核心素養(yǎng)體系下的探究式物理教學(xué)

汪顯和

近年來，世界各國開始關(guān)注學(xué)生的核心素養(yǎng)，并構(gòu)建相應(yīng)的核心素養(yǎng)模型.建立各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系、明確學(xué)生相應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的品格和關(guān)鍵能力，已成為深化課程改革、落實立德樹人根本任務(wù)的基本要求，也成為我國教育領(lǐng)域與國際教育改革趨勢相銜接的重要環(huán)節(jié).

我們必須要認(rèn)識到學(xué)校教育不能填滿學(xué)生生活的空間，要留有閑暇.因為學(xué)校教育絕不是給人生畫上句號，而是給人生準(zhǔn)備好必要的“槳”.以個人發(fā)展和終身學(xué)習(xí)為主體的核心素養(yǎng)模型，必將取代以學(xué)科知識結(jié)構(gòu)為核心的傳統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)體系，以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目的的教育教學(xué)必將取代知識傳授為主要目的的傳統(tǒng)教學(xué).

1核心素養(yǎng)內(nèi)涵

所謂核心素養(yǎng)指的是，同職業(yè)上的實力與人生的成功直接相關(guān)的涵蓋了社會技能與動機、人格特征在內(nèi)的統(tǒng)整的能力.牽涉到不僅“知曉什么”，而且在現(xiàn)實問題情境中“能做什么”的問題.“核心素養(yǎng)”的核心既不是單純的知識技能，也不是單純的興趣、動機、態(tài)度，而在于重視運用知識技能、解決現(xiàn)實課題所必須的思考力、判斷力與表達(dá)力及其人格品性.

2探究式物理教學(xué)模式

高中新課程積極倡導(dǎo)探究式教育：“要改變課程中過于強調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息、獲取新知識的能力、分析問題解決問題以及交流與合作的能力”.物理教育應(yīng)該以探究式教育理念為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題解決問題的能力，全面提高學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)和發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的內(nèi)在品質(zhì).

華盛頓大學(xué)物理教育研究組編寫的“探究物理（Physics by Inquiry，1996）”一書的前言中指出：“探究物理由一系列以實驗為基礎(chǔ)的單元組成，一步一步地將學(xué)生引入物理學(xué)和物質(zhì)科學(xué).學(xué)生通過深入地研究簡單的物質(zhì)系統(tǒng)及其相互作用，獲取科學(xué)過程的直接經(jīng)驗.學(xué)生從自己的觀察入手，發(fā)展基本的物理概念，使用并解釋不同的科學(xué)表達(dá)方式，建構(gòu)具有解釋和預(yù)測功能的模型.所有單元設(shè)計都有明確的目的，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)推理技能，提供將科學(xué)概念、表達(dá)方式和模型與實際問題建立聯(lián)系的實踐活動.”

物理學(xué)是在不斷追求認(rèn)識統(tǒng)一性的探究過程中發(fā)展的.物理課不應(yīng)當(dāng)是聽課、記筆記、做實驗、做習(xí)題的結(jié)合，而是在教師的指導(dǎo)和幫助下不斷探究物理現(xiàn)象的本質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系的過程.將科學(xué)探究作為物理教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，這是體現(xiàn)物理學(xué)的本質(zhì)與促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展相統(tǒng)一的要求，是國際物理教育發(fā)展的共同趨勢.

3核心素養(yǎng)體系下的探究式物理教學(xué)

根據(jù)學(xué)生特點和學(xué)校條件、教師素質(zhì)能力等各方面的影響，核心素養(yǎng)體系下的探究性教學(xué)的組織形式也應(yīng)多種多樣，筆者認(rèn)為大致可分為以下幾種教學(xué)組織形式.

3.1課堂演示共同探究

（1）適用： 這種組織形式一般針對新課教學(xué)過程中的演示實驗，由于實驗器材不能滿足全體學(xué)生的需要，或是實驗難度大，儀器精密，要求很高，或是具有危險的、有毒的一些操作，學(xué)生不能夠直接操作實驗.如一些電學(xué)原理實驗：原電池、變壓器等；或者是一些小實驗，在一定條件下也可以師生共同探究.

