浅谈初中物理科学探究素养的落实

赵文慧

摘要：初中学生在科学探究和物理知识的应用过程中，才能掌握物理思维和方法，发展思维能力和探究能力，培养科学态度和社会责任，故科学探究是核心素养极其重要的部分。通过教师提高认识、改进完善评价体系、规划科学探究能力培养进阶，循序渐进，点、线、面结合，做好教学设计实施教学，充分利用课外实验、科技活动和社团活动作为补充，学生的科学探究核心素养就可以比较好的得到落实。

关键词：核心素养;物理核心素养;科学探究

中图分类号：G633.98 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2019）07-0163-02

正文：德国著名物理学家冯·劳厄曾经说过：教育给予人们的无非是当一切己学过的东西都忘记后所剩下来的东西。物理学研究的事实和结论可能被学生忘记，但思想方法、研究态度一定能长久地支持学生的学习、生活和工作，是不会“还给”物理教师的。这些被学生终身保持的，成为他们行为习惯的就是一个人的基本素养，培养学生的物理学核心素养和关键能力才是中学物理课程的价值所在。

2017版《普通高中物理课程标准》虽然是高中阶段提出来的，但对于初中物理教学有很大的参考性。目前，大部分有责任心的教师们开始思考怎样落实核心素养的问题。笔者有幸对于初中物理教学中如何落实核心素养中科学探究素养做了一些实践、研究，取得了一定的成效，现结合自己的教学实际进行了整理，给出一些培养初中生物理科学探究素养的策略。

1.顶层设计，规划科学探究能力培养的进阶

顶层设计的主体在于教师，作为物理教师首先要对于核心素养的理论，特别是其中的科学探究素养的内涵、意义等通过学习理解到位，其次找到理论和教材、学生的契合点，突破口，再次通过设计合理的测评体系，多方评价学生，促进核心素养的形成。

1.1 核心素养的理论

物理核心素养的四个要素及其关系解读：物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。科学思维从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程。科学探究是人们探索和了解自然，获得科学知识的主要方法。一般情况下，科学探究包含提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价等方面，可以概括为问题、证据、解释、交流四大要素。

科学探究的四个因素相互依赖，共同发展。在科学知识的教学、学生的探究和知识的应用过程中，让学生掌握物理思维和方法，发展学生的思维能力和探究能力，培养学生的科学态度和社会责任。

1.2 教材科学探究体系

北师大版初中物理教材共三册，探究实验共32个，可以归为探究物理现象有何规律或特点和探究某物理量的影响因素两大类。从教材设计来看，前11个实验大概用时一学期半，均为探究物理现象的规律，教材对于猜想环节、探究方案的制定要求很低，大部分实验探究的方案已经在教材中明了，重点训练学生的观察能力、如实记录数据能力，数据分析能力。经过十一个实验，学生对于实验器材由盲目的好奇逐渐转变为科学的使用，对探究时数据处理的方法诸如表格分析法、图像分析法等都比较熟悉，实事求是的科学态度也逐渐建立起来了，就为以后的自主探究、经历完整的探究过程打好好了基础。此后的一些典型实验如探究摩擦力大小的因素、电阻大小的因素、欧姆定律等，则应该注重探究过程的完整性，问题意识、猜想环节，逐渐引导学生自己进行设计，在实验之后进行交流与评估。总之，作为探究活动的引导者，应该对于科学探究素养的培养有持续性、有重点，逐步达到完成课程标准的要求。

1.3 评价体系

传统的评价制度形式过于单一，评价方式也不够灵活，追求的是量化结果，对教育产生了很多不良影响。过分强调知识的数量和难度这些可以量化的内容，强调掌握了多少具体的技能，对学校和教师强调他们所教学生的升学率、会考合格率，优秀率等，忽略了难以量化的内容的评价，如学生的创新能力，实践能力，心理素质以及情绪、态度、方法和习惯的等方面的综合评价。

