高中物理教材中科学探究素养的呈现方式及教学实践

马育英

(甘肃省陇南市礼县第二中学,甘肃 陇南 742201)

高中物理教材上的知识具有基础性,需要学生对其进行熟练掌握.教师要结合教材进行具体教学方案的设计,帮助学生更好地掌握物理知识,并获得科学探索素养的提升.教师还要基于实际的物理现象以及实验结果进行合理的教学猜想以及假设,引导学生积极参与到实验探究过程中,通过相互交流,促进学生科学探究素养以及观察分析能力的提高.

1 高中物理教材中科学探究素养的呈现方式

1.1 显性与隐性

高中物理知识在教材中有显性与隐性两种形式.教师在开展教学时,需要引导学生了解物理知识结构,从而获得科学探究素养的提升.针对显性部分的物理知识通常从字面含义上就可以看出,如“探究平抛运动的特点”“探究加速度与力、质量的关系”“探究小车速度随时间变化的规律”等,学生会从“探究”两个字上面意识到科学探究的具体目的.相较于显性表达方式,隐性表达的方式更加具有难度,需要学生对内容进行细细品味,从而真正了解学习目标.隐性探究知识不体现在“探究”两个字上,而是蕴含在物理知识内容中,如“匀变速直线运动的位移与时间的关系”“力的合成和分解”“相对论时空观与牛顿力学的局限性”等.

1.2 整体与局部

物理学习的过程中,需要学生基于物理知识与及探究问题对未知内容进行探索分析.科学探究的过程中就会涉及到多个要素,但是教学时间有限,教师在开展本节课程讲授时,无法做到面面俱到.教师需要针对教材中的知识点进行重难点划分,注重调整整体科学探究活动开展与局部科学探究活动的教学比重,从而增强学生的信息处理、实验操作、科学分析等能力,实现素质教育的有效落实.

1.3 实验与理论

物理是一门具有较强探究性及实验性的学科,教师在开展具体教学方案设计时,需要注重实验教学与理论教学的有效结合.对于不同的物理知识,开展理论教学及实验教学的比重各不相同.例如,教材上“运动的合成与分解”“相对论时空观与牛顿力学的局限性”等更加偏向于理论知识的掌握.“探究小车速度随时间变化的规律”“探究加速度与力、质量的关系”等需要通过开展实验的方式进行知识的探究,从而使学生掌握丰富的理论知识,促使学生获得科学探索素养的提升.

2 高中物理教材中培养科学探究素养的教学策略

2.1 创设问题情境,激发学生学习兴趣

运用具有趣味性的教学方法使教学内容以更加直观的方式呈现出来,帮助学生更好地理解物理知识内容,从而获得科学探索素养的提升.高中阶段的物理知识相较于初中阶段的物理知识难度更大,需要学生具备良好的物理观念以及知识基础.教师需要结合学生的兴趣偏好以及学习情况进行教学方案的设计.在教学中创设问题情境,牵引学生的思维意识,使学生可以获得知识迁移能力以及应用能力的提升[1].教师需要善于利用学生的好奇心进行教学方案设计,使学生可以保持良好的学习状态进行学习探究.

以人教版物理必修第一册《摩擦力》为例,通过对本节课的学习,可以使学生掌握探索自然现象的能力,从而培养学生勇于探索的科学精神.在对本节“摩擦力的增大与减小”这部分知识进行探索研究时,教师需要将问题教学的方式引入到课堂中,引导学生思考:“为什么人们在冬天结冰的路面上行走容易摔倒?”运用本节课程所掌握的物理知识进行回答,并思考:“如何让人在冰面上行走可以不摔倒?”通过设置层层递进的课堂问题,让学生可以对“摩擦力”的相关知识掌握得更加扎实,并获得科学探索素养的提升.教师需要引导学生对本节课程的知识进行归纳总结,分别说出“摩擦力大小的决定性因素以及分类”“增大和减少摩擦力的方法”,让学生可以通过物理学科的学习,以物理的视角看待生活中的各种现象,实现物理教学目的的达成.

2.2 开展分组教学,提升分层教学效果

高中生已经具备一定的学习能力和知识基础,教师在开展教学设计时,应当注重培养学生的科学探究素养以及实验操作能力.通过开展分组教学的方式,使学生可以获得能力上的逐步提升,增强分层教学的效果.在高中物理知识框架体系中,知识都是按照由基础到拓展、由简单到复杂、由具体到抽象的发展过程.在开展实际教学工作时,需要教师给予学生更多自我探索、深度学习的机会,让学生可以不断提升自身的认知能力以及科学探究素养.分组学习相较于自主学习的优势在于集中多个学生的智慧,使问题得到多种方式的解决,从而提高学生的学习兴趣,实现自身全面素质的提升.

