開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

龔秀珍

摘 要：在初中物理教學(xué)中，開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生回歸到了主體的學(xué)習(xí)地位，也為學(xué)生提供了充分討論、表達(dá)、探究、交流的平臺(tái)，是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一條行之有效的途徑。本文從大膽猜想，激活期待；因勢(shì)利導(dǎo)，充分預(yù)設(shè)；科學(xué)操作，注意觀察；分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論四個(gè)方面進(jìn)行了闡述，旨在提高初中物理課堂教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：初中物理；探究式學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)

學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成離不開(kāi)教師的幫助與引導(dǎo)，隨著課程改革的推進(jìn)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法滿足時(shí)代的需求，也難以培養(yǎng)出具有物理核心素養(yǎng)的學(xué)生[ 1 ]。而探究式學(xué)習(xí)，以探究為主，教師主要起到引導(dǎo)誘發(fā)的作用，讓學(xué)生回歸了主體的學(xué)習(xí)地位，為學(xué)生提供充分討論、表達(dá)、探究、交流、體驗(yàn)科學(xué)結(jié)論獲取的過(guò)程的平臺(tái)，使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和獨(dú)特的創(chuàng)新思維。以下是我在推進(jìn)探究式學(xué)習(xí)的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

1 大膽猜想，激活期待

愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“想象比知識(shí)更加重要，知識(shí)是有界限的，而想象卻能環(huán)繞整個(gè)世界?！碧骄渴綄W(xué)習(xí)中，大膽猜想也是一個(gè)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與興趣的重要環(huán)節(jié)[ 2 ]。物理是一門(mén)與日常生活息息相關(guān)的科學(xué)，因此教師在教學(xué)中可以從日常生活中的現(xiàn)象出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生們大膽猜想，進(jìn)行期待性探究。

以初二物理上冊(cè)第7.3節(jié)《二力平衡》的教學(xué)為例。在本節(jié)中，學(xué)生將會(huì)學(xué)習(xí)有關(guān)二力平衡和摩擦力的有關(guān)知識(shí)，二力平衡是非常重要的概念，在以后的物理學(xué)習(xí)中，它也是關(guān)鍵的狀態(tài)條件。因此我希望學(xué)生通過(guò)探究式學(xué)習(xí)的方式，從本質(zhì)和原理上掌握二力平衡的條件，為以后學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。課堂開(kāi)始，我為學(xué)生們提出了一個(gè)問(wèn)題，“為什么人可以穩(wěn)穩(wěn)的站在地面上不會(huì)晃動(dòng)，在勻速行駛的汽車(chē)上也不會(huì)搖晃，但是在公交車(chē)上就會(huì)來(lái)回晃動(dòng)呢？”對(duì)于這種習(xí)以為常的現(xiàn)象，學(xué)生們平時(shí)顯然沒(méi)有太多思考，在我的提問(wèn)下，爭(zhēng)相討論起來(lái)。有學(xué)生說(shuō)，“因?yàn)橛械孛嫱兄覀?，所以我們站著的時(shí)候就不會(huì)晃?！庇钟幸晃粚W(xué)生進(jìn)行反駁，“在公交車(chē)上的時(shí)候也有座椅托著我們啊，但是我們還是會(huì)前后晃動(dòng)?！绷硪晃粚W(xué)生提出了自己的猜想，“上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了重力，重力是往下拉著我們的，我們不動(dòng)的話，肯定是因?yàn)檫€有一個(gè)力托著我們，而且和重力是一個(gè)方向，來(lái)回晃動(dòng)是因?yàn)槲覀冞€受到了別的力。”并在黑板上畫(huà)出人的受力分析圖如圖1所示，指出兩個(gè)箭頭指向人受力的兩個(gè)方向。另有一位學(xué)生聯(lián)系前面的內(nèi)容補(bǔ)充道，“我們?cè)趧蛩傩旭偟钠?chē)上，也是受到重力和座椅支撐我們的力，因此我們也不會(huì)晃動(dòng)，而是和汽車(chē)保持相對(duì)靜止。”就在這樣的猜想與討論中，學(xué)生們?cè)絹?lái)越接近問(wèn)題的本質(zhì)，雖然在言辭上可能仍不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但是已經(jīng)描述出了平衡的條件，理解了平衡的概念。

