高中物理教學(xué)核心素養(yǎng)：演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

王青

摘 要：在素質(zhì)教育中，提出創(chuàng)新能力屬于教學(xué)重點(diǎn)。高中物理學(xué)作為實(shí)驗(yàn)性學(xué)科之一，以演示實(shí)驗(yàn)為最直觀、最直接、最形象的一種教學(xué)手段。所以作為改善物理教學(xué)的關(guān)鍵性渠道之一，演示實(shí)驗(yàn)的有效創(chuàng)新能激起學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的濃厚興趣愛(ài)好，并促進(jìn)學(xué)生發(fā)展思維能力、提升綜合素養(yǎng)。為此，本文從高中物理出發(fā)，探討了核心素養(yǎng)，并針對(duì)當(dāng)前的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀，提出了有效的創(chuàng)新方案，僅供參考。

關(guān)鍵詞：物理演示實(shí)驗(yàn);高中階段;核心素養(yǎng)

在高中階段的物理教育中，基于核心素養(yǎng)的正確導(dǎo)向，需要學(xué)生全面了解基本的科技理論知識(shí)，并熟練掌握研究新方法，正確樹(shù)立起科學(xué)的探究思想，并從科學(xué)精神出發(fā)，逐漸形成與自身終身發(fā)展乃至社會(huì)發(fā)展所需相符的基礎(chǔ)品格及能力。在物理教學(xué)中，探究演示實(shí)驗(yàn)作為一項(xiàng)必修的學(xué)習(xí)內(nèi)容，既是一種有效的學(xué)習(xí)方法，又是促進(jìn)學(xué)生增強(qiáng)學(xué)科品質(zhì)及綜合能力的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)之一，還是大力培養(yǎng)高中生內(nèi)在核心素養(yǎng)的主要途徑之一。所以，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，及時(shí)更新演示實(shí)驗(yàn)理念、進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)，豐富演示內(nèi)容，并且與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新教學(xué)手段、模式等。

一、高中物理演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)前的教學(xué)問(wèn)題

（一）學(xué)生無(wú)興趣

針對(duì)高中物理學(xué)科，許多學(xué)生普遍存在很強(qiáng)烈的畏難情緒，認(rèn)為高中理科類教學(xué)普遍難學(xué)。甚至許多學(xué)生從初中階段便開(kāi)始害怕上物理課，學(xué)習(xí)物理十分消極懈怠，從而很難打好物理基礎(chǔ)，以至于在上高中后無(wú)法順利學(xué)好物理知識(shí)，尤其是沒(méi)有學(xué)習(xí)演示實(shí)驗(yàn)的興趣。而在演示實(shí)驗(yàn)中，很多老師也沒(méi)向?qū)W生提供必要的感性材料，迫使學(xué)生面對(duì)抽象難懂的物理知識(shí)，無(wú)法充分加以理解并熟練掌握，進(jìn)而在學(xué)習(xí)過(guò)程中也難以激發(fā)出來(lái)濃厚的興趣。此外，在物理教師呆板固定的授課模式下，學(xué)生也會(huì)漸漸失去原來(lái)的實(shí)驗(yàn)熱情，普遍缺失科學(xué)素養(yǎng)及探索實(shí)驗(yàn)的意識(shí)。在教師不重視的影響下，學(xué)生在認(rèn)知演示實(shí)驗(yàn)的意義上，也只是停留在輔助學(xué)習(xí)物理概念方面，無(wú)法正確體會(huì)演示實(shí)驗(yàn)在訓(xùn)練思維、培養(yǎng)素養(yǎng)上的關(guān)鍵性作用，以至于很難提前興趣。

