例谈物理教学中学生“科学探究”素养的提升

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ʻ 理化生教学与陆振华
摘㊀要: 探究学习以学生为中心 , 以发展人作为第一任务 , 提升学生 科学探究 的 素 养 能 促 进 学 生 的 全 面 发 展 , 同时对教师 的专业发展也提出了更高的要求 . 关键词 : 物理教学 ; 科学探究 ; 素养 ; 提升 中国学生发展核心素养 » 研究成果在京发布, 核心 ㊀㊀ 随着 « 素养这一概念在 ２ ０ １ ６ 年普通高中课程 标 准 修 订 过 程 中 也 随 即提出 . 物理核心素养主要由 物理观念 ㊁ 科 学 思 维 ㊁ 科 学探究 ㊁ 科学态 度 与 责 任 四 个 方 面 的 要 素 构 成 . 笔 者 觉 得, 在这四大要素当中 , 科学探究 素 养 最 具 物 理 学 科 特 色 , 分量最重 , 地位最高 . 物理是研究自然科学的基础学科 , 自然科学的核心环节 就是 科学 探 究 . 提 升 学 生 科 学 探 究 的 素 养 迫 在 眉 睫 , 科学探究 素养的提升关键是怎样提 升 , 高中教师必须掌握 提升 科学探究 素养的基础理论和基 本 方 法 , 并在实际教学 中逐步渗透 , 努力提升学生 科学探究 的素养 . 一 ㊁树立 科学探究 的意识 学生 是 科 学 探 究 的 主 体, 遵 循 身 心 发 展 的 基 本 规 律: 他 们都有一种天生的 ㊁ 自 主 探 索 的 欲 望 和 好 奇 心, 总喜欢把自 己扮成问题的探索 者 ㊁ 发 现 者 和 研 究 者, 特别是当自己的观 点与集体发生了碰撞时 , 就会产生欲证实自己的欲望 . 在传 统 的 教 学 中, 教 师 总 觉 得 时 间 不 够, 总想用最少的 时间让学生学到最多的知识 , 如果我们的 教 学 仅 仅 是 为 了 满 足于进行大容量 ㊁ 快节 奏 的 知 识 传 授, 而不注重物理学科自 身的特性 , 不去发展其 智慧 , 这是教 育 的 失 败 , 是一件十分 可悲的事情 . 科学探究 在物 理 教 学 中 是 无 法 回 避 且 十 分 重 要 的 事 实, 教师不要怕 浪费时间 , 要舍得放 手 让 学 生 自 主 探 究 , 虽 然一开始可能会遇 到 这 样 或 那 样 的 问 题 , 但 只 要 坚 持, 遇到 问题不回避 , 迎难而上解决问题 , 采用 多 种 形 式 相 结 合 , 以此 来激发他们 科学探究 的欲望 , 调动他们 科 学 探 究 的 积 极 性, 增强他们 科学探 究 的 意 识 , 唤起他们 科学探究 的自 信心 . 久而久之 , 随着 科学探究 的 次 数 的 增 加 , 学生 科学 探究 的品质和素养就会得到提升 . 二 ㊁渗透 科学探究 的思想和方法 学生 科学探究 能力不强 , 除了缺乏 科 学 探 究 的 意 识 外, 更重要 的 还 是 思 想 ㊁ 方 法 方 面 的 原 因.在 处 理 科 学 探 究 的问题时 , 很多学生往往表现为无 从 下 手 , 教师应该在教 学过程中逐步教给学生一些 科学探究 的 思 想 和 方 法 , 用科 学的思想先把大脑武装起来 , 再逐步提升 学 生 科 学 探 究 的 素养 . 例如 , 在利用电摆 装 置 探 究 库 仑 定 律 的 实 验 过 程 中 , 在实验器材不够先 进 的 情 况 下 , 如 何 测 量 带 电 小 球 的 电 量, 进而探究库仑力的 大 小 和 电 荷 量 乘 积 的 关 系 呢 ? 这 对 学 生 的认知水平和思维 要 求 较 高 , 笔 者 试 图 通 过 启 发 引 导, 唤起 学生大脑中已有的 处 理 类 似 问 题 的 思 想 和 方 法 . 先 让 学 生 回忆曾经研究过的 研究动能定理 的 实 验 思 路 , 再思考橡皮 筋的弹力做功为变 力 功 , 也 是 难 以 直 接 测 量 的, 那是如何探 究弹力的功和动能变化之间关系的 呢 ? 学 生 受 此 启 发 , 就会 很容易想到以任 意 电 量 Q 作 为 参 考 电 量 , 再利用 平分法 Q Q Q 得到 ㊁ ㊁ ������������ 无需知 道 Q 的 具 体 数 值 , 也能探究库仑 ２ ４ ８ 力的大小和电荷量乘积的关系了 . 