核心素养导向下高中物理新高考“科学探究”能力的分层教学

一、引言

物理核心素养中的 “科学探究” 能力，是学生在亲历物理实验、问题解决过程中逐步形成的综合性能力，包含提出可探究的物理问题、设计并优化实验方案、规范实施实验操作、分析处理实验数据、得出合理结论并开展交流反思等多个环节。随着新高考命题对实践能力、创新思维考查的比重不断加大，传统 “一刀切” 的教学模式已难以适应学生个性化发展需求。如何通过分层教学让不同基础的学生都能在科学探究中获得适切发展，成为当前高中物理教学改革亟待解决的核心问题。

二、目前教学存在的问题

当前高中物理教学在 “科学探究” 能力培养方面存在诸多瓶颈。其一，目标设定缺乏层次感，多以统一标准要求全体学生，导致基础薄弱学生因难以达标而产生畏难情绪，能力较强学生因缺乏挑战而降低探究热情。其二，探究任务设计同质化严重，多围绕教材固定实验展开，未形成难度递进的任务链，无法引导学生逐步深化探究能力。其三，指导方式单一，教师常以统一讲解替代个性化引导，既不能为基础层学生提供必要支架，也限制了高层学生的自主探究空间。其四，评价体系不完善，重结果轻过程，且评价标准缺乏针对性，难以客观反映不同层次学生的进步与潜力。

三、实施策略

科学探究能力的分层教学需以学生认知水平为起点，构建 “目标 — 任务 — 指导 — 评价 — 资源” 五位一体的分层体系，通过精准适配的教学设计，确保每个学生都能在原有基础上实现能力进阶。

（一）依据认知水平分层设定探究目标：基于学生前测成绩、课堂表现及学习档案，将学生划分为基础层、发展层和创新层三个群体，并对应设定阶梯式探究目标。基础层目标聚焦 “规范操作与初步感知”，要求学生能在教师引导下识别实验器材、按步骤完成基础实验（如用弹簧测力计测量力的大小），并能描述实验现象；发展层目标侧重 “自主设计与误差分析”，要求学生能根据探究问题自主选择实验器材（如探究导体电阻与哪些因素有关时，能选择不同材料、长度、横截面积的导体），设计可行的实验方案，并能分析实验误差产生的原因；创新层目标强调 “问题发现与方案创新”，要求学生能从生活现象中提炼物理问题（如分析电梯启动与制动时的受力情况），设计多维度探究方案，并能对实验方案进行优化改进。各层次目标需明确具体行为指标，避免模糊表述，为后续教学活动提供清晰导向。

（二）设计阶梯式探究任务引导分层参与：以分层目标为依据，构建 “基础验证 — 综合分析 - 创新拓展” 三级探究任务体系。基础层任务以教材基础实验为载体，强调实验步骤的规范性和数据记录的准确性，如 “用打点计时器测量物体运动的速度”，教师需提供详细的实验流程图和数据记录表格，引导学生按步骤完成操作；发展层任务以综合性问题为导向，增强探究的自主性和开放性，如 “探究影响单摆周期的因素”，教师仅提供核心问题和实验器材清单，由学生自主设计实验步骤、控制变量并分析数据；创新层任务以生活实际问题为切入点，拓展探究的广度和深度，如 “设计简易家庭电路故障检测装置”，要求学生结合电学知识，自主选择材料、设计装置结构并验证其有效性。任务设计需注重前后衔接，后一层次任务需在前一层次任务的知识与技能基础上延伸，如在完成 “平抛运动规律探究” 基础上，再开展 “斜抛运动射程与抛射角关系探究”，形成循序渐进的能力发展链条。

