探索高中物理實(shí)驗教學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)途徑

劉 芬

(江蘇省運(yùn)河中學(xué) 221300)

實(shí)驗是高中物理學(xué)科的教學(xué)重點(diǎn)，一節(jié)有探究價值、內(nèi)容豐富、形式新穎的實(shí)驗課，不僅能激發(fā)高中生物理學(xué)習(xí)的熱情，也能幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的物理學(xué)習(xí)觀念.隨著新課改的深入推行，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)已然成為高中物理教學(xué)的主要任務(wù).其中物理觀念、實(shí)驗探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任均為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成，需要教師以實(shí)驗作為教學(xué)載體，將這些核心素養(yǎng)巧妙的融入到實(shí)驗課程當(dāng)中.為了達(dá)成此目的，物理教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從中總結(jié)成功的授課經(jīng)驗，為學(xué)生營造和諧、高效的實(shí)驗學(xué)習(xí)環(huán)境.

1 高中物理核心素養(yǎng)概述

關(guān)于高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是學(xué)生們在接受物理知識的過程中，通過循序漸進(jìn)的方式，來形成一種能充分適應(yīng)社會發(fā)展需求、拓展自身成長潛力的一種優(yōu)秀的學(xué)習(xí)品質(zhì).核心素養(yǎng)不只是學(xué)習(xí)能力的沉淀，更是學(xué)生在文化底蘊(yùn)、思維水平、探究精神、價值觀念的一種綜合表現(xiàn).

高中物理核心素養(yǎng)一共包括四個方面：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.其中，物理觀念要求學(xué)生能用物理學(xué)科的視角來觀察世界，對能量、物質(zhì)、運(yùn)動等概念產(chǎn)生最基本的認(rèn)知.科學(xué)觀念同樣以物理視角作為切入點(diǎn)，要求學(xué)生能深入挖掘事物之間的相互關(guān)系、事物之間的內(nèi)在規(guī)律、事物自身的本質(zhì)屬性.這需要學(xué)生將論證、推理、質(zhì)疑、創(chuàng)新的思考過程統(tǒng)籌在一起，將經(jīng)驗和事實(shí)概括出來，構(gòu)建出科學(xué)的物理模型.實(shí)驗探究核心素養(yǎng)重點(diǎn)在于實(shí)踐，要求學(xué)生能在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、大膽猜測、形成假設(shè)，并在此基礎(chǔ)上主動獲取信息、找出證據(jù)、分析結(jié)論、給出解釋.除此之外，學(xué)生還要具備合作、評價、反思的學(xué)習(xí)能力.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是要求學(xué)生在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，形成“STSE”觀念，即理解“科學(xué)——技術(shù)——社會——環(huán)境”之間的關(guān)系，從中產(chǎn)生對物理知識所應(yīng)有的學(xué)習(xí)態(tài)度和社會責(zé)任.

隨著新課改的深入實(shí)施，高考物理試卷的內(nèi)容也發(fā)生了巨大的改革，將學(xué)科素養(yǎng)作為了考查重點(diǎn)，要求學(xué)生不僅能掌握和理解物理學(xué)科的基本規(guī)律、基本概念、基本方法，還要關(guān)注物理知識在日常生活中的應(yīng)用價值，做到學(xué)以致用.簡而言之，是將學(xué)生的關(guān)鍵能力、必備知識和價值觀融合為一個整體，這樣才能為核心素養(yǎng)教育打下堅實(shí)的基礎(chǔ).

2 高中物理學(xué)科實(shí)驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)應(yīng)遵循的原則

2.1 以生為本

在新課改的背景下，教師若想貫徹核心素養(yǎng)教育，首先要將學(xué)生作為教學(xué)主體，給予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動權(quán)，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動性.讓學(xué)生能主動參與到探究新知的過程之中，擺脫教師的束縛，從自主學(xué)習(xí)中獲得充足的鍛煉.

