合作探究与初中物理实验操作素养的培养——基于中学物理“三步四环五课型”教学模式下的思考

（湛江市坡头区官渡中学 广东湛江 524151）

一、中学物理“三步四环五课型”教学模式简介

中学物理“三步四环节五课型”模式课堂教学模式包括三个步骤：课前预习、课内探究、拓展提升。“四环节”是指课内探究的过程中要体现“自主学习、合作探究、精讲点拨、有效训练”四环节。“五课型”是指：新知探索课、实验探究课、习题训练课、知识梳理课、测试讲评课等。

实验探究课的模式如下：

1.课前预习

老师：第一，确定实验的目的，围绕本课程的重点和难点进行研究，并准备预习计划，提前2天发放给学生。预习课程要求：了解实验的企图和原理，温习已学过的相关的实验或操作，设计实验方案。二是老师针对这节课的实验内容，提前预备好实验仪器、药品。预测出在实验中学生会出现的问题及所需时间。

学生：知道实验的目的，认识实验的原理。依据实验原理的相关要求，进一步对实验所设计的有关基础知识和基本方法进行有针对性的复习回顾。

2.课内探究

（1）自主学习

老师：修改和设计学生预习计划的实验方案；检验实验室设备；解释实验目的并分配实验任务。

学生：学生们之间相互审核以完成温习的案例，讨论、比较和修改实验探索方案的设计。进一步熟练掌握实验仪器和对实验程序的理解。

（2）合作探究

老师：在实验中指导学生分析实验原理，阐明实验原理、步骤和问题，强调安全和需要注意的实验问题。

学生：a分组探索：学生在独立思考的基础上，在学习小组中分享自己的学习体验和成效，提出各自的方法进行实验，经过讨论达成共识。然后，团队成员合作完成实验探索并记录实验结果或数据。在小组内讨论对方的结论，同时，对实验研究的结果进行反思，分析其优缺点。b组际交流（班内展示）：小组代表介绍小组的实验步骤、结果或数据，经过各组代表的分享，激起学生的探讨，达成了突出的共识结果，并对问题的结果进行了修订。

（3）精讲点拨

老师：通过对实验结果的论证，给出了实验结果，帮助学生理清了实验不成功的问题所在，同是进行了修正。对于重大问题或有问题的学生，老师应及时引导、点击、扩展和改变，让学生在课堂上发散思维，进行探讨，使学生能够从根本上处理问题。

学生：仔细听老师的解释，总结实验，分析误差。

（4）有效训练

老师：老师依据实验的调查结果，准备相似的实验或练习题进行加强练习。

学生：完成实验设计及存在的问题，完成实验强化练习题，加深对实验探究的理解和巩固。反思总结、提升实验探究能力。

3.课后提升

老师：设计适量与本实验相关实验练习题或类似实验，以巩固实验探究能力。

学生：根据实验过程、结果、结论进一步总结实验，做好反思总结。完成分层次的实验练习题。做好相关的探究实验。

二、初中物理学科的核心素养

学生的核心素养不是抽象的，它必须通过各学科课程的学习来落实。因此每个学科都要研究本学科能为学生发展核心素养做什么，所以在此基础上还必须制定出各学科的核心素养。从学科本质出发，对照学生发展核心素养框架体系的要求，明确本学科对学生发展核心素养的贡献。联系初中物理学科，其核心素养应包括以下四个方面：

1.形成物理基本观念

随着时间的流逝，我们在学校里学到的很多东西都会褪色，甚至被遗忘。只有知识升华后留存在我们思想意识层面的东西。

当一个学生忘记了所有具体的物理知识时，他脑子里还剩下什么？它应该是学生从物理学的角度，通过物理知识的研究来认识事物和解决问题的思想、方法和观点，即根植于学生头脑中的物理学的基本概念。物理学的基本概念包括物质、时间和空间、运动和物理值的概念。

2.掌握科学探究方法

学生的能力和过程方法是不可分割的，必须通过一定的科学的训练方法来获得能力。科学探究是学生的学习目标。在物理教学中，学生必须像科学工作者一样经历类似的探索过程，以理解科学的探究方法，发展科学的探究能力，并能够提出问题和形成假设。并通过科学的方法来检验、得出结论，体验科学探索的乐趣，培养科学创新的精神。

