劉長付 蘇奇名 孫娟

摘 要：物理核心素養(yǎng)是培養(yǎng)高中生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，科學(xué)探究是培養(yǎng)發(fā)展物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵方式.物理學(xué)是研究物質(zhì)、認識自然本質(zhì)的學(xué)科，是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，從高中物理課堂的角度出發(fā)，以“實驗：金屬絲電阻率的測量”一節(jié)為例，通過探究式教學(xué)的方式，引領(lǐng)學(xué)生們進行有思考的科學(xué)實踐活動，以培養(yǎng)學(xué)生們的物理核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;核心素養(yǎng);情景教學(xué);高中物理;電阻率

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）17-0019-03

基金項目：北京市教育學(xué)會“十三五”教育科研優(yōu)秀課題“應(yīng)用PBL創(chuàng)建高中物理活動課程”（項目編號：DC2016-013）.

作者簡介：劉長付（1988-），男，北京西城人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：初高中物理學(xué)科教育;

蘇奇名（1978-），男，北京東城人，碩士，中學(xué)高級教師，研究方向：初高中物理學(xué)科教育;

孫娟（1987-），女，北京海淀人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：初高中物理學(xué)科教育.

教育部基于物理學(xué)內(nèi)涵及學(xué)科本質(zhì)，于2016年發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中明確提出，物理核心素養(yǎng)主要包含“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個要素.由此可見，物理核心素養(yǎng)是物理知識、科學(xué)能力和科學(xué)態(tài)度三個維度的綜合體現(xiàn).要想發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，在進行基本物理知識的教育之外，必須引導(dǎo)其樹立正確的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成突破創(chuàng)新的精神，最終提高科學(xué)實踐的能力.

科學(xué)探究是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗和制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力.而以“科學(xué)探究”為理念基礎(chǔ)的探究式教學(xué)，則自然而然地成為了培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要方式.

1 高中物理課堂進行探究式教學(xué)的必要性

1.1 應(yīng)用探究式教學(xué)可以提高課堂效率

探究式教學(xué)方法是指教師側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生，調(diào)動學(xué)生積極性，使學(xué)生主動地進行觀察思考、提出問題、制定方案、動手實驗、歸納報告、合作討論等流程，在教師和其他同學(xué)的幫助下進行自我的知識與實踐體系的建構(gòu)，親身經(jīng)歷知識成果產(chǎn)生的過程，體會在這個過程中運用到的方法與技能，樹立端正的科學(xué)態(tài)度和積極向上的科學(xué)價值觀，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新的精神與熟練的動手能力.它的指導(dǎo)思想是教師引導(dǎo)、學(xué)生主動，學(xué)生為主、教師為輔.學(xué)生深度融入實驗過程，可以從中體會到科學(xué)探究的艱難困苦和獲取探究成果所帶來的成就感與樂趣，進而掌握課本知識并提高實踐能力，無形中提高了課堂效率.

1.2 應(yīng)用探究式教學(xué)順應(yīng)素質(zhì)教育潮流

在科學(xué)探究中培養(yǎng)提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，既遵循了教育部的教學(xué)要求，也符合當(dāng)前社會發(fā)展需求高實踐素質(zhì)人才的趨勢.通過規(guī)范合理的探究式教育方法應(yīng)用，還可以反作用于這一教學(xué)方法的完善.物理學(xué)是認識、觀察、分析自然中所有物質(zhì)與能量的本質(zhì)的學(xué)科，是高中階段最具有實踐意義與效果的學(xué)科，且本身具有一定的活動性和趣味性，是科學(xué)探究最合理最恰當(dāng)?shù)妮d體，也是極其適合且應(yīng)當(dāng)推廣的探究式教學(xué)學(xué)科.

2 高中物理課堂應(yīng)用探究式教學(xué)的具體方法

2.1 提高硬件標(biāo)準(zhǔn)，做好課前準(zhǔn)備

探究式教學(xué)對教學(xué)設(shè)備的要求較高，高中物理課堂所需的實驗較多，實驗器材相對也較多，學(xué)校要盡可能多地爭取教育撥款，滿足物理探究式教學(xué)的設(shè)備需求，改善硬件條件，優(yōu)化實驗設(shè)施.同時，教師也應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，提高自身教學(xué)能力，熟練掌握各項實驗器材的應(yīng)用，在課前應(yīng)做好準(zhǔn)備，制定好教案，準(zhǔn)備好實驗器材，打好探究式教學(xué)的硬件基礎(chǔ).例如，在“實驗：金屬絲電阻率的測量”一課中，教師就需提前準(zhǔn)備好用來被測的電阻絲，測量長度的刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等.螺旋測微器的使用和讀數(shù)雖然不是新知識，但因其并非是常用儀器，仍然是本節(jié)課的難點之一.如圖1和圖2所示，為進一步突破該難點，每名學(xué)生準(zhǔn)備一個空礦泉水瓶，借助礦泉水瓶蓋和瓶身的“螺旋關(guān)系”，學(xué)生通過多次旋進旋出的嘗試，理解螺旋測微器的原理，幫助學(xué)生解決讀數(shù)難的障礙.

2.2 創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)學(xué)生求知欲

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講、學(xué)生聽，教師做、學(xué)生看，教師布置書面作業(yè)、學(xué)生完成，遠遠不能滿足當(dāng)代中國學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求.在探究式教學(xué)方法下，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主教師為輔，教師負責(zé)引入課堂概念目標(biāo)，學(xué)生主動順應(yīng)引導(dǎo)進行物理知識的科學(xué)探究.因此高中物理課堂的教學(xué)模式必須站在學(xué)生全面發(fā)展的角度，著眼于核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng)，循序漸進完成轉(zhuǎn)變.

