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2022年初中物理新课程学习
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两版课程标准中“科学探究”内容比较
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2022年4月21日，教育部发布新版义务教育课程标准，新课标的学习成为当前初中物理教学研究的重中之重，新版课标中“科学探究”的内容发生了较大变化，值得关注。
在“课程性质”、“课程目标”、“课程概念”、“课程内容”、“课程实施”等栏目中，与“科学探究”相关的内容有所调整，我们大致列出如下，如有不全之处，各位同仁可进一步挖掘。左侧为2011版课程标准，右侧为2022版课程标准。
一
课程性质
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义务教育物理课程是一门以实验为主的自然科学基础课程。
物理必修课是一门以实验为基础的自然科学课程。
二
课程理念
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两版课程标准均在课程理念第四点中涉及“科学探究”，具体表述如下：
倡导多元化教学方式、注重科学探究——
我们注重采用探究式的教学方式，让学生体验探究过程，学习科学方法，培养学生的创新精神和实践能力。
注重科学探究，倡导多元化教学方式——
注重科学探究，突出问题导向，强调真实问题情境，引导学生不断探索，提高分析、解决问题的实践技能和科学思维能力，培养核心能力。
三
课程目标
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新版课程标准将课程总目标由“提高科学素养”调整为“培养核心素养”，“科学探究”与“物理概念”、“科学思维”、“科学态度与责任”并列为四大核心素养，与2017年版高中物理新课程标准基本一致。
在2011版课程标准中，“科学探究”的内容贯穿在总目标和立体分目标中，尤其是“过程与方法”；2022版课程标准则将其列为目标中的核心素养之一，并在“目标要求”中作出了具体的说明，具体表述如下：
总体目标内容
经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，愿意参与科技相关活动，具有运用研究方法的意识
子目标的内容
知识和技能：
具有初步的实验操作技能，能使用简单的实验仪器，能测量一些基本物理量，有安全意识，知道简单的数据记录和处理方法，能用简单的图表描述实验结果，能撰写简单的实验报告。
流程与方法：
*通过体验观察物理现象的过程，能简要描述所观察到的物理现象的主要特征，发现观察和学习中的问题，具有初步的观察技巧和提出问题的能力。
*通过参与科学探究活动，学会制定简单的科学探究计划和实验方案，具有掌控实验条件的意识，能够通过实验收集数据，利用多种渠道收集信息，具备初步的信息收集能力。
*经历信息处理的过程，具有判断信息的有效性、客观性的意识，经历从信息中分析、总结规律的过程，尝试解释基于调查或实验数据得出的结论，具有初步的分析、概括能力。
*能以书面或口头方式表达自己的观点，能与他人交流，具有自我反思和倾听意见的意识，具备基本的信息交流能力。
定义“科学探究”
科学探究是指基于观察和实验提出物理问题，形成猜想和假设，设计实验和制定计划，获取和处理信息，根据证据得出结论和作出解释，以及交流、评价和反思科学探究过程和结果的能力。
科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
目标要求
具有科学探究意识，能发现和提出问题，形成猜想和假设，具有初步的观察技能和提出问题的能力；能制定简单的科学探究计划，具有控制实验条件、通过实际操作收集信息等意识，具有初步获取证据的能力；能分析、处理信息，得出结论，具有初步解释科学探究过程和结果的能力；能以书面或口头方式表达自己的观点，能自我反思和倾听他人的意见，具有与他人交流的能力。
四
课程内容
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2011版课程标准将“科学探究”与“科学内容”并列、单独列于第三级内容标准之前，2022版课程标准则直接将“科学探究”与“跨学科实践”作为第四、第五个一级主题纳入内容标准。
同时，2011年版课程标准附录中的“必修实验”被分解扩充为本专题的子专题，2011年版中的“探索七要素”也不再单独列出。
