【摘要】本文就高中物理的科學(xué)探究活動設(shè)計與實施進行討論，在明確相關(guān)設(shè)計思路的同時，對活動的具體設(shè)計與實施進行深入的探討和描述，希望能夠為科學(xué)探究活動的有效開展提供相應(yīng)的支持，進而達到提高高中物理教學(xué)質(zhì)量，強化學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的.

【關(guān)鍵詞】高中物理；科學(xué)探究；課堂教學(xué)

在高中教育當中，物理是一門較為關(guān)鍵的學(xué)科，同時也是高考的重要組成部分，因此，該學(xué)科的教學(xué)成效一直都是教育領(lǐng)域以及學(xué)生、家長較為關(guān)注的，且隨著教學(xué)改革的深化，無論是新高考還是新課標，都要求教師在物理教學(xué)活動中注重對學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠通過深入的學(xué)習，實現(xiàn)知識的內(nèi)化與遷移.對科學(xué)探究活動進行合理的設(shè)計與實施，能夠在一定程度上強化學(xué)生的學(xué)習能力以及核心素養(yǎng)，對于物理教學(xué)質(zhì)量的提升更是有著良好的推動作用，因此，有必要針對相關(guān)內(nèi)容加強研究.

1高中物理科學(xué)探究活動設(shè)計思路

對于科學(xué)探究活動而言，提出問題是首要的，應(yīng)該結(jié)合問題假設(shè)猜想，并對相應(yīng)的研究方案進行構(gòu)建，實現(xiàn)證據(jù)獲取，在此基礎(chǔ)上獲得結(jié)論，從而完成問題解釋.在整個探究過程中應(yīng)該涉及探究過程以及結(jié)果方面的溝通、交流與反思.因此，在活動設(shè)計方面，可以設(shè)置一個“三探活動”框架，也就是將學(xué)生放在主體地位上，基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標，利用一些具有開放性或者是跨場景的環(huán)境，結(jié)合相關(guān)探究主題進行結(jié)構(gòu)化探究.具體框架為：第一，初步探索；第二，互動建設(shè)；第三，遷移內(nèi)化.

1.1初步探索

在整個活動框架中，初步探索發(fā)揮著啟動層的作用，其能夠引領(lǐng)學(xué)生通過對相關(guān)知識的有效探究與應(yīng)用對實際問題或者是一些自然現(xiàn)象進行解釋，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的物理意識.在該環(huán)節(jié)當中，首先，要求教師選擇一些與學(xué)生生活實際密切相關(guān)的問題進行情境創(chuàng)設(shè)和驅(qū)動引導(dǎo)，以此來調(diào)動學(xué)生對于探究主題的好奇心.其次，教師要通過引導(dǎo)幫助學(xué)生對自身經(jīng)驗進行關(guān)聯(lián)，采用就地取材等方式完成自主探究活動.最后，要結(jié)合已有知識展開假設(shè)與猜想.

1.2互動建設(shè)

互動建設(shè)是整個活動框架的核心所在，需要立足初步探索的經(jīng)驗，讓學(xué)生之間、師生之間展開互動，進而對整個探索過程加以感悟，而從問題設(shè)置到證據(jù)尋找，到證據(jù)解釋，再到相互交流的過程能夠幫助學(xué)生更好地挖掘?qū)W習對象的意義，并實現(xiàn)深度加工，達到知識體系構(gòu)建的目的.在進行互動交流時，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度、思維以及物理觀，借助理論推導(dǎo)與實驗進行相互驗證，最終將問題共同解決，實現(xiàn)相應(yīng)模型或概念體系的有效建構(gòu)，獲得相應(yīng)的意義，并幫助學(xué)生樹立科學(xué)意識與責任.

