——“核心素养”背景下优化高中生物理探究学习的实践探索
◆ 邹光剑 浙江省青田县温溪高级中学 323903
摘 要：在“核心素养”背景下，物理探究是学生开展物理学习的重要途径，也是学生形成物理核心素养必须经历的过程。学生是开展物理探究学习的主体，基于学生本位才能有效优化学生的物理探究学习。基于此背景，对紧扣学生学习“兴趣点”、聚焦思维“困惑点”、破认知“隐性点”，以此激发学生物理探究兴趣、优化物理探究进程、推进物理探究深度的策略进行了探索，希望能够具有一定的借鉴意义。
关键词：高中物理 探究学习 核心素养
新一轮基础教育课程改革把目标聚焦到了“核心素养”上。在高中物理教学中如何培养学生的物理核心素养成了一线高中物理教师共同关注的焦点。物理探究是学生开展物理学习的重要途径，也是学生形成物理核心素养必须经历的过程，在高中物理课堂上，学生是开展物理探究学习的主体，因此，教师要坚持“以生为本”的理念，要基于学生视角对学生的物理探究学习进行优化，以此打造“生本化”的高中物理课堂。
一、紧扣学习“兴趣点”——激发物理探究热情
“兴趣是最好的老师”，心理学及教育学相关研究均表明，只有学生对所学习的知识产生兴趣，才会乐于学；只有乐于学，才能够发挥个体的主观能动性进行自主化学习。在高中物理课教学中，教师要激活学生的“兴趣点”，这样，才能有效地激发他们对物理探究的热情。
1.创设问题情境，激发物理探究热情。
物理学科主要以物理概念、物理规律、物理定理及物理法则为主，这一些内容是十分枯燥的。但是，一些奇异的物理现象以及物理的过程再现却具有“奇妙性”，教师要基于教学内容为学生创设相应的问题情境，以此激发学生的物理探究热情。
例如，一位教师在教学“额定功率和实际功率”这一内容时，首先向学生提出了一个生活问题：“我们生活中所使用的灯泡，竟是100瓦的比较亮？还是40瓦的比较亮呢？”在学生回答之后，教师将“220V、100W”和“220V、40W”的两盏灯泡以并联的方式接入220V的电源，以此验证学生的答案。然后，教师又将同样的两个灯泡以串联的方式接入，此时100瓦的灯泡却明显暗淡许多，这一结果很出乎学生意料，让学生产生了强烈的认知冲突，有效地刺激了学生的求知欲望，促使他们产生对这一现象进行深入探究的热情。
2.借助物理实验，激发物理探究热情。
物理是一门以实验为基础的学科，在高中物理教学中要借助物理实验激发学生的物理学习兴趣，使他们产生主动探究的意愿。
例如，一位教师在教学“功和能量变化的关系”这部分内容时，用多媒体为学生展示一段弹弓比赛的视频，并让学生拿出课前自制的弹弓进行实验演示，在这个过程中观察并思考皮筋拉伸长度与石头飞出的距离之间的关系，之后，教师就实验现象及结果向学生提问。有学生提出了自己的观点：“小石头获得的初速度越大飞出的距离越远，而拉橡皮筋的力气越大，橡皮筋对小石头做功也就越大，小石头飞出的初速度也越大，飞出的距离就远；反之，拉橡皮筋的力气越小，橡皮筋对小石头做功也越小，小石头具备的初速度会减小，飞行的距离就越短。”教师顺势引导：“既然做功的大小不同会给物体不同的速度，那么功和物体速度变化到底有什么关系？这个弹弓实验就能很好的说明其中的问题。今天我们就从‘弹弓实验’开始研究‘功和能量变化的关系’。”这样，在这一物理实验中，学生的物理探究热情得到了有效激发。
3.穿插物理学史，激发物理探究热情。
物理学和我们的实际生活之间具有非常紧密的关联，在其辉煌的物理发展史中，记载了脍炙人口的一些故事。在高中物理教学中，教师可以结合教学内容向学生穿插一些物理学史，以此激发他们的物理探究热情。
例如，在教学“自由落体”这一内容时，可以给学生穿插“两个铁球同时落地” 的故事，这样既能够有效地活跃课堂氛围，同时向学生渗透了德育教育。又如，在教学“万有引力”、“超重与失重”等内容时，可以穿插我国第一颗人造卫星上天的故事，还可以链接我国神舟载人飞船的成功事例，通过我国当前所取得的航天成就激发学生的物理探究学习热情。
二、聚焦思维“困惑点”——优化物理探究进程
在高中物理教学中，学生的“兴趣点”只能作为一个引子，关键还在于如何解决学生物理学习过程中的思维“困惑点”。每一个学生的纠结和产生疑惑之处，都是学习中的“困惑点”，每一个“困惑点”的突破都有助于学生科学思维的纵深拓展。教学中，教师要基于学生思维“困惑点”推进他们物理探究进程。
1.基于理解误区，提炼“困惑点”——组织课堂辩论。
很多学生对其中的一些物理概念并不能够产生更深层面的认知，会产生理解上的误区，从而造成他们思维上的困惑。教师要善于从学生的理解错误之处提炼出学生的“困惑点”，并以此为教学切入点引导学生进行质疑、辨论，以此优化他们物理探究学习的进程。
例如，在学习“摩擦力”的过程中，很多学生不能够准确界定摩擦力的方向，会在“相对运动和相对运动的趋势”存在明显的理解误区。一位教师在课堂上为学生设计了这样一个问题：“在一个光滑的斜面上，一个人加速往下跑，为了使斜面上的木板保持静止，人与木板之间各自受到的摩擦力的方向应该如何？”有学生回答：“相对于斜面而言，人在往下跑的过程中，其摩擦力方向实际上与其运动方向是呈现相反的状态的，由此可见，摩擦力的方向应当是沿着斜面向上。”此时，立刻有学生质疑：“为了使木板保持静止，人必然会对木板沿斜面产生向上的摩擦力，这一摩擦力和人本身所受到的摩擦力之是一对作用力与反作用力，这一摩擦力必然是沿斜面向下。” 在出现了这两种观点以后，很多概念模糊的学生皱起了眉头，也有些学生开始争论。此时，教师基于学生的这一“困惑点”在课堂上组织开展辩论，在辩论的过程中得到正确的答案。这样不但有助于学生准确把握摩擦力的方向，同时也有助于培养学生的辩证思维能力。
