挖掘物理教學(xué)資源 提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)

李世陽

摘 ? 要：高中物理教學(xué)要求以立德樹人為根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。高中物理教師要充分挖掘物理教學(xué)資源并有意識地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，努力創(chuàng)造條件提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)。物理概念和規(guī)律的教學(xué)時可以通過演示實驗、分組實驗及其他物理資源培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教學(xué)中巧妙利用信息技術(shù)與高中物理實驗教學(xué)的深度融合激起學(xué)生科學(xué)意識。精心挑選高中物理學(xué)史的教學(xué)資源培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。課余時間的科技活動是提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要平臺，是學(xué)生運用所學(xué)知識進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、動手實踐的重要活動。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理教學(xué);提升;科學(xué)素質(zhì)

高中物理課程旨在落實立德樹人根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體會科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實踐能力;引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價值觀[ 1 ]。教師要認(rèn)真研讀《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，挖掘高中物理教學(xué)資源并有意識地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。下面結(jié)合本人高中物理教學(xué)實例談?wù)勌嵘龑W(xué)生科學(xué)素質(zhì)的幾點實踐。

1 ?通過物理概念和規(guī)律的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

高中物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的最重要陣地。教師在教學(xué)過程中要通過物理現(xiàn)象分析、演示實驗、分組實驗，設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)探究的方法，學(xué)生通過認(rèn)知、體會而抽象歸納得出物理的概念或規(guī)律。

1.1 ?精心準(zhǔn)備演示實驗，激發(fā)學(xué)生積極思考

大部分的物理概念和物理規(guī)律都是通過實驗得到的結(jié)論。高中物理教學(xué)中演示實驗要精心準(zhǔn)備，要有效突破教學(xué)的重難點，同時又訓(xùn)練學(xué)生的思維能力。因此演示實驗要做好兩個方面的問題：①實驗現(xiàn)象清晰，便于學(xué)生觀察;②精心設(shè)置問題，實驗中引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考。例如牛頓第三定律中教授作用力與反作用力概念時，事先準(zhǔn)備好了三個演示實驗：風(fēng)車（風(fēng)扇固定在小車上）實驗、小車在木板中實驗、兩塊磁鐵的實驗。比如風(fēng)車實驗時讓學(xué)生認(rèn)真觀察風(fēng)車的運動情況，實驗前讓學(xué)生思考：風(fēng)扇開啟后風(fēng)車一定會動嗎？改變情景后出現(xiàn)：風(fēng)車在桌面時沒有動，而風(fēng)車放軌道上風(fēng)車后退。及時追問：為什么會出現(xiàn)這種情況呢？實驗結(jié)束后再次提問：是什么力量讓風(fēng)車后退的。通過這樣的問題串形式，可以激發(fā)學(xué)生積極思考，同時很好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及思維能力。三個演示實驗結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納出：空氣與風(fēng)車、小車與木板、磁鐵A與磁鐵B之間力的作用是相互的。接著又分析出直接接觸、間接接觸存在這種作用力，同時固體與固體、固體與流體存在這種作用力。從而得出作用力與反作用力的概念。高中物理教學(xué)中，學(xué)生通過精心準(zhǔn)備的演示實驗的教學(xué)，學(xué)生逐漸形成愛思考、會歸納總結(jié)的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

1.2 ?充分利用分組實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力

高中物理教學(xué)中學(xué)生分組實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力的主陣地。分組實驗分為探究性實驗和驗證性實驗。探究性實驗中學(xué)生通過問題、猜想、設(shè)計實驗方案、實驗操作、交流與合作等一系列實驗過程，經(jīng)歷了設(shè)計科學(xué)的思考問題、制定科學(xué)的實驗方案、動手實踐、歸納總結(jié)的過程，也體會了科學(xué)探究的方法。例如自由落體運動中探究自由落體是怎樣的運動？教師講臺桌上準(zhǔn)備有打點計時器、光電門、照相機(jī)等配套實驗探究組合。學(xué)生通過個人猜想和小組交流得到科學(xué)探究的方向，然后小組協(xié)作設(shè)計實驗方案，師生交流制定科學(xué)的實驗方案。這樣培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會通過分析問題、制定科學(xué)實驗方案去解決問題。動手實驗時，教師根據(jù)學(xué)生的實驗方案使用的儀器讀數(shù)、操作等問題設(shè)置思考題，及時提醒學(xué)生規(guī)范的實驗操作。交流與合作中在教師的引導(dǎo)下準(zhǔn)確地表達(dá)自己的觀點并傾聽別人的觀點，最后形成實驗的結(jié)論。分組實驗激發(fā)了學(xué)生的探究意識、學(xué)會了科學(xué)探究的方法，從而使學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)得到較大的提升。

