胡灶錢

摘 要：從落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)出發(fā)，對高中物理電學(xué)實驗進(jìn)行了研究，提出了任務(wù)驅(qū)動法、類比分析法、自主探究法和聯(lián)系實際法等教學(xué)方法，以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和實踐應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;高中物理;電學(xué)實驗

新課程改革已經(jīng)持續(xù)了一段時間，教育部先后出版了2003版和2017版的課程標(biāo)準(zhǔn)，我們將兩個版本的物理課程標(biāo)準(zhǔn)的總體目標(biāo)和具體目標(biāo)進(jìn)行對比：

通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)：新的一輪的課程改革是原有的課程改革的繼續(xù)深入，2017版的課程標(biāo)準(zhǔn)是2003版的升級版本。舊的物理課程標(biāo)準(zhǔn)更多注重本學(xué)科內(nèi)知識和技能的培養(yǎng)，過程與方法的體驗;新的課程標(biāo)準(zhǔn)，站在更高的位置，要求學(xué)生通過物理課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己正確的物理觀念和科學(xué)思維以及科學(xué)探究的能力，以后遇到實際問題時，學(xué)生能夠本著科學(xué)負(fù)責(zé)的態(tài)度，用物理課程中培養(yǎng)的核心素養(yǎng)解決問題。

一、物理核心素養(yǎng)的概念及高中物理電學(xué)實驗的現(xiàn)狀分析

根據(jù)我國教育部印發(fā)的《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》文件中提出的我國當(dāng)前教育工作的主要任務(wù)是不斷加快“核心素養(yǎng)體系”建設(shè)要求，2017年我國制定了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，這一新修訂的高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)將物理核心素養(yǎng)界定為：學(xué)生在物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需必備的關(guān)鍵能力和品格，主要包括4個方面：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。其中科學(xué)探究是指培養(yǎng)學(xué)生具備科學(xué)探究意識、設(shè)計實驗探究方案和獲取實驗證據(jù)的能力，具有分析論證的能力，從而能對實驗探究結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的解釋和描述。

電學(xué)實驗教學(xué)是高中物理教學(xué)中的重要組成部分，但是電學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀是：學(xué)生的實驗操作能力并不強(qiáng)，靈活應(yīng)變能力更弱，究其主要原因在于大部分教師在教學(xué)過程中沿用簡單的演示，學(xué)生不明原理的模仿，無法進(jìn)行自主探究和思考，難以將知識吸收和內(nèi)化。有些老師想要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主的科學(xué)探究，但是教學(xué)設(shè)計脫離了學(xué)生已有的認(rèn)知水平，導(dǎo)致學(xué)生無法自主地進(jìn)行探究。有些老師設(shè)計探究實驗又過于簡單，沒有思維的深度，出現(xiàn)了很多為了探究而進(jìn)行的“假探究”。新課改明確指出，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)尊重學(xué)生的主體地位，探索一切能促進(jìn)其形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需必備的關(guān)鍵能力和品格（即核心素養(yǎng)能力），才能促進(jìn)其獲得更好的發(fā)展，因此，在這種教育理念下，教師需不斷轉(zhuǎn)變自身教學(xué)理念，積極探索能提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)能力的模式進(jìn)行教學(xué)，才能促進(jìn)學(xué)生獲得良好發(fā)展和不斷提高課程教學(xué)質(zhì)量。

二、基于核心素養(yǎng)的高中物理電學(xué)實驗教學(xué)方法

1.任務(wù)驅(qū)動，提高課堂的時效

物理電學(xué)實驗課往往容量比較大，學(xué)生需要明確實驗?zāi)康模私鈱嶒炘?，根?jù)原理選擇合適的實驗儀器，設(shè)計可行方案，然后進(jìn)行實驗，記錄分析數(shù)據(jù)，推斷實驗的結(jié)論，并對實驗誤差進(jìn)行分析。這么多的內(nèi)容很難在一兩節(jié)課內(nèi)完成。如果每個實驗都要慢慢做，將會嚴(yán)重影響教學(xué)進(jìn)度。為了提高課堂的時效性，我在平時的教學(xué)過程中嘗試了任務(wù)驅(qū)動的方法進(jìn)行教學(xué)，取得了不錯的成效。以下是我關(guān)于《描繪小燈泡的伏安特性曲線》的部分任務(wù)清單。

這樣的任務(wù)清單能讓學(xué)生更加明確上課目的和流程，可以提高上課的時效性。結(jié)合實物投影等現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)，可以充分地展示學(xué)生某個環(huán)節(jié)的思維過程和存在的問題，提供更加鮮活的課堂實例進(jìn)行點(diǎn)評，這樣老師可以針對學(xué)生的問題進(jìn)行更加精準(zhǔn)的教學(xué)。但是任務(wù)清單也會產(chǎn)生一定負(fù)面效果，即學(xué)生思維會受到一定的局限，老師在使用這種方法的時候要注意留白，能夠引導(dǎo)學(xué)生思考的內(nèi)容盡可能地讓學(xué)生自己完成，以培養(yǎng)他們的科學(xué)思維。

2.類比分析，排除學(xué)生的困惑

在電學(xué)實驗中常常有兩個類似的問題出現(xiàn)，學(xué)生很容易搞混。比如在《描繪小燈泡伏安特性曲線》的實驗中，滑動變阻器通常采用分壓式的接法;而在《測電源的電動勢和內(nèi)阻》的實驗時候，滑動變阻器通常采用限流式的接法。什么時候該用分壓式，什么時候該用限流式這個問題讓很多的學(xué)生感到困惑。遇到類似問題，我覺得可以利用類比的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。我在上課的時候讓學(xué)生對比限流式接法和分壓式，完成以下表格的填寫。