发展提出问题的能力 , 增进对提 出 问 题 意 义 的 理 解 . 现 代科学之父爱因斯坦 曾 说 : 提 出 一 个 问 题 往 往 比 解 决 一 个 问题更重要 , 因为解决一个问题也许仅是 一 个 数 学 上 的 或 是 实验上的技能而 已 . 而 提 出 新 的 问 题 ㊁ 新 的 可 能 性, 从新的 角度去看旧的问题 , 却 需 要 有 创 造 性 的 想 象 力, 而且标志着 科学的真正进步 . 三 ㊁提升 质疑创新 的能力 学起于思 , 思源于疑 , 质疑是创 新 的 基 础 , 是探求未知 世界的原动力 . 教师要营造和谐民主 的 课 堂 环 境 , 鼓励学生 勇于质疑 , 引导学生科学质疑 . 通过 实 验 现 象 ㊁ 具体情境㊁ 课 堂的临时生成 , 不断 冲 击 学 生 的 前 认 知 , 使学生更专注于课 堂, 又可以活跃课堂 气 氛 , 让学生在思维碰撞的过程中闪现 出智慧的 火 花 . 例 如 , 在 原子物理 部分讲 结合能 的时 候, 学生通过计算发 现 核 反 应 前 后 发 生 了 质 量 亏 损 , 当时就 有个学生提出疑问 : 是 不 是 在 核 反 应 前 后 就 不 满 足 质 量 守 恒 ? 经这个学生一说 , 下面好多学生 就 跟 着 附 和 . 笔 者 没 有 回避这个问题 , 首先 充 分 肯 定 了 该 学 生 的 质 疑 精 神 , 鼓励大 家向他学习 , 有疑惑才会去思考 , 有思考才会有收获.同时, 抓住这一课堂生成的问题 , 追问学生 : 你 们 觉 得 核 反 应 前 后 能量守恒吗 ? 学 生 的 回 答 基 本 都 是 肯 定 的 . 笔 者 再 引 导 学 生结合爱因斯坦质能 方 程 思 考 : 在 能 量 守 恒 的 情 况 下 质 量 守恒吗 ? 学生 点 点 头 , 但 很 犹 豫, 明 显 是 有 点 懵 了.在 学 生 还没有反应过来时 , 笔者又追问 : 质量 亏 损 的 同 时 还 有 什 么 现象 发 生? 几 个 学 生 抢 着 回 答: 释 放 能 量. 对, 能量减少 了, 质量自然就 减 少 了 . 当 系 统 的 能 量 减 少 了 Δ 系统 E 时, 的质量 就 对 应 地 减 少 Δ m. 减 少 的 质 量 转 化 为 光 子 的 质 量 . 老师 , 不是光子的质量为 ０ 吗 ? 还 没 等 我 说 完 , 又有学 生提出了异议 . 光子只是静止质量为 ０, 但在光子的辐射过 程中 , 具有能量 E ＝h 所 以 运 动 的 光 子 是 具 有 质 量 的.也 γ, 就是说 , 在质量亏损 的 过 程 中 , 只是将一部分静质量转变成 了动质量 , 但 总 的 质 量 依 旧 不 变.下 面 就 请 大 家 来 计 算 一 下, 运动的光子频率 为 γ 时 , 对 应 的 动 质 量 是 多 大 呢? 学 生 很容易就算出来对应的动质量来 , 同时也 明 白 了 质 量 亏 损 并 不违背质量守恒 . 学生的大脑中充满着各种疑问 . 学 生 能 主 动 质 疑 , 提出 新观念 ㊁ 新想法 , 不再迷信权威 , 迷信 书 本 , 迷信教师, 敢于质 疑和否定 , 学生不满 足 于 老 师 上 课 所 讲 的 内 容 , 在质疑能力 的提升中 , 增强了学 生 的 批 判 意 识 和 发 问 意 识 , 他们的创新 意识和实际应用能力都有了明显的提高 . 任何能力的提升都不是一朝一夕所 能 完 成 的 事 情 , 在教 学中要适当留给学生 空白地带 , 让学生有机会质疑, 同时, 教师自身也要加强 学 习 , 积 累 知 识 和 经 验, 提高驾驭课堂的 能力 . 参考文献 : [ ] 吴美春 , 李 常． 通 过 学 案 教 学 引 导 科 学 探 究． 广西教 １ ( ) : 育: 中教版 , ２ ０ １ １ １ １ １ １－１ ２． [ ] 张春莉 ． 关于中小学生身心发展规律与课程改革的 ２ ] ( ) : 几点思考 [ 学科教育 , J ． ２ ０ ０ ０ ５ １ ７－２ ０． [ ] ] 涂后胜 ． 高中物理课堂教学中提问 能 力 的 提 升 [ 中 ３ J ． ( ) : 学物理 , ２ ０ １ ６ ７ ５ ７． 作者简介 : 陆振华 , 江苏省泰兴市 , 江苏省泰兴市第二高级中学 .