優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織環(huán)節(jié) 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)

孫宏濤

科學(xué)探究素養(yǎng)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神意義重大，2017版物理課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后，關(guān)于培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)策略的研究猶如雨后春筍，眾多研究成果核心觀點(diǎn)均圍繞科學(xué)探究所包含的問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流四要素，聚焦實(shí)驗(yàn)教學(xué)，展開(kāi)多角度研討，為廣大一線教師提供了教學(xué)參考。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)因具有明確的目的性、系統(tǒng)的探究性、科學(xué)的育人性而成為培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)最直接、最有效的一種教學(xué)形式。

然而中學(xué)物理“探、做、析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐性課題組、新課程下高中物理科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)實(shí)踐與研究課題組相關(guān)成員先后通過(guò)近5年的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是中學(xué)物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，存在課時(shí)安排不足、教學(xué)組織單一、探究能力偏差、弱化傾向普遍等問(wèn)題，特別是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織環(huán)節(jié)通常為：教師講解—教師示范—學(xué)生操作—完成報(bào)告。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織相對(duì)順暢、便捷，但學(xué)生缺乏自主性，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的價(jià)值大打折扣。“如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織環(huán)節(jié)，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)”，成為我們研究的主要問(wèn)題。

一、 探、做、析 三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論簡(jiǎn)析

1. “探、做、析” 三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論架構(gòu)

假設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要流程為“探、做、析”三環(huán)節(jié)，其主要理論構(gòu)想如圖1所示，其中“探”指探究方案，評(píng)估優(yōu)選;“做”指操作獲證，體驗(yàn)感受;“析”指分析解釋，反思提高。“探、做、析”三環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織，需要體現(xiàn)科學(xué)探究的完整過(guò)程，通常針對(duì)一個(gè)探究性、驗(yàn)證性或測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，分為探、做、析三大環(huán)節(jié)分階段有序進(jìn)行。

2.“探、做、析”三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括環(huán)境、設(shè)備、人員、觀念等諸多要素，構(gòu)成相互聯(lián)系的完整系統(tǒng)，欲使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)需遵循三條教育基本原則。“依據(jù)系統(tǒng)科學(xué)反饋原理、有序原理及整體原理，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知心理規(guī)律，推演出三條教育原則：明確意義，增強(qiáng)興趣;逐步深化，周期躍遷;掌握結(jié)構(gòu)，發(fā)展能力?！边@三條原則作為“探、做、析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)，既可與“探、做、析”三環(huán)節(jié)一一對(duì)應(yīng)，也可與其整體關(guān)聯(lián)。

3.“探、做、析” 三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)探究四要素之間的關(guān)系

科學(xué)探究是指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力?？茖W(xué)探究主要包括問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等四個(gè)要素。

“探、做、析”三環(huán)節(jié)與科學(xué)探究中“問(wèn)題、證據(jù)、解釋”三個(gè)要素恰好一一對(duì)應(yīng)，而最后一個(gè)要素“交流”則應(yīng)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程之中，其具體關(guān)系如圖2。由此可見(jiàn)，扎實(shí)按照“探、做、析”三環(huán)節(jié)組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)具有重要的促進(jìn)作用。

4.“探、做、析” 三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體組織環(huán)節(jié)

為了有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)四方面意識(shí)和能力，依據(jù)“探、做、析”三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，可將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織環(huán)節(jié)概括為： 創(chuàng)情境，明問(wèn)題，探尋解決方案;有目的，懂方法，搜集充足證據(jù);能分析，會(huì)綜合，進(jìn)行科學(xué)解釋;樂(lè)合作，善交流，客觀反思評(píng)估。其中前三環(huán)節(jié)通常按照順序逐步實(shí)施，最后一項(xiàng)除了可作為單列環(huán)節(jié)外，往往亦可貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

二、探、做、析 三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)示例

下面以筆者執(zhí)教的一節(jié)公開(kāi)課《實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》為例，按照“探、做、析”三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，展示具體教學(xué)過(guò)程。

總之，依據(jù)“探、做、析”三環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，優(yōu)化中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的一項(xiàng)有效策略，值得我們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步深入研究。

作者單位 ?陜西省安康市旬陽(yáng)中學(xué)