（三）采用差异化指导方式支持分层进阶：针对不同层次学生的认知特点，实施 “支架式 — 启发式 — 开放式” 三级指导策略。对基础层学生，提供密集型支架支持，包括实验步骤分解视频、操作规范图解、常见错误警示卡等，在学生操作过程中进行巡回指导，及时纠正不规范动作（如使用天平测量物体质量时的调平操作）；对发展层学生，采用问题链引导思维进阶，如在 “伏安法测电阻” 实验中，通过 “两种电路接法有何差异？”“如何根据电表内阻选择接法？” 等问题，引导学生自主分析系统误差产生原因；对创新层学生，实施 minimal 指导策略，仅在学生遇到方向性困难时提供启发性建议（如在 “设计太阳能小车” 时，提示 “考虑能量转换效率与车重的关系”），鼓励其自主决策、大胆尝试。同时，建立异质分组合作机制，将不同层次学生分为一组，明确 “基础层记录数据、发展层分析数据、创新层设计方案” 的角色分工，通过 “兵教兵” 实现互补共进，如在 “探究机械能守恒定律” 实验中，由创新层学生设计实验方案，发展层学生分析数据，基础层学生负责仪器操作，促进不同层次学生在互动中共同提升。

（四）构建多元评价体系促进分层发展：建立 “过程 + 结果 + 潜力” 三维评价体系，制定分层评价标准。对基础层学生，重点评价实验操作的规范性（如仪器使用是否正确、步骤是否完整）和数据记录的准确性（如是否如实记录原始数据），采用 “合格 / 待改进” 评价方式，鼓励其通过多次尝试达成目标；对发展层学生，侧重评价实验设计的合理性（如变量控制是否严格、方案是否可行）和问题分析的深度（如是否能准确归因实验误差），采用 “等级 + 评语” 评价方式，指出改进方向；对创新层学生，着重评价探究课题的创新性（如是否突破传统思路）和方案的可行性（如设计的实验装置是否易于操作），采用 “创新点 + 改进建议” 评价方式，激励其持续优化。评价主体多元化，结合学生自评（填写实验反思日志）、小组互评（开展探究成果展示互评会）和教师评价（使用结构化评价量表），通过多维度反馈帮助学生清晰认知自身优势与不足，如基础层学生可通过 “操作规范度” 反馈加强技能训练，创新层学生可通过 “方案创新性” 反馈调整探究方向。

（五）整合教学资源保障分层教学实施：构建 “基础资源包 —拓展资源库 — 创新实验室” 三级资源支持体系。为基础层学生配备标准化实验套件，包含预调试的实验仪器、配套实验手册和安全操作指南，确保其能顺利完成基础探究；为发展层学生建立数字化资源库，包含虚拟仿真实验平台（如 PhET 物理模拟实验）、实验案例分析视频、多版本教材实验设计对比资料等，支持其开展多样化探究；为创新层学生开放创客实验室，提供 3D 打印机、Arduino开发板、数据采集传感器等工具，以及生活废料回收箱（如废旧电路板、塑料瓶等），支持其将创意转化为实物。同时，开发 “生活物理探究案例集”，收录如 “厨房中的热传递现象”“交通工具中的力学原理” 等素材，为创新层学生提供探究课题灵感。建立资源动态更新机制，定期补充新的实验器材、案例资料和数字化工具，确保资源供给与学生探究需求同步发展。

四、结语

核心素养导向下的高中物理 “科学探究” 能力分层教学，打破了传统教学的同质化局限，通过精准分层、系统设计与动态调整，为每个学生提供适切的发展空间。这一教学模式不仅能让学生在探究过程中逐步提升实践能力与创新思维，更能培养其严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神，为其终身学习与发展奠定坚实基础。随着新高考改革的深入推进，分层教学模式将为高中物理教学质量提升提供有力支撑，推动物理教育从知识传授向素养培育的深度转型。

参考文献

[1] 瞿兆蕙。高中物理科学探究能力分层培养策略研究 [J]. 物理教学探讨，2024 (3):41-45.

[2] 邰书芹。核心素养视域下物理探究式教学实践 [J]. 中学物理教学参考，2024 (5):18-22.

[3] 濮建彬。新高考背景下高中物理分层教学模式构建 [J]. 教学与管理，2024 (2):78-81.