例談物理教學中學生“科學探究”素養的提升

摘要：探究學習以學生為中心，以發展人作為第一任務，提升學生“科學探究”的素養能促進學生的全面發展，同時對教師的專業發展也提出了更高的要求。

關鍵詞：物理教學；科學探究；素養；提升

隨著《中國學生發展核心素養》研究成果在京發布，核心素養這一概念在2016年普通高中課程標準修訂過程中也隨即提出。物理核心素養主要由“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”、“科學態度與責任”四個方面的要素構成。筆者覺得，在這四大要素當中，“科學探究”素養最具物理學科特色，分量最重，地位最高。

物理是研究自然科學的基礎學科，自然科學的核心環節就是“科學探究”。提升學生“科學探究”的素養迫在眉睫，“科學探究”素養的提升關鍵是怎樣提升，高中教師必須掌握提升“科學探究”素養的基礎理論和基本方法，并在實際教學中逐步滲透，努力提升學生“科學探究”的素養。

一、 樹立“科學探究”的意識

學生是科學探究的主體，遵循身心發展的基本規律：他們都有一種天生的、自主探索的欲望和好奇心，總喜歡把自己扮成問題的探索者、發現者和研究者，特別是當自己的觀點與集體發生了碰撞時，就會產生欲證實自己的欲望。

在傳統的教學中，教師總覺得時間不夠，總想用最少的時間讓學生學到最多的知識，如果我們的教學僅僅是為了滿足于進行大容量、快節奏的知識傳授，而不注重物理學科自身的特性，不去發展其“智慧”，這是教育的失敗，是一件十分可悲的事情。

“科學探究”在物理教學中是無法回避且十分重要的事實，教師不要怕“浪費時間”，要舍得放手讓學生自主探究，雖然一開始可能會遇到這樣或那樣的問題，但只要堅持，遇到問題不回避，迎難而上解決問題，采用多種形式相結合，以此來激發他們“科學探究”的欲望，調動他們“科學探究”的積極性，增強他們“科學探究”的意識，喚起他們“科學探究”的自信心。久而久之，隨著“科學探究”的次數的增加，學生“科學探究”的品質和素養就會得到提升。

二、 滲透“科學探究”的思想和方法

學生“科學探究”能力不強，除了缺乏“科學探究”的意識外，更重要的還是思想、方法方面的原因。在處理“科學探究”的問題時，很多學生往往表現為無從下手，教師應該在教學過程中逐步教給學生一些“科學探究”的思想和方法，用科學的思想先把大腦武裝起來，再逐步提升學生“科學探究”的素養。

例如，在利用電擺裝置探究“庫侖定律”的實驗過程中，在實驗器材不夠先進的情況下，如何測量帶電小球的電量，進而探究庫侖力的大小和電荷量乘積的關系呢？這對學生的認知水平和思維要求較高，筆者試圖通過啟發引導，喚起學生大腦中已有的處理類似問題的思想和方法。先讓學生回憶曾經研究過的“研究動能定理”的實驗思路，再思考橡皮筋的彈力做功為變力功，也是難以直接測量的，那是如何探究彈力的功和動能變化之間關系的呢？學生受此啟發，就會很容易想到以任意電量Q作為參考電量，再利用“平分法”得到Q2、Q4、Q8……無需知道Q的具體數值，也能探究庫侖力的大小和電荷量乘積的關系了。

發展提出問題的能力，增進對提出問題意義的理解。現代科學之父愛因斯坦曾說：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個數學上的或是實驗上的技能而已。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。”

三、 提升“質疑創新”的能力

“學起于思，思源于疑”，質疑是創新的基礎，是探求未知世界的原動力。教師要營造和諧民主的課堂環境，鼓勵學生勇于質疑，引導學生科學質疑。通過實驗現象、具體情境、課堂的臨時生成，不斷沖擊學生的前認知，使學生更專注于課堂，又可以活躍課堂氣氛，讓學生在思維碰撞的過程中閃現出智慧的火花。例如，在“原子物理”部分講“結合能”的時候，學生通過計算發現核反應前后發生了質量虧損，當時就有個學生提出疑問：“是不是在核反應前后就不滿足質量守恒？”經這個學生一說，下面好多學生就跟著附和。筆者沒有回避這個問題，首先充分肯定了該學生的質疑精神，鼓勵大家向他學習，有疑惑才會去思考，有思考才會有收獲。同時，抓住這一課堂生成的問題，追問學生：“你們覺得核反應前后能量守恒嗎？”學生的回答基本都是肯定的。筆者再引導學生結合愛因斯坦質能方程思考：“在能量守恒的情況下質量守恒嗎？”學生點點頭，但很猶豫，明顯是有點懵了。在學生還沒有反應過來時，筆者又追問：“質量虧損的同時還有什么現象發生？”幾個學生搶著回答：“釋放能量。”“對，能量減少了，質量自然就減少了。當系統的能量減少了ΔE時，系統的質量就對應地減少Δm。減少的質量轉化為光子的質量。”“老師，不是光子的質量為0嗎？”還沒等我說完，又有學生提出了異議。“光子只是靜止質量為0，但在光子的輻射過程中，具有能量E=hγ，所以運動的光子是具有質量的。也就是說，在質量虧損的過程中，只是將一部分靜質量轉變成了動質量，但總的質量依舊不變。下面就請大家來計算一下，運動的光子頻率為γ時，對應的動質量是多大呢？”學生很容易就算出來對應的動質量來，同時也明白了質量虧損并不違背質量守恒。

學生的大腦中充滿著各種疑問。學生能主動質疑，提出新觀念、新想法，不再迷信權威，迷信書本，迷信教師，敢于質疑和否定，學生不滿足于老師上課所講的內容，在質疑能力的提升中，增強了學生的批判意識和發問意識，他們的創新意識和實際應用能力都有了明顯的提高。

任何能力的提升都不是一朝一夕所能完成的事情，在教學中要適當留給學生“空白地帶”，讓學生有機會質疑，同時，教師自身也要加強學習，積累知識和經驗，提高駕馭課堂的能力。

參考文獻：

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作者簡介：陸振華，江蘇省泰興市，江蘇省泰興市第二高級中學。endprint