如圖3所示，以“實驗：金屬絲電阻率的測量”一課為例，教師可以在課堂開始時，創(chuàng)設(shè)如下的問題情境：這是一卷未知材料的金屬絲的一部分，能否根據(jù)已有知識和生活經(jīng)驗初步判斷它的電工用途？做燈絲？做導(dǎo)線？做輸電線？或是做保險絲？學(xué)生開始的回答可能多來自感性的判斷，如燈絲通常是黑色的、導(dǎo)線通常是黃色的、做輸電線應(yīng)該是材質(zhì)較軟的……隨著思考的深入，發(fā)散的思維最終會聚焦到問題的本質(zhì)，是一個能反映材料本身電學(xué)特性的物理量——電阻率.至此，不僅滿足了學(xué)生課前的好奇心，更是從實踐層面使學(xué)生明白電阻率能反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能.既然明確了實驗的目的是測量金屬的電阻率，那么如何測？學(xué)生容易想到根據(jù)電阻定律得到電阻率的表達式.然后提出疑問：需要用到什么工具或器材（如圖4）？運用什么方法進行計算？先引導(dǎo)學(xué)生進行思考，對實驗流程大致熟悉，清楚實驗?zāi)繕?biāo)，然后邀請學(xué)生一起進行實驗，以學(xué)生為主體進行實驗，教師從旁指導(dǎo)操作，課堂中讓幾組學(xué)生分別進行實驗，互相指導(dǎo)，讓學(xué)生們互相討論，歸納總結(jié)實驗要點、注意事項和實驗操作的不足，最后鞏固知識點.

2.3 擴大知識面，做好課堂延伸

如今的素質(zhì)教育理念，是為了構(gòu)建一個開放的充滿活力的高中物理課堂.探究式教學(xué)要求教師除了把握課堂，還要在課堂之外也關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展.只有課內(nèi)課外雙管齊下，才能充分發(fā)揮探究式教學(xué)模式的核心價值.具體來講，就是物理課堂內(nèi)外都需要補充和滲透更豐富的內(nèi)容，從而使物理課堂更加豐滿.因此，物理課堂上，教師要在清晰地把握教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，有的放矢地對課堂內(nèi)容進行補充，對物理課堂進行橫向和縱向的延伸.課堂外，教師也要鼓勵學(xué)生多多觀察生活，發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識與物理相關(guān)的問題，并引導(dǎo)幫助學(xué)生獨立地進行實驗，解決問題.例如學(xué)生在數(shù)據(jù)測量后，拋出問題數(shù)據(jù)如何處理，學(xué)生們能夠想到U-I圖像法，也有同學(xué)想到了先利用R=U/I測出六組數(shù)據(jù)然后取平均值，教師先不對這兩種做法作出評價，給學(xué)生體驗的機會，讓學(xué)生感受圖像處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢.又例如，在完成“實驗：金屬絲電阻率的測量”的實驗后（見表1），可以帶著學(xué)生比對教材第59頁幾種導(dǎo)體材料在 20 ℃ 時的電阻率（見表2），判斷實驗材料為鎳鉻合金.教師接著可以引導(dǎo)學(xué)生探討，鎳鉻合金的電阻率遠大于常規(guī)金屬的，有什么用途？學(xué)生思考討論得出，在長度、橫截面積相同的情況下，使用鎳鉻合金制作的電阻的阻值明顯大于純金屬.教師進而分析引導(dǎo)學(xué)生得出鎳鉻合金一般用于熱電偶、高電阻儀器等.從而前后呼應(yīng)，回歸問題，拓展思考.

本節(jié)課后，教師還可以讓學(xué)生觀察生活中出現(xiàn)的其他導(dǎo)體，如果想要知道它們的電阻、電阻率，該如何設(shè)計可以完成操作的實驗，獲得數(shù)據(jù)后又怎么進行計算.物理課堂的延伸，有利于學(xué)生對課本知識的整體把握，在激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的同時，也培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，進而培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活的情懷.

2.4 關(guān)注全體學(xué)生，共同提高素養(yǎng)

當(dāng)今素質(zhì)教育是站在社會發(fā)展、民族興旺、全人類文明進步的高度，要求學(xué)生全面發(fā)展，成為社會需要的高素質(zhì)人才，探究式教學(xué)理念承接了培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的任務(wù)，教師理應(yīng)關(guān)注全體學(xué)生，不放棄任何一位學(xué)生，以循序漸進的方式共同學(xué)習(xí)進步.只有如此，才能將學(xué)生們培養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，能實事求是、追求真理，為社會繁榮、國家發(fā)展奉獻力量的人材.

3 結(jié)束語

綜上所述，在高中物理課堂的教學(xué)實踐中，可以通過探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成課本實驗，從生活常見現(xiàn)象中歸納思考其蘊含的物理知識，制定相對合理、有可操作性的探究方案，安全規(guī)范地使用部分實驗器材，并從實驗中獲取數(shù)據(jù)加以分析，最后與其他師生討論交流成果.由此可見，學(xué)生的觀察能力、分析推理能力、歸納總結(jié)能力、理解和應(yīng)用能力都可以得到一定的鍛煉提高，在潛移默化中不斷培養(yǎng)發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

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（收稿日期：2021-04-02）