核心素養(yǎng)背景下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

程嬋容 陳金軒 吳學(xué)能 馮森平

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略

物理實(shí)驗(yàn)是有目的、有計(jì)劃地運(yùn)用儀器、設(shè)備，在人為控制條件下，使物理現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，從而進(jìn)行認(rèn)真觀測，獲取大量資料的一種科學(xué)研究方法[ 1 ] 。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)方面占有重要地位。本文談?wù)労诵乃仞B(yǎng)背景下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)三大策略。

1 ?問題驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

問題驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是在實(shí)驗(yàn)中教師以問題來創(chuàng)設(shè)各種不同情境，學(xué)生探尋解決方案的一種學(xué)習(xí)方法。以物理教材3-1的電學(xué)實(shí)驗(yàn)“多用電表的原理與使用”為例，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重難點(diǎn)，若教師在課堂上一味的進(jìn)行理論講解唱獨(dú)角戲，學(xué)生不僅難以接受教師所授知識(shí)，而且感覺枯燥無味，思維能力得不到提升。教師在布置學(xué)生預(yù)習(xí)作業(yè)的時(shí)候，可通過印發(fā)導(dǎo)學(xué)案的形式給學(xué)生拋出以下問題：

問題1：多用電表的外部有哪些部件？

問題2：多用電表的內(nèi)部主要有哪些部件？

問題3：如何將表頭改裝成不同量程的電流表？

問題4：多用電表直流電流檔的原理是什么？

問題5：如何將表頭改裝成不同量程的電壓表？

問題6：多用電表直流電壓檔的原理是什么？

問題7：依據(jù)什么原理將表頭改裝成直接測電阻的歐姆表？

問題8：歐姆表測量前為什么要進(jìn)行歐姆調(diào)零？

問題9：表盤的刻度值如何變換？

問題10：歐姆表的表盤刻度有什么特點(diǎn)？

問題11：歐姆表為什么要設(shè)置不同的倍率？

問題12：如何將不同功能的表共用一個(gè)表頭？

問題13：測電阻、電流、直流電壓時(shí)，電流流向有什么共同特點(diǎn)？

問題14：多用電表刻度盤怎么設(shè)置？

問題15：如何使用多用電表測量電流、電壓？

問題16：如何使用多用電表測量電阻？

這些精心設(shè)計(jì)好的問題，由淺入深，層層遞進(jìn)的囊括了本節(jié)課的所有教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在課堂上，教師以預(yù)習(xí)作業(yè)上的問題為導(dǎo)向，還可以讓學(xué)生通過自己的認(rèn)知去發(fā)現(xiàn)一些新的問題，探討問題并提出一些創(chuàng)造性的見解。問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度，容易激發(fā)起學(xué)生的好奇心與求知欲，活躍其思維[ 2 ]。采用這種教學(xué)策略教師應(yīng)擺正角色，大膽擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式，將自己定位成問題的提出者、課堂的設(shè)計(jì)師、思路的引渡人以及結(jié)果的評(píng)判師。

2 ?任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，教師將學(xué)習(xí)的內(nèi)容預(yù)先設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)小任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)過程中達(dá)成目標(biāo)，也可以采取分組的形式將小任務(wù)分工布置下去，讓人人有任務(wù)，組組有目標(biāo)。以3-2的“楞次定律”為例，教師可以有意識(shí)的設(shè)計(jì)十個(gè)不同層次任務(wù)，通過學(xué)生分組活動(dòng)，達(dá)成預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

任務(wù)1：梳理物理學(xué)史，體會(huì)物理學(xué)發(fā)展的艱辛與趣味。

任務(wù)2：分組探究感應(yīng)電流方向，完成任務(wù)表格。

任務(wù)3：以小組為單位討論，上臺(tái)展示和匯報(bào)探究成果。

任務(wù)4：分析感應(yīng)電流方向與原磁場方向的關(guān)系。

任務(wù)5：分析感應(yīng)電流方向與原磁場磁通量的變化方式的關(guān)系。

任務(wù)6：分析感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向的關(guān)系。

任務(wù)7：分析感應(yīng)電流磁場方向與原磁場磁通量的變化方式的關(guān)系。

任務(wù)8：分析內(nèi)在關(guān)系，總結(jié)內(nèi)在規(guī)律。

任務(wù)9：對(duì)楞次定律中“阻礙”二字的理解。

任務(wù)10：通過練習(xí)自我總結(jié)應(yīng)用楞次定律的步驟。

以小組任務(wù)分工的形式將這十個(gè)任務(wù)布置下去以后，教師要注意組織好小組交流合作與討論這項(xiàng)工作，并在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控小組活動(dòng)，提出一些建設(shè)性的意見。采用這種教學(xué)策略關(guān)鍵在于教師臻善任務(wù)設(shè)計(jì)，然后通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生自己去完成任務(wù)，歸納知識(shí)，鍛煉學(xué)生思維能力，提高分析能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

3 ?創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新素質(zhì)為基本取向的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)[ 3 ]。實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵在于要體現(xiàn)“新”，理念新，方案新，實(shí)驗(yàn)效果讓學(xué)生新奇。實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)要注意以下兩個(gè)方面。

