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2022初中物理新课标研学
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两版课标“科学探究”内容的比较
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2022年4月21日，教育部发布了新一版义务教育课程标准，新课标研学成为当下初中物理学科教研的当务之急。新版课标中涉及“科学探究”的内容变化较大，值得关注。
在“课程性质”“课程目标”“课程理念”“课程内容”“课程实施”等部分中，涉及“科学探究”内容均有所调整，我们大致罗列如下，不尽之处广大同仁可进一步深入挖掘。左侧是2011版课标，右侧是2022版。
一
课程性质
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义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。
义务教育物理课程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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两版课标均在课程理念中的第4点涉及到“科学探究”，具体表述如下
提倡教学方式多样化，注重科学探究——
注重采用探究式的教学方法，让学生经历探究过程，学习科学方法，培养其创新精神和实践能力。
注重科学探究，倡导教学方式多样化——
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，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养。
三
课程目标
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新版课标将课程的总体目标由“提高科学素养”调整为“发展核心素养”，“科学探究”与“物理观念”“科学思维”“科学态度与责任”并列为四大核心素养，与高中物理2017版新课标基本一致。
2011版课标中“科学探究”内容渗透在总目标和三维子目标，特别是“过程与方法”中；2022版课标作为核心素养之一在目标中单列一目，并在“目标要求”中作了具体阐释。具体表述如下：
总体目标中所涉内容
经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识
子目标中所涉内容
知识与技能：
有初步的实验操作技能，会用简单的实验仪器，能测量一些基本的物理量，具有安全意识，知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图表等描述实验结果，会写简单的实验报告。
过程与方法：
*经历观察物理现象的过程，能简单描述所观察物理现象的主要特征，能在观察和学习中发现问题，具有初步的观察能力及提出问题的能力。
*通过参与科学探究活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案，有控制实验条件的意识，能通过实验收集数据，会利用多种渠道收集信息，有初步的信息收集能力。
*经历信息处理过程，有对信息的有效性、客观性做出判断的意识，经历从信息中分析、归纳规律的过程，尝试解释根据调查或实验数据得出的结论，有初步的分析概括能力。
*能书面或口头表述自己的观点，能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，有初步的信息交流能力。
“科学探究”的界定
科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、 设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解 释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
目标要求
有科学探究的意识，能发现问题、提出问题，形成猜想与假设，具有初步的观察能力和提出问题的能力；能制订简单的科学探究 方案，有控制实验条件的意识，会通过实践操作等方式收集信息，初步具有获取证据的能力；能分析、处理信息，得出结论，初步具有对 科学探究过程和结果作出解释的能力；能书面或口头表述自己的观点，能自我反思和听取他人意见，具有与他人交流的能力。
四
课程内容
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2011版课标中，“科学探究”与“科学内容”并列，单列在三级内容标准之前，2022版课标将“科学探究”和“跨学科实践”一起，直接并入内容标准，作为第四、五个一级主题。
同时将2011版课标附录中的“必做实验”拆解扩充为本主题的下级主题，2011版的“探究七元素”不再单独列出。
2022版课标进而以“教学提示”的形式对“科学探究”的教学提出了建议，篇幅大于原有的几个一级主题。
内容概述
