四川省成都市航天中學(xué)校(610101) 張海軍

高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出：科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)的一種方式，是學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)的相似過(guò)程。科學(xué)探究能力是指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并加以解釋，以及對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵部分。

1 調(diào)查對(duì)象與方法

調(diào)查對(duì)象：本次調(diào)查抽取了我校高2019級(jí)共782名理科學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象。

調(diào)查方法：?jiǎn)柧碚{(diào)查法、訪談法。

本次調(diào)查問(wèn)卷共13道題，全部為選擇題，其中12個(gè)單項(xiàng)選擇、1個(gè)多項(xiàng)選擇，題目結(jié)構(gòu)說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1 調(diào)查問(wèn)卷的題目結(jié)構(gòu)說(shuō)明

本次問(wèn)卷調(diào)查共收回有效問(wèn)卷776份，其中男生約占54%，女生約占46%，我們采用的是問(wèn)卷星收集相關(guān)數(shù)據(jù)再結(jié)合Excel表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

2 調(diào)查的結(jié)果分析

本次調(diào)查我們?cè)O(shè)計(jì)了問(wèn)卷初稿并對(duì)學(xué)生進(jìn)行了初步調(diào)查，然后根據(jù)問(wèn)卷反饋的結(jié)果及時(shí)對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行了修訂。此次調(diào)查主要從以下三個(gè)方面來(lái)發(fā)現(xiàn)和反映問(wèn)題：教師授課的現(xiàn)狀、學(xué)生課堂探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀、學(xué)生對(duì)探究式學(xué)習(xí)的興趣。

2.1 教師授課的現(xiàn)狀

對(duì)教師授課的現(xiàn)狀，我們從“課堂氛圍”“教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度”“教師課中開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)的情況”三個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)查。

2.1.1 我校教師授課的課堂氛圍

圖1是我校高2019級(jí)教師授課的現(xiàn)狀。從圖中可以看出，我校高2019級(jí)有超過(guò)一半(50.61%)的教師課堂氛圍是活躍的，而且經(jīng)常進(jìn)行討論，但是也有極少數(shù)(約9.76%)的教師課堂氣氛嚴(yán)肅，很少進(jìn)行討論。這說(shuō)明多數(shù)教師還是比較重視將發(fā)言權(quán)交給學(xué)生，讓他們主動(dòng)交流討論，有“以學(xué)生為主體”的意識(shí)，能認(rèn)識(shí)到知識(shí)是需要由學(xué)生自己去建構(gòu)的。

圖1 教師授課的氛圍

2.1.2 我校教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度

圖2為我校教師在課堂教學(xué)中對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視程度。從圖中數(shù)據(jù)可以看出，90%以上的教師都非常重視物理實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師講解較多，占60.37%，而與學(xué)生一起討論和操作較少，留給學(xué)生自己探究的空間更少。我們?cè)谡{(diào)查中還發(fā)現(xiàn)：有近50%的教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生觀察總結(jié)現(xiàn)象為主，但是也有1/3的教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生參與部分探究活動(dòng)。

圖2 教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度

2.1.3 我校教師在課堂中開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)的情況

關(guān)于教師在課堂中開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)的情況，我們從兩個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)查，一方面是“探究問(wèn)題提出的方式”，如圖3所示，從圖中可以看出由教師有意識(shí)地通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的活動(dòng)或者情景并由學(xué)生提出所要探究的問(wèn)題不到一半。另一方面對(duì)于解決問(wèn)題的方案不少教師還是由自己講解或選擇教材中的設(shè)計(jì)方案，如圖4所示，表明我校教師在設(shè)計(jì)課堂探究活動(dòng)時(shí)，對(duì)科學(xué)探究的內(nèi)涵還把握不夠，運(yùn)用的意識(shí)還不強(qiáng)，出現(xiàn)了“只有探究之形而無(wú)探究之實(shí)”的現(xiàn)象。

圖3 探究問(wèn)題提出方式

圖4 探究方案的設(shè)計(jì)方式

2.2 學(xué)生課堂探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

針對(duì)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，也從三個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)查：“參與探究活動(dòng)的積極性”“參與探究活動(dòng)中承擔(dān)的任務(wù)”“學(xué)生在探究活動(dòng)中的質(zhì)疑與創(chuàng)新”。

2.2.1 學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性

如圖5所示，反映了學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性。從圖中可看出，主動(dòng)參與探究活動(dòng)的學(xué)生達(dá)68.29%，看老師做的有18.29%，看其他同學(xué)做的有12.2%，一點(diǎn)都不參與的學(xué)生僅1.22%。表明我校大部分學(xué)生還是愿意或樂(lè)于參與科學(xué)探究活動(dòng)的，但有少數(shù)學(xué)生不太主動(dòng)。

圖5 學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性

2.2.2 學(xué)生在參與探究活動(dòng)中承擔(dān)的任務(wù)

調(diào)查中，我們了解了學(xué)生在探究活動(dòng)中承擔(dān)的任務(wù)，如圖6所示。從圖中可看出，學(xué)生做的較多的是動(dòng)手操作和記錄數(shù)據(jù)，各占34.15%、24.39%，喜歡交流和分析數(shù)據(jù)的僅為9.76%，不過(guò)無(wú)所事事的學(xué)生極少，絕大部分學(xué)生都能在科學(xué)探究中承擔(dān)一定的任務(wù)。這項(xiàng)調(diào)查說(shuō)明我校學(xué)生在動(dòng)手操作方面的興趣和能力較強(qiáng)，但在表達(dá)觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理、分析論證方面較弱。

圖6 學(xué)生在探究活動(dòng)中承擔(dān)的任務(wù)