（二）缺少充足的實(shí)驗(yàn)器材

很多高中階段的學(xué)校沒(méi)有足量的實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)費(fèi)，在演示實(shí)驗(yàn)中，也只好沿用陳舊的物理儀器，進(jìn)而迫使高中物理老師很難順利做好演示實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。此外，由于有些演示實(shí)驗(yàn)用途的設(shè)備已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間或很多次數(shù)的使用，已經(jīng)損壞了某些部件，但又沒(méi)有相應(yīng)的備用設(shè)備及時(shí)代替。當(dāng)前，在很多高中學(xué)校當(dāng)中，有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)人員常常是物理學(xué)科教師兼任的。但這些老師平時(shí)便已經(jīng)承擔(dān)著很繁重的教學(xué)任務(wù)，以至于沒(méi)有充裕的時(shí)間，來(lái)詳細(xì)地檢查在演示實(shí)驗(yàn)中需要用到的設(shè)備。即便已知有些復(fù)雜原理的演示實(shí)驗(yàn)存在設(shè)備問(wèn)題，這些實(shí)驗(yàn)人員也缺少必要的精力及專業(yè)技術(shù)來(lái)及時(shí)予以維修。所以，在損壞很多物理演示用途的實(shí)驗(yàn)器材以后，只好大量加以閑置，以至于很難做好物理演示學(xué)科實(shí)驗(yàn)，也即更難發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的作用，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的整體核心素養(yǎng)了。

（三）演示過(guò)程單一化

在當(dāng)前的高中教學(xué)中，還是普遍過(guò)于注重升學(xué)率，視其為優(yōu)先教學(xué)目的。為了增大升學(xué)率，幫助學(xué)生在考試中贏得好的分?jǐn)?shù)，很多物理教師普遍均會(huì)過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，很少注意到演示實(shí)驗(yàn)。加之和學(xué)生也很少互動(dòng)交流，教師一般都是自己來(lái)一味地講解或者演示。在很多演示實(shí)驗(yàn)課上，普遍就是教師一個(gè)人再說(shuō)或者解釋，很多教師甚至還會(huì)直接利用講解來(lái)代替做實(shí)驗(yàn)。部分教師還太過(guò)依靠多媒體專業(yè)模擬技術(shù)，針對(duì)演示實(shí)驗(yàn)，并不引導(dǎo)學(xué)生自主操作，而僅僅向他們播放多媒體實(shí)驗(yàn)視頻或課件，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室完全代替了演示實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。在虛擬實(shí)驗(yàn)中，雖然很強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)，并且深入淺出，可以有所幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程，但是卻太過(guò)理想化，難以產(chǎn)生真實(shí)感。所以，這樣培養(yǎng)學(xué)生，定會(huì)影響他們提升自己的核心素養(yǎng)，更別說(shuō)增強(qiáng)創(chuàng)新能力。這么一來(lái)，知識(shí)學(xué)習(xí)效果就勢(shì)必不甚理想，自然整體教學(xué)成效也不好。

二、創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)核心素養(yǎng)

（一）創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生興趣

高中在物理教學(xué)中，應(yīng)順應(yīng)素質(zhì)教育的要求，及時(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思想觀念。而相應(yīng)的管理者也應(yīng)從實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、教師調(diào)配、經(jīng)費(fèi)投入等出發(fā)，周全考量演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的需要，以促進(jìn)物理老師創(chuàng)新課程演示實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，高中教師在上物理課時(shí)，還要應(yīng)注意學(xué)生的課堂主體性、健康成長(zhǎng)，充分重視演示實(shí)驗(yàn)，并及時(shí)予以創(chuàng)新，注意靈活變換教學(xué)方法。所以物理教師必須全方位地深入分析授課課本內(nèi)容，并從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真研究激發(fā)學(xué)生興趣的辦法，再創(chuàng)新研發(fā)令學(xué)生更愿意接受的直觀性演示新實(shí)驗(yàn)。例如：通過(guò)研發(fā)“摩擦力方向”的探究實(shí)驗(yàn)，如圖1的左右圖，分別是老師演示、學(xué)生照著操作：先朝上放平手背，再沿手背滑動(dòng)毛刷。然后，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生紛紛興趣盎然地觀察毛刷朝前方傾斜的現(xiàn)象，以更深刻地理解摩擦力知識(shí)，形成相應(yīng)的核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)新展開(kāi)生活化演示實(shí)驗(yàn)

