加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升核心素養(yǎng)

吳增錦

(高郵市第一中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225600)

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升核心素養(yǎng)

吳增錦

(高郵市第一中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225600)

目前，以“核心素養(yǎng)”為主體的新課程標(biāo)準(zhǔn)體系正逐漸取代以知識(shí)結(jié)構(gòu)為重心的傳統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)體系，倡導(dǎo)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)，是體現(xiàn)物理課程價(jià)值的需求．物理教師應(yīng)該加強(qiáng)物理核心概念的來(lái)由、注重物理研究的科學(xué)思維、關(guān)注學(xué)生真實(shí)的情感體驗(yàn)、樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度及責(zé)任意識(shí)，教師應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．

物理 核心素養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)生高中畢業(yè)10年再聚會(huì)時(shí)，常與學(xué)生聊聊物理，學(xué)生常常笑著說(shuō)：物理規(guī)律基本上都“還給”我了，但物理學(xué)研究問(wèn)題的思維方法、科學(xué)態(tài)度一直應(yīng)用于他們的學(xué)習(xí)、生活和工作中，是不會(huì)被遺忘的．這些被學(xué)生終身保持的、成為他們行為習(xí)慣的就是一個(gè)人的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)才是中學(xué)物理課程的最大價(jià)值[1]．物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵部分，主要由“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等4個(gè)方面的要素構(gòu)成[2]．

實(shí)施核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理教學(xué)，需要物理教師轉(zhuǎn)變教學(xué)的價(jià)值觀念，意識(shí)到物理教學(xué)應(yīng)圍繞核心概念展開(kāi)教學(xué)，而不是圍繞考試試題展開(kāi)教學(xué)；物理教學(xué)的目的不在于對(duì)物理知識(shí)的記憶和再現(xiàn)，而在于知識(shí)的應(yīng)用、思維方法的培養(yǎng)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步形成物理學(xué)科核心素養(yǎng)．物理學(xué)科核心素養(yǎng)是一種行為習(xí)慣和思維能力，習(xí)慣和能力的培養(yǎng)不僅需要學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更離不開(kāi)學(xué)習(xí)者的親身實(shí)踐——物理實(shí)驗(yàn)，物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，因此，物理老師要在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生核心素養(yǎng)．

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于幫助學(xué)生形成物理觀念

很多物理概念和規(guī)律是抽象的、深?yuàn)W的，學(xué)生很難理解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可使抽象的概念形象化，深?yuàn)W的規(guī)律簡(jiǎn)單化，如磁場(chǎng)中安培力、洛倫茲力概念、電容器和電感器在交流電路中的作用等等．教學(xué)時(shí)教師通過(guò)形象具體的物理現(xiàn)象建立物理表象，讓學(xué)生體驗(yàn)物理知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和應(yīng)用價(jià)值，使學(xué)生真正理解物理知識(shí)和核心概念的內(nèi)涵，真正形成自己的物理觀念．

滑動(dòng)摩擦力的方向，是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)，也是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)，還是高考的熱點(diǎn)．滑動(dòng)摩擦力的方向難就難在是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，還是與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．下面介紹通過(guò)實(shí)驗(yàn)突破“摩擦力方向”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)．教師和每個(gè)學(xué)習(xí)小組配有一把長(zhǎng)毛刷(理發(fā)用的)．教師一邊演示、學(xué)生一邊操作，同時(shí)要求學(xué)生觀察長(zhǎng)毛刷的毛傾斜的方向(即為長(zhǎng)毛刷所受摩擦力的方向)和通過(guò)手心感受手所受摩擦力的方向：

(1)左手心朝上平放、保持不動(dòng)，右手抓住長(zhǎng)毛刷沿手心向右滑動(dòng);

(2)右手抓住長(zhǎng)毛刷不動(dòng)，左手心朝上與長(zhǎng)毛刷緊密接觸且向左移動(dòng);

(3)右手抓住長(zhǎng)毛刷向右運(yùn)動(dòng)，左手心朝上與長(zhǎng)毛刷緊密接觸且向左移動(dòng)；

(4)右手抓住長(zhǎng)毛刷，左手心朝上與長(zhǎng)毛刷緊密接觸，兩手同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，但右手運(yùn)動(dòng)稍快些;

