基于核心素养的初中物理科学探究教学策略探析

刘学山，江苏省宝应县望直港镇中心初中高级教师，江苏省扬州市初中物理学科带头人。曾连续7年在扬州市骨干教师年度考核中获得“优秀”等级，连续5年在宝应县初中物理名师班成员考核中获评“优秀学员”称号。2018年获扬州市人民政府自然科学论文奖，三次荣获扬州市教科研成果奖。主持扬州市“十二五”教育科学立项研究课题一项并结题，参与了江苏省“苏科版初中物理教材建设项目”省级课题研究。在省级以上教育类专业期刊发表学科论文三十余篇。

[摘   要]当前，初中物理新课程改革，已经由传统的传授知识和培养能力，发展为培育学生的核心素养。学科教学是培育个体核心素养的主要途径。初中阶段的物理课程，必须高度重视科学探究方法的指导和科学探究能力的培养，并以此为切入点，将培育学生物理学科核心素养落实到日常课堂教学之中，促进学生形成适应未来社会的必备品格和关键能力，使学生受益终生。

[关键词]初中物理;科学探究;核心素养

关于教育的本质，美国著名心理学家斯金纳说过：“当所学的东西都忘掉之后，剩下的就是教育。” 诺贝尔奖得主冯·劳厄对此也有相同的看法，认为“教育给予的是遗忘所学知识之后，遗留下来的东西。[1]”党的十八大明确提出，将“立德树人”作为今后一个时期我国教育工作的根本任务。围绕这一总要求和总目标，教育部于2014年研制印发的《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》中明确提出：教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[2]。自该文件出台来，各级教育部门、教育工作者和教研人员高度重视学生核心素养的理论研究和实践探索，将培育学生核心素养贯穿整个教育教学和教学研究工作全过程。从一定意义上讲，目前的基础教育课程改革已经进入核心素养时代。

关于核心素养，教育专家们认为一般包括人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六个要素，它是关于学生知识、技能、情感态度价值观方面要求的结合体[3]。核心素养不是抽象的，必须通过各学科课程学习来落实。具体到物理学科，就是要把“培养学生终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力作为课堂教学的最终指向，并把这一目标细化到每一节课，要把握物理学科的特质，注重实际问题的分析，注重科学探究，注重培养学生的思维品质”[4]。就初中物理课程而言，期望能够给学生留下什么？毕业以后作为一个公民，学过物理和没学过物理有什么差异？从这个角度来说，物理能留给他终身受用的东西，就是核心素养[5]。因此，作为初中物理教师，必须转变教学观念，以学生长远发展为本，致力于培养学生的物理学科核心素养，为学生将来的学习、生活和终生发展奠基。

一、激发学生科学探究的积极兴趣

兴趣是人们力求认识客观事物和探索活动的积极心理特征。第一印象对激发个体的兴趣具有重要影响。物理学科是在初二年级起始的学科，学生对新学科往往充满期待，上好第一节物理课，对激发学生的学习兴趣有着举足轻重的作用。为此，笔者课前根据教材的内容和初中物理的学科特点，精心设计并演示了“哪支蜡烛先灭”“烧不死的金鱼”“吸不住的回形针”等实验来激发学生的科学探究兴趣，引领学生开始物理学习之旅。教学时，先让学生根据已有的生活经验思考并分小组讨论：“长、短蜡烛，哪个先灭”“金鱼真的烧不死吗”等一系列问题，学生们讨论热烈，纷纷发表自己的見解，课堂气氛活跃。在学生猜测的基础上，教师趁热打铁进行实验演示，学生在观察了这些物理实验现象后，都对物理课程产生了极大的兴趣。对初学物理的初中生来说，如果第一堂物理课是在教师精心准备、科学规范、生动有趣的演示实验中度过，无疑会被物理学的神奇与美妙深深吸引，在头脑中留下深刻的记忆，从而大大地激发科学探究的兴趣，并在内心深处产生一定要学好物理的信念和决心。而事实上，学习兴趣也是学生学好物理知识与技能，培养物理学科核心素养的必要因素。

二、帮助学生掌握科学探究的正确方法

《义务教育物理课程标准（2011版）》在课程性质中指出：“此阶段的物理课程，应注意让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究的方法，提高分析问题和解决问题的能力。[6]”根据这一要求，初中物理教师必须帮助刚刚接触物理的初中生正确认识、逐步掌握探究科学问题的方法，并不断综合运用到今后的物理学习中去。

物理学科的科学探究方法很多，如控制变量法、实验推理法等。然而，探索物理奥秘，体验探究的成功，往往需要综合运用多种方法。作为物理教师，在引导学生学习物理的过程中，要优化教学方法，整合信息资源，依据学生的认知规律和心理、年龄特点，帮助和启发学生采用科学、合理、有效的探究方法探究物理问题，为培育学生核心素养提供高效、可行的方法支持。

