基于核心素養(yǎng)的初中物理科學(xué)探究教學(xué)策略探析

劉學(xué)山，江蘇省寶應(yīng)縣望直港鎮(zhèn)中心初中高級(jí)教師，江蘇省揚(yáng)州市初中物理學(xué)科帶頭人。曾連續(xù)7年在揚(yáng)州市骨干教師年度考核中獲得“優(yōu)秀”等級(jí)，連續(xù)5年在寶應(yīng)縣初中物理名師班成員考核中獲評(píng)“優(yōu)秀學(xué)員”稱號(hào)。2018年獲揚(yáng)州市人民政府自然科學(xué)論文獎(jiǎng)，三次榮獲揚(yáng)州市教科研成果獎(jiǎng)。主持揚(yáng)州市“十二五”教育科學(xué)立項(xiàng)研究課題一項(xiàng)并結(jié)題，參與了江蘇省“蘇科版初中物理教材建設(shè)項(xiàng)目”省級(jí)課題研究。在省級(jí)以上教育類專業(yè)期刊發(fā)表學(xué)科論文三十余篇。

[摘 ? 要]當(dāng)前，初中物理新課程改革，已經(jīng)由傳統(tǒng)的傳授知識(shí)和培養(yǎng)能力，發(fā)展為培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。學(xué)科教學(xué)是培育個(gè)體核心素養(yǎng)的主要途徑。初中階段的物理課程，必須高度重視科學(xué)探究方法的指導(dǎo)和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，并以此為切入點(diǎn)，將培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)到日常課堂教學(xué)之中，促進(jìn)學(xué)生形成適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的必備品格和關(guān)鍵能力，使學(xué)生受益終生。

[關(guān)鍵詞]初中物理;科學(xué)探究;核心素養(yǎng)

關(guān)于教育的本質(zhì)，美國(guó)著名心理學(xué)家斯金納說過：“當(dāng)所學(xué)的東西都忘掉之后，剩下的就是教育。” 諾貝爾獎(jiǎng)得主馮·勞厄?qū)Υ艘灿邢嗤目捶?，認(rèn)為“教育給予的是遺忘所學(xué)知識(shí)之后，遺留下來(lái)的東西。[1]”黨的十八大明確提出，將“立德樹人”作為今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)教育工作的根本任務(wù)。圍繞這一總要求和總目標(biāo)，教育部于2014年研制印發(fā)的《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中明確提出：教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”[2]。自該文件出臺(tái)來(lái)，各級(jí)教育部門、教育工作者和教研人員高度重視學(xué)生核心素養(yǎng)的理論研究和實(shí)踐探索，將培育學(xué)生核心素養(yǎng)貫穿整個(gè)教育教學(xué)和教學(xué)研究工作全過程。從一定意義上講，目前的基礎(chǔ)教育課程改革已經(jīng)進(jìn)入核心素養(yǎng)時(shí)代。

關(guān)于核心素養(yǎng)，教育專家們認(rèn)為一般包括人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六個(gè)要素，它是關(guān)于學(xué)生知識(shí)、技能、情感態(tài)度價(jià)值觀方面要求的結(jié)合體[3]。核心素養(yǎng)不是抽象的，必須通過各學(xué)科課程學(xué)習(xí)來(lái)落實(shí)。具體到物理學(xué)科，就是要把“培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力作為課堂教學(xué)的最終指向，并把這一目標(biāo)細(xì)化到每一節(jié)課，要把握物理學(xué)科的特質(zhì)，注重實(shí)際問題的分析，注重科學(xué)探究，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)”[4]。就初中物理課程而言，期望能夠給學(xué)生留下什么？畢業(yè)以后作為一個(gè)公民，學(xué)過物理和沒學(xué)過物理有什么差異？從這個(gè)角度來(lái)說，物理能留給他終身受用的東西，就是核心素養(yǎng)[5]。因此，作為初中物理教師，必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展為本，致力于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生將來(lái)的學(xué)習(xí)、生活和終生發(fā)展奠基。