(5)右手抓住長(zhǎng)毛刷，左手心朝上與長(zhǎng)毛刷緊密接觸，兩手同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，但左手運(yùn)動(dòng)稍快些．

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：前4種情況摩擦力方向相同，第5種情況與前4種情況摩擦力方向不同，教師讓學(xué)生描述現(xiàn)象、分析原因、歸納要點(diǎn)、從而得出結(jié)論．這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)將主要的教學(xué)活動(dòng)還給學(xué)生，學(xué)生依靠自己或與同學(xué)合作一步一步地探究出滑動(dòng)摩擦力的方向，這個(gè)結(jié)論一輩子都不會(huì)遺忘．當(dāng)然，靜摩擦力的方向也可用該實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行探究．

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目的就是改變只注重知識(shí)和結(jié)論而忽視規(guī)律形成過(guò)程的教學(xué)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生觀察到的物理現(xiàn)象、形成的物理概念、總結(jié)出的物理規(guī)律是理解的，不是死記硬背的，印象是深刻的、不會(huì)遺忘的．

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)和提升科學(xué)思維的重要途徑

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與物理概念、規(guī)律(理論)之間有很大的差距，對(duì)于人腦來(lái)說(shuō)，觀察是信息的采集與輸入，思維則是信息的加工與處理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有利于學(xué)生對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析，加上想象、聯(lián)想、推理等一系列的思維過(guò)程，最后作出總結(jié)判斷[3]，完成從感性到理性的第一次飛躍過(guò)程；尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)，教師放手讓學(xué)生自己去追尋問(wèn)題的根源，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，進(jìn)行多角度、多方位的猜想，摸索解決問(wèn)題的各種途徑，有助于培養(yǎng)學(xué)生研究物理問(wèn)題的思維方法，從而提升了學(xué)生的科學(xué)思維．

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理多個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要器材，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師對(duì)照打點(diǎn)計(jì)時(shí)器介紹構(gòu)造及原理，并進(jìn)行打點(diǎn)試驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是粗淺的，教學(xué)效果是不理想的．教師可做如下改進(jìn)：教師準(zhǔn)備一個(gè)節(jié)拍器(網(wǎng)上可購(gòu)買)或手機(jī)中安裝節(jié)拍器軟件，每個(gè)學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備一支水彩筆和多根紙帶．

(1)讓學(xué)習(xí)小組右側(cè)學(xué)生手握水彩筆，當(dāng)聽(tīng)到節(jié)拍器發(fā)出“嘀”聲時(shí)就在草稿本上“打”一個(gè)點(diǎn)，讓學(xué)習(xí)小組左側(cè)學(xué)生練習(xí)沿直線拉紙帶．

(2)讓兩位同學(xué)合作，左側(cè)學(xué)生沿直線拉紙帶，右側(cè)學(xué)生用水彩筆在紙帶上“打”點(diǎn)．

(3)比較不同學(xué)習(xí)小組打出的紙帶上相鄰點(diǎn)的間距大小并引導(dǎo)學(xué)生分析原因．

(4)介紹打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、工作原理．

(5)將輸液用的500 ml瓶中裝適量水，并在水中滴數(shù)滴紅墨水并搖勻，連同輸液管一起固定在鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)好輸液管的滴水速度，讓一位同學(xué)手提鐵架臺(tái)在教室內(nèi)走一圈，時(shí)而加速運(yùn)動(dòng)，時(shí)而減速運(yùn)動(dòng)，并讓學(xué)生觀察地面上的紅色水滴．

(6)有條件的教師演示用頻閃攝影技術(shù)拍攝小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，獲得小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片．

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生真正理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，還可以讓學(xué)生理解打點(diǎn)法、滴水法、頻閃照相法研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的思想方法．

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)能提高實(shí)驗(yàn)探究技能培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

