基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

陳榮堅(jiān) 施美珊

摘? ?要：高中物理中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占有較大比重，教學(xué)過程中主要依托實(shí)驗(yàn)傳授知識(shí)，使學(xué)生參與其中，動(dòng)手實(shí)踐掌握知識(shí)。教師要重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到應(yīng)試教育影響，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。教學(xué)中應(yīng)實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，提升學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力以及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?zhǔn)確樹立科學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)觀念，由此完成高中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略;操作性實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)大賽

高中階段物理是基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)是其主要組成部分?！段锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》中強(qiáng)調(diào)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，物理理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，才能夠使學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的意義，使學(xué)生更加透徹地理解基礎(chǔ)知識(shí)，有效提升物理成績(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。物理核心素養(yǎng)主要指的是物理觀念、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度及責(zé)任。但是，一些高中不注重物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，或是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱，理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生很難掌握理論知識(shí)，并且難以將掌握的理論知識(shí)落實(shí)到實(shí)踐中，影響物理成績(jī)，也將阻礙其核心素養(yǎng)形成。針對(duì)這一情況，需要高中物理教師進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新以及實(shí)踐，保證實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和時(shí)代性，將學(xué)生作為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，全面落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐。

1? 高中物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵與重要性

1.1? 內(nèi)涵

當(dāng)前我國(guó)教育教學(xué)工作不斷改革，教學(xué)方式隨之改變，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為教學(xué)主要目標(biāo)，核心素養(yǎng)是指學(xué)生在學(xué)校獲得某項(xiàng)關(guān)鍵能力，并且能夠?qū)⑦@一能力應(yīng)用到實(shí)際生活中和工作中，其基于傳統(tǒng)教學(xué)方式提出，以此來改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，由知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成能力提升。高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)是指學(xué)生了解物理知識(shí)后，能夠?qū)⒆陨砜茖W(xué)素養(yǎng)提升，例如向?qū)W生講授物理基礎(chǔ)知識(shí)和開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都能夠?qū)W(xué)生能力提升。

1.2? 重要性

通過物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵可知，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)能夠提升其能力，使其自主解決問題。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，學(xué)校教育教學(xué)方式不斷改變，因此應(yīng)注重學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。（1）我國(guó)教育能夠在核心素養(yǎng)提出后朝著更好的方向發(fā)展。原本教學(xué)方式主要是教師在課堂上向?qū)W生傳授物理基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生由此掌握理論知識(shí)，提升物理成績(jī)，這樣的教學(xué)模式不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，需要教師創(chuàng)新教學(xué)方法，提升學(xué)生成績(jī)的同時(shí)，提升學(xué)生的物理知識(shí)運(yùn)用能力，使學(xué)生更符合社會(huì)發(fā)展需求，緊跟時(shí)代發(fā)展步伐提升學(xué)生各項(xiàng)能力[ 1 ]。（2）培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，不僅能夠提升學(xué)生各項(xiàng)能力，還能夠使學(xué)生不斷成長(zhǎng)。高中物理教學(xué)要做好物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，才能夠達(dá)到提升學(xué)生能力這一目標(biāo)，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)，并且提升實(shí)踐能力。然而現(xiàn)階段很多學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有達(dá)到良好效果，因?yàn)楹芏鄬W(xué)校依舊用演示實(shí)驗(yàn)替代操作實(shí)驗(yàn)，未向?qū)W生提供自主實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)。以核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)的高中物理教學(xué)，教師需創(chuàng)新授課方式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以此提升學(xué)生能力，使其形成良好的物理核心素養(yǎng)。

2? 核心素養(yǎng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新策略

2.1? 激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣

為獲得良好物理教學(xué)效果，需要注重物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，物理現(xiàn)象具有趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生探索、理解自然的興趣，動(dòng)手實(shí)踐能夠增強(qiáng)學(xué)生的物理技能以及實(shí)踐能力，學(xué)生親自參與到物理實(shí)驗(yàn)中，使其體驗(yàn)物理現(xiàn)象探究過程，并掌握科學(xué)研究方法，這都能夠提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