2.2.3 學(xué)生在探究活動(dòng)中的質(zhì)疑與創(chuàng)新

在對(duì)學(xué)生質(zhì)疑與創(chuàng)新上，我們了解到如果出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論與教材結(jié)論差異很大時(shí)，學(xué)生的處理方式如圖7所示。調(diào)查顯示17.07%的學(xué)生敢于質(zhì)疑教材結(jié)論的正確性，73.38%的學(xué)生選擇質(zhì)疑自己的設(shè)計(jì)與操作的正確性，并愿意與老師、同學(xué)討論產(chǎn)生差異的原因。表明我校學(xué)生有質(zhì)疑與反思的意識(shí)，并愿意去了解產(chǎn)生差異或者錯(cuò)誤的原因。

圖7 學(xué)生在探究活動(dòng)中的質(zhì)疑與創(chuàng)新

2.3 學(xué)生對(duì)探究式學(xué)習(xí)的興趣

在調(diào)查學(xué)生是否對(duì)探究式學(xué)習(xí)感興趣時(shí)，超過(guò)80%的學(xué)生表示非常喜歡和喜歡。說(shuō)明探究式學(xué)習(xí)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這對(duì)學(xué)生而言是一種很好的學(xué)習(xí)方式。另外，我們對(duì)學(xué)生喜歡的探究環(huán)節(jié)也做了調(diào)查，喜歡“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”和“方案設(shè)計(jì)與實(shí)施環(huán)節(jié)”的學(xué)生較多，而喜歡“猜想與反思環(huán)節(jié)”的學(xué)生相對(duì)較少。表明我校學(xué)生喜歡觀察和動(dòng)手操作，而對(duì)需要猜想與反思的活動(dòng)喜歡的程度較低。

綜上表明，我校大部分教師有探究意識(shí)且授課氣氛活躍，學(xué)生比較喜歡。但是他們對(duì)學(xué)生科學(xué)探究的活動(dòng)設(shè)計(jì)少，授課時(shí)通常僅圍繞書(shū)本展開(kāi)，按書(shū)本的流程進(jìn)行，對(duì)學(xué)生活動(dòng)的控制較多，放手讓學(xué)生完成的較少，這種教學(xué)方式讓探究活動(dòng)流于形式，效率低下。而學(xué)生方面表現(xiàn)出他們雖然喜歡并愿意通過(guò)探究式的方式來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，但在學(xué)習(xí)中卻不善于思考，習(xí)慣于被動(dòng)接受，缺乏主動(dòng)探索的精神。

3 對(duì)策與建議

3.1 轉(zhuǎn)變觀念，敢于放手

我校教師雖有“以學(xué)生為主體”的意識(shí)，但是卻不愿真正做到放手讓學(xué)生主動(dòng)去嘗試、主動(dòng)去探索，對(duì)于實(shí)驗(yàn)還是多以演示和觀察為主。為什么教師不敢真正放手呢？是因?yàn)閷?duì)學(xué)生不放心，怕學(xué)生出錯(cuò)、怕學(xué)生做的達(dá)不到預(yù)設(shè)、怕學(xué)生耽擱時(shí)間完不成教學(xué)任務(wù)。教師演示、學(xué)生觀察教學(xué)節(jié)奏快是快了，但是學(xué)生沒(méi)有經(jīng)歷知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，他們獲得的知識(shí)是不牢固的，從教學(xué)效果來(lái)說(shuō)其實(shí)是“慢”了。物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，我們應(yīng)該放手讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，不要怕他們“浪費(fèi)”時(shí)間，而是要大膽讓他們?cè)囧e(cuò)，大膽讓他們找“茬”，這樣才有助于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維，培養(yǎng)他們科學(xué)探究的能力。新課程標(biāo)準(zhǔn)也要求我們要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，改革傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。

3.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)，樂(lè)于探究

調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生是喜歡探究活動(dòng)的，他們也愿意通過(guò)探究活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，提升能力，而有些教師在設(shè)計(jì)探究活動(dòng)時(shí)還是由自己講解或選擇教材中的方案，學(xué)生自己個(gè)性化探究的時(shí)間明顯不夠。要改變此現(xiàn)狀，教師不僅要轉(zhuǎn)變觀念還要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，有效地創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)。通過(guò)活動(dòng)和教師的有效指導(dǎo)，讓學(xué)生在活動(dòng)中去體會(huì)、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，從而促使學(xué)生科學(xué)探究能力的提升。

比如高中物理教材必修2(教科版)第4章第2節(jié)“動(dòng)能和動(dòng)能定理”，我們可以以實(shí)驗(yàn)為載體，把“合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”設(shè)計(jì)成富有探究性、創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)或課題。

(1)提出問(wèn)題：合外力做功與動(dòng)能的變化有著什么樣的關(guān)系？

(2)猜想與假設(shè)：學(xué)生思考并猜想，合外力做功可能會(huì)等于動(dòng)能的變化。

(3)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：我們鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性化地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，不一定要完全按照教材來(lái)。學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)除了教材上給定的方案外，還創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了其他方案，如：“光電門(mén)與力傳感器組合”“下落的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器組合”“擺錘和光電門(mén)組合”等。

(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)：對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組并選擇自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意數(shù)據(jù)的采集。

(5)分析與論證：各小組對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以解釋。

(6)評(píng)估、交流：各小組分析假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，反思實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，將實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析并在全班交流。

事實(shí)證明，學(xué)生通過(guò)親歷實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果比教師做演示實(shí)驗(yàn)或者在黑板上講理論要好很多。因此，我們?cè)趯?shí)際的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)重視科學(xué)探究并設(shè)計(jì)有效的科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生樂(lè)于探究從而提高自己的科學(xué)探究能力。