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基于高中物理核心素养的研学实践教育案例研究

摘要：通过分析校外研学活动与校内科学竞赛案例，探讨如何通过实践活动提升学生的物理学科核心素养。研究采用案例研究法，结合定性与定量数据分析，评估学生在参与实践活动中的表现和学习成果。结果表明，研学实践活动有效促进了学生的创新思维、问题解决能力和团队合作能力的发展，并显著提高了他们的物理学科理解和应用能力。研究强调了实践教育在高中物理教学中的重要性，具有一定的教育意义和实践价值。

关键词：高中物理；核心素养；研学实践；科学竞赛；教育案例

通信作者：谢奔峰（1978—），男，广西壮族自治区北流市高级中学。

物理学科核心素养包括科学探究、物理建模、批判性思维和创新能力等，能帮助学生理解物理原理，解决实际问题，是高中物理教育改革的关键目标。随着新课程标准的实施，物理教学不再局限于知识传授，而是更注重培养学生的综合能力，尤其是将物理知识应用于实际情境中的能力。

在物理教学中，研学实践活动能够帮助学生将理论知识与实际情境相结合，激发他们的探究兴趣和提升解决问题的能力。本研究结合我校开展的校外研学活动（如参观灯笼桥、圭江明珠大桥等）以及校内科学竞赛项目（如纸桥承重、落体缓降和水火箭制作等），探讨如何通过实践活动提升学生的物理核心素养，进而推动物理教学改革和素养教育的创新。

一、研究背景

（一）物理学科核心素养的研究现状

物理学科核心素养是新课程改革的重要目标，涵盖科学探究、物理建模、批判性思维和创新能力等方面［1］。物理学科核心素养不仅是对学生知识掌握的要求，更强调学生在学习过程中如何运用所学知识解决实际问题。特别是在面对复杂问题时，培养学生的创新思维、批判性思维以及系统分析能力显得尤为重要。然而，尽管对于核心素养的框架和理论已有较为完善的探讨，但关于如何在高中物理教学中实现这些素养的具体实践案例仍较为匮乏，尤其是在具体教学情境下如何有效地融合这些核心素养，尚缺乏系统性和具备良好可操作性的研究成果。

（二）研学实践教育的研究现状

研学实践教育通过让学生参与实际探究活动，成为提升学生综合素养的有效途径［2］。在物理学科中，校外考察与校内比赛有助于学生将理论与实践相结合，但现有研究多集中在课堂教学，缺乏系统的研学活动分析，尤其是实践活动的具体设计和实施。

（三）研究总结

尽管研学教育和核心素养培养在物理教育领域中已得到一定研究，但针对具体教学案例和实践活动的系统分析较为稀缺。本研究通过多个案例分析，探讨研学实践活动如何在不同情境下促进物理学科核心素养的提升，为物理教学提供实践指导［3］。

二、研究方法

（一）研究设计

研究采用案例研究法，需要明确研究的目标、对象和研究周期。

（二）数据收集方法

定性数据：通过访谈法、课堂观察法和学生作品分析法收集数据，分析学生在活动中的参与表现、问题解决过程和科学思维能力。

定量数据：通过学生作品评分（如纸桥承重、落体缓降装置、水火箭等），评估学生的物理学科核心素养的提升情况。

三、案例实施

（一）校外研学活动实施

1.小组分配与任务安排

学生分为3个小组，每组7—9人，任务包括：方案设计，设计实验方案或展示内容；数据收集，查阅资料、收集数据；实验操作，执行操作并记录数据；汇报准备，整理研究结果并展示。

2.任务安排表

教师在活动开始前提供任务说明书，列出目标和所需材料。研学活动的时间安排如下表1。

（二）校内科学竞赛活动实施

1.竞赛项目介绍

高二年级竞赛项目：

铁丝陀螺：涉及转动惯量、角动量和力矩。

投石机：涉及抛物线运动、力学原理和能量转化。

高一年级竞赛项目：

纸桥承重：涉及材料力学和结构设计。

落体缓降：研究轨道形状、倾斜角度和滑动摩擦力对下落时间的影响。

水火箭制作：涉及气体压力、喷射原理和运动学。

2.任务要求与材料

落体缓降项目：钢球、卡纸、透明胶等。

纸桥承重项目：70克A4纸、文具胶水、测重车等。

竞赛要求学生根据提供的材料制作模型，按要求进行测试并提交作品。

3.竞赛展示与结果

学生按班级组成小组，通过查阅资料和设计草图完成项目，提交作品进行审核。在学校礼堂开展展示比赛，每个小组依次汇报设计思路、实验过程和成果。评审组根据表现打分并公布成绩，根据排名，学生按比例获得一等奖、二等奖和三等奖，并在礼堂举行颁奖仪式。通过这样的动手实践活动，学生不仅学到了物理原理，提升了物理核心素养，还在实际操作中提升了问题解决能力和团队协作精神。

四、研究结果与讨论

（一）活动对学生核心素养的影响

通过研学活动和科学竞赛的实施，学生在多个方面的能力得到了显著提升，特别是在创新思维、问题解决能力和团队合作能力这些在物理学科核心素养中占据重要位置的方面。

第一，创新思维的培养。在本研究中，创新思维的培养贯穿于所有研学活动和竞赛项目。例如，在“纸桥承重”项目中，学生不仅需