谈核心素养下初中物理探究性教学法

【摘要】物理学是一门以实验为基础的学科。在核心素养理念下的探究性教学法更能让学生自主地构建知识体系，充分培养学生的科学思维和科学探究能力。教师在探究性教学过程中需要围绕创设生活情境、精心设置问题、合理安排活动、引导学生及时深刻反思等环节进行教学设计。文章以初中“电阻”一节为例，具体阐述引导学生自主构建概念、培养学生核心素养的策略。

【关键词】初中物理；探究性教学法；优势；设计；电阻

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）02—0106—05

物理学核心素养是学生在学习过程中逐渐形成起来的一种适应终身发展与社会发展需要的品格和能力[1]。物理学核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。如何将培养学生的核心素养落到实处，是当下物理教学设计需要重点考虑的问题，也是落实立德树人根本任务的基本保障[2]。笔者以苏教版初中物理第十四章第一节“电阻”为例，主要采用探究性教学法进行教学设计，旨在培养学生的科学思维和科学探究能力，培养学生热爱科学、亲近自然的态度与责任意识。

一、对探究性教学法的分析

（一）探究性教学法的特点

1.自主性。学生对科学问题进行自主探究是探究性教学的重要环节，也是探究性教学中最核心的部分。但是自主探究并不是指学生从头到尾完全自己进行，而是全程仍然需要教师给予一定的指导，引导学生提出有探究价值的问题并协助学生进行合理的实验步骤设计，包括采用的科学方法，如控制变量法、转换法等。充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，让学生通过这样的探究活动深刻地体会到科学探究的过程。通过对实验数据的记录和分析，得出实验结论或物理规律，使学生初步具有对科学探究过程和结果作出解释的能力，深化对学生科学探究素养的培养。

2.趣味性。兴趣是学生最好的老师，学生对某个问题感兴趣才能有动力进行探索。科学探究中教师创设的情境就是激发学生学习兴趣和探索欲望的最好方法，同时在探究过程中学生能够通过自己的设计和操作看到实验现象或得出实验数据，增强学生成就感的同时也进一步地激发学生继续探索的欲望。例如，利用三棱镜将太阳光分解成七色光的活动，学生通过亲自动手“复制”出生活中的彩虹，不仅让学生体验到物理实验的趣味性，还能发现物理来源于生活，获得探究的成就感。

3.科学性。探究性教学法的科学性是指探究过程中可能会出现的不符合预期的状况，如在伏安法测定值电阻的阻值实验中，学生每次测出电阻两端的电压和电流的比值都不一样，且处于逐渐慢慢增大的趋势。按照理论来说，每次计算的比值都是定值电阻的阻值，应该相同。认真检查电路会发现在整个实验过程中，开关一直处于闭合状态，也就是电路中一直有电流。虽然定值电阻的阻值受温度影响一般不大，但持续闭合的电路使电流在通过电阻时产生了一定的热效应，在一定程度上影响了定值电阻的阻值大小。教师此时可以直接告诉同学们因为一直在闭合开关，导致了电流的热效应在一定程度上影响了定值电阻的阻值。让学生意识到真正的科学探究会出现各种各样的不确定性，也会存在一定的误差。

（二）探究性教学法应用于初中物理教学中的必要性

1.体现学生的主体地位，弥补传统教学中教师主导的缺陷。探究性教学法是可以让全体学生全程参与的一种教学活动。在探究性教学法中，学生在不断地探索和操作中锻炼自己动手能力、合作交流的能力，学生可以体验从提出疑问到猜想假设、设计实验、记录数据、分析数据、得到结论等一系列的过程。例如，利用活动课时间与学生一起制作“水火箭”“全息投影”等科学小实验并进行展示，为学生提供更多的科学探究的时间和空间，最大限度地关注学生实验方案的设计，培养学生的科学探究能力。

2.营造和谐的课堂氛围，引导学生乐学善思。在探究性教学中，教师需不断地下沉到每个小组，对小组同学给予指导，参与讨论，以促进学生小组合作的顺利进行。在教师指导的过程中，由于走下了讲台，学生可以更多地与教师交流，体会与教师交流的平等性，从而大胆提问，大胆发言，并分享自己的想法。例如，学生在探究导体电阻大小的影响因素时，虽然知道应该使用控制变量法进行探究，但是在操作过程中面对给出的两根长短和粗细都相同的镍铬合金丝如何探究横截面积对电阻影响的问题，可能有些手足无措。