2022版课程标准进一步以“教学提示”的形式提出了关于“科学探究”教学的建议，篇幅比原来的一级专题要长。
内容
科学探究既是学生的学习目标，也是重要的教学手段。将科学探究纳入《内容标准》，意在让学生体验与科学家相似的探究过程留学之路，主动获取物理知识，了解科学探究方法，培养科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。
科学探究的七个要素
（见下文）
附录：学生必做实验
（见下文）
内容
一级主题“实验探索”包含了学生要求进行的测量性实验和探索性实验，这两类实验相互联系又各有侧重，旨在体现物理课程的实践性特点，培养学生发现和提出问题、操作和收集数据、分析和处理数据、解释数据、表达和交流的能力，引导学生学会学习和合作，培养学生严谨、认真、务实的科学态度。
内容标准（见下文）
2011 年版的《科学探究七要素》：
附录 2011 年版：学生必做的实验
为了方便教学和考核，下面列出学生必须做的实验项目。
1. 用尺子测量长度，用手表测量时间
2. 用弹簧测力计测量力
3. 使用秤测量物体的质量
4.用普通温度计测量温度
5.用电流表测量电流
6.用电压表测量电压
7. 测量物体的速度
8.测量水平移动物体的滑动摩擦力
9.测量固体和液体的密度
10. 探索与浮力有关的因素
11.探索杠杆的平衡条件
12.探究水沸腾时温度变化的特点
13.探索光的反射规律
14. 探究平面镜成像时图像与物体的关系
15.探究凸透镜成像规律
16.连接简单的串联和并联电路
17. 探索电流、电压和电阻之间的关系
18. 探究通电螺线管外部磁场的方向
19.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
20.测量小灯泡的电功率
2022版课程标准《科学探究》内容标准：
4.1 测量专业学生必做的实验
4.1.1 使用盘秤测量物体的质量。
例1：使用盘秤测量小木块和杯中水的质量。
4.1.2 测量固体和液体的密度。
例2：利用天平、量筒等测量小石头和盐水的密度。
4.1.3 使用普通温度计测量温度。
例 3：使用实验室温度计测量水温，使用温度计测量自己的体温。
4.1.4 用尺子测量长度，用手表测量时间。
例4：用尺子测量物理课本的长和宽，并使用具有秒表功能的计时器。
该设备可测量您的脉搏跳动 30 次所需的时间。
4.1.5 测量物体运动的速度。
例 5：使用秒表和尺子测量球行进一定距离时的速度。
4.1.6 使用弹簧测力计测量力。
例6：用手拉弹簧测力计，感受1N、2N、4N力的大小，测量作用于物理教科书的重力。
4.1.7 用电流表测量电流。
例 7：用实验室指针电流表测量直流电路中的电流。
4.1.8 使用电压表测量电压。
例 8：使用实验室指针电压表测量直流电路中的电压。
4.1.9 使用电流表和电压表测量电阻。
例9：用电流表、电压表、滑动变阻器等测量小灯泡正常发光时的电阻。
活动建议：
（1）蜡块会浮在水面上。试着用天平和量筒测量蜡块的密度。
（2）利用电子天平测量一些家庭用品的质量，体验电子天平的操作优势，体会科技进步对人类生活的影响。
4.2 探究型学生必做的实验
4.2.1 探究水沸腾前后温度的变化特点。
例一：利用酒精灯、烧杯、温度计等，探究水沸腾前后温度变化的特点。
4.2.2 探究与滑动摩擦大小有关的因素。
例2：利用弹簧测力计、平板、细绳、长方体、棉布、毛巾等，探究哪些因素与滑动摩擦的大小有关。
4.2.3 探究与液体压力有关的因素。
例3：利用水、盐水、压力表等，探究哪些因素与液体压力有关。
4.2.4 探究与浮力大小有关的因素。
例4：利用水、盐水、金属块、弹簧测力计等，探究哪些因素与金属块的浮力有关。
4.2.5 探究杠杆的平衡条件。
例五：利用杠杆、铁架、挂钩和弹簧测力计，探究杠杆平衡时，功率、动力臂与阻力、阻力臂之间的定量关系。
4.2.6 探究光的反射规律。
例六：利用激光笔、平面镜、光屏和量角器探究光的反射规律。
4.2.7 研究平面镜成像的特点。
例7：利用蜡烛（或其他物体）、平板玻璃、尺子、白纸等，探究平面镜成像时，像在大小、位置、逼真度等方面的特点。
4.2.8 探究凸透镜的成像规律。
例8利用蜡烛（或F形光源）、凸透镜、光学器材、光屏等，探究凸透镜成像时，图像的方位、大小、位置、虚实等与物距的关系。
4.2.9 研究通电螺线管外部磁场的方向。
例9利用小磁针、通电螺线管等，探究通电螺线管外磁场的方向。
4.2.10 研究导体在磁场中移动时产生感应电流的条件。
例10利用矩形线圈或单根导线、磁铁、灵敏电流表等，探究产生感应电流的条件。
4.2.11 探究串联和并联电路中电流和电压的特性。
