□伦安军
摘要:初中物理探究课是衔接生活经验与学科逻辑、落实科学思维培养目标的核心载体。本文以八年级核心探究课题“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”为载体,探索“创设情境确定主题、小组协作科学探究、解决问题归纳路径、实践探究拓展能力、总结过程提升素养”五步教学法的落地路径,贴合初中生物理学习“从具象感知到抽象思维过渡”的认知特点,兼顾知识传授与科学方法培养,有效达到义务教育物理核心素养的要求,为同类探究课提供可复制的实践范式。
一、研究背景与设计逻辑
物理是实验的科学,探究课是引导学生理解科学本质、构建物理思维的核心载体,其教学质量直接决定学生对物理的兴趣及思维培养的程度。但传统初中物理探究课长期存在两类问题:一是“重结论轻过程”,教师为赶进度直接灌输滑动摩擦力影响因素等知识点,辅以大量重复性习题巩固记忆,学生虽记住结论,却未掌握完整探究逻辑,遇到陌生问题无从下手;二是“重操作轻思维”,实验步骤由教师设定、提前演示,学生仅按流程机械操作,缺乏自主设计、变量分析空间,实验后仅记住操作步骤,未理解背后科学逻辑,难以形成可迁移能力。探究课最终沦为单纯的技能训练。
针对上述痛点设计的五步教学法,高度契合初中物理教学特点与学生认知规律:八年级学生正处于由具象经验向抽象逻辑过渡的关键阶段,既对生活中的物理现象充满好奇、乐于动手,又尚未形成严谨的控制变量思维,面对多因素物理问题缺乏系统分析方法。逐层递进的五环节设计既贴合“从感知到认知、从实践到理论”的认知规律,也匹配新课标的核心要求。设计以熟悉的生活场景为切入点,逐步引导学生掌握抽象科学方法,有效兼顾不同层次学生的需求。
二、具体实施过程
(一)创设情境,确定主题——从生活感知到问题聚焦,激活探究内驱力
本环节以学生熟悉的生活场景为切入点,降低探究认知门槛。教师播放生活化短视频:冬天路面结冰时,穿防滑鞋的同学比穿普通平底鞋的同学走得更稳;骑自行车捏闸力度不同,刹车距离和痕迹差异明显。引导学生分享类似生活经历,如擦黑板用力擦更干净、拧瓶盖垫毛巾更易拧开等,激活已有经验,随后抛出问题:“这些场景里,影响滑动摩擦力大小的因素到底有哪些?”
基于经验引导学生发散猜想,学生可能提出接触面粗糙程度、压力、接触面积、运动速度等多种假设。教师不急于否定,引导学生分类梳理。合并同类猜想,排除明显不符合逻辑的猜测,最终明确核心探究主题:滑动摩擦力是否与接触面粗糙程度、压力大小、接触面积有关。该环节让探究问题从“教师布置的任务”转化为“学生自己想解决的困惑”,充分激发学生自主探究动力。
(二)小组协作,科学探究——从方案设计到实操验证,强化科学方法训练
本环节将探究主动权交给学生,按“异质分组、优势互补”原则划分小组,每组配备弹簧测力计、木块、砝码、不同粗糙程度的毛巾和木板等器材。教师不直接给定操作步骤,而是通过引导性问题启发小组自主设计实验方案。
首先明确实验方法:引导学生思考“多个变量同时改变时,无法判断单一变量的影响”,自主理解控制变量法的必要性。其次设计实验步骤:围绕假设,小组自主梳理操作逻辑,确认方案逻辑无误后,再开始实操。最后自主完成实验:引导学生回顾二力平衡知识,理解“只有水平匀速拉动木块时,弹簧测力计示数才等于滑动摩擦力的大小”。各组分工合作完成实验,每组至少做三次重复实验,避免结论的偶然性。
在此过程中,教师仅作为引导者巡视,对操作规范性进行必要提醒,不干预方案设计与数据分析。该环节将“照方抓药”式验证实验转化为“自主设计探究”,让学生在方案优化与问题解决中理解控制变量法的核心要义,兼顾不同层次学生的参与度。
(三)解决问题,归纳路径——从数据梳理到方法沉淀,建立结构化思维
实验完成后,各小组依次展示实验数据、分享初步结论。小组间开展质疑辩论与互动讨论,汇总数据得出科学结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力大小与接触面积无关。
针对部分小组的实验偏差,教师将其作为生成性教学资源,引导全班学生共同分析原因。数据偏差大的小组多因拉动速度不均、未做重复实验,借此强化“变量唯一”的实验逻辑与操作严谨性的重要性。最后带领学生梳理知识框架,提炼初中物理探究类问题通用路径:明确探究变量—设计对照实验—分析数据得结论,将单次实验的经验沉淀为可复用的结构化思维模式。
(四)实践创新,拓展能力——从知识理解到迁移应用,联结物理与生活
本环节设计两类梯度拓展任务,检验知识迁移应用能力:一是基础应用任务,解释“拔河比赛为何要穿花纹深的运动鞋、选体重较大的选手”“体操运动员上单杠前为何抹镁粉”等现象;二是提升拓展任务,设计“测量不同运动鞋防滑性能”“探究滑动摩擦力与运动速度的关系”的实验方案。学生以小组为单位讨论解决方案,自主运用探究结论分析问题、设计实验,使学生亲身体会到物理知识的实用价值,有效激发学习兴趣。
(五)总结过程,提升素养——从方法梳理到价值引领,落实核心素养要求
引导学生自主梳理完整探究闭环:从生活现象提出问题、基于经验作出猜想、用控制变量法设计实验验证、用结论解决实际问题。这一过程帮助学生领悟到课堂探究与科学研究的逻辑一致性,揭示了“所有物理规律都来源于严谨实验验证”的核心思维,培养实证意识与严谨的科学态度,为后续同类探究课学习奠定方法基础。
三、教学效果与研究展望
本次教学实践后,多维度数据显示:实验班学生对滑动摩擦力知识点掌握率达82%,远高于对照班的56%。从长期教学跟踪的维度来看,五步教学法对学生物理学习的正向影响具有明显的持续性与迁移效应。实验班学生在自主提出问题、设计实验方案方面的能力,显著优于传统教学班学生,面对陌生探究问题时的畏难情绪明显更低。
后续可进一步优化教学:丰富情境素材,增加现场互动小实验增强直观感知;引入拉力传感器等数字化器材,降低操作难度,提升数据精准度;增设课后自主探究任务并组织成果展示会,进一步强化学生探究兴趣与科学思维,为核心素养培养提供更有效的支撑。(作者单位:淇滨区鹿鸣中学)