在实验探究课教学中，可以采用每节课的学习过程评价、阶段性的学业考试、毕业生的实验操作考试相结合的评价体系。

在北师大版初中物理教师教学用书中，每一节课都围绕教学目标、教学内容分析、教学设计建议、参考资料、学习过程评价五部分展开。其中学习过程评价表就是用来对学生课堂上积极参与认知过程情况的多方记录，以此来评价学生的参与水平、观察能力、分析概括能力、创新意识、研究意识、交流意识、合作精神等。通过长期的如实记录，可以看到一个学生的发展情况，也能够促使学生朝着积极的方向来努力。在学业考试命题时，应选取生活、科技、社会中的热点情景，结合初中学生的认知水平，围绕促进核心素养的四大方面的内容的来命题，可以借鉴国际pisa科学试题的命题思路和评分办法。为了学生的全面发展，培养学生动手能力和科学创新精神，每个学年应组织学生参加实验操作考试，是适应基础教育新课程改革的需要。

2.循序渐进.点、线、面结合，做好教学设计

作为教学过程的实施者和引导者，在设计教学过程时一定要有长远的思想，阶段性的重点培养某些科学探究品质，通过两年的初中物理教学，使之形成有机的系统。笔者通常的思路是抓住特殊点有针对性的设计别开生面的教学;每节实验探究课重点突出实验探究的某些环节和方法，并在后面的课中反复应用直至熟练，线条式推进;通过总复习全面综合物理原理，发散思维，提高应用能力。

2.1 抓住第一课，认识并熟悉科学探究程序及要点

在笔者的多年循环教学中，有两节特殊的物理课，分别是初二物理第一课、初三物理第一课。

初二物理第一课内容为教材上的“走进物理世界”，通常设计的环节有送礼和初识两个环节。送礼，送给孩子们迎新歌曲和一两段心灵鸡汤;初识环节分师生初识和初识物理。初识物理环节认识物理学什么，介绍物理探究的六个环节，现场师生合作完成覆杯实验，体验猜想与现实的巨大差别，认识物理是有趣的激发求知欲。其中物理探究的六個环节用PPt展示，在覆杯实验中体验了猜想环节，这只是科学探究的起点，等待长期的、反复的典型案例中的应用、验证、熟悉、内化，形成核心素养。

初三物理第一课一般题目为“实验探究概论——如何进行实验探究”。本节课目的是在学生经历了比较多的物理科学探究过程实例之后对探究程序、探究方案设计、分析论证方法、思路等的系统提炼和深化，便于在第二学年能够自主的设计探究过程，让科学探究的程序、方法、科学思维扎根于脑中，形成便于终生发展的科学探究素养。本节课的基本程序是：复习回顾科学探究的一般程序，与初二物理第一课形成呼应;例析提出问题，增强问题意识;例析猜想环节，体悟猜想的思路和准确的语言叙述;综述如何测量或比较研究对象、如何改变实验变量、如何控制实验变量、如何设计表格，例析体悟设计实验的通常思路，便于九年级的进一步应用;综述分析与论证，得到结论的一般叙述方法和例析，认识结论的准确叙述方法;通过对评估要点的综述和例析学会评估，加深探究科学性的认识，形成科学的态度，最后通过完整探究实例练习，再次巩固本节内容。整个教学设计符合“总、分、总”的模式，能够让学生对八年级的实验进行简单回顾的同时，形成完整的科学探究思路。

2.2 教材典型科学探究实例教学，突出科学探究程序环节

在八年级上的七个实验探究中，熔化特点、沸腾温度变化特点、物质的密度、比较物体运动的快慢重在探究的收集证据和分析论证，落实测量工具的科学使用和图像法分析变化规律的实证研究方法。光的反射规律、折射规律、平面镜成像规律除了落实实事求是的科学态度之外，则重在落实实验探究策略中的普遍性的问题。

八年级下的13个实验中，重力与质量的关系、弹力与形变量的关系则应用图像分析的方法进行规律总结，并且拓展与数学函数图像结合，是图像研究方法的深化。摩擦力大小、压力作用效果、浮力大小、液体压强的影响因素四个实验，则注重提出问题、合理猜想、设计表格，规范结论的语言叙述。在探究杠杆平衡条件时，由于易于出现特殊的数据，此时就应突出质疑品质。

