關(guān)于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的幾點(diǎn)思考

徐靈云

【摘要】 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出， “高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)， 高中物理課程一定要突出物理學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用”。本文旨在結(jié)合高中生的認(rèn)知特點(diǎn)和物理實(shí)驗(yàn)的特性探討如何在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】 科學(xué)質(zhì)疑素養(yǎng) 科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)和科學(xué)量化素養(yǎng) 科學(xué)猜想素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711（2017）06-110-010

“今日之物理，明日之技術(shù)”，從智能手機(jī)、ipad到“神十”天空對(duì)接、量子通信衛(wèi)星，無(wú)不說(shuō)明：物理重要，物理有用?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》指出，“高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)”，并明確指出，高中物理課程一定要“突出物理學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用”。

物理課要有“物理味”，就要做到有“物”有“理”，格物致知，因此要發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)功能，使物理教學(xué)真正成為有源之水、有本之木。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，做實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、探索物理規(guī)律和體驗(yàn)物理樂(lè)趣的重要途徑。利用高中物理中豐富的實(shí)驗(yàn)資源培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是一條非常理想的有效途徑。本文旨在結(jié)合高中生的認(rèn)知特點(diǎn)和物理實(shí)驗(yàn)的特性探討如何在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

物理實(shí)驗(yàn)的普遍性和實(shí)踐性，決定了科學(xué)素養(yǎng)滲透的重要性。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)參與興趣和提高學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的操作素養(yǎng)外，還要根據(jù)各種不同類(lèi)型物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)有計(jì)劃地滲透更全面的科學(xué)素養(yǎng)。高中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)大致可分為三種：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)。

一、巧用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)質(zhì)疑素養(yǎng)

高中階段的學(xué)生已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)，但是他們都處于人生觀的成長(zhǎng)期。好奇和質(zhì)疑是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的兩大特色。如何培養(yǎng)學(xué)生大膽的科學(xué)質(zhì)疑素養(yǎng)？這一直是傳統(tǒng)教學(xué)中沒(méi)有解決的難題。巧妙運(yùn)用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)就能很好地解決這一問(wèn)題。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就是用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論。高中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》、《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》、《驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律》等三個(gè)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。平行四邊形定則、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律是高中物理中最重要的規(guī)律。也是師生們解決物理難題時(shí)常用的法寶。如何使學(xué)生們能夠心服口服地相信這些陌生的結(jié)論？如何使學(xué)生們能夠放心大膽地運(yùn)用這些結(jié)論？既然這些規(guī)律的準(zhǔn)確性是毋庸置疑的，其重要地位是不可撼動(dòng)的，那么它們肯定是千錘百煉、久經(jīng)考驗(yàn)的真理。若允許學(xué)生們懷疑這些規(guī)律正確性，利用他們的好奇心和懷疑心理及時(shí)地進(jìn)行調(diào)動(dòng)和引導(dǎo)，就能培養(yǎng)學(xué)生的大膽科學(xué)質(zhì)疑素養(yǎng)。譬如把《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》改換成力合成時(shí)難道真的符合平行四邊形定則么？把《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》改換成機(jī)械能守恒定律真的存在么？把《驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律》改換成動(dòng)量守恒的條件真的是系統(tǒng)所受合外力為零么？在一連串的質(zhì)疑中，學(xué)生已經(jīng)不再拘泥于課本實(shí)驗(yàn)的目的，他們自己設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)行觀察、操作和記錄，最后通過(guò)對(duì)比得出結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生親身感受探索中的困難和探索成功后的喜悅，能進(jìn)一步促使學(xué)生形成從容耐心的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

二、妙用測(cè)量性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)和科學(xué)量化素養(yǎng)

高中階段的學(xué)生都處于科學(xué)價(jià)值觀的成長(zhǎng)期?！案裎镏轮笔钦麄€(gè)物理學(xué)科的核心內(nèi)容。“學(xué)以致用”是學(xué)生學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力來(lái)源。兩者相結(jié)合就能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)和科學(xué)量化素養(yǎng)。高中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量性實(shí)驗(yàn)正好為此提供了有效的途徑。測(cè)量性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理均為相關(guān)物理公式的直接運(yùn)用或引申應(yīng)用。通過(guò)做測(cè)量性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理中的理論和實(shí)際應(yīng)用是不可分割的有機(jī)整體，實(shí)踐以理論作指導(dǎo)，實(shí)踐是理論的實(shí)際價(jià)值的體現(xiàn)。由此促使學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀的形成。如表格所示。

另外，測(cè)量性實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一些精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)得出最后結(jié)論的。通過(guò)五個(gè)測(cè)量性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)研究可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)量化的素養(yǎng)。

三、著重于探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)猜想素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)

新課程下的物理實(shí)驗(yàn)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究方法和科學(xué)探究素養(yǎng)。探究性實(shí)驗(yàn)就是用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究未知的結(jié)論。學(xué)生在未知結(jié)論時(shí)，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生大膽假設(shè)合理猜想，讓他們采取有效的實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生細(xì)心體會(huì)理論和實(shí)際的聯(lián)系。在探索過(guò)程中，學(xué)生不僅能從實(shí)驗(yàn)中探究結(jié)論，此過(guò)程往往給學(xué)生帶來(lái)情感效應(yīng)，促使學(xué)生由短暫的好奇轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的探索。這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)可以更好地使學(xué)生學(xué)到科學(xué)探究方法，并從中得到思維和能力的發(fā)展，從而更好地提高他們的科學(xué)探究素養(yǎng)。高中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的探究性實(shí)驗(yàn)包括探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、探究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、探索彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系等。研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)教師可先讓學(xué)生預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的位移、速度和時(shí)間的關(guān)系。譬如正比、反比、一次函數(shù)、二次函數(shù)等按先易后難的順序進(jìn)行合理假設(shè)與推測(cè)。再采用控制變量法進(jìn)行探究。以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生掌握探究問(wèn)題的基本步驟和基本方法，并在今后的教學(xué)中逐漸滲透這一思想，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

總之，通過(guò)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，同時(shí)也要在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。只有掌握物理科學(xué)探究方法，提高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，才能夠適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]中華人民共和國(guó)教育部《物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》北京師范大學(xué)出版社2002年.

[2]《走出高中物理教學(xué)難的誤區(qū)》張茂昌清華大學(xué)出版社.