高中物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的策略

高濱

【摘要】新課標(biāo)教育改革背景下，強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展，將核心素養(yǎng)作為課程總目標(biāo)，而科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的重要組成部分.將科學(xué)思維培養(yǎng)落實(shí)到高中物理實(shí)驗教學(xué)中，不僅可以高效地提升學(xué)生科學(xué)思想，還能改變教師對物理實(shí)驗教學(xué)理念，更加高效、科學(xué)地開展實(shí)驗教學(xué)，促使學(xué)生深度掌握物理知識.本文基于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維要點(diǎn)探索高中物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維策略.

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗教學(xué)；科學(xué)思維

為社會培養(yǎng)符合時代需求的人才，新課標(biāo)教育改革將核心素養(yǎng)培養(yǎng)作為課程改革重要突破點(diǎn)，要求學(xué)生在課堂教學(xué)活動中全面提升和發(fā)展，使學(xué)生真正成為全能型人才.科學(xué)思維是物理教學(xué)重要培養(yǎng)目標(biāo)之一，也是學(xué)生形成、發(fā)展核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和前提，基于此，教師要重視物理實(shí)驗教學(xué)設(shè)計，讓實(shí)驗教學(xué)成為學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的有效助力.

1 高中物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維要點(diǎn)

1.1 制定清晰科學(xué)實(shí)驗?zāi)繕?biāo)

教育改革背景下，新型教學(xué)理念、教學(xué)模式層出不窮，部分教師在開展物理實(shí)驗教學(xué)活動時，多引用新教學(xué)理念、模式、技術(shù)等方面內(nèi)容，雖然增加物理實(shí)驗教學(xué)的豐富性、趣味性、多元性，但由于缺乏對學(xué)生實(shí)際情況、學(xué)科特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容等方面分析，新型教學(xué)理念、思想、模式與物理實(shí)驗教學(xué)適配度較低，導(dǎo)致物理實(shí)驗?zāi)繕?biāo)逐漸發(fā)生改變，學(xué)生難以在實(shí)驗教學(xué)活動中深入探索教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在規(guī)律、構(gòu)建理想模型，不利于發(fā)揮高中物理實(shí)驗教學(xué)對學(xué)生提升和發(fā)展的推動作用.基于此，教師在高中物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，要在運(yùn)用新理念、新模式前制定明確、科學(xué)的實(shí)驗?zāi)繕?biāo)，深度分析學(xué)生、教材、課堂等方面特點(diǎn)，基于實(shí)驗?zāi)繕?biāo)選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式，提升新教學(xué)理念與實(shí)驗教學(xué)的適配性，充分發(fā)揮教學(xué)理念和物理實(shí)驗的作用，高效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維.

1.2 構(gòu)建趣味物理實(shí)驗課堂

高中是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要時期，除物理學(xué)科，還涵蓋數(shù)學(xué)、語文、化學(xué)和英語等其他學(xué)科，但物理相比其他學(xué)科而言更具抽象性和困難性，加之部分學(xué)生對物理學(xué)科缺乏探索興趣和學(xué)習(xí)興趣，分配學(xué)習(xí)時間過程中更加側(cè)重于其他學(xué)科，導(dǎo)致學(xué)生物理能力、成績相對較弱，難以在實(shí)驗教學(xué)活動中切實(shí)培養(yǎng)科學(xué)思維能力，影響學(xué)生全面發(fā)展.所以，要在物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)能力，首要目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科、物理實(shí)驗的興趣，促使學(xué)生由內(nèi)而外地認(rèn)同、喜歡物理，從而真正投入到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)、探索中，感受物理實(shí)驗活動中的奧妙和思維運(yùn)轉(zhuǎn)的樂趣，從而持續(xù)性地開展物理學(xué)習(xí)活動，真正落實(shí)在物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目標(biāo).由此可見，教師在開展教學(xué)活動時，要注重增加物理實(shí)驗教學(xué)趣味性，推動學(xué)生主動參與，從而培養(yǎng)物理思維能力，推動學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)和提升.

