以科學(xué)探究為載體培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的策略

【摘要】本文旨在探討以科學(xué)探究為載體，培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教學(xué)策略.通過構(gòu)建以科學(xué)探究為核心的教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛦栴}解決能力.本文闡述物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及其重要性，然后分析科學(xué)探究在物理教學(xué)中的作用，最后提出具體的教學(xué)策略和建議.通過實(shí)施這些策略，可以有效提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和綜合能力，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的物理人才奠定基礎(chǔ).

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；學(xué)生培養(yǎng)

1 引言

伴隨著科技不斷進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展，物理學(xué)科被越來越多地運(yùn)用到各領(lǐng)域中，對(duì)于物理人才提出了更高要求.所以，如何發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)、提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣以及綜合能力就成了現(xiàn)階段物理教育中的一項(xiàng)重要任務(wù).科學(xué)探究這一高效的學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象與原理的深刻理解，促進(jìn)其科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的發(fā)展.本文將借助科學(xué)探究這一載體探究發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教學(xué)策略，希望能夠?qū)ξ锢斫虒W(xué)有所幫助與啟發(fā).

2 物理學(xué)科核心素養(yǎng)的含義和重要性

物理核心素養(yǎng)就是指學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成的必備品格及關(guān)鍵能力，主要表現(xiàn)為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，這些素養(yǎng)既是學(xué)生對(duì)物理知識(shí)理解與運(yùn)用的基礎(chǔ)，更是學(xué)生今后發(fā)展與創(chuàng)新的主要依托，所以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)對(duì)提升其綜合素質(zhì)，滿足社會(huì)需求至關(guān)重要.

3 以科學(xué)探究為載體培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教學(xué)價(jià)值

將科學(xué)探究作為學(xué)生物理核心素養(yǎng)培育的載體，其教學(xué)價(jià)值不僅表現(xiàn)為對(duì)學(xué)生個(gè)人全面發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，還表現(xiàn)為對(duì)物理教育總體質(zhì)量的提高以及促進(jìn)社會(huì)科技進(jìn)步產(chǎn)生了潛在的影響.

科學(xué)探究這一實(shí)踐性學(xué)習(xí)方式讓學(xué)生以親身經(jīng)歷物理世界和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，在這一過程中學(xué)生不再處于被動(dòng)地接受知識(shí)的狀態(tài)，而更多的是積極主動(dòng)地去探究、去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)新.學(xué)生通過對(duì)物理概念與原理進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、推理等多種科學(xué)探究活動(dòng)的學(xué)習(xí)，既能深刻理解物理概念與原理，又能獲得基本的科學(xué)研究方法與技巧.這種主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)方式有利于發(fā)展學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、思維和解決問題等多方面的能力，進(jìn)而促進(jìn)其物理核心素養(yǎng)發(fā)展.同時(shí)，科學(xué)探究利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲，在科學(xué)探究過程中學(xué)生要不斷提出問題、設(shè)計(jì)方案、做實(shí)驗(yàn)、分析資料、得出結(jié)論，這一充滿挑戰(zhàn)與樂趣的學(xué)習(xí)過程能引發(fā)學(xué)生的好奇心與探索欲望，讓學(xué)生在探索中產(chǎn)生成就感與自信心.這種積極情緒的體驗(yàn)有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)于物理這門學(xué)科的喜愛與興趣，從而為其終身學(xué)習(xí)與發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

另外，科學(xué)探究也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，在科學(xué)探究過程中學(xué)生需要充分發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力來設(shè)計(jì)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)方案，解決實(shí)驗(yàn)所遇到的各種問題.這一創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)有利于學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的發(fā)展，讓學(xué)生有能力解決復(fù)雜的問題，有自信迎接未來的挑戰(zhàn).這一能力對(duì)提升學(xué)生綜合素質(zhì)，滿足社會(huì)發(fā)展需求有著十分重要的作用.與此同時(shí)，將科學(xué)探究作為學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的載體，其教學(xué)價(jià)值也表現(xiàn)在物理教育整體質(zhì)量提升方面，教師在開展科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)需求與認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行較為深刻的理解，進(jìn)而對(duì)教學(xué)方案與方法進(jìn)行較為具有針對(duì)性的設(shè)計(jì).這一學(xué)生本位教學(xué)方式有利于教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量的提升，推動(dòng)物理教育內(nèi)涵式發(fā)展.另外，科學(xué)探究活動(dòng)也可以促進(jìn)教師與學(xué)生的互動(dòng)與溝通，加強(qiáng)教師與學(xué)生的情感聯(lián)系以及營造積極的學(xué)習(xí)氛圍.

