摘要：新課程改革與實施背景下，科學(xué)探究是培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在，將探究式教學(xué)融入高中物理課堂，發(fā)揮實踐教學(xué)的多元化，引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)與合作探究活動，實現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的提升，促進物理學(xué)科發(fā)展，推動創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本文從科學(xué)探究素養(yǎng)與不同素養(yǎng)之間的關(guān)系出發(fā)，結(jié)合教師專業(yè)素養(yǎng)、課堂教學(xué)模式和學(xué)生對探究素養(yǎng)認識三方面的情況，提出教學(xué)中提高科學(xué)探究素養(yǎng)目標落實的策略，促進學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的有效提升與長效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新課程改革；高中物理教學(xué)；科學(xué)探究素養(yǎng)

CultivatingStudents'ScientificExplorationAbilityinHigh

SchoolPhysicsTeachingundertheBackgroundofNewCurriculumReform

DongXiaofei1WangKai1ZhangPing1LiJingling2ZhaoFan3

1.LangfangNormalUniversity，SchoolofScienceHebeiLangfang065000；

2.FoshanUniversity，SchoolofMaterialsScienceandHydrogenEnergyGuangdongFoshan528000

3.LangfangNo.12MiddleSchoolHebeiLangfang065000

Abstract：Underthebackgroundofthenewcurriculumreform，scientificexplorationisthekeytocultivatingcorecompetenciesinphysics.Integratinginquirybasedteachingintohighschoolphysicsclassroomstoleveragethediversityofpracticalteachingandguidestudentstoengageinselfdirectedlearningandcollaborativeexplorationactivitiesforimprovingstudents'scientificexplorationability，promotingthedevelopmentofphysicsdiscipline，andfosteringinnovativetalents.Inthispaperstartingfromtherelationshipbetweenscientificinquiryabilityanddifferentabilitiesandcombiningtheprofessionalliteracyofteachers，classroomteachingmodes，andstudents'understandingofinquiryliteracy，toproposeeffectivestrategiesforenhancingtheimplementationofscientificinquiryliteracygoalsinteachingandpromotingtheeffectiveimprovementandlongtermdevelopmentofstudents'scientificinquiryliteracy.

Keywords：Newcurriculumreform；Highschoolphysicsteaching；Scientificexplorationcompetencies

物理學(xué)作為基礎(chǔ)自然學(xué)科，是貫徹落實黨的教育方針的有效途徑之一?？茖W(xué)探究是當前科學(xué)教育實施的內(nèi)在需要，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和科學(xué)精神。國家教育部2003年頒布的《普通高中物理課程標準（實驗）》將科學(xué)探究置于核心地位，并對學(xué)生的科學(xué)探究所要達到的要求做出明確規(guī)定，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，同時引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)探究的方法解決問題，滿足學(xué)生的發(fā)展需要，以及應(yīng)對現(xiàn)代社會的發(fā)展與挑戰(zhàn)。2017年修訂的《普通高中物理課程標準》將核心素養(yǎng)融入物理學(xué)科課程，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責任”，其中科學(xué)探究被視為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要維度［1］。2020年修訂的《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，需要引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究，體會科學(xué)研究的方法，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，以及增強創(chuàng)新意識和實踐能力［2］。

教師是創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)者，其對科學(xué)研究的認識與專業(yè)素養(yǎng)水平影響教學(xué)的效果。因此，在新課程改革的背景下，要求物理教師發(fā)揮教學(xué)的多元化，引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)與合作探究活動，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和提高科學(xué)探究的能力，以促進社會的發(fā)展，推動全新領(lǐng)域的人才引領(lǐng)時代發(fā)展。本文通過分析高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的現(xiàn)狀，明確新課程改革背景下科學(xué)探究素養(yǎng)與其他素養(yǎng)之間的關(guān)系，提出可實施的培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的策略，有效提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、科學(xué)探究素養(yǎng)與不同核心素養(yǎng)的關(guān)系