在學(xué)生的高中群體生活中，常常會(huì)廢棄大量的材料，而這些材料常?？梢杂米鳠o(wú)條件學(xué)校演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的基礎(chǔ)原材料。例如：當(dāng)學(xué)生喝飲料后，一般會(huì)丟棄掉易拉罐。其實(shí)這些易拉罐，是可以用做演示實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體靜電平衡電荷的器材。其實(shí)在該演示實(shí)驗(yàn)中，常用的原材料實(shí)際上是法拉第圓筒，但通常高中是無(wú)法找到該原材料的。所以，物理教師便可以自主加工實(shí)驗(yàn)用材，也即先刮下易拉罐外面的油漆，并倒立好易拉罐，再直接向驗(yàn)電器之粘貼，進(jìn)而組裝成為一個(gè)簡(jiǎn)易的法拉第圓筒。這么一來(lái)，雖然實(shí)驗(yàn)效果不及真正的法拉第圓筒，但是在演示過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生還是可以收獲頗豐。又如，在學(xué)校慶典以后，常常會(huì)留下很多廢氣球，也能用作演示實(shí)驗(yàn)的必要原材料。物理教師先可以充滿氣球，并控制一個(gè)大一些，另一個(gè)小一些。然后，聯(lián)結(jié)上兩個(gè)氣球下面的嘴，再及時(shí)放手。這時(shí)，學(xué)生便可以發(fā)現(xiàn)大氣球更大，但小氣球卻更小。就此教師便可告知學(xué)生，其中隱含的原理就是：在大氣球內(nèi)，存在較小的壓強(qiáng)，而在小氣球內(nèi)，卻存在較大的壓強(qiáng)。因此在小氣球中存在的氣體便會(huì)直接壓入大氣球內(nèi)，這樣小氣球便會(huì)更小，而相應(yīng)的大氣球就會(huì)更大了。實(shí)際上，在學(xué)生的生活中，還存在很多有用的資源。例如：在演示“洛倫茲力”的實(shí)驗(yàn)中，老師便可以將無(wú)外殼的舊式電子管電視（見(jiàn)圖2），用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生觀看自己演示上下左右調(diào)節(jié)電視播放圖像等的過(guò)程，以分析洛倫茲力與電視的關(guān)系，進(jìn)而學(xué)生便可以更輕松地學(xué)習(xí)有關(guān)物理知識(shí)，聯(lián)系生活深入體會(huì)演示實(shí)驗(yàn)，并熱愛(ài)學(xué)習(xí)探究物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

（三）科學(xué)借助多媒體創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)

