高中物理教材中科學探究素養的呈現方式及教學實踐

摘 要：基于新課程改革與實施的背景下，高中物理教師在開展教學實踐設計時，應當以培養學生的科學探究素養作為開展教學工作的主要內容.讓學生通過觀察物理現象以及開展物理實驗的方式，對世界產生更加清晰的認識，從而獲得科學精神以及文化素養的提升.基于科學探究在教材中的呈現方式，本文從創設問題情境，激發學生學習興趣、開展分組教學，提升分層教學效果、結合生活實際，培養科學探索素養、開展實驗教學，鍛煉學生操作能力、優化教學評價，促進科學思維培養五個方面進行教學方案的設計，讓學生可以更好地掌握物理知識，并獲得科學探究素養的提升.

關鍵詞：高中物理；科學探索素養；呈現方式；教學策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）30-0089-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡介：馬育英（1969.9-），女，甘肅省隴南人，本科，中小學高級教師，從事高中物理教學研究.

基金項目：本文系甘肅省隴南市禮縣教育科學2021年度“中小學教學研究”專項課題“高中物理教材中科學探究素養的呈現方式及教學實踐”（課題編號：LXJY（2022）JD403）

高中物理教材上的知識具有基礎性，需要學生對其進行熟練掌握.教師要結合教材進行具體教學方案的設計，幫助學生更好地掌握物理知識，并獲得科學探索素養的提升.教師還要基于實際的物理現象以及實驗結果進行合理的教學猜想以及假設，引導學生積極參與到實驗探究過程中，通過相互交流，促進學生科學探究素養以及觀察分析能力的提高.

1 高中物理教材中科學探究素養的呈現方式

1.1 顯性與隱性

高中物理知識在教材中有顯性與隱性兩種形式.教師在開展教學時，需要引導學生了解物理知識結構，從而獲得科學探究素養的提升.針對顯性部分的物理知識通常從字面含義上就可以看出，如“探究平拋運動的特點”“探究加速度與力、質量的關系”“探究小車速度隨時間變化的規律”等，學生會從“探究”兩個字上面意識到科學探究的具體目的.相較于顯性表達方式，隱性表達的方式更加具有難度，需要學生對內容進行細細品味，從而真正了解學習目標.隱性探究知識不體現在“探究”兩個字上，而是蘊含在物理知識內容中，如“勻變速直線運動的位移與時間的關系”“力的合成和分解”“相對論時空觀與牛頓力學的局限性”等.

1.2 整體與局部

物理學習的過程中，需要學生基于物理知識與及探究問題對未知內容進行探索分析.科學探究的過程中就會涉及到多個要素，但是教學時間有限，教師在開展本節課程講授時，無法做到面面俱到.教師需要針對教材中的知識點進行重難點劃分，注重調整整體科學探究活動開展與局部科學探究活動的教學比重，從而增強學生的信息處理、實驗操作、科學分析等能力，實現素質教育的有效落實.

1.3 實驗與理論

物理是一門具有較強探究性及實驗性的學科，教師在開展具體教學方案設計時，需要注重實驗教學與理論教學的有效結合.對于不同的物理知識，開展理論教學及實驗教學的比重各不相同.例如，教材上“運動的合成與分解”“相對論時空觀與牛頓力學的局限性”等更加偏向于理論知識的掌握.“探究小車速度隨時間變化的規律”“探究加速度與力、質量的關系”等需要通過開展實驗的方式進行知識的探究，從而使學生掌握豐富的理論知識，促使學生獲得科學探索素養的提升.

2 高中物理教材中培養科學探究素養的教學策略

2.1 創設問題情境，激發學生學習興趣

運用具有趣味性的教學方法使教學內容以更加直觀的方式呈現出來，幫助學生更好地理解物理知識內容，從而獲得科學探索素養的提升.高中階段的物理知識相較于初中階段的物理知識難度更大，需要學生具備良好的物理觀念以及知識基礎.教師需要結合學生的興趣偏好以及學習情況進行教學方案的設計.在教學中創設問題情境，牽引學生的思維意識，使學生可以獲得知識遷移能力以及應用能力的提升^[1].教師需要善于利用學生的好奇心進行教學方案設計，使學生可以保持良好的學習狀態進行學習探究.

以人教版物理必修第一冊《摩擦力》為例，通過對本節課的學習，可以使學生掌握探索自然現象的能力，從而培養學生勇于探索的科學精神.在對本節“摩擦力的增大與減小”這部分知識進行探索研究時，教師需要將問題教學的方式引入到課堂中，引導學生思考：“為什么人們在冬天結冰的路面上行走容易摔倒？”運用本節課程所掌握的物理知識進行回答，并思考：“如何讓人在冰面上行走可以不摔倒？”通過設置層層遞進的課堂問題，讓學生可以對“摩擦力”的相關知識掌握得更加扎實，并獲得科學探索素養的提升.教師需要引導學生對本節課程的知識進行歸納總結，分別說出“摩擦力大小的決定性因素以及分類”“增大和減少摩擦力的方法”，讓學生可以通過物理學科的學習，以物理的視角看待生活中的各種現象，實現物理教學目的的達成.

2.2 開展分組教學，提升分層教學效果

高中生已經具備一定的學習能力和知識基礎，教師在開展教學設計時，應當注重培養學生的科學探究素養以及實驗操作能力.通過開展分組教學的方式，使學生可以獲得能力上的逐步提升，增強分層教學的效果.在高中物理知識框架體系中，知識都是按照由基礎到拓展、由簡單到復雜、由具體到抽象的發展過程.在開展實際教學工作時，需要教師給予學生更多自我探索、深度學習的機會，讓學生可以不斷提升自身的認知能力以及科學探究素養.分組學習相較于自主學習的優勢在于集中多個學生的智慧，使問題得到多種方式的解決，從而提高學生的學習興趣，實現自身全面素質的提升.