科學(xué)探究是實現(xiàn)物理課程標準的有效途徑，其在培養(yǎng)高中生的物理核心素養(yǎng)過程中充當“催化劑”的作用，可以促進各素養(yǎng)之間協(xié)調(diào)發(fā)展。在科學(xué)探究過程中，首先，要培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，教師應(yīng)以正確的方式引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)探究的方法進行科學(xué)實踐活動，模擬科學(xué)探究過程，加深學(xué)生對于物理概念和規(guī)律的認識。其次，要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，科學(xué)思維是檢驗科學(xué)探究過程有效性的標準。在科學(xué)探究過程中，通過科學(xué)思維模型構(gòu)建實驗設(shè)計，經(jīng)過科學(xué)的推理處理實驗數(shù)據(jù)，進而開展科學(xué)的論證驗證數(shù)據(jù)與分析結(jié)果，在科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。最后，要端正學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任，從科學(xué)本質(zhì)角度培養(yǎng)學(xué)生要保有探索自然的動力；從科學(xué)態(tài)度角度培養(yǎng)學(xué)生要以嚴謹認真、實事求是的態(tài)度開展科學(xué)探究，有理有據(jù)地發(fā)表客觀的見解與評價；從科學(xué)責任角度培養(yǎng)學(xué)生遵守道德規(guī)范，強調(diào)科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，推動社會可持續(xù)發(fā)展，加深學(xué)生的社會責任感。

二、培養(yǎng)高中生科學(xué)探究素養(yǎng)的教學(xué)現(xiàn)狀

培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是各國教育的主要方向，對于科學(xué)探究素養(yǎng)的研究主要是如何實施的問題。趙占良［3］將科學(xué)探究素養(yǎng)分為科學(xué)探究能力、對科學(xué)探究認知，以及科學(xué)探究情感意識三個要素。施瓦布［4］將科學(xué)與探究相聯(lián)系，提出了“探究中的探究”和“探究教學(xué)的兩個方面”；美國科學(xué)促進協(xié)會提出將科學(xué)探究融入課堂教學(xué)，對于科學(xué)探究素養(yǎng)的研究提升了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的地位。馬薇［5］以實驗專題為例，將探究式的教學(xué)模式融入教學(xué)課堂，提高了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，加強了可實施性。對于培養(yǎng)高中生科學(xué)探究素養(yǎng)的研究雖然取得了一定進展，但仍然存在問題，尚需進一步完善，主要包括以下幾方面問題。

（一）教師專業(yè)素養(yǎng)的層次差異

具有高科學(xué)素養(yǎng)的教師隊伍是影響科教興國戰(zhàn)略實施與達成的關(guān)鍵因素。科學(xué)探究是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下采取自主、合作與探究的形式將物理知識內(nèi)化，發(fā)展科學(xué)思維，體會與領(lǐng)悟科學(xué)的方法等實踐活動。在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的教學(xué)過程中，教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平參差不齊，大多數(shù)教師對于新課程標準中有關(guān)核心素養(yǎng)的要求理解得不夠全面，導(dǎo)致其在實際教學(xué)中注重提高學(xué)生的成績，缺乏對學(xué)生進行物理學(xué)科知識與不同學(xué)科之間的遷移和融合能力的培養(yǎng)，使得新課程標準下課程的教學(xué)改革與實際教學(xué)不一致。因此，學(xué)生對物理學(xué)科的認識不系統(tǒng)，對不同學(xué)科之間的融合能力未得到有效的培養(yǎng)，獨立開展自主探究機會較少，使其科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與發(fā)展受到限制。

（二）課堂科學(xué)探究方式模式化

科學(xué)研究具有實踐性的特點，新課程標準將實驗探究分為測量和探究兩類必做實驗，在測量類實驗教學(xué)中，教師側(cè)重于學(xué)生動手操作的實踐性，而弱化了對實驗現(xiàn)象的分析與討論。例如，使用電流表和電壓表測量小燈泡電阻實驗中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析，組織學(xué)生討論影響電阻的影響因素，從而總結(jié)實驗的注意事項和要點。對于探究類實驗教學(xué)中，教師局限于指導(dǎo)學(xué)生將探究實驗轉(zhuǎn)化成了驗證性的實驗，缺乏對于實驗中新的現(xiàn)象和規(guī)律的探究，這不利于學(xué)生對科學(xué)探究本質(zhì)的認識。對于科學(xué)探究的共性要素，如提出問題、設(shè)計實驗方案、數(shù)據(jù)處理與討論等，在教學(xué)實踐中應(yīng)靈活滲透，實現(xiàn)理論知識和科學(xué)思維的有效銜接與整合，促進科學(xué)素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（三）學(xué)生科學(xué)探究認識淺顯化