1.3遷移內(nèi)化

可以將遷移內(nèi)化視為整個設(shè)計框架的展示環(huán)節(jié)，通過互動環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)獲得了相應(yīng)的方法、模型以及概念，在此基礎(chǔ)上設(shè)置新的情境，引領(lǐng)學(xué)生對相關(guān)知識進行創(chuàng)新應(yīng)用，強化知識遷移，并在完成個性化展示的同時給予客觀的評價，會對學(xué)生的素質(zhì)能力提升產(chǎn)生進一步的推動作用.當然需要注意的是，活動設(shè)計當中，教師一定要為學(xué)生的學(xué)習保留充足的空間，且在技術(shù)以及資源等方面給予一定的支持，通過鼓勵、評價與指導(dǎo)，促使學(xué)生更好地參與到探究與創(chuàng)新活動中來[1].

整體的活動設(shè)計應(yīng)該注重開放性、互動性以及自主性，要提高目標設(shè)置與科學(xué)探究要素的契合程度，融入深度學(xué)習理念，將技術(shù)賦能、交流溝通以及科學(xué)實踐等要求凸顯出來，確保學(xué)生能夠在物理課堂中真正做到探究學(xué)習[2].

2高中物理科學(xué)探究活動的具體設(shè)計與實施

本文以超重和失重知識為例，開展科學(xué)探究活動的設(shè)計與實施，具體如下.

2.1活動的基本目標

探究活動的目的更多是為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，這也是現(xiàn)代教育的具體要求，對此，活動設(shè)計目標應(yīng)該以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向，并結(jié)合新課標要求進行導(dǎo)入，從學(xué)生視角出發(fā)，分解各項外顯行為并進行詳細的描述.需要注意的是，學(xué)習目標的設(shè)置必須具有針對性且具體，能夠滿足測評需要.

例如新課標要求，學(xué)生對相關(guān)知識要有深入理解，且能夠應(yīng)用這些知識對實際問題加以解決.具體細化到超重與失重學(xué)習當中，其目標應(yīng)該包括四個素質(zhì)維度：第一，在物理觀念上.要保證學(xué)生能夠?qū)Τ?、失重的相關(guān)現(xiàn)象加以描述，并通過牛頓運動定律進行解釋，同時可以應(yīng)用相關(guān)知識對生活中的一些簡單問題加以解決.第二，在科學(xué)思維方面，要求能夠立足運動關(guān)系角度實現(xiàn)對超重失重的論證推理和建模分析，明確產(chǎn)生相關(guān)現(xiàn)象的原因.第三，在科學(xué)探究方面，要求學(xué)生能夠針對相關(guān)知識建立對應(yīng)的探究框架，在進行理論解釋的同時，進行實驗驗證，最后確定現(xiàn)象形成原因.第四，在科學(xué)責任與態(tài)度方面，要求學(xué)生能夠?qū)茖W(xué)探究中的理論實驗互動進行深入的感悟，提高其對于相關(guān)知識的探究熱情，并在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度.此外，還要通過相關(guān)現(xiàn)象的了解和應(yīng)用，感悟物理知識對于社會發(fā)展以及科學(xué)研究的重要影響，使其學(xué)習內(nèi)驅(qū)力得到進一步的強化[3].

2.2活動的具體過程

首先，是主動初探，該環(huán)節(jié)的設(shè)計工作應(yīng)該圍繞情境創(chuàng)設(shè)、聯(lián)系所學(xué)、問題驅(qū)動以及自主活動開展.

