高中物理“科学探究”核心素养培育之我见

赵伟

摘 要：科学探究不是简单地按照以往科学探究的五个步骤逐步完成探究过程，而是在学生自主学习的基础上，针对科学探究中学生遇到的困惑问题进行精心设计教学，教师通过设置追问提升教学效能，以帮助学生完成科学探究的任务与目标，激发学生学习兴趣与内在动力，培育与提升科学探究的能力与素养。

关键词：科学探究；核心素养；高中物理；培育

在高中物理教学中经常会碰到这样一种现象：以某一课时为单位时，大部分学生基本能完成教学目标，而一旦涉及到课时之间的关联问题，学生的理解力与应用力往往要打折扣。如在一次《摩擦力》的教学时，第一课时讲摩擦力有关基础知识时，学生基本能达成教学目标；而在第二课时深化教学时，发现学生对弹力和摩擦力的关系认知不清楚。究其原因，主要是由于学生缺少运用科学的方法，导致发现和总结规律的素能不足。这让我反思自己的教学，问题到底出在哪里？高中物理教学到底要教给学生什么？课堂教学改革该改些什么？

一、问题来源

（一）既往对“科学探究”的理解

高中物理课本必修1第二章第六节《伽利略对自由落体运动的研究》一节中，从伽利略对自由落体运动的研究，总结了“科学探究”的五个步骤：观察现象提出假设逻辑推理实验验证合理外推。

在平时的教学中，通过演示实验、问题串、小组合作探究等完成教师预设的问题，就以为是一个很好的“科学探究”。在各类课堂教学大赛中，我们也经常听到这样的课型。但这样的科学探究缺少问题解决的针对性与有效性，研究方法也比较浅层，思维与能力得不到有效提升。

（二）核心素养下的“科学探究”

“核心素养”是当前教育领域最受关注的热词之一。社会主义核心价值观是兴国之魂，核心素养是教育之本，高中物理核心素养是立德树人，三者的包含关系如图1所示。

学生发展核心素养，是指学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。高中物理核心素养构成图如图2所示。

科学探究是指提出科学问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、

基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。科学探究的本质是探究者通过自身主动参与，发现问题、解决问题的过程（重要的是带着问题去思考、活动、学习）。

（三）现实教学中的“三层次”论

物理教学要关注学生观、教师观、学科观这“三层次”论。

学生观。即现实教学中要以学生为主体，关注学生的个体差异性，注重培养全面发展的人。

教师观。即在教学中要转变教书匠的角色，教师是学生成长的引领者，是学生学习的指导者，是学生潜能的唤醒者，是校本课程的开发者。

学科观。即物理教学是以实验为基础的教学，培养学生“审天地之美、析万物之理”的学科素养。

总之，现实教学中的“三层次”论是把人作为教育的支柱。以人为本，尊重人的价值、尊严、个性发展。

二、理论依据

（一）学科教学论

学科教学论是研究如何使有关课程与教学的一般理论跟学科教学实际情况相结合，来指导学科教学实践，并且在学科教学实践基础上研究有关的一般理论，对有关的一般理论进行整合、补充、发展和完善的学科，其核心是以实践为目的的理性设计，以发展学生的智能为前提，以培养学生主动学习为目标。

（二）科学探究的内涵

科学探究不是简单地按照以往科学探究的步骤逐步完成探究过程，而是在学生自主学习的基础上，对科学探究中学生遇到的问题进行精心设计教学，以帮助学生完成科学探究的任务，达到学习物理知识的目的。

科学探究不一定都是实验探究，教师要创设良好的学习环境，设置适当的问题情境，引起学生的认知冲突，激发学生的积极思维。

三、教学实施

【案例1】如图3-甲所示，竖直墙壁处的水平面放置一个静止的光滑小球，墙壁对小球是否有弹力作用？

【案例1】如图3-甲所示，竖直墙壁处的水平面放置一个静止的光滑小球，墙壁对小球是否有弹力作用？

在课堂教学中除了讲解“假设法”以外，也可以通过游戏与学生互動（图3-乙），让学生感受到弹力是否存在，经历从“不知到知道”的学习过程。

在科学探究的过程中不仅要以实验或实践为依据，更重要是如何让实验或实践这一环节达成科学探究的目标，实现以学生为主体的教学理念。学生通过这样的体验，从而再次理解弹力产生的两个条件：（1）直接接触；（2）发生弹性形变，二个条件同时具备才有弹力产生。