2.2 啟發(fā)為主

對于物理實(shí)驗教學(xué)，教師雖然要遵循“以生為本”，但并不意味著教師完全對學(xué)生放任不管.當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗過程中遇到難題時，教師要適當(dāng)給予學(xué)生提示，為學(xué)生提供探究的學(xué)習(xí)思路.介入的尺度需要教師合理把控，既要起到引導(dǎo)教育的作用，又不會過分干涉學(xué)生的探究過程.換言之，物理教師應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的“教師講——學(xué)生記”授課模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生討論——總結(jié)問題——介入指導(dǎo)——答疑解惑——繼續(xù)討論”的循環(huán)學(xué)習(xí)過程.

2.3 因材施教

由于高中生的物理基礎(chǔ)、思維水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣、性格特點(diǎn)存在一定的差異性，在物理實(shí)驗課程中必然會表現(xiàn)出不一樣的學(xué)習(xí)效率.比如某些思維敏捷、擅長動手的學(xué)生，對實(shí)驗接受的速度較快，且能表現(xiàn)出強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣.在物理實(shí)驗教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)合理調(diào)控學(xué)生之間的差異，落實(shí)因材施教的原則.否則，學(xué)習(xí)水平在中等級別或?qū)W困級別的學(xué)生，很容易因為跟不上學(xué)優(yōu)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，而對實(shí)驗課程產(chǎn)生一定的抵觸感，從而不利于核心素養(yǎng)教育的實(shí)施.

2.4 強(qiáng)化體驗

傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)，通常讓教師先進(jìn)行示范，再讓學(xué)生模仿操作.對于高中生而言，這種學(xué)習(xí)體驗無疑十分枯燥乏味.想要在物理實(shí)驗教學(xué)中提高核心素養(yǎng)的培育效率，教師應(yīng)當(dāng)通過生活導(dǎo)入、創(chuàng)設(shè)情景、趣味游戲等方式，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗.當(dāng)學(xué)生對物理實(shí)驗產(chǎn)生濃厚的興趣，就會對新知識滋生探究欲望，轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.由此，高中生就會變被動為主動，積極參與到實(shí)驗學(xué)習(xí)之中，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的提高.

3 高中物理學(xué)科實(shí)驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑

3.1 設(shè)計趣味實(shí)驗，煥發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

對于實(shí)驗教學(xué)，教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計趣味盎然的課題，能在第一時間引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望.這樣既可以為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗探究素養(yǎng)打好基礎(chǔ)，也能將復(fù)雜難懂的物理理論以直觀生動的實(shí)驗形式展現(xiàn)在高中生面前，有效提高學(xué)生的思維理解能力.

比如，教師在教學(xué)人教版必修第一冊第四章“牛頓第一定律”，為學(xué)生普及“慣性”的概念時，可以設(shè)計一個有趣的實(shí)驗游戲.教師需要事先準(zhǔn)備一副象棋，將6顆棋子重疊在一起，向?qū)W生提問：如何在不動上面5顆棋子的前提下，將最下面的棋子取出來，同時，還要保證上面棋子的重疊狀態(tài).這有悖于學(xué)生的生活常識，很容易引起學(xué)生的探究興趣.當(dāng)學(xué)生經(jīng)過研究，找不出解決方案后.教師適時的揭秘答案，利用一根直尺，緊貼桌面，迅速將最下面的象棋敲飛.當(dāng)學(xué)生看到這個物理現(xiàn)象，就會迸發(fā)濃厚的求知欲望.教師再因勢利導(dǎo)，講解慣性的概念，這個物理知識就會牢牢的記憶在學(xué)生的腦海之中.

3.2 結(jié)合生活元素，體現(xiàn)實(shí)驗的應(yīng)用價值

在教學(xué)人教版高一物理必修一第三章中“摩擦力”時，教師可以列舉生活中常見的摩擦力物理現(xiàn)象.譬如汽車車輪、鞋底上為什么要設(shè)計花紋？可樂瓶的蓋子為什么不是光滑的而是有紋路的？用手心搓動桌面為什么會產(chǎn)生響聲？由生活中的常見元素來進(jìn)行導(dǎo)入，啟發(fā)學(xué)生的深入思考.隨后，教師再引入有關(guān)摩擦力的實(shí)驗：讓學(xué)生先嘗試站在教室的地面上滑行，看看自己能滑出多遠(yuǎn).然后在地面上灑水，再讓學(xué)生在濕潤的教室地面滑行，對比兩次滑行的距離.這樣的物理實(shí)驗充分體現(xiàn)了生活氣息，可以調(diào)動學(xué)生參與實(shí)驗的積極性，為培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)打好基礎(chǔ).

