汪明

摘 要：課程改革引導教育教學方式變革。本文旨在引導讀者理解核心素養(yǎng)本質(zhì)，厘清探究學習內(nèi)涵，結(jié)合具體教學案例進行操作，并給出了培育物理學科核心素養(yǎng)的培育路徑。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；科學探究；教學模式

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）05-003-2

以培育學生核心素養(yǎng)為目標，讓學生體驗科學探究過程，理解科學研究方法是物理學教學的根本任務(wù)。下文以構(gòu)建探究學習課堂為載體，針對性提出構(gòu)建問題學習情境，提出落實物理學科核心素養(yǎng)的培育的具體措施和實施指南。

一、感悟物理學科核心素養(yǎng)

物理學科核心素養(yǎng)是學生在物理學習過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關(guān)鍵能力，即由“物理觀念”、“科學思維”、“實驗探究”、“科學態(tài)度與責任”四部分構(gòu)成。具體說來“物理觀念”包括物質(zhì)觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應(yīng)用等要素，是從物理學視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華?！翱茖W思維”包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素，是基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。“實驗探究”包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素，是基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力?！翱茖W態(tài)度與責任”包括科學本質(zhì)、科學態(tài)度、科學倫理、STSE等要素。即是認識科學本質(zhì)，理解科學·技術(shù)·社會·環(huán)境（STSE）的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成的對科學和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責任感。

從以上可以看出，物理核心素養(yǎng)對學生個性成長與創(chuàng)新精神有著深切而廣泛的影響。其一，科學態(tài)度與責任直接影響人們的世界觀、價值觀，是科學發(fā)展基本素養(yǎng)和科學品格。其二，實驗探究和科學思維是核心素養(yǎng)的中心，而實驗探究是形成科學方法的必備條件。認清這些物理學科本質(zhì)，有助于我們理解核心素養(yǎng)，懂得必須通過科學探究學習才能培育出學生的核心素養(yǎng)。

二、認識科學探究學習

科學探究指的是科學家用來研究自然界并根據(jù)研究所獲得的事實證據(jù)做出解釋的各種方式；科學探究也指的是學生們用以獲取知識、領(lǐng)悟科學的思想觀念、領(lǐng)悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。其探究模式是在學生積極參與科學探索過程中，教師試圖模擬科學家解決問題的過程，使學生體會科學家如何面臨疑難情境，學會搜集和加工資料，最終達到問題的解決，從而獲得有真實生活情境中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

一般來說：科學探究的過程一般有以下八個要素：一是提出問題，教師可以創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學生從日常生活或物理學習中發(fā)現(xiàn)有價值的問題，并能清楚地闡述和表達所發(fā)現(xiàn)的問題特征。二是猜想與假設(shè)，即對問題可能的答案作出猜想與假設(shè)。三是制定計劃，在教師指導下或通過小組討論提出驗證猜想或假設(shè)的活動方案。四是設(shè)計實驗進行科學探究，即按照制定的計劃正確地進行實驗，五是收集證據(jù)，采集數(shù)據(jù)，這一過程可以獨立也可他人合作，對觀察和測量的結(jié)果進行記錄，并會用圖表等形式將收集到的證據(jù)表述出來。六是解釋和結(jié)論，即對對事實或證據(jù)進行歸納、比較、分類、概括、加工和整理，判斷事實肯定或否定假設(shè)，并形成正確結(jié)論。七是反思與評價，即對探究結(jié)果的可靠性進行評價。八是表達與交流，采用口頭或書面的形式將探究過程和結(jié)果與他人交流和討論。當然在在具體的探究中，探究要素可多可少，根據(jù)需要可以是全程式的探究，也可以對部分要素進行探究。

三、探究學習模式流程特征

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學習“內(nèi)驅(qū)力”

