基于物理核心素养 培养学生探究能力——以“超重和失重”教学为例

周忠明

(江苏省溧水高级中学 211299)

《高中教育物理课程标准》中指出，“高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门课程，旨在落实立德树人根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础……，引导学生经历科学探究过程，体会科学研究方法，养成科学思维习惯”.物理课程的基础特征，决定了学生在该课程内容领域中的可接受性、可理解性等方面的特征，即同学们通过具体的学习探究实践，能够形成对物理学习目标的有效认识和理解；实践性特征则表明，物理学科需要同学们在具体的学习实践中，结合具体而生动的个体实践参与，在生动形象的知识体系建构和积极的学习活动参与过程中，直观感性地建构物理知识体系的具体知识框架，形成对学习目标的实践认知体验.特别是在学习活动中，同学们结合自身的生活经历体验等，积极地提出问题，根据问题情境，大胆的提出质疑，说出自己的猜想与假设，并依据相关的科学知识理论，设计实验方法步骤，在具体的研究和实践的过程中，获取知识信息，发现问题，寻求问题的答案的过程.在这个过程中，同学们的问题分析、理解和探究实践等方面的能力，都会得到有效地培养和发展.在积极的物理探究实践过程中，有效地提升学生的物理实践和探究能力，提高学生的学习效率.接下来本文即以高中物理教学实践为例，对物理学科中培养学生探究能力的重要性、以及如何在具体的教学实践中，培养学生的物理探究能力.

1 学生探究能力培养的重要性

1.1 促进发展，奠定基础

物理学科是以自然科学为研究对象的学科，自然科学知识并不会自主地进入到同学们的头脑中进行知识体系的建构，需要同学们经历真实的知识探索、研究、发现等过程中，在具体的活动参与和实践中，通过对学习目标的积极的观察、研究、分析、综合、归纳、总结等过程，在具体的学习活动中，学生真实地经历了物理现象的形成过程，物理知识原理的作用过程，在积极的活动体验中，促进了学生的积极的物理观念的培养和发展，促进了学生在具体的科学探究活动过程中的科学思维的配合发展.而在这个过程中，学生所经历的观察、研究、分析、综合、归纳、概括、总结等过程，也会融入相应的个人态度价值观体系.个人态度价值观是促进学生在具体的学习实践中的学习态度、学习参与等的强劲内在动力，因而，在核心素养培育过程中的探究能力发展，搭建起了学生的物理观念和科学态度等的桥梁，在学生的能动探究意识的培养的基础上，能够有效地促进学生理论与实践相结合，在积极的理论指导下，开展能动的学习实践，达到积极的学习效果，有效地巩固学生的基础知识，强化学生的知识技能.

1.2 促进内驱，增强参与

在高中物理学习实践中，学生有效的实践探究能力的培养和发展，让学生在学习活动过程中，面对新的知识内容时，能够以从容淡定的心态来面对.因为学生积累了丰富的物理知识常识，了解到在特定的情境中物质应当表现出怎样的状态和特性，一旦物质的表现与一般的情况发生了变化，同学们便会发现，并能够主动地结合自身已有的知识经验，展开对学习对象的积极探究和实践.在探究能力的引领下，同学们在学习活动中的开展并不是盲目的、无头绪的.而是根据一定的知识原理基础上的科学实践，在学习探究的过程中，同学们不断地将自己的猜想，与具体的实践相结合，通过反复的实验尝试，在积极的活动参与过程中，有效地建构起科学的知识结构框架，形成对学习对象的能动理解把握.

2 基于核心素养的学生探究能力的培养策略

学生的探究能力的培养是可以通过具体的教学活动过程中，在潜移默化的教学实践中有效地培养和发展起来的.教师在具体的教学实践中，能够将核心素养意识渗透到具体的教学实践中，让学生在具体的物理学习实践中，培养起“积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习态度，培养在具体的学习实践中的自主学习能力等.本文以高中物理必修一第四章“运动和力的关系·牛顿定律的应用·超重和失重”教学实践为例，对如何有效地激活学生的学习动机，促进学生的概念建构，促进学生的问题探究能力等策略，展开具体的分析和讨论.

