例谈物理教学中学生“科学探究”素养的提升

摘要：探究学习以学生为中心，以发展人作为第一任务，提升学生“科学探究”的素养能促进学生的全面发展，同时对教师的专业发展也提出了更高的要求。

关键词：物理教学；科学探究；素养；提升

随着《中国学生发展核心素养》研究成果在京发布，核心素养这一概念在2016年普通高中课程标准修订过程中也随即提出。物理核心素养主要由“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”四个方面的要素构成。笔者觉得，在这四大要素当中，“科学探究”素养最具物理学科特色，分量最重，地位最高。

物理是研究自然科学的基础学科，自然科学的核心环节就是“科学探究”。提升学生“科学探究”的素养迫在眉睫，“科学探究”素养的提升关键是怎样提升，高中教师必须掌握提升“科学探究”素养的基础理论和基本方法，并在实际教学中逐步渗透，努力提升学生“科学探究”的素养。

一、 树立“科学探究”的意识

学生是科学探究的主体，遵循身心发展的基本规律：他们都有一种天生的、自主探索的欲望和好奇心，总喜欢把自己扮成问题的探索者、发现者和研究者，特别是当自己的观点与集体发生了碰撞时，就会产生欲证实自己的欲望。

在传统的教学中，教师总觉得时间不够，总想用最少的时间让学生学到最多的知识，如果我们的教学仅仅是为了满足于进行大容量、快节奏的知识传授，而不注重物理学科自身的特性，不去发展其“智慧”，这是教育的失败，是一件十分可悲的事情。

“科学探究”在物理教學中是无法回避且十分重要的事实，教师不要怕“浪费时间”，要舍得放手让学生自主探究，虽然一开始可能会遇到这样或那样的问题，但只要坚持，遇到问题不回避，迎难而上解决问题，采用多种形式相结合，以此来激发他们“科学探究”的欲望，调动他们“科学探究”的积极性，增强他们“科学探究”的意识，唤起他们“科学探究”的自信心。久而久之，随着“科学探究”的次数的增加，学生“科学探究”的品质和素养就会得到提升。

二、 渗透“科学探究”的思想和方法

学生“科学探究”能力不强，除了缺乏“科学探究”的意识外，更重要的还是思想、方法方面的原因。在处理“科学探究”的问题时，很多学生往往表现为无从下手，教师应该在教学过程中逐步教给学生一些“科学探究”的思想和方法，用科学的思想先把大脑武装起来，再逐步提升学生“科学探究”的素养。

例如，在利用电摆装置探究“库仑定律”的实验过程中，在实验器材不够先进的情况下，如何测量带电小球的电量，进而探究库仑力的大小和电荷量乘积的关系呢？这对学生的认知水平和思维要求较高，笔者试图通过启发引导，唤起学生大脑中已有的处理类似问题的思想和方法。先让学生回忆曾经研究过的“研究动能定理”的实验思路，再思考橡皮筋的弹力做功为变力功，也是难以直接测量的，那是如何探究弹力的功和动能变化之间关系的呢？学生受此启发，就会很容易想到以任意电量Q作为参考电量，再利用“平分法”得到Q2、Q4、Q8……无需知道Q的具体数值，也能探究库仑力的大小和电荷量乘积的关系了。

发展提出问题的能力，增进对提出问题意义的理解。现代科学之父爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或是实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”

三、 提升“质疑创新”的能力

“学起于思，思源于疑”，质疑是创新的基础，是探求未知世界的原动力。教师要营造和谐民主的课堂环境，鼓励学生勇于质疑，引导学生科学质疑。通过实验现象、具体情境、课堂的临时生成，不断冲击学生的前认知，使学生更专注于课堂，又可以活跃课堂气氛，让学生在思维碰撞的过程中闪现出智慧的火花。例如，在“原子物理”部分讲“结合能”的时候，学生通过计算发现核反应前后发生了质量亏损，当时就有个学生提出疑问：“是不是在核反应前后就不满足质量守恒？”经这个学生一说，下面好多学生就跟着附和。笔者没有回避这个问题，首先充分肯定了该学生的质疑精神，鼓励大家向他学习，有疑惑才会去思考，有思考才会有收获。同时，抓住这一课堂生成的问题，追问学生：“你们觉得核反应前后能量守恒吗？”学生的回答基本都是肯定的。笔者再引导学生结合爱因斯坦质能方程思考：“在能量守恒的情况下质量守恒吗？”学生点点头，但很犹豫，明显是有点懵了。在学生还没有反应过来时，笔者又追问：“质量亏损的同时还有什么现象发生？”几个学生抢着回答：“释放能量。”“对，能量减少了，质量自然就减少了。当系统的能量减少了ΔE时，系统的质量就对应地减少Δm。减少的质量转化为光子的质量。”“老师，不是光子的质量为0吗？”还没等我说完，又有学生提出了异议。“光子只是静止质量为0，但在光子的辐射过程中，具有能量E=hγ，所以运动的光子是具有质量的。也就是说，在质量亏损的过程中，只是将一部分静质量转变成了动质量，但总的质量依旧不变。下面就请大家来计算一下，运动的光子频率为γ时，对应的动质量是多大呢？”学生很容易就算出来对应的动质量来，同时也明白了质量亏损并不违背质量守恒。

学生的大脑中充满着各种疑问。学生能主动质疑，提出新观念、新想法，不再迷信权威，迷信书本，迷信教师，敢于质疑和否定，学生不满足于老师上课所讲的内容，在质疑能力的提升中，增强了学生的批判意识和发问意识，他们的创新意识和实际应用能力都有了明显的提高。

任何能力的提升都不是一朝一夕所能完成的事情，在教学中要适当留给学生“空白地带”，让学生有机会质疑，同时，教师自身也要加强学习，积累知识和经验，提高驾驭课堂的能力。

参考文献：

[1]吴美春，李常.通过学案教学引导科学探究.广西教育：中教版，2011（11）：11-12.

[2]张春莉.关于中小学生身心发展规律与课程改革的几点思考[J].学科教育，2000（5）：17-20.

[3]涂后胜.高中物理课堂教学中提问能力的提升[J].中学物理，2016（7）：57.

作者简介：陆振华，江苏省泰兴市，江苏省泰兴市第二高级中学。endprint