前蘇聯(lián)教育家贊可夫說過：“教學法一旦觸及到學生情緒和意志領(lǐng)域，觸及到學生的精神的需要，這種教學法就能發(fā)揮高度有效的作用?！碧骄啃詫W習教學模式要求學生去體驗情境，通過觀察、實驗和思索，觸發(fā)學生的探索意向，形成自覺的發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的習慣。在開始實施階段，教師可從學生已有的認知結(jié)構(gòu)和思維水平出發(fā)，圍繞一定問題，根據(jù)教材提供的材料，通過觀察實驗，誘導學生主動探索。激發(fā)學生學習的內(nèi)驅(qū)力，使學生親自成為“發(fā)現(xiàn)者”，引起學生強烈的求知欲望。

如，在“動量和沖量”一課教學中，我先精心設(shè)計一個小實驗：取幾顆彈丸，分發(fā)給學生看。將一顆彈丸裝入玩具手槍，一手持槍，一手持紙靶，沿平行于黑板的方向擊發(fā)，彈丸穿透紙靶。接著，佯裝再次裝彈（不讓學生知道是空膛），聲明數(shù)到“三”時，開槍。然后對某一區(qū)域的同學，緩緩地數(shù)出“一……二……三”，不等槍響，手槍所指的區(qū)域的同學已做出或抵擋或防御的反應(yīng)。

問題與討論：

（1）你們躲避什么？為什么為躲避？——子彈，它有殺傷力。

（2）剛才傳看子彈時，為什么不躲閃？——沒有速度的子彈，不具有殺傷力。

（3）空氣中的氣體的分子具有很大的速度（可達105m/s），它們無時不在的撞擊著我們最珍貴也是最薄弱的部位——眼睛，為什么我們毫不在乎？——氣體分子質(zhì)量很小。

（4）手槍所指區(qū)域以外的同學，為什么沒有做出防御反應(yīng)？——子彈不是射向他們的。

討論與小結(jié)（由學生自主完成）：運動的物體能夠產(chǎn)生一定的機械效果（如彈丸穿透紙靶），這個效果的強弱取決于物體的質(zhì)量和速度兩個因素，且這個效果只能發(fā)生在物體運動方向上。

本實驗讓學生先產(chǎn)生興趣，造成懸念，繼而思索，使學生始終處于一種激奮狀態(tài)。興奮之余，研究課題“動量”已自然形成。而且，對動量的大小的取決因素和方向性都有了正確的指引作用。

2.課題探究，發(fā)揮小組合作作用

探究性學習，是按照課題研究活動的需要，根據(jù)學生的學習水平、智力因素、性格特點、操作能力、男女比例等混合編組或自愿編組，給每一個成員都有發(fā)表自己見解的機會。這樣，小組合作形式就將“學生——教師”之間的單向反饋變?yōu)椤皩W生——學生、教師”之間的多向反饋。學生不僅從教師那里獲得知識和學習方法，而且通過與同學間討論，讓思維發(fā)生激烈碰撞和提升。

如，在“用油膜法估測分子大小”課堂教學中，先提供給學生的實驗器材：淺盤、有機玻璃板、帶針頭的注射器、量杯、痱子粉、油酸酒精溶液，水等。然后讓學生討論為什么本實驗選用油酸酒精溶液？油酸分子有何特性？

小組討論中學生直接從抽象到概括是很難的，開始要學生從具體和簡單入手，然后再通過實踐進行歸納。如本課中讓學生解決的問題有：如何測量一滴油酸酒精溶液的體積？如何在水面上形成邊界清晰的油酸膜？如何記錄油酸的邊界？如何測量油酸的面積？通過小組合作、教師引導，學生設(shè)計實驗、質(zhì)疑解難，在探究過程中發(fā)展學生的批判性思維和發(fā)散性思維。

3.探索驗證，激活科學思維

探究性學習過程中，學生是通過“做科學”來“學科學”，需要學生從情景中認識問題，提出假設(shè)，收集資料，實驗驗證，處理信息，解決問題，這些都得內(nèi)化成學生的自身經(jīng)驗體系，因此探索驗證是探究性學習模式中的的核心環(huán)節(jié)。

