學(xué)科核心素養(yǎng)融入高中物理實驗教學(xué)的策略探究

吳正飛

(江蘇省如東高級中學(xué) 226400)

物理學(xué)科教學(xué)活動展開的基礎(chǔ)即為物理實驗，此也為推動現(xiàn)代科技得以不斷發(fā)展的重要手段，同時在強(qiáng)化學(xué)生實踐能力、思維能力方面發(fā)揮著重要作用.物理教學(xué)活動中，教師借助物理實驗的設(shè)計還可實現(xiàn)學(xué)生求知欲、學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，因此，利用物理實驗實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為一項有效途徑.分析物理教學(xué)現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，教師多將學(xué)生理論學(xué)習(xí)成績的提升作為重點，針對物理實驗的重要性并未形成正確認(rèn)知，部分教師即便展開物理實驗，針對學(xué)生的自主操作環(huán)節(jié)也并未加以重視，甚至選擇忽略此環(huán)節(jié)，使得學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率難以得到有效提升.本文即圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)融入于高中物理實驗教學(xué)的策略展開探討.

一、重視學(xué)生思維發(fā)散，強(qiáng)化學(xué)生思維能力

高中物理教學(xué)活動中教師借助演示實驗，可促使學(xué)生在此過程中主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、思考問題、觀察實驗現(xiàn)象、總結(jié)實驗結(jié)論，由此推動學(xué)生科學(xué)思維的形成、發(fā)展.此外，教師借助演示實驗的合理應(yīng)用，還可有助于學(xué)生對物理規(guī)律形成清晰認(rèn)知，推動學(xué)生物理知識體系的健全.演示實驗過程中，教師為實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，需從如下幾方面著手：首先為應(yīng)激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題.演示實驗過程中，教師應(yīng)重視學(xué)生思維的引導(dǎo)，幫助學(xué)生體驗物理探究的樂趣，激發(fā)學(xué)生物理實驗探究主動性、積極性，提高演示實驗教學(xué)效率.其次為借助實驗的演示，引發(fā)學(xué)生問題思考.演示實驗中，學(xué)生發(fā)掘物理問題僅為推動學(xué)生科學(xué)思維形成的基礎(chǔ)，針對學(xué)生思維素養(yǎng)的形成還存在一定距離.因此，教師在物理演示實驗過程中，需引導(dǎo)學(xué)生思考，借助程序的演示，推動學(xué)生科學(xué)思維的形成.再次為加快學(xué)生思維運轉(zhuǎn)，細(xì)致觀察實驗現(xiàn)象.若教師在物理教學(xué)中所展開的演示實驗僅發(fā)揮“演示”作用，則學(xué)生思維將會遵循教師思維發(fā)展，自主思維能力仍舊難以形成.所以，教師在演示實驗過程中，需引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，推動學(xué)生思維運轉(zhuǎn)，探究實驗現(xiàn)象，推動學(xué)生思維能力的形成.最后為獲取實驗結(jié)論，發(fā)展學(xué)生思維能力.教師在物理教學(xué)活動中，為推動學(xué)生思維能力發(fā)展，教師在演示實驗過程中，需激活學(xué)生思維，借助層層引導(dǎo)，推動學(xué)生思維能力發(fā)展.

如教師在高中物理教學(xué)活動中，引導(dǎo)學(xué)生探究運動物體在經(jīng)過凹型橋面中心、凸型橋面頂端兩段不同路徑對橋面所造成的壓力時，便可設(shè)計演示實驗，推動學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展.教師可先將鐵絲彎曲成過山車所經(jīng)過的軌道形狀，使得處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球，在凸橋頂端時可掉落；尚未搭上鐵鉤時，小球處于凹橋中心位置.主要演示步驟如下：首先為凹橋演示時，搭鉤未搭接，此時處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球由斜軌頂端自由落下，下落至凹橋底端位置時，落入杯子.由此表明，運動物體經(jīng)凹橋中心位置時，橋面所承受壓力大于物體自重.其次為凸橋演示時，搭鉤搭接.小球經(jīng)斜軌自由下落后，可掠過凸型橋面，由此表明，運動物體經(jīng)凸橋中心位置時，橋面所承受壓力小于物體自重.此外，教師在演示實驗過程中，還可借助變魔術(shù)的方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，如教師可先將搭鉤搭接時運動小球經(jīng)過凹橋現(xiàn)象向?qū)W生展示，隨后，在悄悄斷開搭鉤，再次演示，借助前后不一的實驗現(xiàn)象調(diào)動學(xué)生探索欲望，引導(dǎo)學(xué)生積極展開探討活動.隨后，教師可將演示實驗分步驟向?qū)W生展示，引導(dǎo)學(xué)生探索問題原因，借助理論推導(dǎo)，推動學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展.