科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。将科学探究列入“内容标准”，旨在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和敢于创新的科学精神。
科学探究七要素
（见下文）
附录 学生必做实验
（见下文）
内容概述
一级主题“实验探究”包含测量类和探究类学生必做实验。这两 类学生必做实验相互关联，各有侧重，旨在体现物理课程实践性的特点，培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作和收集数据的能力、分析和处理数据的能力、解释数据的能力、表达和交流的能力， 引导学生学会学习、学会合作，培养学生严谨认真、实事求是的科学 态度。
内容标准（见下文）
2011版附录 学生必做实验
为了便于教学与评估，现列出以下学生必做的实验项目。
1. 用刻度尺测量长度、用表测量时间
2. 用弹簧测力计测量力
3. 用天平测量物体的质量
4. 用常见温度计测量温度
5. 用电流表测量电流
6. 用电压表测量电压
7. 测量物体运动的速度
8. 测量水平运动物体所受的滑动摩擦力
9. 测量固体和液体的密度
10. 探究浮力大小与哪些因素有关
11. 探究杠杆的平衡条件
12. 探究水沸腾时温度变化的特点
13. 探究光的反射规律
14. 探究平面镜成像时像与物的关系
15. 探究凸透镜成像的规律
16. 连接简单的串联电路和并联电路
17. 探究电流与电压、电阻的关系
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版课标“科学探究”内容标准：
4. 1测量类学生必做实验
4. 1.1用托盘天平测量物体的质量。
例1用托盘天平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用天平、量筒等测量小石块和盐水的密度。
4.1.3用常见温度计测量温度。
例3用实验室温度计测量水的温度，用体温计测量自己的体温。
4.1.4用刻度尺测量长度，用表测量时间。
例4用刻度尺测量物理教科书的长和宽，利用具有秒表功能的
设备测量自己脉搏跳动30次所用的时间。
4.1.5测量物体运动的速度。
例5用秒表和刻度尺，测量小球通过某段距离的速度。
4.1.6用弹簧测力计测量力。
例6用手拉动弹簧测力计体验1 N、2 N、4 N力的大小，测量 一本物理教科书所受的重力。
4.1.7用电流表测量电流。
例7用实验室指针式电流表，测量直流电路中的电流。
4.1.8用电压表测量电压。
例8用实验室指针式电压表，测量直流电路中的电压。
4.1.9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) 蜡块会漂浮在水面上，尝试用天平和量筒测量蜡块的密度。
(2) 用电子天平测量一些家用物品的质量，感受电子天平在操作上的优点，体会科技进步给人类生活带来的影响。
4.2探究类学生必做实验
4. 2.1探究水在沸腾前后温度变化的特点。
例1用酒精灯、烧杯、温度计等，探究水在沸腾前后温度变化 的特点。
4. 2. 2探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
例2用弹簧测力计、平板、细绳、长方体物块、棉布、毛巾等， 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
4.2.3探究液体压强与哪些因素有关。
例3用水、盐水、压强计等，探究液体压强与哪些因素有关。
4. 2.4探究浮力大小与哪些因素有关。
例4用水、盐水、金属块、弹簧测力计等，探究金属块所受浮 力与哪些因素有关。
4.2.5探究杠杆的平衡条件。
例5用杠杆、铁架台、钩码和弹簧测力计，探究杠杆平衡时动力、动力臂与阻力、阻力臂之间的定量关系。
4. 2.6探究光的反射定律。
例6用激光笔、平面镜、光屏及量角器等探究光的反射定律。
4.2.7探究平面镜成像的特点。
例7用蜡烛（或其他物品）、平板玻璃、刻度尺、白纸等，探究 平面镜成像时，像的大小、位置、虚实等有什么特点。
4. 2.8探究凸透镜成像的规律。
例8用蜡烛（或F形光源）、凸透镜、光具座、光屏等，探究凸 透镜成像时，像的正倒、大小、位置、虚实等与物距的关系。
4. 2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。
例9用小磁针、通电螺线管等，探究通电螺线管外部磁场的 方向。
4. 2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
例10用矩形线圈或单根导线、磁体、灵敏电流计等探究产生感应电流的条件。
4. 2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
例11用电流表和电压表，分别探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4. 2. 12探究电流与电压、电阻的关系。
例12用定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表等，探究电流 与电压、电阻的关系。