追问教学：为什么墙壁对小球没有弹力作用？正是由于椅子的靠背没有发生形变，对跟他接触的物体才没有弹力的产生，回归弹力教学的本质，通过这样的教学，使“科学探究”不那么生硬，让学生知其然，更要知其所以然，提升物理课堂教学的质量。

【案例2】如图4所示，木块沿粗糙竖直墙面静止释放，请画出木块的受力的图示。

许多同学们在作答时，错误地认为木块受到有重力和摩擦力的作用。

追问教学：若墙壁是带有磁性的黑板，吸着的是一个小铁块，小铁块静止不动。请画出铁块在竖直方向的受力分析。

学生思考后恍然大悟，经历从“知道到理解”的学习过程，让学生理解没有弹力就没有摩擦力的道理，因摩擦力产生条件：（1）直接接触且接触面粗糙；（2）有弹力；（3）有相对运动或相对运动趋势。通过对比教学，学会尊重事实和讲求证据，同时培养实证意识和严谨的求知态度。

在新课教学中通过探索生活中与物理有关的知识，通过实际问题来创设情景，可切实有效调动学生学习物理的积极性，经历从“理解与提升”的学习过程。常规方法把题目解出来，更多的是运用数学技巧，而通过追问教学，则是对隐藏在数学外衣下物理本质的探索。追问教学，有助于培养学生思维的主动性性和深刻性。

四、实施成效

（一）显性层面

1.小测验对比班组的数据

这是我校的一次期中考试成绩，因我校是三类生源的学生，学生基础比较弱，再加上本次考试试卷的阅读量比较大，所以整体平均分不高，特此说明。但从年级对比来看，我所教的4个班级（7班、8班、9班、10班）成绩还是有优势的，期中9、10班是励志班，如下表所示：

2.教师有了相关交流材料。今年有幸加入了浙江省物理特级教师马沪乡名师工作室，在2017年11月18日工作室开展“名师面对面活动”，马老师让我们准备一份发言稿，谈谈“我是如何进行教学探究和积累的”。该如何准备？第一次接到这样的任务，于是，我想到了自己在教学中对核心素养下“科学探究”的新认识，结合自己的教学实际谈谈自己的经验，顺利地完成了这次发言。

每一块内容教学时，做到不重复自己，不断创新，才能在现实教学中有所突破。每一堂课、每一次批改、每一次辅导中都可以养成思考的习惯，我的思考没有那么高的理论水平，不过都是常识而已，凭常识质疑就是最好的成长。有探究才有体验的机会，体验的不断积累才会提升自己的教学境界。

（二）隐性层面

1.学生兴趣与动力有效提升。物理教学必须建立在学生的主观愿望基础上，不同的学生表现出不同层次的物理学习能力。教师要从内心上打破学生“不入虎穴焉得虎子”的心理，着力唤起学生内在的求知欲望，同时对基础不同的学生采取不同的教学方式，多了解学生的兴趣所在，多结合生活、生产中的案例或现象，生动巧妙地解决学生学习中的困难与困惑，使全体学生的学习效能得到有效提升。

2.教师更拥有理性的发言权。面对新选考的形势，新教材更迭的挑战，作为物理教育工作者，我们无不感肩上的“重压”。上好每一节课是至关重要，充分了解学情乃是重中之重。教学设计只有从学生需求出发，从实际问题创设情景，在充分了解学生的思维误区基础上，对症（手、脑分离不同步）下药，才能养成脑到手到、深度思考的探究习惯，教师才能拥有更加理性的发言权。

高中物理课改在路上，育人的导向更加注重学生的理想、观念和核心素养的培養，课堂教学更加关注课程建设的探究性、主体性、综合性的发展趋势，所以教师的课堂教学也要与时俱进，转变观念，更新理念，共同为物理学科核心素养的培育，为践行高效、精彩的物理探究课堂，尽自己的一份绵薄之力。

参考文献：

[1]斯坦伯格RJ.专家型教师教学的原型观.华东师范大学学报[N]（教育科学版），1997（1）.

[2]刘捷.专业化：挑战21世纪的教师[D].北京：：教育科学出版社，2002.

[3]沈清松.伦理学理论与专业教育.湖南大学学报[N]，1996（4）.

[4]叶澜.教师角色与教师发展新探[M].北京：教育科学出版社，2001.

[5]教育部师范司.教师专业化的理论与实践[M].北京：人民教育出版社，2001.