核心素養(yǎng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)芻議

李燕

摘?要：核心素養(yǎng)是個(gè)人成長和發(fā)展過程中的所需關(guān)鍵能力和必備品格，近年來，中外各國都對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并且在各自的中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)或綱要中都做了相應(yīng)的規(guī)定和要求。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最能體現(xiàn)和培養(yǎng)科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度等核心素養(yǎng)，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生深度參與實(shí)驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的總結(jié)。

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

回歸物理教學(xué)本身的價(jià)值追求，結(jié)合2016年新《課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒行，物理核心素養(yǎng)的體現(xiàn)和培養(yǎng)，成為中學(xué)物理教學(xué)的應(yīng)有之義、主要抓手和目標(biāo)與訴求。高中物理教學(xué)的目標(biāo)，是要讓學(xué)生形成準(zhǔn)確的物理觀念，具有基本的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度，具備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究能力，以此關(guān)鍵能力奠定其終身發(fā)展的基礎(chǔ)。而常規(guī)的物理教學(xué)中，唯有實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能在學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成中，有所依托，有所著力。

一、 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達(dá)方式的基礎(chǔ)性學(xué)科?？梢哉f，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的生命線，是其不斷發(fā)展的原動(dòng)力。重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是物理學(xué)科自身特點(diǎn)的內(nèi)在要求。反觀傳統(tǒng)的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)尚不到位，實(shí)驗(yàn)探究的參與度不高。一些研究表明，中學(xué)生對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)不足，據(jù)相關(guān)調(diào)查問卷，有9%的學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)是否重要，有近6%的學(xué)生甚至認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)不重要。從中學(xué)物理教學(xué)的實(shí)際來看，演示實(shí)驗(yàn)中不少學(xué)生只是看熱鬧，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中部分學(xué)生所抱的也是玩一玩的態(tài)度。具體的教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)也被師生人為地取舍，與高考關(guān)系不緊密或者非高考重點(diǎn)，經(jīng)常被有意無意地忽略。

學(xué)生是教學(xué)的主體，學(xué)生的成長與發(fā)展，是一切教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是新的課程標(biāo)準(zhǔn)下物理核心素養(yǎng)的應(yīng)有之義，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度的重要途徑。同樣，傳統(tǒng)的高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一個(gè)問題，即實(shí)驗(yàn)基本由教師設(shè)計(jì)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的參與度偏低，關(guān)鍵能力養(yǎng)成不足。不論是演示實(shí)驗(yàn)，亦或是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，出于課堂效率與教學(xué)效果的考慮，物理教師選取一些所用時(shí)間較短、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明晰、誤差概率較小的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，以揭示某種物理現(xiàn)象或論證某些定理推論。學(xué)生是觀看或參與了實(shí)驗(yàn)，但是缺失了物理實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵要素的參與和體悟，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、材料取舍、影響實(shí)驗(yàn)成敗的因素等。此類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，似乎非常嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)又極為高效，但是對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維的養(yǎng)成來講，有多少實(shí)際意義，不遑多論。

這與物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，及其核心素養(yǎng)對(duì)高中物理教學(xué)的要求還有一定的差距。因此，我們要重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。從學(xué)科素養(yǎng)出發(fā)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)數(shù)量，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。

二、 突顯學(xué)生主體

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)生主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)所學(xué)知識(shí)意義的建構(gòu)過程，尤其強(qiáng)調(diào)個(gè)體是通過自身已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)結(jié)構(gòu)去建構(gòu)知識(shí)，而非被動(dòng)地等待知識(shí)的傳遞。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論，如行為主義、人本主義、認(rèn)知理論等，也從不同的角度探究了影響學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的因素，雖然側(cè)重不同，各有優(yōu)劣，但綜合起來，亦能揭示影響學(xué)習(xí)的一般因素。即學(xué)習(xí)是學(xué)生的個(gè)體自由和選擇，來自內(nèi)部或外部的刺激是學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這些長期從事學(xué)習(xí)行為研究的相關(guān)理論，都在強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性。而我們實(shí)際的教學(xué)工作中，也普遍發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)，尤其是高中階段的學(xué)習(xí)，主動(dòng)的自覺的學(xué)習(xí)行為，比起被動(dòng)地灌輸教學(xué)，更能讓學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵，習(xí)得比較好的學(xué)習(xí)能力，并養(yǎng)成更好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維品質(zhì)。核心素養(yǎng)提出，中學(xué)物理教學(xué)的目標(biāo)也是讓學(xué)生習(xí)得終身發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)。不論從哪個(gè)角度來看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位，都是毋庸置疑的。