2.1.1? 設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課堂導(dǎo)入

教師在新課的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)會(huì)選擇一些令學(xué)生感到新奇、有趣和意外的演示實(shí)驗(yàn)，由此激發(fā)學(xué)生的探究欲望。例如抓尺子游戲引入自由落體知識(shí)點(diǎn)，選擇兩名學(xué)生，一名學(xué)生豎向拿著尺子使尺子從高處落下，另一名學(xué)生在低處用一只手豎向接住尺子，這能夠增強(qiáng)課堂趣味性;采用巧勁拉書游戲引入超重失重規(guī)律知識(shí)教學(xué)，教師應(yīng)將兩本書一頁一頁的疊在一起，找兩個(gè)力氣大的男生用力將書拉開，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)怎樣用力都不能將書分開，而這時(shí)教師可輕輕將書拋向上方，當(dāng)書到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)教師抓住兩書邊緣，輕輕一拉就將書分開了，學(xué)生們會(huì)對(duì)教師的“魔力”感到好奇，因此會(huì)更全神貫注的參與到失重原理知識(shí)的學(xué)習(xí)中。這些實(shí)驗(yàn)具有創(chuàng)新性，并且生動(dòng)、形象、真實(shí)、學(xué)生參與性強(qiáng)，能夠集中學(xué)生注意力，以此營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)物理環(huán)境，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣[ 2 ]。

2.1.2? 合理開展徒手實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)中有很多徒手可做的實(shí)驗(yàn)，從而無需使用實(shí)驗(yàn)器材。例如雙手食指指肚正對(duì)用力擠壓，以此證明作用力和反作用力有著相等的力，作用在同一直線上，但是方向相反;也可五指并攏對(duì)遠(yuǎn)處日光燈光線衍射現(xiàn)象進(jìn)行觀察。學(xué)生通過這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋由羁痰乩斫馕锢碇R(shí)，由此體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究帶來的樂趣。

2.1.3? 開展《玩具中的物理》選修課教學(xué)

“玩具中物理”基于物理角度對(duì)傳統(tǒng)玩具以及現(xiàn)代玩具設(shè)計(jì)原理進(jìn)行介紹，主要內(nèi)容有高中物理熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)以及原子物理學(xué)等[ 3 ]。例如風(fēng)箏的原理，能夠在流體力學(xué)角度說明設(shè)計(jì)尾翼的重要性;不倒翁原理可在力矩角度說明不倒本質(zhì)。通過學(xué)生喜歡的玩具講授物理知識(shí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，能夠使學(xué)生更集中注意力，依此培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新能力。

2.1.4? 開展趣味性物理實(shí)驗(yàn)大賽

通常實(shí)驗(yàn)大賽的流程為提出問題、假設(shè)猜想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、分析評(píng)估、分析總結(jié)，例如制作水火箭和發(fā)射比賽、紙橋承重比賽等，這些都能夠培養(yǎng)學(xué)生歸納能力、動(dòng)手能力、交流能力、團(tuán)隊(duì)合作精神，并且在科學(xué)探究中獲得喜悅，更深刻地理解物理規(guī)律，領(lǐng)悟科學(xué)思想及精神，全面養(yǎng)成物理核心素養(yǎng)。

2.2? 提升自身修養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力

教師作為教學(xué)活動(dòng)主導(dǎo)者，需要全面認(rèn)識(shí)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的重要性，充分運(yùn)用教材中已有實(shí)驗(yàn)資源，結(jié)合教學(xué)實(shí)際進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，需要秉承新課標(biāo)開放性理念，從課程復(fù)制者轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造者。使學(xué)生更有個(gè)性、自主的學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、科學(xué)探究能力以及創(chuàng)新意識(shí)[ 4 ]。

2.3? 開展操作性實(shí)驗(yàn)

