基于科学探究素养培养的高中物理教学研究

摘 要：在当前，核心素养的教学培养已经成为教师进行教学研究的重要方向，教师需要针对学生核心素养的发展进行教学方法的选择和构建，想办法开展有效的学生核心素养培养教学。本文对高中物理教学中学生科学探究素养的教学培养方法进行了研究，并联系实际提出了几点教学调整方案。

关键词：科学探究;核心素养;教学研究;命题分析

如今，核心素养已经成为一个热门话题，教育改革的重要目的之一也是实现学生核心素养的教学培养。为了实现学生核心素养的有效培养，教师需要对其构成与价值进行分析，并联系自己的教学设置分析将核心素养培养融入教学之中的有效策略手段。科学探究是高中物理核心素养的重要构成，其所指的主要为提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并作出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力，对学生的发展有着较高的价值。为了实现学生科学探究核心素养的培养，教师在教学中需要围绕其构成进行设计，开展相应的教学。

一、核心素养培养价值浅析

核心素养的价值主要体现在三个方面：（一）推动学生的能力发展;（二）帮助学生掌握有效的学科学习方法;（三）新高考的命题考查要求。其中在第一个方面，所展现的是核心素养的能力展现，第二个方面所指的则是具体学科的学习展现，学科核心素养对应的往往是相关学科有效学习进行所需的能力和方法，第三个方面则是契合当前新高考的改革趋势。在当前，教育部已经颁布了《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》两份文件，其中明确指出了核心素养的教学评价考查要求，这预示着未来的高考命题也会围绕着核心素养的发展来进行。反应到物理学科中，高考命题可能更加趋向于探究应用型题目。由上述三个方面基本可以明确，核心素养的培养对学生的发展有着较高的价值，教师需要想办法通过教学的设计来推动学生核心素养的发展。

二、实现科学探究素养培育的高中物理教学策略分析

（一）转变教学理念，凸显学生作用

学科探究素养的培养需要学生亲身地进行科学探究，相应的教师在教学实际中需要转变传统的教学理念，改变以理论讲授为主的教学方法设计，使用更加可以凸显学生作用价值的教学方法进行教学。

例如：在进行“力的合成”这一课的教学时，为了有效地发展学生的科学探究能力，给学生创建进行探究分析的机会，教师就可以对教学方法进行调整，使用小组合作教学方法来进行教学的设计。在其中，为确保小组合作教学可以发挥出预期的作用，教师需要对学生的能力发展情况进行评测，而后按照其能力的高低差异将其划分到各个小组之中。这样划分而来的小组，其总体学生发展情况相似，且能保证各小组都可以达成预期的探究目标。对于“力的合成”这一课的合作学习来说，教师可以将学生划分为4至6人的小组，并为学生提出以下的探究任务：1.找到力的合成的方法;2.对合力和分力的概念进行理解;3.分析何为平行四边形定则;4.找出利用作图法求解两公共点合力的方法，并分析合力与夹角的关系。为了辅助学生小组开展有效的探究，确保学生的能力可以得到有效发展，教师还可以在学生进行小组合作时，为其提供一些本科相关的微课材料，让学生作为借鉴参考。像这样，通过学生小组合作的学习，学生的作用就可以得到凸显，其科学探究素养也就能得到有效的发展。

（二）设置有效问题，开展研究性学习

研究性学习又称为专题研习、探究式学习或疑难为本学习，是一种以学生为主的学习模式。在教师的辅助下，由学生策划、执行及自我评估的学习方法。在研究性学习中，学生可以对相关的物理知识进行分析探究，这对其科学探究核心素养的培养有着较强的推动力[1]。为了引导学生进行研究性学习，教师就可以采用问题导学的方式去设计提出相应的物理问题。