一、激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的積極興趣

興趣是人們力求認(rèn)識(shí)客觀事物和探索活動(dòng)的積極心理特征。第一印象對(duì)激發(fā)個(gè)體的興趣具有重要影響。物理學(xué)科是在初二年級(jí)起始的學(xué)科，學(xué)生對(duì)新學(xué)科往往充滿期待，上好第一節(jié)物理課，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著舉足輕重的作用。為此，筆者課前根據(jù)教材的內(nèi)容和初中物理的學(xué)科特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)并演示了“哪支蠟燭先滅”“燒不死的金魚”“吸不住的回形針”等實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，引領(lǐng)學(xué)生開始物理學(xué)習(xí)之旅。教學(xué)時(shí)，先讓學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)思考并分小組討論：“長(zhǎng)、短蠟燭，哪個(gè)先滅”“金魚真的燒不死嗎”等一系列問題，學(xué)生們討論熱烈，紛紛發(fā)表自己的見解，課堂氣氛活躍。在學(xué)生猜測(cè)的基礎(chǔ)上，教師趁熱打鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生在觀察了這些物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，都對(duì)物理課程產(chǎn)生了極大的興趣。對(duì)初學(xué)物理的初中生來(lái)說，如果第一堂物理課是在教師精心準(zhǔn)備、科學(xué)規(guī)范、生動(dòng)有趣的演示實(shí)驗(yàn)中度過，無(wú)疑會(huì)被物理學(xué)的神奇與美妙深深吸引，在頭腦中留下深刻的記憶，從而大大地激發(fā)科學(xué)探究的興趣，并在內(nèi)心深處產(chǎn)生一定要學(xué)好物理的信念和決心。而事實(shí)上，學(xué)習(xí)興趣也是學(xué)生學(xué)好物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的必要因素。

二、幫助學(xué)生掌握科學(xué)探究的正確方法

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》在課程性質(zhì)中指出：“此階段的物理課程，應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究的方法，提高分析問題和解決問題的能力。[6]”根據(jù)這一要求，初中物理教師必須幫助剛剛接觸物理的初中生正確認(rèn)識(shí)、逐步掌握探究科學(xué)問題的方法，并不斷綜合運(yùn)用到今后的物理學(xué)習(xí)中去。

物理學(xué)科的科學(xué)探究方法很多，如控制變量法、實(shí)驗(yàn)推理法等。然而，探索物理奧秘，體驗(yàn)探究的成功，往往需要綜合運(yùn)用多種方法。作為物理教師，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程中，要優(yōu)化教學(xué)方法，整合信息資源，依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理、年齡特點(diǎn)，幫助和啟發(fā)學(xué)生采用科學(xué)、合理、有效的探究方法探究物理問題，為培育學(xué)生核心素養(yǎng)提供高效、可行的方法支持。

三、啟迪學(xué)生科學(xué)探究的高階思維

思維包括高階思維和低階思維，是人的大腦對(duì)客觀事物不同層級(jí)的概括反映，高階思維是相對(duì)于低階思維而言的。美國(guó)著名心理學(xué)家布盧姆根據(jù)智力特性的復(fù)雜程度，將教學(xué)目標(biāo)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造六個(gè)層級(jí)，其中記憶、理解、應(yīng)用是低層次的認(rèn)知水平，屬于低階思維，分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造是較高水平的認(rèn)知能力，屬于高階思維。良好的思維能力特別是高階思維，是創(chuàng)新能力的重要因素，對(duì)培育學(xué)生的核心素養(yǎng)具有非常重要的作用。在日常的初中物理教學(xué)過程中，教師不僅要注重學(xué)生對(duì)物理概念、現(xiàn)象的理解和規(guī)律的掌握，讓學(xué)生明白“是什么”，還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“為什么”“怎么樣”進(jìn)行思考和探索，啟發(fā)學(xué)生的思維由低階思維階段向高階思維發(fā)展。

例如，磁場(chǎng)是初中物理比較抽象的物理概念，教學(xué)該知識(shí)點(diǎn)前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁體、磁化、磁極和磁極間相互作用的規(guī)律等基本知識(shí)，具備了學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的知識(shí)儲(chǔ)備。教學(xué)時(shí)，教師首先通過演示條形磁鐵對(duì)小磁針的作用，后啟發(fā)學(xué)生思考以下問題。