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以從以下三個(gè)方面來突顯學(xué)生的主體地位和作用。一是，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開發(fā)。雖然高中生眼界不夠開闊、思維不夠縝密，但是他們富含活力和各種奇思妙想，只要教師啟發(fā)有效、引導(dǎo)得當(dāng)，學(xué)生的參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的熱情還是很高的。引導(dǎo)學(xué)生利用一些生活中常見常用的材料來完成有些實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理利用不同材料重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。二是，關(guān)注學(xué)生落實(shí)實(shí)驗(yàn)過程。由于個(gè)體的興趣和能力差異，班級(jí)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程中，難免有學(xué)生不認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生得不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至有學(xué)生利用器材大膽創(chuàng)新。此時(shí)，需要物理教師以終點(diǎn)激勵(lì)或新穎的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方式，激發(fā)學(xué)生興趣，協(xié)助學(xué)生認(rèn)真投入到實(shí)驗(yàn)過程中。三是，關(guān)注整個(gè)實(shí)驗(yàn)主體。學(xué)生展開的物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可謂五花八門。通常，物理教師所關(guān)注的往往是所謂的做得比較成功的實(shí)驗(yàn)樣本，并以此來給大家分析，而沒有得到較好實(shí)驗(yàn)效果的那類學(xué)生，不僅有種挫敗感，甚至連問題出在何處都不清楚。前一類學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的實(shí)驗(yàn)技能，找亮點(diǎn)鼓勵(lì)，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)成功的良好經(jīng)驗(yàn)即可。后一類學(xué)生才是更應(yīng)該著力關(guān)注的對(duì)象，引導(dǎo)他們分析實(shí)驗(yàn)不成功的原因，總結(jié)失敗的教訓(xùn)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和追求真理真知的科學(xué)精神，無一不來自無數(shù)次不成功實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和對(duì)預(yù)設(shè)結(jié)果的堅(jiān)定追求。

經(jīng)由高中三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸能自己設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)，葆有設(shè)計(jì)和開發(fā)實(shí)驗(yàn)的興趣，真正動(dòng)手參與到實(shí)驗(yàn)之中，知曉影響實(shí)驗(yàn)成敗的因素，且能通過自己的努力不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，那么能具備實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度等基本的物理學(xué)素養(yǎng)，才不是一句空話。

三、 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程

演示實(shí)驗(yàn)，在中學(xué)物理教學(xué)中，能鮮明的揭示物理現(xiàn)象，生動(dòng)的傳遞實(shí)驗(yàn)技能，有著不可或缺的作用。演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、器料選取、操作流程、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象等各個(gè)方面精挑細(xì)選，精益求精。其一，便于學(xué)生觀察，能讓學(xué)生清晰地觀察實(shí)驗(yàn)的全過程，包括儀器設(shè)備的組裝和操作的步驟，其二，突出操作過程，實(shí)驗(yàn)的操作過程，要干凈利落，不拖泥帶水，但在重點(diǎn)環(huán)節(jié)耐心細(xì)致地講解。其三，態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，組裝器材的先后順序，操作的具體步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋，不打折扣，一絲不茍。其四，演示器材多元化，2003年的課程標(biāo)準(zhǔn)也要求，教師應(yīng)該利用各種資源，積極地開發(fā)適合自己教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。利用身邊的鉛筆、橡皮、可樂瓶、注射器等材料，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，更能激發(fā)學(xué)生研究和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的興趣。其五，重在激發(fā)學(xué)生興趣，嘗試以趣味的演示實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)80、90年代，《中學(xué)物理教學(xué)參考》和《物理教師》等雜志上探討并分享了不少成功的案例，如高壓放電下籠中小鳥安然無恙、瓦碎蛋全等，事實(shí)證明也很有效果。其六，重視實(shí)驗(yàn)探究性，對(duì)于一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，物理教師要結(jié)合學(xué)情，適當(dāng)改動(dòng)，使之成為適合學(xué)生探究的實(shí)驗(yàn)，如牛頓第二定律和自由落體定律等，先讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，去觀察力與速度，質(zhì)量與速度的關(guān)系，給學(xué)生更多探究的機(jī)會(huì)和空間。

