借助探究性學(xué)習(xí)方式 提升初中學(xué)生物理核心素養(yǎng)

摘 要：近幾年來，隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界各個國家、地區(qū)都在研究核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)是從人的角度要求受教育者應(yīng)具備適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。初中物理是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的啟蒙階段，是提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成階段。教師除了要會從教學(xué)方面探究提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有效途徑外，更要會從學(xué)習(xí)方式上引導(dǎo)學(xué)生提升核心素養(yǎng)。筆者從探究性學(xué)習(xí)方式中課題的設(shè)置、探究活動及探究過程等方面的闡述，提出通過探究性學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)初中生物理核心素養(yǎng)的可行性。

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng)；探究性學(xué)習(xí)方式；物理觀念；實驗探究能力；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）5-0005-3

2015年10月教育部下發(fā)了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂稿》內(nèi)部征求意見稿，在征求意見稿中提出：物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實驗探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面的要素構(gòu)成[1]。

如何讓學(xué)生在初中物理學(xué)習(xí)中提升物理核心素養(yǎng)呢？在教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)中應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)方式利于提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。探究性學(xué)習(xí)方式是指以學(xué)生的需要為出發(fā)點，以問題為載體，從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設(shè)一種類似學(xué)術(shù)或科學(xué)研究的情境，通過學(xué)生自主、獨立地發(fā)現(xiàn)問題、實驗探究、操作、調(diào)查、信息搜索與處理、表達(dá)與交流等探索活動，獲得知識技能，發(fā)展情感與態(tài)度，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)造能力的學(xué)習(xí)方式[2]。這種學(xué)習(xí)方式是學(xué)生帶著問題，通過親身經(jīng)歷的探究過程來豐富物理觀念，在探究中運用和發(fā)展物理思維能力，在實踐中提升實驗探究能力，在體驗、感受探究過程中培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。下面筆者就如何借助探究性學(xué)習(xí)方式提升物理核心素養(yǎng)談?wù)剮c做法。

1 延伸課題知識，構(gòu)建物理框架，豐富物理觀念

探究性學(xué)習(xí)課題不僅可以是課本上的基礎(chǔ)知識，也可以是對知識的進(jìn)一步整合、拓展，再通過學(xué)生內(nèi)化成自己的能力，從而逐步豐富物理觀念。

從物理知識結(jié)構(gòu)與能力要求而言，只要求學(xué)生初步了解力、熱、光、電等一些基礎(chǔ)的物理知識，因此在教學(xué)中可將初中的課題知識進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由欤岣邔W(xué)生對物理的認(rèn)識，進(jìn)一步豐富物理觀念。

2 設(shè)計啟發(fā)性問題，突破學(xué)習(xí)難點，發(fā)展思維能力

探究性學(xué)習(xí)過程主要是基于學(xué)生自身的需求，讓學(xué)生在一定的問題情境中，應(yīng)用分析、比較、推理、判斷等科學(xué)的思維方法來解決問題。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中最大的需求就是難點問題的突破或辨析。難點問題是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不可避免遇到的問題，是指在學(xué)習(xí)過程中難于理解或混淆不清的問題[3]，它形成的主要原因是思維障礙，即在學(xué)習(xí)過程中不能正確運用建模的思想、理想化方法、抽象概括、推理論證等思維與方法來形成概念、判斷和推理，從而無法獲得或不能全面獲得對事物的本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識。因此，在探究性學(xué)習(xí)中要設(shè)計啟發(fā)性問題引導(dǎo)學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點，清除思維障礙，這樣有助于學(xué)生鍛煉和發(fā)展科學(xué)思維能力。

如“平面鏡成像的特點”的學(xué)習(xí)課題，探究的方案是通過實驗探究法來尋找成像的特點，然而這其中有“怎樣比較像與物的大小關(guān)系”“如何比較像與物到鏡面的距離”“為什么像的大小不隨著物體的移動而改變”等問題是學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的難點，為幫助學(xué)生突破這些難點，教師可以先設(shè)計下面一系列具有啟發(fā)性的問題：用什么方法來確定物體的像是實像還是虛像？為什么不能直接比較像與物的大?。繛槭裁床荒芰砍鱿衽c物到鏡面的距離？通過思考上面三個問題，讓學(xué)生認(rèn)識到平面鏡成的是虛像，實際上是不存在的，不能在光屏上呈現(xiàn)，所以不能直接比較像與物的大小，要解決這個問題就要借助于另一個物體與像進(jìn)行比較。那么，對這個物體有什么要求？實驗中又是怎樣操作的？對平面鏡又有什么要求？通過這些問題逐步深入啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生找到解決難點的方法。

為了進(jìn)一步解答學(xué)生的疑問，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過作圖法作出平面鏡成像的光路圖（如圖1所示），從而得到平面鏡成的是虛像。然后再利用數(shù)學(xué)幾何知識證明，從而得到了：像與物大小相同；像與物到鏡面的距離相等；像與物關(guān)于鏡面對稱。通過這種問題設(shè)計層層啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生不但可以找到解決難點的方案，而且可以領(lǐng)悟到本實驗中用到的等效替代科學(xué)方法，同時也通過作圖論證的探究學(xué)習(xí)體會到建模、演繹推理方法等科學(xué)思維方法。