第一，情境創(chuàng)設(shè)引入問題.如，我們?nèi)粘Ｉ钪卸家M行體重測量，那么測量方法是怎樣的？可以邀請學(xué)生上前演示，并讀出體重數(shù)值.然后繼續(xù)深化問題.如，體重秤所測量的是什么力？其中的物理規(guī)律是什么？學(xué)生很容易就能想到體重秤測試的是壓力大小，實現(xiàn)了力的平衡條件以及牛頓第三定律的有效應(yīng)用.在此基礎(chǔ)上，教師可以進行追問，如，大家是否發(fā)現(xiàn)體重秤對于最終數(shù)值的顯示并不是一下完成的，與我們體重值相比，其數(shù)值顯示是怎樣變化的？教師可以對整個測量過程進行再演示或用視頻記錄進行回放，幫助學(xué)生對測量動作及數(shù)值變化進行觀察.通過觀察，有的學(xué)生可能會覺得示數(shù)并沒有什么規(guī)律，也有的學(xué)生會覺得示數(shù)會受到人體動作影響.對此，教師可以讓學(xué)生探究，短時間內(nèi)人的體重通常不會發(fā)生改變，那為什么示數(shù)會發(fā)生變化呢？這種變化真的沒有規(guī)律可言嗎？其對于我們探究的意義又有哪些呢？

使用學(xué)生熟悉的測體重進行情境創(chuàng)設(shè)，并引導(dǎo)學(xué)生進行觀察和解釋，能夠讓學(xué)生關(guān)注到某些不易察覺的現(xiàn)象，并產(chǎn)生困惑，借此鼓勵學(xué)生進行猜想，能夠極大提升學(xué)生的探究熱情[4].

第二，自主探究.對學(xué)生進行引導(dǎo)，使其能夠自主開展科學(xué)探究活動，教師為學(xué)生的探究提供相應(yīng)的支持，從多個角度進行分層指導(dǎo).首先，探究哪些動作會導(dǎo)致數(shù)值的變大和變小，身體不動時是怎樣示數(shù)的，要求用視頻對自身動作以及體重秤計數(shù)變化進行記錄，然后結(jié)合數(shù)值變化進行說明，在此期間，教師可以為學(xué)生準備相應(yīng)的體重秤，評價指標應(yīng)該涵蓋探究過程中動作的清晰度、體重秤的示數(shù)變化以及探究真實性.其次，探一下究怎樣應(yīng)用過往所學(xué)對體重秤示數(shù)變化進行解釋，要求采用合適的表達方式對示數(shù)變化原因進行定性和解釋，并適當采集證據(jù)完成驗證，評價指標要涵蓋證據(jù)是否充分和推理是否科學(xué).最后，進行資料查閱，探究上述現(xiàn)象該如何定義，要求對各定義及其出處進行說明，資源可以是網(wǎng)絡(luò)渠道和教材，評價指標應(yīng)該包含證據(jù)出處和內(nèi)容精準性.上述問題情境的創(chuàng)設(shè)能夠使探究活動更具開放性與層次性，資源配置能夠賦予探究活動更強的可行性，而評價設(shè)計則能夠保證探究活動緊緊圍繞教學(xué)目標開展，使活動設(shè)計更具實際價值[5].

第三，互動建設(shè).在學(xué)生完成自主探究獲得相應(yīng)成果以后，教師可以結(jié)合其自主探究反饋對新的問題進行挖掘，可能這些問題學(xué)生難以獨立解決.因此，需要教師創(chuàng)設(shè)實驗情境或者是相應(yīng)的面對面互動，通過對各種證據(jù)資料的深入采集，交流解釋，以本質(zhì)追問以及討論交流等方式，拓展學(xué)習的深度.具體的互動步驟如下：

第一，證據(jù)解釋.教師可以對之前學(xué)生反饋的視頻資料進行篩選，結(jié)合典型進行展示和發(fā)問.我們一般會將體重秤示數(shù)以及物體受重分為視重和實重，其中視重可以看作是超重，而實重則可以看作是失重，這兩種現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？具體怎樣分析？確定問題以后，讓學(xué)生以小組為單位進行合作學(xué)習，學(xué)生可能會想到運動方向因素，即向上會造成超重，反之則造成失重.也可能會考慮到加速度的方向因素，同樣是向上超重，反之失重.對于學(xué)生這種探究交互過程，教師首先應(yīng)該予以肯定，在此基礎(chǔ)上，進一步引導(dǎo)學(xué)生進行深入探究，即結(jié)合運動與力的關(guān)系，對相應(yīng)的觀察分析表進行設(shè)計，讓各小組學(xué)生借助表格對視頻現(xiàn)象進行分析，對于學(xué)生獲得的結(jié)論，要求學(xué)生做好驗證工作.