（2）操作：①準(zhǔn)備實驗儀器，結(jié)合儀器對實驗步驟進(jìn)一步調(diào)整完善；（主要由教師在課前進(jìn)行）②明確探究目的，進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟孪?、假設(shè)；③制定探究方案，明確探究所需儀器、制定探究步驟（這一步可以由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下來完成，或也可以由師生共同完成）；④師生共同實驗，發(fā)現(xiàn)問題，記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；⑤對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（在這個過程中可以讓學(xué)生自己結(jié)合以前所學(xué)過的處理方法進(jìn)行處理，教師也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c撥指導(dǎo)）；⑥師生一起對實驗進(jìn)行總結(jié)，對實驗過程中的現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)的解釋； ⑦共同得出科學(xué)的探究結(jié)論.

（3）意義：在這類操作中教師是表演者和引導(dǎo)者，學(xué)生是觀察者和參與者（也可以讓學(xué)生上臺演示），保證能夠滿足演示實驗的一系列條件.這種組織形式學(xué)生不必做太多的準(zhǔn)備，但需動腦、動眼、動耳、動口等.這種方式不需要往返于教室和實驗室及其他場所，而教師要事先準(zhǔn)備，使得實驗可見度大效果明顯，便于觀察，并且確保實驗成功，但學(xué)生動手相對較少.在這種實驗中教師要不斷的提問學(xué)生，讓學(xué)生的思維緊跟教師的設(shè)計.雖然不是學(xué)生親自動手做實驗，但通過教師與學(xué)生的交流或教師的不斷設(shè)問學(xué)生的思考回答，讓學(xué)生全身心的投入到實驗中，可以很好的提升同學(xué)的專注力、記憶力和思考力.通過這種方式能很好的培養(yǎng)與他人積極交流、多樣化表達(dá)的能力，形成學(xué)會改變，包括接受改變、適應(yīng)改變、積極改變和引導(dǎo)改變的能力.

3.2分組實驗探究

（1）適用：這是最典型的探究教學(xué)形式，基本能滿足學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)需求，是我們所倡導(dǎo)的積極探究方式，也是學(xué)生最喜愛教學(xué)組織形式.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)，教師做好周密安排.各實驗小組成員合理分配，實驗時做好分工，使得每個人都有鍛煉的機會.分組實驗探究分為三種，第一種是課堂上的分組探究，主要針對一些較小問題的有目的的探究；第二種是到實驗室進(jìn)行的分組探究，主要針對比較重要的物理規(guī)律的開放的探究；第三種是有共同興趣愛好的同學(xué)組成的興趣小組，主要針對能力提高或者是進(jìn)行一些課題的研究或研究性學(xué)習(xí).

（2）操作：①明確實驗?zāi)康闹贫▽嶒灧桨?，明確實驗所需儀器、制定實驗步驟（根據(jù)教學(xué)內(nèi)容由學(xué)生獨立完成）；②準(zhǔn)備實驗儀器，結(jié)合儀器對實驗步驟進(jìn)一步調(diào)整完善（根據(jù)實驗所需，讓學(xué)生自己到實驗室挑選儀器，根據(jù)所能獲得的儀器適當(dāng)修改實驗方案）；③學(xué)生進(jìn)行分組實驗，發(fā)現(xiàn)問題，記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；④對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；⑤對實驗進(jìn)行總結(jié)，對實驗過程中的現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)的解釋； ⑥得出科學(xué)的實驗結(jié)論；⑦教師評估，指導(dǎo)，小組間的交流；⑧學(xué)生最后總結(jié).

（3）意義：利用分組實驗探究的方法使學(xué)生對物理教學(xué)中的一些規(guī)律、問題進(jìn)行更加形象直觀深入的理解，能夠很好的掌握知識.通過對實驗方案的設(shè)計，包括對實驗方案的修正，實驗的操作和觀察、分析、總結(jié)，學(xué)生的動手能力得到了鍛煉，提出問題、分析問題和解決問題的能力得到了很大的提高.同時在分組實驗過程中，組員之間的相互協(xié)作，互相幫助也給了學(xué)生思想品德方面的教育. 通過分組實驗探究，讓我們的學(xué)生學(xué)會了做事（包括職業(yè)技能、社會行為、團(tuán)隊合作和創(chuàng)新進(jìn)取、冒險精神）、學(xué)會共處（包括認(rèn)識自己和他人的能力、同理心和實現(xiàn)共同目標(biāo)的能力）、學(xué)會發(fā)展（包括促進(jìn)自我實現(xiàn)、豐富人格特質(zhì)、多樣化表達(dá)能力和責(zé)任承諾），核心素養(yǎng)得到了發(fā)展.