3.形成良好科学思维

思维是人脑对客观事物的一种间接而普遍的反映。它是一个基于表象和概念的分析、综合、判断和推理的过程。科学思维是形成并应用于科学认知活动和处理感官认知材料的方法和途径的理论体系。物理课的教学应通过培养学生的科学思维，引导学生尊重事实和证据，具有积极的意识和严谨的认识态度；合理而务实，逻辑清晰，能用科学的思维方式去理解事物，解决问题，规范行为。

4.培养正确科学态度

什么是科学态度，是一种符合事物客观规律的理解，相应地在言行上有相应的表现，即包括正确的理解、健康的情感、科学的行为。随着物理课程标准的逐步实施，学生科学素养的考试越来越受到重视。作为一线物理老师，为了适应这种变化，必须更加重视学生科学素养的培养。在教学过程中，我们必须坚持传授必要的科学知识和技能。以培养科学态度、科学情感和科学价值观为主，以培养学生创新精神为中心，以发展科学方法应用的行为习惯为中心，以理解科学、技术和社会的关系为背景，它渗透科技意识，提高学生的科学素养。

三、我校学生实验现状调查

为了准确了解本校九年级物理实验意识、实验态度和实验能力的现状，更有效地贯彻新课程理念，落实三维课程目标，为了更好地开展新课标教材的物理实验教学，我对本校九年级学生进行了问卷调查。

1.调查目的

通过调查了解初中阶段学生的物理实验情况，以便更好地开展新课标教材的实验教学，更有效地贯彻新课程理念，落实三维课程目标，培养学生的实验操作素养。

2.调查方法

问卷调查法

3.调查对象

为了能与新教材的实施同步进行，调查对象选择我校九年级215名学生。

4.调查结果

表1：问卷调查结果

5.结果分析

从以上调查数据来看，学生对实验的看法和愿望是好的，但从新课标对实验的要求来看，又存在明显的不足：

（1）学生普遍对物理实验感兴趣，认为物理实验很重要，而且喜欢实验结果事先不知道，需要探索的探究性实验。

（2）学生对实验过程的重视程度不够，过分关注结果。这一点从第3项可以看出来，这与长期以来的应试教育有关，只关注学习的结果，不关注学习过程，一考定终身，没有过程性评价，缺乏这种评价的激励作用。

（3）缺乏主动探究的意识，动手解决问题的能力，希望在实验之前老师能详细讲解实验原理与步骤，自主学习、自主探究的能力有待于进一步提高。从第5、7、9项可以看出来这一点。这与长期以来传统实验教学讲的过细，方案、步骤都是书上现成的，学生只须按照书上的方案、步骤操作，缺乏创新和主动探究未知事物的意识。

（4）实验中学生的主体地位没有得到重视，学生希望在实验中亲自动手，自主实验。但在实际教学中，老师包办太多，统一的方案、步骤、结论等，学生对这种教学模式普遍不喜欢。从第9项可以看出。

四、从合作探究对初中物理实验操作素养的培养谈谈实验探究课的教学

1.开展合作学习，让不同学生都获得发展

合作学习是一种有效的教学形式。学生分为4至6人一组。在老师的指导下，他们从事学习活动，共同完成老师指派的学习任务。这有利于师生之间的情感交流和信息交流，有利于思想的影响和智慧的迸发，能够增强学生的主体意识，使学生成为教学活动的积极参与者。合作与交流创造了一种氛围，学生们在这种氛围中急切地提出问题，参与解决问题的教学过程。在合作学习中，学生能够主动思考和表达自己的意见，这不仅使课堂学习气氛轻松愉快，而且使学生的认知能力得到充分发挥。尤其对于在知识结构、能力水平、学习进度和个性特征上有明显差异的学生，合作学习通过学生之间的互动、知识和技能，弥补了无法教给每个学生的老师的不足。达到人人教我，我教人人的目的。通过相互提问和讨论、合作和交流，解决学生的共同问题。老师没有必要作全面的解释。它也避免了课堂上过于枯燥的教学气氛，同时也让老师有时间解决个别学生的问题。