二、基于學(xué)生現(xiàn)實生活，融入物理觀念

物理知識同日常生活密切相關(guān)，所以，教師在物理實驗過程中，選擇實驗器材時，應(yīng)重視同學(xué)生實際生活的融合，借此除可實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動外，還可同物理學(xué)科本質(zhì)更為相符.高中物理教學(xué)活動中，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“超重失重”此部分知識時，教師可將學(xué)生在日常生活中常見的體重秤帶入課堂教學(xué)中，促使學(xué)生對失重、超重形成更為直觀的認(rèn)知，同傳統(tǒng)的單一口頭知識講述而言，更便于學(xué)生理解，針對運動與相互作用觀的形成還可起到一定推動作用.如加速站起至減速站起時的交點，加速度方向向上，超重，此時體重秤指數(shù)應(yīng)高于人的體重.教師在講解過程中，可引導(dǎo)學(xué)生積極參與至課堂活動中，對自身在體重秤上迅速蹲下、站起中體重秤指數(shù)的變化加以記錄，借助親身實驗，對物理知識的奇妙之處加以感悟.高中物理教學(xué)活動中，教師借助生活元素的引入，可有助于學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動，借此除可幫助學(xué)生對物理知識加以掌握外，也可有助于學(xué)生深化物理規(guī)律、物理概念，推動相應(yīng)物理觀念的形成.

三、合理利用教材演示，深化學(xué)生的創(chuàng)新意識

分析物理教材發(fā)現(xiàn)，教材中所應(yīng)用的演示實驗器材并非為最佳實驗器材，在實踐操作中較為復(fù)雜、繁瑣，學(xué)生無法參與到實驗過程中，使得課堂活動參與度、互動性降低，在一定程度上對物理教學(xué)效率的提升形成限制.針對此現(xiàn)象，教師在物理教學(xué)活動中應(yīng)重視實驗的創(chuàng)新，對教材中實驗所存在的不足加以彌補(bǔ)，促使學(xué)生可積極參與至實驗過程中，有助于學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng).高中物理教學(xué)活動中，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“自由落體”時，此節(jié)課在教材中的演示實驗為，將小羽毛、金屬片等不同質(zhì)量的物體，放入約1.5m長的玻璃管內(nèi)，隨后，倒立玻璃管，對物體下落速度加以觀察.再抽空玻璃管中空氣，重復(fù)上一步驟.由此分析可知，教材中雖設(shè)計兩次對比實驗，實驗現(xiàn)象直觀、清晰，實驗原理簡單，然而，教材中的自由落體運動主要強(qiáng)調(diào)從靜止下落、只受重力兩點.教材中所設(shè)計的演示實驗針對上述兩點卻難以呈現(xiàn)最佳實驗效果.鑒于以上實驗裝置的不足之處進(jìn)行改進(jìn)，將裝置豎直放置，采用磁鐵或電磁鐵吸附羽毛和鐵片移動到玻璃管頂端后同時釋放，這樣可以防止物體與玻璃管壁的摩擦，還可以保證物體從靜止下落.但要注意在演示過程中羽毛要在金屬片的上方，這樣下落后的現(xiàn)象更有說服力.實驗演示過程中，若玻璃管倒立速度過快，將會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不明顯，或可能影響實驗結(jié)論，如可能產(chǎn)生羽毛被壓在金屬片下降落，或為物體下落提供初速度，無法同靜止開始降落的實驗要求相符.若玻璃管倒立速度過慢，物體將會摩擦玻璃管內(nèi)壁，即便在真空環(huán)境下，此降落過程也無法滿足僅在重力作用下降落的要求.針對演示實驗中所存在的不足之處加以改善，即豎直放置裝置，利用磁鐵吸附金屬片、羽毛，隨后，逐漸移動至玻璃管頂端位置，同時釋放，借此，除可在一定程度上避免物體同玻璃管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦外，還可確保物體由靜止?fàn)顟B(tài)開始降落.此過程中，教師應(yīng)注意羽毛需處于金屬片上方位置，此種降落方式說服力更強(qiáng).

曲線運動速度方向的演示實驗：

實驗準(zhǔn)備器材(圖1)：磁性面板、磁珠、軟尺

實驗方法：如圖2，教師在實驗演示過程中，可將軟尺向任意方向彎曲后，在磁性面板上固定，借助橡皮筋，或彈簧，為磁珠提供初速度，此時，磁珠運動軌跡即為軟尺形狀，由末端出發(fā)后，磁珠在磁性面板上所劃出痕跡即為磁珠在末端位置的速度方向.演示實驗過程中，一名學(xué)生為磁珠提供初速度，另一名學(xué)生對軟尺出口方向加以改變，兩名學(xué)生互相配合完成實驗.

實驗優(yōu)勢：此演示實驗具備操作簡便的優(yōu)勢，軟尺可改變?yōu)槿魏涡螤?，磁珠在磁性面板上所劃出的痕跡清晰，實驗現(xiàn)象清晰，可有助于學(xué)生對曲線的速度方向此知識點加以理解.同時，學(xué)生還可積極參與，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得以調(diào)動，在此過程中，學(xué)生創(chuàng)新意識得以培養(yǎng).

伴隨信息技術(shù)高速發(fā)展，社會變化日新月異.因此，教師在高中物理教學(xué)階段，將學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)作為教學(xué)重點，同僅重視學(xué)生理論知識傳授而言，更具教育意義.教師在物理教學(xué)活動中，引導(dǎo)學(xué)生展開物理實驗，還可同物理學(xué)科性質(zhì)相符，因此，教師在物理實驗教學(xué)中，融入核心素養(yǎng)培養(yǎng)內(nèi)容，針對學(xué)生個人發(fā)展而言具備重要意義.新課改持續(xù)推進(jìn)背景下，需對課改精髓加以深入體會，對物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵加以了解，推動實驗教學(xué)理論的完善，望借此為廣大一線教師提供參考.