利用物理实验课题化提升以科学探究为核心的物理学科素养

沈 哲

（浙江省杭州市萧山区第二高级中学 浙江杭州 311251）

实验课题化是基于皮亚杰建构主义及霍华德·加德纳的多元智能理论的一种全新学科培养理念。其教学模式与项目教学法类似。高中物理实验课题化是指教师在教学中让学生围绕课题目标（研究目标）仔细分析、研究、探讨物理探究实验或验证类实验，从而科学规划实验流程，有效达到实验目的，完成策略研讨，从而完成课题研究。

通过物理实验课题化，学生不仅能科学、有效地掌握相关的物理知识，提升探究能力等学科核心素养，而且能形成面对问题、思考问题、验证问题及解决问题的综合能力，提升个人综合素养和综合水平。本文就高中物理实验课题化的意义、存在问题及其解决策略进行了分析和研究，希望能为当代教育科学化、现代化发展提供帮助。

一、高中物理实验课题化对提升学生探究能力的意义

（一）丰富学生素养培养手段

随着素质教育的不断深化及核心素养理念的提出，当代教育向着更加科学、更加有效的方向发展。而随之而来的多元文化的融入及技术的革新，也为当代素质教育带来了更多元的教学手段和教学模式[1]。与传统教育相比，这些手段或模式更科学、有效。实验课题化在改变传统教学思维的基础上，要求教师转变教学理念，逐步从知识教学升级为能力教学，从我要教什么知识逐步转变为我应该让学生领悟什么，从我能培养怎样的学生逐步转变为我要培养学生的哪些学科素养。同时，实验课题化更符合学生自身知识发展需求和规律，能够培养学生形成有效的学科思维方法和团队合作的精神。

（二）促进学生以科学探究为核心的综合素养提升

提高学生学习素养，促进学生全面发展与提升是当代教育教学及学生培养的重要内容之一[2]。高中阶段物理实验教学课题化的基本目的就是让学生能进行团队分析、研究及探讨，科学规划实验流程，达到实验目的，完成策略的研讨，从而完成课题研究。让学生完整经历探究的过程能够有效提升学生的探究能力。探究过程中的方法与策略更是提升学生的综合素养，促进学生全面提升与发展的重要途径。

二、利用高中物理实验课题化提升学生探究能力存在的问题

（一）教师过于注重学生探究能力培养，忽视整体学习效果

物理实验课题化是当代学生培养的重要手段之一，能有效提升学生的问题解析能力及解决能力，促进学生综合素养的提升。但在实际教学中，由于教师对实验课题化过程及方向的认知存在一定误解，往往只注重学生探究能力的培养，忽视了学生学习效果及整个教学活动的系统性和流畅性，导致整个课题化实验活动变得单一、死板，不能取得最好的效果。

（二）实验课题化空有其名，整个过程依然由教师引导、掌控

探究能力是核心素养的重要组成部分[3]。无论是新课程标准，还是学科核心素养，都对学生探究能力培养有过明确的规定和表述。物理学科作为重要的自然类学科，更加注重学生探究能力的培养。但在实际的物理实验课题化过程中，很多教师囿于教学目标、教学任务，盲目介入学生的探究过程，过多给予学生提醒与引导，使学生失去了独立思考、研究的兴趣及过程，严重影响了学生探究能力的发展与提升。

三、利用高中物理实验课题化提升学生探究能力的针对性策略

（一）根据学生现有知识和能力，细化实验思维

在高中阶段物理实验课题化的过程中，学生是学习的主体。无论是实验过程、实验方式，还是实验结果，都是由学生自主思索、探究完成的。这就会造成很多学生过于注重实验结果，忽视了整个过程。针对这样的情况，教师在进行实验目标设计的时候，可以将目标细化，让学生在探究过程中逐步、科学地完成整个研究工作，提升综合素养。特别是在课题化的初期阶段，细化实验思维更有利于课题化的开展。例如，在“验证机械能守恒定律”实验中，教师可以将实验目的细化为机械能包含哪些能、如何表达、实验需要测量的物理量、对应的器材、如何测量、测量中理论与现实存在的误差因素、实验研究中的注意事项、研究具体过程及步骤、预期效果等部分，帮助学生逐步完成整个实验研究过程，提升学生的探究能力。另外，教师在设计教学目标或任务课题时，要尽量向学生提出一些递进式的问题，将整个过程连接起来，让学生始终保持兴趣，并保持知识、思维的系统性、连续性。随着学生能力的加强，细化实验思维可以逐步升级，不再过多或过于频繁地出现，否则会使学生个性思维或创新思维受到压制，影响其逻辑思维及知识系统的全面构建，不利于学生实验探究素养的提升。

