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        “多元探究”在高中物理研究性學習中的實踐

        2024-09-12 00:00:00許小濤
        物理之友 2024年4期
        關鍵詞:物理核心素養(yǎng)研究性學習

        摘 要:基于物理核心素養(yǎng)的具體要素,本文以“探究彈性勢能表達式”的研究性學習為例,以創(chuàng)新教學設計為立足點,采用量綱分析、實驗探究、理論探究等多元化的探究方案,以及運用知識同化和遷移的策略,展示了如何在“研究性學習”中培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng),并實施學科育人的策略。

        關鍵詞:多元探究;物理核心素養(yǎng);研究性學習;彈性勢能

        1 問題提出

        《普通高中物理課程標準(2017年版)》出臺以后,“核心素養(yǎng)”一詞迅速成為中小學基礎教育領域的熱點。高中物理學科所要求的核心素養(yǎng)的具體要素如圖1所示。[1]其中,對學生進行科學思維、科學探究素養(yǎng)的培養(yǎng)是物理學科“四大核心素養(yǎng)”的重要組成部分,而引導學生進行研究性學習的探究課顯然是落實核心素養(yǎng)的優(yōu)選方式。

        探究課要求教師在教學過程中,要積極地創(chuàng)設情境,通過引導學生同化、遷移已學知識和方法,促使學生動腦思考、動手操作,并運用物理學習過程中所掌握的物理思想和物理方法設計探究方案。教師應鼓勵學生自主進行探究活動,同時注意加強小組之間的合作,引導學生從多個角度進行推理驗證,以達到讓學生掌握物理概念和物理規(guī)律的目標。 本文以“探究彈性勢能表達式”的研究性學習為例,分析在基于研究性學習的探究課教學過程中,如何通過多元的探究方法來培養(yǎng)學生科學思維和科學探究的意識與能力。

        2 案例呈現(xiàn)

        2.1 猜想

        遷移一:通過與重力勢能的類比,猜想彈性勢能與哪些因素有關(如表1所示)。

        學生通過類比,猜想影響彈簧彈性勢能大小的因素有彈簧勁度系數(shù)k和彈簧形變量x。如何進一步探究彈性勢能與k、x之間的具體關系呢?教師需要引導學生利用所學的知識進行探究。具體探究方案如下。

        2.2 探究方案

        2.2.1 量綱分析——半定量分析

        力學物理量A的量綱[A]都可以寫成[A]=MαLβTγ的形式,所以只要明確各物理量的量綱(或者基本單位),就可以通過列方程組確定各物理量之間的代數(shù)關系(如表2、表3所示)。[2]

        3 總結(jié)本文基于物理核心素養(yǎng)的具體要素,以 “探究彈性勢能的表達式”教學為例,立足創(chuàng)新教學設計,探索如何在“研究性學習”中培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。教師通過精心設計的研究方案,提升了學生課上與課后的參與度,給原本平淡的課堂增添了幾分色彩,使學生在獲取知識的同時,掌握了很多方法,并進一步提升了他們的科學思維、科學探究能力。 鑒于國家選才的需要,以提升學生核心素養(yǎng)為基礎的教學,無疑是體現(xiàn)物理課堂教學和教育價值的重要路徑,同時也將成為評價教師課堂教學行為的重要指標。因此,作為高中物理教師,首先應該轉(zhuǎn)變教學理念,改進教學方法,關注學生對物理知識建構(gòu)的過程。在本案例中,教師引導學生采用多種手段來探究彈性勢能的表達式,而不是直接告知學生結(jié)論。其次,教師要積極有效地創(chuàng)設學習情境,建構(gòu)多維的教學課堂,讓學生的物理核心素養(yǎng)能真正地提升,為學生今后的發(fā)展奠定良好的基礎。在本案例中,教師引導學生使用量綱分析、實驗探究、理論探究等多種探究手段來探究彈性勢能的表達式,讓學生體會了多維的探究方法,很好地培養(yǎng)了學生的科學探究思維,發(fā)展了學生多元化的探究能力。

        參考文獻

        [1]中華人民共和國教育部. 普通高中物理課程標準(2017年版)[M]. 北京:人民教育出版社,2017:4-5.

        [2]許小濤. 賞析兩道“量綱分析”的競賽復賽試題[J]. 物理教師,2015,36(10):94-95.

        [3]人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中教科書 物理 必修 第一冊[M]. 北京:人民教育出版社,2019:44-46.

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