3.1 ?在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上要盡量做到新奇

高中生都有強(qiáng)烈的好奇心，尤其是一些生活中與物理有關(guān)的現(xiàn)象更能激發(fā)他們的求知欲。課本很多經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)主要是課堂上教師按部就班的驗(yàn)證而已，毫無新奇。比如課本上的斷電自感實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果還算明顯，小燈泡確實(shí)閃了下然后逐漸熄滅。教師可嘗試創(chuàng)新：把實(shí)驗(yàn)中的小燈泡換成班上全體學(xué)生，教師開展游戲讓學(xué)生手拉手來代替小燈泡。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果當(dāng)然在教師的預(yù)設(shè)中，斷開電鍵的瞬間全班幾十位同學(xué)都驚叫出了聲音，因?yàn)樗麄兺瑫r(shí)有觸電的感覺，相信參加體驗(yàn)的學(xué)生會(huì)對(duì)本節(jié)的知識(shí)終生難忘?？梢钥闯鼋?jīng)過改進(jìn)創(chuàng)新后，該實(shí)驗(yàn)不但現(xiàn)象明顯，還能化枯燥為神秘，學(xué)生的內(nèi)心被震撼后求知欲自然而然的得到激發(fā)，將會(huì)更加努力地學(xué)習(xí)，對(duì)一節(jié)干電池使得他們同時(shí)觸電這一問題將一探究竟[ 4 ]。還比如，在探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)成以小游戲的方式開展探究。讓兩名同學(xué)上臺(tái)用筷子夾彈珠比賽，一分鐘的時(shí)間內(nèi)誰夾起的彈珠多誰獲勝，最后揭開面紗：獲勝的同學(xué)所用的筷子頭有用布纏住。學(xué)生通過小游戲明白了，摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)。再取來一個(gè)較軟的礦泉水瓶，裝滿水但瓶蓋未蓋，讓學(xué)生來挑戰(zhàn)將瓶子提起來且水不能溢出（不能提瓶口部位，只能提瓶身處），學(xué)生的興趣大增，看到其他同學(xué)都沒有挑戰(zhàn)成功，他們都想親試一把，結(jié)果發(fā)現(xiàn)教師布置的這項(xiàng)任務(wù)竟然是一項(xiàng)無法完成的任務(wù)！教師的創(chuàng)新讓學(xué)生通過自身體驗(yàn)理解了有摩擦力就一定有彈力，這些抽象的知識(shí)若直接告知學(xué)生，他們只能被動(dòng)的接受，根本無法理解，所以教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中若能多動(dòng)動(dòng)腦筋，嘗試創(chuàng)新將會(huì)帶來顛覆傳統(tǒng)的教學(xué)效果。

3.2 ?在實(shí)驗(yàn)效果上盡量明顯

比如對(duì)于作用力和反作用力，高一的學(xué)生剛接觸時(shí)總覺得應(yīng)該先有作用力，后有反作用力，如果我們能通過直觀的實(shí)驗(yàn)來推翻這個(gè)謬論，我想比讓學(xué)生死記結(jié)論效果要好得多。可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在長直平板玻璃上放兩輛小車，小車上固定兩塊磁鐵，先將他們移至較近位置，使他們的同名磁極相對(duì)，再同時(shí)放開雙手，學(xué)生可以看到兩輛小車同時(shí)開始遠(yuǎn)離對(duì)方，最后幾乎同時(shí)停止。這樣學(xué)生更易理解作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的。還比如研究物體的微小形變，教師用手拉彈簧或捏橡皮泥學(xué)生都看到了較明顯的形變，但當(dāng)用手壓硬質(zhì)的物體，比如講桌、玻璃瓶時(shí)，學(xué)生都異口同聲的回答沒有形變，因?yàn)樗麄兊娜庋劭床坏叫巫?，而這時(shí)候課本上將微小形變放大的實(shí)驗(yàn)很多中學(xué)不具備實(shí)驗(yàn)條件，沒有辦法演示給學(xué)生看，如果教師這時(shí)候只是灌輸給學(xué)生一個(gè)觀點(diǎn)：其實(shí)有形變，只是形變比較小，我們?nèi)庋劭床坏?。學(xué)生要么將信將疑，要么就記下了這個(gè)結(jié)論。教師可以找來一個(gè)裝滿水的輸液瓶（玻璃材質(zhì)），在蓋子上開一個(gè)小孔插入長長的吸管，再用力去按壓瓶身，會(huì)看到吸管里液柱上升了，如果在水里面滴一些紅墨水，效果就會(huì)更明顯。畢竟眼見為實(shí)，當(dāng)學(xué)生看到液柱上升的那一刻才相信了用手按壓玻璃瓶原來確實(shí)會(huì)產(chǎn)生微小的形變。

倡導(dǎo)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)探究，將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)變?yōu)閯?chuàng)造實(shí)驗(yàn)，這個(gè)過程其實(shí)是核心素養(yǎng)發(fā)展的必經(jīng)之路，也充分體現(xiàn)了物理學(xué)科的育人價(jià)值。采用這種教學(xué)策略在教學(xué)目標(biāo)明確“教什么”的基礎(chǔ)上，更要解決教師“如何創(chuàng)新教”和學(xué)生“如何創(chuàng)新學(xué)"的問題[ 3 ]。

把培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，是對(duì)廣大一線物理教師專業(yè)技能和素養(yǎng)的綜合性考驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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