第二，實驗探究及交流討論.教師應(yīng)該從實驗是否科學(xué)可行方面入手展開對話，引導(dǎo)學(xué)生采用批判性的思維進行數(shù)據(jù)采集處理、操作流程設(shè)置以及器材優(yōu)選.在端正其科學(xué)態(tài)度的同時，強化其科學(xué)思維，如，推理論證以及模型建設(shè)等.教師要保證探究討論過程能夠向著問題本質(zhì)不斷靠近，且對話期間應(yīng)該將學(xué)生放在主體地位上，積極構(gòu)建開放靈活的學(xué)習環(huán)境，通過相應(yīng)的資源支持以及適時激勵，確保學(xué)生探索的持續(xù)性.例如，應(yīng)該選擇怎樣的實驗情境，對哪些物理量進行測量？教師借助滑輪、繩子以及傳感器等資源模擬電梯環(huán)境，展開探索，最終確定力和速度的關(guān)系具有瞬間對應(yīng)性，教師可以對兩者的運動曲線進行展示，讓學(xué)生結(jié)合曲線探究能否對探究過程中的一些解釋進行驗證.

第三，預(yù)測應(yīng)用.實驗驗證以后，同樣要導(dǎo)入新的探究問題，如，若實驗過程中繩子斷裂，電梯呈現(xiàn)自由落體狀態(tài)，則傳感器會出現(xiàn)怎樣的數(shù)值變化？這是物理上的完全失重狀態(tài)，如果將一瓶水打開，瓶口向下進行自由落體運動，那么瓶中的水會流出來嗎？請進行觀點解釋.隨后由教師進行實驗演示，讓學(xué)生判定自己所見與預(yù)測有無差別，并進行解釋.如果將水平拋向空中，其會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？可以進行線下嘗試.通過這種對未知的預(yù)測，可以達到引導(dǎo)學(xué)生的目的，使其對新問題予以解決，借此教師也可以合理評估學(xué)生對于知識的理解情況，并培養(yǎng)學(xué)生的高級思維以及知識應(yīng)用能力.

第四，挖掘意義.在學(xué)生明確超重以及失重等概念，且建立起相應(yīng)知識體系以后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生對知識背后蘊含的意義進行探究，幫助學(xué)生更好地理解科技與社會環(huán)境的關(guān)系，使其能夠產(chǎn)生較強的科學(xué)責任感.

最后，遷移內(nèi)化.學(xué)生學(xué)習應(yīng)該立足深度學(xué)習要求，結(jié)合元認知實現(xiàn)對新知識的批判性接收，以此來實現(xiàn)個人知識體系的有效構(gòu)建與完善，并實現(xiàn)知識技能的合理轉(zhuǎn)化，用于解決生活中的實際問題.該環(huán)節(jié)主要是基于互動建設(shè)環(huán)節(jié)開展的，需要教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有知識框架總結(jié)的探究方法，應(yīng)對新場景、新問題，以項目學(xué)習或者是個性化問題設(shè)置的方式，幫助其更好地進行知識內(nèi)化與遷移，并在活動完成以后，開展相應(yīng)的交流評價活動，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的同時，為其提升指明方向.

3結(jié)語

綜上所述，在高中物理教學(xué)中，進行科學(xué)探究活動的設(shè)計與實施，不僅能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習熱情進行有效調(diào)動，對于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升也有著非常積極的作用.因此，教師應(yīng)該對相關(guān)工作保持重視，結(jié)合實際合理設(shè)計和組織開展探究活動，以此來提高高中物理的教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻：

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[3]王晶.如何在高中物理課堂教學(xué)中設(shè)計探究性活動[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究）2015（26）：331-332.

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