此时，教师如果能够给予一定的指导，引导学生想到将两根金属丝并联接入电路中相当于增大横截面积，学生便能开拓思维，迅速联想到探究长度对电阻影响时可以将两根相同的金属丝串联接入电路的办法。在这样的课堂氛围下，学生能够发现探究的乐趣，对物理学习兴趣的培养起到一定的促进作用。

3.锻炼学生的动手能力，培养学生的科学思维。探究性教学模式需要学生自己动手动脑，在教师的引导下亲自经历科学探究的每个步骤。例如，在探究不同物质吸热能力时，引导学生思考如何判断物质吸热的多少、怎么样看物质的吸热能力，从而引导学生判断在实验过程中需要如何设计实验表格，需要记录哪些数据。组织学生根据实验数据归纳出不同物质的吸热能力，从而推导出比热容的概念和公式。经过这样的探究活动，每个学生的思维都能够“动”起来，能够将机械死板的物理知识、物理概念、物理公式等赋予实际意义，也攻克了物理教学中概念难以理解的难题。

（三）传统观念下探究性教学存在的问题

1.对探究性教学的重视度不高。目前仍然有很多初中物理教师受传统应试教育理念的影响，对学生的探究活动不够重视。因此，在教学过程中经常用视频、动画等多媒体来代替学生探究实验。如，在教“牛顿第一定律”这节课时，就有很多老师将网络上的实验视频下载后，在课堂上播放给学生。虽然课程标准中提倡教学方式的多样化，但过多地使用多媒体等资源会剥夺学生的能动性，脱离了真实情境的教学也违背了核心素养理念。

2.教学方式过于死板。由于教师思想的不重视和教学理论知识的缺失，导致很多教师的教学方式过于死板，出现“形式大于内容”的情况。很多教师的探究课堂并没有体现出探究的特点。例如，有些探究问题由教师直接给出，学生并不清楚为什么要探究这个问题，这样学生就无法具备科学探究的意识，没有体验发现问题、提出问题、形成猜想与假设的过程。再如，探究器材和实验方案由教师事先准备好，让学生按照步骤做实验即可，这样的课堂非常不利于学生科学探究能力的培养。

二、核心素养下的探究性教学优化策略

（一）创设生活情境，激发学生的学习兴趣

物理情境是一节课能否激发学生学习兴趣和探索欲望的关键，也是一节课能否实现预期教学效果的重要前提。例如，在讲“电阻”这节课时，让学生观察生活中收音机等用电器的音量调节按钮和台灯的亮度调节按钮，让学生思考调节功能是如何实现的，从而引出电流的大小受什么因素影响，以便引出电阻的概念。这一系列的操作目的都是让学生从生活情境中来，在课堂上紧跟教师的思路，从亮度和音量的变化，到电流大小的影响因素探究，从而顺利进入课堂。让学生感受到物理来源于生活，要从物理学视角观察周围的事物，将来解释有关现象和相关的生活问题。

（二）精心设置问题，引发学生深度思考

学生在教师设置的物理情境中已经打开了物理学习的思路，此时教师如果能够给出值得学生深入思考并具有深度的问题，使学生成为问题情境的主角，调动学生的积极性，不断引导学生深入理解与探究问题，逐步提高学生的课堂参与度[3]，使学生学会深入分析与解决问题，培养学生的问题意识。例如，在讲“压强”一课时，教师可以通过“为什么鸭子可以在水中自由前进，而鸡一旦落水就会有生命危险？”来引导学生思考两者的区别就在于脚掌，而形状不同的脚掌决定了受力面积的大小不同，从而想到受力面积可能影响压强的大小。以具体的事实、鲜活的案例、生活经验等引导学生进行深入、理性的思考。符合2022版课程标准中“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。

