基于核心素養(yǎng)提升的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

彭明河

摘 要：核心素養(yǎng)與學(xué)生的個(gè)人發(fā)展息息相關(guān)，學(xué)生具備良好的核心素養(yǎng)，不僅有助于其學(xué)習(xí)效率的提高，還有助于鍛煉其解決問(wèn)題的能力。教育教學(xué)是教導(dǎo)學(xué)生立德樹人的一項(xiàng)大工程，而物理學(xué)科作為關(guān)乎到社會(huì)生活的一個(gè)重要學(xué)科，其教學(xué)方式不應(yīng)當(dāng)僅僅局限于教授知識(shí)，還應(yīng)當(dāng)與核心素養(yǎng)結(jié)合，培養(yǎng)新一代的青年學(xué)生。本文圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，舉出物理教學(xué)中的具體案例，具體探討如何進(jìn)行高效的物理教學(xué)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；教學(xué)案例；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

核心素養(yǎng)已成為現(xiàn)代教育教學(xué)的理念，核心素養(yǎng)不同于一般的普通素養(yǎng)，它注重學(xué)生自由而全面的發(fā)展以及學(xué)生各方面能力的提高，可以說(shuō)核心素養(yǎng)是一種全面的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的、科學(xué)的素養(yǎng)。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要是指學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[ 1 ] 。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于社會(huì)成員的要求也越來(lái)越高，核心素養(yǎng)貫穿到了教育教學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，物理學(xué)科作為一門重點(diǎn)學(xué)科，其教育教學(xué)具備的核心素養(yǎng)理應(yīng)在教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中得到切實(shí)貫徹。

1 物理學(xué)科核心素養(yǎng)

1.1 物理學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)

物理學(xué)科是解釋生活中的一些現(xiàn)象，表明一些原理，探求物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，物理教學(xué)的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象并且追根溯源的能力，激發(fā)學(xué)生的好奇心，鍛煉學(xué)生的思考能力與實(shí)踐能力，甚至更進(jìn)一步，促進(jìn)生活的發(fā)展與進(jìn)步。

1.2 物理學(xué)科的核心素養(yǎng)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中逐步形成的行為習(xí)慣與關(guān)鍵能力[ 2 ]。核心素養(yǎng)對(duì)于促進(jìn)學(xué)生自由而全面的發(fā)展、自主且終身的發(fā)展具有重要意義，那么物理學(xué)科的核心素養(yǎng)又體現(xiàn)在哪些方面呢？

首先，我認(rèn)為學(xué)生對(duì)于物理應(yīng)當(dāng)有一定的認(rèn)識(shí)，即物理觀念的形成，物理觀念包括學(xué)生對(duì)于物理是個(gè)什么樣的學(xué)科、涉及到哪些方面的內(nèi)容有概括性的認(rèn)識(shí)，能夠?qū)ι钪械默F(xiàn)象進(jìn)行物理性的思考，明確其中的原理。其次，學(xué)生對(duì)物理有了概括性的認(rèn)識(shí)，就應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)象以及原理進(jìn)行科學(xué)的思考，即具備科學(xué)思維，物理學(xué)科當(dāng)中涉及到多種思考與解決問(wèn)題的方法，例如等效法、物理模型法、對(duì)稱法以及整體法與隔離法等等，學(xué)生掌握了這些物理方法，在解決問(wèn)題的過(guò)程當(dāng)中就會(huì)做到思路清晰、事半功倍。再次，物理的原理是從現(xiàn)象當(dāng)中得出來(lái)的，不是人們憑著腦袋思考就可以了解明白的，因此物理核心素養(yǎng)還包括實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生要?jiǎng)邮肿鰧?shí)驗(yàn)，從實(shí)踐中感知真理。最后，學(xué)生還應(yīng)當(dāng)具有實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，明確自己在社會(huì)當(dāng)中的責(zé)任，做到學(xué)有所用，即具有科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。物理教育價(jià)值在于讓學(xué)生養(yǎng)成這四個(gè)方面的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生具備物理觀念、科學(xué)的思維、實(shí)驗(yàn)探究的方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神。