科學(xué)探究的實踐經(jīng)歷能夠有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。目前，高中生的課程安排較為緊密，且實驗教學(xué)課時所占比重較小，學(xué)生在課堂開展探究實踐的機會較少，針對提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和探究能力的系列活動較少。在此教育背景下，學(xué)生對于科學(xué)探究的意義和目的不明確，探究各要素及探究過程的理解與把握不充分，科學(xué)探究的認識與意識提升受到限制。科學(xué)探究的過程將科學(xué)思維、探究方法和科學(xué)精神相結(jié)合，并且逐級推進，在這一過程中，學(xué)生容易忽視探究過程的科學(xué)性和辯證性。如何在實踐中指導(dǎo)學(xué)生理解物理知識，明確其內(nèi)在的科學(xué)本質(zhì)，分析物理學(xué)發(fā)展對自身能力的影響，是解決學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)與提升的關(guān)鍵所在。

三、培養(yǎng)高中生科學(xué)探究素養(yǎng)的有效策略

為了提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，立足物理學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合物理學(xué)科特點，從三方面分析培養(yǎng)高中生科學(xué)探究素養(yǎng)的策略，促進科學(xué)探究素養(yǎng)的提升。

（一）創(chuàng)設(shè)合理情境培養(yǎng)科學(xué)思維

物理與實際生活緊密相關(guān)，在科學(xué)探究過程中創(chuàng)設(shè)合理情境，結(jié)合學(xué)生的興趣設(shè)計教學(xué)方案，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。物理高考試題中對于科學(xué)探究能力方面的考查，更多的是將內(nèi)容與情境結(jié)合，這就需要學(xué)生多觀察生活中的物理現(xiàn)象。因此，教師采用生活化的教學(xué)方式開展課堂教學(xué)符合學(xué)生的認知，鼓勵學(xué)生多挖掘?qū)嶋H生活中與物理相關(guān)的現(xiàn)象，例如光的折射、靜電的防止與利用等，將生活情境貫穿物理課堂，引導(dǎo)學(xué)生的思維意識，進行知識的遷移與應(yīng)用。通過這種方式的鍛煉，學(xué)生在興趣的驅(qū)動下強化對生活現(xiàn)象的觀察能力，觸發(fā)學(xué)生的思考，深化對物理知識的認識，提高科學(xué)思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

高中物理實驗教學(xué)中實驗設(shè)計的關(guān)鍵是構(gòu)建實驗情境，明確實驗要解決什么問題，分析與問題相關(guān)的因素，在真實情境下如何體現(xiàn)相關(guān)的因素，如何對這些要素進行測量與控制，進而獲得有效的數(shù)據(jù)［6］。例如，人教版物理選擇性必修第一冊中“光的折射”實驗，該實驗設(shè)計的關(guān)鍵是讓學(xué)生從“學(xué)會”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皶W(xué)”，教師通過實驗的演示，提出問題“折射現(xiàn)象中，入射角和折射角的定量關(guān)系”，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗并還原實驗，再進行定量測量，同時對數(shù)據(jù)進行分析與討論，進而解釋有關(guān)的光現(xiàn)象。在實施過程中開展論證與探究的模式，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的過程，通過實踐論證解決實際問題，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)以及掌握科學(xué)研究的方法。

（二）滲透學(xué)科前沿探究科學(xué)本質(zhì)

