基于核心素養(yǎng)探究高中物理實驗教學(xué)

劉輝輝

（人大附中深圳學(xué)校 廣東深圳 518119）

物理學(xué)作為一門實驗性學(xué)科，實驗教學(xué)在物理教學(xué)中占據(jù)重要地位[1]。與其他學(xué)科相比，物理的學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)較重，易對物理失去學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中，借助物理實驗可以實現(xiàn)的教學(xué)效果有：①將抽象的物理問題具體化，幫助學(xué)生直觀認識物理概念和規(guī)律；②將物理實驗與日常生活應(yīng)用相聯(lián)系，增加物理課堂的趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。然而，當(dāng)前物理實驗教學(xué)中存在的問題有：教材中部分實驗效果不理想；教師用“口頭”實驗代替學(xué)生的動手操作[2-3]。

《普通高中物理課程標(biāo)準（2017版）》（以下簡稱“課程標(biāo)準”）中提到了四個方面的核心素養(yǎng)：“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。隨著新課程改革的推進，傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前課程改革的要求，不能有效完成對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。為了彌補物理教學(xué)中的不足，物理教師應(yīng)以物理實驗教學(xué)為突破口，科學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，增強核心素養(yǎng)培養(yǎng)，提高學(xué)生的物理綜合與創(chuàng)新能力[4]。本文將根據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合教學(xué)中存在的問題，探討更為科學(xué)的教學(xué)方案。

一、借助情境教學(xué)，增添物理趣味性

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師。在教學(xué)中，僅以知識為線索設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，會導(dǎo)致僅僅專注于學(xué)生獲得知識，而忽視物理課程的開設(shè)對學(xué)生核心素養(yǎng)形成的影響。為了提高學(xué)生的興趣，可以選用日常用品和材料來代替實驗材料，課堂中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，給學(xué)生創(chuàng)造更多動手操作的機會，提供更多親身體驗實驗過程的機會，將抽象的問題直觀化，使學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)由抽象思維向形象思維過渡，幫助學(xué)生能夠理解和掌握教材中涉及到的物理概念和規(guī)律[5-6]。

在學(xué)習(xí)人教版《力的分解》時，該物理規(guī)律較為抽象，學(xué)生極易出錯。針對該問題，課堂中借助自制教具來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將放在斜面上的物體由于受到重力而產(chǎn)生的兩個作用效果直觀的呈現(xiàn)，即將抽象的問題形象化，學(xué)生也能清晰認知可以將重力沿著斜面方向和垂直于斜面方向進行分解。

二、引入數(shù)字實驗技術(shù)，創(chuàng)新物理課堂內(nèi)容

如今技術(shù)創(chuàng)新改變我們的生活。實踐表明，不論是提高物理教學(xué)水平，還是培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，離不開將傳統(tǒng)教學(xué)實驗與新技術(shù)融合。傳統(tǒng)實驗中，雖然能夠借助實驗教具得到直觀的實驗過程，但由于技術(shù)限制，難以得到讓學(xué)生具體分析的實驗數(shù)據(jù)，導(dǎo)致難以借助物理實驗引導(dǎo)學(xué)生深入探究，阻礙對學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)。隨著數(shù)字化實驗技術(shù)在各校普及，有必要對原有的傳統(tǒng)實驗教具進行改良。在物理教學(xué)中，可以借助數(shù)字實驗技術(shù)將曾經(jīng)難以觀測或控制的實驗完成，同時提升實驗過程中的測量精度。

在人教版《用牛頓運動定律解決問題——超重與失重》一節(jié)，傳統(tǒng)實驗教具為臺秤。實驗中，讓人完成下蹲起動作，同時讓其他同學(xué)觀察臺秤示數(shù)在該過程中的變化情況。實踐表明，實驗中臺秤示數(shù)變化很快，學(xué)生通過實驗所獲得的認知并不清晰。在本節(jié)教學(xué)內(nèi)容完成后，仍有學(xué)生不能完整認知到一個下蹲過程中就已包含了“失重和超重”兩種現(xiàn)象。借助數(shù)字傳感器，可以對已有的裝置進行改良，具體為：在數(shù)字傳感器的下方懸掛重物，由人帶著數(shù)字傳感器完成下蹲起動作。實驗中，數(shù)字傳感器可以采集重物對傳感器的拉力大小，并在與之相連的電腦上同步呈現(xiàn)拉力的大小變化。實驗完成后，借助軟件整理得到的實驗過程的F-t圖像，把下蹲起動作由動態(tài)到靜態(tài)的形式在同學(xué)面前呈現(xiàn)。隨后，借助圖像分析實驗過程中的超重與失重現(xiàn)象分別在哪些階段出現(xiàn)。

三、引導(dǎo)創(chuàng)新實驗設(shè)計，轉(zhuǎn)變物理教學(xué)模式

《課程標(biāo)準》中指出，應(yīng)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，促使學(xué)生將實事求是的做事習(xí)慣帶到日常的學(xué)習(xí)和生活中去。而在傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中，教師往往選擇“灌輸式”的教學(xué)方式，將課堂時間最大化地用于理論知識講解，導(dǎo)致學(xué)生長期處于高強度機械記憶的學(xué)習(xí)氛圍中，違背了當(dāng)前推行的寓教于樂的學(xué)習(xí)宗旨[7]。為了改變此現(xiàn)狀，在物理教學(xué)過程中推行創(chuàng)新教育，具體方式是教師作為引導(dǎo)者，帶領(lǐng)學(xué)生一起分析物理教材中原有的實驗設(shè)計，同時盡可能的從不同角度對實驗進行挖掘，盡可能的減少實驗誤差，確保實驗的精準度，或者更換實驗器材、實驗新技術(shù)，最終實現(xiàn)相同的實驗?zāi)繕?biāo)[8]。在教師帶領(lǐng)學(xué)生進行創(chuàng)新學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生對事物的認知水平，思維能力，模型構(gòu)建，探究精神可以得到提升，實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。

在人教版《實驗：用打點計時器測速度》的實驗中，教師可以讓學(xué)生自主使用打點計時器，在使用過程中發(fā)現(xiàn)注意事項，總結(jié)經(jīng)驗和方法。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生間進行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和相互學(xué)習(xí)的能力。此外，在實驗過程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗條件對結(jié)果的影響，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

四、結(jié)束語

在當(dāng)前新課程改革的背景下，為了讓物理教學(xué)發(fā)揮其育人的價值與意義，物理教師在教學(xué)過程中需要重視實驗教學(xué)的具體實施，優(yōu)化課堂內(nèi)容，讓學(xué)生積極參與物理實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的興趣，同時鍛煉其動手操作能力、邏輯思維能力，逐漸養(yǎng)成科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。