在當(dāng)前的高中階段物理教學(xué)之中，科學(xué)合理地借助多媒體，便可以輔助現(xiàn)階段的高中學(xué)校開(kāi)展逼真模擬演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在適當(dāng)縮小或放大的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景內(nèi)，向?qū)W生形象具體地呈現(xiàn)出生動(dòng)的演示過(guò)程，輔助學(xué)生深化理解實(shí)驗(yàn)，并積極地展開(kāi)學(xué)習(xí)探究，進(jìn)而有更多的精力來(lái)學(xué)習(xí)物理，以進(jìn)一步活躍思維、增強(qiáng)求知欲。因此，通過(guò)緊密結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新教學(xué)和多媒體，有助于學(xué)生增強(qiáng)核心素養(yǎng)。在多媒體的幫助下，可以很靈活地放大物體，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步準(zhǔn)確地有效觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟。此外，還可以在感官、色彩等的有利刺激下，有效促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)物理，進(jìn)而及時(shí)地?cái)[脫以往枯燥乏味的理論說(shuō)教和單一化的演示。例如：在與“認(rèn)識(shí)靜電”有關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)中，如果物理教師總是單一化地講授、分析理論知識(shí)，學(xué)生是很難在腦海當(dāng)中，設(shè)想靜電現(xiàn)象。所以，物理教師便可以考慮借助多媒體技術(shù)，來(lái)輔助創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)。在多媒體課件中，可創(chuàng)新“接觸起電”實(shí)驗(yàn)，并適當(dāng)放大整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各個(gè)畫面。這樣教師便可以基于Flash、視頻等，來(lái)研制出演示實(shí)驗(yàn)專業(yè)軟件，并向里面的每張圖片上，均輔以必要的文字性說(shuō)明，進(jìn)而進(jìn)一步具體化原本抽象難懂的演示實(shí)驗(yàn)。這么一來(lái)，便可以精細(xì)化分析、全面解讀每張圖片，并以此為基礎(chǔ)來(lái)啟迪學(xué)生熱烈探究、討論課本當(dāng)中的有關(guān)內(nèi)容。例如：如圖3所示在接觸起電中，觀察金屬小球從靠近、接觸B球面的過(guò)程中，電荷的變化過(guò)程，便能在認(rèn)真觀察、深入思考的過(guò)程當(dāng)中，在自己的腦海中，充分明確物理上的基礎(chǔ)概念，更深入地認(rèn)識(shí)、探究、理解物理課程理論知識(shí)。在以上創(chuàng)新措施的基礎(chǔ)上，在演示實(shí)驗(yàn)課上，靈活運(yùn)用、有機(jī)融合多媒體技術(shù)，便可以幫助學(xué)生進(jìn)一步立體化學(xué)習(xí)物理學(xué)基礎(chǔ)概念，進(jìn)而更深刻地探討、理解基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由此可見(jiàn)，通過(guò)科學(xué)的借助多媒體專業(yè)技術(shù)，有助于學(xué)生及時(shí)擺脫傳統(tǒng)單一化演示實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程的情況，彌補(bǔ)教學(xué)中看不到細(xì)節(jié)的缺陷，從而獲得良好的核心素養(yǎng)及深入探究能力。

結(jié)束語(yǔ)

在高中物理中，有關(guān)演示實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)至關(guān)重要。針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，通過(guò)創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)，除了有助于物理老師進(jìn)一步增強(qiáng)教學(xué)的整體實(shí)踐應(yīng)用性能外，還有助于培養(yǎng)廣大學(xué)生的實(shí)踐探究與創(chuàng)新能力，以有效促進(jìn)學(xué)生逐步提升自己的物理學(xué)科基礎(chǔ)核心素養(yǎng)，加快物理教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。所以，物理老師應(yīng)高度重視演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐創(chuàng)新，及時(shí)突破以往落后的演示實(shí)驗(yàn)實(shí)施模式，根據(jù)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)要素，來(lái)精心創(chuàng)新設(shè)計(jì)有關(guān)演示實(shí)驗(yàn)，并全方位滲透基本的核心素養(yǎng)思想觀念，引導(dǎo)學(xué)生從演示實(shí)驗(yàn)上，逐步掌握理論知識(shí)、提升科學(xué)素養(yǎng)、體會(huì)物理之魅力，并獲得有助于適應(yīng)社會(huì)、促進(jìn)個(gè)人發(fā)展的關(guān)鍵性核心素養(yǎng)，從而健康快樂(lè)地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王占球.基于核心素養(yǎng)的高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究[J]科學(xué)咨詢（科技·管理），2020（05）：253.

[2]鄭達(dá).基于物理核心素養(yǎng)的課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J]林區(qū)教學(xué)，2017（08）：82-84.

[3]楊君.小議高考物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究素養(yǎng)的考查[J]中國(guó)考試，2017（3）：25-30.