1.3 重視學(xué)生實(shí)驗主體地位

傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)難以滿足當(dāng)下教育需求，究其根本在于教師在教學(xué)活動中忽略了學(xué)生課堂主體地位，導(dǎo)致學(xué)生在課堂教學(xué)活動中缺乏主動思考、探索空間，難以發(fā)展自身能力和思維能力.所以，教師在開展物理實(shí)驗教學(xué)活動時，要注意學(xué)生課堂主體地位的凸顯，充分發(fā)揮其主觀能動性和探索能力，實(shí)現(xiàn)知識、能力綜合發(fā)展.為落實(shí)科學(xué)思維培養(yǎng)目標(biāo)，教師在實(shí)驗教學(xué)中要注意凸顯學(xué)生實(shí)驗主體地位，為學(xué)生提供充足推理、質(zhì)疑、創(chuàng)新、建?？臻g，自主實(shí)驗和探索，并在學(xué)生有需求時提供引導(dǎo)和鼓勵，切實(shí)落實(shí)科學(xué)思維培養(yǎng)目標(biāo).

2 高中物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維策略

2.1 創(chuàng)新實(shí)驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

學(xué)生學(xué)習(xí)動力來源于對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，對高中物理實(shí)驗教學(xué)的動力也來源于此，所以，為激發(fā)學(xué)生對物理實(shí)驗教學(xué)的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，教師在開展實(shí)驗教學(xué)時要注意興趣的調(diào)動和培養(yǎng)，創(chuàng)新物理實(shí)驗內(nèi)容，加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)和鼓勵，為學(xué)生提供適宜發(fā)展和提升的空間.

例如 以人教版高中物理高一必修二“實(shí)驗：研究平拋運(yùn)動特點(diǎn)”為例，實(shí)驗圍繞平拋運(yùn)動特點(diǎn)、平拋運(yùn)動條件方面探索展開，教材中為學(xué)生提供多種實(shí)驗策略幫助學(xué)生順利開展實(shí)驗，但實(shí)驗具有較強(qiáng)探索性、邏輯性，加之物理實(shí)驗的嚴(yán)謹(jǐn)性和專業(yè)性，與學(xué)生生活的接觸面較小，對部分學(xué)生而言具有較高難度，對部分學(xué)生而言較為枯燥，難以有效推動學(xué)生主動參與教學(xué)活動提升自我.基于此，教師在開展實(shí)驗教學(xué)活動時，可以創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)換實(shí)驗思維，引導(dǎo)學(xué)生參與和掌握實(shí)驗，幫助學(xué)生深層次理解實(shí)驗原理.如教師在開展實(shí)驗時，可以將小球置換成生活中常見的水，使學(xué)生更加清晰、明確地觀察平拋運(yùn)動軌跡，在學(xué)生初步理解平拋運(yùn)動基礎(chǔ)上將水換成小球，使學(xué)生從物理學(xué)科角度分析平拋運(yùn)動的本質(zhì)屬性和規(guī)律，實(shí)驗中在循序漸進(jìn)地構(gòu)建物理模型，將具象實(shí)驗抽象成理論結(jié)構(gòu)，充分發(fā)展學(xué)生物理科學(xué)思維，為學(xué)會生核心素養(yǎng)發(fā)展鋪墊基礎(chǔ).

2.2 引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

開展物理實(shí)驗教學(xué)的目的是推動學(xué)生在實(shí)驗中自覺思考、探索，在思考過程中逐漸形成科學(xué)思維素養(yǎng)，從而反作用于物理科學(xué)實(shí)驗教學(xué)，提升實(shí)驗教學(xué)效果，形成教育閉環(huán)，促使學(xué)生不斷提升自我.基于此，教師在開展高中實(shí)驗教學(xué)活動時，要引導(dǎo)學(xué)生主動思考和探究，提升物理實(shí)驗教學(xué)效果.而怎樣引導(dǎo)學(xué)生主動思考成為教師主要探索課題.基于新方法、新模式的興起，教師可以根據(jù)實(shí)驗教學(xué)需求和科學(xué)思維培養(yǎng)需求運(yùn)用問題教學(xué)法和矛盾教學(xué)法，使學(xué)生在問題的指引下自覺思考和探索，在矛盾的推動下主動思考和探究.問題教學(xué)法，顧名思義就是提出問題，以問題為導(dǎo)向進(jìn)行思考，而矛盾教學(xué)法是基于不同主體制造矛盾，推動學(xué)生主動思考.基于此，教師在開展教學(xué)活動中，可以將問題教學(xué)與矛盾教學(xué)融入物理實(shí)驗中，推動學(xué)生基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理進(jìn)行批判、思考，從而發(fā)展創(chuàng)造性見解能力和品質(zhì).

