核心素养中科学探究在课堂的实施思路

赵伟

物理学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。“科学探究”是物理学科核心素养的一个重要方面。在科学探究中，探究式学习是新课程改革大力提倡的学习方式。在物理课程实施中有效开展科学探究学习，需要教师正确理解科学探究的意义。高中的“科学探究”就是学生通过经历与科学工作者进行科学研究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。

如何在课堂教学实施科学探究、如何设计课堂、如何获得好的效果。要实现科学探究的教育教学的目标，培养出核心素养，必须要先对科学探究的实质和特点有一个清楚的认识。教师首先要理解它，根据实际情况制定出课堂实施方案，然后正确地使用它。

一、实施科学探究的准备阶段

（一）教师的准备

科学探究对教师的备课要求更加全面，学生探究过程中会出现很多新的情况，甚至出现教师也未曾想到的问题。由此，教师在探究前将要付出更多的时间去考虑探究过程出现的问题和应对方案，用更多的精力去准备课程。

首先，教师备课时更要注重学生的实际情况，要考虑学生实际水平的差异，依据学生探究能力的高低把能力不同的学生分组，有意识地培养学生的分工、合作、交流的能力。不同的团队可以有不同的探究课题，指导学生完成：1.提出问题（提出假说）;2.查找资料，分析问题，提出探究的可行性方案;3.解决问题，通过探究的过程现象或数据分析发现规律进而通过归纳形成简洁的、具有普遍意义的结论。能分析实验中存在的误差，能判断实验中的误差来源，能写出完整的科学探究报告。教师的指导让学生有信心有能力完成。

其次，探究问题的设计。现在我们所用的教材很多地方探究的结果已经显示在教材中，学生做过预习后，就已经知道了结果。对于已知结果的探究，实际意义已经不大，学生对这样的探究兴趣和参与性都会不足。这种情况下，作为教师，应该在课堂上准备一些与该知识紧密联系的相关课题探究。要求既要突出知识，又要有探究的价值。这样的学生参与才有活力。例如，在《自由落体运动》一节中，教师先引导学生首先设计一个探究课题：“空气密度对物体运动的影响”，由浅入深，循序渐进，便会找到自由落体中的规律，既学习了知识，又探究了知识，得出了结论。又如《滑动摩擦力》一节，引导学生探究物体的接触面大小与摩擦力的关系课题等。所以教师的引导很重要。教师引导学生根据课堂的需求提出课题。一节课教师的引导不能太直接，不然学生很容易发现问题，不能培养学生提出问题的能力，而过于隐藏学生又发现不了问题，所以教师课堂上的设计尤为重要。

最后，在学生探究的阶段教师的指导必不可少。教师从学生选择问题的提出就开始指导，到学生的学习得到结果，从资料的收集到撰写探究报告。从合作交流到学生心理素质的指导，学生的每一步都离不开教师的精心指导。教师在指导学生完成探究方面要做好充分准备。

课堂实施科学探究既要学生获得结论又要学生注重过程;既要学生学生参与又要兼顾进度，既要考虑全体学生又要兼顾个体差异，既要获得知识又要注重效率，既要突出学生的主体地位又要防止学生顾此失彼，既要获得知识又要培养核心素养。所以教师的准备要详细而又要全面，对教师的要求较传统教学更高，更细致。

（二）学生的准备

1.知识的准备

科学探究的前提是有足够的基础知识。没有从学科学习获得的知识开展科学探究，只是无源之水无本之木，根本无从谈起。科学探究就是发现问题、分析问题、解决问题，这些都要有雄厚的基础知识作为铺垫。而提出假设，更是基于客观事实的基础上，利用掌握的知识，合理地推断而绝非主观臆断，能对自己提出的问题进行可行性的评估。由此作为学生要进行科学探究的前提就需要把基础知识学好、学到位、学扎实。

2.能力的准备

由于科学探究需要有更高的能力，要求学生在平时学习中注意自己能力的培养。

第一，收集、整理资料的能力。提出问题后对问题的分析时需要查找的资料很多。查找、收集、整理、分类是对问题全面分析的条件。繁杂的资料只有进行加工处理后，方能用于分析问题，提炼观点。因此，对所收集的资料，学生们要结合提出的问题，分门别类地进行组织整理。对资料的整理，涉及到材料的去伪存真，去粗取精，剔出糟粕，保留精华，对所加工的资料能分析推理。学生要有收集、整理、分析资料的能力。

第二，试验能力。基于实验目的实验设计一个方案，设计时需要對实验过程中的问题进行预估分析，需要对实验器材进行统筹安排。实验方案设计过程中，把握好主要方面和次要方面，对实验方案进行不断改进和创新，能用多种方式解决问题的能力，从而寻找解决问题最佳方案。能准确地记录数据并能对数据进行处理，并且能用简洁、直观的形式表达结果，会分析误差产生的原因和提出减小误差的方法。