教師是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的實踐者，其對科學(xué)研究的認識水平將影響探究式教學(xué)效果。物理學(xué)史對于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著重要作用，將物理學(xué)史融入課堂中，首先，需要教師深入了解物理學(xué)的發(fā)展歷程，明晰科技進步與學(xué)科交叉對科學(xué)探究過程的影響，并關(guān)注前沿發(fā)展，提高對探究過程的客觀性的認識。其次，在教學(xué)過程中，教師通過引入物理學(xué)史，介紹科學(xué)家探究真理的過程及方法，有助于學(xué)生建立科學(xué)的物理觀念與思維，同時引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)思維進行探究，敢于猜測和假設(shè)，提出質(zhì)疑，尋找驗證數(shù)據(jù)的理論支持。例如，“牛頓第一定律”探究實踐中，通過物理學(xué)史與實驗的結(jié)合，讓學(xué)生從親身經(jīng)歷中體會理論與實驗相結(jié)合的研究方法，這正是物理核心素養(yǎng)所要求的科學(xué)研究方法，以此加深學(xué)生對物理的認識。此外，教師在講授物理知識的過程中滲透物理學(xué)前沿知識及其發(fā)展現(xiàn)狀，能夠提高學(xué)生對課程的全面了解，在掌握科學(xué)知識和技能的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)科學(xué)的情感與價值觀，從而提高科學(xué)探究素養(yǎng)。例如，人工智能促進了物理教育的現(xiàn)代化發(fā)展，利用增強現(xiàn)實技術(shù)在光電效應(yīng)、光的雙縫干涉實驗中的應(yīng)用，尋找物理教育與人工智能技術(shù)的契合點，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

科學(xué)探究具有預(yù)見性和創(chuàng)造性，通過開展合作模式的研究性學(xué)習(xí)，可以有效提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。教師通過講解研究性的論文，讓學(xué)生明確什么是科學(xué)，如何開展研究等，同時要求學(xué)生自主調(diào)研資料，通過小組集體討論后，總結(jié)與分析科學(xué)研究的過程與結(jié)果，并撰寫探究報告。根據(jù)學(xué)生的實踐過程，指導(dǎo)學(xué)生對探究成果進行展示與交流，鼓勵學(xué)生提出問題，實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）構(gòu)建有效評價促進科學(xué)探究

傳統(tǒng)視域下物理實驗教學(xué)的評價方式以教師為主，教師將學(xué)生對理論知識的掌握和對實驗過程的還原作為考查學(xué)生實驗效果的標準，這種單一的評價方式不利于提高學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新能力。新課程改革背景下，教師通過優(yōu)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生對自身的學(xué)習(xí)和研究水平有較為深刻的認識，以促進其科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。在合作探究的實踐教學(xué)中，學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，分工合作實施方案，每位同學(xué)深入合作研究中，通過不同角度分析實驗結(jié)果。在此過程中，學(xué)生之間相互交流研究的思路并分享各自的資源，從而激發(fā)學(xué)生探究的積極性，促進深度思考。教師應(yīng)對學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和探究過程進行全面的分析，注重過程與結(jié)果以及學(xué)生的貢獻程度，研究方法的科學(xué)性和科學(xué)的情感態(tài)度，在此過程中給予肯定的同時明確學(xué)生存在的問題，讓學(xué)生通過小組討論開展系統(tǒng)性的總結(jié)與反饋，提高學(xué)生的邏輯思維、合作能力和科學(xué)探究能力。

開展師生互評有助于提升學(xué)生探究能力，這種評價方式使教師及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，提高教學(xué)的效果。學(xué)生對教師的評價，以問題為導(dǎo)向，使學(xué)生易于接受教師構(gòu)建的課程模式，有利于教師提出教學(xué)改革的思路，并應(yīng)用于實踐教學(xué)。

結(jié)語

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)以促進其全面發(fā)展是落實立德樹人的有效措施，科學(xué)探究是培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在，教師在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的實施過程中發(fā)揮著重要作用。如何發(fā)展科學(xué)探究成為課堂教學(xué)實踐的重要內(nèi)容，提升教學(xué)的專業(yè)素養(yǎng)、開展多元化的實踐教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)的方法進行自主學(xué)習(xí)和合作探究是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵。在開展探究式實踐教學(xué)中，教師基于問題導(dǎo)向創(chuàng)設(shè)合理的情境，深化學(xué)生對科學(xué)探究的認識，引導(dǎo)學(xué)生積極地通過自主合作開展探究，構(gòu)建有效評價方式，鼓勵學(xué)生運用辯證的觀點思考科學(xué)問題，掌握科學(xué)研究的方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

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基金項目：廊坊市教育科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)教育重點專項課題（編號：JCJY202309）

作者簡介：董曉菲（1987—），女，漢族，天津人，博士，講師，研究方向：物理教學(xué)理論和實踐研究。