在這樣的期待式探究學(xué)習(xí)中，學(xué)生們從問(wèn)題出發(fā)，大膽猜想，很好地理解了知識(shí)的本質(zhì)和原理，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，為以后的物理學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 因勢(shì)利導(dǎo)，充分預(yù)設(shè)

在探究式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生們會(huì)有許多的猜想，那到底哪個(gè)猜想是正確的呢？教師對(duì)學(xué)生的猜想給出直接的判斷是不能很好地讓學(xué)生掌握問(wèn)題的原因，只有學(xué)生親自檢驗(yàn)才能使其形成深刻的印象，而且能培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。因此教師應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證[ 3 ]。

仍以初二物理上冊(cè)第7.3節(jié)《二力平衡》的教學(xué)為例。我為學(xué)生們準(zhǔn)備了鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)等，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)他們的猜想進(jìn)行驗(yàn)證。有一組學(xué)生驗(yàn)證了靜止?fàn)顟B(tài)下平衡的條件。該組學(xué)生非常有創(chuàng)造性的想到了，就靜止?fàn)顟B(tài)下人的平衡而言，有地面托著的靜止的人，可以等價(jià)于有一繩吊著的靜止的人。于是他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將小鉤碼模擬人，由彈簧測(cè)力計(jì)拉著鉤碼，多次測(cè)量、讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下拉力值，利用公式F=（F1+F2+F3）/3，多次測(cè)量取平均值得到誤差最小的拉力值。然后利用前面所學(xué)的重力計(jì)算公式G=mg，即可得到鉤碼所受重力。通過(guò)比較拉力與重力的關(guān)系，他們得出了靜止的鉤碼所受拉力等于重力這一結(jié)論。接下來(lái)他們進(jìn)一步探究二力平衡時(shí)的方向問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)無(wú)論最開(kāi)始如何設(shè)置彈簧測(cè)力計(jì)的方向，當(dāng)鉤碼靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)一定是豎直方向的，驗(yàn)證了他們關(guān)于二力等大反向的猜想。由于勻速運(yùn)動(dòng)下力的測(cè)量，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備下會(huì)出現(xiàn)很大的測(cè)量誤差甚至錯(cuò)誤，因此由我通過(guò)DIS演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生們進(jìn)行探究。此外，還有學(xué)生提出，今天坐公交車(chē)回家時(shí)，他會(huì)坐在比較靠前的位置，注意一下司機(jī)的車(chē)速，看看在什么情況下，他能在公交車(chē)上保持平衡，而什么情況下又會(huì)晃動(dòng)。這使我感到驚喜與欣慰，學(xué)生能夠利用生活中的一些工具對(duì)自己的猜想、課堂上所收獲的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證與探究，這種思維習(xí)慣對(duì)于學(xué)生以后的物理學(xué)習(xí)是有益的。

學(xué)生進(jìn)行自主探究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想，相比于模仿教師制定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能更好地理解知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，有利于物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 科學(xué)操作，注意觀察

一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸稣_的結(jié)論，科學(xué)的操作與及時(shí)的觀察是十分重要的[ 4 ]。我們都知道電磁感應(yīng)定律E=nΔ？準(zhǔn)/Δt是由法拉第提出的，但其實(shí)安培也曾經(jīng)做過(guò)探究感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)，但因?yàn)樗蛔⒁饩€圈通電達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的情況，而沒(méi)有注意電流通、斷瞬間線圈的情況，錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的良機(jī)。由此可見(jiàn)科學(xué)操作與注意觀察對(duì)于正確結(jié)論的得出有多么重要。