2.1 创设问题情境，激活学习动机

在高中物理教学实践中，教师通过积极的问题情境的设置，让同学们在自己能够操作的简单操作要求的引领下，主动地参与到物理实验的过程中.在实验参与过程中，同学们的认识结构中本该通过自己的行动达到一定效果的实验过程，在经过自己的亲身参与和体验后，形成了与自己的预期相反的效果时，学生的认知动机会在认识受挫的前提下，得到充分地激发.这种受挫是一种积极的受挫，是能够有效地激发学生的学习好奇心和参与动机的受挫.在这种心理体验的驱动下，学生的好奇心和探究欲能够被充分地激发和调动起来，在学生的主观学习动机的有效激发和调动的基础上，学生的学习参与兴趣得到有效地提升，学生在学习活动中的积极探究和实践的意识，也会因为强烈的动机驱动而极大地提升.

因此，在教学导入的过程中，教师结合趣味实验活动，激活学生的学习动机，激发学生在学习活动中的主动参与意识.“将一条纸带下面挂上钩码，学生尝试用一只手来把纸带拉断”.当老师提出实验的时候，同学们感觉这是一个非常简单的实验，所以要把看起来很脆弱的纸带拉断，应该也是一件很简单的事情吧，学生心里这样想着.于是，很多同学跃跃欲试，老师挑选几位同学上台演示，但是实验结果无一成功，这是为什么呢？原本很容易被拉断的纸带，在这里拥有了什么超能力，竟然能够难倒班里的如此多的英雄汉？同学们的不服输的劲头被有效地调动起来，老师趁热打铁，引入今天的课题——超重和失重.

2.2 融合生活情境，科学链接体验

生活是最好的老师，在新课程理念下的高中物理教学，教师需要通过积极的教学情境创设，在同学们熟悉且感兴趣的情境体验氛围中，激活对学习对象的兴趣体验.同学们终于将生活中的这种自己熟悉的现象中蕴含的科学知识的原理对号入座，找到了科学的问题分析和理解的思路，在学习活动中，有效地促进了学生用物理的意识来认识生活的观念.

因此，在教学活动中，教师结合生活情境，展示生活中的情境画面，让同学们结合画面情境来展开猜想，什么是超重？什么是失重？什么条件下发生超重？什么条件下发生失重？为什么会发生超重和失重现象…….生动活泼的智慧媒体，

当海盗船上升时，同学们的视觉在高度刺激的作用下，心中的胆怯意识不断上升，高度知觉让同学们忽略了重力等方面的感受.但是，当船身快速下降的时候，同学们能够感觉到身体仿佛不是自己的似的，非常迫切地需要找到身体和船身的着力点，可是却没有办法找到，只能用高声呐喊来表现这种感受的时候.这种船身下落时，感觉所产生的效果，就是失重.在研究过程中，选取人为研究对象，假设人体受到的重力mg和体重计对人的支持力为FN，两个力的共同作用力，使人在下落的时候，先后经过加速、减速和静止三个阶段，设置向下方向为坐标正方向，人在海盗船上向下加速运动的过程中，根据牛顿第二定律，就有了：

mg-FN=ma;

FN=m(g-a)

即体现在体重计上的示数，会小于人所受的重力.像生活中这种，物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象，叫做失重现象.

同理，人减速向下运动的过程中，加速度的方向与运动的方向相反:

FN-mg=ma;

FN=m(g+a)>mg.

此时，体重计的示数大于人受到的重力.

在生动活泼的生活情境，与科学的知识原理相结合的物理教学实践中，同学们对学习对象的感知和理解的程度和能力得到了极大地提升.在形象生动的学习情境体验中，促进学生用物理的眼光来分析和看待生活的意识的培养和发展.

2.3 鼓励探索发现，促进深入探究

在学习活动中，教师结合失重现象，进一步巩固定义，研究现象，发现实质.在对失重条件的具体分析和讨论的过程中，激励学生尝试运用失重原理展开对学习对象的能动解释和证明.学生是能动的人，在学习活动中，当他们感兴趣的生活现象如太空的系列现象问题的讨论中，同学们对力的作用特征产生了强烈的兴趣体验，学生在学习活动中的学习动机得到了进一步强化，在能动的学习参与实践活动中，促进学生的探究能力的积极培养和发展，促进学生的核心素养的有效提升.

总之，在高中物理学习实践中，基于核心素养的高中物理教学实践，将具体的教学活动环节与能动的教学探究实践活动有机地结合起来，让同学们在具体的探究过程中，真实地建构形象的问题探究能力和积极的实践创新能力等.在生动活泼的科学实验和问题分析等的过程中，促进学生的物理探究能力的积极提升.