活动建议：
(1) 用可变焦距的眼睛模型，演示并说明近视眼、远视眼看不清 物体的原因。
(2) 尝试用力传感器探究影响浮力大小的因素或杠杆的平衡 条件。
【学业要求】
(1) 能通过物理实验建构物理概念，深化对物理规律的认识，领悟其内涵及相互联系；有将实验探究方法及安全操作规范等运用于解 决日常问题的意识，能根据所学知识和说明书等解决现实中的简单 问题。
(2) 知道科学探究会受到各种因素的影响，在实验中能关注主要 因素，忽略次要因素；能根据实验数据通过归纳推理获得探究结论; 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) 在实验中有发现问题、提出问题的意识；能根据实验目的设计实验方案，会正确使用已学实验器材收集数据，能遵守实验室规则，注意实验中的安全问题；能对收集的数据进行整理，归纳总结, 形成结论并作出解释；有合作交流的团队意识，能撰写简单的实螂告。
(4) 能初步体会物理研究是建立在观察和实验基础上的创造性工作；能通过实验获得结论，产生成就感，有学习物理的兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度；有节约资源、保护环境的责任感及自觉 行为。
【教学提示】
(1)教学策略建议
“实验探究”主题中所列三级主题，均为学生必做实验。教师应提前做好实验教学设计，准备好实验器材和场地等，规划好教学时间。教学中，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给学生创造动手实验的机会，以发挥实验的育人功能，促进学生核心素养的养成。
① 引导学生发现问题、提出问题，启发学生作出猜想与假设。尽量利用身边的情境引导学生去发现问题、提出问题。例如，用平面镜 将室外的阳光反射进教室，调整小镜子的摆放角度，可发现阳光进入 教室的角度、位置随之发生变化，引导学生思考太阳光的亮斑为什么 不是固定在某个位置，进而思考光的反射现象，提出反射是否会遵循 一定的规律。
② 关注对学生设计实验方案、收集证据能力的培养。注重发挥每 个学生的创新潜力，鼓励学生设计实验方案、自制实验器材、改进实验装置及操作方法，给学生提供自主探究的时间和空间。增加实验室开放时间，为有兴趣的学生提供场地、器材、指导等方面的支持，在确保安全的前提下，鼓励学生利用课外活动时间，在校内外利用简单的器材开展科学探究活动。
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 证的能力。例如：在探究杠杆的平衡条件时，引导学生思考为什么要 通过表格记录杠杆平衡时不同的动力、动力臂与阻力、阻力臂数值, 通过分析数据寻找定量关系——动力与阻力不同时，动力臂与阻力臂 也不同，但动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；组织学生 根据数据归纳出杠杆的平衡条件，讨论分析个别数据存在问题的原 因，分享更多数据，找到普遍规律。
④ 注重对学生交流合作、评估反思能力的培养。组织学生对实验方案、实验探究过程和结果等进行评估与交流，鼓励学生充分发表见 解，调动学生在探究活动中的积极性和主动性。例如：在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，会发现物块被拉动时难以保持匀速运 动，引导学生思考如何实现物块相对于不同接触面做缓慢匀速运动，以保证弹簧测力计示数等于物块所受滑动摩擦力的大小，组织学生交 流并改进；在探究电流与电压、电阻的关系时，让学生设计实验方案 并动手操作，发现问题后组织学生对器材或电路进行评估，找到改进 实验的方法。
(2)实验器材建议
“实验探究”主题中所列的实验，涉及的器材多与实验室或生活 中的器材有关。下面分别提出与测量类和探究类学生必做实验相关的 实验器材建议。
① 与测量类学生必做实验相关的器材：在测量物体质量时，可用托盘天平；在测量物体密度时，可用电子天平测量质量，以使实验更 加便捷；可用量筒和天平测量形状不规则的石块和蜡块的密度；在测量物体运动的速度时，可测量人步行的速度；用常见温度计测量温度时，可用实验室温度计测量棉手套内的温度和室内空气温度，并进行对比。
② 与探究类学生必做实验相关的器材：在探究浮力大小与哪些因 素有关时，可用相同大小的玻璃珠等进行实验；在探究杠杆的平衡条件时，可在杠杆两侧悬吊学生常见的物体使杠杆平衡，用弹簧测力计测量物体所受的重力，用刻度尺测量力臂；在探究凸透镜成像规律的 实验中，可用发光二极管等光源做成F形作为发光物屏，以判断像的 正倒和测量像的长度，可用刻度尺测量物距和像距；在探究导体在磁 场中运动产生感应电流的条件时，可用磁性较强的磁体进行实验；在探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点时，可用电阻、小灯泡 等不同的用电器连接串、并联电路，使用指针式仪表或数字式仪表测量电流和电压，探究出串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
五
课程实施