例如 以人教版高中物理高一必修二“實(shí)驗：驗證機(jī)械能守恒定律”為例.教師在開展教學(xué)活動時，為推動學(xué)生主動思考，可以先采用問題教學(xué)法.學(xué)生通過前面的單元學(xué)習(xí)，已經(jīng)對機(jī)械能守恒定律產(chǎn)生一定的理解，而實(shí)驗以讓學(xué)生通過具體實(shí)驗驗證、理解、學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律為目標(biāo).所以，教師可以運(yùn)用信息技術(shù)展示“研究自由下落物體的機(jī)械能”“研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能”實(shí)驗視頻，并保留決定性實(shí)驗成果或過程，讓學(xué)生根據(jù)兩項實(shí)驗質(zhì)疑和假設(shè)，如有的學(xué)生提出實(shí)驗一受重力、空氣等方面阻力影響，實(shí)驗結(jié)果是否出現(xiàn)偏差？物體下落時，選擇物體自由落體起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)是否影響實(shí)驗等.再如，實(shí)驗二是否比實(shí)驗一的測試結(jié)果精準(zhǔn)？通過學(xué)生質(zhì)疑，可以推動學(xué)生自覺思考，而學(xué)生質(zhì)疑的過程就是主動思考的體現(xiàn)，而后，教師可以讓學(xué)生自主選擇想要探究的實(shí)驗去驗證質(zhì)疑和想法，但高中階段學(xué)生思維、能力有限，在實(shí)驗過程中往往會出現(xiàn)停滯不前的現(xiàn)象，此時，教師可以根據(jù)學(xué)生實(shí)驗進(jìn)度設(shè)置矛盾，如在實(shí)驗過程中不可避免地會出現(xiàn)空氣、重力等方面阻力，但阻力會影響實(shí)驗成果和結(jié)論，怎樣減少實(shí)驗過程中的阻力？指明實(shí)驗問題和實(shí)驗重點(diǎn)，推動學(xué)生主動思考、假設(shè)、驗證，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維.

2.3 開展探究實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

在物理實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，不僅可以加強(qiáng)學(xué)生理論理解、識記深度，還能推動學(xué)生在物理實(shí)驗教學(xué)中提升自身能力，實(shí)現(xiàn)思維上的綜合發(fā)展.所以，教師在開展物理教學(xué)活動時，要充分重視物理實(shí)驗對學(xué)生學(xué)習(xí)、成長和發(fā)展的推動作用，精心設(shè)計探究式物理實(shí)驗教學(xué)，以實(shí)驗方式引導(dǎo)學(xué)生，推動學(xué)生在探究式物理實(shí)驗中發(fā)展科學(xué)思維，提升自身能力.

例如 以人教版高中物理高一必修三“實(shí)驗：練習(xí)使用多用電表”為例.實(shí)驗為單元最后一部分內(nèi)容，學(xué)生通過前面課時、實(shí)驗的開展，對“電”相關(guān)知識具有較深理解，而實(shí)驗的目的在于推動學(xué)生將學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)用于生活實(shí)際電表中，提升知識理解深度和運(yùn)用靈活程度，構(gòu)建物理知識與生活之間的聯(lián)系，推動學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于生活，充分發(fā)揮物理學(xué)科教育功能.基于學(xué)生對“電”相關(guān)知識的理解，教師在開展實(shí)驗教學(xué)時可以開展探究式實(shí)驗，為學(xué)生提供充足自主空間和思考空間，提供學(xué)生所需實(shí)驗材料，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材、網(wǎng)絡(luò)資源自主探究多用電表使用方法，提升知識運(yùn)用靈活程度.學(xué)生在開展實(shí)驗過程中，會根據(jù)習(xí)慣依據(jù)實(shí)驗開展順序、流程開展實(shí)驗，如提出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)去分析、探索電表，可以有效推動學(xué)生在物理實(shí)驗教學(xué)中形成、發(fā)展科學(xué)思維.

