高一物理教学中如何培养学生的科学探究能力

发表时间:2020/11/24   来源:《中国教师》2020年8月22期   作者:李小英
[导读] 2017年,物理新课程改革正式施行,
        李小英
        (广东省湛江第一中学,广东 湛江 524038)
        
        摘要:2017年,物理新课程改革正式施行,新课程进一步强调了核心素养在教学中的地位。和传统的教学模式以及物理教材相比,新教学形式和物理教材,更加关注核心素养培育,而科学探究能力,更是核心素养中的重要内容。特别是对于高一物理而言,它是衔接初中物理和高中物理的重要时期,是学习方法、思维方式过渡的关键时期,是培养学生核心素养、科学探究技能的黄金时期。因此,本文针对高一的物理展开分析,观察高一学生的现状,结合高一物理科学探究能力培养的策略,进行教学实施,希望能够提高高一物理的教学质量,提升高一同学科学探究能力、实践能力等核心素养,以此来实现新课程改革的教学目标,促进物理学科发展.
        关键词:高一物理;科学探究能力;核心素养;新课程改革;策略

        引言:进入到21世纪以来,我国对人才的要求产生了巨大的变化,传统的文化型人才已经不再适应社会的需求,社会需要更多的综合性、创新型、实践型人才。因此,面对社会的人才需求,教育也在不断变化。我国在最新一轮的课程改革中明确强调了教育应满足高中生发展的需求,融入核心素养教育。在这样的背景下,物理的教材也进行了改编,在新教材中,融入了更多物理科学实验、渗透了更多物理科学模型、加强了科学思维训练、删去了一些难度较大以及高中生无需掌握的知识等等,这样的教材,更加便于教师在课堂中渗透科学探究教学,以此来培育学生的科学探究能力和综合素养。因此,教师应合理地运用高一物理教材,渗透物理科学探究能力教育,培育学生们的科学探究能力和综合素养。
        一、创建问题情境,引发学生思考
情境教学法是指在教学过程中,教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景,以引起学生一定的态度体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理机能能得到发展的教学方法。?情境教学可以为学生提供良好的暗示或启迪,有利于锻炼学生的创造性思维,培养学生的适应能力。在情境教学法下,教师会借助某些手段,为学生们创建和学习内容有关的情境,通过教师的引导,带学生们进入到情境中展开学习,增加学生们的学习体验和感受,帮助同学们更加快速、真实、亲切的感受知识和吸收知识。在高一物理教学中,为了落实科学探究能力教育,教师也需要充分的运用各种教学模式和教学手段,结合课程教学资源和教材内容,为学生们搭建教学情境,逐步引导学生进入到探究情境中,积极地思考和探索,经过发现物理问题、寻找探索方法、探索物理问题、解决物理问题等过程,来达到学习目标和学习任务,通过调查发现,当前高一物理课堂中,学生们的参与度不高,在参加探究活动时,十分的被动,机械性的跟着教师的思路以及节奏前进,导致学生们无法在课上调动自己的思维逻辑,更无法提升学生的探究能力。创建问题情境,是情景教学法的一个重要方法,教师结合教学内容,为学生提出具有创新性、探索性的问题,引导同学们展开思考,学生们借助已知的知识,探索未知的世界,拓展自身的思维逻辑、提高自己的探究能力。所以,教师在开展教学的过程里,需要为学生们创建有效的问题情境,为学生们的思考和探索创建环境。那么,通过什么样的问题引发学生共鸣、激发学生探索欲望,就成为了每个高一物理教师需要认真思考的问题。在创建问题情境时,教师可以从以下几个方面入手:
例如,首先,教师可以通过学生的现有知识创建问题情境,结合现有知识和新知识之间的冲突,为学生构建问题冲突情境,激发学生的好奇,让学生主动参与到探究中,思考问题真正的答案。如,在教授《牛顿第三定律》时,教师便可以借助该种情境教学模式为学生创设情境“在运动会上,两个学进行拔河比赛,A同学获得了比赛的胜利,是因为A同学的拉力更大吗?”在提出问题之后,学生们马上会开始思考,结合以往的知识,认为拉力更大便会朝该方向运动,所以回答“对”,这时,教师再播放一个多媒体画面“A同学换上了溜冰鞋之后,B同学轻松取得了胜利”,这个现象和学生们以往学习到的知识相矛盾,学生们马上开始思考“为什么会产生该种现象”、“获得拔河胜利的因素到底和什么有关”等问题。于是教师开始组织学生进行探究,通过弹簧测力计、小车等工具,探究“力的相互性”的知识,以此来解答上述情境的原因;除了创建冲突情境之外,教师可以结合现有的知识点,为学生们创建衔接情境,引导学生结合已经掌握的知识分析新的知识,对知识进行探究,以此来提升学生科学探究能力。如,在学习《匀变速直线运动》时,教师可以结合学生们《匀速直线运动》的知识进行情境创设,让学生通过分析匀变速直线运动和匀速直线运动的两种时间-速度图像,探究“匀变速直线运动”的特点、性质,并分析两种运动之间的区别与联系。
        二、显化科学方法,引导学生推理
培育高中生科学探究能力,需要教师教授学生科学探究的方法,指导学生进行探究实施和操作,以此来锻炼学生的探究能力和素养。但是,由于初中物理课堂的探究与实验相对较少,很多学生刚进入到高中阶段时,自身的科学探究方法和技能比较薄弱,在实施探究活动过程里,无法采取正确、高效的方法进行探究,导致学生的探究能力无法获得锻炼。因而,在进行高一教学过程里,教师需要指导学生科学的探究方法,引导学生合理的处理探究问题,尝试多种有效的方法进行探究。教师可以通过说明、讲解、指导等形式,将科学探究直观化,引发学生思考和关注,帮助学生吸收和掌握科学探究方法。
例如,在教授《自由落体运动》时,新教材中所设计的“伽利略的论证”指的就是通过指导学生科学的探究方法,帮助学生对该部分知识点进行推理和演绎,因此,教师要对该教材内容进行详细的分析,将其运用在课堂探究中。