由于教材中安排的分組實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論全部預(yù)設(shè)好，所有學(xué)生只要按照固定的實(shí)驗(yàn)步驟，在同一時(shí)間用相同器材、相同方法完成同一實(shí)驗(yàn)，得出相同結(jié)論，從而導(dǎo)致學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、合理猜測(cè)的能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案的能力和獲取證據(jù)、分析論證、合作與交流、評(píng)估和反思的能力得不到提高．所以教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要挖掘教材及教參中沒(méi)有的實(shí)驗(yàn)，這就需要教師啟迪學(xué)生及自身智慧進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生通常面對(duì)的是未知的、開(kāi)放性的問(wèn)題，沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)，也沒(méi)有明確的結(jié)論，學(xué)生只有充分利用所學(xué)的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和物理素養(yǎng)，創(chuàng)造性地運(yùn)用自己積累的理論和物理研究方法，提出種種猜想，不斷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)拓展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究、論證，反思、修正，最終得出結(jié)論．當(dāng)然，拓展實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生多項(xiàng)能力，如實(shí)驗(yàn)前查閱資料，汲取重要信息，可培養(yǎng)閱讀、自學(xué)能力；實(shí)驗(yàn)時(shí)要?jiǎng)邮职惭b實(shí)驗(yàn)器材并操作實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)了操作能力；實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真觀察，提高觀察能力；有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生感到驚奇、有趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促進(jìn)學(xué)生去探究緣由，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，等等．如驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，教師不僅讓學(xué)生用落體法進(jìn)行驗(yàn)證，還要引導(dǎo)學(xué)生用單擺法、彈性勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化法、系統(tǒng)法進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)速度可用紙帶法、平拋法、光電門(mén)法等，這樣的拓展實(shí)驗(yàn)更能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力．

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)的養(yǎng)成

實(shí)驗(yàn)本身是一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)過(guò)程，由于某種偶然因素的出現(xiàn)都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以實(shí)驗(yàn)要想成功，必須一絲不茍，來(lái)不得半點(diǎn)閃失，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)事求是的作風(fēng)．實(shí)驗(yàn)中常常出現(xiàn)意料之外的現(xiàn)象，教師要引導(dǎo)學(xué)生追溯其原因，不僅能擴(kuò)大知識(shí)面，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和捕捉機(jī)遇、獲得成功的本領(lǐng)．實(shí)驗(yàn)往往需要兩人或多人協(xié)作才能完成，從而培養(yǎng)了學(xué)生交流合作能力．實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中教師還可利用科學(xué)家(如法拉第)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的歷程激發(fā)學(xué)生不服輸?shù)囊庵酒焚|(zhì)，培養(yǎng)吃苦耐勞的精神和責(zé)任意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義情操、民族自尊心等，促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀[3]．

毋庸置疑，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的最有效途徑，因而筆者認(rèn)為，教師在教學(xué)過(guò)程中，要盡量挖掘更多的實(shí)驗(yàn)進(jìn)入課堂，督促學(xué)生認(rèn)真完成不能進(jìn)入課堂的課外實(shí)驗(yàn)，同時(shí)做到實(shí)驗(yàn)的“主體角色轉(zhuǎn)變”，即能讓學(xué)生獨(dú)立做的實(shí)驗(yàn)教師不參與，不能讓學(xué)生獨(dú)立做的實(shí)驗(yàn)由教師與學(xué)生一起做、變“教學(xué)”為“導(dǎo)學(xué)”、變“演示實(shí)驗(yàn)”為“師生協(xié)同實(shí)驗(yàn)”[4]．學(xué)生親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在觀察、分析、推理、歸納的過(guò)程中切實(shí)提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．

1 林欽，陳峰，宋靜.關(guān)于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的中學(xué)物理教學(xué)的思考.課程·教材·教法， 2015，35(12)：90

2 彭前程. 積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué).中學(xué)物理，2016，34(3)：2

3 許美嵩,吳增錦.挖掘課外實(shí)驗(yàn).發(fā)揮實(shí)驗(yàn)功效.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009，(32)：91～92

4 謝春，趙林明.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中物理演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新.物理教學(xué)，2016，38(6)：50

2016-12-07)