例談物理教學(xué)中學(xué)生“科學(xué)探究”素養(yǎng)的提升

摘要：探究學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，以發(fā)展人作為第一任務(wù)，提升學(xué)生“科學(xué)探究”的素養(yǎng)能促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，同時(shí)對(duì)教師的專業(yè)發(fā)展也提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；科學(xué)探究；素養(yǎng)；提升

隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果在京發(fā)布，核心素養(yǎng)這一概念在2016年普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中也隨即提出。物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面的要素構(gòu)成。筆者覺得，在這四大要素當(dāng)中，“科學(xué)探究”素養(yǎng)最具物理學(xué)科特色，分量最重，地位最高。

物理是研究自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，自然科學(xué)的核心環(huán)節(jié)就是“科學(xué)探究”。提升學(xué)生“科學(xué)探究”的素養(yǎng)迫在眉睫，“科學(xué)探究”素養(yǎng)的提升關(guān)鍵是怎樣提升，高中教師必須掌握提升“科學(xué)探究”素養(yǎng)的基礎(chǔ)理論和基本方法，并在實(shí)際教學(xué)中逐步滲透，努力提升學(xué)生“科學(xué)探究”的素養(yǎng)。

一、 樹立“科學(xué)探究”的意識(shí)

學(xué)生是科學(xué)探究的主體，遵循身心發(fā)展的基本規(guī)律：他們都有一種天生的、自主探索的欲望和好奇心，總喜歡把自己扮成問題的探索者、發(fā)現(xiàn)者和研究者，特別是當(dāng)自己的觀點(diǎn)與集體發(fā)生了碰撞時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生欲證實(shí)自己的欲望。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師總覺得時(shí)間不夠，總想用最少的時(shí)間讓學(xué)生學(xué)到最多的知識(shí)，如果我們的教學(xué)僅僅是為了滿足于進(jìn)行大容量、快節(jié)奏的知識(shí)傳授，而不注重物理學(xué)科自身的特性，不去發(fā)展其“智慧”，這是教育的失敗，是一件十分可悲的事情。

“科學(xué)探究”在物理教學(xué)中是無法回避且十分重要的事實(shí)，教師不要怕“浪費(fèi)時(shí)間”，要舍得放手讓學(xué)生自主探究，雖然一開始可能會(huì)遇到這樣或那樣的問題，但只要堅(jiān)持，遇到問題不回避，迎難而上解決問題，采用多種形式相結(jié)合，以此來激發(fā)他們“科學(xué)探究”的欲望，調(diào)動(dòng)他們“科學(xué)探究”的積極性，增強(qiáng)他們“科學(xué)探究”的意識(shí)，喚起他們“科學(xué)探究”的自信心。久而久之，隨著“科學(xué)探究”的次數(shù)的增加，學(xué)生“科學(xué)探究”的品質(zhì)和素養(yǎng)就會(huì)得到提升。

二、 滲透“科學(xué)探究”的思想和方法

學(xué)生“科學(xué)探究”能力不強(qiáng)，除了缺乏“科學(xué)探究”的意識(shí)外，更重要的還是思想、方法方面的原因。在處理“科學(xué)探究”的問題時(shí)，很多學(xué)生往往表現(xiàn)為無從下手，教師應(yīng)該在教學(xué)過程中逐步教給學(xué)生一些“科學(xué)探究”的思想和方法，用科學(xué)的思想先把大腦武裝起來，再逐步提升學(xué)生“科學(xué)探究”的素養(yǎng)。

例如，在利用電擺裝置探究“庫侖定律”的實(shí)驗(yàn)過程中，在實(shí)驗(yàn)器材不夠先進(jìn)的情況下，如何測(cè)量帶電小球的電量，進(jìn)而探究庫侖力的大小和電荷量乘積的關(guān)系呢？這對(duì)學(xué)生的認(rèn)知水平和思維要求較高，筆者試圖通過啟發(fā)引導(dǎo)，喚起學(xué)生大腦中已有的處理類似問題的思想和方法。先讓學(xué)生回憶曾經(jīng)研究過的“研究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)思路，再思考橡皮筋的彈力做功為變力功，也是難以直接測(cè)量的，那是如何探究彈力的功和動(dòng)能變化之間關(guān)系的呢？學(xué)生受此啟發(fā)，就會(huì)很容易想到以任意電量Q作為參考電量，再利用“平分法”得到Q2、Q4、Q8……無需知道Q的具體數(shù)值，也能探究庫侖力的大小和電荷量乘積的關(guān)系了。

