◇ 周方方
“實(shí)驗(yàn)探究”是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的構(gòu)成要素之一,體現(xiàn)了新課程改革理念中的學(xué)生主動(dòng)性、教師引導(dǎo)性、課堂探索性和實(shí)踐性.基于“實(shí)驗(yàn)探究”的高中物理教學(xué)課堂,要讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)探究是獲得物理知識(shí)的重要實(shí)踐活動(dòng),要充分結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí),將前概念滲入新知識(shí)的學(xué)習(xí)之中,通過實(shí)驗(yàn)探索把抽象的物理知識(shí)形象化,引領(lǐng)學(xué)生理解物理概念、掌握物理方法、深化物理知識(shí),從而高質(zhì)量地完成物理教學(xué).
基于“實(shí)驗(yàn)探究”的高中物理教學(xué),讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn),不僅可以提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的感知能力,還能為學(xué)生提供思考的平臺(tái),手腦并用扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)和原理.高中階段的物理實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn).驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生已經(jīng)掌握一定的物理規(guī)律的基礎(chǔ)上,在知道結(jié)果的情況下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),意在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力,多在知識(shí)講解后進(jìn)行;探索性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論的情況下,由教師指導(dǎo)或獨(dú)立進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)依據(jù)是以往的經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí),主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和實(shí)驗(yàn)探究能力.
例如,在“彈力”的教學(xué)中,教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生知道形變、彈性形變的概念,理解彈性限度,確定常見彈力的方向,了解胡克定律等.學(xué)生已經(jīng)掌握了重力的有關(guān)知識(shí),教師可把本節(jié)課安排為小組實(shí)驗(yàn)課.讓學(xué)生探究:拉伸或壓縮彈簧時(shí),你的手受到的力有什么特點(diǎn)?它是怎么產(chǎn)生的?其他物體是否也能產(chǎn)生這種力?具有這種力的物體是否可以無限拉伸或壓縮,請(qǐng)用一種物體進(jìn)行驗(yàn)證.
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中,通過觀察和記錄的數(shù)據(jù)對(duì)彈力產(chǎn)生的條件和方向、彈性的限度等知識(shí)有了一定的認(rèn)知,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行討論、總結(jié)、歸納,基本完成了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo).學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)感知物理知識(shí)的樂趣,親歷實(shí)驗(yàn)過程,領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)探究的真諦.
物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的“實(shí)驗(yàn)探究”并不是單純地使用實(shí)驗(yàn)的手段探索物理知識(shí),而是要以學(xué)生為主體,使用科學(xué)合理的探索方式,讓他們自主獲得新知.為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生的探究欲望,教師可在課堂開始時(shí)創(chuàng)設(shè)生活化的教學(xué)情境,引起學(xué)生的探索欲望,然后引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究,使得科學(xué)探究貫穿課堂始終.從生活情境入手,以科學(xué)探究為主線,增強(qiáng)物理知識(shí)與生活的聯(lián)系,讓物理知識(shí)更加“親民”,同時(shí)也為學(xué)生的自主探索提供落腳點(diǎn),使學(xué)生在掌握物理概念和原理的同時(shí)掌握知識(shí)的運(yùn)用條件和范圍,進(jìn)而提高學(xué)生的物理技能.
例如,“圓周運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中,教師可結(jié)合生活實(shí)例和已學(xué)知識(shí)引入教學(xué).使用多媒體為學(xué)生展示一輛自行車緩慢行駛和一輛汽車由慢到快行駛的視頻,向?qū)W生提問:我們上學(xué)期已經(jīng)探討了勻變速直線運(yùn)動(dòng),知道了勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間、時(shí)間與位移、位移與速度之間的關(guān)系.同樣,一輛由慢到快行駛的汽車的各種物理量之間也存在一定的關(guān)系.那么,作為汽車的一部分的車輪做的又是什么運(yùn)動(dòng)?做此運(yùn)動(dòng)的物體上的各點(diǎn)的受力情況如何?勻速行駛的自行車的車輪和做勻變速運(yùn)動(dòng)的汽車的車輪上的各點(diǎn)的受力情況是否相同?我們能否把此情況推廣到其他地方,大到整個(gè)太陽系,小到微觀世界的原子?
學(xué)生由生活中常見的現(xiàn)象入手,更容易走進(jìn)抽象的物理知識(shí),知道物理知識(shí)的實(shí)際意義,同時(shí)也點(diǎn)明了本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn),以及此知識(shí)所能解決的物理問題,讓學(xué)生的探究有起點(diǎn)和落點(diǎn).
基于“實(shí)驗(yàn)探究”的高中物理教學(xué),不僅要涉及教材中的物理知識(shí),還要把與課堂知識(shí)相關(guān)的生活環(huán)境、科技發(fā)展等融入其中,同時(shí)重視學(xué)生的興趣和已有經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮學(xué)生掌握的前概念在物理教學(xué)中的作用.雖然教師在上課之前會(huì)設(shè)計(jì)教學(xué)方案,但在實(shí)際教學(xué)過程中會(huì)出現(xiàn)很多突發(fā)狀況,使得計(jì)劃的教學(xué)活動(dòng)受阻.為此,教師要根據(jù)實(shí)際情況不斷完善自己的教學(xué)方案,在課堂上及時(shí)、靈活地處理突發(fā)情況,了解學(xué)生的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),挖掘他們掌握的物理前概念,必要時(shí)利用學(xué)生熟悉的前概念闡述新知,幫助其順利過渡到新知的理解和應(yīng)用上,進(jìn)而保證既定教學(xué)目標(biāo)的順利完成.
“實(shí)驗(yàn)探究”追求的是真實(shí)性,我們不妨用現(xiàn)象和數(shù)據(jù)說話,“征服”學(xué)生的思想,用事實(shí)說明物理知識(shí),從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神,促進(jìn)學(xué)生的物理理論與實(shí)踐共同發(fā)展,體現(xiàn)新課程改革教育理念,促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成.