最后，將科學(xué)探究作為學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的載體，其教學(xué)價(jià)值也在于促進(jìn)了社會(huì)科技進(jìn)步.物理學(xué)科是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)促進(jìn)社會(huì)科技進(jìn)步有十分重要的作用，學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中能夠深刻地理解物理學(xué)科最前沿的知識(shí)與技術(shù)，獲得科學(xué)研究的一些基本方法與技巧［1］.這些知識(shí)與技能既有利于學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)與工作中獲得較好的成就與發(fā)展，又能促進(jìn)社會(huì)科技進(jìn)步與創(chuàng)新發(fā)展.

4 以科學(xué)探究為載體培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教學(xué)策略

K7o0YWgPONEOZnYcppwg+RgM9Gc0HYmmraryjMaj0R8=4.1 創(chuàng)造科學(xué)探究的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)興趣

創(chuàng)造注重科學(xué)探究的教學(xué)環(huán)境，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié).在這樣的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生就不會(huì)再是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而會(huì)變成積極的探索者、發(fā)現(xiàn)者.這一情境是為了引發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲望，讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中加深對(duì)物理現(xiàn)象與原理的認(rèn)識(shí)［2］.

例如 以“摩擦力”教學(xué)為例，可創(chuàng)設(shè)探究氛圍濃厚的教學(xué)環(huán)境，教師可借助生活中一些例子，比如推著輕重不一的物體滑出桌面，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、思考摩擦力是否存在、是否有作用，然后，教師可提供各種材料的物體供學(xué)生自由搭配及做實(shí)驗(yàn)，以探討摩擦力在各種情況下的變化.教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，搜集資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，這種教學(xué)環(huán)境可以讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握摩擦力這一概念與性質(zhì)，并了解它在生活當(dāng)中的運(yùn)用與意義.教師在科學(xué)探究教學(xué)環(huán)境的建設(shè)中也應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：比如保證實(shí)驗(yàn)器材、探究資源豐富多樣，滿足不同學(xué)生的探究需要.同時(shí)，重視學(xué)生的個(gè)體差異與興趣點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的探究課題，并培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)能力.最后，關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn)與參與度，使學(xué)生在探索中體驗(yàn)成功的快樂與探索的幸福.通過創(chuàng)造科學(xué)探究為主線的教學(xué)環(huán)境能夠?qū)W(xué)生物理核心素養(yǎng)進(jìn)行有效培養(yǎng)，學(xué)生在這樣的環(huán)境下既能掌握物理知識(shí)又能促進(jìn)觀察、實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)問題解決等能力的發(fā)展.與此同時(shí)，該教學(xué)方式還有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與好奇心，以及創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng).

4.2 設(shè)計(jì)有層次、富有挑戰(zhàn)性的探究任務(wù)

設(shè)計(jì)有層次、有挑戰(zhàn)的探究任務(wù)，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段.這類任務(wù)可以針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知水平、能力差異等情況，給出不同的困難挑戰(zhàn)，讓每一位學(xué)生都能在執(zhí)行任務(wù)時(shí)取得應(yīng)有的進(jìn)步.

例如 以“牛頓第一定律”的教學(xué)為例，可設(shè)計(jì)系列有層次的探索任務(wù)，對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，可通過設(shè)計(jì)觀察物體在各種情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等簡單實(shí)驗(yàn)任務(wù)來指導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)慣性現(xiàn)象，對(duì)牛頓第一定律內(nèi)容有初步認(rèn)識(shí).然后，針對(duì)中等水平學(xué)生，可設(shè)計(jì)稍有繁冗的作業(yè)，比如探索摩擦力在物體運(yùn)動(dòng)過程中的作用，并引導(dǎo)學(xué)生深刻反思慣性定律在實(shí)踐中的運(yùn)用［3］.最后對(duì)能力比較強(qiáng)的學(xué)生，可設(shè)計(jì)一些比較有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，比如設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證牛頓第一定律，或探索慣性定律在航天領(lǐng)域中的運(yùn)用.教師設(shè)計(jì)探究任務(wù)也需關(guān)注任務(wù)的連貫性與系統(tǒng)性，任務(wù)間要邏輯關(guān)系清晰，構(gòu)成完整探究鏈條，有利于學(xué)生對(duì)物理概念、原理的循序漸進(jìn)、深刻理解.與此同時(shí)，教師也要注意任務(wù)的趣味性與實(shí)用性，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究欲望，讓學(xué)生在任務(wù)完成過程中獲得成就感與自信心.通過有層次、有挑戰(zhàn)的探究任務(wù)設(shè)計(jì)，能切實(shí)促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.學(xué)生既能獲得物理知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能，又能發(fā)展批判性思維與創(chuàng)新精神，從而完成作業(yè).該教學(xué)方式還有利于加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，從而為其今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

4.3 指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究方法與技巧

指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究基本方法與技能，是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)至關(guān)重要的一步.在物理學(xué)習(xí)過程中學(xué)生需學(xué)習(xí)觀察、實(shí)驗(yàn)、搜集資料、分析結(jié)論等科學(xué)探究基本程序與方法.掌握這些方法與技巧既有利于學(xué)生對(duì)物理概念與原理的深刻理解，又能促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng).