例11 利用电流表和电压表分别探究串联电路和并联电路中电流和电压的特性。
4.2.12 探究电流、电压和电阻之间的关系。
例12利用定值电阻器、滑动变阻器、电流表、电压表等探究电流、电压和电阻之间的关系。
活动建议：
（1）利用可变焦距眼模型演示并解释为什么近视和远视看不清物体。
（2）尝试利用力传感器探究影响浮力大小或杠杆平衡条件的因素。
学术要求
（1）能通过物理实验建构物理概念，加深对物理规律的理解，领悟它们的内涵和相互关系；具有运用实验研究方法和安全操作规范解决日常问题的意识，并能根据所学知识和指导解决实际中的简单问题。
（2）知道科学研究会受到各种因素的影响，在实验中能够注重主要因素而忽略次要因素；能根据实验数据，通过归纳推理得出研究结论；有判断实验数据是否合理、有效的意识；能对实验进行反思，提出改进建议。
（3）在实验过程中善于发现和提出问题；能根据实验目的设计实验方案，正确使用所学的实验设备收集数据，遵守实验室规则，注意实验安全问题；能对收集的数据进行整理、总结，形成结论并作出解释；具有团队合作与沟通精神，能撰写简单报告。
（4）能初步理解物理研究是基于观察和实验的创造性劳动；能通过实验得出结论并具有成就感；具有学习物理的兴趣和严谨、认真、务实的科学态度；具有节约资源、保护环境的责任感和自觉行为。
【教学提示】
（一）教学策略建议
“实验探究”主题所列的三级课题均为学生必做的实验初中物理弹簧类问题，教师应提前做好实验教学设计，准备好实验设备和场地，规划好教学时间，在教学过程中，要求每个学生动手、动脑完成实验。有条件的学校应尽可能多地为学生创造动手实验的机会，充分发挥实验的教育功能，促进学生核心素养的培养。
①引导学生发现和提出问题，启发学生进行猜测和假设。尽量利用身边的情境，引导学生发现和提出问题。例如，用平面镜将外面的阳光反射到教室里。调整小镜子的角度，会发现阳光射进教室的角度和位置会随之改变。引导学生思考为什么阳光的亮点不固定在某个位置，进而思考光的反射现象，反射是否遵循一定的规律。
②重视培养学生设计实验方案、收集证据的能力。注重发挥每个学生的创新潜能，鼓励学生设计实验方案、自制实验器材、改进实验设备和操作方法，为学生提供自主探索的时间和空间。增加实验室开放时间，为有兴趣的学生提供场地、设备、指导等支持，鼓励学生在确保安全的前提下利用课外活动时间，利用简易设备在校内外开展科学探索活动。
③引导学生通过分析论证得出结论并作出解释，培养学生分析论证能力。例如：在探究杠杆的平衡条件时，引导学生思考为什么杠杆平衡时，功率、功率臂和阻力、阻力臂的不同值要记录在一个表格中，并通过数据分析找到定量关系——当功率和阻力不同时，功率臂和阻力臂也不同，但功率与功率臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；组织学生根据数据总结杠杆的平衡条件，对个别数据中存在问题的原因进行讨论分析，分享更多数据，找到普遍规律。
④注重培养学生的沟通、合作、评价和反思能力。组织学生对实验方案、实验探索过程和结果进行评价交流，鼓励学生充分发表意见，调动学生在探索活动中的积极性和主动性。例如：在探索哪些因素与滑动摩擦力的大小有关时，会发现物体在受拉时很难保持匀速运动。引导学生思考如何实现物体相对于不同接触面的慢速匀速运动，以保证弹簧测力计的读数等于物体受到的滑动摩擦力的大小，组织学生交流改进；在探索电流、电压、电阻的关系时，让学生设计实验方案，动手操作。发现问题后，组织学生对设备或电路进行评价，寻找改进实验的方法。
（2）实验设备建议
“实验探索”主题所列举的实验所涉及的设备多与实验室或日常生活中的设备有关。以下是测量类和探索类学生必做的实验相关的实验设备建议。
① 与测量专业学生必做的实验相关的设备：测量物体的质量时，可以用盘秤；测量物体的密度时，可以用电子天平来测量质量，使实验更加方便；用量筒和天平可以测量不规则形状的石子、蜡块的密度；测量物体运动的速度时，可以测量人的行走速度；用普通温度计测量温度时，可以用实验室温度计测量棉手套里面的温度与室内空气温度，并进行比较。
②探究型班学生必做的实验相关器材：探究浮力的大小与哪些因素有关时，可用大小相同的玻璃珠进行实验；探究杠杆的平衡条件时，可在杠杆两侧悬挂学生常见的物体，使杠杆保持平衡，用弹簧测力计测出物体的重力，用尺子测出杆臂；探究凸透镜的成像规律的实验，可用发光二极管等光源制成F型发光屏，判断像的正负并测量像的长度，用尺子测出物距与像距；探究导体在磁场中运动产生感应电流的条件时，可用磁性较强的磁铁进行实验；探究串联电路和并联电路中电流、电压的特性时，可用电阻、小灯泡等不同的电器，连接串、并联电路，用指针式仪表或数字式仪表测量电流、电压，探究串联电路和并联电路中电流、电压的特性。
