習法；初中物理；核心素養；情境教學；科學探究能力

【中圖分類號】G622 【文獻標識碼】A 【文章編號】2097-2539（2024）11-0107-03

物理學作為一門揭示自然界基本規律的基礎學科，其知識體系和探究方法對于學生的科學素養和綜合能力培養具有不可替代的作用。在當前教育改革的背景下，如何有效培養學生的物理學科核心素養，成為教育工作者關注的焦點。探究式學習，作為一種以學生為中心、強調主動探索和解決問題的學習方式，已被廣泛認為是提升學生學科素養的有效途徑。尤其在初中物理教學中，通過創設充滿挑戰性和趣味性的探究情境，不僅能夠激發學生的學習興趣，還能深化學生對物理概念的理解，促進其科學思維和問題解決能力的發展。因此，深入探索探究式學習法在初中物理教學中的應用，對于培養學生的物理學科核心素養具有重要的意義。

一、探究式學習法的重要性與核心素養的培養

（一）減輕學生學習負擔，營造積極學習環境

探究式學習法通過激勵學生主動參與探索、實驗和討論，有效降低了對傳統教育方式的依賴，從而減輕了學生因應試教育產生的學習負擔。學生通過直接操作、觀察和反思來獲取知識，逐漸培養了獨立學習的技能，進一步緩解了學習的壓力。例如，實驗驗證物理定律的過程不僅加深了學生對概念的理解，還教會了他們如何進行實驗設計和數據分析，這種方法比單純記憶更能激發興趣。同時，創造一個積極的學習環境，包括鼓勵團隊合作和開放式討論，使學生能夠自由交流思想，共同解決問題，這不僅減輕了學習的壓力，還提高了社交和協作能力。教師角色的轉變，從傳授者變為指導者，通過設定開放問題和挑戰性任務引導學生深入探究，鼓勵他們提問和分享，接受失敗作為學習的一部分，這種教學策略為構建鼓勵探究和容錯的環境提供了支持，減少了學生對失敗的恐懼，增強了他們的學習動力。

（二）促進學生自主學習，提高學習效率

探究式學習法使初中物理學生的自主學習能力得到顯著提升，有效提高了學習效率。在此教學模式下，學生通過主動探索和解決問題深化了對物理知識的理解。該模式要求他們應用科學的觀察、假設、實驗、分析和總結等方法，從而培養科學探究能力。學生在這一過程中主動設定學習目標，規劃路徑，選取學習資源，根據個人學習節奏和興趣安排學習，使學習更具效率和動力。例如，探究折射現象時，學生通過設計和實施實驗驗證理論，使得學習過程既生動又富有成效。此外，學生在實驗操作中不僅鍛煉技能，也通過實踐活動將理論與實際相結合，加深理解。探究式學習還發展了學生的批判性思維，使他們在分析數據時能夠評價實驗設計并提出改進方案，這對解決復雜問題能力的提升至關重要[1]。同時，通過師生互動和小組合作，學生的溝通及協作能力得到加強，并拓寬了知識視野，進一步提高了學習效率。

（三）增強學生的科學探究能力，促進創新思維發展

探究式學習法要求學生在物理學習過程中主動提出問題和假設。例如，學生在探究力和運動的關系時，需要自行設計實驗來驗證牛頓運動定律，這不僅要求學生具備基本的物理概念知識，還需要他們能夠獨立思考，提出可行的假設和實驗方案。實驗設計和數據分析是探究式學習中不可或缺的部分，這一實踐過程顯著提升了學生的實踐操作能力和數據處理能力。在設計實驗過程中，學生需要考慮實驗的可行性、控制變量的方法以及如何準確收集數據，這些技能的培養對于學生未來的科學研究具有深遠的影響。數據分析則要求學生能夠運用適當的數學工具和邏輯推理能力，從實驗數據中提取有意義的信息，進而驗證或修正他們的假設。

此外，探究式學習法通過鼓勵學生進行小組合作和交流，進一步促進了學生的社交能力和團隊協作能力發展。在團隊探究活動中，學生需要共同討論問題，分工合作進行實驗，這不僅提升了學生的溝通能力，還激發了集體創新意識。團隊合作中產生的不同觀點和創意為解決問題提供了多元化的思路，有助于學生形成開放和創新的思維模式。探究式學習法還強調了教師在學生探究活動中的輔導和指導作用。教師通過設置開放式問題、提供必要的實驗材料和技術支持，幫助學生克服學習過程中的困難，同時給予適時的反饋和建議，引導學生深入思考，從而有效促進學生科學探究能力和創新思維的發展。

