探究式学习法对初中物理学科核心素养培养的影响

摘 要：初中物理学习的挑战不仅源于课程难度的提升，增加了学生的认知负担，还因为激烈的学业竞争容易使学生感到挫败。探究式学习法通过激发学生的主动探索精神，有效提升了他们对物理知识的深入理解，并增强了解决复杂问题的能力。因此，在初中物理教学中实施探究式学习法对培养学生的物理学科核心素养，如科学思维方式、创新能力及团队协作精神等方面具有重要作用。本文旨在探讨探究式学习法在初中物理教学中的应用及其对学生核心素养培养的影响，以期为教学实践提供一些参考。

关键词：探究式学习法；初中物理；核心素养；情境教学；科学探究能力

【中图分类号】G622 【文献标识码】A 【文章编号】2097-2539（2024）11-0107-03

物理学作为一门揭示自然界基本规律的基础学科，其知识体系和探究方法对于学生的科学素养和综合能力培养具有不可替代的作用。在当前教育改革的背景下，如何有效培养学生的物理学科核心素养，成为教育工作者关注的焦点。探究式学习，作为一种以学生为中心、强调主动探索和解决问题的学习方式，已被广泛认为是提升学生学科素养的有效途径。尤其在初中物理教学中，通过创设充满挑战性和趣味性的探究情境，不仅能够激发学生的学习兴趣，还能深化学生对物理概念的理解，促进其科学思维和问题解决能力的发展。因此，深入探索探究式学习法在初中物理教学中的应用，对于培养学生的物理学科核心素养具有重要的意义。

一、探究式学习法的重要性与核心素养的培养

（一）减轻学生学习负担，营造积极学习环境

探究式学习法通过激励学生主动参与探索、实验和讨论，有效降低了对传统教育方式的依赖，从而减轻了学生因应试教育产生的学习负担。学生通过直接操作、观察和反思来获取知识，逐渐培养了独立学习的技能，进一步缓解了学习的压力。例如，实验验证物理定律的过程不仅加深了学生对概念的理解，还教会了他们如何进行实验设计和数据分析，这种方法比单纯记忆更能激发兴趣。同时，创造一个积极的学习环境，包括鼓励团队合作和开放式讨论，使学生能够自由交流思想，共同解决问题，这不仅减轻了学习的压力，还提高了社交和协作能力。教师角色的转变，从传授者变为指导者，通过设定开放问题和挑战性任务引导学生深入探究，鼓励他们提问和分享，接受失败作为学习的一部分，这种教学策略为构建鼓励探究和容错的环境提供了支持，减少了学生对失败的恐惧，增强了他们的学习动力。

（二）促进学生自主学习，提高学习效率

探究式学习法使初中物理学生的自主学习能力得到显著提升，有效提高了学习效率。在此教学模式下，学生通过主动探索和解决问题深化了对物理知识的理解。该模式要求他们应用科学的观察、假设、实验、分析和总结等方法，从而培养科学探究能力。学生在这一过程中主动设定学习目标，规划路径，选取学习资源，根据个人学习节奏和兴趣安排学习，使学习更具效率和动力。例如，探究折射现象时，学生通过设计和实施实验验证理论，使得学习过程既生动又富有成效。此外，学生在实验操作中不仅锻炼技能，也通过实践活动将理论与实际相结合，加深理解。探究式学习还发展了学生的批判性思维，使他们在分析数据时能够评价实验设计并提出改进方案，这对解决复杂问题能力的提升至关重要[1]。同时，通过师生互动和小组合作，学生的沟通及协作能力得到加强，并拓宽了知识视野，进一步提高了学习效率。

（三）增强学生的科学探究能力，促进创新思维发展

探究式学习法要求学生在物理学习过程中主动提出问题和假设。例如，学生在探究力和运动的关系时，需要自行设计实验来验证牛顿运动定律，这不仅要求学生具备基本的物理概念知识，还需要他们能够独立思考，提出可行的假设和实验方案。实验设计和数据分析是探究式学习中不可或缺的部分，这一实践过程显著提升了学生的实践操作能力和数据处理能力。在设计实验过程中，学生需要考虑实验的可行性、控制变量的方法以及如何准确收集数据，这些技能的培养对于学生未来的科学研究具有深远的影响。数据分析则要求学生能够运用适当的数学工具和逻辑推理能力，从实验数据中提取有意义的信息，进而验证或修正他们的假设。