3 增加探究活動，拓展課內(nèi)實驗，提升實驗探究能力

由于初中物理處于啟蒙階段，學(xué)生的思維處于形象思維向抽象思維過渡時期，因此在探究性學(xué)習(xí)中學(xué)生大多要通過實驗探究獲得感性材料，再通過運用科學(xué)思維對感性材料概括、判斷、歸納形成物理概念和規(guī)律。

在實驗探究過程中，學(xué)生要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗和制定計劃、進(jìn)行實驗和收集數(shù)據(jù)、分析論證、合作與交流、評估七個環(huán)節(jié)。

例如，在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，首先，學(xué)生在用放大鏡觀察遠(yuǎn)近不同的周圍物體時發(fā)現(xiàn)物體通過凸透鏡可以成倒立或正立的像，可以成放大或縮小的像，接著提出凸透鏡成像有什么規(guī)律？受什么因素影響？其次，對這些問題進(jìn)行猜想，即凸透鏡成像規(guī)律可能與物體到透鏡之間的距離有關(guān)。然后，學(xué)生利用實驗室提供的器材設(shè)計實驗方案、進(jìn)行實驗和用表格記錄實驗現(xiàn)象，運用數(shù)學(xué)分析歸納出凸透鏡的成像規(guī)律及其影響因素。最后，在教師的引導(dǎo)下學(xué)生之間要進(jìn)行交流、評估，分享成果。而學(xué)生經(jīng)歷的科學(xué)探究的七個環(huán)節(jié)，正是物理核心素養(yǎng)中“實驗探究”所要求的。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂稿》指出物理核心素養(yǎng)中實驗探究主要指高中物理中通過實驗發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方法，包括發(fā)現(xiàn)問題、合理猜測、設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)、分析論證、 合作與交流、評估和反思等[1]。由此可見，為高中物理打基礎(chǔ)的初中物理可以為提升實驗探究能力提供契機。

針對初中學(xué)生的認(rèn)知特點，教材中所編排的知識內(nèi)容較簡單，所以多數(shù)的物理實驗都可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)赝卣固骄?。例如，在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中可以增加“當(dāng)物體由遠(yuǎn)到靠近凸透鏡時觀察像的大小變化及光屏的移動方向”探究性實驗，也可以增加“用書本擋住部分透鏡后觀察光屏上的成像情況”等探究性實驗。再如，在“伏安法測定值電阻的阻值”實驗中就可以增設(shè)“小燈泡的伏安特性曲線”的探究性實驗，不但可以加深理解歐姆定律的應(yīng)用，而且通過對小燈泡和定值電阻的I-U圖像的比較來了解到針對不同實驗，采用多次測量的意義不同。

還可以鼓勵和支持學(xué)生就地取材，因陋就簡，動手動腦設(shè)計小實驗，開展小制作活動，如在學(xué)到聲音的傳播時可以引導(dǎo)學(xué)生利用有真空層的保溫杯、音樂芯片、瓶塞、細(xì)線等身邊器材，通過制定計劃和進(jìn)行實驗、觀察和記錄實驗現(xiàn)象，得出聲音的傳播需要介質(zhì)的結(jié)論。因此，借助于探究性學(xué)習(xí)方式，可以提升學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

4 貼近生活，體驗探究過程，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要指對待科學(xué)的態(tài)度與價值觀，包括能正確認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，實事求是，不迷信權(quán)威，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感等[1]。探究性學(xué)習(xí)強調(diào)的是學(xué)生不但要通過親身經(jīng)歷和體驗獲得知識、技能和方法，而且要體會到科學(xué)研究的艱辛，與人合作的重要性，要了解到實事求是的重要性。因此，通過探究性學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。如學(xué)習(xí)初三物理時，可以開設(shè)課外探究性課題如“污水處理”“海水淡化”“調(diào)查汽車尾氣”“調(diào)查我國能源與可持續(xù)發(fā)展”“調(diào)查自動化在生活中的應(yīng)用”等，組織學(xué)生上網(wǎng)、讀報、實地調(diào)查研究這些課題，討論水、能源、環(huán)境污染、缺水等社會問題，引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)、技術(shù)、社會及環(huán)境的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識，增強學(xué)生的國家意識和民族自豪感。

當(dāng)今社會是個信息和科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的社會，只有具備適應(yīng)個人終身學(xué)習(xí)的必備品格和適應(yīng)社會必備的關(guān)鍵能力的人才能更好地適應(yīng)當(dāng)今社會。這種適應(yīng)個人終身學(xué)習(xí)的必備品格和適應(yīng)社會必備的關(guān)鍵能力就是核心素養(yǎng)，它是以人的全面發(fā)展為目標(biāo)，不但要整合“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”，而且還要讓學(xué)生有社會責(zé)任意識。而探究性學(xué)習(xí)方式通過引導(dǎo)學(xué)生充分參與學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生學(xué)會探究，學(xué)會學(xué)習(xí)，最終形成終身受用的能力，通過經(jīng)歷、體驗探究過程來培養(yǎng)、提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任及國家意識。因此，借助于探究性學(xué)習(xí)可以提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王炯.初中物理學(xué)習(xí)方式研究[D].長沙：湖南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[3]郭佩芳.初中物理貫穿探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)探索[J]. 新課程（中學(xué)），2013（3）：108-109.