■天津市新華中學(xué) 馬 慧

隨著基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深入，學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育問題越來越受關(guān)注。2017年底，教育部印發(fā)普通高中課程方案和課程標準，新修訂的課標明確提出物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面。物理學(xué)科核心素養(yǎng)的修訂是在對10個發(fā)達國家的教材進行比較，以及對科學(xué)課標和物理課標調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過提煉核心素養(yǎng)的相關(guān)元素而得出的。它強調(diào)科學(xué)知識的理解、科學(xué)思維與方法、科學(xué)實踐與應(yīng)用，以及重視科學(xué)態(tài)度與價值觀。

筆者作為天津市“265農(nóng)村骨干教師培養(yǎng)工程”指導(dǎo)教師、“千名農(nóng)村校級骨干教師培養(yǎng)工程”指導(dǎo)教師，曾深入農(nóng)村校進行師資培訓(xùn)、教學(xué)指導(dǎo)。在與青年教師交流的過程中深深體會到教師的教育觀念對促進學(xué)生發(fā)展的重要影響，教師教學(xué)能力的提高對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的促進作用。為此，如何提高教師的學(xué)科教學(xué)能力是考試招生制度改革背景下急需解決的操作性問題?；诖?，本文選擇物理教師科學(xué)探究能力對學(xué)生核心素養(yǎng)培育的促進關(guān)系這一視角，嘗試進行探索研究。

一、核心概念的界定

（一）物理教師科學(xué)探究能力

基于一些文獻資料，物理教師科學(xué)探究能力主要是基于觀察和實驗提出物理問題的能力、形成物理問題猜想和假設(shè)的能力、設(shè)計物理實驗與制作實驗方案的能力、獲取實驗數(shù)據(jù)和處理信息的能力、基于實驗證據(jù)得出結(jié)論并給出解釋的能力，以及對科學(xué)研究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。為此，物理教師科學(xué)探究能力要素主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等。

（二）核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)是當(dāng)前課改的一個核心概念。專家、學(xué)者們已對這一核心概念作出界定，并且進行了闡釋。筆者認為，不僅要對核心素養(yǎng)的概念進行簡明扼要的界定與闡釋，而且要深入認識核心素養(yǎng)的價值、意義。核心素養(yǎng)的提出，將進一步落實立德樹人的根本目標，引領(lǐng)和促進教師的專業(yè)發(fā)展，幫助學(xué)生明確未來的發(fā)展方向。

二、提升物理教師科學(xué)探究能力的路徑

（一）研讀物理學(xué)史，形成科學(xué)的物理觀念

在物理學(xué)發(fā)展史中，很多科學(xué)家以豐碩的理論筑起了物理學(xué)的大廈，他們的科學(xué)精神和高尚品格也成為不朽的精神財富。作為物理教師，不僅要研讀教材，分析學(xué)情，尋找教學(xué)策略，更需要研讀物理學(xué)史，把握其中蘊含的哲學(xué)思想，形成科學(xué)的物理觀念。

（二）提出物理問題，提升問題的猜想與假設(shè)能力

伽利略在推導(dǎo)落體定律時，首先提出的問題是物體下落的速度與時間成正比，但在實際操作時無法測量物體下落的瞬時速度。伽利略進一步通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明如果物體下落的速度與時間成正比，那么物體下落的位移與時間的平方成正比。由于自由下落的時間太短需要借助斜面，伽利略設(shè)計讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，由于小球在斜面上的加速度比豎直下落的加速度小很多，所用時間長很多，便于測量，從而得出結(jié)論。這些事例告訴大家，正是科學(xué)家們堅持不懈地提出問題、數(shù)學(xué)推演、形成猜想、設(shè)計方案、得出結(jié)論，才使得物理世界如此精彩。

筆者在講解萬用表歐姆檔測電阻原理時，學(xué)生提出了用其測電阻的阻值到底是多大的問題。于是，筆者針對電阻測量方法，帶著學(xué)生進行了實驗探究，一改平時做實驗先由教師將實驗器材準備好、實驗過程交代好，再由學(xué)生操作的模式，而是讓學(xué)生自己設(shè)計實驗所需要的器材，設(shè)計實驗步驟。設(shè)計過程中，學(xué)生懂得愛護實驗器材，嘗試設(shè)計實驗，分析實驗方案的可行性，在實踐的過程中，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學(xué)態(tài)度。實驗中，學(xué)生在設(shè)計利用橋式電路測電阻時，采用了在靈敏電流表上串一大電阻的方法以保護儀表。先串一個大電阻進行粗調(diào)，待靈敏電流表上顯示基本為零時再將大電阻撤去進行微調(diào)，體現(xiàn)出學(xué)生的實驗素養(yǎng)及科學(xué)思維。另外，在利用伏特表的半值測電阻的實驗中，學(xué)生構(gòu)思了利用補償?shù)姆椒ㄒ詼p小試驗誤差，確實是一種好方法。通過科學(xué)探究充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、動手意識及參與意識，在實驗中也拓展了教師的思維，科學(xué)探究勢在必行。