以人教版必修第三册《闭合电路的欧姆定律》为例,为了让学生可以对“欧姆定律”这一物理概念产生更加深刻的理解与认识,教师需要引导学生在课程开始前对“静电场中的能量”“电路及其应用”的相关电路知识进行复习,从而为开展本节课程学习奠定基础.学生需要采用分组教学的方式探究“闭合电路的欧姆定律”,从而使整体教学质量得到提升[2].小组成员之间需要自主完成串联电路实验操作,然后结合教材上的实验指导进行循序渐进的实验探究.通过结合生活实际,引导学生积极参与到“让小灯泡发亮”的物理实验,锻炼学生的自主探究能力.让学生在不同的物理条件下探究“闭合电路的欧姆定律”,增强学生的思维能力以及科学探究能力.

2.3 结合生活实际,培养科学探索素养

物理与生活实际之间存在着密切的联系,通过学习物理知识可以使学生对于自然现象和生产生活中现象有更加清晰的认知.教师需要结合生活实际进行教学课程的设计,培养学生良好的科学探究素养[3].利用生活化的教学方法开展物理知识讲授符合学生的认知水平,可以使学生对物理学习产生兴趣,实现自身全面发展的教学目标.

以人教版必修第三册《静电的防止与利用》为例,在开展本节课程讲授的过程中,教师需要借助生活现象来对物理知识进行深入探究,促进学生科学素养的提升.在对“静电的防止与利用”相关知识进行学习探索时,教师可以引导学生思考“在气候干燥的北方秋冬季节,人在脱外套的过程中会出现哪些现象?”学生会根据自己真实的生活经历进行回答,如“头发会立起来”“用手接触金属材质的物品会出现触电的感觉”等等.通过结合学生的真实生活体验来对“静电的防止与利用”这一物理知识的内涵.教师利用生活中常见的现象来解释抽象难懂的物理知识,可以使整体的教学效果得到显著提升.运用物理知识来解释生活现象时,学生已经具备良好的科学探究素养,有利于实现全面发展的教学目标.

2.4 开展实验教学,锻炼学生操作能力

高中物理教师在开展教学工作设计时,要重视实验教学,以培养学生的学习能力和科学探究素养.教师通过开展实验教学的方式,帮助学生更加牢固地掌握物理基础知识,并获得科学探究素养的提升.在实验操作的过程中,学生可以直接观察到物理现象,从而产生更加真实的感受,有利于促使学生形成正确的物理观念以及思维品质.教师需要在学生进行实验操作的过程中,帮助学生更好地掌握物理课程内容,从而提高学生的物理学习成绩,使其科学素养得到显著提升.

以人教版选择性必修第一册《光的折射》为例,本节课程内容具有较强的抽象性,采用理论知识讲解方式无法使学生获得直观的学习感受.为此教师采用信息技术与实验教学相结合的方式,让学生可以对“光的折射”产生更加直观的感受,从而获得物理知识的积累,增强自己的科学探索能力[4].教师需要在课前导入环节,带领学生观看关于“光的折射”的视频,引导学生思考“为什么筷子放到水里会出现弯曲的现象?”并要求学生事先准备好一杯清水以及一双筷子,让学生按照教材上的实验指导进行自主操作,并结合视频中的操作方法进行实验还原.通过亲手实验的方式,从而对“光的折射”这部分知识进行有效掌握.相较于教师直接将“光的折射”相关物理结论以及概念告知学生,学生自主进行实验操作的方式更加具有说服力,可以使学生对“光的折射”物理知识产生理解记忆,促进整体教学质量的提升.

2.5 优化教学评价,促进科学思维培养

教师在开展物理教学评价时,通常将学生的学习成绩以及对知识的掌握情况作为开展教学工作的唯一标准,这导致学生对物理知识进行死记硬背,并不理解各种物理现象产生的原因以及过程.这种单一方式的教学评价,会使学生逐渐丧失学习兴趣,从而不利于自身核心素养的有效提升.基于素质教育的背景下,教师开始注重学生全面素质的提升[5].对教学评价的标准进行优化改进,注重培养学生良好的科学探究能力.

以人教版必修第一册《实验:探究小车速度随时间变化的规律》为例,教师在对学生在本节课程上的表现进行评价时,应当注重学生在“探究小车速度随时间变化的规律”过程中的综合贡献程度以及学习情感态度,关注学生科学探究能力以及逻辑思维品质的提升.

综上所述,在探索高中物理教材中科学探究素养的呈现方式及教学实践时,需要充分考虑学生的兴趣偏好以及学习能力,根据学生的实际情况进行教学方案的设计,使学生在不断进行实验练习的过程中,逐渐养成良好的学习习惯,促进自身科学探究素养以及实践操作能力的提升.基于核心素养的教学要求,教师需要注重引导学生自主进行知识的探索与分析,保障学生可以在实验探索的过程中,获得科学探索素养的有效提升.