2 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

下面將舉出高中物理教學(xué)當(dāng)中用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度與加速度的實(shí)驗(yàn)案例，闡明在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中應(yīng)該注意哪些問(wèn)題以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

2.1 確立課程目標(biāo)

課程目標(biāo)是教師在上課之前對(duì)于這節(jié)課要教授哪些內(nèi)容以及如何教授這些內(nèi)容進(jìn)行一定的思考與安排，為上課做好充分的準(zhǔn)備工作，教師明確課程目標(biāo)，在教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中就會(huì)做到胸有成竹，課堂效率也會(huì)有所提高。

用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度與加速度這一實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)就在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，掌握測(cè)量瞬時(shí)速度與加速度的方法，以及理解速度隨時(shí)間的變化圖象。

2.2 情境導(dǎo)入

情景導(dǎo)入的方法能夠帶領(lǐng)學(xué)生初步的了解課題，對(duì)生活中的一些現(xiàn)象產(chǎn)生好奇：為什么會(huì)發(fā)生這樣的情景？物理知識(shí)本就十分的抽象，將物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，學(xué)生更容易把握與理解。

例如學(xué)生在進(jìn)行800米體質(zhì)測(cè)試的時(shí)候，學(xué)生跑完全程，要想達(dá)到一定的合格標(biāo)準(zhǔn)，必須要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，為此要注意跑步時(shí)的速度以及最后沖刺時(shí)的加速度。通過(guò)這樣的情境導(dǎo)入就可以讓學(xué)生初步了解到速度與加速度能夠發(fā)揮什么樣的作用。

2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.3.1 了解實(shí)驗(yàn)原理

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器究竟是以什么樣的方式測(cè)出物體的速度與加速度？上課的時(shí)候?qū)W生難免會(huì)對(duì)此感到疑惑，如果老師不講解這其中的原理，那么學(xué)生就會(huì)囫圇吞棗地將實(shí)驗(yàn)按照步驟草草地應(yīng)付過(guò)去。教學(xué)應(yīng)當(dāng)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模虼藢W(xué)生首先就要對(duì)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理有一定的了解。

圖1是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接的是4-6V的交流電源，在電源接通之后，電路中會(huì)產(chǎn)生電流，電流會(huì)對(duì)線圈和磁鐵的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的影響，在永久磁鐵與線圈的相互作用與配合之下，振片便會(huì)上下震動(dòng)，振針與振片連接在一起，當(dāng)振片上下震動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致振針上下震動(dòng)，通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩埰洗虺鲆幌盗械狞c(diǎn)。如果紙帶靜止不動(dòng)，即紙帶不具有速度的時(shí)候，振針打出的點(diǎn)就會(huì)聚集在紙帶的一處，如果紙帶是運(yùn)動(dòng)的，即知道具有速度的時(shí)候，那么振針打在紙帶上的點(diǎn)就會(huì)是分散的。交流電源具有一定的頻率，通常情況下，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電源頻率為50Hz，即每隔0.02s就會(huì)在紙帶上打出一個(gè)點(diǎn)，而兩者之間的距離x可以通過(guò)直尺測(cè)量出來(lái)，根據(jù)平均速度等于位移與時(shí)間的比值就可以測(cè)量出物體運(yùn)動(dòng)的平均速度，根據(jù)平均加速度等于速度的變化與時(shí)間的比值就可以測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均加速度。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟

學(xué)生之所以要了解實(shí)驗(yàn)步驟，是為了讓學(xué)生具備良好的科學(xué)態(tài)度，在試驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中做到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)步驟一旦錯(cuò)誤，那么所得出的結(jié)果結(jié)論也會(huì)是錯(cuò)誤的。老師可以在講解實(shí)驗(yàn)步驟的時(shí)候順便講解為什么要先做這一步，再做那一步。在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生去感受物理現(xiàn)象發(fā)生的原因，借此培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