（三）合理安排活动，增强学生体验感

真正有意义的探究活动应该难度适中并且带有一定的未知性，且所选的问题内容既不能过于简单也不能过难。太简单的问题失去了探究的意义，太难的问题学生思考很久也不知如何开展探究，而这个“度”就需要教师自己把握。教师要提前预设出探究过程中可能出现的问题并想好对策，确保课堂有序进行。一个好的探究活动能够使课堂富有趣味性，学生能够积极参与，乐在其中，既不会浪费时间，也不会让学生觉得过于简单而忽视了物理学习，处于学生“跳一跳”可以触碰到的最近发展区内。如在课堂上，教师可以安排学生以小组为单位对问题进行自主探究，包括设计的实验步骤、采用的实验方法、需要记录的数据并对其进行分析等环节。学生经历这样的探究活动，不仅可以锻炼自己的小组合作能力、总结归纳的能力，而且让全体学生参与其中，增强体验感。

（四）及时深刻反思，培养学生质疑创新的意识

学生在经历探究活动后，如果能够对实验的数据、结论进行有效分析，从证据、推理、解释等方面进行反思总结，不仅能够深化对探究活动的理解，还可以培养质疑创新的意识。教师可以通过设计反思问题、组织论坛等形式发表自己的见解，反思实验过程中的优缺点，明确可以优化的地方，并记录下来。这样可以总结成功的经验，分析失败的原因，使学生认识到，科学面前人人平等，从而培养学生科学的态度与责任素养。

三、教学分析

（一）教学分析

为培养学生的核心素养，课堂教学设计以创设问题情境，引发学生思考，分析问题并解决问题为整体思路，利用自主学习、合作讨论、实验探究等方式，培养学生分析处理问题、动手参与实验、表达和合作的能力[4]。

课前，让学生观察生活中的台灯、收音机等设备，推导出以上现象的本质是改变电路中的电流大小，以引出新课问题：如何改变电路中电流的大小。

课堂上，通过探究活动明确电阻的概念及电阻大小的影响因素，学生通过自学课本，与同组同学交流的方式总结出导体导电性能的差异及其应用。

课后，通过生活中安全用电视频的观看，提高学生的用电安全意识，并培养学生珍爱生命的价值观念。

（二）目标分析

1.物理观念。通过探究“如何改变电路中电流的大小”，认识到导体对电流不仅有“通过”的作用，还有阻碍作用，从而理解电阻的概念。

通过阅读课本，了解不同导体具有不同的导电性，从而加深对“电阻是导体本身的一种属性”的理解，认识生活生产中的超导现象及其应用。

2.科学思维。通过观察小灯泡亮度的变化，分析出电源电压的改变和接入电路金属丝的改变都可以改变电路中的电流。

3.科学探究。学生经历观察现象、提出问题、形成猜想与假设、设计实验与制定方案、分析数据等过程，得出影响电阻大小的因素。

4.科学态度与责任。通过对物体导电性能应用的了解，关注到科学技术对人类生活和社会发展的影响。

四、教学设计

【活动1】创设生活情境，激发学生学习兴趣

教师展示台灯、收音机、MP3的图片，并指出亮度的调节、音量的调节都是通过旋钮来实现的，那么这背后的玄机是什么呢？转动旋钮的实质是改变了电路中的哪个物理量呢？

【设计意图与指向的素养目标】生活中具体的情境让学生体会到物理与生活是息息相关的。“转动旋钮的实质是改变了电路中的哪个物理量”这样的问题将学生的思维限制在“转动旋钮”和“物理量”，避免学生出现似是而非的答案。既没有限制学生的思维广度，又带领学生的思维走向更深层次，为后面提出要探究改变电路中电流大小的方法作铺垫。使学生具有初步的观察能力，及能对相关问题和信息进行分析并得出结论的科学推理能力[5]。

【活动2】设置问题，引发学生深度思考

第一，教师提出问题让学生们思考：自己动手试一试，有哪些办法可以改变电路中电流的大小呢？

【设计意图与指向的素养目标】“电阻”是一个比较抽象的概念，在电学的外在表现中也只能运用观察通过导体的电流大小来判断电阻的大小，而这都是借助于学生对电阻概念的理解。也就是说，是对“阻碍”一词的理解。由于学生具备了一定的电学基础，所以在被问及如何改变电路中电流大小问题时，非常容易回答“增减电池数量”。在本节课的教学过程中，引发学生的深度思考尤其重要。此时，教师直接让学生自己动手，这样就比较容易解释：增减电池数量是通过改变电路中的电压，也就是影响电流大小的“动力”来源，而改变接入电路中的金属丝从而影响了电路中的电流大小，而金属丝不能为电流的形成提供“动力”，那么就只能是通过“阻碍”来影响电流的大小。