借助探究性学习方式 提升初中学生物理核心素养

摘 要：近几年来，随着社会和科学技术的发展，世界各个国家、地区都在研究核心素养。核心素养是从人的角度要求受教育者应具备适应个人终身发展和社会发展的必备品格和关键能力。初中物理是学生学习物理的启蒙阶段，是提升学生物理核心素养的形成阶段。教师除了要会从教学方面探究提升学生物理核心素养的有效途径外，更要会从学习方式上引导学生提升核心素养。笔者从探究性学习方式中课题的设置、探究活动及探究过程等方面的阐述，提出通过探究性学习方式培养初中生物理核心素养的可行性。

关键词：物理核心素养；探究性学习方式；物理观念；实验探究能力；科学态度与责任

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）5-0005-3

2015年10月教育部下发了《普通高中物理课程标准修订稿》内部征求意见稿，在征求意见稿中提出：物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生物理核心素养的关键成分，主要由“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”四个方面的要素构成[1]。

如何让学生在初中物理学习中提升物理核心素养呢？在教学实践中我们发现，在教学中应用探究性学习方式利于提升学生的物理核心素养。探究性学习方式是指以学生的需要为出发点，以问题为载体，从学科领域或现实生活中选择和确定研究主题，创设一种类似学术或科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验探究、操作、调查、信息搜索与处理、表达与交流等探索活动，获得知识技能，发展情感与态度，培养探索精神和创造能力的学习方式[2]。这种学习方式是学生带着问题，通过亲身经历的探究过程来丰富物理观念，在探究中运用和发展物理思维能力，在实践中提升实验探究能力，在体验、感受探究过程中培养实事求是的科学态度与责任。下面笔者就如何借助探究性学习方式提升物理核心素养谈谈几点做法。

1 延伸课题知识，构建物理框架，丰富物理观念

探究性学习课题不仅可以是课本上的基础知识，也可以是对知识的进一步整合、拓展，再通过学生内化成自己的能力，从而逐步丰富物理观念。

从物理知识结构与能力要求而言，只要求学生初步了解力、热、光、电等一些基础的物理知识，因此在教学中可将初中的课题知识进行适当的延伸，提高学生对物理的认识，进一步丰富物理观念。

2 设计启发性问题，突破学习难点，发展思维能力

探究性学习过程主要是基于学生自身的需求，让学生在一定的问题情境中，应用分析、比较、推理、判断等科学的思维方法来解决问题。

学生在学习过程中最大的需求就是难点问题的突破或辨析。难点问题是学生在学习过程中不可避免遇到的问题，是指在学习过程中难于理解或混淆不清的问题[3]，它形成的主要原因是思维障碍，即在学习过程中不能正确运用建模的思想、理想化方法、抽象概括、推理论证等思维与方法来形成概念、判断和推理，从而无法获得或不能全面获得对事物的本质和规律的认识。因此，在探究性学习中要设计启发性问题引导学生突破学习难点，清除思维障碍，这样有助于学生锻炼和发展科学思维能力。

如“平面镜成像的特点”的学习课题，探究的方案是通过实验探究法来寻找成像的特点，然而这其中有“怎样比较像与物的大小关系”“如何比较像与物到镜面的距离”“为什么像的大小不随着物体的移动而改变”等问题是学生进行探究学习的难点，为帮助学生突破这些难点，教师可以先设计下面一系列具有启发性的问题：用什么方法来确定物体的像是实像还是虚像？为什么不能直接比较像与物的大小？为什么不能量出像与物到镜面的距离？通过思考上面三个问题，让学生认识到平面镜成的是虚像，实际上是不存在的，不能在光屏上呈现，所以不能直接比较像与物的大小，要解决这个问题就要借助于另一个物体与像进行比较。那么，对这个物体有什么要求？实验中又是怎样操作的？对平面镜又有什么要求？通过这些问题逐步深入启发、引导学生找到解决难点的方法。

为了进一步解答学生的疑问，教师可以引导学生通过作图法作出平面镜成像的光路图（如图1所示），从而得到平面镜成的是虚像。然后再利用数学几何知识证明，从而得到了：像与物大小相同；像与物到镜面的距离相等；像与物关于镜面对称。通过这种问题设计层层启发引导，学生不但可以找到解决难点的方案，而且可以领悟到本实验中用到的等效替代科学方法，同时也通过作图论证的探究学习体会到建模、演绎推理方法等科学思维方法。

