核心素養下高中物理實(shí)驗教學(xué)探索論文
摘要：物理是高中階段的重要主科科目，但學(xué)生卻普遍認為物理這門(mén)學(xué)科較難，不愿意主動(dòng)學(xué)習，這主要是由于物理屬于科學(xué)范疇，且形式較為抽象化，學(xué)生的思維若不夠敏捷很難掌握學(xué)習物理的技巧，這就要求高中物理教師將核心素養作為一切教學(xué)的基礎，實(shí)驗教學(xué)就是其中重要的組成部分。
關(guān)鍵詞：核心素養;高中物理;實(shí)驗教學(xué);概念;重要性;方法
傳統的物理實(shí)驗教學(xué)相對來(lái)說(shuō)比較偏向形式化，基本是由教師演示，學(xué)生模仿之后再總結實(shí)驗結果的形式進(jìn)行教學(xué)，但這種形式并不符合當今素質(zhì)教育的基本政策，這就需要教師審時(shí)度勢，根據新課改的新要求，體現學(xué)生學(xué)習主體地位，注重學(xué)生參與探究實(shí)驗，而這一切都要基于物理的核心素養，因此，教師需要明確其重要性，并尋找優(yōu)化物理實(shí)驗教學(xué)的有效方式。
1高中物理核心素養的基本概念
1.1概念
高中物理教學(xué)主旨是在學(xué)生認知程度的基礎上進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養，由于高中學(xué)生即將面臨人生中重要的轉折點(diǎn)，而物理的難度相對來(lái)說(shuō)較大，正確理解物理的基本內涵將有利于學(xué)生系統物理思維的建立，核心素養是在學(xué)生學(xué)習物理基本知識、物理操作技能，以及學(xué)習物理的有效方法和學(xué)習態(tài)度之上提出的為學(xué)生未來(lái)發(fā)展考慮的重要內容，核心素養強調順應現代社會(huì )發(fā)展和實(shí)際生活運用，不僅是理論知識，還包括科學(xué)實(shí)踐的過(guò)程，是學(xué)生綜合素質(zhì)提升的科學(xué)導向，由此可見(jiàn)，高中物理的核心素養是培養學(xué)生科學(xué)觀(guān)和社會(huì )認知的決定性條件[1]。
1.2重要性
由核心素養的概念可知，學(xué)生借助學(xué)校教育而形成的解決實(shí)際問(wèn)題的能力才是進(jìn)行物理實(shí)驗的動(dòng)力，而教師培養學(xué)生的核心素養，將非常有利于學(xué)生的求知欲增長(cháng)，只有學(xué)生的求知欲、積極性有效提高，物理的內涵才能夠充分體現，也才能夠被學(xué)生充分理解，二者相互促進(jìn)且相互補充，提高學(xué)生的物理能力離不開(kāi)學(xué)生的核心素養提升，核心素養的培養也離不開(kāi)物理這門(mén)科學(xué)性極強的學(xué)科支持，因此，基于核心素養的高中物理教學(xué)，才是正確的物理教學(xué)方向。
2基于核心素養的高中物理實(shí)驗教學(xué)方法
實(shí)驗教學(xué)是提高高中物理教學(xué)效率，培養學(xué)生學(xué)習興趣，增強學(xué)生物理知識應用能力的關(guān)鍵，在核心素養背景下，高中物理實(shí)驗教學(xué)方法如下：
2.1開(kāi)展小組合作
高中階段的學(xué)生正值青春期，雖然思維不夠縝密，卻有著(zhù)源源不斷的青春活力，這一時(shí)期的學(xué)生所缺乏的不是刻板固守的強硬糾正，而是有力有效的方向引導，對于高中物理教師來(lái)說(shuō)，想要進(jìn)行科學(xué)的物理實(shí)驗教學(xué)，就要遵循學(xué)生的成長(cháng)規律和個(gè)性特點(diǎn)，小組合作的教學(xué)方法正適用于高中學(xué)生，也適用于實(shí)驗教學(xué)[2]。在這一方面，教師可以根據學(xué)生學(xué)習能力，對學(xué)生進(jìn)行合理分組，同齡人之間的互相幫助與促進(jìn)比教師督促更加有效，例如，教師要進(jìn)行實(shí)驗之前，將學(xué)生分組，每組分配一名學(xué)習能力較強、成績(jì)較好的學(xué)生，在進(jìn)行實(shí)驗的過(guò)程中，要求這名同學(xué)不動(dòng)手操作，而是指導小組其他成員親手操作，出現疑問(wèn)時(shí)可以討論解決，這種方式加強了學(xué)生的集體榮譽(yù)感，也提高了學(xué)生之間的團結協(xié)作能力，真正達到培養學(xué)生核心素養，進(jìn)行素質(zhì)教育的最終目的。例如，在《電流表的改裝及內接外接法》實(shí)驗教學(xué)中，教師可以通過(guò)對學(xué)生進(jìn)行分組，并要小組成員之間相互交流探討電流表的改裝知識，以及內接外接法等知識，一方面可以為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習氛圍，另一方面可以培養學(xué)生的團隊協(xié)作能力，在學(xué)習物理知識的同時(shí)也提高了學(xué)生的素質(zhì)水平。
