基于物理學科核心素養(yǎng)下的高中物理實驗教學實踐研究

柳曉林

摘 要：物理核心素養(yǎng)是在素質教育背景下形成的新概念。它是在學生接受物理教育過程中形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品質和能力，是學生通過物理學習而內化的具有物理學科特性的品質。培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)是素質教育背景下非常重要的教學任務。

關鍵詞：物理學科;核心素養(yǎng);高中物理;實驗教學

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B

【文章編號】1008-1216（2019）12B-0086-02

實驗是物理學科必不可少的教學內容，讓學生參與實驗可增強學生對物理知識概念的認識，對提高學生物理課程學習質量具有重要意義。物理學科核心素養(yǎng)下，高中物理實驗教學可培養(yǎng)學生科學的思維品質，讓學生在參與實驗的過程中，培養(yǎng)自己質疑、探索以及創(chuàng)新的意識，這對學生思維能力的發(fā)展具有重要意義。

一、通過物理實驗形成學生物理觀念

學生對物理概念和規(guī)律的提煉和升華其實就是物理觀念，物理觀念是物理學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，借助物理實驗形成學生的物理觀念是一項非常有效的措施。舉例來說，教師引導學生學習人教版高中物理關于“合力”的知識點時，在參與“共點力的合成”實驗中，本次實驗涉及的步驟較多，實驗過程中需要記錄的數(shù)據(jù)也較多，如兩個分力和合力的大小和方向等，學生們在記錄的過程中會不會思考為什么要記錄？記錄的意義是什么？基于此，教師可以選取一組學生走到講臺為學生演示本次實驗。當學生對合力和分力記錄時，教師可以提問以下問題：“怎樣確定這個力是合力？如何定義合力？”“此實驗的目的是探究合力與兩個分力之間的關系，從效果上能替代幾個力的這個力就是合力嗎？”學生在理解上述問題時抓住概念中的關鍵詞“能替代”，能替代的前提必須是等效的，接著老師可以繼續(xù)提問：“力一旦作用在物體上，會發(fā)生什么？本次實驗中力產(chǎn)生的效果是哪一種？”“怎樣才能實驗等效的力呢？”通過實驗探究后，學生同時會發(fā)現(xiàn)：促使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變或者產(chǎn)生形變是力作用在物體上的效果體現(xiàn)。

二、通過物理實驗培養(yǎng)學生科學性思維

立足物理實驗培養(yǎng)學生的科學思維，可以促使學生以事實為依據(jù)，進行科學的推理，對得出的觀點或者結論提出質疑。舉例來說，在學習人教版高中物理“探究感應電流的產(chǎn)生條件”時，里面有個“探究磁通量變化與感應電流的方向關系的實驗”。開展這個實驗時，多數(shù)老師習慣讓學生在開展實驗的過程中填寫表格，這樣的實驗模式帶有較強的機械性，實驗效果也不理想。因此老師可以只要求學生記錄穿過線圈的磁場的方向和檢流計指針的偏轉方向，在此基礎上老師可以借助提問方式引發(fā)學生科學的思維活動，如“俯視時感應電流是何種方向”問題一經(jīng)提出，學生會發(fā)現(xiàn)有個重要的實驗步驟被忽視了，那就是首先要檢測出電流方向和檢流計指針偏轉方向之間的關系，然后將線圈中磁場的方向和線圈中感應電流的方向加入表格，最后再根據(jù)指針偏轉方向確定出感應電流的方向，最后才能得出磁通量變化方向與感應電流方向的關系。但是兩個不同的物理量在比較時不能簡單加以描述。

三、通過物理實驗培養(yǎng)學生科學探究意識

在物理實驗中探究能力涉及的內容較多，比如提出問題、解決問題的能力、做實驗的能力、論證實驗結論的能力以及合作交流的能力等。舉例來說，在學習人教版高中物理關于“加速度與力的關系”實驗時，需要將小車的合外力以及加速度測出來，在測小車的加速度時可以使用到的器材有DIS位移傳感器和光電門傳感器。將小車由靜止釋放到運動到傳感器之間的距離用尺子測量出來，該環(huán)節(jié)需要涉及的原理是v2t=2as，而在使用光電門傳感器時，可以將兩個光電門傳感器之間的距離用尺子測量出來，期間涉及的原理為v2t-v20=2as，此外還可以采用兩個光電門，并測量小車在兩個光電門之間運動所要耗費的時間，該環(huán)節(jié)涉及的原理為v=v0+at。并用鉤碼的重力來代替小車受到的合外力。上述實驗在設計時，要求教師有專業(yè)的物理素養(yǎng)，并善于站在學生的視角去引發(fā)學生的思考，逐步讓學生探索實驗。期間教師可以設計以下問題：“如果鉤碼質量大于小車總質量，此時圖線會發(fā)生何種變化，該用什么器材才能確保測出來的合外力更準確？”學生在探究后會得出：如果鉤碼質量大于小車總質量，此時的曲線會呈彎曲狀態(tài)，此時的加速度與重力加速度是越來越接近的。為了測得更為準確的合外力，可以使用力傳感器。通過上述的實驗設計，教師要引導學生將不同的實驗步驟和實驗方法靈活運用，提高學生創(chuàng)造性思維能力及實驗探究能力。這樣做有效地提高了實驗教學效果，并培養(yǎng)了學生從不同方面思考問題的意識，由此強化了學生的探究技能。

四、通過物理實驗強化學生責任意識

物理是一門與生活有緊密聯(lián)系的自然學科，生活中的好多問題可以借助物理知識來解決。

綜上所述，高中物理實驗是物理學科非常重要的內容之一，立足物理實驗教學可很好地培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)，同時對培養(yǎng)學生科學性思維、探究性意識以及社會責任感具有重要意義。

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