第三，与人合作交流的能力。探究需要小组成员的共同协作完成，需要大家分工合作。探究活动是小组集体的事情，而不是某个人的事情，必须根据小组成员各自的特长，将组内任务职责分工到个人，使学生明确自己活动中的责任，做到小组内“人人有事做，事事有人做”的活动有序开展。加强沟通，相互交流，能准确表达自己的观点。有时观点不一致时，还要学会避免冲突。也不能因为工作的多少，付出的多少产生矛盾，小组合作要有调解纠纷协调工作的能力。

第四，书写表达能力。虽然经过探究活动后，学生已经有了关于本次研究的结论，但还需要对研究的整个情况做一总结，已达到交流的目的，这只是科学研究中一项重要工作。研究成果总结主要以探究报告的形式出现，通过这个报告说明课题组做了什么工作，提出了什么问题，研究步骤是怎样的，研究的结论是什么，引用的参考文献有哪些。学生要以比较正规的书写方式写出自己小组的探究报告，报告要详细而准确、条理清晰、过程准确、结论清楚。

二、科学探究的实施阶段

（一）提出问题

提出问题就是提出探究的课题。根据课堂老师提出的问题或在课堂学习中遇到的问题，提出要探究的问题，课堂上实施科学探究的要考虑两点：一是课题要为课堂教学的需要;二是选取的课题应满足学生自身发展和提高的需要。课题过大，花费时间过多，困难过多，不易完成也不一定满足课堂需要;课题太小是也没必要探究。学生选题时，教师可做适当的指导。

（二）对提出的探究问题进行研究分析，提出结论假设

围绕选题，查找相关资料，对资料、分析整理，对于问题进行全面的综合分析，讨论交流，提出科学的预判结论。同时对探究过程的可行性、探究条件的要求、探究过程中可能遇到的困难以及解决困难的方法，做出科学的评估。教师可做适当的指导。

（三）写出探究报告申请

对提出问题的解决，如果探究课题比较小，容易解决且不需要实验条件的限制的话，可以直接进行探究;如果需要实验的，则可申请实验室的帮助，需要写出探究报告申请。探究报告一般分为：问题提出、对结果科学的假设、制定实验方案、对实验器材要求、数据的记录与处理。对结果的科学研判、实验中的困难，做出详细准确的论述，申请实验室做实验。指导教师根据报告申请做出指导修改建议或批准申请。

（四）精确实验得出结论

进入实验室后，按照实验的既定方案，科学、高效实验，得到实验数据。对实验进行检查，认真地核对实验数据，数据处理、分析误差、反复论证得到实验的结论。通过实验，获得探究的成果。

（五）撰写探究结题报告，总结提升

探究结束，要写出探究结题报告，由指导教师和学生代表组成评审团。评审团提出的问题由课题组成员答辩，最后评审团进行评审，作出该项研究是否合格的决定。不合格的项目要重新进行研究;合格的项目需要把探究的结论告知所有同学，使同学们学习、领悟探究的结果，并应用在平时的学习中。探究的小组的劳动获得认可。评审团还要对整体探究进行评价并且评判该课题是否有继续深挖的价值;鼓励学生继续努力探究，总结提升自己的知识和能力水平，培养核心素养。

三、探究的反思提高

学生的研究工作结束以后，还有最后一步重要的工作，那就是反思提高。这一阶段就是让学生回过头来，对自己的整个研究过程，自己的表现、所用的方法作一回顾总结，从而丰富自己的经验，学会探究学习。课堂实施科学探究的真正目的不在于完成一项研究，更重要的是要让学生学会方法。反思这一步特别有助于知识技能的迁移，有助于个人能力的提高。

总之，探究学习十分强调学生独立和主体作用的发挥，但学生毕竟不是已具备了独立研究能力的专家，教师的指导是十分重要的。可以说学生研究水平如何，取决于教師的指导质量和指导艺术，在探究学习中，教师的主导作用不是削弱了，而是要求更高了，大大加强了。在物理的教育教学中改变课堂教学模式，提高课堂的效率，调动学生积极性，培养探究精神，培养学生终生学习的习惯，都不是一蹴而就的，需要教师付出更大的努力去研究、对比、论证和推广。

参考文献：

[1]普通高中物理课程标准（2017年版）人民教育出版社.

[2]张庆林、杨东 高效率教学 人民教育出版社.

[3]赵才欣、韩艳梅等 如何备课 华东师范出版社.

★ [课题]：本文系2019年度河南省基础教育教学研究项目《核心素养中科学探究的课堂教学研究》（JCJYC19061042）研究成果