核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

王益鑫

摘? 要：物理是一門自然科學(xué)，探究的是自然現(xiàn)象和自然界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。作為高中階段的重要學(xué)習(xí)科目，學(xué)生普遍認(rèn)為物理這門學(xué)科較難，不愿主動(dòng)學(xué)習(xí)。這因?yàn)槲锢韺儆诳茖W(xué)范疇，且形式較為抽象化，學(xué)生的思維若不夠敏捷很難掌握學(xué)習(xí)物理的技巧，這就要求高中物理教師將核心素養(yǎng)作為一切教學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是其中重要的組成部分，教師通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和完善推進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的積累和理性思維的創(chuàng)新能力。

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

一、緣起與意義

我國(guó)新一輪的高中課程改革，呼應(yīng)了聯(lián)合國(guó)教科文組織、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織，以及歐盟等國(guó)際組織所倡導(dǎo)的教育及課程改革的潮流，也是以“核心素養(yǎng)” 統(tǒng)領(lǐng)高中課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)和課程實(shí)施。

教育部在2014年3月印發(fā)的《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）中首次提出了“核心素養(yǎng)體系”概念，并將這一概念擺在深化基礎(chǔ)教育課程改革、落實(shí)立德樹人目標(biāo)的基礎(chǔ)地位，成為我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的靈魂。

《意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)要根據(jù)學(xué)生的成長(zhǎng)規(guī)律和社會(huì)對(duì)人才的需求，把對(duì)學(xué)生德智體美全面發(fā)展總體要求和社會(huì)主義核心價(jià)值觀的有關(guān)內(nèi)容具體化、細(xì)化，深入回答“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”的問(wèn)題。

因此，本次的高中課程改革就要提出學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)體系，給出“ 核心素養(yǎng)”的概念界定。明確指出：“學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過(guò)程中，應(yīng)逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展與社會(huì)發(fā)展的人格品質(zhì)和關(guān)鍵能力”。根據(jù)《意見(jiàn)》要求，教育部課程中心組織高中各學(xué)科《課程標(biāo)準(zhǔn)》 研制組研究制定高中各學(xué)科的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，明確提出學(xué)生在各年級(jí)各學(xué)科的學(xué)習(xí)中應(yīng)達(dá)成的核心素養(yǎng)要求。

核心素養(yǎng)是對(duì)國(guó)家教育總體目標(biāo)的具體化，是高中課程體系和各學(xué)科教學(xué)目標(biāo)制定的依據(jù)。核心素養(yǎng)可以更好地糾正過(guò)去教育的偏差，比前一輪課程改革提出的三維目標(biāo)更適合當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展。

由北京師范大學(xué)林崇德教授領(lǐng)銜，華南師范大學(xué)、河南大學(xué)、山東師范大學(xué)、遼寧師范大學(xué)共同承擔(dān)的《我國(guó)基礎(chǔ)教育和高等教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)總體框架研究項(xiàng)目》研究成果中，提出的“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系”的總框架包括：社會(huì)參與、自主發(fā)展和文化修養(yǎng)三個(gè)領(lǐng)域、十項(xiàng)核心素養(yǎng)指標(biāo)，如以下方框圖所示。

在“核心素養(yǎng)體系”的整體框架基礎(chǔ)上，提出高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，共有四個(gè)維度：物理觀念和應(yīng)用、科學(xué)思維和創(chuàng)新、科學(xué)探究和交流、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。各維度主要包含的各要素形成如下的學(xué)科素養(yǎng)體系。

在即將頒布的新高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)上述四個(gè)維度的核心素養(yǎng)達(dá)成水平都提出了參考評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)維度都劃分為從“水平一”到“水平五”共五個(gè)等級(jí)。

