提升学生探究能力的“物理素养养成课堂”研究

沈基伟

课堂是学生学习成长的主阵地，是教师教学的主要渠道。课程改革的深化要求课堂教学从“知识核心时代”走向“素养核心时代”，不再强调教更多的知识，而是强调对学生能力的培养。但部分教师仍没有走出以“知识授予为核心”的教学误区，甚至更加极端，为了赶进度还发明了考试课堂，即用少量时间传授新知识，再配合大量测试练习加以巩固。这种以直接授予知识和测试训练为主的课堂形式，是一种典型的应试教育，是一种假的高效课堂。物理课堂应符合实验学科的特点，注重学生的探究过程，强调物理核心素养的养成。笔者把这类课堂定义为 “物理素养养成课堂”，认为“物理素养养成课堂”是以学生物理核心素养的养成为目的，以学生的学为中心，以教师的教为辅助，以学生的探究活动为主要形式的物理课堂。本文以“牛顿第三定律”为例，对提升学生素养的“物理素养养成课堂”进行研究。

如何设计好课堂呢？首先要对“牛顿第三定律”教学内容和学情进行仔细研究，随后从新课引入、新课教学活动和课堂总结延伸三方面设计合理的探究环节，以提高学生的学习兴趣，体现学生的主体地位，做好教师课堂教学的引导工作，最终提高学生物理素养。具体如下：

一、创设熟悉情景，引入教学课题

学习动力是建立在学习需要的基础上，在内外因共同作用下激发学习主体实现认知操作的一种内部力量。教师应充分调动学生的学习动机，使学生在学习的过程中可以积极主动地将新、旧知识联系起来。因此在设计导入内容时，教师应该认真研究教学内容，通过与学生谈话了解学生的认知情况，甚至通过对部分学生进行测试以获得更多信息，最终确定学情。

【导入实例】

师：引入功夫巨星成龙与外国保镖打斗，一拳打在保镖胸口，痛得自己直甩手的搞笑视频（在课间播放）。

师：打对手的成龙为什么自己会痛？

生1：保镖肌肉发达，胸口很硬。

生2：力的作用是相互的，成龙的拳头受到了保镖胸口肌肉的作用力。

师：成龙在用力打对手的同时，对手对成龙也有一个作用力，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。

学生的回答都非常棒，强调力的作用是相互的，肌肉对拳头有力的作用，在此基础上教师自然过渡切入新知识，引入作用力和反作用力的概念，进入课题，为学生的探究学习做好铺垫。课前导入有四个功能：①激发学生兴趣，引起学习动机；②引起学生注意，为学习新知识做好心理准备；③为学习新知识做好知识准备；④为新课的展开创设学习情境。

二、设计多样化的课堂形式，提高学生兴趣，培养学生能力

物理作为一门自然学科，应该是丰富多彩，充满魅力的学科。但是很多学生对物理课堂的感受却是枯燥乏味，这与课堂形式单调有很大关系。教学活动好比登山，教师只是一个导游，在合适的景点做出适当的指点和说明，就能让登山者有更多的收获，并且更快地登上山顶。但并不是所有人都适合险峻的登山路径，有些人喜欢悠闲轻松的，有些人喜欢热闹拥挤的，有些人喜欢游览车直达的，不同的人可以选择不同的登山路径，教育也该如此。笔者认为“物理素养养成课堂”离不开三种课堂形式：活动体验探究、实验深入研究、合作创新探究。

1.增加活动体验，提高学习动力，强化探究意识。

体验式教学活动是让学生主体亲自参与实践活动，在活动中以自主独特的方式认识、思考、体验、感悟，在活动中建立概念，巩固对概念的理解。

【活动体验实例】

学生活动：学生甲手掌朝上，学生乙用手掌拍击甲，体验手掌间的相互作用力，感受力的大小。

师：同学们，老师发现乙同学没吃饱饭，请用力拍！

學生活动：部分学生将活动演变成了猫捉老鼠的逃跑游戏；部分学生手都拍红了。

师：同学乙，你这么用力，不是对别人狠，是对自己狠啊！

学生哈哈大笑！

师：同学们都发现了，你打人的力越大，反作用力也越大。

我们知道，一堂理想的课， 一定是课堂气氛活跃，学生积极参与并且能够获得良好的教学体验的。设计这类环节的亮点是把学生的生活常识自然地和物理知识进行了结合。活动并不是去解决疑难，而是激发学生的学习热情，为后期的探究热身。