2.2結合生活實(shí)際
雖然人類(lèi)發(fā)展中必然會(huì )受到社會(huì )條件等框架的制約，但這并不影響學(xué)生的學(xué)習能力提高，恰恰相反，這種制約反而會(huì )使學(xué)生走向更加正確的道路，物理實(shí)驗教學(xué)也是如此，基于核心素養的教學(xué)是有約束的，這為教師制定了教學(xué)思維的導向，教師需要根據這一內容將實(shí)驗設計得更加貼合實(shí)際生活，脫離開(kāi)實(shí)際的實(shí)驗都是不科學(xué)的，與核心素養的要求不符，因此，鼓勵學(xué)生從生活中探尋物理實(shí)驗的蹤跡，并將其運用到學(xué)習中，才能達到提高物理實(shí)驗教學(xué)效率的目的，從而引導學(xué)生的思想越來(lái)越適應社會(huì )發(fā)展的趨勢。例如，在利用螺旋測微器和游標卡尺進(jìn)行長(cháng)度測量的實(shí)驗中，教師可以引導學(xué)生用所學(xué)的知識以及相應的測量工具去測量生活中的一些實(shí)物，如礦泉水瓶瓶蓋的內外徑、小水杯的深度、水筆筆蓋的內外徑等，要讓學(xué)生知道物理來(lái)源于生活，生活中處處都存在物理知識，引導學(xué)生去發(fā)現。
2.3凸顯學(xué)生的主體地位
新課改要求突出學(xué)生的學(xué)習主體地位，這也是核心素養的要求之一，因此，教師要將這一內容體現在物理實(shí)驗教學(xué)的過(guò)程中，注重學(xué)生個(gè)體參與，加強學(xué)生主動(dòng)認知與學(xué)習，物理本就是一門(mén)實(shí)踐性較強的抽象學(xué)科，學(xué)生參與將提升物理思維的建立能力[3-4]，例如：在探究“單擺的周期與哪些因素有關(guān)”時(shí)，筆者曾經(jīng)分別讓三個(gè)同學(xué)上臺做演示實(shí)驗。第一個(gè)同學(xué)在同一高度同時(shí)放開(kāi)兩個(gè)擺長(cháng)相等、質(zhì)量不同的單擺，結果兩個(gè)單擺擺動(dòng)同步。經(jīng)過(guò)幾次實(shí)驗，實(shí)驗結果基本一樣，因此得到實(shí)驗結論“單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)”。第二個(gè)同學(xué)在不同高度同時(shí)放開(kāi)兩個(gè)完全相同的單擺，實(shí)驗結果兩個(gè)單擺擺動(dòng)也同步。同樣經(jīng)過(guò)幾次實(shí)驗，實(shí)驗結果大同小異，因此得到了第二個(gè)結論“單擺的周期與振幅無(wú)關(guān)”。第三個(gè)同學(xué)則在同一高度同時(shí)釋放兩個(gè)質(zhì)量相同、擺長(cháng)不同的單擺，實(shí)驗結果在第一次實(shí)驗里發(fā)現兩個(gè)單擺擺動(dòng)不同步。這一下子，這位同學(xué)有點(diǎn)慌了，趕緊再做一次實(shí)驗，結果兩個(gè)單擺還是不同步。全班同學(xué)哄堂大笑，他只好紅著(zhù)臉回到自己的.座位上。此時(shí)，筆者問(wèn)全班學(xué)生：“從剛才第三位同學(xué)的實(shí)驗中，我們能得到什么結論呢？”本來(lái)預想，學(xué)生應該會(huì )異口同聲地說(shuō)：“單擺的周期和擺長(cháng)有關(guān)�！钡龊躅A想的是，學(xué)生的回答是：“第三位同學(xué)的實(shí)驗操作能力太差了！”那位同學(xué)的臉更紅了。筆者想馬上反駁，說(shuō)結論應該是“單擺的周期與擺長(cháng)有關(guān)”？這樣的話(huà)，顯得蒼白無(wú)力。那應該怎么辦呢？筆者接著(zhù)說(shuō)：“既然大家覺(jué)得剛才這位同學(xué)的實(shí)驗操作能力太差了，那么我們就請一位“高手”上臺來(lái)給大家演示一下，怎樣？”在大家的推薦下，一位大家認為實(shí)驗操作能力較強的同學(xué)上臺，重新做了第三個(gè)演示實(shí)驗。結果兩個(gè)單擺還是不同步的擺動(dòng)，甚至有個(gè)不相信的同學(xué)又上臺做了演示實(shí)驗，結果還是一樣。