首先,教师可以为学生们提出探究假设“两个物体同时落下,比较重的物体会比轻的物体下落更快”,在假设提出之后,教师引导学生们借助推理演绎的方法,来验证问题的真实性和正确性;其次,教师为学生们准备了演绎道具,如两个同体积不同重量的物体、计时器,之后让学生们自己动手探究两个物体在同一高度下下落的时间,判断时间的快慢;学生们通过演绎的方式进行问题探究,驳回了教师所提出的问题假设,认为两个物体的下落时间一致,和物体的重量无关,之后教师在提出新的假设“同一高度下落的两个物体,体积大的比体积小的下落更快”等,通过这样不断提出假设、演绎推理的方式,让学生们总结出物体下落的规律,验证物体下落和什么因素有关。通过引导学生学习、运用“伽利略的论证”方法,慢慢的掌握和吸收演绎推理法,让学生们在日后的课堂探究活动中,学会运用演绎法探索物理知识,从而逐渐培养学生们的探究能力。当然,教师在教授科学探究方法时,也不能一味、过分的强调方法,让学生的思维逻辑受到了限制,教师要让学生懂得灵活运用探究方法。
        三、搭建过渡跳板,突破衔接难点
学生们从初中物理学习进入到高中物理学习,其知识点的难度会实现大的跨度,无论从教材知识、学习方式、课堂节奏,都会发生大的变化,很多学生很难适应高中学习模式,导致学习成绩出现下滑。在初中物理学习阶段里,分析问题时大部分采用定性分析的形式,很少让学生进行探究、推理和判断,教师们往往直接抛出物理概念和知识,让学生们进行机械性地记忆和背诵。而进入到高中物理学习后,知识点的难度增加,物理概念也随之变得越来越抽象难懂,教师们往往会要求学生定量分析问题、探索问题,掌握物理知识背后的逻辑思维,通过自己的探究和分析得出物理答案。因此,高一物理教师在开展物理探究性教学时,需要帮助学生实现初高中思维过渡,改变初中生固有的初中物理学习模式和思考方式,让学生们站在更高的角度思考物理知识、探索物理奥秘,以此来实现初高中过渡,提升高一物理教学的质量,为培养科学探究能力奠定思维方法和逻辑推理等基础能力。
首先,教师可以从教学的内容为角度进行过渡,高中物理是初中物理的深入,大部分高中物理知识都和初中物理知识有着密切的联系,在初中知识的基础上进行拓展、深化和提高,如初中在教授运动的时候,为学生们介绍了简单的匀速运动,而高一物理便在匀速运动的基础上,为学生们介绍了变速运动。因此,高一物理教师在教授高中物理知识时,要关注到初中物理和高中物理之间的联系,在初中物理知识上带领学生进行深入的探索和分析,最后引入高中物理知识,让学生们的思维逻辑能够得到提升,通过探索的过程,不断提升学生探究能力。如在教授高一物理中的《速度》时,为了让学生更加直观的理解本部分知识,教师引入初中的“描述物体运动快慢”环节,让学生分析速度和什么因素有关系,最后通过学生的探究,引出“位移”、“时间”的关系;再如,在教授高一物理《牛顿第一定律》时,教师可以引入学生们在初中学习的牛顿第一定律知识,在初中时,学生初步接触了牛顿第一定律,掌握了其大致的特点与性质,而在高中时,学生需要在原有的知识上,掌握推理和演绎的方法,明白其背后的逻辑。因此,教师在教授这部分知识时。便结合了原有的初中知识,设计了探究活动,教授学生探究方法,让学生通过伽利略的推理论证掌握牛顿第一定律。
其次,教师需要关注到物理教学的直观性。学生们刚从初中学习阶段跨越到高中学习阶段,它们的认知理解能力还相对比较薄弱,教师如果直接教授抽象的物理知识,会导致学生无法理解其中的思维逻辑,因此,为了实现初高中过渡,为探究能力教学打好基础,教师应该在高一阶段采用更加直观性的教学模式,借助实验探究、多媒体演示、实体展示等方法,让物理知识更加直观,帮助学生建构直观的物理知识模型,为学生自主的推理和探究奠定坚实基础。例如,在教授《自由落体运动》时,为了让学生更加直观的理解知识,教师设计了实验探究活动,让学生们对不同的物体进行实验,观察他们下落的快慢,以此来总结和分析出自由落体的影响因素。
        结束语
        综上所述,培养科学探究能力,是新课程改革背景下物理教学中的重要目标。作为高一物理教师,应该认真地分析新旧教材差异,结合高一学生的思维特点与学习能力,为学生们构建更加探究性、自主性、开放型的课堂。在实际教学中,通过不断创新教学方法,让学生们在课堂上实现自主学习、自主探索,以此来提升学生们的科学探究能力、合作能力等综合素养,达到促进学生全面发展和成长的效果。

        参考文献
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