2.基于合理论证，提炼“困惑点”——引导物理质疑。
在高中物理课堂上，在解决问题的过程中，有的学生经过了比较详细的验证，却不一定能够得到正确的结果，他们就会产生学习上的困惑。教师要在学生合理论证中提炼出“困惑点”，引导他们进行质疑、解疑。
例如，在教学《平抛运动》一课时，一位教师让学生解决“水平抛出一个小球，绳子绷直以后小球做圆周运动，求小球到达最低点所具有的速度”这一问题。针对这一问题的解决，很多学生都经历了比较详细的论证过程：首先将小球做平抛运动，绳子绷直后小球受到拉力和重力作用。在整个过程中只让重力做功，不让拉力做功。很多学生都认为在这个过程中是遵循机械能守恒。从表面上看，学生的这一验证过程很严谨，教师将学生思路及过程在黑板上写了下来，此时，有学生提出了质疑：“在这个过程中为什么绳子方向上的速度没有了？”这位学生的发言立刻激活了其它学生的思维，他们此时意识到自己看似合理的推导只是“想当然”，这是因为自己习惯借助机械能守恒完成对这一类问题的解决。接下来，教师用提炼出的“困惑点”引导学生在合作探究的过程中进行质疑、解疑，最终得到了正确答案。这样的教学既有助于培养学生思维的严谨性，同时也使得学生在实际解题的过程中形成合理质疑的意识。
三、点破认知“隐性点”——推进物理探究深度
高中生在物理学习的过程中，认知“隐性点”主要包含以下两个层面：其一，隐藏的错误观点；其二，未发现的隐蔽之处。教师揭露学生的隐藏错误、点破学生的隐蔽之处才能有助于学生进行学习反思，并且将所习得的物理知识融会贯通，以此推进学生物理探究学习的深度。
1.聚焦错误“隐性点”——推进探究深度。
学生的错误观念一般都会隐藏在深处，在高中物理教学中，教师应聚焦于学生的错误“隐性点”，通过创设相应的教学情境，鼓励学生大胆质疑，这也是暴露其隐性错误的有效举措。
教师基于所创设的情境，组织学生展开开放性探讨，既有助于充分揭示学生在实际学习过程中的隐性错误，同时也可以使学生在探讨的过程中，准确并深入把握所学习的概念和规律，有效地培养了学生严谨的科学思维，并帮他们树立正确的物理观念。
2.点破潜藏“隐性点”——推进探究深度。
思维定势会对学生的思维以及解题产生极为重要的负面影响，导致很多学生忽视潜藏在物理问题之下的本质。在高中物理教学中，教师要善于点破学生对物理本质蕴含的“隐性点”，以此引导学生突破思维定势。
例如，一位教师引导学生探究“重力做功规律”时，给学生出示了下图。
然后给学生创设了三个问题情境：
（1）小球以垂直方向从A点直接降落至B点，实际降落的高度为h，求重力所做的功。
（2）小球以倾斜直线方向同样从A点向下运动至B点，实际降落高度为h，求重力所做的功。
（3）小球以曲线路径从A点向下运动至B点，实际降落高度为h，求重力所做的功。
对于情境1大部分学生认为重力方向和实际位移的方向是一致的，由此得到WG=mgh；而在情境2中学生发现，重力方向和位移方向存在一定的夹角，其度数为θ，由此获得 WG=mlcosθ=mgh；在情境3中，很多学生都认为应当选择微元法，由此就能够将曲线进行直线段的分割，在每一小段直线段中，重力做功的情境，实际上和情境二基本相同，由此获得ΔWG=mgΔh,则全程为WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+…。显然，学生并未从中发现本质的问题：正因为重力是恒力，所以在以上三种情况中，都可以选择恒力做功的方法对此进行求解。于是，教师追问：针对情境3是否还有更简捷的求解方法呢？此时有个别学生提出：因为重力是恒力，所以球沿重力的方向从A点到B点的位移为h，根据恒力做功的特点，便可以推导出重力所做的功，实际上就是重力以及重力方向上位移大小的乘积。教师给予了充分的肯定，并继续点破：通过以上三种情境，我们还可以归纳出重力做功还具备哪些典型特征？在教师的点拨之下，学生自主得出重力做功实际上和路径并无直接关联，而应取决于物体的起始位置的结论。
总之，在高中物理教学中，要坚持“以生为本”的教学理念，要紧扣学生的学习“兴趣点”、聚焦学生的思维“困惑点”，点破学生的认知“隐性点”，以此激发学生的物理探究兴趣、优化学生的物理探究进程、推进学生的物理探究深度，从而在这个过程中促进学生物理核心素养的提升。
参考文献
[1]付启甲 徐梦伟 高中物理小组探究学习教学模式的优化[J].湖南中学物理，2017，（01）。
[2]黎小鹿 在探究中学习高中物理的方法[J].教师博览（科研版），2017，（02）。
论文作者:邹光剑
论文发表刊物:《教育学文摘》2018年4月总第261期
论文发表时间:2018/4/18
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