五
课程实施
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课程标准的“课程实施”包括“教学建议”“评价建议”“教材编写建议”和“课程资源建设”，2022版课程标准增加了“师资培训建议”。
在“教学建议”部分，2011版课程标准用了超过一半的篇幅强调科学探究和探究式教学的必要性，而2022版课程标准则从更宏观的角度提出了教学建议，其中有些建议值得注意。这里将2022版课程标准中与科学探究相关的所有内容罗列如下，并摘录了2011版的相关论述，以供比较。
*教学中，应将科学探究能力目标进一步分解、细化，结合自身的教学实践转化为具体的教学目标和教学设计。
*在科学探究中，教师不仅要注重让学生通过探究发现一定的规律，更要注重培养学生的探究能力，提高学生的探究兴趣，增强学生对探究本质的认识，培养科学态度和科学精神。学生可以结合所学知识，研究一些小课题，制作一些小模型、小工具等，增强学生的动手能力。
*做演示实验时，由于实验的操作者是老师，学生的主要任务是观察和思考，因此老师要注意引导学生观察实验现象，启发学生对实验现象所说明的问题进行积极的思考和交流。
在进行学生实验时，应允许学生在了解实验方案的前提下，自主选择实验设备、组装实验器材、开展实验。
*科学探究课结束前，教师应对学生的探究活动进行总结和评估，如分析哪些操作是正确的，哪些操作是错误的，并解释原因。
*在教学目标的设计中，要注重学生科学探究能力的培养，同时要注意实验探究对于培养学生的物理观念、科学思维、科学态度和责任感的重要意义。
*注重“做中学”和“用中学”，教师应努力帮助学生通过活动学习和运用知识，提高学生的操作技能和研究能力。
*为了有效发挥实验的教育作用，教学中应特别注意以下问题。
演示实验教学应引导学生观察实验现象，启发学生积极思考、主动交流；学生实验教学应引导学生独立进行实验，鼓励学生利用生活中常见物品进行实验。
*测量实验教学应引导学生了解测量原理、学习实验操作技能。探究式实验教学应以学生为中心，注重探究过程，激发学生兴趣，培养学生解决问题的能力和创新精神。
*实验教学应注重实验原理的科学性、方案的可行性、实验器材的合理性、操作的安全性和规范性；引导学生真实、全面地记录实验数据，注意与预设结果相矛盾的信息；引导学生独立分析实验活动中出现困难或错误的原因，积极思考并努力解决；引导学生对实验活动进行总结、评价，促进学生沟通、评价、反思能力的提高。
与2011版课程标准相比，2022版课程标准的《评价建议》中与“科学探究”直接相关的内容较少，仅强调“探究性学习的评价可以从学生发现问题、提出问题、形成猜想和假设、设计实验和制定计划、获取和处理信息、得出结论和作出解释、反思、评价和交流等活动中收集真实反映学生探究能力、科学态度等发展的证据，提高评价的真实性和准确性。”
在教材编写建议中，2022版课程标准强调教材内容的选取要“有利于开展探究活动”。具体表述如下，较2011版更加细化。
*教材应选取尽可能多的有利于学生开展探究活动的内容。
* 探究活动的开展要有一定的保障，以培养学生的探究意识和探究能力。同时探究活动要注意选取方便学生开展活动的内容，以有效保证探究活动的具体实施。
* 教科书应包括一些没有明确答案的开放式研究课题。
教材应选取更多便于学生开展探究活动的内容，为探究活动的具体实施创造机会和条件。教材中探究活动的设计要围绕学生的认知特点，由浅入深、循序渐进；要对学生进行引导，并留出适当的空白，为学生自己动手创造空间；让学生通过查阅资料、做动手实验等方式，经历科学探究的过程，体验科学探究的乐趣，培养科学探究能力。
在“课程资源建设”方面，两版课程标准主要涉及实验室资源、多媒体资源建设中的实验探索。
*学校和教师应按本标准的要求安排足够的学生实验和演示实验，保证学生实验活动的开展和实验技能的培养。除专门配备的仪器外，应鼓励教师和学生利用身边的物体、仪器、材料等进行实物实验。
*随着科学技术的不断发展与应用，数字化实验室在中学物理实验中的应用越来越广泛，有条件的学校可以利用此类仪器做传统仪器难以做或无法做的实验。
*在计算机多媒体软件的使用中初中物理弹簧类问题，应提倡智能化软件，这些软件是按照物理规律制作的，而不是简单的模拟，这种教学软件可以丰富学生对物理情景的感性认识，加深学生对科学规律的理解，还可以做一些中学实验室很难或不可能完成的实验。
*学校应配备专门的实验室和基本工具和设备；
学校和教师应充分利用各种实验工具和设备，安排足够的学生实验和演示实验，指导学生进行兴趣的扩展实验，并合理地安排跨学科的实践。
*根据物理定律开发的智能软件可用于进行中学实验室难以完成的实验；