在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行操作性試驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其深入思考，由此形成物理思想，增強(qiáng)其科學(xué)意識(shí)與素養(yǎng)。一些實(shí)驗(yàn)學(xué)生很難在自己閱讀和思考后理解其原理及概念，學(xué)生觀察到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后想要解開這些謎團(tuán)，這時(shí)就可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師能夠?yàn)閷W(xué)生提供相應(yīng)器材，并且可作出相應(yīng)指導(dǎo)。針對(duì)一些參與物理競(jìng)賽的學(xué)生，可向其提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生更好的做實(shí)驗(yàn)，觀察其中現(xiàn)象，掌握相應(yīng)知識(shí)[ 5 ]。

3? 核心素養(yǎng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐成效

3.1? 物理教學(xué)硬件與軟件配備更加完善

（1）學(xué)校每年開展物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，學(xué)生有著較高的參與積極性和強(qiáng)烈探索科學(xué)知識(shí)的愿望，校內(nèi)能夠形成良好科技創(chuàng)作氛圍。（2）創(chuàng)設(shè)科技長(zhǎng)廊，為學(xué)生介紹典型、先進(jìn)的物理實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更強(qiáng)的科技探索欲望，使學(xué)校更具影響力。（3）構(gòu)建多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)器材配備齊全。

3.2? 確立開放性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)包

3.2.1? 自由落體

該學(xué)習(xí)包主要課內(nèi)任務(wù)是對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，并且要構(gòu)建若干子課題，課題包括探究型以及驗(yàn)證型。驗(yàn)證型主要是精準(zhǔn)測(cè)量重力加速度、探索重力加速度與緯度間的關(guān)系;探究型主要是測(cè)人體反應(yīng)速度、研究雨滴的下落、測(cè)定重力加速度方法等[ 6 ]。

3.2.2? 利用太陽能和開發(fā)新能源

利用太陽能可與開發(fā)利用新能源相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系，與太陽能相關(guān)子課題主要是提升太陽能發(fā)電效率的方法、太陽能發(fā)電塔的建造、太陽能發(fā)電技術(shù)等;與新能源子課題相關(guān)的有研究太陽能驅(qū)動(dòng)斯特林熱機(jī)、太陽能照明、制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

3.2.3? 自動(dòng)控制與模塊機(jī)器人

一般自動(dòng)控制內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，這時(shí)就可結(jié)合創(chuàng)造發(fā)明課，設(shè)計(jì)、制作一些邏輯比較復(fù)雜的電路，應(yīng)用該邏輯電路進(jìn)行簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制，并做出成品，在教室和家庭中進(jìn)行應(yīng)用，例如自動(dòng)感應(yīng)燈系統(tǒng)以及防盜系統(tǒng)等。模塊機(jī)器人可運(yùn)用樂高機(jī)器人參與比賽，也可設(shè)計(jì)獨(dú)立的機(jī)器人，使機(jī)器人模塊化，小組合作設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，在組裝后成為可運(yùn)行機(jī)器人，使其成為完整的項(xiàng)目。該項(xiàng)目重點(diǎn)是小組合作和設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)不同功能。

3.2.4? 電磁波

電磁波種類與嘗試為課內(nèi)要求，另外，可研究測(cè)量電磁波、電磁波對(duì)于生物的影響、天線設(shè)計(jì)、無線通信技術(shù)等課題[ 7 ]。也可研究輻射內(nèi)容，例如測(cè)量核輻射，探索電磁輻射與核輻射的區(qū)別。

3.2.5? 形成以自主課堂為基礎(chǔ)的物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新時(shí)，可采用“談理想”列舉法、“找不足”列舉法以及“知識(shí)交集法”?！罢劺硐搿绷信e法指的是提出對(duì)事物的理想，由此制定創(chuàng)新解決方案;“找不足”列舉法即為列舉事物不足或缺點(diǎn)，制定針對(duì)性的解決方法，該方法應(yīng)用重點(diǎn)是找出事物缺點(diǎn)和不足;“知識(shí)交集法”即為進(jìn)行相關(guān)知識(shí)原理以及實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

4? 結(jié)束語

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)，符合時(shí)代發(fā)展需求，培養(yǎng)高中生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，并促進(jìn)其個(gè)性發(fā)展，最終使其形成良好的核心素養(yǎng)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展效果，這就需要教師創(chuàng)新高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采取新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，使其更好地接收理論知識(shí)，并將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展。

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