三、启迪学生科学探究的高阶思维

思维包括高阶思维和低阶思维，是人的大脑对客观事物不同层级的概括反映，高阶思维是相对于低阶思维而言的。美国著名心理学家布卢姆根据智力特性的复杂程度，将教学目标分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层级，其中记忆、理解、应用是低层次的认知水平，属于低阶思维，分析、评价、创造是较高水平的认知能力，属于高阶思维。良好的思维能力特别是高阶思维，是创新能力的重要因素，对培育学生的核心素养具有非常重要的作用。在日常的初中物理教学过程中，教师不仅要注重学生对物理概念、现象的理解和规律的掌握，让学生明白“是什么”，还要引导学生对“为什么”“怎么样”进行思考和探索，启发学生的思维由低阶思维阶段向高阶思维发展。

例如，磁场是初中物理比较抽象的物理概念，教学该知识点前，学生已经学习了磁体、磁化、磁极和磁极间相互作用的规律等基本知识，具备了学习磁场的知识储备。教学时，教师首先通过演示条形磁铁对小磁针的作用，后启发学生思考以下问题。

（1）条形磁铁并没有与小磁针直接接触，为什么能够对小磁针产生吸引力（或排斥力）？

（2）条形磁铁周围的磁场看不见、摸不着，到底是什么样子？

（3）用什么方法可以把抽象的磁场具体表示出来？

（4）如果要表现条形磁铁周围的磁场，可以选择那些物品？

（5）如何形象且正确地展示条形磁铁周围磁场的分布？

（6）如果小磁针数量有限或距离较远的小磁针转动不灵敏，应该怎么办？当教师轻敲玻璃板后，学生发现细铁屑有规则地分布排列，且将排列情况用笔画出来后，恰好与课本插图相吻合，学生豁然开朗，思维层级产生了质的飞跃，进而顺利引入磁感线的概念。

从上述教学案例来看，问题 1、2、4主要针对学生的认识、分析和理解能力，属于低阶思维，而问题3、5、6则需要学生通过分析、设计并优化实验方案，开展科学探究实验，最终归纳总结得出正确结论，属于高阶思维。这样，教师利用学生已有的知识储备，科学合理地引导学生进行层层深入的问题预设，讲解与实验相结合，演示与分组相结合，为学生搭建了由低阶思维向高阶思维顺利过渡的脚手架。

四、深化学生科学探究的道德情感

道德情感是人类的高级情感，也是人们思想品质的重要组成部分[7]。教学时，教师一方面可以通过优秀的物理学史和物理学家的成才励志故事，让学生了解科学家在科学探索的道路上所付出的艰苦努力。例如，伟大的发明家爱迪生，一生有电影、留声机等1000多项伟大发明，但为了找到一种使用时间更长的灯丝，便长时间在实验室开展实验研究，历经多年，进行了成千上万次实验，饱尝了无数失败与艰辛，才找到合适的材料，为人类带来了光明;我国“两彈元勋”邓稼先，带领团队隐姓埋名，离家别子，长期秘密工作在气候恶劣、风沙呼啸的茫茫戈壁，在异常艰难的情况下，凭借坚韧不拔的顽强意志，奋勇拼搏，无私奉献，终于成功研制出我国第一颗原子弹和氢弹，为新中国的国防事业树立了新的标杆，建立了不朽功勋。另一方面，还可以通过介绍我国古代有关物理的重要文献，如《墨经》《梦溪笔谈》《天工开物》《考工记》等，重大发现记载如“小孔成像”“指南针”“舂、桔槔”等，以及现代科学技术所取得的重大成就如航天航空成就、潜艇的导航、无人机、3D打印等，使学生认识我国古代悠久的物理学历史和灿烂的物理学文化以及现代科技领域中所取得的巨大成就，增强民族自豪感和自信心，激发学生热爱祖国、以祖国为荣的爱国主义情感，而这种情感会不断引领他们坚持不懈地努力，最终走向成功，受益终生。

物理来源于生活，又服务于生活，与人们的日常生活密切相关，伴随人的一生。“从生活走向物理，从物理走向社会”也是物理新课程改革的基本理念，个体在学生时代形成的核心素养，可以帮助其在人生的整个阶段，解决实际问题，感受生活，体验运用科学探究解决实际问题所带来的成就感和价值感，最终运用于社会、适应于社会、服务于社会。

参考文献

[1]李艳.以核心素养为导向的初中物理教学探讨[J].中学物理教学参考，2019（1）：26-27.

[2][4]陆丽秀.关注物理核心素养提高课堂教学实效[J].中学教学参考，2019（4）：41-43.

[3]汪洋.对培养初中物理核心素养的几点思考[J].安徽教育科研，2019（4）：27-28.

[5]赵婀娜.今天为何要提“核心素养”[DB/OL].[2016-10-13]http：//www.cssn.cn/jyx/jyx_zdtj/201610/t20161013_3232484_1.shtml？COLLCC=2036330021&.

[6]中华人民共和国教育部.义务教育课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[7]刘学山.兴趣动机情感意志——初中物理不可忽视的心理因素[J].山东教育，2015（5）：38-39.

（责任编辑 姚力宁   校对 郭向和）