2.加强以学生为主体的探究性学习

在初中物理中，实验现象往往是形成兴趣的思考基础，重视实验教学是初中物理教学的重要组成部分。许多知识点在实验探索的基础上显示物理现象，找出物理规律，学习物理知识。以培养学生的实验操作素养和学科素养。在教学中，要注重培养学生的探究方法，培养探究精神，提高探究能力，培养学生的核心素质。因为初中生刚刚接触到物理学，在科学探究中要获得知识、掌握技能、形成正确的价值观，是一个长期的过程，它需要长期的训练和锻炼，从不确定到熟练。这就要求老师选择适当的课程内容，采取适当的教学形式组织教学活动。这不仅能激发学生学习物理的兴趣，还能锻炼学生的探索能力。如在教学《平面镜成像》，根据学生的生活环境和生活经验，可以安排课外作业：回家看着镜子，看看和真实的你有什么共同点，什么是不同的。在此基础上，探索平面镜成像的特点，学生有了第一手材料，就降低了探究的难度，必将得到很好的效果。在探究活动中，学生应尽量大胆猜测，不设限制，不约束学生根据老师心中的少数答案猜测，不利用老师的思维来控制学生的想象力。老师应该鼓励学生进行思考，然后有选择地进行测试。这个探索性实验学生可以自己做。学生们不会的，老师要找一个做示范实验的方法，老师不要负责到底，让学生真正体验探索的喜悦，享受成功的喜悦，从而增加探索的兴趣，开发探索的能力。

3.培养学生良好的实验习惯，使之形成科学的实验素养

实验操作的全过程包括仪器调整、观测操作和仪器布置。老师要自觉培养学生良好的实验习惯，使他们形成科学的实验素养。首先，在实验之前必须对仪器进行预先调节。根据需要，有些仪器位置应该水平安装，有些应该垂直安装。仪器之间的联系也应符合某些要求。例如，在电气实验中，电路连接必须是正确的，并且还必须考虑到观察、操作和检查的方便性。所述支架上的仪器应保持同轴。测量仪器必须先作零调整。当某些条件改变到零点时，零点必须重新调整。例如平衡位置的变化、弹簧刻度的张力方向的变化、万用表的电阻范围的变化，零点必须重新调整。各种仪器的使用必须按照一定的操作规范进行。禁止任何违反操作规则的行为。

操作必须是合理的。例如，在检查电路后，应连接另一个电源连接列，并关闭开关。观察仪器时，视线应垂直于标度面。设备必须按一定的顺序分类。进行电气实验时，应先切断电源，然后拆除连接电源的接线柱。仪器整理应有利于仪器的维护。例如，托盘平衡码是零的，在橡胶环垫上，学生电秤螺旋按钮旋转到最小，通用表盘旋钮被拉离电阻文件，滑动可变电阻滑动臂滑到同一侧，并有传动装置。仪器会松开传动带等。通过教学实践，对结构体系进行了以下调整：（1）22个学生群体实验中的10个改为边学边实验；（2）145个示范实验中的41个改为边学边实验；（3）22个小实验中的8个和18个实验中的13个被改为边学边做实验；（4）增加了4个新的边学边做实验。调整后，初中物理实验的结构体系趋于合理，有利于提高物理教学质量和学生的实验能力。我们看到以下三个优点：

①学生实践的机会增加了。使用天平、刻度尺、滑动变阻器、安培表、伏特表、弹簧秤等基本实验仪器的学生数量普遍增加，增加了学生操作的机会，更有利于培养学生的实验技能。

②改变了以往的“老师示范、学生听课”教学格局，推动了初中物理教学方法的改革。提高了实验在物理教学中的作用和地位，增加了学生进行实验和探索知识的机会。学习积极性和主动性都有所提高，使学生在实践中逐渐养成良好的实验习惯和科学态度，实验能力不断提高。

③初中物理教学质量有了很大的提高。学生实验数量的增加，使初中物理教学更加符合当代初中学生的心理、生理特点和认知规律，从而更好地激发学生学习物理的兴趣，而且学生有更多的机会用手、脑、口来积极学习物理。在物理科学和理解方面，它更有利于学生掌握物理知识。这充分反映了物理学科是以实验为基础的，也是现代教育思想所提倡的。