發(fā)展提出問題的能力，增進(jìn)對(duì)提出問題意義的理解。現(xiàn)代科學(xué)之父愛因斯坦曾說：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上的或是實(shí)驗(yàn)上的技能而已。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！?/p>

三、 提升“質(zhì)疑創(chuàng)新”的能力

“學(xué)起于思，思源于疑”，質(zhì)疑是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是探求未知世界的原動(dòng)力。教師要營(yíng)造和諧民主的課堂環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)質(zhì)疑。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、具體情境、課堂的臨時(shí)生成，不斷沖擊學(xué)生的前認(rèn)知，使學(xué)生更專注于課堂，又可以活躍課堂氣氛，讓學(xué)生在思維碰撞的過程中閃現(xiàn)出智慧的火花。例如，在“原子物理”部分講“結(jié)合能”的時(shí)候，學(xué)生通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)核反應(yīng)前后發(fā)生了質(zhì)量虧損，當(dāng)時(shí)就有個(gè)學(xué)生提出疑問：“是不是在核反應(yīng)前后就不滿足質(zhì)量守恒？”經(jīng)這個(gè)學(xué)生一說，下面好多學(xué)生就跟著附和。筆者沒有回避這個(gè)問題，首先充分肯定了該學(xué)生的質(zhì)疑精神，鼓勵(lì)大家向他學(xué)習(xí)，有疑惑才會(huì)去思考，有思考才會(huì)有收獲。同時(shí)，抓住這一課堂生成的問題，追問學(xué)生：“你們覺得核反應(yīng)前后能量守恒嗎？”學(xué)生的回答基本都是肯定的。筆者再引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程思考：“在能量守恒的情況下質(zhì)量守恒嗎？”學(xué)生點(diǎn)點(diǎn)頭，但很猶豫，明顯是有點(diǎn)懵了。在學(xué)生還沒有反應(yīng)過來時(shí)，筆者又追問：“質(zhì)量虧損的同時(shí)還有什么現(xiàn)象發(fā)生？”幾個(gè)學(xué)生搶著回答：“釋放能量?！薄皩?duì)，能量減少了，質(zhì)量自然就減少了。當(dāng)系統(tǒng)的能量減少了ΔE時(shí)，系統(tǒng)的質(zhì)量就對(duì)應(yīng)地減少Δm。減少的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為光子的質(zhì)量。”“老師，不是光子的質(zhì)量為0嗎？”還沒等我說完，又有學(xué)生提出了異議。“光子只是靜止質(zhì)量為0，但在光子的輻射過程中，具有能量E=hγ，所以運(yùn)動(dòng)的光子是具有質(zhì)量的。也就是說，在質(zhì)量虧損的過程中，只是將一部分靜質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了動(dòng)質(zhì)量，但總的質(zhì)量依舊不變。下面就請(qǐng)大家來計(jì)算一下，運(yùn)動(dòng)的光子頻率為γ時(shí)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)質(zhì)量是多大呢？”學(xué)生很容易就算出來對(duì)應(yīng)的動(dòng)質(zhì)量來，同時(shí)也明白了質(zhì)量虧損并不違背質(zhì)量守恒。

學(xué)生的大腦中充滿著各種疑問。學(xué)生能主動(dòng)質(zhì)疑，提出新觀念、新想法，不再迷信權(quán)威，迷信書本，迷信教師，敢于質(zhì)疑和否定，學(xué)生不滿足于老師上課所講的內(nèi)容，在質(zhì)疑能力的提升中，增強(qiáng)了學(xué)生的批判意識(shí)和發(fā)問意識(shí)，他們的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力都有了明顯的提高。

任何能力的提升都不是一朝一夕所能完成的事情，在教學(xué)中要適當(dāng)留給學(xué)生“空白地帶”，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)質(zhì)疑，同時(shí)，教師自身也要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提高駕馭課堂的能力。

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作者簡(jiǎn)介：陸振華，江蘇省泰興市，江蘇省泰興市第二高級(jí)中學(xué)。endprint