例如：在进行“超重与失重”这一课的教学时，教师就可以结合本课的教学内容进行设计，构建研究性学习。在本课中，为了达成研究性学习的开展，教师可以使用小组合作教学法进行教学，也可以使用问题导学的方式来进行教学设计。接下来，笔者就利用问题导学法开展研究性学习的方式进行浅析。为了实现问题导学法的有效使用，教师需要在课下进行相关问题的设计，并根据学生可能的回答，预设一些回馈的追问。笔者在本课的教学中所设计的主要问题如下：“超重是什么？失重又是什么？”“同学们坐过电梯吗？电梯加速或减速时你身体的感觉有什么不同呢？”“这一现象发生的原因又是什么呢？”“除了电梯之外，还有其他方面存在超重失重的现象么？”“宇航员在太空中存在失重现象，这种失重现象又有什么表现呢？”在追问回馈的预设方面，笔者采用了如下的方法：如对问题“同学们坐过电梯吗？电梯加速或减速时你身体的感觉有什么不同呢？”笔者认为学生可能做出的回答是“坐过，电梯向上加速时感觉电梯在推自己，在向上减速时感觉自己的身体向上窜”，针对这一回答，笔者预设的追问是“为什么会出现这种感觉呢？电梯向下时又会有什么不同吗？请大家进行讨论分析”。像这样，通过问题的提出和引导，学生就可以围绕着问题的思考进行研究性学习，其能力也能逐渐地得到发展。

（三）联系学生发展，构建学生小组

在实际的教学过程中，为了推动学生进行科学合理的探究学习，教师除了设计有效的问题外，还可以针对学生的学习方式做出调整。小组合作教学是现阶段一种有效的学生学习模式，在其中学生可以通过小组合作的方式来进行相关物理知识的探究。为了有效地推动这一学习的进行，教师在实际的教学中需要就学生小组的有效构建进行分析。

例如：在进行“万有引力定律”相关知识的学习时，为了让学生体会科学探究的过程，教师就可以结合实际来构建学生小组，引导学生来做出分析探究。其中，为了确保构建的学生小组合理有效，教师需要先就学生的能力发展情况进行分析，研究学生所处的发展阶段。在这一环节中，教师可以采用实际调研和大数据分析的方法来定位学生的能力發展层次，进而完成学生小组设计。在学生发展界定完成后，教师可以将发展最为突出的几名学生设定为各个小组的组长，而后按照学生的能力发展层次将其依次编入各个小组中。在小组设计完成后，教师在本课中就可以将“万有引力定律的实际应用探究”作为学生小组的研究主题，并给予引导和帮助，让学生在小组合作学习中做出研究和探讨。在学生小组学习完成后，教师还需要帮助学生做出整理，将得出的结论进行内化吸收。通过这一过程，学生的发展就可以得到推动。

（四）构建探究实验，发展学生能力

实验教学是物理教学的重要构成，也是学生进行科学探究与实验探究的重要途径。为了达成学生科学探究核心素养的培养，教师在教学实际中需要对自己的教学设计进行调整，构建有效的物理实验。而为了更加有效地发展学生的能力，教师需要探究实验作为实验教学的主要模式进行研究。

例如：在进行“平抛运动”这一课的教学时，为了让学生体验科学探究的过程，实现学生科学探究素养的发展，教师需要对自己的实验教学设计进行调整，尽可能构建探究式物理实验。探究式物理实验与传统物理实验的区别在于探究式物理实验模仿了科学家进行科学探究的过程，学生在实验探究之前并不了解实验的最终结果，其所探究的内容是自己通过思想提出的猜想，而通过实验验证猜想的过程，学生才可以得出结论。而在“平抛运动”这一课的教学中，教师就可以先不告知学生影响平抛运动轨迹的因素，而是让学生通过合作讨论的方式提出自己小组的实验猜想，再结合实际情况选择相关的实验仪器设计物理实验，进而通过物理实验探究地进行找出影响平抛运动的因素。在实验场所的选择上，若条件允许的话，教师最好要将学生带到操场主席台，让学生站在高处进行实验的探究分析。在学生实验探究的设计和实际实施过程中，为了确保学生探究的独立性，教师需要尽可能避免直接参与，而是应该通过问题引导。如当学生实验设计出错后，教师就可以使用以下的话语进行提问“请同学们再想想，是不是还可以进一步完善实验呢？这一实验设计能不能达成预期探究设计呢？”

（五）研究高考趋向，调整解题练习

为了实现学生科学探究素养的发展，教师还可以对解题练习的开展进行调整。过去很多教师迷信题海战术，所开展的解题练习缺乏针对性。在当前，随着高考命题方向的变革，应用题型的数量明显提升，而面向应用题型，学生最需要的是针对性训练而非大量的解题。相应地为了做出调整，教师在教学实际中就可以调整解题练习的策略，开展以应用题型为目标的精讲精练教学活动。