2 ?通過信息技術(shù)與高中物理實驗教學(xué)的深度融合激發(fā)學(xué)生科學(xué)意識

信息技術(shù)高速發(fā)展，信息技術(shù)與教學(xué)融合的越來越緊密。高中物理教學(xué)中教師演示實驗、學(xué)生分組實驗引入信息技術(shù)，有助于學(xué)生觀察現(xiàn)象、突破教學(xué)的重難點，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識。教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)幾個方面可以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)意識：①教師演示實驗時，后排的學(xué)生不易觀察實驗現(xiàn)象。教師可以利用攝像頭投影到屏幕上讓學(xué)生清晰地看到實驗操作過程和實驗現(xiàn)象，或者直接用手機(jī)投屏的方式讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。②現(xiàn)象短暫的實驗，實驗時可以用相機(jī)拍攝下來，然后進(jìn)行慢放，讓學(xué)生感受科技的力量。例如超重與失重教學(xué)中學(xué)生稱體重下蹲時臺秤示數(shù)的變化太快，學(xué)生來不及觀看。實驗過程用相機(jī)拍攝下來，然后進(jìn)行慢放，學(xué)生可以很清晰地看到臺秤示數(shù)的變化。又如自由落體的牛頓管的演示實驗中，牛頓管用抽氣泵抽真空后實驗時鐵片和羽毛下落時間很短，不容易觀察到現(xiàn)象。這時候利用手機(jī)直接進(jìn)行拍攝，利用CW系統(tǒng)中教學(xué)助手進(jìn)行視頻慢放，學(xué)生可以清晰看到鐵片和羽毛同時落地。③使用傳感器有效突破教學(xué)難點，讓學(xué)生體會科技促進(jìn)學(xué)習(xí)。例如自感現(xiàn)象中演示通電自感和斷電自感時，傳統(tǒng)的實驗器材只能看到實驗結(jié)果，沒有辦法看清楚實驗的過程中通過線圈的電流是怎么變化的。傳統(tǒng)的實驗器材接入傳感器后，學(xué)生可以在屏幕上看到電流的變化，通電實驗演示器材觀察到實驗現(xiàn)象，這樣把抽象的物理過程形象化，很容易突破本節(jié)課的難點?；谛畔⒓夹g(shù)輔助的教師演示實驗教學(xué)和學(xué)生分組實驗教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生利用現(xiàn)代科技幫助學(xué)習(xí)的科學(xué)意識和學(xué)習(xí)的積極性。這樣不但培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力、分析和解決能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生要學(xué)習(xí)科學(xué)、發(fā)展科學(xué)、運用科學(xué)的意識。

3 ?通過高中物理學(xué)史的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)史的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要陣地，教師教學(xué)中可以充分利用物理學(xué)史的特性培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。物理學(xué)史展現(xiàn)的過程，展現(xiàn)的是物理學(xué)家碰到問題積極思索、創(chuàng)新思維、科學(xué)設(shè)計實驗、尋求解決問題、進(jìn)行科學(xué)探究的歷程。物理學(xué)史的教學(xué)可以激起學(xué)生建構(gòu)物理模型的意識及提升建模的能力，從物理學(xué)的角度認(rèn)識自然現(xiàn)象、分析自然現(xiàn)象，構(gòu)建符合自然規(guī)律的物理情境;學(xué)習(xí)物理學(xué)家科學(xué)研究問題的方法，促使學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)思維的習(xí)慣，從而提升學(xué)生的創(chuàng)新意識及實踐能力。因此物理學(xué)史的教學(xué)是提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要平臺。