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课标的“课程实施”包括了“教学建议”“评价建议”“教材编写建议”“课程资源建设”，2022年版课标增设了“教师培训建议”。
在“教学建议”中，2011版课标曾用一半以上的篇幅强调了科学探究及探究式教学的必要性，2022版课标从更为宏观的视角提出了教学建议，一些提法值得注意，这里列出2022版课标涉及科学探究的全部内容，并摘取2011版中的相关论述作一比较。
*教学中应把科学探究能力目标进一步分解细化，并根据自己的教学实践，转化为具体的教学目标和教学设计。
*在科学探究中，教师不仅应关注让学生通过探究发现某些规律，而且应注重在探究过程中发展学生的探究能力，提高探索兴趣，增进对探究本质的理解，培养科学态度和科学精神。可让学生结合所学，研究一些小课题，制作一些小模型、小用具等，增强动手能力。
*做演示实验时，由于实验的操作者是教师，学生的主要任务是观察和思考，因此，教师应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思考和交流。
进行学生实验时，应让学生在理解实验方案的前提下，自己选择实验器材，组合实验装置，自主进行实验。
*在科学探究课结束前，教师应对学生的探究活动进行总结和评价，如分析哪些操作是正确的，哪些操作是错误的，并且说明为什么。
*在教学目标设计中应重视对学生科学探究能力的培养，同时关注实验探究对培养学生物理观念、科学思维、科学态度与责任的重要意义。
*注重“做中学” “用中学”——教师要努力通过活动帮助学生学习和运用知识，提升学生的操作 技能与探究能力。
*为切实发挥实验育人功能，教学中要特别注意以下问题。
演示实验教学应注意引导学生观察实验现象，启发学生积极思考 和交流。学生实验教学应引导学生自主进行实验，并鼓励学生用生活 中的常见物品做实验。
*测量类实验教学应引导学生了解测量原理，学习实验操作技能。探究类实验教学应以学生为主体，注重探究过程，激发学生兴趣，培养学生问题解决能力和创新精神。
*实验教学要关注实验原理的科学性、方案的可行性、实验器材的合理性、操作的安全性和规范性；指导学生真实、全面记录实验数 据，关注与预设结果相矛盾的信息；引导学生针对实验活动中的困难 或错误自主分析原因，积极思考并努力解决；引导学生对实验活动进行总结和评价，促进学生交流、评估、反思能力的提升。
相比于2011版课标，在2022版课标的“评价建议”中，直接涉及“科学探究”的内容较少，仅强调——“对探究式学习的评价，可从学生发现问题、提出问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、得出结论并作出解释、反思评估交流等活动中，收集真实反映学生探究能力、科学态度 等方面发展状况的证据，提高评价的真实性和准确性。”
在教材编写建议中，2022版课标在教材内容选择上强调要“有利于探究活动的开展”，具体表述如下，相比2011版更精炼了一些。
*教材应尽可能多地选择一些便于学生开展探究活动的内容。
*探究活动要有一定量的保证，这样才能培养学生探究的意识和能力。同时，探究活动要注意选择那些便于学生开展活动的内容进行探究，以便有效地保证探究活动的具体实施。
*教材应安排一些没有确定答案的开放性探究课题
教材应多选择一些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。教材中对探究活动的设计，应关注学生的 认知特点，由浅入深，循序渐进；既要对学生给予指导，又要适当留白，为学生自己动手创造空间；让学生通过查阅资料、动手实验等, 经历科学探究过程，体验科学探究乐趣，发展科学探究能力。
在“课程资源建设”上，两版课标主要在实验室资源和多媒体资源建设上涉及了实验探究。
*学校和教师应根据本标准的要求安排足够的学生实验和演示实验，以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，应提倡师生利用身边的物品、器具、材料等进行物理实验。
*随着科学技术的不断发展和应用，数字化实验室在中学物理实验中的应用也越来越广泛，有条件的学校可以利用这类仪器做一些用传统仪器不易做或不能做的实验。
*在计算机多媒体软件的使用中，应提倡使用智能型软件。这些软件是按照物理规律制作而成的，而不是简单的模拟。这种教学软件可以丰富学生对于物理情境的感性认识，深化对于科学规律的理解，同时也可以做一些中学实验室中不好完成或不能完成的实验。
*学校要配备专门实验室，配齐基本仪器设备；提倡师生利用身边 的物品、器具、材料等自主开发物理实验器材；有条件的学校可配备 数字化实验仪器，增强实验现象的可视化和实验数据釆集的实时化; 有条件的地区和学校可建设综合实验室。
学校和教师要充分利用各种实验器材和设备，安排足够的学生实 验和演示实验，指导学生开展感兴趣的拓展实验，合理安排跨学科实践。
*按照物理规律制作而成的智能型 软件，可用来做一些中学实验室中难以完成或不能完成的实验；智能 手机中装有多种传感器，可用于物理实验或检测。
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