在九年级的第一课“实验探究概论”学习之后，本学年的12个实验探究则要大胆的尝试由学生来自己设计，物质的比热容、电流与电压、电阻的关系、动能、电阻、电功、电流热效应、电磁铁磁性强弱的影响因素这七个实验，从设计合适的情景提出问题、进行合理猜想、设计出科学的方案，得到准确的实验结论，学生都可以顺利的完成，只需在关键点上老师点拨一下即可。串并联电路的电流、电压规律探究、产生感应电流的条件两个实验则要突出猜想环节，并注意收集学生在实验时发现的新问题，比如并联的新旧电池混用造成的电压突降;并联支数越多，用电器的电压越小所揭示的电池内阻的问题，感应电流的大小与什么有关的问题等。若时间和条件的情况下，可以就新发现的问题进行进一步的研究。

2.3 利用总复习的专题复习，全面综合科学探究原理，提高综合能力

即使是教师严密的设计了自己的教学过程，学生脑中形成的体系仍然是有些杂乱的，而且综合应用的能力还有需要提升的，为了达到提炼综合，能够全盘考虑的目的，九年级总复习时要设计一些生活的场景，来有意识的发现可以探究的问题，并进行实际的设计。

笔者做过几节效果较好的复习课，如灯泡中的物理知识、厨房中的物理知识、生活用品密度测量等，侧重于提出问题，归类分析，设计探究。下面以“生活用品密度测量”为例简单做以说明。

“测生活用品的密度”引课为鉴别老师手上金戒指的真伪，设计测量戒指密度的多种方案;之后则讨论设计了橙子、方形水果糖、白砂糖、牛奶、玻璃瓶密度测量的方案。测量原理从基本的P=m/V，到m=Glg，到ρ=F/gV，到漂浮物体m=m。在课堂结束的小结的时候，有的学生甚至想到了利用液体压强公式p=ρgh作为测量原理测量牛奶密度的方法，有的学生总结出了四、五种测量方糖密度方案，可见通过这样一节课，真的让学生设计思路拓展开了，综合能力提高了。

3.利用课外实验、实践活动、社团活动做补充

课堂教学中由于时间有限，观察、动手都受到限制，学生能力的发展受到制约。有计划的开展课外实验、实践活动或科技社团活动，有利于发展学生的智力、培养学生的兴趣，最重要的是观察能力、创新能力、思维能力和实际动手能力，是对课堂教学的很好补充。

笔者在课题“课外实验和实践活动对核心素养形成的促进作用”研究中，曾经利用课余时间指导学生制作潜望镜、杆秤、台灯、土电话、验电器、模拟红绿灯、小电动机等，组织学生一起在操场上完成平均速度的测量和切割地磁场产生感应电流的实验、在楼道完成上楼功率的测量，学生对物理学习的兴趣极大增强，科学态度愈加端正，动手能力大为提升。在社团活动中，引导学生从机械能一节的单摆实验中發现新问题“单摆摆动周期与什么因素有关”，并利用社团活动时间用拴有绳子的小药瓶和沙子构成的单摆，设计实验进行了研究。在学习了“火箭”一节内容后，社团成员自发寻找整理了我国“神州系列”的相关信息进行了分享，激发了学生的爱国热情，体悟了物理知识的强大力量，促发了学习的原动力，提高了创新应用的积极性。

总之，通过教师层面自身对核心素养和新时代评价体系的认识和改进，加上课堂上有机、有序的教学过程，学生一定能够体悟到初中物理实验探究要领，达到培养科学的物理观念素养的目的。

参考文献：

[1]郭玉英，姚建欣，张玉峰等著.《基于学生核心素养的物理学科能力研究》.

[2]武泽涛主编万唯教育.试题研究.

[3]周建秋.“走向核心素养的学生科学探究能力培养策略”《现代中小学教育》2017年02期.

[4]2017版《普通高中物理课程标准》·

[5]陈国广：“广南县传统教育质量评价方式存在的问题及对策”百度文库.

[6]闫金铎主编《物理教师教学用书》.