（1）條形磁鐵并沒有與小磁針直接接觸，為什么能夠?qū)π〈裴槷a(chǎn)生吸引力（或排斥力）？

（2）條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)看不見、摸不著，到底是什么樣子？

（3）用什么方法可以把抽象的磁場(chǎng)具體表示出來(lái)？

（4）如果要表現(xiàn)條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)，可以選擇那些物品？

（5）如何形象且正確地展示條形磁鐵周圍磁場(chǎng)的分布？

（6）如果小磁針數(shù)量有限或距離較遠(yuǎn)的小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏，應(yīng)該怎么辦？當(dāng)教師輕敲玻璃板后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)鐵屑有規(guī)則地分布排列，且將排列情況用筆畫出來(lái)后，恰好與課本插圖相吻合，學(xué)生豁然開朗，思維層級(jí)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，進(jìn)而順利引入磁感線的概念。

從上述教學(xué)案例來(lái)看，問題 1、2、4主要針對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)、分析和理解能力，屬于低階思維，而問題3、5、6則需要學(xué)生通過分析、設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，開展科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，最終歸納總結(jié)得出正確結(jié)論，屬于高階思維。這樣，教師利用學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備，科學(xué)合理地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行層層深入的問題預(yù)設(shè)，講解與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，演示與分組相結(jié)合，為學(xué)生搭建了由低階思維向高階思維順利過渡的腳手架。

四、深化學(xué)生科學(xué)探究的道德情感

道德情感是人類的高級(jí)情感，也是人們思想品質(zhì)的重要組成部分[7]。教學(xué)時(shí)，教師一方面可以通過優(yōu)秀的物理學(xué)史和物理學(xué)家的成才勵(lì)志故事，讓學(xué)生了解科學(xué)家在科學(xué)探索的道路上所付出的艱苦努力。例如，偉大的發(fā)明家愛迪生，一生有電影、留聲機(jī)等1000多項(xiàng)偉大發(fā)明，但為了找到一種使用時(shí)間更長(zhǎng)的燈絲，便長(zhǎng)時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究，歷經(jīng)多年，進(jìn)行了成千上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，飽嘗了無(wú)數(shù)失敗與艱辛，才找到合適的材料，為人類帶來(lái)了光明;我國(guó)“兩彈元?jiǎng)住编嚰谙?，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)隱姓埋名，離家別子，長(zhǎng)期秘密工作在氣候惡劣、風(fēng)沙呼嘯的茫茫戈壁，在異常艱難的情況下，憑借堅(jiān)韌不拔的頑強(qiáng)意志，奮勇拼搏，無(wú)私奉獻(xiàn)，終于成功研制出我國(guó)第一顆原子彈和氫彈，為新中國(guó)的國(guó)防事業(yè)樹立了新的標(biāo)桿，建立了不朽功勛。另一方面，還可以通過介紹我國(guó)古代有關(guān)物理的重要文獻(xiàn)，如《墨經(jīng)》《夢(mèng)溪筆談》《天工開物》《考工記》等，重大發(fā)現(xiàn)記載如“小孔成像”“指南針”“舂、桔槔”等，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所取得的重大成就如航天航空成就、潛艇的導(dǎo)航、無(wú)人機(jī)、3D打印等，使學(xué)生認(rèn)識(shí)我國(guó)古代悠久的物理學(xué)歷史和燦爛的物理學(xué)文化以及現(xiàn)代科技領(lǐng)域中所取得的巨大成就，增強(qiáng)民族自豪感和自信心，激發(fā)學(xué)生熱愛祖國(guó)、以祖國(guó)為榮的愛國(guó)主義情感，而這種情感會(huì)不斷引領(lǐng)他們堅(jiān)持不懈地努力，最終走向成功，受益終生。

物理來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活，與人們的日常生活密切相關(guān)，伴隨人的一生。“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”也是物理新課程改革的基本理念，個(gè)體在學(xué)生時(shí)代形成的核心素養(yǎng)，可以幫助其在人生的整個(gè)階段，解決實(shí)際問題，感受生活，體驗(yàn)運(yùn)用科學(xué)探究解決實(shí)際問題所帶來(lái)的成就感和價(jià)值感，最終運(yùn)用于社會(huì)、適應(yīng)于社會(huì)、服務(wù)于社會(huì)。

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[6]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[7]劉學(xué)山.興趣動(dòng)機(jī)情感意志——初中物理不可忽視的心理因素[J].山東教育，2015（5）：38-39.

（責(zé)任編輯 姚力寧 ? 校對(duì) 郭向和）