（四）培養學生解決問題的綜合能力，提升學科核心素養

探究式學習法培養學生綜合解決問題能力的過程中，涉及問題分析、方案設計、方案實施及結果評估等關鍵步驟。學生通過深入分析物理問題，識別關鍵變量及影響因素，提升邏輯思維與問題分析技能。在設計解決方案時，通過綜合應用物理知識與原理，激發創新思維，鼓勵多角度解題。實施階段，通過操作實驗設備、收集數據、應用數學工具分析，進一步鍛煉實驗與數理邏輯能力。在結果評估環節，通過批判性分析實驗的有效性，然后反思總結，培養持續改進的習慣。這一過程不僅加深了學生對物理知識的理解，還顯著提升了他們科學探究、創新思維、團隊合作與實際問題解決能力，進一步增強了物理學科核心素養。通過主動探究，學生深刻理解物理應用價值，增強了學習興趣，為他們未來發展奠定良好的基礎。

二、探究式學習法的有效實施策略

（一）設計創新與有趣的學習情境

通過將物理知識與學生日常生活中的現象聯系起來，教師可以創設貼近學生實際經驗的學習情境。例如，利用簡單的家用電器來解釋電路的工作原理，或者通過設計一項關于太陽能熱水器的項目，讓學生探索太陽能轉化為熱能的過程。這樣的學習情境不僅能夠激發學生的好奇心，還能增強他們對物理知識應用的理解。此外，運用信息技術工具，如模擬軟件和虛擬實驗室，可以為學生提供更加生動和互動的學習體驗[2]。通過這些工具，學生可以在虛擬環境中進行實驗，探索不同物理現象，這種方式不僅安全，還能讓學生在錯誤中學習，不受現實世界的限制。另一方面，可組織學生參與科學探究項目，如設計小型的風力發電機或簡易的機械臂，讓學生在實踐中學習物理原理和工程技術。這種動手操作的學習方式，能夠顯著提升學生的學習興趣和創新思維。

（二）搭建合適的思維腳手架，引導學生深入探究

在初中物理教學中，教師需要深入挖掘物理學科內涵，引導學生運用物理學科思維思考并解決實際問題。例如，利用常見的生活用品作為實驗材料，引導學生探究力學原理在實際中的應用，如通過制作簡易天平探討杠桿原理。還可以組織戶外學習活動，如天文觀察，讓學生在自然環境中直觀感受物理現象，增強學習體驗[3]。通過這些方法，將物理學科知識與實際情境相融合，引導學生形成探究思維模式，養成深入探究和持續學習的良好習慣。

（三）采用多元化的教學方法和手段

采用多元化的教學方法和手段是提升初中物理教學效果的關鍵策略。教師應結合物理學科特點，靈活運用各種教學方法，如講授法、實驗法、探究學習、合作學習以及利用信息技術進行教學。具體來說，講授法可以用于傳授基礎概念和理論，為學生搭建必要的知識框架；實驗法使學生通過親身操作加深對物理現象和原理的理解；探究學習鼓勵學生自主設計問題、尋找解決方案，以培養科學探究能力；合作學習通過小組討論和協作解決問題，可增強學生之間的交流和合作能力；信息技術的應用，如多媒體教學和網絡資源，可以提供豐富的學習材料和虛擬實驗環境，拓寬學生的學習視野。通過綜合運用這些教學方法和手段，可以滿足不同學生的學習需求，充分激發學生的學習興趣，促進學生的全面發展。

（四）實施有效的評價與反饋機制

形成性評價注重過程和進步，鼓勵教師根據學生的日常表現、作業完成情況、實驗操作技能及參與度等進行評價。同時，教師應注重采用同伴評價、自我評價等多樣化評價方式，促進學生自主學習和自我反思。總結性評價則在學習單元或學期末通過筆試、實踐操作等方式，綜合評價學生的知識掌握程度和技能運用能力。在評價過程中，及時提供具體且具有建設性的反饋至關重要，教師應針對學生的具體表現提出改進建議，幫助學生明確學習目標，以及時調整學習策略。此外，引入信息技術工具，如在線評價系統，可以實現實時反饋，促進教學即時互動，為學生提供個性化的學習支持。