例如：在教学实际中，教师就可以结合高考的命题变化趋向进行研究，选择一些实际应用性的题目，引导学生进行解题练习。在其中，教师可以对历年的高考试卷进行分析，将其中涉及实际应用的题目摘录出来，并针对这些题目设计学生探究方案。在实际的教学过程中，教师可以先让学生尝试着去完成对应的题目，在学生思考完成后，教师再从这些题目的有效解法展示入手进行教学，让学生分析解决应用型题目的基本解题模型。通过这样的解题教学设置，学生的解题能力就可以得到发展。

（六）开展探究活动，实现学生钻研

活动教学是一种有效的教学方式，在实际活动的参与中，学生也可以更好地享受探究的过程，这对学生探究能力和素养的发展是非常有利的。为了实现探究活动的有效构建，教师需要对当前的教学内容进行研究，分析适宜选择的活动主题，并联系学生的发展进行学生小组的构建。

例如：在进行“测量电源的电动势和内电阻”这一课的教学中，教师就可以构建一次探究性实验活动，让学生探究减少该实验误差的方法。在其中，教师就能引导学生对本实验的全过程进行分析，探究可能导致实验存在误差的操作，进而让学生探寻调整实验方案，减少实验误差的方法。为了让学生充分感受探究的过程，教师需要把实验室开放给学生，让学生自由选用一些材料去调整实验的架构。又比如：在进行“电动机”相关知识的学习时，教师就可以开展一次模型制作活动，让学生思考制作电动小木船、电动小汽车的方法，在其中引导学生使用自己所学的知识制作简易的小型电动机。通过这样的活动构建，学生的思维就可以得到开辟，创新意识和科学探究素养也能得到有效的发展[2]。

（七）引入实际案例，培养学生兴趣

物理是一门与现实生活存在密切联系的学科，通过生活化内容的展现可以帮助学生有效地认识到物理学科的实际应用价值。在此基础上，学生就会对物理知识的现实应用产生兴趣，并更加主动地进行分析探究。

例如：在进行“电磁感应”相关知识的教学时，为了有效调动学生的学习兴趣，提升学生的科学探究动力，教师就可以引入“法拉第笼”和“EMP”两个概念。在实际的教学中，教师就可以先从法拉第的生平入手，引导学生认识他的卓越贡献，而后教师再为学生展示“法拉第笼”和“EMP”两个较为新颖的概念，让学生思考现实生活中这两种概念可能存在的应用。为了进一步提升学生的学习兴趣，教师还可以构建一个兴趣小组，让对相关内容感兴趣的学生加入其中，通过网络资源的检索和身边素材的利用，尝试着制作一个小型的EMP装置。通过这一案例的引入和后续活动的开展，学生的学习兴趣就可以得到培养，其科学探究素养也能得到逐步发展。

（八）有效评价进行，助力学生提升

教学评价是学科教学的重要构成部分，有效的教学评价设计对学生的发展有着重要的推动作用，学生可以通过教师的教学评价对自己现阶段的发展情况做出反思和评定。在科学探究核心素养的培养过程中，教师需要结合学生的实际素养发展来设计相应的教学评价，推动学生发展。

例如：在一段时间的教学结束后，教师就可以结合这段时间内学生的总体表现对其作出发展评定。其中，为确保进行的教学评价以学生的核心素养发展为主，教师需要就核心素养进行主要设计，分析学生的各核心素养发展情况。对科学探究素养而言，教师所进行的评价可以围绕着一次学生探究活动来进行，评价的指标可以集中在学生得出结论的速度、学生探究的过程展现、学生的总体发展等。在完成了基本的评价后，教师就可以围绕学生的实际发展情况再对其做出能力发展上的建议。如对那些发展存在缺陷的学生，教师需要帮助其转换思路，让其学生主动进行探究，并为其提供表现发展自己的机会，促进其自身学科探究素养的有效化发展。

结束语

核心素养的培养对学生的发展有着重要的意义。教师需要对自己的教学设计进行调整，分析科学探究素养的体现与具体培养方法，进而采取相应的教学优化策略。

參考文献

[1]钟浩鹏.基于问题教学法的高中生物理科学探究素养培养策略研究[D].扬州大学，2019.

[2]姜明姬，罗翀.基于培养核心素养的高中物理科学探究中的问题设计策略[J].中学理科园地，2019，15（3）：7-8-11.

作者简介：张志文（1980— ），男，汉族，湖北武穴人，福建省福州市福清三山中学，中学一级，本科。研究方向：中学物理教学。