由于核心素養(yǎng)具有綜合性、跨學(xué)科的特點(diǎn)，所提出的關(guān)鍵指標(biāo)的是通過(guò)各學(xué)科教學(xué)都可以育成，也是學(xué)生的發(fā)展最重要的東西。因此高中物理所提出的核心素養(yǎng)的各個(gè)要素，實(shí)際上也都是服務(wù)于學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)體系。例如：核心素養(yǎng)體系中的“語(yǔ)言”素養(yǎng)的概念，就不再是語(yǔ)文、外語(yǔ)等語(yǔ)言學(xué)科所專有，這一概念的特點(diǎn)是有效的表達(dá)和交流，是一種廣義的語(yǔ)言概念，遠(yuǎn)超了語(yǔ)言學(xué)科的范疇。高中物理教育在“語(yǔ)言”素養(yǎng)的培養(yǎng)上，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的“語(yǔ)言與交流”素養(yǎng)為“核心素養(yǎng)體系”服務(wù)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生有機(jī)運(yùn)用文字語(yǔ)言、代數(shù)語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言和圖像語(yǔ)言表述物理問(wèn)題，力求邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、條理清晰地把自己的研究或思考結(jié)果與他人進(jìn)行交流溝通。

核心素養(yǎng)對(duì)一個(gè)人的影響不是單一顯現(xiàn)的，而是以整合的方式予以表現(xiàn)。核心素養(yǎng)體系中的各項(xiàng)指標(biāo)也不是彼此孤立地發(fā)揮作用，也是在一個(gè)人身上整體表現(xiàn)出來(lái)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織也指出：核心素養(yǎng)總框架中所羅列的一系列具體指標(biāo)，它們是一個(gè)整體，各項(xiàng)指標(biāo)之間有一定的關(guān)聯(lián)，只不過(guò)在不同情境下各指標(biāo)表現(xiàn)的程度有所不同。

高中物理教學(xué)注重讓學(xué)生領(lǐng)悟物理學(xué)科的思想方法、體驗(yàn)探究的過(guò)程、感受物理學(xué)的美妙、增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)、養(yǎng)成良好習(xí)慣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力等。這些培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，都依賴于教學(xué)的過(guò)程。只有在物理概念的建構(gòu)過(guò)程、物理規(guī)律的探索過(guò)程中，才能讓學(xué)生真切感受物理的思想方法，才能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。高中物理教材中設(shè)置了許多體驗(yàn)性活動(dòng)，其目的就是讓學(xué)生通過(guò)這些活動(dòng)，去親身體驗(yàn)和感受，在活動(dòng)過(guò)程中提高能力，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，培育物理素養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高高中物理教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生物理知識(shí)應(yīng)用能力的關(guān)鍵，在核心素養(yǎng)背景下，筆者做了一下關(guān)于物理實(shí)踐教學(xué)實(shí)踐與探索。

二、實(shí)踐與探索

（一）小組合作，提升協(xié)作意識(shí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)本就具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，但是高中生中存在動(dòng)手能力弱的學(xué)生，由于教學(xué)時(shí)間不足，教師不能反復(fù)操作或逐一指導(dǎo)，此時(shí)便可以通過(guò)小組合作的方式解決該問(wèn)題，同時(shí)還能讓學(xué)生的協(xié)作意識(shí)得到充分的提升，對(duì)其日后的學(xué)習(xí)和生活都具有極大的正面影響。對(duì)此，教師可以根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)層次，進(jìn)行分組，同齡人之間的互相幫助與促進(jìn)比教師督促更加有效。

例如，用單擺測(cè)重力加速度這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)。教師首先拋出問(wèn)題鏈，如：（1）本次實(shí)驗(yàn)的目的是什么？（2）實(shí)驗(yàn)要哪些器材？（3）實(shí)驗(yàn)步驟是什么？（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有哪些注意點(diǎn)？（5）圓錐擺是怎樣的？（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了什么？（7）實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量要注意哪些？（8）各組同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？比較一下。組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的內(nèi)容，同學(xué)們討論交流，說(shuō)一說(shuō)自己的觀點(diǎn)和看法，這樣不僅能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還能鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，并且對(duì)學(xué)生問(wèn)題探究的能力進(jìn)一步提高。

再如，在《電流表的改裝及內(nèi)接外接法》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，并要小組成員之間相互交流探討電流表的改裝知識(shí)，以及內(nèi)接外接法等知識(shí)，一方面可以為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)也提高了學(xué)生的素質(zhì)水平。

（二）結(jié)合生活，強(qiáng)化物理思維

在新一輪的高中物理課程改革中，仍然堅(jiān)持“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念?？茖W(xué)的探索往往是根據(jù)生活中的啟發(fā)得到的，因此將生活與物理結(jié)合起來(lái)不僅能夠深化學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。學(xué)生往往認(rèn)為物理知識(shí)晦澀難懂，通過(guò)生活化實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谥R(shí)融入生活的實(shí)驗(yàn)中提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生在生活實(shí)踐中探求物理的痕跡，強(qiáng)化物理思維，促使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到更深層次的提升。

例如，在自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，亞里士多德提出重的物體下落的快，輕的物體下落的慢這個(gè)觀點(diǎn)。首先讓學(xué)生自己憑生活經(jīng)驗(yàn)去感受這個(gè)結(jié)論是否正確，然后請(qǐng)同學(xué)們各自發(fā)表自己的觀點(diǎn)。于是有的同學(xué)認(rèn)為對(duì)，有的同學(xué)認(rèn)為錯(cuò)，有的同學(xué)感覺(jué)這個(gè)結(jié)論有時(shí)候?qū)τ袝r(shí)候錯(cuò)。認(rèn)為對(duì)的同學(xué)可能會(huì)舉例子：同樣高處釋放一支筆和一張紙，當(dāng)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)確實(shí)是重的物體下落的快。認(rèn)為錯(cuò)的同學(xué)也做實(shí)驗(yàn)：同樣重的紙兩張，一張揉成團(tuán)，一張平整，同一高度同時(shí)釋放，發(fā)現(xiàn)揉成團(tuán)的下落的快，說(shuō)明下落快慢與輕重?zé)o關(guān)。然后大家集體討論，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)動(dòng)員不帶降落傘比帶上降落傘下落的快，等等生活現(xiàn)象都說(shuō)明物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān)。物理知識(shí)與生活現(xiàn)象的結(jié)合能極大地幫助學(xué)生理解很多知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的思維能力的提高起到積極的作用，對(duì)學(xué)生的探究思維也提出了更高的要求，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中逐步形成“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的科學(xué)素養(yǎng)。

讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)物理的蹤影，培養(yǎng)物理思維，從而使其核心素養(yǎng)得到挖掘。 芬蘭提出：基礎(chǔ)教育要去學(xué)科化，強(qiáng)調(diào)綜合，提倡從現(xiàn)象學(xué)的視角研究教育，這符合學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)綜合發(fā)展的需要。

（三）凸顯主體，增強(qiáng)物理核心素養(yǎng)

新課標(biāo)下，教師通過(guò)各種方式改良教學(xué)模式，然而唯一不變的是將學(xué)生設(shè)置為整個(gè)教學(xué)的主體，物理實(shí)驗(yàn)也應(yīng)如此。這就要求教師設(shè)計(jì)出精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的參與度，唯有參與才能在實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)其中的科學(xué)和知識(shí)，從而提升物理思維和核心素養(yǎng)。

再如，在利用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)以及相應(yīng)的測(cè)量工具去測(cè)量生活中的一些實(shí)物，如礦泉水瓶瓶蓋的內(nèi)外徑、小水杯的深度、水筆筆蓋的內(nèi)外徑等，要讓學(xué)生知道物理來(lái)源于生活，生活中處處都存在物理知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。

（四）鼓勵(lì)創(chuàng)新，挖掘創(chuàng)造潛能

物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新是基于核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，不僅能幫助學(xué)生挖掘?qū)嶒?yàn)的精髓，展示實(shí)驗(yàn)的思想和魅力，又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，教會(huì)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的和諧發(fā)展，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。例如：在學(xué)習(xí)電磁阻尼這塊內(nèi)容時(shí)，教師演示電磁阻尼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，磁鐵從鋁管和塑料管中同時(shí)下落，我們看到了現(xiàn)象：磁鐵從鋁管下落明顯慢，而塑料管下落明顯快。學(xué)生看到了現(xiàn)象，但也提出了疑問(wèn)，說(shuō)會(huì)不會(huì)鋁管里面有機(jī)關(guān)，或下落過(guò)程中摩擦力比較大。于是提出問(wèn)題，怎么解決這個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生打消這個(gè)疑慮。在筆者的鼓勵(lì)下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情上來(lái)了，陷入了一陣思考和討論中。最后總結(jié)了一個(gè)方法：在鋁管上開一條縫隙（如圖），這樣可以清楚的看到鋁管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，磁鐵怎樣下落，從而也讓學(xué)生的疑惑消除，學(xué)生也體會(huì)了分析研究的過(guò)程，也提高了學(xué)生的探究能力，學(xué)生興趣滿滿，試圖去做更多的探究。同時(shí)，學(xué)生分析了原因，當(dāng)磁鐵從鋁管中落下時(shí)，在鋁管中會(huì)感應(yīng)出電流，這個(gè)電流會(huì)產(chǎn)生阻礙磁鐵下落的磁通，因此磁鐵下落的時(shí)間變長(zhǎng)了?？梢?jiàn)學(xué)生的潛能是不容小覷的。如果能對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、鼓勵(lì)和幫助，或許會(huì)讓學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間內(nèi)，有所創(chuàng)新，收獲無(wú)限的知識(shí)。這也是符合核心素養(yǎng)所要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

三、總結(jié)與思考

實(shí)踐證明，通過(guò)訓(xùn)練有素的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在獲取物理知識(shí)的同時(shí)，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)，如：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng). 同樣，只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)出具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的學(xué)生，而這種能力正是日后成為合格勞動(dòng)者所必需的勞動(dòng)技能素質(zhì)的基礎(chǔ)。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重方法滲透，要注意階段性和層次性，由低到高有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、推理法、類比法、數(shù)學(xué)法、等效法、近似法、假設(shè)法、模型法等.教師要明白學(xué)生對(duì)思想方法的領(lǐng)悟是一種潛移默化的滲透過(guò)程，而不可把方法當(dāng)作知識(shí)向?qū)W生灌輸，其滲透過(guò)程是循序漸進(jìn)的、潛意識(shí)的，不同年級(jí)對(duì)同一方法的滲透是螺旋遞進(jìn)的不能一步到位.我國(guó)物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究起步較晚，開放式教學(xué)方法的實(shí)施更無(wú)從談起，目前，多數(shù)高中物理實(shí)驗(yàn)還是普遍采用傳統(tǒng)式、灌輸式的教學(xué)方法，尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式等教學(xué)方法相對(duì)較少。正因?yàn)槿绱耍瑢W(xué)生利用物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)客工作的人很少;在實(shí)驗(yàn)完畢后，由學(xué)生自己利用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的學(xué)生更是寥寥無(wú)幾。進(jìn)一步來(lái)講，利用數(shù)字物理實(shí)驗(yàn)室，解決生產(chǎn)和生活中實(shí)際問(wèn)題的學(xué)生，以及橫向拓寬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)生就更少了.這一切都充分地說(shuō)明了學(xué)生的實(shí)際操作能力是非常有限的，也暗示著目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在著許多方法上的問(wèn)題。

學(xué)生探究開放實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，也是對(duì)我們創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的完善起到十分重要的作用。只有做好積累工作，逐步地將學(xué)習(xí)包擴(kuò)大，形成學(xué)生自己的學(xué)習(xí)包，這樣的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室才能不斷地自我完善和不斷地推陳出新，這才是名副其實(shí)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。這些并不是完全由老師來(lái)完成，而是主要由學(xué)生來(lái)參與完在.也正是這樣，才能突出創(chuàng)新教學(xué)的思想，突出學(xué)生的主體作用。讓學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與實(shí)踐中形成學(xué)科核心素養(yǎng)，成為全面發(fā)展的社會(huì)需要的人才。

同時(shí)，核心素養(yǎng)在物理實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用極大程度上提升了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)高中的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生來(lái)講是最為寶貴的階段，因此學(xué)生對(duì)成績(jī)的重視程度也是相對(duì)較高的，尤其是在對(duì)物理進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，由于其理論性過(guò)強(qiáng)，為理解能力較差的學(xué)生帶來(lái)了較大的學(xué)習(xí)壓力，學(xué)生需要充分地掌握理論知識(shí)，就得先從實(shí)踐出發(fā)，所以其也是未來(lái)教學(xué)發(fā)展中的一種趨勢(shì)。

總而言之，高中物理是一門理論與實(shí)踐并重的課程，學(xué)生為主體的教學(xué)構(gòu)建，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，更是優(yōu)化教育教學(xué)方法的重要指導(dǎo)理念。在筆者看來(lái)，在學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持“生本”理念，搭建實(shí)踐平臺(tái)、巧用教學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維。

參考文獻(xiàn)

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