例如，陳霞等老師的《法拉第電磁感應(yīng)定律》一課，創(chuàng)造性地以自制的實(shí)驗(yàn)教具，引導(dǎo)學(xué)生去探究法拉第電磁感應(yīng)定律，在激發(fā)學(xué)生興趣，突出學(xué)生主體，引領(lǐng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和訓(xùn)練科學(xué)思維上，都起到了良好的效果。

四、 關(guān)注學(xué)生成長

學(xué)生的個(gè)體成長，是教育教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，也是其歸宿。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，尤其要關(guān)注學(xué)生的成長。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以從三個(gè)方面著力培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度。首先，要端正學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。幫助學(xué)生糾正應(yīng)試教育對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的偏見，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的學(xué)習(xí)的態(tài)度、探究的精神，參與物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。通過趣味實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生參與并自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。其次，要用心指導(dǎo)，嚴(yán)格要求，重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程。教師要以充分的時(shí)間，給學(xué)生講清楚實(shí)驗(yàn)的步驟和應(yīng)該注意的基本問題，啟發(fā)學(xué)生用心觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，督促學(xué)生認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)過程，填好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，引導(dǎo)學(xué)生分析概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。通過長期嚴(yán)格的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力，訓(xùn)練其科學(xué)思維及科學(xué)態(tài)度。再次，開發(fā)第二課堂，注重學(xué)生創(chuàng)新思維和意識(shí)的培養(yǎng)。動(dòng)員學(xué)生在課堂之外，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行相關(guān)的小實(shí)驗(yàn)、小制作，定期分享交流。以此鍛煉學(xué)生的知識(shí)轉(zhuǎn)化、動(dòng)手能力，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的基本能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的評(píng)價(jià)，也是關(guān)乎學(xué)生成長的重要因素。學(xué)習(xí)是內(nèi)在建構(gòu)的過程，也是外部刺激的結(jié)果。準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，對(duì)于激發(fā)學(xué)生深入?yún)⑴c物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，無疑是極為有利的。教師對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的評(píng)價(jià)，要從大處著眼，重點(diǎn)關(guān)注其成長與發(fā)展。個(gè)人的素養(yǎng)是多方面的，因此評(píng)價(jià)的時(shí)候，要通盤觀察，既看他實(shí)驗(yàn)中的有無嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度，也看他實(shí)驗(yàn)操作中的探究技能，還要關(guān)注他有無問題意識(shí)、創(chuàng)新精神。堅(jiān)持全面地評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的表現(xiàn)。同時(shí)，要注意發(fā)展性地評(píng)價(jià)學(xué)生。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的仔細(xì)觀察和記錄，從實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)的視角來評(píng)價(jià)學(xué)生的成長，捕捉其實(shí)驗(yàn)態(tài)度、觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作等方面今勝于昔的表現(xiàn)。以鼓勵(lì)的方式，助推學(xué)生科學(xué)態(tài)度、探究能力的成長。

綜上，由于物理學(xué)科自身注重實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，加之新的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，高中物理教學(xué)中，要更加重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要通過趣味實(shí)驗(yàn)、多元器材，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的熱情，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)、深度參與實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維，提高實(shí)驗(yàn)探究能力。此外，要以態(tài)度引導(dǎo)、過程落實(shí)和第二課堂，及其科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，關(guān)注并促進(jìn)學(xué)生的成長。

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