以人教版必修第三冊《閉合電路的歐姆定律》為例，為了讓學生可以對“歐姆定律”這一物理概念產生更加深刻的理解與認識，教師需要引導學生在課程開始前對“靜電場中的能量”“電路及其應用”的相關電路知識進行復習，從而為開展本節課程學習奠定基礎.學生需要采用分組教學的方式探究“閉合電路的歐姆定律”，從而使整體教學質量得到提升^[2].小組成員之間需要自主完成串聯電路實驗操作，然后結合教材上的實驗指導進行循序漸進的實驗探究.通過結合生活實際，引導學生積極參與到“讓小燈泡發亮”的物理實驗，鍛煉學生的自主探究能力.讓學生在不同的物理條件下探究“閉合電路的歐姆定律”，增強學生的思維能力以及科學探究能力.

2.3 結合生活實際，培養科學探索素養

物理與生活實際之間存在著密切的聯系，通過學習物理知識可以使學生對于自然現象和生產生活中現象有更加清晰的認知.教師需要結合生活實際進行教學課程的設計，培養學生良好的科學探究素養^[3].利用生活化的教學方法開展物理知識講授符合學生的認知水平，可以使學生對物理學習產生興趣，實現自身全面發展的教學目標.

以人教版必修第三冊《靜電的防止與利用》為例，在開展本節課程講授的過程中，教師需要借助生活現象來對物理知識進行深入探究，促進學生科學素養的提升.在對“靜電的防止與利用”相關知識進行學習探索時，教師可以引導學生思考“在氣候干燥的北方秋冬季節，人在脫外套的過程中會出現哪些現象？”學生會根據自己真實的生活經歷進行回答，如“頭發會立起來”“用手接觸金屬材質的物品會出現觸電的感覺”等等.通過結合學生的真實生活體驗來對“靜電的防止與利用”這一物理知識的內涵.教師利用生活中常見的現象來解釋抽象難懂的物理知識，可以使整體的教學效果得到顯著提升.運用物理知識來解釋生活現象時，學生已經具備良好的科學探究素養，有利于實現全面發展的教學目標.

2.4 開展實驗教學，鍛煉學生操作能力

高中物理教師在開展教學工作設計時，要重視實驗教學，以培養學生的學習能力和科學探究素養.教師通過開展實驗教學的方式，幫助學生更加牢固地掌握物理基礎知識，并獲得科學探究素養的提升.在實驗操作的過程中，學生可以直接觀察到物理現象，從而產生更加真實的感受，有利于促使學生形成正確的物理觀念以及思維品質.教師需要在學生進行實驗操作的過程中，幫助學生更好地掌握物理課程內容，從而提高學生的物理學習成績，使其科學素養得到顯著提升.

以人教版選擇性必修第一冊《光的折射》為例，本節課程內容具有較強的抽象性，采用理論知識講解方式無法使學生獲得直觀的學習感受.為此教師采用信息技術與實驗教學相結合的方式，讓學生可以對“光的折射”產生更加直觀的感受，從而獲得物理知識的積累，增強自己的科學探索能力^[4].教師需要在課前導入環節，帶領學生觀看關于“光的折射”的視頻，引導學生思考“為什么筷子放到水里會出現彎曲的現象？”并要求學生事先準備好一杯清水以及一雙筷子，讓學生按照教材上的實驗指導進行自主操作，并結合視頻中的操作方法進行實驗還原.通過親手實驗的方式，從而對“光的折射”這部分知識進行有效掌握.相較于教師直接將“光的折射”相關物理結論以及概念告知學生，學生自主進行實驗操作的方式更加具有說服力，可以使學生對“光的折射”物理知識產生理解記憶，促進整體教學質量的提升.

2.5 優化教學評價，促進科學思維培養

教師在開展物理教學評價時，通常將學生的學習成績以及對知識的掌握情況作為開展教學工作的唯一標準，這導致學生對物理知識進行死記硬背，并不理解各種物理現象產生的原因以及過程.這種單一方式的教學評價，會使學生逐漸喪失學習興趣，從而不利于自身核心素養的有效提升.基于素質教育的背景下，教師開始注重學生全面素質的提升^[5].對教學評價的標準進行優化改進，注重培養學生良好的科學探究能力.

以人教版必修第一冊《實驗：探究小車速度隨時間變化的規律》為例，教師在對學生在本節課程上的表現進行評價時，應當注重學生在“探究小車速度隨時間變化的規律”過程中的綜合貢獻程度以及學習情感態度，關注學生科學探究能力以及邏輯思維品質的提升.

綜上所述，在探索高中物理教材中科學探究素養的呈現方式及教學實踐時，需要充分考慮學生的興趣偏好以及學習能力，根據學生的實際情況進行教學方案的設計，使學生在不斷進行實驗練習的過程中，逐漸養成良好的學習習慣，促進自身科學探究素養以及實踐操作能力的提升.基于核心素養的教學要求，教師需要注重引導學生自主進行知識的探索與分析，保障學生可以在實驗探索的過程中，獲得科學探索素養的有效提升.

參考文獻：

[1] 張鐘靈.高中物理教學中問題情景創設分析[J].學周刊，2023，544（16）：44-46.

[2] 李暉.新時代高中物理網絡教研模式實踐探索[J].中學課程輔導，2023（14）：84-86.

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[4] 李蓉蘭.高中物理教學中學生自主學習意識的培養[J].基礎教育論壇，2023，443（09）：70-71.

[5] 徐曉東，劉宇虹，吳劍南.教育數字化轉型促進高中物理糾錯教學目標實現的實證研究[J].中國電化教育，2023，436（05）：56-64.

[責任編輯：李 璟]