3.3 嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計環(huán)節(jié)，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)

在教學(xué)人教版必修一第四章“超重與失重”時，教師如果想要通過彈簧秤的實(shí)驗來分析超重和失重的內(nèi)涵，必須要通過實(shí)驗過程來構(gòu)建超重的減速下降、加速上升以及失重的加速下降、減速上升四個教學(xué)情境.有些教師在實(shí)驗教學(xué)時，一般會用手提著彈簧秤完成實(shí)驗.但在實(shí)驗過程中，學(xué)生很難看清彈簧秤上的讀數(shù)變化.對此，教師可以利用手機(jī)的攝像功能，將彈簧秤運(yùn)動過程中的變化拍攝下來.通過慢放功能準(zhǔn)確展示出彈簧秤上的數(shù)值.由此，既保證了實(shí)驗環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)程度，也在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度，這對于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的成長大有裨益.

3.4 組織小組學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的物理素養(yǎng)

在教學(xué)人教版高一物理必修第三冊第十一章時，有關(guān)電路及其應(yīng)用的知識點(diǎn)，學(xué)生可以通過小組互助來開展物理實(shí)驗.由于學(xué)生的物理基礎(chǔ)存在差異性，各個小組需要根據(jù)能力來進(jìn)行分工.譬如操作能力較差的學(xué)生可以負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗結(jié)果，理論較強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)完成實(shí)驗設(shè)計，操作能力較強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)調(diào)整電路.由此，通過多方合作，將學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，在實(shí)驗過程完成互補(bǔ)互助.這樣可以讓每名學(xué)生都能收獲良好的實(shí)踐體驗，幫助不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)都能得到切實(shí)的提升.

3.5 大膽遷移知識，發(fā)散學(xué)生的物理思維

高中生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗切忌思維僵化，只懂得按部就班的參考固定的步驟完成整個實(shí)驗過程.在學(xué)生群體中不乏有這樣的錯誤理念，認(rèn)為實(shí)驗只能在實(shí)驗室中通過規(guī)定的道具進(jìn)行.抱有這樣的思想，不利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的成長，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生大膽的遷移知識，有效發(fā)散學(xué)生的物理思維.

3.6 注重實(shí)驗評價，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

教學(xué)評價是教師和學(xué)生在實(shí)驗課程中總結(jié)得失的重要環(huán)節(jié)，完善評價過程，可以幫助學(xué)生找出實(shí)驗學(xué)習(xí)中的不足，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的穩(wěn)定成長.

比如，在教學(xué)高一物理必修第一冊第四章有關(guān)“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗教學(xué)時.教師的評價重點(diǎn)不應(yīng)單純放在實(shí)驗報告上，而是要結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗表現(xiàn)、操作的嚴(yán)謹(jǐn)程度、合作學(xué)習(xí)的積極性等角度進(jìn)行全面的考察.從中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)點(diǎn)與缺陷，并通過教學(xué)評價的總結(jié)為學(xué)生制定科學(xué)的學(xué)習(xí)計劃，這樣才能幫助學(xué)生更好的納長補(bǔ)短，為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的成長提供有力的學(xué)習(xí)條件.

通過物理實(shí)驗落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)是一項任重道遠(yuǎn)的任務(wù)，需要教師傾注大量的精力，通過積極的反思，找出實(shí)驗教學(xué)中的不足之處，并及時的加以改正，加強(qiáng)實(shí)驗課的教學(xué)質(zhì)量.物理教師需要謹(jǐn)記，以核心素養(yǎng)教育為目的，不能采用傳統(tǒng)的“教師示范——學(xué)生模仿”的方式打開實(shí)驗課堂，而是要鼓勵學(xué)生主動探索、認(rèn)真思考，在實(shí)踐的過程中體會學(xué)習(xí)的快樂，促進(jìn)學(xué)生物理綜合能力的提升.