2.通过分组实验有效培养学生的实验能力。

物理实验是物理学的基础，对于物理实验，学生是感兴趣的。在实验中，学生注意力比较集中，思维活跃，除了接受新知识，观察能力也得到了培养。笔者用以下实例阐述在实验中如何用问题引导，激发学生的求知欲望，培养学生的观察能力、动手能力、探究能力。

实验实例：探究作用力与反作用力的关系。

学生猜想：读数有什么关系？受力的方向有什么关系？

分组实验：两名学生一组，用两把弹簧秤来实验、观察。

学生：读数、时刻相同，证明作用力和反作用力大小相等，方向相反。

教师设疑：同学们，如果其中一位同学突然加速拉弹簧称，读数还相等吗？

生1猜想：加速运动时物体受力不再平衡，所以作用力与反作用力也不再相等。

生2猜想：作用力与反作用力还是相等。

分组实验：请大家演示一把弹簧秤突然加速的情况，仔细观察两个力的变化情况。

教师追问学生1：作用力与反作用力看来并不是平衡力，他们有何异同？

生1：力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

分组实验的环节验证了作用力与反作用力的关系以及在不同运动状态下的关系，并且引出了它与平衡力的区别。学生在分组实验中锻炼了动手能力，提高了观察能力，更重要的是获得了验证猜想的喜悦。教师进一步追问加速状态下是否还相等，学生在新的刺激下对刚学的知识产生了疑惑。当学生带着强烈的自我证明意识去实验、去探究时，正是教师切入新知识、完善原有认知的最佳时机。笔者认为，课堂环节设计要让学生有机会犯错，学生在认知冲突中为完善自己的认知主动去验证，从而形成新的认知，可以提高自身的实验探究素养。endprint

3.通过合作探究活动培养学生团体意识，提高探究能力。

未来的人才应该是一个自主的人，一个勇于探究的人，一个具有团体合作精神的人。学生围绕适宜的任务所进行的同伴间的相互作用能促进他们对重要概念的掌握，学生认知发展和社会性发展是通过同伴相互作用和交往发展起来的。笔者以“牛顿第三定律”为例，展现自主合作探究提高学生物理素养的优点。

【分组探究设计方案】

探究的问题：利用两双轮滑鞋，教师设计系列情境，以说明作用力与反作用力的特点，并且区分平衡力。

情景1：两个穿轮滑的学生静止站立，演示学生甲推学生乙，两学生同时后退。

学生自主分析：说明相互作用力同时反生，方向相反，且作用在两个物体上。

情景2：学生丙扶住学生乙，学生甲推学生乙，学生甲还是后退，但学生乙静止不动。

学生自主分析：学生甲受到作用力F1的作用，速度发生变化；学生乙受到反作用力F2作用，处于静止状态。显然学生乙处于平衡状态，因为他受到学生丙的推力F3，所以平衡力的顯著特点是两个力作用在同一个物体上，而作用力与反作用力分别作用在两个物体上。

情景1的设计非常明显地把相互作用力的特点演示出来了，教学效果甚至好于传感器的演示，学生兴奋点更高，印象更深；情景2设计第三位同学的推力来代替地面的摩擦力，使施力物体和受力物体更加明确，直接解决了抽象的摩擦力带来的困惑，不但解决了作用力与反作用力和平衡力的区别这一难点，而且使课堂更加活跃。在探究过程中，学生的学习动力得到了提升，学生的团体意识得到了加强，学习探究能力更是得到了提高。

三、做好课堂延续，重视课后探究

课堂总结可以采用教师总结的形式，也可以采用学生总结的形式，不管何种形式，都可以巩固课堂知识。但要在增长知识的同时进一步提高学生素养，笔者认为必须做好课堂延续工作。本堂课最后用以下问题结束：

设疑（播放年级拔河比赛视频）：如果你是体育委员，应该如何选择队员？依据是什么呢？

笔者认为，课堂总结更应重视课堂的延伸，采用校园生活中常见的拔河比赛来吸引学生，可以让学生产生在课后继续研究物理的兴趣，有利于培养其知识应用能力以及强化其探究能力。

总之，这种提升学生实验探究能力的课堂模式对物理核心素养的养成效果是明显的，但也不是所有的课堂都必须有这些环节，教师应该根据具体内容灵活应用。endprint