對比后學(xué)生發(fā)現(xiàn)限流式接法更加節(jié)能，但是分壓式接法電流和電壓的調(diào)整范圍更大。然后引導(dǎo)學(xué)生在具體實驗中對比體會這兩種接法的不同之處，讓學(xué)生有深刻的體會。電學(xué)中還有很多可以利用類比法教學(xué)突破的難點(diǎn)問題，比如電阻的決定式和定義式的比較，純電阻電路與非純電阻電路的比較，電流表內(nèi)接和外接的比較的問題，老師要利用好類比法，幫助學(xué)生解除困惑。

3.自主探究，啟迪學(xué)生的思維

引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實驗操作和探究最能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在高中物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分重視學(xué)生個體對課堂教學(xué)的參與，并引導(dǎo)學(xué)生積極參與到實驗中來。例如，在進(jìn)行《測電池電動勢能和內(nèi)阻》教學(xué)過程中，我用水果電池代替干電池，先將小燈泡接到水果電池上讓學(xué)生觀察小燈泡的發(fā)光情況。很多同學(xué)認(rèn)為是水果電池的電壓太小導(dǎo)致小燈泡沒有發(fā)光。然后教師演示用多用電表測水果電池電壓，發(fā)現(xiàn)水果電池的電壓其實不小。這樣制造學(xué)生認(rèn)知上的沖突，引起學(xué)生進(jìn)行實驗探究的欲望。然后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)其自身認(rèn)知采用不同的方法對電池電動勢能和內(nèi)阻進(jìn)行測量，如伏安法、伏阻法、安阻法。處理數(shù)據(jù)的時候可以采用列方程求解，也可畫圖像求解。等學(xué)生做完實驗，安排足夠的時間交流討論，讓學(xué)生的思維之花盛開在課堂的每個角落。這樣不僅能有效激發(fā)學(xué)生實驗探究興趣和培養(yǎng)其創(chuàng)新精神及發(fā)散思維，同時還能加深其對所學(xué)知識的理解，從而達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。

4.聯(lián)系實際，內(nèi)化學(xué)生的能力

在核心素養(yǎng)教育背景下，開展物理實驗教學(xué)的目的不僅在于幫助學(xué)生更好地理解物理理論知識和深入掌握物理現(xiàn)象的規(guī)律性，同時還能促進(jìn)其利用所學(xué)知識更好地解釋現(xiàn)實生活中與物理相關(guān)的自然現(xiàn)象和解決實際問題，要達(dá)到這一教學(xué)目標(biāo)，就需要教師在教學(xué)過程中將物理實驗與實際生活聯(lián)系起來。

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)完《探究導(dǎo)體的電阻與其影響的因素的定量關(guān)系》實驗后，老師可以創(chuàng)設(shè)以下的真實的情境引導(dǎo)學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計實驗的方案，并進(jìn)行實驗進(jìn)行測量。

真實情境：某個同學(xué)家里裝修，購買了一捆標(biāo)稱為100 m的銅線（已經(jīng)知道銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m）。該同學(xué)想通過實驗測定其實際長度，請同學(xué)們設(shè)計合理可行的方案并進(jìn)行實驗。

學(xué)生實驗方案設(shè)計完成后，老師引導(dǎo)學(xué)生相互交流，指出學(xué)生的問題，主要有以下幾類問題：

問題1：有的同學(xué)用多用電表的歐姆檔測量電阻，然后將測量的電阻代入電阻定律求長度。

錯因分析：學(xué)生不理解多用電表測電阻的原理，不明白這樣測量的電阻誤差比較大。

問題2：有的同學(xué)不知道電流表應(yīng)該內(nèi)接還是外接。

錯因分析：學(xué)生不清楚內(nèi)接外接的誤差來源。

問題3：滑動變阻器的接法不知道應(yīng)該選擇限流式還是分壓式。

錯因分析：學(xué)生對這兩種接法的特點(diǎn)還不夠清楚。

以上三類問題也是電學(xué)實驗中學(xué)生經(jīng)常容易弄錯的地方，也是高考的?？键c(diǎn)，老師可以就學(xué)生在實際問題中遇到的問題，進(jìn)行詳細(xì)的講解分析，這樣學(xué)生才能更加專注地聽課學(xué)習(xí)，了解物理的本質(zhì)和規(guī)律。在幫助學(xué)生弄清楚了存在的問題，完善了自己的實驗方案后，安排足夠時間讓學(xué)生根據(jù)自己的方案進(jìn)行實驗，讓學(xué)生在實驗中提升自己的能力，實驗完成以后安排學(xué)生交流評價，讓學(xué)生在有效的交流評價中培養(yǎng)自己的表達(dá)能力、質(zhì)疑能力，從而讓核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究真正落地于高中物理課堂。

三、結(jié)語

核心素養(yǎng)教育是新課改提出的重要教學(xué)理念，并且其指出各學(xué)科均有核心素養(yǎng)，物理核心素養(yǎng)指的是學(xué)生在物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需必備的關(guān)鍵能力和品格，擁有這些關(guān)鍵能力和品格，不僅能使學(xué)生獲得良好的個人發(fā)展，同時還能切實提高課程教學(xué)質(zhì)量與效率，因此，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)積極探索能提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的方法對其進(jìn)行教學(xué)，如文中總結(jié)的任務(wù)驅(qū)動法、類比分析法、自主探究法、聯(lián)系實際法，這樣才能更好地培養(yǎng)學(xué)生具備科學(xué)探究意識、設(shè)計實驗探究方案和獲取實驗證據(jù)的能力，并且能應(yīng)用所學(xué)知識解釋與物理相關(guān)的自然現(xiàn)象和解決實際問題，從而實現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

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編輯 杜元元