在“超重和失重”的課堂教學中，學生或查閱資料，或收集信息，或?qū)嶒烌炞C，在磅秤上測量體重時以直立姿勢下蹲和以下蹲姿勢直立磅秤示數(shù)的變化；用易拉罐自由落下來演示液體壓強消失現(xiàn)象；提出在太空軌道上研制“長距離的光導纖維”，“絕對球形”的滾珠和科學設(shè)想；進而還提出宇航員在宇航飛行中應(yīng)采取何種姿態(tài)……，這些不僅極大的豐富學生視野，提高學生的觀察力和實踐力，而且也培養(yǎng)了學生正確對待客觀事物的嚴謹科學態(tài)度。

4.組織討論，創(chuàng)設(shè)民主氛圍

探究性學習模式，首先強調(diào)的是教師要意識到學生是學習的真正主人，要啟發(fā)學生改變自己的學習方式，變“要我學”為“我要學”，從而徹底的改變學生在接受性學習中的旁觀地位，人人都是參與者。其次，由于探究小組對學習材料的學習，所獲得認識有高有低，有的完整，有的片面，有的甚至還有錯誤，此時教師有必要對學生組織討論和評價。使學生在共享集體的思維成果的基礎(chǔ)上達到對所學的概念有比較全面和正確的理解，所以組織討論和評價是不可缺少的組成部分。

再次，模式特別關(guān)注學生在情感、態(tài)度和個性等方面的教育成果，而這些都是以潛在的形式表現(xiàn)出來的，是隱性知識，不像顯性知識那樣容易編碼和傳遞，因此集體討論和評價時，要引導學生作自我評價和小組評價；教師要耐心傾聽學生的回答，多用延遲評價和積極評價。如主動協(xié)作能力、實驗操作能力、信息處理能力、發(fā)現(xiàn)解決問題能力或思維的敏捷程度，對他人的尊重程度……，培養(yǎng)學生在討論中的頓悟能力和自我否定精神，促進學生健全的人格和向上的價值觀的形成。

5.鼓勵創(chuàng)新，促進個性發(fā)展

在創(chuàng)設(shè)新情境過程中，要引導學生自覺做到理論聯(lián)系實際，聯(lián)系科技與社會，體現(xiàn)現(xiàn)代物理的新內(nèi)容、新方法、新思想、新觀念，可涉及當代科學技術(shù)的新成就，在不削弱物理基礎(chǔ)知識的學習，不破壞物理教學內(nèi)容的系統(tǒng)性情況下，敢于突破物理學的框架體系，綜合其他學科的內(nèi)容，用聯(lián)系的觀點將學習內(nèi)容綜合化、實踐化、社會化和現(xiàn)代化。

如，在學完“熱力學第一定律 能量守恒”以后，可讓學生思考三個問題：

（1）大家都知道熱空氣上升，冷空氣下降，因此高山頂上氣溫似乎比地面氣溫高，但實際情況并非如此，如何解釋？

（2）飛機在萬米高空飛行時，艙外氣溫往往在-500C以下，艙內(nèi)由于空調(diào)的作用仍溫暖如春，但此時空調(diào)的作用不是使空氣升溫，而是使空氣降溫，如何解釋？

（3）有人說，煤和石油的能量也是來自于太陽，那么太陽能通過什么途徑變成了煤和石油中的化學能？

以期達到“課雖終，而趣不盡，思未止”，來擴展學生的學習領(lǐng)域，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

毋庸諱言，基于核心培育的物理探究學習課堂教學模式還處于探索階段，以上所談個人教學經(jīng)驗還遠沒有達到成熟的境界，因此，筆者撰寫此文僅是起一個拋磚引玉的作用，其目的是引起教育同行的關(guān)注，并能推動此類話題的討論，讓培育核心素養(yǎng)的物理探究學習不斷發(fā)展。

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