2.4 構(gòu)建分層課堂，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

基于科學(xué)思維在高中物理實(shí)驗中的培養(yǎng)任務(wù)，教師不僅要重視學(xué)生對實(shí)驗技巧、流程、知識等方面的掌握，還要關(guān)注學(xué)生個性，重視在實(shí)驗過程中引導(dǎo)學(xué)生，滿足學(xué)生個性需求，充分發(fā)揮物理學(xué)科教學(xué)教育功能，促使不同學(xué)生形成科學(xué)思維.基于此，教師在開展物理實(shí)驗時，可構(gòu)建分層實(shí)驗課堂，針對不同能力的學(xué)生提出不同要求和目標(biāo)，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，使學(xué)生可以在科學(xué)、適宜的實(shí)驗中高效發(fā)展科學(xué)思維能力，提升自身能力和價值.

例如 以人教版高中物理高一必修三“實(shí)驗：導(dǎo)體電阻率的測量”為例.“電”學(xué)對高中階段學(xué)生而言是具有較高難度的板塊，對學(xué)生思維邏輯、探索能力、學(xué)習(xí)能力等方面具有較高要求，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)“電”學(xué)知識時會感到困難，而高中階段學(xué)生經(jīng)歷前面知識的學(xué)習(xí)，基本形成獨(dú)特思維模式、學(xué)習(xí)模式和探索模式，所以，教師在開展教學(xué)活動時，要重視學(xué)生個性，根據(jù)個性開展分層教學(xué)，設(shè)計不同難度、廣度、深度的目標(biāo)和要求，使學(xué)生在完成教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上發(fā)展科學(xué)思維，提升自身能力.基于此，教師可以以前面電學(xué)教學(xué)為切入點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)將其分成三個層級，一層級學(xué)生綜合能力較強(qiáng)，自主學(xué)習(xí)能力、思維邏輯能力水平較高，教師可以讓學(xué)生自主開展實(shí)驗活動，探究導(dǎo)體電阻率測量方法，并確保數(shù)據(jù)誤差較??；二層學(xué)生在班級中的能力處于中等，具有一定自主性和邏輯思維能力等，教師在組織二層學(xué)生開展物理實(shí)驗時，可以設(shè)計概括性、探究性問題，為學(xué)生提供明確方向；而三層學(xué)生能力相對較弱，教師在開展教學(xué)活動時，可以引導(dǎo)學(xué)生以探究為主，即讓學(xué)生結(jié)合教材自主思考、探索、嘗試，教師根據(jù)學(xué)生探索程度給予針對性指導(dǎo).通過分層教學(xué)充分培養(yǎng)學(xué)生不同個性學(xué)生科學(xué)思維，解決能力較強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗中難以得到發(fā)展、能力較弱的學(xué)生難以完全掌握實(shí)驗知識發(fā)展科學(xué)思維的問題，提升物理實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量和效率.

3 結(jié)語

綜上所述，實(shí)驗教學(xué)是高中物理的關(guān)鍵和核心，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑，對學(xué)生核心素養(yǎng)形成具有重要作用.所以，高中物理教師要意識到實(shí)驗教學(xué)的重要性和科學(xué)思維的價值，構(gòu)建多元、高效的實(shí)驗教學(xué)，切實(shí)落實(shí)科學(xué)思維培養(yǎng)，促使學(xué)生在實(shí)驗過程中有效的提升和發(fā)展科學(xué)建模、科學(xué)論證等方面素養(yǎng)，提升自身綜合能力.

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