例如就接通電源還是先放下紙帶這個(gè)問(wèn)題，老師可以鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，如果先放下紙帶會(huì)有什么樣的結(jié)果，以及先接通電源為什么合理，并且讓學(xué)生把這兩種結(jié)果都實(shí)驗(yàn)一遍，進(jìn)行對(duì)比分析，用事實(shí)說(shuō)話，更加地具有可信度，教導(dǎo)學(xué)生不要通過(guò)自己的主觀想法隨意得出結(jié)論，而應(yīng)當(dāng)通過(guò)實(shí)踐得出科學(xué)的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中由于各種因素會(huì)出現(xiàn)結(jié)果的偶然性，因此要進(jìn)行多次試驗(yàn)減少誤差。學(xué)生應(yīng)當(dāng)意識(shí)到結(jié)論得出的過(guò)程不是偶然的，而是進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到的，做實(shí)驗(yàn)要實(shí)事求是，切不可投機(jī)取巧，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

最后，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)要進(jìn)行計(jì)算分析，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，運(yùn)用比較分析的物理學(xué)習(xí)方法，得出合理的結(jié)論。教師要做的不是迫切的把知識(shí)教導(dǎo)給學(xué)生，而是應(yīng)該循循善誘，回歸到最原始的狀態(tài)，讓學(xué)生了解結(jié)論是通過(guò)怎樣的實(shí)踐與思考得出來(lái)的。

另外，在進(jìn)行速度測(cè)算后，還應(yīng)當(dāng)在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的拓展，即知道如何測(cè)量速度與瞬時(shí)加速度之后，讓學(xué)生思考如何進(jìn)行物體運(yùn)動(dòng)整個(gè)過(guò)程中的加速度測(cè)量，或者是否能夠在各種情況之下測(cè)出物體的加速度，還是要具備哪些條件才能測(cè)出整體加速度？老師應(yīng)當(dāng)積極地對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，讓學(xué)生自己去探索，而不是一味地灌輸知識(shí)，這樣對(duì)于學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)沒有絲毫的意義。

3 教學(xué)反思

物理學(xué)科教授給學(xué)生的不僅僅是物理知識(shí)，還有探索知識(shí)的過(guò)程，實(shí)事求是、一絲不茍的態(tài)度。物理學(xué)習(xí)注重的不是最終的結(jié)果正確與否，而是對(duì)于物理學(xué)習(xí)的態(tài)度，學(xué)生積極思考、敢于實(shí)踐、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，如果學(xué)生在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中具備了這些素養(yǎng)，那么在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中遇到難題就會(huì)做出正確的選擇與處理。

至于如何進(jìn)行有效的物理課堂教學(xué)，將核心素養(yǎng)貫徹到學(xué)生當(dāng)中，就要靠教師們的教學(xué)方法了。針對(duì)高中學(xué)生，老師要給予學(xué)生發(fā)揮自己能動(dòng)性的空間，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己的事情，思考是學(xué)生自己的思考，實(shí)踐是學(xué)生自己的實(shí)踐，老師只是在這一過(guò)程當(dāng)中扮演著引導(dǎo)者和糾錯(cuò)者的角色，這一點(diǎn)是所有教師必須深刻認(rèn)識(shí)到的問(wèn)題。

只有在實(shí)踐與探究的過(guò)程當(dāng)中獲得知識(shí)，才能轉(zhuǎn)化成為人的素養(yǎng)。物理與人民們的生活息息相關(guān)，學(xué)生樹立起對(duì)物理學(xué)科的興趣，具備物理核心素養(yǎng)，對(duì)于個(gè)人的發(fā)展以及社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要，老師們?nèi)沃囟肋h(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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