此外，探究式学习法通过鼓励学生进行小组合作和交流，进一步促进了学生的社交能力和团队协作能力发展。在团队探究活动中，学生需要共同讨论问题，分工合作进行实验，这不仅提升了学生的沟通能力，还激发了集体创新意识。团队合作中产生的不同观点和创意为解决问题提供了多元化的思路，有助于学生形成开放和创新的思维模式。探究式学习法还强调了教师在学生探究活动中的辅导和指导作用。教师通过设置开放式问题、提供必要的实验材料和技术支持，帮助学生克服学习过程中的困难，同时给予适时的反馈和建议，引导学生深入思考，从而有效促进学生科学探究能力和创新思维的发展。

（四）培养学生解决问题的综合能力，提升学科核心素养

探究式学习法培养学生综合解决问题能力的过程中，涉及问题分析、方案设计、方案实施及结果评估等关键步骤。学生通过深入分析物理问题，识别关键变量及影响因素，提升逻辑思维与问题分析技能。在设计解决方案时，通过综合应用物理知识与原理，激发创新思维，鼓励多角度解题。实施阶段，通过操作实验设备、收集数据、应用数学工具分析，进一步锻炼实验与数理逻辑能力。在结果评估环节，通过批判性分析实验的有效性，然后反思总结，培养持续改进的习惯。这一过程不仅加深了学生对物理知识的理解，还显著提升了他们科学探究、创新思维、团队合作与实际问题解决能力，进一步增强了物理学科核心素养。通过主动探究，学生深刻理解物理应用价值，增强了学习兴趣，为他们未来发展奠定良好的基础。

二、探究式学习法的有效实施策略

（一）设计创新与有趣的学习情境

通过将物理知识与学生日常生活中的现象联系起来，教师可以创设贴近学生实际经验的学习情境。例如，利用简单的家用电器来解释电路的工作原理，或者通过设计一项关于太阳能热水器的项目，让学生探索太阳能转化为热能的过程。这样的学习情境不仅能够激发学生的好奇心，还能增强他们对物理知识应用的理解。此外，运用信息技术工具，如模拟软件和虚拟实验室，可以为学生提供更加生动和互动的学习体验[2]。通过这些工具，学生可以在虚拟环境中进行实验，探索不同物理现象，这种方式不仅安全，还能让学生在错误中学习，不受现实世界的限制。另一方面，可组织学生参与科学探究项目，如设计小型的风力发电机或简易的机械臂，让学生在实践中学习物理原理和工程技术。这种动手操作的学习方式，能够显著提升学生的学习兴趣和创新思维。

（二）搭建合适的思维脚手架，引导学生深入探究

在初中物理教学中，教师需要深入挖掘物理学科内涵，引导学生运用物理学科思维思考并解决实际问题。例如，利用常见的生活用品作为实验材料，引导学生探究力学原理在实际中的应用，如通过制作简易天平探讨杠杆原理。还可以组织户外学习活动，如天文观察，让学生在自然环境中直观感受物理现象，增强学习体验[3]。通过这些方法，将物理学科知识与实际情境相融合，引导学生形成探究思维模式，养成深入探究和持续学习的良好习惯。

（三）采用多元化的教学方法和手段

采用多元化的教学方法和手段是提升初中物理教学效果的关键策略。教师应结合物理学科特点，灵活运用各种教学方法，如讲授法、实验法、探究学习、合作学习以及利用信息技术进行教学。具体来说，讲授法可以用于传授基础概念和理论，为学生搭建必要的知识框架；实验法使学生通过亲身操作加深对物理现象和原理的理解；探究学习鼓励学生自主设计问题、寻找解决方案，以培养科学探究能力；合作学习通过小组讨论和协作解决问题，可增强学生之间的交流和合作能力；信息技术的应用，如多媒体教学和网络资源，可以提供丰富的学习材料和虚拟实验环境，拓宽学生的学习视野。通过综合运用这些教学方法和手段，可以满足不同学生的学习需求，充分激发学生的学习兴趣，促进学生的全面发展。

（四）实施有效的评价与反馈机制

形成性评价注重过程和进步，鼓励教师根据学生的日常表现、作业完成情况、实验操作技能及参与度等进行评价。同时，教师应注重采用同伴评价、自我评价等多样化评价方式，促进学生自主学习和自我反思。总结性评价则在学习单元或学期末通过笔试、实践操作等方式，综合评价学生的知识掌握程度和技能运用能力。在评价过程中，及时提供具体且具有建设性的反馈至关重要，教师应针对学生的具体表现提出改进建议，帮助学生明确学习目标，以及时调整学习策略。此外，引入信息技术工具，如在线评价系统，可以实现实时反馈，促进教学即时互动，为学生提供个性化的学习支持。