3 增加探究活动，拓展课内实验，提升实验探究能力

由于初中物理处于启蒙阶段，学生的思维处于形象思维向抽象思维过渡时期，因此在探究性学习中学生大多要通过实验探究获得感性材料，再通过运用科学思维对感性材料概括、判断、归纳形成物理概念和规律。

在实验探究过程中，学生要经历发现和提出问题、猜想与假设、设计实验和制定计划、进行实验和收集数据、分析论证、合作与交流、评估七个环节。

例如，在探究凸透镜成像规律的实验中，首先，学生在用放大镜观察远近不同的周圍物体时发现物体通过凸透镜可以成倒立或正立的像，可以成放大或缩小的像，接着提出凸透镜成像有什么规律？受什么因素影响？其次，对这些问题进行猜想，即凸透镜成像规律可能与物体到透镜之间的距离有关。然后，学生利用实验室提供的器材设计实验方案、进行实验和用表格记录实验现象，运用数学分析归纳出凸透镜的成像规律及其影响因素。最后，在教师的引导下学生之间要进行交流、评估，分享成果。而学生经历的科学探究的七个环节，正是物理核心素养中“实验探究”所要求的。《普通高中物理课程标准修订稿》指出物理核心素养中实验探究主要指高中物理中通过实验发现物理规律的方法，包括发现问题、合理猜测、设计实验探究方案和获取证据、分析论证、 合作与交流、评估和反思等[1]。由此可见，为高中物理打基础的初中物理可以为提升实验探究能力提供契机。

针对初中学生的认知特点，教材中所编排的知识内容较简单，所以多数的物理实验都可以引导学生进行适当地拓展探究。例如，在探究凸透镜成像规律的实验中可以增加“当物体由远到靠近凸透镜时观察像的大小变化及光屏的移动方向”探究性实验，也可以增加“用书本挡住部分透镜后观察光屏上的成像情况”等探究性实验。再如，在“伏安法测定值电阻的阻值”实验中就可以增设“小灯泡的伏安特性曲线”的探究性实验，不但可以加深理解欧姆定律的应用，而且通过对小灯泡和定值电阻的I-U图像的比较来了解到针对不同实验，采用多次测量的意义不同。

还可以鼓励和支持学生就地取材，因陋就简，动手动脑设计小实验，开展小制作活动，如在学到声音的传播时可以引导学生利用有真空层的保温杯、音乐芯片、瓶塞、细线等身边器材，通过制定计划和进行实验、观察和记录实验现象，得出声音的传播需要介质的结论。因此，借助于探究性学习方式，可以提升学生的实验能力。

4 贴近生活，体验探究过程，培养科学态度与责任

“科学态度与责任”主要指对待科学的态度与价值观，包括能正确认识科学的本质，具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，实事求是，不迷信权威，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感等[1]。探究性学习强调的是学生不但要通过亲身经历和体验获得知识、技能和方法，而且要体会到科学研究的艰辛，与人合作的重要性，要了解到实事求是的重要性。因此，通过探究性学习可以培养学生的科学态度与责任。如学习初三物理时，可以开设课外探究性课题如“污水处理”“海水淡化”“调查汽车尾气”“调查我国能源与可持续发展”“调查自动化在生活中的应用”等，组织学生上网、读报、实地调查研究这些课题，讨论水、能源、环境污染、缺水等社会问题，引导学生思考科学、技术、社会及环境的关系，培养学生的社会责任意识，增强学生的国家意识和民族自豪感。

当今社会是个信息和科学技术高速发展的社会，只有具备适应个人终身学习的必备品格和适应社会必备的关键能力的人才能更好地适应当今社会。这种适應个人终身学习的必备品格和适应社会必备的关键能力就是核心素养，它是以人的全面发展为目标，不但要整合“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”，而且还要让学生有社会责任意识。而探究性学习方式通过引导学生充分参与学习过程，让学生学会探究，学会学习，最终形成终身受用的能力，通过经历、体验探究过程来培养、提升学生的科学态度与责任及国家意识。因此，借助于探究性学习可以提升学生的物理核心素养。

参考文献：

[1]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J]. 中学物理，2016，34（3）：1-2.

[2]王炯.初中物理学习方式研究[D].长沙：湖南师范大学硕士学位论文，2009.

[3]郭佩芳.初中物理贯穿探究性学习的教学探索[J]. 新课程（中学），2013（3）：108-109.