（三）設(shè)計物理實驗，提升設(shè)計與制作物理實驗方案的能力

對于高中物理來說，教師要教給學(xué)生扎實的學(xué)科知識，就必須尊重物理的本質(zhì)，堅持實踐取向。高中物理知識可以分為三方面：一是物理學(xué)科的本質(zhì)。物理既是科學(xué)，又有其獨特的思想和方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理多年后，大部分知識會遺忘，但會留下慣有的思維方式。如在講解加速度概念時，首先要知道加速度是用來描述速度變化快慢的物理量，其次要知道加速度定義為速度的變化量與發(fā)生這些變化所用時間的比值，再次要知道加速度的表達式及單位，引導(dǎo)學(xué)生知道加速度是矢量。每學(xué)一個概念都要清楚它用來描述什么、怎么定義以及相關(guān)的定義式、單位、量性。二是物理知識的“生本化”。教師要以學(xué)生為基本立場，依據(jù)學(xué)生的心理特點和認知水平去審視、組織教學(xué)，使其轉(zhuǎn)化為學(xué)生能夠接受的形式，從學(xué)生原有的概念出發(fā)，激發(fā)認知沖突，引導(dǎo)他們自主建構(gòu)。三是采用各種手段重演知識發(fā)生的過程。在教學(xué)中，做到“問題合理引導(dǎo)，以實驗為基礎(chǔ)，以思維為中心，優(yōu)化教學(xué)過程”，通過合理的教學(xué)邏輯，使知識的學(xué)科邏輯順利轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認知邏輯，從而提高課堂的有效性。

（四）獲取物理實驗數(shù)據(jù)，提升統(tǒng)計分析及處理信息的能力

物理素養(yǎng)中的探究能力不僅是探究物理問題的能力，也是通過探究物理問題掌握解決辦法的能力。比如，在物理實驗探究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)中，不僅需要平衡摩擦力，還要求小車的質(zhì)量遠遠大于砝碼的質(zhì)量，然而在面對一些靈活性較高的探究實驗時，很多學(xué)生會對如何滿足這兩項要求感到困難。對此，筆者拋出問題“什么是平衡摩擦力的目的”，學(xué)生們紛紛發(fā)表見解，對這一問題提出不同看法，可以一起探討，也可以小組互助，使每名學(xué)生都得到不同程度的提高。接著，筆者乘勝追擊，讓學(xué)生思考在什么情況下要求小車的質(zhì)量遠遠大于砝碼的質(zhì)量。學(xué)生們經(jīng)過個人思考、小組討論、實驗反思自評、再實驗再反思再自評，最終得到了答案。這種看似由學(xué)生任意發(fā)揮的評價過程，卻能讓他們以放松的心情、開放的思路來整理知識、理解知識,同時加深自我的認識。如此，使學(xué)科教育的發(fā)展方向真正從知識本位轉(zhuǎn)向育人本位。

三、提升得出結(jié)論并科學(xué)解釋的能力

培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)是教師和學(xué)生協(xié)同努力、共同進步的過程。學(xué)生感覺物理難學(xué)的主要原因是物理觀念沒有正確建立，物理思維沒有真正形成。在青年教師培訓(xùn)中，筆者發(fā)現(xiàn)很多青年教師都是電腦高手，他們很少給學(xué)生做實驗，演示實驗都是用PPT進行動畫演示。筆者在培訓(xùn)中布置了一個探究電容器電量轉(zhuǎn)移的問題，很多青年教師都選擇用動畫進行演示，然而筆者按照他們動畫演示中提到的方式進行實際操作，卻根本看不到轉(zhuǎn)移情況。對此，筆者積極引導(dǎo)青年教師改變實驗方案，在親自實驗后修正方案，最終得出正確結(jié)論。這樣，青年教師在提出問題、引發(fā)質(zhì)疑、得到提升的過程中，領(lǐng)悟到了科學(xué)探究的真諦。

后來很多青年教師反饋，在講解電容器知識時應(yīng)用了筆者在培訓(xùn)中提到的探究實驗，學(xué)生討論很激烈，提出了很多探究方案，學(xué)生積極思考、積極探究的學(xué)習(xí)熱情也鼓舞了教師。

四、提升交流、評估、反思的能力

提升物理教師科學(xué)探究能力對培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度能夠起到積極促進作用。通過研讀物理學(xué)史、發(fā)掘其中的哲學(xué)道理，促使教師從科學(xué)發(fā)展觀的角度去解釋物理知識與物理現(xiàn)象，并潛移默化地影響學(xué)生的物理觀念；教師提出物理問題，會直觀地向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)探究精神與科學(xué)思維過程；教師設(shè)計物理實驗，獲取實驗數(shù)據(jù)、信息，得出實驗結(jié)論并進行科學(xué)解釋，可以向?qū)W生展示科學(xué)態(tài)度，對培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)效果明顯。

培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)與教師科學(xué)探究能力密切相關(guān)，應(yīng)從本源上找到解決問題的突破口。如果只是關(guān)注于學(xué)習(xí)成績，很難實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，也難以落實立德樹人的根本任務(wù)。