比如在初二物理上冊(cè)第4.3節(jié)《光的折射》教學(xué)時(shí)，我安排了一次探究性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解掌握光的折射規(guī)律及其全反射。我為學(xué)生們提供了激光筆、盛水的密封小圓盒以及半圓形的玻璃磚。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生自主探究入射角與折射角的關(guān)系，讓他們比較水和玻璃對(duì)光的折射程度是否相同。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有一些學(xué)生在角度測(cè)量時(shí)遇見(jiàn)了問(wèn)題，半圓形玻璃磚十分光滑，量角器難以在其上固定，學(xué)生無(wú)法測(cè)出入射角α和折射角γ的準(zhǔn)確值。這是他們實(shí)驗(yàn)操作不夠規(guī)范導(dǎo)致的，規(guī)范的操作是，在紙上描出半圓形玻璃磚的輪廓，找到半圓形玻璃磚的圓心，每次測(cè)量時(shí)，將半圓形玻璃磚置于紙上，在描好的輪廓上記下各入射點(diǎn)和折射點(diǎn)，然后直接用量角器測(cè)量紙上的這些點(diǎn)，這樣就能得到較為準(zhǔn)確的角度了。學(xué)生們自己折騰了半天也沒(méi)有測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，在我介紹完這種操作后，學(xué)生們很快就得到了足夠的數(shù)據(jù)。此外還有學(xué)生反映找不到光的全反射時(shí)的入射角，不是折射出去就是直接在內(nèi)部反射了。于是我和他們一起尋找，緩慢移動(dòng)激光筆并仔細(xì)觀察，最終找到了全反射時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角，他們自己又試了一次，認(rèn)真觀察使他們獨(dú)立地找到了一次入射角。

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的操作以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察更是重中之重，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)時(shí)，也要注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)操作、及時(shí)觀察的科學(xué)素養(yǎng)。

4 分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

這是實(shí)驗(yàn)的最后一步，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起著總結(jié)以及畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。教師一定要趁熱打鐵，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后即對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出最終的結(jié)論，這樣才能有事半功倍的效果，也利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣[ 5 ]。

比如在初三物理下冊(cè)第14.4節(jié)《科學(xué)探究：串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流》與14.5《測(cè)量電壓》教學(xué)時(shí)，學(xué)生們探究了串聯(lián)、并聯(lián)電路的電壓電流關(guān)系，這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)比較好做，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析也十分容易。學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，很容易地發(fā)現(xiàn)了串聯(lián)電路電流處處相等，并聯(lián)電路電壓處處相等的規(guī)律。但是我們還可以進(jìn)一步探究，串聯(lián)電路的總電阻是多少呢？并聯(lián)電路的總電阻呢？能不能給出一個(gè)理論上的證明？這樣就把實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生的思維又推進(jìn)了一步。在實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生們用歐姆定律U=RI，成功地證明了串聯(lián)電路總電阻等于各串聯(lián)元件電阻之和R=R1+R2的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，及時(shí)分析數(shù)據(jù)，如果條件允許還可以進(jìn)一步對(duì)結(jié)論進(jìn)行探究，這對(duì)于物理學(xué)習(xí)無(wú)疑是十分有益的，既能鍛煉學(xué)生的分析能力，又能鍛煉學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)的能力。

綜上所述，這四個(gè)環(huán)節(jié)既能有效地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的探究能力、分析能力以及解決能力，又能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、理論與實(shí)際相結(jié)合的能力以及創(chuàng)新思維，是實(shí)踐推進(jìn)探究性學(xué)習(xí)的一個(gè)思路，也是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一條行之有效的途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]周忠武. 初中物理探究學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2012.

[2]潘桂珍. 初探初中物理探究教學(xué)中滲透科學(xué)方法的教育[J]. 科教文匯（下旬刊），2013（8）：153-154.

[3]趙元. 初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略分析[J]. 赤子（中旬），2013（11）：84-85.

[4]王福明. 初中物理探究教學(xué)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)研究[J]. 教育教學(xué)論壇，2013（47）：186-187.

[5]劉健智，何杰平，肖曉蘭. 農(nóng)村初中物理科學(xué)探究教學(xué)現(xiàn)狀實(shí)證分析[J]. 中國(guó)教育學(xué)刊，2011（8）：64-67.