（二）适时放手，以问题为课题，注重探究过程

建构主义认为，知识的获得过程不是通过教师的灌输，而是学习者利用分析、总结及探究、归纳等手段，在旧知识的基础上推导出新知识。在整个知识传授的过程中，学生对教师最大的需求就是教师利用多元化的教学手段为学生构建一个知识需求情境，从而让学生主观上意识到自身的知识需求，进而在兴趣及这种需求的推动下，主动运用自己的思维能力及以往的经验，对新知识进行全面解析，完成整体知识的解构，将其全面、科学地纳入自身的整个知识体系。也就是说，在这个知识的获得过程中，学生的自主学习能力、分析能力、探究能力、总结能力和归纳能力才是真正重要的元素。学生是依靠它们获得的相关知识。因此，在高中物理实验课题化过程中，教师要想科学提升学生的探究能力，增强学生的核心素养，就必须适时放手，让学生大胆利用自己的能力和思维对相关问题进行分析和探究，以提升他们的思维，增强他们的能力，促进他们综合素养的提升。例如，在“探究求合力的方法”实验中，教师可以先直接将研究目标写在黑板上，再将学生分为几个互助研究小组，让他们就研究计划、研究方式、具体实施步骤进行讨论，并做好规划。待完成规划并由教师确定后，学生再开始自主实验，完成课题研究。在这个过程中，教师可以给予学生实时引导，合理介入，保证课题研究的效果，使他们顺利完成任务。教师还可以随机提出一些问题，如这个实验是不是存在误差，误差在什么地方，为什么等，以此拓宽学生的思路，锻炼学生的探究能力。在学生完成整个实验后，教师还可以利用信息技术的手段为学生展示一个优质的同实验案例，让学生对比分析与研究，明确自己的优缺点，在不断弥补与探究中，形成更好的实验思路与研究方案。教师还要注重学生自身的反省，让学生逐步养成科学反省的习惯，从而正确认识自己的能力和素养，有效提升自己的综合能力。

（三）科学实施多元评价，有效激发学生学习需求

教育终归是人的教育，其本质是人。无论是在教学中利用先进的技术对学生进行教育，还是在各种理念指导下对学生进行有效性培养，都必须围绕学习主体——学生去开展。因此，教师在物理实验课题化教学中，还要注重学生学习的差异性，保证学生探究能力培养的效果，使其科学掌握物理实验的相关知识，有效提升自身探究能力与综合素养，在有限的时间内获得更大的提升与发展。在教学中，针对不同学习能力层次的学生，教师可以从学生的思维意识、动手能力及合作水平等各个方面进行评价，善于发现学生的进步，以鼓励和表扬为主，增强学生学习的信心和动力，提升学生探究的兴趣，从而多角度提升他们的学科素养。教师也可以结合小组探究学习的理念，让学生在本组内就能力、思维等进行投票，说一说探究活动中每个同学的不同表现，明确自己的能力、素养，以及在小组学习中的贡献，从而见贤思齐、查漏补缺。教师还可以为学生树立一个榜样，让学生在与榜样的竞争中，有效提升自己的素养，增强自己的综合能力。

总而言之，利用物理实验课题化来提升学生的探究能力是当前教育领域的一种全新理念。当代的一线教师必须大胆突破传统教育观念及思维的束缚，真正静下心来，认真学习和研究物理实验课题化等先进的方法及理念，不断提升自己的教学素养、教学水平，为学生提供更优质的教学服务，在积极进取与不断改革中将学生培养成为国家与社会需要的高素质人才。