三、探究式学习法的实施效果与未来展望

（一）探究式学习法在初中物理教学中的实施效果

探究式学习法的实施增强了学生的科学探究能力，使学生通过实际操作、观察、实验和数据分析等活动，深入理解物理概念和原理，培养了解决问题的能力。学生通过运用科学方法探索未知，提出并验证假设，这不仅提升了他们的科学素养，也增强了批判性思维和创新能力。探究式学习法帮助培养学生主动学习的态度，学生在学习过程中真正成为主体，教师的角色则转变为引导者和协助者。这种学习方式激发了学生的学习兴趣和动力，使学习过程变得更加主动和富有成效。此外，通过合作学习和小组讨论，学生的社交能力和团队合作能力得到了提升。在探究活动中，学生需要相互交流思想，共同解决问题，这种互动促进了学生之间的合作与沟通。探究式学习法的应用提高了学习的深度和广度，学生不仅掌握了物理知识，还学会了如何学习，这为他们未来的学习和生活奠定了坚实的基础。通过这种学习方法，学生能够全面提升自身素质，为终身学习和未来的职业生涯做好准备。

（二）探究式学习法对学生物理学科核心素养的积极影响

通过主动探索和实验，学生在理解物理概念和原理的同时，学会了如何应用科学方法进行观察、提出假设、设计和执行实验以及分析数据。这种学习过程不仅加深了学生对物理知识的理解，还培养了他们的独立思考和批判性分析能力。此外，探究式学习鼓励学生在解决问题时采用创新思维，探索多种可能的解决方案。在团队合作的探究活动中，学生还学会了如何与他人沟通和协作，有效提升了他们的社交技能和团队精神。这些综合能力不仅是物理学科核心素养的重要组成部分，也可为学生未来的学术和职业生涯发展打下坚实的基础。探究式学习法的应用，显著提高了学生的物理学科核心素养，使他们能够更好地理解和应用物理知识，以科学的态度和方法解决生活中的问题。

（三）学生科学探究能力提升实例

在探究式学习法中，有一个提升学生科学探究能力的典型案例——电路设计实验。学生要挑战设计一个能够满足特定需求的电路，如简易的报警装置。在实验过程中，学生首先通过观察和研究现有的电路原理，提出自己的假设。接下来，他们需要规划实验步骤，选择合适的电子元件，如电阻、电容、导线和开关，自主设计电路图。在实验阶段，学生动手搭建电路，在此过程中需要不断测试和调整，以确保电路能够正常工作。这个电路设计实验中，学生运用到的科学方法包括观察、提出假设、设计实验及收集和分析数据。通过实际操作，学生不仅加深了对电路知识的理解，还锻炼了解决问题的能力和实验技能。

在评估和反思阶段，学生们讨论电路设计的效率和可能的改进方法，这促进了批判性思维的发展。通过这样的探究活动，学生在实践中学习科学知识，提高了科学探究能力，这一能力的提升是科学素养发展的重要标志。该实验案例不仅展示了探究式学习法在提升学生科学探究能力方面的有效性，也反映了学生通过实践活动获得深刻理解和技能提升的具体过程。

四、结语

综上所述，探究式学习法的运用有效提升了学生的科学探究能力、创新思维和问题解决技能，从而强化了物理学科核心素养。在未来的物理教学实践中，相关教育工作者应进一步融合先进技术，例如运用虚拟现实（VR）和人工智能（AI），以进一步丰富学习情境，定制个性化的学习路径，从而激发学生更深层次的学习兴趣和科学探究热情，为他们的未来发展奠定良好的基础。

（责任编辑：谢蓓）

参考文献

[1] 支军年.初中物理项目式学习法的运用探究[J].学周刊，2023，（24）：60-62.DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.24.020.

[2] 闫静.探究式学习在初中物理教学中的应用[J].新课程（下），2017，（08）：160.

[3] 王晓静.与初中生谈物理探究式学习[J].学周刊，2016，（09）：148. DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.09.160.

[4] 靳中清.初中物理课堂探究式学习初探[J].中国教育技术装备，2010，（23）：73-74.