首先物理學(xué)史的教學(xué)過程是建立物理觀念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的過程。物理學(xué)的建立和發(fā)展，是伴隨物理觀念形成而建立的過程，也是科學(xué)思維發(fā)展的過程。例如牛頓第一定律研究史，亞里士多德的物體的運動需要力來維持的觀點持續(xù)了一千多年。伽利略受到教堂擺鐘的啟發(fā)設(shè)計了理想斜面實驗，教學(xué)中教師重現(xiàn)伽利略的研究過程，根據(jù)實驗進(jìn)行邏輯推理，基于實驗的基礎(chǔ)進(jìn)行合理外推，得到物體的運動不需要力來維持，再經(jīng)過笛卡兒的研究得到物體不受外力時物體將保持原來的速度一直運動下去。最后牛頓總結(jié)前面科學(xué)家的研究成果抽象歸納出牛頓第一定律。這類的物理學(xué)史教學(xué)，讓學(xué)生體會物理觀念形成的艱辛，通過重現(xiàn)科學(xué)家的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生通過科學(xué)的方法去解決問題，同時激起學(xué)生的科學(xué)思維。

其次物理學(xué)史的教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的過程。所有科學(xué)探究過程都是艱苦的。所有科學(xué)理論總是基于在大量實驗而得出的結(jié)論。物理學(xué)家在研究過程中總是真實分析實驗現(xiàn)象，尊重實驗結(jié)果，積極思考差異而抽象得出實驗結(jié)論。例如亞里士多德基于生活現(xiàn)象提出重的物體下落的快，輕的物體下落的慢。為了證明亞里士多德的觀點，伽利略在比薩斜塔做了兩個大小不同的鐵球同一高度同時釋放，但是兩個鐵球落地時間相差一霎間。伽利略通過實驗現(xiàn)象分析得出是因為空氣阻力造成的，物體下落的速度跟鐵球的輕重沒有關(guān)系。這類的物理學(xué)史的教學(xué)讓學(xué)生了解科學(xué)探索的艱難，樹立尊重事實的科學(xué)態(tài)度。又如約里奧·居里夫婦通過轟擊石蠟實驗分析和評論，由于他們對理論的輕視，失去了發(fā)現(xiàn)中子的機(jī)會。查德維克在質(zhì)疑中認(rèn)真分析實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了中子。通過這類物理學(xué)史的教學(xué)讓學(xué)生了解科學(xué)探究是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，平時的科學(xué)探索要抓住每一個細(xì)節(jié)，實事求是分析實驗現(xiàn)象或問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

4 ?通過物理科技活動培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實踐能力

物理科技活動不但是高中物理教學(xué)的延伸，還是學(xué)生運用科學(xué)的課外陣地?？萍蓟顒邮翘嵘龑W(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要平臺，是學(xué)生運用所學(xué)知識進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、動手實踐的重要活動。為此學(xué)校應(yīng)為學(xué)生提供良好的平臺：探究實驗、科創(chuàng)活動室在學(xué)生課余時間對學(xué)生全面開放，為學(xué)生提供實踐保障。教師定期設(shè)置活動或探究項目清單，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，交流合作，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。也可以讓學(xué)生自設(shè)任務(wù)清單進(jìn)行實踐活動。學(xué)校每年都有開展科技活動月，活動項目包括：模型設(shè)計比賽、科技創(chuàng)意比賽、水火箭比賽、雞蛋撞地比賽等。這些活動有自創(chuàng)項目，也有固定項目，很好地激勵學(xué)生群體參與科學(xué)實踐。通過這些活動激發(fā)學(xué)生參加科技活動的激情，同時激起學(xué)生的科學(xué)思維并提升實踐能力。學(xué)生經(jīng)歷活動平臺實踐和活動，學(xué)會尊重科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，同時又運用科學(xué)提高自己的認(rèn)識和能力。

提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)是國家發(fā)展的需要，也是人的基本素質(zhì)的需求。只要教師充分抓好教學(xué)主陣地、用心經(jīng)營教學(xué)過程、積極創(chuàng)造條件為學(xué)生開展科學(xué)活動，學(xué)生在不斷熏陶下學(xué)科學(xué)素養(yǎng)一定顯著提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐挈.以高考評價體系助推高中物理課程改革[J].中國考試，2020（6）：10-13，26.