例如 以“平拋運(yùn)動(dòng)”一課的教學(xué)為例，通過科學(xué)探究，可指導(dǎo)學(xué)生掌握平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，教師可通過創(chuàng)設(shè)情境使學(xué)生對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，比如拋小球時(shí)的軌跡等.然后，教師可指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，例如平拋運(yùn)動(dòng)可分解成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng).接著，教師可組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材與方案對(duì)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生正確地操作實(shí)驗(yàn)器材和搜集資料，同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用圖表和公式對(duì)資料進(jìn)行分析和結(jié)論.教師在指導(dǎo)學(xué)生獲得科學(xué)探究方法與技巧的同時(shí)，也需重視對(duì)其批判性思維與創(chuàng)新精神的培養(yǎng).教師在教學(xué)過程中，要鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑、反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同層次分析問題，提出新假設(shè)、新視角.與此同時(shí)，教師也應(yīng)注重學(xué)生個(gè)體差異與興趣點(diǎn)并給予個(gè)性化引導(dǎo)與支持，以幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地獲得科學(xué)探究方法與技巧.通過指導(dǎo)學(xué)生獲得科學(xué)探究基本方法與技巧，才能切實(shí)促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展，學(xué)生掌握了這些方法與技巧之后，既能較好地對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行理解與運(yùn)用，又能形成自主學(xué)習(xí)與解決問題的習(xí)慣.該教學(xué)方式還有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力，從而為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也是為其未來在科學(xué)領(lǐng)域的深入探索與實(shí)踐提供強(qiáng)有力的支持.

4.4 關(guān)注科學(xué)探究過程，注重結(jié)果的呈現(xiàn)及評(píng)價(jià)

關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)探究過程及結(jié)果的呈現(xiàn)評(píng)價(jià)，是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)必不可少的一環(huán)，這一環(huán)節(jié)既有利于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展，也有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維方式與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度.學(xué)生在展示和評(píng)價(jià)中能夠互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，還能夠體會(huì)科學(xué)探究帶來的快樂和成就感.

例如 以“浮力”的教學(xué)為例，教師可通過設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)活動(dòng)等方式，使學(xué)生們?cè)谔剿髦兄饾u深刻地認(rèn)識(shí)浮力的基本原理及其運(yùn)用，比如實(shí)驗(yàn)后要組織學(xué)生開展成果展示與交流活動(dòng)，使學(xué)生共享探究過程與心得體會(huì)，在演示過程中學(xué)生可采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告、數(shù)據(jù)分析、圖表演示等多種方式綜合呈現(xiàn)探究成果.評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)主要是對(duì)學(xué)生的科學(xué)研究過程及其成果進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，在考核過程中不僅要重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與結(jié)論，更重要的是注重學(xué)生探究的過程與方法.如可對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察記錄能力、數(shù)據(jù)分析能力等進(jìn)行評(píng)價(jià)，及成果展示階段表達(dá)交流能力與批判性思維.對(duì)其進(jìn)行多維度評(píng)估，能夠更加全面地了解科學(xué)探究中學(xué)生的成績與發(fā)展情況，從而對(duì)其進(jìn)行更加具有針對(duì)性的引導(dǎo)與建議.評(píng)價(jià)過程中要注意評(píng)估的公正與客觀，可采用學(xué)生自評(píng)、互評(píng)以及教師評(píng)價(jià)等形式來保證評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠.同時(shí)，也要重視學(xué)生的個(gè)體差異與進(jìn)步，對(duì)每一位學(xué)生給予個(gè)性化評(píng)價(jià)反饋與發(fā)展建議.關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)探究過程及結(jié)果的呈現(xiàn)及評(píng)價(jià)，既可以促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展，又可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神及創(chuàng)新意識(shí).學(xué)生在展示和評(píng)價(jià)活動(dòng)中能夠互相啟發(fā)和借鑒，共同促進(jìn)科學(xué)探究，同時(shí)該評(píng)價(jià)方式還有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究欲望，讓學(xué)生更主動(dòng)地投入物理學(xué)習(xí).

5 結(jié)語

綜上所述，通過落實(shí)科學(xué)探究這一載體來發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)這一教學(xué)策略，能夠有效地促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣與綜合能力的發(fā)展.這樣既有利于學(xué)生獲得較好的物理學(xué)科成績，也可以為其今后的發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ).所以，教師在教學(xué)中應(yīng)該積極地對(duì)這些教學(xué)策略進(jìn)行嘗試與探究，不斷地改進(jìn)與優(yōu)化物理教學(xué)方法與手段，從而為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的物理人才做貢獻(xiàn).

【本文為保山市教育科研“十四五”規(guī)劃“三名”工作室專項(xiàng)課題《高中物理核心素養(yǎng)之“科學(xué)探究”能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究》核心成果，課題編號(hào)：145sm2313】

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