此時(shí)，課堂上安靜了許多，筆者接著(zhù)說(shuō)：“其實(shí)，不是第三個(gè)同學(xué)的實(shí)驗操作能力太差，而是單擺的周期與擺長(cháng)有關(guān)。第三個(gè)同學(xué)得到的不應該是大家的質(zhì)疑，而應該是大家的表?yè)P�！币蓤F徹底揭開(kāi)了，上臺做實(shí)驗的同學(xué)得到了鼓勵，其他同學(xué)通過(guò)這次小小的“曲折”也明白了單擺的周期與擺長(cháng)的關(guān)系，還學(xué)會(huì )了應該更深入的看問(wèn)題。再如：老師在進(jìn)行打點(diǎn)計時(shí)器實(shí)驗測定勻變速運動(dòng)時(shí)，首先老師示范打點(diǎn)計時(shí)器的操作方法，而后可以讓學(xué)生自行操作，期間老師游走于學(xué)生之間為學(xué)生答疑解惑，鼓勵學(xué)生主動(dòng)探究。
2.4鼓勵實(shí)驗創(chuàng )新
創(chuàng )新教育是基礎教育的一部分，物理實(shí)驗的創(chuàng )新又是基于核心素養的物理實(shí)驗教學(xué)的重要內容。在實(shí)際的物理實(shí)驗教學(xué)中，培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新思維，不僅能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新潛能，教會(huì )學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的和諧發(fā)展，又能幫助學(xué)生挖掘實(shí)驗的精髓，展示實(shí)驗的思想和魅力，提高物理實(shí)驗教學(xué)的有效性。例如：在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》這個(gè)實(shí)驗時(shí)，基于本實(shí)驗操作的難度和復雜性，筆者先花了一節課的時(shí)間把本次實(shí)驗的實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、實(shí)驗步驟等內容和學(xué)生一起探究了下，然后又給學(xué)生一節課的時(shí)間讓學(xué)生去操作實(shí)驗，但有學(xué)生按教材中的原方案操作實(shí)驗后，發(fā)現誤差較大。經(jīng)過(guò)分析后，學(xué)生覺(jué)得誤差較大的原因是實(shí)驗室所提供的小車(chē)質(zhì)量沒(méi)有辦法遠大于鉤碼的質(zhì)量。實(shí)驗室有質(zhì)量更大的小車(chē)嗎？沒(méi)有。那怎么辦呢？這時(shí)，幾個(gè)實(shí)驗能力較強的同學(xué)圍著(zhù)實(shí)驗桌進(jìn)行討論。筆者提示可以對實(shí)驗方案進(jìn)行創(chuàng )新，也就是更改實(shí)驗方案��！雖然已經(jīng)臨近下課，但在筆者的鼓勵下，學(xué)生的學(xué)習熱情上來(lái)了，陷入了一陣思考和討論中……最終得出了一個(gè)不需要小車(chē)質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量這個(gè)前提條件的創(chuàng )新實(shí)驗方案。是的，對于上面學(xué)生提出的問(wèn)題，可能有些老師會(huì )蜻蜓點(diǎn)水地應付過(guò)去，但筆者認為學(xué)生的潛能是不容小覷的。如果能對學(xué)生提出的問(wèn)題，進(jìn)行適當的引導、鼓勵和幫助，或許會(huì )讓學(xué)生在有限的實(shí)驗課堂時(shí)間內，有所創(chuàng )新，收獲無(wú)限的知識。這也是符合核心素養所要求的創(chuàng )新實(shí)驗教學(xué)。核心素養是學(xué)生健康成長(cháng)，順利學(xué)習的重要支持，而物理這門(mén)學(xué)科對樹(shù)立學(xué)生科學(xué)觀(guān)和綜合認知能力有很大幫助，物理實(shí)驗又是促進(jìn)學(xué)生物理能力提高的有效教學(xué)手段，因此，基于核心素養的物理實(shí)驗教學(xué)，才是培養學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展的重要途徑。
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