3.3戶外體驗探究

（1）適用：在教學(xué)過程中，會有一些涉及到生活生產(chǎn)的設(shè)備和儀器，一般中學(xué)也不可能把一些大型機械買回（有些也無法買，如船閘等）專供參觀和演示.這時就可以讓學(xué)生走出教室，走進(jìn)戶外進(jìn)行體驗探究活動.例如在學(xué)習(xí)曲線運動中的圓周運動時，可以讓我們的學(xué)生走進(jìn)大型游樂場，體驗蕩秋千、海盜船、搖頭飛椅、過山車、叢林飛鼠等等，體驗圓周運動、超重失重.百聞不如一見，百見不如親身體驗，物理教學(xué)應(yīng)該大量增加學(xué)生的這種親身體驗的機會.

（2）操作：①明確探究目的，制定合理探究方案；（有時可以先適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行理論上的研究）②考察探究地點、條件是否具備（根據(jù)所需，由教師或?qū)W校出面進(jìn)行聯(lián)系）；③學(xué)生各自制定方案，設(shè)計表格，準(zhǔn)備記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；④現(xiàn)場在教師（或當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T）指導(dǎo)下進(jìn)行體驗探究，及時記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；⑤對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；⑥得出科學(xué)的結(jié)論；⑦相互之間進(jìn)行交流；⑧教師評估，指導(dǎo)；⑨學(xué)生最后總結(jié)，寫成報告；⑩教師將學(xué)生的研究成果進(jìn)行評獎鼓勵.

（3）意義：這種形式要求與有關(guān)單位聯(lián)系，保證參觀實踐活動的順利進(jìn)行，以取得良好的效果，同時應(yīng)注意交通及活動過程中的安全.在探究中學(xué)生們不斷的將自己平時在課堂上學(xué)習(xí)所得的知識應(yīng)用于實踐，體會了知識的實用價值，感受了用自身的知識去解決實際問題的樂趣，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性.在探究過程中通過對碰到的問題不斷的分析解決，學(xué)生的自我實現(xiàn)、豐富人格特質(zhì)、認(rèn)識自然、認(rèn)識環(huán)境的跨學(xué)科素養(yǎng)得到了發(fā)展，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力和創(chuàng)新進(jìn)取、相互交流、信息互動的能力，使終身學(xué)習(xí)的能力獲得很大的提高.

3.4家庭式親子探究

（1）適用：父母是孩子的第一任老師，是我們教學(xué)的重要資源.利用家庭中常用的一些生活用品或發(fā)動家庭成員來完成探究比較可行.課題要求難度不大，器材容易找到，觀察現(xiàn)象比較直觀，活動過程中一般沒有危險.如探究活塞式抽水機工作原理，觀察水的沸騰，模擬安裝家庭照明電路等等.

（2）操作：①明確探究目的，制定合理探究方案；（可以在教師指導(dǎo)下選題，也可以讓學(xué)生自己結(jié)合各自家庭特點進(jìn)行合理選題）②學(xué)生與父母家庭一起制定方案，設(shè)計表格，準(zhǔn)備記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；③家庭共同進(jìn)行動手探究，及時記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果；④對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；⑤得出科學(xué)的結(jié)論；⑥教師評估，指導(dǎo)；⑦家庭最后總結(jié)；⑧學(xué)校將家庭的探究結(jié)果進(jìn)行評獎給予鼓勵.

（3）意義：這類探究活動要求要適合家庭完成，無須做過多的準(zhǔn)備工作.利用這種探究方式進(jìn)行探究，不僅可以讓學(xué)生掌握物理知識，更重要的是加強了學(xué)校與家庭的聯(lián)系.“一個母親相當(dāng)于一百個教師，一個父親勝過一百個校長”.我們的教學(xué)如果在家長的參與下進(jìn)行，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)會變的更有動力，更加主動.教學(xué)也能夠促進(jìn)家庭的和諧發(fā)展，親近了親子關(guān)系，同時培養(yǎng)了學(xué)生積極進(jìn)取、善于思考、敢于創(chuàng)新的精神，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到了發(fā)展.

核心素養(yǎng)體系下的探究式教學(xué)模式是適應(yīng)學(xué)生的教育、發(fā)展的需要的一種非常重要的教學(xué)模式，是國際教育發(fā)展的一種趨勢.利用探究式教學(xué)不僅可以使學(xué)生更好更輕松掌握知識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作、積極思考、敢于動手、敢于創(chuàng)新的能力.在探究問題的過程中學(xué)生的提出問題、分析問題和解決問題的能力都得到了鍛煉，學(xué)生自然地學(xué)會了求知、學(xué)會了做事、學(xué)會了共處、學(xué)會了發(fā)展、學(xué)會了改變，為終身學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ).