如何在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)

摘?要：物理學(xué)作為一門自然科學(xué)研究范圍非常廣泛，也是其他自然科學(xué)的基礎(chǔ)，所以將實驗教學(xué)的內(nèi)容滲透到物理學(xué)的方方面面是很有必要的，實驗教學(xué)有利于讓學(xué)生形成完整的物理觀，培育中學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，讓中學(xué)生對物理學(xué)的概念和內(nèi)容有一個更深刻的理解，使學(xué)生的物理學(xué)思維有效提升。實驗學(xué)習(xí)也能夠有效增強學(xué)生的科學(xué)思考能力，知識不僅僅停留在理念層面，而是通過做實驗與老師的正確引導(dǎo)，對物理學(xué)進行深度的研究和探討，在實驗中鍛煉學(xué)生的思考和對科學(xué)的質(zhì)疑能力以及增強學(xué)生對實驗結(jié)果的推理能力，在操作實驗中培育學(xué)生的探究精神和科學(xué)思維?；诖?，文章就如何在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)精神做出分析。

關(guān)鍵詞：自然科學(xué);實驗教學(xué);科學(xué)思維

一、 物理學(xué)科核心素養(yǎng)

（一）近年來核心素養(yǎng)一詞走進廣大教育工作者的視線，引起廣泛討論。培養(yǎng)中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)今教育改革中的目標(biāo)也是一大趨勢，順應(yīng)了當(dāng)下新環(huán)境下學(xué)生的身心發(fā)展以及學(xué)校的基礎(chǔ)教育，可以有效地提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。采取實驗教學(xué)有利于學(xué)生對于科學(xué)知識的吸收，更加從容地應(yīng)對考試，同時也結(jié)合了學(xué)生的個人發(fā)展特點，在實驗教學(xué)中培育自己與人溝通能力，在對專項問題進行調(diào)查分析中也能更加有針對性，學(xué)生核心素養(yǎng)的提高無疑是離不開實驗教學(xué)的方式來引導(dǎo)。核心素養(yǎng)能讓學(xué)生在教學(xué)過程中增加自身的個人成長和適應(yīng)社會發(fā)展的能力，而物理學(xué)作為一門以觀察為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗教學(xué)自然是培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。

（二）物理學(xué)的內(nèi)容對學(xué)生來講是枯燥乏味的，通過實驗教學(xué)不僅能增加學(xué)生對物理學(xué)概念和理論基礎(chǔ)的深度了解，提高學(xué)生記憶、背誦和理解的能力，同時實驗教學(xué)還可以讓學(xué)生直觀地感受到物理的趣味性，擁有一雙在生活中發(fā)現(xiàn)物理的眼睛，實驗?zāi)苁箤W(xué)生對物理的理解更深一層，強化物理學(xué)思維，從而提高自身成績。物理的實驗教學(xué)通過一系列簡單易操作的實驗讓學(xué)生迅速上手，諸如利用小車探究速度時間的變化規(guī)律，帶電的氣球，電阻電壓的學(xué)習(xí)，平面鏡成像等，強化學(xué)生的實驗意識，助力學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，通過實驗?zāi)茉黾訉W(xué)生對物理學(xué)中的不同數(shù)據(jù)理解，在實驗過程中，教師可以組織學(xué)生進行分組學(xué)習(xí)來進行交流和討論，提高學(xué)生的參與感，讓學(xué)生掌握從實驗前期的材料準(zhǔn)備，到實驗進行中的一遍遍實驗以及實驗結(jié)束后經(jīng)驗的總結(jié)，形成一種系統(tǒng)化學(xué)習(xí)的理念，這樣才會有利于學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)。

二、 用實驗教學(xué)來強化核心素養(yǎng)

（一）核心素養(yǎng)的培育要采用通過實驗發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方法，包括合理假設(shè)，實驗方案的設(shè)計，評估論證與結(jié)果反思，在實驗中教師盡可能引導(dǎo)，將實驗分成驗證試驗和探究實驗，注重提問、解釋、探討交流等不同的環(huán)節(jié)，目的在于增強學(xué)生的探究性，讓學(xué)生自由提問合理質(zhì)疑一些困難和難點讓學(xué)生自己想辦法去改正，自己找問題所在也可以通過小組交流的方式，對實驗環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，大家一起探討，加強學(xué)生自己找出問題，解決問題的能力。像物理學(xué)中電學(xué)這一板塊，就可以讓學(xué)生自己動手探究，加深對課本知識的深度了解，老師可以先向?qū)W生演示實驗操作，然后讓學(xué)生自己突破。例如像電表與滑動變阻器的選擇，在分壓電路中滑動變阻器的選擇有一個依據(jù)，那就是盡量使用總阻值較小的滑動變阻器，學(xué)生在實驗中要做到首先要正確連接電路，先是結(jié)合題意，選擇適當(dāng)?shù)幕瑒幼冏杵鳎龠x擇分壓或限流電路，確定好內(nèi)連接還是外連接，在操作過程中要調(diào)節(jié)滑動變阻器，依次讀取電流表與電壓表的示數(shù)，并且做好表格記錄，最后是處理數(shù)據(jù)，方法一：學(xué)生可以通過數(shù)學(xué)計算，求出各個電阻在進行平均值的計算，得到電阻阻值的大小，方法二：學(xué)生通過將讀取的I與U分別記錄在坐標(biāo)紙上，建立U-I坐標(biāo)軸，通過斜率的計算求解電阻R的數(shù)值。這種通過自己動手做數(shù)據(jù)的方式，貫穿在整個物理學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，是培養(yǎng)學(xué)生抓住科學(xué)探究，提高核心素養(yǎng)的關(guān)鍵點。

（二）讓學(xué)生在實驗教學(xué)中作為主導(dǎo)，教學(xué)要做到在實驗教學(xué)中，第一，指導(dǎo)學(xué)生做實驗之前大膽猜想，拋磚引玉，由學(xué)生自己準(zhǔn)備器材進行測量，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生可以經(jīng)過小組討論后設(shè)計出較為可行的實驗方案，再通過實際的動手操作掌握其精髓，了解物理學(xué)，把知識從課本中拿到實驗室，加深理解與記憶;第二，老師安排分組研究，可以設(shè)立一些比賽環(huán)節(jié)，比一下哪個小組完成速度快，哪個小組完成的質(zhì)量高，提高學(xué)生的參與感與成就感，在實驗中也能加深學(xué)生之間的合作意識與競爭意識，打造優(yōu)質(zhì)教學(xué)課堂，高質(zhì)量完成教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)中，只有以學(xué)生為主體，才能切實地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，也能提高學(xué)生的科學(xué)思維與推理能力;第三，教師要指導(dǎo)學(xué)生進行收集整理，學(xué)生從實驗中得到的科學(xué)結(jié)論，必須對實驗進行分析與總結(jié)，要提高學(xué)生的語言表達、歸納總結(jié)，進行層層遞進式的教學(xué)。

譬如，以“小孔成像”和“凸透鏡成像”這兩個內(nèi)容來舉例，老師可以通過讓學(xué)生觀察光源，并且提出大膽的猜測，并且通過提問，回答學(xué)生不同的問題，包括光源的形成原因，光的傳播方式讓學(xué)生發(fā)散思維猜想這個物理實驗在生活中的用處，老師最后強調(diào)一遍要領(lǐng)，由學(xué)生開始動手做實驗，找到一些人造光源，諸如白熾燈，手電筒等，用一個帶有小孔的擋板放在屏幕與物品中間，這時候打開手電筒照射或者蠟燭等，在屏幕上面就會呈現(xiàn)出一個倒影，老師也可以繼續(xù)引導(dǎo)，讓學(xué)生放大和縮小，前后移動中間的擋板，通過實驗加深對小孔成像的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生直觀地感受小孔成像的實驗原理，光學(xué)知識，并且讓學(xué)生加以聯(lián)想，這一實驗結(jié)果在生活中的體現(xiàn)，有關(guān)日食月食的出現(xiàn)也能順理成章地解釋清楚。所以總的來說，實驗教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)來講是舉一反三的，不僅加深了自己的動手實驗，動手操作能力，也對物理學(xué)的基本定義，物理知識的掌握有一個質(zhì)的提升，打破了學(xué)生的思維局限，合理猜想，大膽懷疑，學(xué)習(xí)生活中的其他問題，像與同學(xué)的合作交流，與老師的配合問題等也自然能迎刃而解，這對于提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)來說，也是水到渠成的。

三、 核心素養(yǎng)的實驗教學(xué)策略研究

（一）培育學(xué)生探究素養(yǎng)

實驗中難免產(chǎn)生誤差，那么學(xué)生對于誤差的分析是培養(yǎng)自身探究素養(yǎng)的關(guān)鍵點，當(dāng)實驗結(jié)果與理想狀態(tài)出現(xiàn)較大偏差時，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，找出不足在下次實驗時不能再犯類似的錯誤。此外，實驗報告的撰寫也能在實驗教學(xué)中樹立學(xué)生全方面發(fā)展，教師可以鼓勵學(xué)生獨立批改，學(xué)生在完成實驗進行報告環(huán)節(jié)時，可以采取兩兩同學(xué)互相批改，以及小組合作批改的形式，老師提出主要目標(biāo)，讓同學(xué)互相提意見找問題，對一些語序語病也要及時找出來，刪除一些無關(guān)描寫，使用恰當(dāng)?shù)脑~語來修飾，同學(xué)之間互相批改也能鍛煉到學(xué)生的分析能力，在給別人批改的過程中發(fā)現(xiàn)自身的缺點，對于其他同學(xué)在實驗操作，實驗報告撰寫過程中完成得好的地方，學(xué)生也要對自己的方式方法適當(dāng)改進，物理學(xué)的實驗教學(xué)自然是離不開同學(xué)之間的互幫互助，在班里形成一個團結(jié)協(xié)作的良好氛圍，修改之后也可以大聲地在班里朗讀，廣泛采納其他同學(xué)的意見，這也是一個知識的回顧，還原真實的實驗過程。

（二）培育學(xué)生質(zhì)疑推理能力

科學(xué)需要一個較真的態(tài)度，實驗教學(xué)之前，老師的引導(dǎo)也是為了讓學(xué)生更好地打開整體思維脈絡(luò)，從而更好地開展實驗過程，擁有出色的質(zhì)疑合理分析能力，能提升學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生明白科學(xué)正是在一次次質(zhì)疑中，一次次推斷中，才有了今天的發(fā)展，知識也是一個反復(fù)鉆研的過程，把書本中的知識落實到實踐中，才能讓學(xué)生掌握提出問題的本領(lǐng)，有問題并不可怕，出現(xiàn)問題可以探究，但是沒有疑問的提出，那么就意味著學(xué)生沒有思辨能力，只想著學(xué)現(xiàn)成的內(nèi)容，那么老師在教學(xué)中也該著重發(fā)現(xiàn)和培育學(xué)生的動腦能力，在遇到錯誤的時候大膽分析，再通過實驗的結(jié)合，使學(xué)生在動腦動手中熱愛物理這一科學(xué)，并且讓學(xué)生學(xué)會立體思考。

曾有一個名人說過“給我一個支點我能翹起地球”那么教師可以根據(jù)這句話作為引子，大膽地讓學(xué)生提出質(zhì)疑，并且合理分析這句話是否可行學(xué)生有不同觀點也可以提出，讓學(xué)生給出反駁方案，那么接下來教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用小組合作畫一個簡單的示范圖，學(xué)生也可以實際動手操作，感受物理學(xué)中的杠桿作用，對于動力臂、阻力臂和支點分別應(yīng)該處于什么位置，給出學(xué)生一個思考的空間，也讓學(xué)生在生活中尋找杠桿原理的利用，探究省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，學(xué)生可以找來相應(yīng)的工具，通過分析質(zhì)疑、實驗觀察，解決簡單機械方面的知識點，為了方便測量力臂，學(xué)生可以通過調(diào)節(jié)杠桿兩端螺母，使杠桿的水平位置平衡，杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動，讓學(xué)生通過實驗自己歸納出公式，這與老師直接把公式拿出來教給學(xué)生來說，更加能加深學(xué)生的記憶讓學(xué)生對于物理學(xué)其他知識點也能有強烈的學(xué)習(xí)興趣，因此，在學(xué)習(xí)物理的過程中一定要學(xué)會質(zhì)疑。

四、 結(jié)語

實驗教學(xué)是物理課堂中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、科學(xué)思維、對知識的質(zhì)疑推理能力，改變傳統(tǒng)教學(xué)單一的授課模式，使學(xué)生在實驗的前期準(zhǔn)備器材，小組合作動手學(xué)習(xí)中正確認識科學(xué)的本質(zhì)，一次次加深對理論知識的梳理，學(xué)生開動腦筋，從實驗中得到結(jié)論，從實驗中得到公式，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，讓學(xué)生通過實驗學(xué)習(xí)物理學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生善用物理觀念，具備物理思維，在實驗中挖掘各物理量間，現(xiàn)象間的關(guān)系，從中訓(xùn)練出的質(zhì)疑能力，更是一種必要的物理態(tài)度和科學(xué)態(tài)度，在實驗教學(xué)中加深學(xué)生自己的核心素養(yǎng)，學(xué)生在物理學(xué)中學(xué)到的知識也能夠?qū)W以致用，觀察生活中存在的物理，讓經(jīng)常動手成為常態(tài)化，從生活中尋找能用物理知識解釋的地方，把探究與質(zhì)疑精神應(yīng)用在各個層面，從而帶動學(xué)生全面發(fā)展。

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作者簡介：

劉建明，福建省漳州市，漳州市第二中學(xué)。