三、探究式學習法的實施效果與未來展望

（一）探究式學習法在初中物理教學中的實施效果

探究式學習法的實施增強了學生的科學探究能力，使學生通過實際操作、觀察、實驗和數據分析等活動，深入理解物理概念和原理，培養了解決問題的能力。學生通過運用科學方法探索未知，提出并驗證假設，這不僅提升了他們的科學素養，也增強了批判性思維和創新能力。探究式學習法幫助培養學生主動學習的態度，學生在學習過程中真正成為主體，教師的角色則轉變為引導者和協助者。這種學習方式激發了學生的學習興趣和動力，使學習過程變得更加主動和富有成效。此外，通過合作學習和小組討論，學生的社交能力和團隊合作能力得到了提升。在探究活動中，學生需要相互交流思想，共同解決問題，這種互動促進了學生之間的合作與溝通。探究式學習法的應用提高了學習的深度和廣度，學生不僅掌握了物理知識，還學會了如何學習，這為他們未來的學習和生活奠定了堅實的基礎。通過這種學習方法，學生能夠全面提升自身素質，為終身學習和未來的職業生涯做好準備。

（二）探究式學習法對學生物理學科核心素養的積極影響

通過主動探索和實驗，學生在理解物理概念和原理的同時，學會了如何應用科學方法進行觀察、提出假設、設計和執行實驗以及分析數據。這種學習過程不僅加深了學生對物理知識的理解，還培養了他們的獨立思考和批判性分析能力。此外，探究式學習鼓勵學生在解決問題時采用創新思維，探索多種可能的解決方案。在團隊合作的探究活動中，學生還學會了如何與他人溝通和協作，有效提升了他們的社交技能和團隊精神。這些綜合能力不僅是物理學科核心素養的重要組成部分，也可為學生未來的學術和職業生涯發展打下堅實的基礎。探究式學習法的應用，顯著提高了學生的物理學科核心素養，使他們能夠更好地理解和應用物理知識，以科學的態度和方法解決生活中的問題。

（三）學生科學探究能力提升實例

在探究式學習法中，有一個提升學生科學探究能力的典型案例——電路設計實驗。學生要挑戰設計一個能夠滿足特定需求的電路，如簡易的報警裝置。在實驗過程中，學生首先通過觀察和研究現有的電路原理，提出自己的假設。接下來，他們需要規劃實驗步驟，選擇合適的電子元件，如電阻、電容、導線和開關，自主設計電路圖。在實驗階段，學生動手搭建電路，在此過程中需要不斷測試和調整，以確保電路能夠正常工作。這個電路設計實驗中，學生運用到的科學方法包括觀察、提出假設、設計實驗及收集和分析數據。通過實際操作，學生不僅加深了對電路知識的理解，還鍛煉了解決問題的能力和實驗技能。

在評估和反思階段，學生們討論電路設計的效率和可能的改進方法，這促進了批判性思維的發展。通過這樣的探究活動，學生在實踐中學習科學知識，提高了科學探究能力，這一能力的提升是科學素養發展的重要標志。該實驗案例不僅展示了探究式學習法在提升學生科學探究能力方面的有效性，也反映了學生通過實踐活動獲得深刻理解和技能提升的具體過程。

四、結語

綜上所述，探究式學習法的運用有效提升了學生的科學探究能力、創新思維和問題解決技能，從而強化了物理學科核心素養。在未來的物理教學實踐中，相關教育工作者應進一步融合先進技術，例如運用虛擬現實（VR）和人工智能（AI），以進一步豐富學習情境，定制個性化的學習路徑，從而激發學生更深層次的學習興趣和科學探究熱情，為他們的未來發展奠定良好的基礎。

（責任編輯：謝蓓）

參考文獻

[1] 支軍年.初中物理項目式學習法的運用探究[J].學周刊，2023，（24）：60-62.DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.24.020.

[2] 閆靜.探究式學習在初中物理教學中的應用[J].新課程（下），2017，（08）：160.

[3] 王曉靜.與初中生談物理探究式學習[J].學周刊，2016，（09）：148. DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.09.160.

[4] 靳中清.初中物理課堂探究式學習初探[J].中國教育技術裝備，2010，（23）：73-74.